自动化概论课程学习报告
专业：姓名：班级：学号： 自动化 陈禧耿 1班 201430087030
自动化概论论文
1.对自动化、自动控制的理解 1.1自动化的定义、特点
定义：一个或多个自动控制系统或装置所构成的、没有人直接
干预的生产过程。
特点：广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。
1.2自动化研究的内容
自动控制理论、自动控制方法及工程实现技术、控制软件、控制装置、信号处理、现场总线和以太网。
1.3自动化发展的趋势
自动化学科的显著特点是对多学科技术的包容性，学科的交
叉研究始终是自动化科学技术发展的动力。信息科学和生命科学是21世纪前沿科学的主流，信息科学和生命科学的交叉研究仍然是未来几十年的大趋势。其方向包含
① ② ③ ④
计算机技术进展与自动化 信息网络环境下的自动化理论 智能自动化技术 生物技术与控制论
⑤ ⑥
脑科学对控制理论的影响及反作用 绿色自动化技术
由于这门学科高度的交叉性、广泛的应用性及所需教学工具的深刻性。因此，扩大控制理论的应用范围将是21世纪的社会需求和不可避免的发展趋势。通过工程、计算机及大量数学工具来研究具有综合复杂性的控制系统是21世纪对控制理论工作者提出的巨大挑战。 总之，具有综合化、网络化、人性化、绿色化（清洁生产+绿色制造）的智能体将是21世纪自动化技术的发展趋势。
2.对自动控制系统的认识
自动控制系统是随着自动化学科的发展应运而生的，学者们把
“转速自动调节系统”和“伺服机构”统一起来称为“自动控制系统”。其中伺服系统又叫做“随动系统”，它的特点是给定环节的信号是我们未知的，我们需要按照未知的规律来控制被控制量。由此可见，自动控制系统是一个不断变化的、动态的系统。
2.1自动控制系统的组成，各组成部分的主要作用。
（1） 被控对象
是控制系统所控制和操纵的对象，一般是指所需控制的设备或生产过程。
（2） 执行对象
根据控制信号的大小和方向对被控对象进行直接操作，使其控量按要求发生变化。用来作为执行机构的有气动调节阀、电动调节阀及液压马达等。
（3） 测量元件
用来测量被控量的实际值，并经过信号处理转换为与被控量有一定函数关系，且与控制输入信号具有同一种能量形式的信号。
（4） 校正装置
根据误差信号并按照某种控制规律产生控制信号，通过执行机构对被控对象施加影响，使被控对象按照预定要求进行工作。
（5） 放大元件
将控制器输出信号放大并进行能量形式变换，使其在形式、幅值及功率上能满足执行机构要求。
（6） 给定环节
根据工艺要求给出被控量的期望值来控制出入信号的装置。
（7） 比较环节
对控制出入信号进行比较，得出偏差信号。
2.2闭环控制系统的特点。
在控制器与被控对象之间存在正向作用，还存在反馈作用。不论
什么原因是被控量偏离期望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减少或消除这个偏差，使被控量与期望值趋于一致。
2.3PID控制方法及应用
控制方法：PID 控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行 控制的。 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定 三个参数（Kp， Ti 和 Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个 单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。 特点 首先，PID 应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过 对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样 PID 就 可控制了。 其次，PID 参数较易整定。也就是，PID 参数 Kp，Ti 和 Td 可以根据过 程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变 化引起系统动态特性变化，PID 参数就可以重新整定。 第三，PID 控制器在实践中也不断的得到改进， PID 在控制非线性、时变、耦合及参数和结构不确定的复杂过程时，工 作地不是太好。最重要的是，如果 PID 控制器不能控制复杂过程，无论怎 么调参2数都没用。
应用：PID控制作为工业控制应用最广泛的策略，它是由微分、
积分、比例的综合控制过程。早在2002年Miller和Desborough在统计报告中就已经指出，美国已经有11000多个PID结构调节器应用在工业领域，97%以上的回路使用了PID算法，甚至在比较复杂的算法中，控制层也使用了PID算法。在石油化工单位，PID控制被广泛