自動控制課程設計報告

1、自動控制課程設計報告隨著自動化技術的飛速發(fā)展，自動控制技術正逐步得到廣泛應用。尤其是當代，自動控制技術迅猛發(fā)展、日新月異，深刻地影響了人類生活和人類命運的各個方面。 半導體微電子學、光學和光電子學、計算機和通信網絡等信息采集， 下面是的相關內容，希望對你有幫助。一、自動控制的應用領域分析自動化控制系統(tǒng)的研究，幾乎涵蓋所有應用科學知識與技術的結合，領域范圍及牽涉的科學知識與應用工具相當廣泛，作為交叉學科，自動控制與其他很多學科有關聯， 尤其是數學和信息學，在制造，醫(yī)藥，交通，機器人，以及經濟學，社會學中的應用也都非常廣泛。自動化控制的應用領域一般可分為下列幾類：1 、工廠自動化控制，又稱為生產自

2、動化控制，即利用自動化的生產設備，一貫作業(yè)的生產方式，從事有效率的產品生產。 2、設計自動化控制，即利用電腦軟件技術及應用，將所需設計的資料，轉成控制程序或生產流程， 而且以簡單的圖或語言， 來表示或執(zhí)行制造過程的自動化控制的運作。 3、實驗室自動化控制，即利用自動化設備與電腦軟件技術及應用，或可編程控制器等設備，結合溫度、濕度、壓力、流量等傳感器，將實驗室的控制程序或生產流程，及所需實驗結果的資料，轉成簡單的圖或語言， 來表示或執(zhí)行實驗室的自動化控制作。 4、檢測自動化控制，即利用自動化的檢測設備與電腦軟件技術及程式應用，結合溫度、濕度、壓力、流量等傳感器設備，能自動地檢測樣品，并將檢測的物

3、理量的資料，轉成簡單的圖或語言，來表示檢測結果。 5、辦公室自動化控制，即利用軟件程式技術及應用，將辦公室的文書資料或文書檔案，做有效率的管理。 6、家庭自動化控制，即利用自動化的設備與電腦軟件技術及程式應用， 結合家庭用設備，提高家庭舒適度與居家安全。 7、服務自動化控制，即利用自動化的設備與電腦軟件技術及程式應用， 結合各式各樣的自動化設備或傳感器，監(jiān)測、紀錄、轉接、通知、執(zhí)行運作等，以供顧客或使用者，能快速處理相關作業(yè)或快速處理所遭遇的問題。上述七大類自動化控制的范疇及其相關產品與設備，占社會經濟產值相當比重， 對國家社會經濟影響很大， 非常值得深思研究與發(fā)展應用隨著自動化技術的發(fā)展與應

4、用。二、現代控制理論的發(fā)展及基本內容經典控制理論雖然具有很大的實用價值，但也有著明顯的局限性。其局限性表現在下面二個方面：第一，經典控制理論建立在傳遞函數和頻率特性的基礎上， 而傳遞函數和頻率特性均屬于系統(tǒng)的外部描述（只描述輸入量和輸出量之間的關系），不能充分反映系統(tǒng)內部的狀態(tài)；第二，無論是根軌跡法還是頻率法，本質上是頻域法（或稱復域法），都要通過積分變換（包括拉普拉斯變換、傅立葉變換、 Z 變換），因此原則上只適宜于解決“單輸入單輸出”線性定常系統(tǒng)的問題，對“多輸入多輸出”系統(tǒng)不宜用經典控制理論解決，特別是對非線性、時變系統(tǒng)更是無能為力?，F代控制理論正是為了克服經典控制理論的局限性而在 20

5、 世紀 50、60 年代逐步發(fā)展起來的?，F代控制理論本質上是一種“時域法”。它引入了“狀態(tài)”的概念，用“狀態(tài)變量”（系統(tǒng)內部變量）及“狀態(tài)方程”描述系統(tǒng)，因而更能反映出系統(tǒng)的內在本質與特性。從數學的觀點看， 現代控制理論中的狀態(tài)變量法， 簡單地說就是將描述系統(tǒng)運動的高階微分方程， 改寫成一階聯立微分方程組的形式， 或者將系統(tǒng)的運動直接用一階微分方程組表示。 這個一階微分方程組就叫做狀態(tài)方程。 采用狀態(tài)方程后， 最主要的優(yōu)點是系統(tǒng)的運動方程采用向量、矩陣形式表示，因此形式簡單、概念清晰、運算方便，尤其是對于多變量、時變系統(tǒng)更是明顯。特別是在 Kalman提出的可控性和可觀測性概念和極大值理論的基

6、礎上， 現代控制理論被引向更為深入的研究?，F代控制理論研究的主要內容包括三部分： 多變量線性系統(tǒng)理論、最優(yōu)控制理論以及最優(yōu)估計與系統(tǒng)辨識理論。 由于篇幅所限，有關現代控制理論研究的具體內容請參見有關文獻，這里從略。三、自動控制技術發(fā)展歷程分析自動控制（ automaticcontrol）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態(tài)或參數自動地按照預定的規(guī)律運行。隨著電子計算機技術和其他高技術的發(fā)展，自動控制技術的水平越來越高，應用越來越廣泛，作用越來越重要。自動控制技術的發(fā)展大致可分為以下幾個發(fā)展階段：40年代到 60 年代初，該階段以市場競爭、資源

7、利用、減輕勞動強度提高產品質量、適應批量生產需要等因素為需求動力。 主要技術特點為各種單機自動化加工設備出現，并不斷擴大應用和向縱深方向發(fā)展。60 年代中到 70 年代初期，該階段以市場競爭加劇， 要求產品更新快，產品質量高，并適應大中批量生產需要和減輕勞動強度為需求動力。主要特點為主要以自動生產線為標志，在單機自動化的基礎上， 各種組合機床、組合生產線出現，同時軟件數控系統(tǒng)出現并用于機床。70年代中期至今，該階段以市場環(huán)境的變化，使多品種、中小批量生產中普遍性問題愈發(fā)嚴重， 要求自動化技術向其廣度和深度發(fā)展，使其各相關技術高度綜合， 發(fā)揮整體最佳效能為需求動力。主要特點技術特點是把分散獨立的單元自動化技術集成為一個優(yōu)化的整體。隨著現代應用數學新成果的推出和電子計算機的應用，為適應宇航技術的發(fā)展， 自動控制理論跨入了一個新階段現代控制理論。 主要研究具有高性能， 高精度的多變量變參數的最優(yōu)控制問題， 主要采用的方法是以狀態(tài)為基礎的狀態(tài)空間法。 目前，自動控制理論還在繼續(xù)發(fā)展，正向以控制論，信息論，仿生學為基礎的智能控制理論深入。在現代科學技術的眾多領域中， 自動控制技術起著越來越重要的作用?？偠灾诮洕咚侔l(fā)展、高新技術更新換代頻繁的現代社會，自動控制技術已經成為促進各個產業(yè)發(fā)展的主導力量。自動控制技術水