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自动控制理论基本概述自动化09-104号邓骁摘要:前半部分系统的分析了自动控制理论的发展历程:即经典控制理论时期、现代控制理论时期、大系统理论及智能控制理论时期,后半部分主要对自动控制系统分类和基本要求进行阐述。关键词:自动控制智能控制闭环控制中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1007-3973(2011001-087-021自动控制理论的发展及技术应用所谓的自动控制,就是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备(成为控制器操作被控对象(如机器、设备或生产过程的某个状态或参数(称为被控量,使其按预先设定的规律自动运行。例如,化工生产合成氨反应塔内的温度和压力能够自动维持恒定温度不变;雷达跟踪和指挥仪所组成的防控系统能使火炮自动地瞄准目标;无人驾驶飞机能按预定轨道自动飞行;人造地球卫星能够发射到预定轨道并能准确回收等。伴随着社会生产力的发展,控制技术也在不断地发展和革新,尤其是计算机的更新换代更是推动了控制理论不断地向前发展。一般情况下自动控制理论的发展过程可以分为以下三个阶段:1.1经典控制理论时期时间为20世纪40~60年代,经典控制理论主要是解决单输入单输出问题,主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析方法。此阶段所研究的系统大多是线性定常系统,对非线性系统,分析时采用的相平面法一般不超过两个变量。这一时期的主要代表是伯德提出的伯德图法和伊文思的根轨迹法。1.2现代控制理论时期时间为20世纪60~70年代,这个时期由于计算机的飞速发展,推动了空间技术的发展。经典控制理论中的高阶常微分方程可以转化为一阶微分方程组,用以描述系统的动态过程,即所谓的状态空间法,这种方法可以解决多输入多输出问题,系统既可以是线性的、定常的,也可以是非线性的、时变的。这一时期的主要代表是庞特里亚金发表的极大值原理、贝尔曼提出的动态规划原则、科尔曼和布西发表的关于线性滤波器和估计器的论文。1.3大系统理论、智能控制理论时期时间为20世纪70年代末至今,控制理论向着“大系统理论”和“智能控制”方向发展。前者是控制理论在广度上的开拓,后者是控制理论在深度上的挖掘。“大系统理论”是用控制和信息的观点,研究各种大系统的结构方案、总体设计中的分解方法和协调等问题的技术理论基础。而“智能控制”是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律,研究具有某些仿人智能的工程控制与信息处理系统。2自动控制系统分类2.1开环控制和闭环控制按照控制方式和策略,系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统是一种简单的控制系统,在控制器和控制对象间只有正向控制作用,系统的输出量不会对控制器产生任何影响,如图1所示。在该类控制系统中,对于每一个输入量,就有一个与之对应的工作状态和输出量,系统的精度仅取决于元件的精度和执行机构的调整精度。图1开环控制系统铜在元素周期表中是29号元素,核外电子排布为:1s22s22p63s23p63d104s1当铜失去两个电子时,就生成了自由基。加热2CU+O2→2·CUON-313B中自由基引发丙烯酰胺均聚产生聚丙烯酰胺,方程式如下:3避免停工检修期间反应器物料粘度增大的的防范措施为避免在停工检修期间再次发生反应器卸料液粘度增大的现象,提出以下几点建议:(1过去停工期间,反应液丙烯腈纯度8—10(wt%,建议下次停工,提高反应液丙烯腈纯度12—15(wt%。(2修改停工前反应器补加丙烯腈的方法。为避免停工卸料时N-313A/B内丙烯腈含量不均衡,在停工前应分别向三台反应器补加丙烯腈,而不是单独向反应器R-311补加丙烯腈,因为正常生产时三台反应器内丙烯腈含量是递减的(R-311内丙烯腈含量最高。三台反应器补加丙烯腈的量可以根据停工前反应液检测分析的丙烯腈浓度来确定。科研探索知识创新与88——科协论坛·2011年第1期(下——闭环控制系统指的是系统输出量对控制作用有直接影响的一类控制系统。在闭环控制系统中,需要对系统输出不断地进行测量、变换并反馈到系统的控制端与参考输入信号进行比较,产生偏差信号,实现按差别控制。因此闭环控制又成为反馈控制,其控制结构如图2所示。图2闭环控制系统2.2线性控制系统和非线性控制系统照系统是否满足叠加原理,系统可分为线性系统和非线性系统两类。在线性控...