自動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、自動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告隨著自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)正逐步得到廣泛應(yīng)用。尤其是當(dāng)代，自動(dòng)控制技術(shù)迅猛發(fā)展、日新月異，深刻地影響了人類生活和人類命運(yùn)的各個(gè)方面。 半導(dǎo)體微電子學(xué)、光學(xué)和光電子學(xué)、計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)等信息采集， 下面是的相關(guān)內(nèi)容，希望對(duì)你有幫助。一、自動(dòng)控制的應(yīng)用領(lǐng)域分析自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究，幾乎涵蓋所有應(yīng)用科學(xué)知識(shí)與技術(shù)的結(jié)合，領(lǐng)域范圍及牽涉的科學(xué)知識(shí)與應(yīng)用工具相當(dāng)廣泛，作為交叉學(xué)科，自動(dòng)控制與其他很多學(xué)科有關(guān)聯(lián)， 尤其是數(shù)學(xué)和信息學(xué)，在制造，醫(yī)藥，交通，機(jī)器人，以及經(jīng)濟(jì)學(xué)，社會(huì)學(xué)中的應(yīng)用也都非常廣泛。自動(dòng)化控制的應(yīng)用領(lǐng)域一般可分為下列幾類：1 、工廠自動(dòng)化控制，又稱為生產(chǎn)自

2、動(dòng)化控制，即利用自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備，一貫作業(yè)的生產(chǎn)方式，從事有效率的產(chǎn)品生產(chǎn)。 2、設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制，即利用電腦軟件技術(shù)及應(yīng)用，將所需設(shè)計(jì)的資料，轉(zhuǎn)成控制程序或生產(chǎn)流程， 而且以簡(jiǎn)單的圖或語言， 來表示或執(zhí)行制造過程的自動(dòng)化控制的運(yùn)作。 3、實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化控制，即利用自動(dòng)化設(shè)備與電腦軟件技術(shù)及應(yīng)用，或可編程控制器等設(shè)備，結(jié)合溫度、濕度、壓力、流量等傳感器，將實(shí)驗(yàn)室的控制程序或生產(chǎn)流程，及所需實(shí)驗(yàn)結(jié)果的資料，轉(zhuǎn)成簡(jiǎn)單的圖或語言， 來表示或執(zhí)行實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化控制作。 4、檢測(cè)自動(dòng)化控制，即利用自動(dòng)化的檢測(cè)設(shè)備與電腦軟件技術(shù)及程式應(yīng)用，結(jié)合溫度、濕度、壓力、流量等傳感器設(shè)備，能自動(dòng)地檢測(cè)樣品，并將檢測(cè)的物

3、理量的資料，轉(zhuǎn)成簡(jiǎn)單的圖或語言，來表示檢測(cè)結(jié)果。 5、辦公室自動(dòng)化控制，即利用軟件程式技術(shù)及應(yīng)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(dòng)化控制，即利用自動(dòng)化的設(shè)備與電腦軟件技術(shù)及程式應(yīng)用， 結(jié)合家庭用設(shè)備，提高家庭舒適度與居家安全。 7、服務(wù)自動(dòng)化控制，即利用自動(dòng)化的設(shè)備與電腦軟件技術(shù)及程式應(yīng)用， 結(jié)合各式各樣的自動(dòng)化設(shè)備或傳感器，監(jiān)測(cè)、紀(jì)錄、轉(zhuǎn)接、通知、執(zhí)行運(yùn)作等，以供顧客或使用者，能快速處理相關(guān)作業(yè)或快速處理所遭遇的問題。上述七大類自動(dòng)化控制的范疇及其相關(guān)產(chǎn)品與設(shè)備，占社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值相當(dāng)比重， 對(duì)國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響很大， 非常值得深思研究與發(fā)展應(yīng)用隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)

4、用。二、現(xiàn)代控制理論的發(fā)展及基本內(nèi)容經(jīng)典控制理論雖然具有很大的實(shí)用價(jià)值，但也有著明顯的局限性。其局限性表現(xiàn)在下面二個(gè)方面：第一，經(jīng)典控制理論建立在傳遞函數(shù)和頻率特性的基礎(chǔ)上， 而傳遞函數(shù)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(guān)系），不能充分反映系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)；第二，無論是根軌跡法還是頻率法，本質(zhì)上是頻域法（或稱復(fù)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(duì)“多輸入多輸出”系統(tǒng)不宜用經(jīng)典控制理論解決，特別是對(duì)非線性、時(shí)變系統(tǒng)更是無能為力。現(xiàn)代控制理論正是為了克服經(jīng)典控制理論的局限性而在 20

5、 世紀(jì) 50、60 年代逐步發(fā)展起來的?，F(xiàn)代控制理論本質(zhì)上是一種“時(shí)域法”。它引入了“狀態(tài)”的概念，用“狀態(tài)變量”（系統(tǒng)內(nèi)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(nèi)在本質(zhì)與特性。從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看， 現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)變量法， 簡(jiǎn)單地說就是將描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的高階微分方程， 改寫成一階聯(lián)立微分方程組的形式， 或者將系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)直接用一階微分方程組表示。 這個(gè)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(diǎn)是系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程采用向量、矩陣形式表示，因此形式簡(jiǎn)單、概念清晰、運(yùn)算方便，尤其是對(duì)于多變量、時(shí)變系統(tǒng)更是明顯。特別是在 Kalman提出的可控性和可觀測(cè)性概念和極大值理論的基

6、礎(chǔ)上， 現(xiàn)代控制理論被引向更為深入的研究?，F(xiàn)代控制理論研究的主要內(nèi)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(jì)與系統(tǒng)辨識(shí)理論。 由于篇幅所限，有關(guān)現(xiàn)代控制理論研究的具體內(nèi)容請(qǐng)參見有關(guān)文獻(xiàn)，這里從略。三、自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展歷程分析自動(dòng)控制（ automaticcontrol）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和其他高技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)的水平越來越高，應(yīng)用越來越廣泛，作用越來越重要。自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展大致可分為以下幾個(gè)發(fā)展階段：40年代到 60 年代初，該階段以市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、資源

7、利用、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度提高產(chǎn)品質(zhì)量、適應(yīng)批量生產(chǎn)需要等因素為需求動(dòng)力。 主要技術(shù)特點(diǎn)為各種單機(jī)自動(dòng)化加工設(shè)備出現(xiàn)，并不斷擴(kuò)大應(yīng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇， 要求產(chǎn)品更新快，產(chǎn)品質(zhì)量高，并適應(yīng)大中批量生產(chǎn)需要和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度為需求動(dòng)力。主要特點(diǎn)為主要以自動(dòng)生產(chǎn)線為標(biāo)志，在單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上， 各種組合機(jī)床、組合生產(chǎn)線出現(xiàn)，同時(shí)軟件數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)并用于機(jī)床。70年代中期至今，該階段以市場(chǎng)環(huán)境的變化，使多品種、中小批量生產(chǎn)中普遍性問題愈發(fā)嚴(yán)重， 要求自動(dòng)化技術(shù)向其廣度和深度發(fā)展，使其各相關(guān)技術(shù)高度綜合， 發(fā)揮整體最佳效能為需求動(dòng)力。主要特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)是把分散獨(dú)立的單元自動(dòng)化技術(shù)集成為一個(gè)優(yōu)化的整體。隨著現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)新成果的推出和電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，為適應(yīng)宇航技術(shù)的發(fā)展， 自動(dòng)控制理論跨入了一個(gè)新階段現(xiàn)代控制理論。 主要研究具有高性能， 高精度的多變量變參數(shù)的最優(yōu)控制問題， 主要采用的方法是以狀態(tài)為基礎(chǔ)的狀態(tài)空間法。 目前，自動(dòng)控制理論還在繼續(xù)發(fā)展，正向以控制論，信息論，仿生學(xué)為基礎(chǔ)的智能控制理論深入。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的眾多領(lǐng)域中， 自動(dòng)控制技術(shù)起著越來越重要的作用?？偠灾?，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、高新技術(shù)更新?lián)Q代頻繁的現(xiàn)代社會(huì)，自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)成為促進(jìn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)力量。自動(dòng)控制技術(shù)水