信息技术导论课程设计报告

2015-2016学年

信息技术导论课程设计报告自动控制技术的实际应用情况

学院：信息科学技术学院

专业：电子信息类

班级：六班

学号：20151681310162

姓名：邱祥风

报告正文

一、自动控制技术在国防军事中的应用

历史表明，战争能够促进科技的发展，科技又能改变战争的思想与模式，二者关系紧密，互相促进。第二次世界大战期间，各国竞相开始新式武器的研究，明显地加快了自动控制技术的发展。冷战期间，北约与华约两大军事集团的军备竞赛更是使自动控制技术的发展达到了高潮。与此同时，自动控制技术在国防军事中得到了大规模运用。

1、武器装备精确制导

武器装备的制导起源于第二次世界大战。随着自动控制理论的发展，现代控制理论、图像识别技术、高速电子计算机、最优控制和自适应控制等的发展，使导弹的制导系统发生质的飞跃。80年代以来，洲际弹道式导弹的命中精度已由第一代的2770米提高到第四代的几十米，飞航式导弹的命中率更高，战术巡航导弹的命中精度达到几米至十几米，直接命中率达到80%以上。现今，精确制导技术正朝全导式多弹头、毫米波制导、激光制导、导航卫星定位、全程制导、复合制导、自适应控制、自学习控制等高级制导技术方向发展。

2、军队指挥自动化

随着现代信息技术的广泛运用，战争中作战速度加快,作战范围扩展，战斗过程更为复杂多变，这使得传统的指挥方法无法驾驭部队。可以说现代战争就是信息战，是两国科技实力的体现。

美军参联会对信息优势的定义为；在信息领域的支配权达到能在没有有效抵抗的条件下进行作战，为获得信息优势必须将指挥、控制、通信和计算机能力，情报、监视和侦察能力，信息战能力三者结合，只靠信息战一种手段还不能完全获得信息优势。在现代信息战中，必须从情报的收集、处理开始，直至通信传输，态势显示，事务处理，指挥控制等都实现自动化才能适应。而这些都必须以电子计算机的广泛使用为基础，所以军队指挥自动化是指挥员及其司令部采用电子计算机与通信网络以及其他各种自动化设备，运用科学的方法,按照现代战争的特点与方式,实施对所属部队的有效指挥与控制。可见，现代战争对作战指挥提出了更高的要求。

二、自动控制技术在航空航天中的应用

1、航空发动机控制技术发展与挑战

从20世纪40年代的简单机械液压式控制系统开始，航空发动机控制系统随着电子技术、控制计术的发展，先后出现了电子与机械混合控制系统，以及20世纪70年代出现的发动机数字电子控制系统（DEEC，用于普惠的JT9D发动机）。20世纪80年代，为适应更高性能发动机的要求出现了全权限数字电子控制系统（FADEC），此时电子器件性能的不断提高使得这种转变成为可能。这一趋势一直在持续，随着电子器件性能的不断提高和电子器件小型化的推动，与高性能发动机要求相呼应的各种创新性工程解决方案也不断出现，现已发展到高度综合的第

三代全权限数字电子控制系统，其主要特征是带机载发动机诊断系统并实现热管理。

发动机控制系统可以看做是发动机的大脑和神经系统，基于飞行指令和发动机控制计划，完成发动机燃油供给、叶片及喷口位置调节等控制功能。未来航空发动机技术将呈现加速发展态势，航空发动机将向高性能、高可靠性、更宽使用范围、多任务能力和低油耗、低成本、低污染、低噪声的方向发展，为不断满足发动机发展需要，未来控制系统技术发展将向提高功能性能、降低重量和成本、耐恶劣环境、提高可靠性和维护性的方向发展，同时跨越推进控制范畴，与飞控、预测健康管理系统紧密结合，共同实现在推力、配电管理以及热系统、环境系统、状态监视系统等方面的发动机综合管理系统。

未来发动机控制系统将向主动控制、智能控制、分布控制及减轻重量和降低成本、提高可靠性和耐恶劣环境能力的方向发展，采用机载发动机模型、先进的控制逻辑和设计方法，将控制系统与其他机载系统相综合，获得更好的系统性能和控制品质。

2、自动控制技术在无人飞行器中的应用

自动化在飞机驾驶中的应用是在人飞上蓝天后，又一个重大的科技进步。无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。由于他是高科技技术的集中载体，其主要应用于现代战争。在1982年发生的贝卡谷地之战和1991年爆发的海湾战争中，无人机在侦察监视、干扰敌方雷达通信系统和引导己方进攻武器等方面，都发挥了极其重要的作用。近几年，受需求拉动和几次局部战争中无人机卓越表现的激励，国内对无人机的研发空前重视，行业爆发出前所未有的发展速度。国产无人机产品已成功走出国门。西安爱生技术集团的ASN 系列无人机、航天科技十一院的“彩虹”无人机、中航工业成飞集团的“翼龙”无人机等已先后签订出口订单。

无人机系统工作流程：

(1)开始界面：快捷实现任务的规划，进入任务监控界面，实现航拍任务的快速自动归档，各功能划分开来，实现软件运行的专一而稳定。

(2)航前检查：为保证任务的安全进行，起飞前结合飞行控制软件进行自动检测，确保

飞机的GPS、罗盘、空速管及其俯仰翻滚等状态良好，避免在航拍中危险情况的发生。

(3)飞行任务规划：在区域空照、导航、混合三种模式下进行飞行任务的规划。

(4)航飞监控：实时掌握飞机的姿态、方位、空速、位置、电池电压、即时风速风向、

任务时间等重要状态，便于操作人员实时判断任务的可执行性，进一步保证任务的安全。

(5)影像拼接：航拍任务完成后，导航航拍影像进行研究区域的影像拼接。

三、自动控制技术在农业生产生活中的应用

1、自动控制技术在园林节水灌溉中的应用

当前水资源缺乏和景观背景下的土地成本提高灌溉用水、城市园林建设节水灌溉系统一般、节水灌溉、节水潜力的自动控制设备不断被绿地维护单位,因此,园林节水灌溉自动控制技术开始普及和推广。以色列、美国、加拿大等国家在节水灌溉技术方面起步较早，实践到目前为止，他们已经成功地将先进的计算机和控制技术以及电子技术运用到了节水灌溉系统中，并且拥有较高的智能化程度和控制精度，操作可靠便捷，我国也加快了逐步引用自动控制技术的步伐。

1）自动节水控制系统的常用类型

全自动的节水灌溉系统是指在灌溉过程中无需人的直接参与，其轮灌程序和长时间的封闭灌溉程序的控制，包括对作物需水量的控制，都是通过预先编制好的控制程序以及根据作物统计需水量设定的。人的主要作用在于对程序的控制以及设备的维护。在半自动化灌溉系统中，田间没有安装传感器，灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序，而