15控制与自动化技术的应用领域25.2机械制造自动化5.3过程工业自动化5.4电力系统自动化5.5飞行器控制5.6智能建筑5.7智能交通系统5.8生物控制5.9生态与环境控制5.10社会经济控制5.11大系统控制与系统工程5.1引言控制与自动化技术发展至今，可以说是已从“人类手脚的延伸”扩展到“人类大脑的延伸”。控制与自动化技术时时在为人类“谋”福利，可谓无所不在、无处没有。35.2机械制造自动化机械制造自动化技术从20世纪50年代至今，经历了：•单机自动化、刚性生产线•数控机床、加工中心•柔性生产线、柔性制造正向计算机集成制造(CIM)发展。45.2.1数控技术和数控系统反馈信号伺服系统机床本体测量装置CNC装置输入装置伺服控制器S位置指令-伺服电机速度反馈位置反馈55.2.2柔性制造系统(FMS)柔性制造系统由加工系统、物流系统、中央管理系统组成。自动输送车中央管理和控制计算机夹具站自动化仓库工厂其他计算机系统信息传输网CNC机床机器人附属工作站CNC机床机器人附属工作站中央刀具库……6实际柔性制造生产线75.2.3计算机集成制造系统(CIMS)分布式数据库系统数据传输网络系统市场信息自动化设计系统（CAD/CAM等）自动化制造系统（加工中心、FMS等）计算机辅助质量保障系统管理与决策支持系统技术信息售后服务信息原材料产品85.3过程工业自动化在连续型工业中，主要对系统的温度，压力、流量、液位（料位）、成分和物性等六大参数进行控制的工业，称之为过程工业。过程工业包括电力、石油化工、化工、造纸、冶金、制药、轻工等国民经济中举足轻重的许多工业。9过程工业自动化的特点连续型工业生产过程的变化机理十分复杂，有的还非常不清楚。过程工业往往处于十分苛刻的生产环境，例如高温、高压、真空，有时甚至是在易燃、易爆、有毒的环境。过程工业生产过程一般具有较大的惯性或滞后性，不像机器人、机床等控制对象那样反映迅速，属于一种较难控制的对象。过程工业的生产过程是连续的，因而强调生产控制和管理的整体性，应把各种装置和生产车间连接在一起成为一个整体来考虑，实现了个别设备或装置的优化不一定是整体最优的，应谋求全厂的最优化。10基本过程控制系统控制器S给定值-执行器生产过程测量变送器被控量干扰11直接数字控制系统生产过程数字计算机A/D转换D/A转换操作台扰动控制变量输出变量……12集散控制系统现场控制单元现场数据采集单元高速数据通道其他系统工程师工作站操作员工作站现场控制单元生产过程13现场总线控制系统14计算机集成生产系统的结构模型决策信息管理信息调度信息工况信息经营决策管理系统生产调度监控系统测量信息控制系统生产过程利润最大生产管理经营管理优化调度高等控制操作优化故障诊断复杂控制常规控制信息控制目标决策层管理层调度层监控层控制层生产过程计算机集成控制系统是一种综合自动化系统。目的是要使企业用最短的周期、最低的成本、最优的质量，生产出适销对路的产品，以获取最大的经济效益，增强国内外市场的竞争能力。其实质就是将过程控制、计划调度、经营管理和市场销售等信息进行集成，并求得全局优化155.4电力系统自动化电力系统自动化的基本目标与任务就是保障电力系统安全、可靠及经济地运行(2008雪灾、地震)16电力系统自动化的递阶结构管理与决策监督与控制协调与优化电力设备状态信息控制信息17电力系统的频率保持系统频率的精度是电力系统运行中的主要任务之一，一般要求系统频率相对额定频率的偏差不超过0.05~0.15Hz离心式调速机工作原理图18电力系统的电压保持系统电压基本不变是电力系统另外一个重要的方面，通常要求电压幅值相对额定幅值变化量不超过+-5~10%。为了维持系统的电压水平，需要对发电机的励磁电流进行自动调节。19电力系统的调度一级调度中心…直属发电厂直属变电所二级调度中心……直接调度发电厂直接调度变电所三级调度中心…发电厂变电站电力公司供电所…20飞行器姿态控制系统舵伺服系统S制导指令-导弹弹体加速度反馈K1K2S-角速度反馈干扰5.5飞行器控制飞行器控制系统：姿态控制、导航、制导21卫星导航22自动寻的导弹制导系统自动驾驶仪目标运动导弹导弹运动制导规律导弹—目标相对...
