文档介绍：自动化学科概论
第4章:现代自动化科学与技术
随着现代科学(特别是数学、系统科学)和技术(特别是微电子技术、计算机技术)的发展,自动化科学和技术在过去的几十年中也发生了翻天覆地的变化,控制技术和控制设备日新月异,控制理论也有长足的发展。
面向复杂系统的控制是自动化科学技术发展的动力,计算机及其网络技术的快速进步是自动化科学技术发展的强大支持。为了解决越来越复杂的系统控制问题,系统科学和控制工程的研究者们通过不懈的工作,不断地丰富了自动控制理论和自动化技术,形成了现代自动化科学与技术的许多不同分支。
本章扼要介绍先进的、深奥的自动化科学与技术,这些知识绝大多数已超出本科生学****范围(属于研究生学****的内容),供同学们拓展自动化知识或今后学****其中某一方面的内容时参考。
自动化学科概论
第4章现代自动化科学与技术
复杂系统及其控制

大系统控制
集成自动化系统
自动化科学与技术的最新发展
复杂系统及控制的困难
先进控制技术
智能控制
复杂系统及其控制
第4章现代自动化科学与技术
自动化科学和技术所面对的是一个复杂的系统,其复杂性具体表现为:
一、系统结构的复杂性
⑴系统模型的不确定性
⑵强烈的非线性
⑶变量过多、维数太大
二、系统任务的复杂性
三、系统环境的复杂性
复杂系统及控制的困难
一、自适应控制
自适应控制实质上是系统辨识与控制技术的结合,通常有自校正控制系统、模型参考自适应控制系统两种类型。
⑴自校正控制系统
先进控制技术
控制器参数计算
品质评价或参数估计
控制器
被控对象
外环
内环
给定信号r(t)
+
_
u(t)
被控量
y(t)
自校正控制系统框图
⑵模型参考自适应控制系统
内环
参考模型
参数调整
控制器
被控对象
给定信号
r(t)
+
_
u(t)
+
_
外环
被控量y(t)
二、鲁棒控制
鲁棒控制是针对被控对象不确定性的一种控制方法。
三、容错控制
容错控制指当系统出现故障时,实施必要的决策和控制,使系统仍然保持稳定运行,并具有可以接受的性能指标。
容错控制当前主要有硬件冗余和解析冗余两种方法。
智能控制是一种应用拟人化的思维方式和决策方法实现对被控对象有效控制的技术。
模糊逻辑控制、人工神经网络控制、专家控制是比较成熟并且应用最广的三个分支。
智能控制
一、模糊逻辑控制
模糊逻辑控制系统的基本结构,它用模糊控制器替代了传统的控制器,模糊控制器由知识库、模糊化处理、模糊推理、精确化处理四部分组成。
数据库
规则库
模糊化
模糊推理
精确化
被控对象
模糊控制器
r
+
_
被控量y
模糊逻辑控制系统结构图