自动化专业导论论文
班级:自动1302
学号:20131315
姓名:李文良
摘要:
简要介绍自动化技术的基本概念、发展、应用和未来展望。随着21世纪经济的快速发展,科学技术的革新也日新月异,自动化技术也日趋成熟,应用领域也更加广泛,应用前景大好。接下来我就简要介绍自动化的概念和发展简史、自动控制系统的类型和组成、基本的控制方法、以及应用领域和前景展望。
关键词: 自动化技术 概念 发展 应用领域 学习方法 正文:
一、自动化技术的基本概念
所谓自动化(Automation),是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动的进行操作或运行。广义地讲,自动化还包括模拟或再现人的智能活动。
机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。自动化技术广泛用于工业﹑农业﹑军事﹑科学研究﹑交通运输﹑商业﹑医疗﹑服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动﹑部分脑力劳动以及恶劣﹑危险的工作环境中解放出来﹐而且能扩展人的器官功能﹐极大地提高劳动生产率﹐增强人类认识世界和改造世界的能力。因此﹐自动化是工业﹑农业﹑国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
二、自动化技术的发展
自动化技术的发展历史﹐大致可以划分为自动化技术形成﹑局部自动化和综合自动化三个时期。
1.自动化技术形成时期(18世纪末~20世纪30年代)
1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器(又称飞球调速器)﹐并把它与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统(见图瓦特离心式调速器对蒸汽机转速的控制 )。瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元﹐对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。
2.局部自动化时期(20世纪40~50年代)
第二次世界大战时期形成的经典控制理论对战后发展局部自动化起了重要的促进作用。在第二次世界大战期间,德国的空军优势和英国的防御地位,迫使美国﹑英国和西欧各国科学家集中精力解决了防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题。在解决这些问题的过程中形成了经典控制理论,设计出各种精密的自动调节装置﹐开创了系统和控制这一新的科学领域。 3.综合自动化时期(20世纪50年代末起至今)
20世纪50年代末空间技术迅速发展﹐迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。许多
学者试图把经典控制理论推广到多变量系统的控制﹐都遭到了失败。需要寻求新的理论和方法﹐于是诞生了现代控制理论。现代控制理论的形成和发展为综合自动化奠定了理论基础。在这一时期﹐微电子技术有了新的突破。1958年出现晶体管计算机﹐1965年出现集成电路计算机﹐1971年出现单片微处理机。微处理机的出现对控制技术产生了重大影响﹐控制工程师可以很方便地利用微处理机来实现各种
复杂的控制﹐使综合自动化成为现实。
1957年 9月12日国际自动控制联合会(IFAC)在巴黎召开成立大会。有18个国家的代表团出席了这次大会。中国是发起国之一。会上通过了大会的章程和细则﹐选举美国自动控制专家H.切斯特纳为IFAC第一届主席。从1960年起每三年召开一次国际自动控制学术大会﹐并出版《自动学》﹑《IFAC通讯》等期刊﹐IFAC的成立标志着自动控制这一学科已经成熟﹐通过国际合作来推动系统和控制领域的新发展。
三、自动化技术的应用
自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。自动化技术的广泛应用极大地提高了劳动生产率,增强了人类认识世界和改造世界的能力。 自动化技术的应用领域汽车工业的工厂自动化控制,采用一贯作业的生产方式,借着整条生产线的分工装配,每几分钟即可生产一部汽车。电子工业的工厂自动化控制,亦采用一贯作业的生产方式,产出各式各样的消费电子产品,如电视机、照相机等。还有纺织工业、芯片制造工业、电机等工业的自动化控制。
自动化领域正在进一步扩大,它是一个无限广阔的天地。 自动化的高度发展使航天事业出现奇迹,人们访问太空,来去自由.在工业上,计算机集成制造系统(CIMS: Computer Integrated Manufacturing system)使自动化无人工厂成为现实。 自动化正在与其它学科相互交融,朝着更多的应用领域延伸,例如:经济控制论的形
成,直接推动了国民经济的发展;人口控制论的研究,为计划生育工作的决策起到指导作用,并造福与子孙后代; 环境系统工程已经成为世界性的大课题。人类为了生存与发展,必须采取各种措施来改善环境,自动化理论与技术在这方面大有作为;在国际关系领域、军事领域以及社会治安综合治理等领域,均离不开自动化学科的介入及其研究成果的应用。在交通管理领域也有其应用。例如:《巴黎的交通安全守护神》一文中描写了这样一个事例:在巴黎的272路公交汽车线路上,一辆5785号公共汽车内发生了一起盗窃案,司机立即发出了警报。这一信号被迅速传送到一个名为PC2000的监控站,那里的工作人员在核实警报无误后,立即通过无线电,命令距离最近的干预车辆驶向该车,以迅雷不及掩耳之势,有效地制服了罪犯,保证了车辆和乘客的安全。还有著名的京九铁路客运系统也有自动化的应用。如:1.客运自动广播系统,2.列车到发微机通告系统,3.旅客引导系统,4.行包微机管理系统等等。 在农牧业中也有许多先进的自动化设备和技术。如自动化农场??
在社会的各个领域,我们都看到了自动化的身影。我为能学自动化而感到骄傲!
四、自动化技术的内容及应用
自动化的内容按其理论途径、技术手段和处理对象的不同,可以将之大致划分为控制理论、工程系统与控制、系统科学与系统工程、模式信息处理、智能系统与知识工程,以及机器人学和机器人技术六大部分。