基本内容和概念

涵盖范围

第一到第三产业(农业,工业和服务业)的自动化,人造系统和自然系统的自动化,生产,管理,决策过程的自动化。

自动化可以提升效率,解放生产力。 自动化并不会造成大量劳动力失业。

自动化源于自动控制。

基本内容

它的物化是自动化设备与系统,应用包括自动化设计、自动化制造、自动化工程、自动化管理、自动化决策、自动化运行等等。

自动化的核心是控制与系统。控制的核心概念是反馈。通过检测,计算和执行,就构成了一个基本的反馈环。

和信息技术关系紧密

自动化的基础是《控制论》,《系统论》和《信息论》,而信息科学的基础是《信息论》,《控制论》和《系统论》。这是因为自动化的核心:控制论,它的研究对象就是纯信息。

领域定位

这是一门使能技术:单独存在无法凸现其价值。

基本原理

自动控制系统

能实现自动化任务的人造系统。

系统 由至少两个要素构成的,各部分有一定的物质,能量,信息交换的整体

基本组成

自动控制理论

其适用范围不仅仅局限于自动化。

它从三个方面研究和阐述自动化系统

阶段性成果

被控对象及其数学建模

被控对象按特性可分为线性和非线性。前者发展最完善。按结构参数分为定常和时变。按系统传输信号的性质分为连续系统和离散系统。按期望输出信号变化规律分为恒值控制系统和随动控制系统。

数学建模是自动控制理论的基础性工作。方法主要有解析法实验法两种。

性能要求

开环控制和闭环控制

前者是无反馈,按照预编写逻辑控制(例如定时器这样的);后者有反馈,利用修正量让系统始终保持在设定量运行。

自动化基本设备

传感器

一般直接输出被控量的电信号,有如下要求

信号转换传输网络

控制器

执行器

现代自动化科技

复杂系统用传统的方法难以控制,或者成本过高。具体有系统结构复杂性,系统任务复杂性,系统环境复杂性。

对于这种问题,有如下方案

  1. 自适应控制
  2. 鲁棒控制
  3. 容错控制
  4. 模糊逻辑控制
  5. 人工神经网络控制

集成自动化系统

将生产和管理的信息有机集合,比如在同一个电脑上的CAD(计算机辅助设计)和CAM(计算机辅助制造)。

面向制造业的有计算机集成制造系统(CIMS)和计算机集成过程系统(CIPS)。

人工智能与自动化

  1. 人工智能的模仿对象(大脑)的各种功能都和自动控制系统紧密相关
  2. 利用人工智能,优化自动控制系统具有可行性
  3. 生物控制论 在自动控制中借鉴生物体完美的自动控制