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【转载】自动化课堂

发布于:2008-03-12 11:32:12 来自:电气工程/工业自动化 [复制转发]
一、赛伯(自动化)的诞生

  从刀耕火种的年代起,人们就梦想着省时省力地生产出更多的东西,来满足人们生活的需要。人们在几千年的生产过程中,发明了很多节省力气的工具,如在河流上建造的水车。可以通过水的冲击带动轮子转动,实现灌溉、淘米等工作。

  工业革命的到来,为自动化的发展带来了巨大的动力。1788年,为了解决工业生产中蒸汽机的速度控制问题,瓦特在自己发明的蒸汽机上安装了一个飞球,并将它与蒸汽机的阀门连接在一起。这样当蒸汽机的转速太快时,飞球升高,使阀门开的小些,蒸汽机会减速。瓦特的这项发明开创了自动调节装置的应用和研究。这项发明的成功表明自动化技术已具雏形。但是这些发明都是在人们工作检验中产生的,没有形成理论的指导。直到一百多年后,美国数学家维纳与墨西哥生物学家罗森布卢埃特合作,经过从1934年到1947年的十几年研究,最终提出了自动化的理论基础著作——控制论。标志着自动化技术的正式诞生。从诞生到现在,自动化技术在各个领域大显身手,飞机导航、交通运输、导弹控制中到处都是自动化技术的应用。

  随着自动化技术的日益发展,越来越多的科学家要求给他们这个新生的“爱子”起一个响亮的名字,1970年4月,在美国芝加哥召开的首届国际机器人大会上,有一项重要的议题就是给自动化技术起一个响亮的名字。为此各国学者各抒己见,争论不休。最后多数科学家主张将自动化技术命名为“赛伯”。赛伯一词来源于希腊文,意思为“掌舵人”,转意为“管理人的艺术”。维纳首先在他的自动化技术的经典著作《控制论,或关于动物在动物和机器中控制与通讯的科学》中,首先使用了cybernetics(赛伯)一词。人们为了纪念维纳在自动化发展中的巨大贡献,最后决定将自动化技术命名为赛伯。

  但是由于人们长期以来一直使用自动化这个词,形成了习惯。虽然它有一个如此好听,并且充满寓意的名字,人们还是习惯叫它的小名自动化,这就。好比人们喜欢称自己熟悉的人的小名一样。

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只看楼主 我来说两句
  • 君子健行
    君子健行 沙发
    本课程完

    摘自中国科普博览网http://www.kepu.net.cn/gb/technology/cybernetics/abc/index.html
    大家有兴趣可以上去看看,内容不错
    2008-03-12 17:09:12

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  • 君子健行
    君子健行 板凳
    十二、极点——控制系统的精灵

      在实际的应用中,虽然各种控制系统所完成的功能不同,被控制的物理量也未必相同。系统的输出会有许多的变化形式。有的逐渐逼近期望的输出值,有的会在期望值的附近震荡,有的会离期望值越来越远,达不到控制的目的。为什么会有这种不同呢?是什么决定了系统的特性呢?是否有一只神秘的上帝之手在操纵控制系统呢?

    图1 电容放电

      要回答这个问题,首先得清楚什么叫做微分方程。其实在自然界中,各个物理量之间的变化关系都可以用函数的形式表示,而这些函数同时满足微分方程。让我们看一个简单的例子,图是一个电容C通过电阻R放电的物理过程。根据物理学的知识,电容电压U满足下面的微分方程: ,我们用数学方法将上面的微分方程解出,就可以求出U按时间变化的过程。微分方程的解的形式是由微分方程的特征方程的解决定的,而特征方程的解就叫做系统的极点。可以按照下面的规则求出一个微分方程的特征方程,把微分符号换成X,几次微分就是X的几次方,保留微分方程的其他部分,就可以得到一个微分方程的特征方程。根据上面的原则,上面例子的特征方程就是:RCX+1=0。解出X的值就是系统的极点。

      系统的极点的形式有实数和复数两种。对于实数的极点,在微分方程的解中就会有一个指数项与它相对应。这个指数是以e为底的,它可以是不断减少的,也可以是不断增大的。对于复数形式的极点,微分方程的解就会有一个振荡的项同它对应,并且振幅会根据复数极点的实部的大小不停的变化。正是由于每个控制系统都有不同的微分方程,从而有不同的极点。这样不同极点对应解的不同部分,这些不同变化特点的部分最终形成了我们能够看到的宏观结果即控制系统的输出。这样使各个控制系统有了千差万别的性能特点。

      人们为了使控制系统的性能满足一定的要求,研究了很多控制方法。这些方法虽然采用不同的控制原理,不同的数学方法。但是所有这些方法的最终目的是使系统的极点合理分配,从而得到好的控制效果。所以说极点是决定控制系统性能特点的上帝之手。

    图1
    2008-03-12 16:49:12

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这个家伙什么也没有留下。。。

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