自動(dòng)化的起源和發(fā)展(編輯修改稿)
2025-06-18 07:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 時(shí)間域模型比較直觀，而頻率域模型則是一個(gè)更強(qiáng)大的工具，而者建立的基本途徑一般都通過解析法和實(shí)驗(yàn)法。 非線性控制理論 對(duì)非線性控制系統(tǒng)的研究，到 上個(gè) 世紀(jì)四十年代，已取得一些明顯的進(jìn)展。主要的分析方法有：相平面法、李亞普諾夫法和描述函數(shù)法等。這些方法都已經(jīng)被廣泛用來解決實(shí)際的非線性系統(tǒng)問題。但是這些方法都有一定的局限性，都不能成為分析非線性系統(tǒng)的通用方法。例如，用相平面法雖然能夠獲得系統(tǒng)的全部特征，如穩(wěn)定性、過渡過程等，但大于三階的系統(tǒng)無法應(yīng)用。李亞普諾夫法則僅限于分析系統(tǒng)的絕對(duì)穩(wěn)定性問題，而且要求非線性元件的特性滿足一定條件。雖然這些年來，國內(nèi)外有不少學(xué)者一直在這方面進(jìn)行研究，也研究出一些新的方法，如頻率域的波波夫判據(jù)，廣義圓判據(jù)，輸入輸出穩(wěn)定性理論等。但總的來說，非線性控制系統(tǒng)理論目前仍處于發(fā)展階段，遠(yuǎn)非完善，很多問題都還有待研究解決，領(lǐng)域十分寬 。 非線性控制理論作為很有前途的控制理論，將成為二十一世紀(jì)的控制理論的主旋律，將為我們?nèi)祟惿鐣?huì)提供更先進(jìn)的控制系統(tǒng)，使自動(dòng)化水平有更大的飛越。 PID控制 ——簡而優(yōu)秀 PID（比例 積分 微分）控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有 50多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。 PID控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。 PID控制器由比例單元（ P）、積分單元（ I）和微分單元（ D）組成。其輸入 e (t)與輸出 u (t)的關(guān)系為 : 因此它的傳遞函數(shù)為： 它由于用途廣泛、使用靈活，已有系列化產(chǎn)品，使用中只需設(shè)定三個(gè)參數(shù)（ Kp， Ki和 Kd）即可。在很多情況下，并不一定需要全部三個(gè)單元，可以取其中的一到兩個(gè)單元，但比例控制單元是必不可少的 。 PID控制器是最簡單的有時(shí)卻是最好的控制器 預(yù)測控制 預(yù)測控制是近年來發(fā)展起來的一類新型的計(jì)算機(jī)控制算法。由于它采用多步測試、滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正等控制策略，因而控制效果好，適用于控制不易建立精確數(shù)字模型且比較復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程，所以它一出現(xiàn)就受到國內(nèi)外工程界的重視，并已在石油、化工、電力、冶金、機(jī)械等工業(yè)部門的控制系統(tǒng)得到了成功的應(yīng)用。 下面以模型算法控制為例子來說明預(yù)測控制的基本原理 : 由于預(yù)測控制具有適應(yīng)復(fù)雜生產(chǎn)過程控制的特點(diǎn)，所以預(yù)測控制具有強(qiáng)大的生命力。可以預(yù)言，隨著預(yù)測控制在理論和應(yīng)用兩方面的不斷發(fā)展和完善，它必將在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮出越來越大的作用，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用的前景 故障診斷 現(xiàn)代的機(jī)械制造系統(tǒng)具有控制規(guī)模大、自動(dòng)化程度高和柔性化強(qiáng)的特點(diǎn)。由于制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，價(jià)格越來越昂貴，因此因?yàn)楦鞣N故障而導(dǎo)致的停機(jī)都是不可忍受的負(fù)擔(dān)。故障診斷系統(tǒng)就能夠在這個(gè)情況下滿足需要，也就是能夠合理制定維修計(jì)劃，最大限度減少停機(jī)維修的時(shí)間，以及在故障發(fā)生之后能夠迅速做出反應(yīng)。因此，故障診斷系統(tǒng)在現(xiàn)在得到了迅速的發(fā)展。 故障診斷是隨著生產(chǎn)過程的復(fù)雜化而產(chǎn)生的一種技術(shù)，由于和現(xiàn)代傳感器技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，已經(jīng)展現(xiàn)出了很強(qiáng)的生命力，必將為提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性提供越來越強(qiáng)大的支持。 人工智能 人工智能是一門邊緣學(xué)科，用來模擬人的思維，已經(jīng)引起了許多學(xué)科的日益重視，并且有越來越多的實(shí)用意義，而且許多不同專業(yè)背景的科學(xué)家正在人工智能領(lǐng)域內(nèi)獲得一些新的思維和新的方法。作為一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)分支，這些系統(tǒng)呈現(xiàn)出與人類的智能行為有關(guān)的特性。 人工智能的主要領(lǐng)域包括問題求解、語言處理、自動(dòng)定理證明、智能數(shù)據(jù)檢索等領(lǐng)域。這些綜合概念在自然語言處理、情報(bào)檢索、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)證明都有重要應(yīng)用。人工智能的第一個(gè)大成就是發(fā)展了能夠求解難題的下棋程序。 人工智能包含的領(lǐng)域非常廣泛，問題的求解只是其中的一個(gè)重要方面。其他的方面包括比如謂詞演算、規(guī)則演繹系統(tǒng)、機(jī)器人問題以及專家系統(tǒng)等一系列問題。人工智能作為一個(gè)復(fù)雜的邊緣學(xué)科，正在有著越來越廣闊的前景，隨著新的數(shù)學(xué)理論的完善以及計(jì)算機(jī)新的硬件的出現(xiàn)，人工智能必將能夠更好地模擬人的思維。 專家系統(tǒng)
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