控制工程基础的论文

合肥学院机械工程系

本科课程论文

课程名称：______控制工程基础_ _________

专业年级：_______09机制（3）班__________ 学号：____ ____ ______

学生姓名：____ __________

论文题目：____控制与科学__ _____________

成绩：____ _____________

指导教师：_________________

2011年 12 月 19 日

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

引言 (1)

发展史 (1)

主要技术 (2)

二主要的技术

1材料成型与控制简介 (2)

2．智能控制 (2)

3．机器人控制技术 (3)

4．过程控制与检测技术 (3)

5自动化 (4)

三经典控制理论与现在控制理论 (4)

四最优控制方法及其应用 (5)

五发展与展望 (5)

参考文献 (6)

控制与科学

09级机制（3）班 09060

摘要：随着科技发展，自动控制成为降低人类劳动负荷的主要手段，自动控制已被应用于人类社会的各个领域，在工业方面对于化工，机械制造生产有重大的影响。其中材料与控制方面有较大的发展空间，其主要是研究热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题，是国民经济发展的支柱产业。控制几乎贯穿所有工业学科，而机械控制自动化是主要科学研究方面

关键词：材料成型，自动化，智能控制

引言：

当前科技虽然出现前所未有的发展阶段，但与我们所期待的阶段还相距甚远，全面自动化发展尚不成熟，尤其是机器人方面一直是各国致力研究的，但目前只有日本和德国的技术处于领先，但仍不成熟。

一发展历史在人类征服自然的生产实践活动中孕育、产生的自动控制理论随着社会生产和科学技术的进步而不断发展、完善起来。在1868年至今的短短一百年中，自动控制理论无论在深度和广度上都得到了令人吃惊的发展，对人类社会产生了巨大的影响。从瓦特的蒸气机、阿波罗登月到海弯战争，无处不现示着控制技术的威力。在哲学领域，反馈理论的建立与成功应用，也使“因果关系”进一步发展为“因果－果因关系”，反馈的概念受到人们的重视。早在古代，劳动人民就凭借生产实践中积累的丰富经验和对反馈概念的直观认识，发明了许多闪烁控制理论智慧火花的杰作。例如，我国北宋时代（公元1086～1089年）苏颂和韩公廉利用天衡装置制造的水运仪象台，就是一个按负反馈原理构成的闭环非线性自动控制系统；1681年DennisPapin发明了用做安全调节装置的锅炉压力调节器；1765年俄国人普尔佐诺夫（I．Polzunov ）发明了蒸汽锅炉水位调节器等等1788，英国人瓦特（James Watt）在他发明的蒸汽机上使用了离心调速器，解决了蒸汽机的速度控制问题，引起了人们对控制技术的重视。以后人们曾经试图改善调速器的准确性，却常常导致系统产生振荡

二主要的技术

1材料成型与控制简介

其主要有以下三方面：

焊接成型及控制：主要有焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备的控制.（2）模具设计：材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工的控制。（3）铸造成型及控制：铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代制造工业的基础工艺之一。

2．智能控制

本研究方向主要研究智能控制理论及应用关键技术，其特点是紧密跟踪国际智能建筑的发展方向，探索人工智能技术应用于智能建筑领域的可能性与途径，进而研究适合中国国情的智能建筑控制与管理模式，为我国智能建筑的健康发展与赶超世界先进水平提供理论支持与技术手段，因而具有十分重要的理论与应用意

义。本研究方向重点有楼宇设备智能控制与管理方法、智能型住宅物业管理系统研究、智能大厦电梯群控系统和工业过程的智能控制技术研究等智能仪表集成技术研究方向，是集计算机检测技术、仪器仪表测量技术和现场总线技术的一门综合性技术，它具有可视化和直观性、模块化与多功能性、集成化与扩展性、操作自动化与应用方便性等特点。还有智能仪器研究，本研究方向致力于在测试过程控制中最大限度地实现自动化，尤其在长时间连续检测和反复巡回监测的应用场合，对大规模检测，由系统集成技术组合形成测控平台，而终端ＰＣ机和分解组合的硬件插卡以及配备的环境软件，支持系统各种灵活检测工作，各分功能集成电路按模块化的要求实现对各种技术参数求值、理论模型分析、算法分析、数据处理、模式识别、数据压缩和远程传输，将示波器和逻辑分析仪的测量结果形象化显示。本专业研究内容涵盖了计算机检测技术、仪表测量技术、传感器仪表技术、计算机接口技术、现场总线和网络技术、信号分析、数字图形处理技术。

3．机器人控制技术

机器人控制技术是控制领域研究的热点问题，近几年随着科学技术的发展，尤其智

能建筑技术的发展，特种机器人及建筑机器人应用研究被广泛重视。本研究方向主要研究内容包括：模糊逻辑、神经网络与自适应力控制，以及机器人工业应用等问题。

4．过程控制与检测技术

过程控制与检测技术研究方向主要研究如何在自动化生产过程中采用现代检测技术、控制方法和通信技术以实现控制系统的安全、高效运行。微电子技术的进步和计算机技术的广泛应用为自动化检测与控制领域提供了广泛的应用研究课题，也为生产过程控制提供了许多控制手段技术保证。

在自动化生产控制系统中，检测技术和仪表系统是实现过程控制的基础。进的检测技术、计算机技术、网络技术、检测信息的融合处理技术、智能传感器技术是本研究方向的研究目标之一。现场总线技术、集散型控制系统（DCS）、过程自动化（PA）和计算机集成过程控制（CIPS）等也是本研究方向的重要研究内容。实践证明，过程控制与检测技术的技术水平在快速发展，具有广泛的应用领域研究价值。

5自动化

自动化的广义内涵至少包括以下几点：在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动，整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程。现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以后，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。自动化是一个动态概念，有着十分广泛和深刻的内涵。目前制造自动化技术的研究非常灵活。

三经典控制理论与现在控制理论

控制一般有四个基本步骤：建模，基于物理规律建立数学模型；系统辨识，基于输入输出实测数据建立数学模型；信号处理，用滤波、预报、状态估计等方法处理输出；综合控