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上传人:AIOPIO 2021/6/2 文件大小:88 KB

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文档介绍:,就舍弃了虚伪;拥有诚实,就舍弃了无聊;拥有踏实,就舍弃了浮躁,不论是有意的丢弃,还是意外的失去,只要曾经真实拥有,在一些时候,大度舍弃也是一种境界。自动控制的故事
  说明:转载文章,一直想找出原作者,可惜网上搜索不到,应该是一位大师级人物
   自动控制的科普综述文章少之又少,,能够把自己学的道理理解到这种程度的,又能占到多少比例呢?
  写完聚乙烯的故事,就有写自动控制的故事的念头,,大得都不知道从何说起。既然大家看聚乙烯的故事还有一点意思,四一在催,马鹿要“一”什么的,那就接着写自动控制的故事吧。反正是故事,别太当真,看着好玩就接着看,看着枯燥就拍桌子,看着有错就提个醒,看着糊涂的尽管问,看着不耐烦了呢,也言语一声,我好闭上嘴不再烦人。哈哈。
(一)
 小时候喜欢看杂书,没什么东西看,不正在文化大革命嘛?不过看进去了两个“化”:机械化和自动化。打小就没有弄明白,这机械化和自动化到底有什么差别,机器不是自己就会动的吗?长大了,总算稍微明白了一点,这机械化是力气活,用机器代替人的体力劳动,但还是要人管着的,不然机器是不知道该干什么不该干什么的;这自动化嘛,就是代替人的重复脑力劳动,,自动化是管着机械化的,或者说学自动化的是管着学机械的……啊,不对,不对,哪是哪啊!
有人考证古代就有自动化的实例,,但是蒸汽机的转速控制问题没有解决,弄不好转速飞升,机器损坏不说,还可能说大事故。瓦特在蒸汽机的转轴上安了一个小棍,棍的一端和放汽阀连着,放气阀松开来就关闭,转速增加;按下去阀就打开,转速降低;棍的另一端是一个小重锤,,小棍由于离心力的缘故挥起来。转速太高了,小棍挥会挥得很高,放汽阀就被按下去打开,转速下降;转速太低了,小棍挥不起来,放汽阀就被松开来关闭,转速回升。这样,蒸汽机可以自动保持稳定的转速,即保证安全,又方便使用。也就是因为这个小小的转速调节器,瓦特的名字和工业革命连在一起,而纽考门的名字就要到历史书里去找了。
 类似的例子在机械系统里很多,家居必备的抽水马桶是另一个例子。放水冲刷后,水箱里水位降低,浮子随水面下降,进水阀打开。随着水位的升高,进水阀逐渐关闭,直到水位达到规定高度,进水阀完全关闭,,是一个经典的设计,但不容易用经典的控制理论来分析,不过这是题外话了。
 这些机械系统设计巧妙,工作可靠,实在是巧夺天工。但是在实用中,如果每次都需要这样的创造性思维,那太累,最好有一个系统的方法,可以解决“所有”的自动控制问题,这就是控制理论的由来。
  从小大人就教我们,走路要看路。为什么呢?要是不看着路,走路走歪了也不知道,结果就是东撞西撞的。要是看着路呢?走歪了,马上就看到,赶紧调整脚步,走回到正道上来。这里有自动控制里的第一个重要概念:反馈(feedback)。
反馈是一个过程:
  1、设定目标,对小朋友走路的例子来说,就是前进的路线。
2、测量状态,小朋友的眼睛看着路,就是在测量自己的前进方向。
 3、将测量到的状态和设定的目标比较,把眼睛看到的前进方向和心里想的前进方向作比较,判断前进方向是否正确;如果不正确,相差有多少。
 4、调整行动,在心里根据实际前进方向和设定目标的偏差,决定调整的量.
  5、实际执行,也就是实际挪动脚步,重回正确的前进方向。
  在整个走路的过程中,这个反馈过程周而复始,不断进行,这样,小朋友就不会走得东倒西歪了。但是,这里有一个问题:如果所有的事情都是在瞬时里同时发生的,那这个反馈过程就无法工作。要使反馈工作,一定要有一定的反应时间。还好,世上之事,都有一个过程,这就为反馈赢得了所需要的时间.
  小时候,妈妈在锅里蒸东西,蒸好了,从锅里拿出来总是一个麻烦,需要抹布什么的垫着,免得烫手。但是碗和锅的间隙不大,连手带抹布伸进去颇麻烦,我常常不知天高地厚,,手起碗落,可以不烫手。当然喽,要是捧着热碗再东晃晃,西荡荡,那手上感觉的温度最终会和热碗一样,肯定要把手心、手指烫熟不可的。在从接触碗到皮肤温度和碗表面一样,这里面有一个逐渐升温的过程,这就是动态过程(dynamic process)。这里面有两个东西要注意:一个是升温的过程有多快,另一个是最终的温度可以升到多少。要是知道了这