文档介绍：现代控制技术基础————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 四川大学现代控制技术基础实践报告专业:机械制造及其自动化题目:现代控制技术基本理论、应用与发展趋势学号:800212346113姓名:张坤鹏指导老师:张英华实践目的与要求:1、掌握理论,简单应用2、了解发展趋势现代控制技术的基本理论:线性系统理论是现代控制理论中最基本的组成部分,也是比较成熟的部分。要分析一下系统的特性,首先要建立系统的数学模型。经典控制论中用微分方程、传递函数和频率特性来描述,而这里则是用状态方程来描述。状态方程不但描述了系统的输入输出关系,而且描述了系统内部一些状态变量的随时间变化关系。由于其分析方法都是建立在对系统状态方程的分析上,所以这些方法也称为状态空间分析方法。系统辨识是通过观测一个系统或一个过程的输入、输出关系来确定其数学模型的方法。在许多实际系统中,由于根据物理化学定律而推导建立起来的所谓机理模型一般都比较复杂,用它不便于寻求一个最优控制方案;或者由于没有足够的有关系统及其环境的先验知识,因而无法对其设计一个最优控制;因此,面临的首要问题就是通过实验,量测系统的输入、输出,从中找出一个既简单又能恰当地描述该系统特征的数学模型,这样才便于实现最优控制或自适应控制。系统辨识理论不但广泛用于工业、国防、农业和交通等工程控制系统中,而且还应用于计量经济学、社会学、生理学等领域。如对于人-机器-环境系统中人的性能、瞳孔和肌肉的控制功能等等,已经获得了很成功的模型。智能控制技术及应用:智能控制系统可认为是一种能在各种复杂的不确定环境中,以一个或多个常规控制系统为“执行机构”,以这种复杂过程为“控制对象”,面向目标任务的闭环自动控制系统。它具有多层次系统结构,复合型的信息结构,能利用知识进行推理、学****与联想。一个好的智能控制系统应能满足多目标与高性能指标的要求,对环境干扰与不确定因素具有鲁棒性,对故障具有屏蔽和自恢复能力,系统有相当的在线实时响应能力,能适应对象特性,运行条件等变化,并具有友好的人-机界面,便于操作与维护。20多年来人工智能的研究成果为控制工程界提供了新的思路与方法,应用人工智能的方法,建立知识库和推理机,将定量与定性相结合,使系统具有在线学****和修正的功能,面对实际的过程与环境有一定的组织、决策和规划的能力,能模拟人的某些智能和经验来引导求解过程,这就是智能控制的研究内容,已成为当前控制工程界的热点。尽管智能控制技术发展的历史不长,但它在生产过程中的应用却已不少:①在工业过程控制中的应用包括石油化工、冶金、化工等方面。如1994年Gensym公司和 Neuralware公司联合将神经网络和优化软件与专家系统结合,用于Taxaco炼制和销售公司的Star炼油厂的非线性工艺过程,一年内就收回投资。②在分散控制系统(DCS)和可编程控制器(PLC)中的应用,每当引进智能技术就增加功能、提高档次。不少的仪表制造商看好这一巨大的市场潜力,争先恐后地研制带有智能的DCS。如:德国Simens公司为其DCS Teleperm M的现场控制器AS230/AS235(H)开发了模糊化、模糊判决和规则确定的软件模块。③在故障诊断及其他方面的应用。bustion Engineering Simcon公司的IPOM故障诊断系统,它由三部分组成:模式识别、智能显示、专家系统与DCS数据高速公路的接口,主要检测和诊断生产过程中的故障,其使用充分利用了人类专家在生产中的经验,而在计算速度上却远远超过了人类专家的能力范围,使得复杂设备的实时故障诊断成为可能。现代控制技术在21世纪的发展趋势随着知识经济时代的到来,计算机、通讯和网络技术的飞速发展从根本上改变了现代工业企业的生产模式。国际化、动态化市场竞争日益激烈,经济及用户需求的不确定性也在不断增加,工业企业如何适应新的竞争环境,成为广大理论与实践工作者关注的焦点。科学技术的进步和社会的发展,缩短了产品的生命周期,从而要求企业必须不断更新产品和发展品种。这样就迫使许多现代制造企业,不得不纷纷走向多品种小批量的生产类型而且仅依靠在本企业内部采用先进的生产技术,来组织效率高而成本低的大批量生产已不能适应当今日益加剧的全球化竞争;企业必须充分利用广域网和企业网技术实现企业内部及全球企业之间的信息集成,必须利用多方优势力量,通过动态联盟,多企业协同工作,快速采购最优质、低价的零部件和原材料,制造加工出用户所需的产品,来快速响应市场需求。因此,信息技术与控制技术的结合是全球化生产的必然趋势,虚拟现实与仿真技术是实现全球化生产的基本前提,而集成控制技术则是全球化生产的主体——新型企业的未来组织模式。当前,世界正进入信息时代。信息是一