自动化讲座总结

自动化专题讲座学习总结

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随着计算机技术的发展和应用，自动控制理论和技术在宇航、机器人控制、导弹制导及核动力等高新技术领域中的应用也愈来愈深入广泛。不仅如此，自动控制技术的应用范围现在已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域中，成为现代社会生活中不可缺少的一部分。随着时代进步和人们生活水平的提高，在人类探知未来，认识和改造自然，建设高度文明和发达社会的活动中，自动控制理论和技术必将进一步发挥更加重要的作用。作为一个自动化专业的学生，了解和掌握自动控制的有关知识是十分必要的。为此我们学校特地给我们开设了自动控制的专题系列报告。为此我们获益匪浅，在此讲座结束之际，我对这次讲座加以整理总结，来牢记这次讲座。讲座共有5次，分别为自动控制的发展史，计算机控制系统，过程控制，GPS导航系统，流体传动。

讲座一：自动控制的发展史

自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。到战后，以形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入-单输出，线形定常数系统的分析和设计问题。

工业控制计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。工业控制计算机是“应用在国民经济发展和国防建设的各个领域、具有恶劣环境适应能力、能长期稳定工作的加固计算机”，简称“工控机（IPC）”。

1978年，STD总线标准推出，STD总线工控机诞生，其后的STD32总线工控机更成为高端的工业计算机；

1981年，VME总线工控机开始广泛应用于图象处理、工业控制、军事通讯等领域；

1987年，VXI总线，即VME扩展仪器仪表总线推出，兼容主流计算机市场的应用软件开发工具包、外设和驱动软件；

1992年，Intel开发了PCI总线规范，加固型PCI/ISA总线工控机问世，是对基于大母板的桌面PC的工业化改造；

1994年，AT96总线技术将ISA总线PC机带入恶劣的工业环境，具有抗强震动和冲击能力；

1995年，PICMIG颁布CompactPCI规范，基于Wintel架构、面向高可靠性应用设计的CPCI总线工控机成为新宠。

IPC在中国的发展大致可以分为三个阶段：第一阶段是从20世纪80年代末到90年代初，这时市场上主要是国外品牌的昂贵产品。

第二阶段是从1991年到1996，台湾生产的价位适中的IPC工控机开始大量进入大陆市场，这在很大程度上加速了IPC市场的发展，IPC的应用也从传统工业控制向数据通信、电信、电力等对可靠性要求较高的行业延伸。

第三阶段是从1997年开始，大陆本土的IPC厂商开始进入该市场，促使IPC的价格不断降低，也使工控机的应用水平和应用行业发生极大变化，应用范围不断扩大，IPC也随之发展成中国第二代主流工控机技术。

讲座二：计算机控制系统

与一般控制系统相同，计算机控制系统可以是闭环的，这时计算机要不断采集被控对象的各种状态信息，按照一定的控制策略处理后，输出控制信息直接影响被控对象。它也可以是开环的，这有两种方式：一种是计算机只按时间顺序或某种给定的规则影响被控对象；另一种是计算机将来自被控对象的信息处理后，只向操作人员提供操作指导信息，然后由人工去影响被控对象。

计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。

计算机控制系统通常具有精度高、速度快、存储容量大和有逻辑判断功能等特点，因此可以实现高级复杂的控制方法，获得快速精密的控制效果。计算机技术的发展已使整个人类社会发生了可观的变化，自然也应用到工业生产和企业管理中。而且，计算机所具有的信息处理能力，能够进一步把过程控制和生产管理有机的结合起来（如CIMS），从而实现工厂、企业的全面自动化管理。

计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机）来实现工业过程自动控制的系统。在计算机控制系统中，由于工业控制机的输入和输出时数字信号，而现场采集到得信号或送到执行机构的信号大多是模拟信号，因此与常规的按偏差控制的闭环负反馈系统相比，计算机控制系统需要有数/模转换器和模/数转换器这两个环节。

计算机把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号，直接反馈到输入端与设定值进行比较，然后根据要求按偏差进行运算，所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构，对被控对象进行控制，使被控变量稳定在设定值上。这种系统称为闭环控制系统。

计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件。

讲座三：过程控制

工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。

什么是程序控制法就一般而言，管理中采取的控制可以在行动开始之前、进行之中或结束之后进行，称为三种控制模型。第一种称为前馈控制或预先控制；第二种称为过程控制或同期控制；第三种称为反馈控制或事后控制。程序控制法即对经常性的重复出现的业务，要求执行人员按规定的标准化程序来完成，以保证业务处理质量达到控制目标和要求。程序控制要求按照牵制的原则进行程序设置，所有的主要业务活动都要建立切实可行的办理程序。即：按生产流程，每道工序的最终点为程序控制点，每道工序的终点的生产者为质量控制者，对不合格的加工、不合格的配制有责任也有权提出改正，这样使每个人在生产过程都受到监控。程序控制法避免业务工作的无章可循，职责不清，相互推委，有利于及时处理业务和提高工作效率，以及追究有关责任人的责任。

例如：按厨房生产流程，从加工、配制到烹调三个程序中，每道工序的最终点为程序控制点，每道工序的终点的生产者为质量控制者，配制厨师对不合格的加工、烹调厨师对不合格的配制有责任也有权提出改正，这样使每个人在生产过程都受到监控。

程序的重要性的毋庸置疑的。但由于程序的计划和控制工作单调枯燥，看似简单平凡，所以主持其事的人往往得不到最高主管部门人员的关心和支持。在我国，真正对程序的计划和控制持认真态度的企业或其他组织还不多，即使在这些组织中，有的也只是“认真”过一