自动化前沿技术课件

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1、自动化前沿技术自动化前沿技术 1、自动化技术的概述、自动化技术的概述(1)自动化技术诞生自动化技术诞生 (2)自动化技术发展自动化技术发展 (3)自动化技术原理自动化技术原理 2、自动化前沿技术、自动化前沿技术 (1)自动化技术的江湖门派自动化技术的江湖门派 (2)自动化技术的十八般武艺自动化技术的十八般武艺 3、自动化技术的应用、自动化技术的应用工业、军事、日常生活工业、军事、日常生活自动化前沿技术自动化前沿技术自自动化的化的诞生生 人人类自开始自开始进行行劳动以来，就一直梦想着制造出能以来，就一直梦想着制造出能够无无需人的参与就可以自己完成任需人的参与就可以自己完成任务的的劳动工具。工具。

2、 从刀耕火种的年代起，人从刀耕火种的年代起，人们就梦想着省就梦想着省时省力地生省力地生产出更出更多的多的东西，来西，来满足人足人们生活的需要。人生活的需要。人们在几千年的生在几千年的生产过程程中，中，发明了很多明了很多节省力气的工具，如在河流上建造的水省力气的工具，如在河流上建造的水车。可。可以通以通过水的冲水的冲击带动轮子子转动，实现灌灌溉、淘米等工作。、淘米等工作。 工工业革命的到来革命的到来(1788年年)，为自自动化的化的发展展带来了巨大来了巨大的的动力。力。此后的此后的一百多年一百多年中中，人们一直在探索，特别是人们一直在探索，特别是，经过从从1934年到年到1947年的十几年研究年

3、的十几年研究(二战期间二战期间),最最终提出了自提出了自动化的理化的理论基基础著作著作控制控制论。标志着自志着自动化技化技术的正式的正式诞生。生。从从诞生到生到现在，自在，自动化技化技术在各个在各个领域大域大显身手，身手，飞机机导航、交通运航、交通运输、导弹控制中到控制中到处都是自都是自动化技化技术的的应用。用。 自动化前沿技术自动化前沿技术自自动化化在在炮火中炮火中发展展自自动化技化技术从从产生到生到现在，它的在，它的发展始展始终没有离开武器装没有离开武器装备的需要。的需要。在第二次世界大在第二次世界大战中，同盟国中，同盟国军队的主要作的主要作战武器是火炮。武器是火炮。当当时的火炮威力大、射

4、程的火炮威力大、射程远，但是命中精度比，但是命中精度比较差。如果没有二差。如果没有二战这个巨大的个巨大的实验场，自，自动化技化技术也不会有如此大的也不会有如此大的发展。可以展。可以这样说“军事装事装备是自是自动化之父，二化之父，二战是自是自动化化诞生的生的产房房”。如果如果说军事事设备是自是自动化之父，那么工化之父，那么工业生生产就是自就是自动化之化之母。自母。自动化生化生产是人是人们梦寐以求的事情。梦寐以求的事情。福特福特发明的汽明的汽车生生产线是最成功的早期生是最成功的早期生产线，1913年福特年福特创建了由建了由专用机床用机床组成的成的“运运动中的中的组装装线”在在这种生种生产线上，要上

5、，要组装的部件由装的部件由传送送带运到一个个工人面前，每一个工人只完成一运到一个个工人面前，每一个工人只完成一种操作。种操作。自自动化技化技术为生生产力的力的发展起了巨大作用，展起了巨大作用，实现了人了人们摆脱脱繁重的繁重的劳动的愿望。同的愿望。同时自自动化技化技术也在也在应用中得到不断用中得到不断发展和展和完善。完善。 自动化前沿技术自动化前沿技术自自动化原理化原理下面我下面我们以一个以一个简单的例子，的例子，来说明自动化的原理。来说明自动化的原理。自自动化化设备和机器的关和机器的关键就在于反就在于反馈的存在，正是有了他的存的存在，正是有了他的存在，才使自在，才使自动化成化成为可能。反可能。

6、反馈就是自就是自动化的奥妙所在。化的奥妙所在。所以所以自动控自原理也叫反馈控制原理。自动控自原理也叫反馈控制原理。一一个自个自动化系化系统无无论结构多么复构多么复杂都是由下面几部分都是由下面几部分组成：成：第一，第一，检测比比较装置。装置。第二，控制器。第二，控制器。第三，第三，执行机构。行机构。第四，控制量。第四，控制量。自动化前沿技术自动化前沿技术 控制器控制器系系统的大的大脑 传感器感器系系统的耳目的耳目 执行器行器系系统的的手脚手脚 受控受控对象象温柔的羔羊温柔的羔羊 稳定性定性不可或缺不可或缺 鲁棒性棒性健康的系健康的系统 极点极点控制系控制系统的精灵的精灵自动化前沿技术自动化前沿技

7、术自动化的前沿技术自动化的前沿技术模糊控制模糊控制其其实我很清楚我很清楚最最优控制控制-“没有更好只有最好没有更好只有最好”自适自适应控制控制以以变制制变鲁棒控制棒控制以静制以静制动线性控制理性控制理论纵横横非非线性控制理性控制理论的的发展展PID控制控制简而而优秀秀预测控制控制未卜先知未卜先知故障故障诊断断神医妙手神医妙手人工智能人工智能智慧之智慧之巅专家系家系统身身边的的专家家推理控制推理控制经验的作用的作用集散控制系集散控制系统（DCS） 自动化前沿技术自动化前沿技术模糊控制模糊控制 模糊控制是以模糊集合理模糊控制是以模糊集合理论为基基础的一种新的一种新兴的控制手段，它的控制手段，它是模

8、糊系是模糊系统理理论和模糊技和模糊技术与自与自动控制技控制技术相相结合的合的产物。自从物。自从这门科学科学诞生以来，它生以来，它产生了生了许多探索性甚至是突破性的研究与多探索性甚至是突破性的研究与应用用成果，同成果，同时，这一方法也逐步成一方法也逐步成为了人了人们思考思考问题的重要方法的重要方法论。 1965年美国的控制年美国的控制论专家家L. A. Zadeh教授教授创立了模糊集合立了模糊集合论，从而从而为描述，研究和描述，研究和处理模糊性理模糊性现象提供了一种新的工具。一种利象提供了一种新的工具。一种利用模糊集合的理用模糊集合的理论来建立系来建立系统模型，模型，设计控制器的新型方法控制器的

9、新型方法模模糊控制也随之糊控制也随之问世了。模糊控制的核心就是利用模糊集合理世了。模糊控制的核心就是利用模糊集合理论，把，把人的控制策略的自然人的控制策略的自然语言言转化化为计算机能算机能够接受的算法接受的算法语言所描述言所描述的控制算法，的控制算法，这种方法不种方法不仅能能实现控制，而且能模控制，而且能模拟人的思人的思维方式方式对一些无法构造数学模型的被控一些无法构造数学模型的被控对象象进行有效的控制。行有效的控制。 模糊控制作模糊控制作为智能智能领域中最具有域中最具有实际意意义的一种控制方法，已的一种控制方法，已经在工在工业控制控制领域，家用域，家用电器自器自动化化领域和其他很多行域和其他

10、很多行业中解决了中解决了传统控制方法无法或者是控制方法无法或者是难以解决的以解决的问题，取得了令人瞩目的成效。，取得了令人瞩目的成效。自动化前沿技术自动化前沿技术最最优控制控制 最最优控制控制问题研究的主要内容是：怎研究的主要内容是：怎样选择控制控制规律才能使控律才能使控制系制系统的性能和品的性能和品质在某种意在某种意义下下为最最优，求解最，求解最优控制控制问题的方的方法，目前主要的就是上述的两种方法，另外可能法，目前主要的就是上述的两种方法，另外可能还会用到一些数会用到一些数值解法。用解法。用这些方法已些方法已经成功的解决了成功的解决了许多多动态控制控制问题，如最小，如最小时间控制，最少燃料

11、控制和最佳控制，最少燃料控制和最佳调节器等。最器等。最优控制已控制已经在航天，航在航天，航海，海，导弹，电力系力系统，控制装置，生，控制装置，生产设备和生和生产过程中得到了比程中得到了比较成功的成功的应用，而且在用，而且在经济系系统和社会系和社会系统中也得到了广泛的中也得到了广泛的应用。用。 最最优控制控制问题有四个关有四个关键点：（点：（1）受控）受控对象象为动态系系统。（。（2）初始与初始与终端条件（端条件（时间和状和状态）。（）。（3）性能指）性能指标。（。（4）容）容许控制。控制。而最而最优控制控制问题的的实质就是要找出容就是要找出容许的控制作用或控制的控制作用或控制规律，使律，使动态

12、系系统（受控（受控对象）从初始状象）从初始状态转移到某种要求的移到某种要求的终端状端状态，并，并且保且保证某种要求的性能指某种要求的性能指标达到最小达到最小值或者是最大或者是最大值。 时至今日，最至今日，最优控制理控制理论的研究，无的研究，无论在深度或是广度上，都在深度或是广度上，都有了有了较大的大的进展。然而，随着人展。然而，随着人们对客客观世界世界认识的不断深化，又的不断深化，又提出了一系列有待解决的新提出了一系列有待解决的新问题。可以毫不夸。可以毫不夸张地地说，最，最优控制理控制理论依旧是极其活依旧是极其活跃的科学的科学领域之域之一。一。自动化前沿技术自动化前沿技术自适自适应控制控制 在

13、日常生活中，所在日常生活中，所谓自适自适应是指生物能改是指生物能改变自己的自己的习性以适性以适应新的新的环境的一种特征。因此，直境的一种特征。因此，直观地地讲，自适，自适应控制器控制器应当是当是这样一种控制器，它能修正自己的特性以适一种控制器，它能修正自己的特性以适应对象和象和扰动的的动态特性的特性的变化。化。 自适自适应控制的研究控制的研究对象是具有一定程度不确定性的系象是具有一定程度不确定性的系统，这里里所所谓的的“不确定性不确定性”是指描述被控是指描述被控对象及其象及其环境的数学模型不是完全境的数学模型不是完全确定的，其中包含一些未知因素和随机因素。确定的，其中包含一些未知因素和随机因素

14、。 任何一个任何一个实际系系统都具有不同程度的不确定性，都具有不同程度的不确定性，这些不确定性些不确定性有有时表表现在系在系统内部，有内部，有时表表现在系在系统的外部。从系的外部。从系统内部来内部来讲，描述被控描述被控对象的数学模型的象的数学模型的结构和参数，构和参数，设计者事先并不一定能准者事先并不一定能准确知道。作确知道。作为外部外部环境境对系系统的影响，可以等效地用的影响，可以等效地用许多多扰动来表来表示。示。这些些扰动通常是不可通常是不可预测的。此外，的。此外，还有一些有一些测量量时产生的不生的不确定因素确定因素进入系入系统。面。面对这些客些客观存在的各式各存在的各式各样的不确定性，如

15、的不确定性，如何何设计适当的控制作用，使得某一指定的性能指适当的控制作用，使得某一指定的性能指标达到并保持最达到并保持最优或者近似最或者近似最优，这就是自适就是自适应控制所要研究解决的控制所要研究解决的问题。自动化前沿技术自动化前沿技术鲁棒控制棒控制 鲁棒控制（棒控制（Robust Control）方面的研究始于）方面的研究始于20世世纪50年代。年代。在在过去的去的50年中，年中，鲁棒控制一直是国棒控制一直是国际自控界的研究自控界的研究热点。所点。所谓“鲁棒性棒性”，是指控制系，是指控制系统在一定（在一定（结构，大小）的参数构，大小）的参数摄动下，下，维持某些性能的特性。根据持某些性能的特性

16、。根据对性能的不同定性能的不同定义，可分，可分为稳定定鲁棒棒性和性能性和性能鲁棒性。以棒性。以闭环系系统的的鲁棒性作棒性作为目目标设计得到的固定得到的固定控制器称控制器称为鲁棒控制器。棒控制器。 鲁棒控制方法，是棒控制方法，是对时间域或域或频率域来率域来说，一般要假，一般要假设过程程动态特性的信息和它的特性的信息和它的变化范化范围。一些算法不需要精确的。一些算法不需要精确的过程模程模型，但需要一些离型，但需要一些离线辨辨识。 一般一般鲁棒控制系棒控制系统的的设计是以一些最差的情况是以一些最差的情况为基基础，因此，因此一般系一般系统并不工作在最并不工作在最优状状态。常用的。常用的设计方法有：方法

17、有：INA方法，方法，同同时 镇定，完整性控制器定，完整性控制器设计，鲁棒控制，棒控制， 鲁棒棒PID控制以及控制以及鲁棒极点配置，棒极点配置，鲁棒棒观测器等。器等。 鲁棒控制方法适用于棒控制方法适用于稳定性和可靠性作定性和可靠性作为首要目首要目标的的应用，用，同同时过程的程的动态特性已知且不确定因素的特性已知且不确定因素的变化范化范围可以可以预估。估。飞机和空机和空间飞行器的控制是行器的控制是这类系系统的例子。的例子。自动化前沿技术自动化前沿技术线性控制理性控制理论 线性控制理性控制理论是系是系统与控制理与控制理论中最中最为成熟和最成熟和最为基基础的一个的一个组成分支，是成分支，是现代控制理

18、代控制理论的基石。系的基石。系统与控制理与控制理论的其他分支，的其他分支，都不同程度地受到都不同程度地受到线性控制理性控制理论的概念、方法和的概念、方法和结果的影响和推果的影响和推动。 严格地格地说，一切，一切实际的系的系统都是非都是非线性的，真正的性的，真正的线性系性系统在在现实世界是不存在的。但是，很大一部分世界是不存在的。但是，很大一部分实际系系统，它，它们的某些主的某些主要关系特性，在一定的范要关系特性，在一定的范围内，可以充分精确地用内，可以充分精确地用线性系性系统来加以来加以近似地代表。并且，近似地代表。并且，实际系系统与理想化了的与理想化了的线性系性系统间的差的差别，对于所研究的

19、于所研究的问题而言已而言已经小到无关小到无关紧要的程度而可予以忽略不要的程度而可予以忽略不计。因此，从因此，从这个意个意义上上说，线性系性系统或者可或者可线性化的系性化的系统又是大量存又是大量存在的，而在的，而这正是研究正是研究线性系性系统的的实际背景。背景。 简单说，线性系性系统理理论主要研究主要研究线性系性系统状状态的运的运动规律和改律和改变这种运种运动规律的可能性方法，建立和揭示系律的可能性方法，建立和揭示系统结构、参数、行构、参数、行为和性能和性能间的确定的和定量的关系。在的确定的和定量的关系。在对系系统进行研究的行研究的过程中，建程中，建立合理的系立合理的系统数学模型是首要的前提，数

20、学模型是首要的前提，对于于线性系性系统，常用的模型，常用的模型有有时间域模型和域模型和频率域模型，率域模型，时间域模型比域模型比较直直观，而，而频率域模型率域模型则是一个更是一个更强大的工具，而者建立的基本途径一般都通大的工具，而者建立的基本途径一般都通过解析法和解析法和实验法。法。 自动化前沿技术自动化前沿技术非非线性控制理性控制理论 对非非线性控制系性控制系统的研究，到的研究，到上个上个世世纪四十年代，已取得一四十年代，已取得一些明些明显的的进展。主要的分析方法有：相平面法、李展。主要的分析方法有：相平面法、李亚普普诺夫法和夫法和描述函数法等。描述函数法等。这些方法都已些方法都已经被广泛用

21、来解决被广泛用来解决实际的非的非线性系性系统问题。但是。但是这些方法都有一定的局限性，都不能成些方法都有一定的局限性，都不能成为分析非分析非线性系性系统的通用方法。例如，用相平面法的通用方法。例如，用相平面法虽然能然能够获得系得系统的全部的全部特征，如特征，如稳定性、定性、过渡渡过程等，但大于三程等，但大于三阶的系的系统无法无法应用。李用。李亚普普诺夫法夫法则仅限于分析系限于分析系统的的绝对稳定性定性问题，而且要求非，而且要求非线性元件的特性性元件的特性满足一定条件。足一定条件。虽然然这些年来，国内外有不少学者些年来，国内外有不少学者一直在一直在这方面方面进行研究，也研究出一些新的方法，如行研

22、究，也研究出一些新的方法，如频率域的波率域的波波夫判据，广波夫判据，广义圆判据，判据，输入入输出出稳定性理定性理论等。但等。但总的来的来说，非非线性控制系性控制系统理理论目前仍目前仍处于于发展展阶段，段，远非完善，很多非完善，很多问题都都还有待研究解决，有待研究解决，领域十分域十分宽。非非线性控制理性控制理论作作为很有前途的控制理很有前途的控制理论，将成，将成为二十一世二十一世纪的控制理的控制理论的主旋律，将的主旋律，将为我我们人人类社会提供更先社会提供更先进的控制系的控制系统，使自，使自动化水平有更大的化水平有更大的飞越。越。自动化前沿技术自动化前沿技术PID控制控制简而而优秀秀 PID（比

23、例（比例-积分分-微分）控制器作微分）控制器作为最早最早实用化的控制器已有用化的控制器已有50多年多年历史，史，现在仍然是在仍然是应用最广泛的工用最广泛的工业控制器。控制器。PID控制器控制器简单易易懂，使用中不需精确的系懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成模型等先决条件，因而成为应用最用最为广广泛的控制器。泛的控制器。 PID控制器由比例控制器由比例单元（元（P）、）、积分分单元（元（I）和微分）和微分单元（元（D）组成。其成。其输入入e (t)与与输出出u (t)的关系的关系为: 因此它的因此它的传递函数函数为： 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化它由于用途广泛、使用灵活，已有

24、系列化产品，使用中只需品，使用中只需设定定三个参数（三个参数（Kp， Ki和和Kd）即可。在很多情况下，并不一定需要全）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个部三个单元，可以取其中的一到两个元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制元，但比例控制单元是必不元是必不可少的可少的。 PID控制器是最控制器是最简单的有的有时却是最好的控制器却是最好的控制器自动化前沿技术自动化前沿技术预测控制控制 预测控制是近年来控制是近年来发展起来的一展起来的一类新型的新型的计算机控制算法。由算机控制算法。由于它采用多步于它采用多步测试、滚动优化和反化和反馈校正等控制策略，因而控制效校正等控制策略，因而控制效果好，

25、适用于控制不易建立精确数字模型且比果好，适用于控制不易建立精确数字模型且比较复复杂的工的工业生生产过程，所以它一出程，所以它一出现就受到国内外工程界的重就受到国内外工程界的重视，并已在石油、化工、，并已在石油、化工、电力、冶金、机械等工力、冶金、机械等工业部部门的控制系的控制系统得到了成功的得到了成功的应用。用。 下面以模型算法控制下面以模型算法控制为例子来例子来说明明预测控制的基本原理控制的基本原理: 由于由于预测控制具有适控制具有适应复复杂生生产过程控制的特点，所以程控制的特点，所以预测控制控制具有具有强大的生命力。可以大的生命力。可以预言，随着言，随着预测控制在理控制在理论和和应用两方面

26、用两方面的不断的不断发展和完善，它必将在工展和完善，它必将在工业生生产过程中程中发挥出越来越大的作出越来越大的作用，展用，展现出广出广阔的的应用的前景用的前景自动化前沿技术自动化前沿技术故障故障诊断断 现代的机械制造系代的机械制造系统具有控制具有控制规模大、自模大、自动化程度高和柔性化程度高和柔性化化强的特点。由于制造系的特点。由于制造系统的的结构越来越复构越来越复杂，价格越来越昂，价格越来越昂贵，因此因因此因为各种故障而各种故障而导致的停机都是不可忍受的致的停机都是不可忍受的负担。故障担。故障诊断断系系统就能就能够在在这个情况下个情况下满足需要，也就是能足需要，也就是能够合理制定合理制定维修

27、修计划，最大限度减少停机划，最大限度减少停机维修的修的时间，以及在故障，以及在故障发生之后能生之后能够迅迅速做出反速做出反应。因此，故障。因此，故障诊断系断系统在在现在得到了迅速的在得到了迅速的发展。展。 故障故障诊断是随着生断是随着生产过程的复程的复杂化化而而产生的一种技生的一种技术，由于和，由于和现代代传感感器技器技术、专家系家系统技技术相相结合，已合，已经展展现出了很出了很强的生命力，必将的生命力，必将为提高提高企企业的生的生产效率和效率和稳定性提供越来越定性提供越来越强大的支持。大的支持。自动化前沿技术自动化前沿技术人工智能人工智能 人工智能是一人工智能是一门边缘学科，用来模学科，用来

28、模拟人的思人的思维，已，已经引起了引起了许多学科的日益重多学科的日益重视，并且有越来越多的，并且有越来越多的实用意用意义，而且，而且许多不多不同同专业背景的科学家正在人工智能背景的科学家正在人工智能领域内域内获得一些新的思得一些新的思维和新和新的方法。作的方法。作为一个一个计算机科学中涉及智能算机科学中涉及智能计算机系算机系统的一个分支，的一个分支，这些系些系统呈呈现出与人出与人类的智能行的智能行为有关的特性。有关的特性。 人工智能的主要人工智能的主要领域包括域包括问题求解、求解、语言言处理、自理、自动定理定理证明、智能数据明、智能数据检索等索等领域。域。这些些综合概念在自然合概念在自然语言言

29、处理、情理、情报检索、自索、自动程序程序设计、数学、数学证明都有重要明都有重要应用。人工智能的第一用。人工智能的第一个大成就是个大成就是发展了能展了能够求解求解难题的下棋程序。的下棋程序。 人工智能包含的人工智能包含的领域非常广泛，域非常广泛，问题的求解只是其中的一个的求解只是其中的一个重要方面。其他的方面包括比如重要方面。其他的方面包括比如谓词演算、演算、规则演演绎系系统、机器、机器人人问题以及以及专家系家系统等一系列等一系列问题。人工智能作。人工智能作为一个复一个复杂的的边缘学科，正在有着越来越广学科，正在有着越来越广阔的前景，随着新的数学理的前景，随着新的数学理论的完善的完善以及以及计算

30、机新的硬件的出算机新的硬件的出现，人工智能必将能，人工智能必将能够更好地模更好地模拟人的人的思思维。自动化前沿技术自动化前沿技术专家系家系统 专家系家系统(Expert System)是一个基于知是一个基于知识的智能推理系的智能推理系统，它涉及，它涉及到到对知知识获取、知取、知识库、推理控制机制以及智能人机接口的研究，是集、推理控制机制以及智能人机接口的研究，是集人工智能和人工智能和领域知域知识于一体的系于一体的系统。近些年，。近些年，专家系家系统的迅速的迅速发展和广展和广泛泛应用大大推用大大推进了各个了各个应用用领域向智能化方向域向智能化方向发展，成展，成为人工智能从人工智能从实验室研究室研

31、究进入入实用用领域的一个里程碑。域的一个里程碑。 在一个成熟的在一个成熟的专家系家系统中，有几中，有几项技技术是极是极为关关键的。首先，的。首先，为了了便于知便于知识在在计算机中的存算机中的存贮、检索、使用和修改，并索、使用和修改，并进行推理和搜索，行推理和搜索，知知识表示技表示技术必必须具有很高的效率，目前主要有具有很高的效率，目前主要有产生式表达法、生式表达法、语义网网络表达法、框架表达法、表达法、框架表达法、谓词逻辑表达法等技表达法等技术，并且新的技，并且新的技术还在开在开发当中；其次，因当中；其次，因为要在要在专家系家系统中用中用计算机模算机模拟人的思人的思维，不精确推，不精确推理方法

32、是必不可少的，理方法是必不可少的，针对实际需要，概率算法一度成需要，概率算法一度成为最重要的方法，最重要的方法，近几年来，模糊数学的引入近几年来，模糊数学的引入为这一一领域的域的发展开辟了新的前景；最后，展开辟了新的前景；最后，和知和知识表示技表示技术与推理方法相关，作与推理方法相关，作为人的思人的思维搜索搜索过程的模程的模拟，搜索，搜索策略的好坏策略的好坏对系系统的成的成败也是意也是意义重大的，重大的，现在人在人们已已经利用的技利用的技术有有状状态空空间法、法、问题递归法、最佳法、最佳优先法等。先法等。总之，人工智能系之，人工智能系统的特殊性，决定了它是一个跨越多学科、充的特殊性，决定了它是

33、一个跨越多学科、充满活力、活力、对基基础研究的依研究的依赖性很性很强的一个的一个领域，它的域，它的发展，必将向我展，必将向我们展展示科学技示科学技术王国的更多魅力，也会令我王国的更多魅力，也会令我们的生活更的生活更为美好。美好。自动化前沿技术自动化前沿技术集散控制系集散控制系统(DCS) DCS，即所，即所谓的分布式控制系的分布式控制系统，或在有些，或在有些资料中称之料中称之为集集散系散系统，是相，是相对于集中式控制系于集中式控制系统而言的一种新型而言的一种新型计算机控制系算机控制系统，它是在集中式控制系，它是在集中式控制系统的基的基础上上发展、演展、演变而来的。在系而来的。在系统功能方面，功

34、能方面，DCS和集中式控制系和集中式控制系统的区的区别不大，但在系不大，但在系统功能的功能的实现方法上却完全不同。方法上却完全不同。 DCS自自1975年年问世以来，已世以来，已经经历了了三三十多年的十多年的发展展历程。程。在在这三三十多年中，十多年中，DCS虽然在系然在系统的体系的体系结构上没有构上没有发生重大改生重大改变，但是，但是经过不断的不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。提高。总的来的来说，DCS正在向着更加开放，更加正在向着更加开放，更加标准化，更加准化，更加产品化的方向品化的方向发展。展。 进入入二十一世纪二十一世纪以以来来，计算

35、机技算机技术突突飞猛猛进，更多新的技，更多新的技术被被应用到了用到了DCS之中。之中。PLC是一种是一种针对顺序序逻辑控制控制发展起来的展起来的电子子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器器逻辑。现场总线技技术在在进入九十年代中期以后入九十年代中期以后发展十分迅猛，以至于有些人展十分迅猛，以至于有些人已做出已做出预测：基于：基于现场总线的的FCS将取代将取代DCS成成为控制系控制系统的主的主角。角。自动化前沿技术自动化前沿技术自动化技术的十八般兵器自动化技术的十八般兵器物理传感器物理传感器 光纤传感器光纤传感器 仿生传感器仿生传感器红外传感器红外传感器 电磁

36、传感器电磁传感器 磁光效应传感器磁光效应传感器压力传感器压力传感器 温度传感器温度传感器 超声波传感器超声波传感器虚拟仪表虚拟仪表 步进电机步进电机 变频器变频器电磁阀电磁阀 液压装备液压装备 继电器控制设备继电器控制设备单片机单片机 可编程控制器（可编程控制器（PLC）工业计算机（工业计算机（IPC）自动化前沿技术自动化前沿技术自动化技术的应用自动化技术的应用1、自动化技术在工业中的应用、自动化技术在工业中的应用 自自动化的制造化的制造业 电力系力系统自自动化化 建筑自建筑自动化化 交通运交通运输自自动化化 信息自信息自动化化 自自动无极限无极限2、自动化技术在军事中的应用、自动化技术在军事

37、中的应用 新型自动化武器新型自动化武器 军事指挥自动化军事指挥自动化3、 自动化技术在日常生活中的应用自动化技术在日常生活中的应用 自动累计，无需劳神；温度控制，冷热不紊；自动累计，无需劳神；温度控制，冷热不紊； 定时控制，岁月有情；定时控制，岁月有情；定时控制，岁月有情；定时控制，岁月有情； 防灾报警，守护生命；自动电器，化繁为简防灾报警，守护生命；自动电器，化繁为简自动化前沿技术自动化前沿技术自动化技术在工业中的应用自动化技术在工业中的应用自动化的制造业自动化的制造业蒸汽机新时代的开端设计自动化CAD和CAPP车间旧貌换新颜数控机床数控机床 柔性制造系统（柔性制造系统（FMS）虚拟机床）虚

38、拟机床DNC系统系统 浅谈自动化孤岛浅谈自动化孤岛 未来工厂未来工厂CIMS 自动化仓库ABC现场总线技术21世纪的制造自动化并行工程并行工程 敏捷制造敏捷制造 精良生产精良生产 仿生制造仿生制造 智能制造智能制造 虚拟制造自动化前沿技术自动化前沿技术电力系统自动化电力系统自动化 电是怎样生产出来的电是怎样生产出来的从蒸汽机到火力发电站从蒸汽机到火力发电站大亚湾里的自动化大亚湾里的自动化 三峡电站的秘密三峡电站的秘密电的旅途电的旅途电力调度自动化电力调度自动化无人职守变电站无人职守变电站故障是怎样解除的故障是怎样解除的电网上能打电话吗电网上能打电话吗自动化前沿技术自动化前沿技术建筑自动化建筑自

39、动化 智能大厦简介智能大厦简介智能大厦智能大厦智能大厦智能大厦智能大厦智能大厦什么叫智能建筑什么叫智能建筑楼宇自动化楼宇自动化办公自动化办公自动化使你工作效率更高使你工作效率更高大厦中的网络大厦中的网络智能小区的防火系统智能小区的防火系统自动化前沿技术自动化前沿技术交通运输自动化交通运输自动化 自动化列车的焦点自动化列车的焦点无人飞机无人飞机明日之星明日之星自动化公路自动化公路伟大的奠基伟大的奠基交通自动收费系统交通自动收费系统汽车的自动导航汽车的自动导航无轨巷道堆垛机无轨巷道堆垛机汽车的保护伞汽车的保护伞防撞系统防撞系统自动无人搬运车的发展自动无人搬运车的发展 无人驾驶汽车介绍无人驾驶汽车介

40、绍自动化前沿技术自动化前沿技术信息自动化信息自动化 企业新形象企业新形象前景诱人的前景诱人的“三金三金”工程工程WWW快速上手快速上手电子会议系统电子会议系统信息科技的发展信息科技的发展信息高速公路信息高速公路生物芯片的异军突起生物芯片的异军突起崭露头角的多媒体崭露头角的多媒体信息技术的明天信息技术的明天信息时代的象征信息时代的象征自动化前沿技术自动化前沿技术自动无极限自动无极限 农业新纪元农业新纪元 医学界新宠医学界新宠让学习轻松简单使你的消费准确便利让学习轻松简单使你的消费准确便利化工生产自动化新世纪的钢铁生产化工生产自动化新世纪的钢铁生产图书管理自动化水库管理自动化图书管理自动化水库管理

41、自动化银行自动化银行自动化 煤矿自动化煤矿自动化电视转播自动化冶金自动化电视转播自动化冶金自动化城市供热自动化石油化工自动化城市供热自动化石油化工自动化公共场合卫生管理自动化细菌鉴定公共场合卫生管理自动化细菌鉴定家庭自动化家庭自动化 IC卡技术卡技术条码技术条码技术 信号处理信号处理自动化前沿技术自动化前沿技术自动化技术在军事中的应用自动化技术在军事中的应用 精确制导，弹无虚发精确制导，弹无虚发 制导导弹，长剑倚天制导导弹，长剑倚天陀螺虽小，制导关键陀螺虽小，制导关键 智能地雷，出其不意智能地雷，出其不意机器奇兵，钢铁战士机器奇兵，钢铁战士 无人战机，决胜千里无人战机，决胜千里隐身部队，悄无声

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43、代战争中的自动化战争模拟与仿真战争模拟与仿真信息战与制导技术信息战与制导技术军事指挥自动化自动化前沿技术自动化前沿技术自动化技术在日常生活中的应用自动化技术在日常生活中的应用 自动累计，自动累计， 无需劳神无需劳神自动累计自动累计 记时钟表记时钟表自动水表自动水表 燃气表燃气表电度表电度表 热量表热量表里程表里程表自动化前沿技术自动化前沿技术温度控制，冷热不紊温度控制，冷热不紊双金属温控双金属温控压力式温控压力式温控热敏铁氧体温控热敏铁氧体温控温度比例调节温度比例调节自动化技术在日常生活中的应用自动化技术在日常生活中的应用压力控制，小心翼翼压力控制，小心翼翼压力锅安全阀压力锅安全阀自行车电打气

44、自行车电打气压力比例调节压力比例调节自动化前沿技术自动化前沿技术流量控制，吞吐自如流量控制，吞吐自如气动控制和电磁阀气动控制和电磁阀灭火自动关气灭火自动关气停水自动关气停水自动关气逻辑控制逻辑控制液位行程，巧夺天工液位行程，巧夺天工行程开关行程开关液位开关液位开关浮子式液位控制浮子式液位控制自动化技术在日常生活中的应用自动化技术在日常生活中的应用自动化前沿技术自动化前沿技术定时控制，岁月有情定时控制，岁月有情 机械钟表定时机械钟表定时 微波炉双速定时微波炉双速定时 录象机自动定时录像录象机自动定时录像 顺控程控，亲疏不同顺控程控，亲疏不同 洗衣机洗衣机 音乐喷泉音乐喷泉自动化技术在日常生活中的

45、应用自动化技术在日常生活中的应用自动化前沿技术自动化前沿技术连锁保护，珠联璧合连锁保护，珠联璧合微波辐射保护微波辐射保护电梯的安全保护电梯的安全保护定时控制，岁月有情定时控制，岁月有情自动门自动门电扇遥控器电扇遥控器电视遥控器电视遥控器 自动化技术在日常生活中的应用自动化技术在日常生活中的应用自动化前沿技术自动化前沿技术防灾报警，守护生命防灾报警，守护生命漏电保护器漏电保护器 煤气报警器煤气报警器 火灾报警器火灾报警器 酒精测试器酒精测试器 自动电器，化繁为简自动电器，化繁为简厨房自动化设备厨房自动化设备 数字相机数字相机电子空气净化器电子空气净化器 智能玩具智能玩具自动化技术在日常生活中的应用自动化技术在日常生活中的应用自动化前沿技术自动化前沿技术伫立前沿，远瞩明天伫立前沿，远瞩明天变频空调变频空调模糊洗衣机模糊洗衣机电话遥控电话遥控家电远程控制家电远程控制自动化技术在日常生活中的应用自动化技术在日常生活中的应用自动化前沿技术自动化前沿技术