自动化专业导论

发布 2022-09-11 00:26:28 阅读 2324

1、根据你目前的理解, 自动化科学与技术的核心是什么?自动化专业的特点是什么?

答:自动化的核心是控制与系统。

自动化专业的特点:

1)具有多学科交叉、内涵丰富、外延宽广的特点,因而利于培养宽口径、多面手、综合复合型人才;

2)得益于具有方**性质的科学方法、科学思想的熏陶,思想更开阔、也更有深度,非常利于培养具有创新能力的人才。

3)突出系统与集成的思想、方法,有利于培养“将才”与“帅才”。

2、开环控制和闭环控制的差异是什么?解释闭环pid控制的作用?

开环控制是指被控量不反馈至输入端,信号由输入端至输出端单方向的控制。闭环控制是指将被控测量出来,反馈至控制系统的输入端与给定信号进行比较得出偏差信号,然后根据偏差对被控对象实施有效控制,达到消除和减小偏差的目的。

pid就是比例积分加微分控制:

比例环节作用:

成比例地反映控制系统的偏差信号e(t),偏差一旦产生,控制器立即产生控制作用,以减小偏差。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。

积分环节作用:

控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数t,t越大,积分作用越弱,反之则越强。

微分环节作用:

反映偏差信号的变化趋势,并能在偏差信号变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间。在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。

pid控制系统是结合三种作用,从而达到稳定系统的目的。

3、计算机在直接数字控制系统(ddc)中充当什么角色?为什么要用a/d和d/a装置与现场设备相连?与模拟控制系统相比,它有哪些特点?

试举一些它们应用的实例? 并画出系统的结构示意图?阐述他们的工作原理。

答:1)计算机作为数字控制器代替自动控制系统中的控制器。

2)计算机进行数字运算后,得到的人然是数字信号,它不能直接去驱动执行机构,因为执行器必须将计算机送出的数字信号变换成模拟信号,用a\d和d\a装置。

3)直接数字控制系统特点:(a)计算机控制系统中,控制器的控制规律是通过计算机程序形式实现的,修改一个控制规律,只需修改相应的程序,不需要改变硬件电路,因此具有很大的灵活性和适应性。(b)计算机控制系统具有丰富的指令系统,很强的运算能力和逻辑判断功能,便于实现复杂的控制规律,而传统的控制系统采用模拟电路或机—电的形式只能实现简单的控制规律。

(c)传统的控制系统一般一个控制器只能控制一个回路。而在计算机控制系统中,由于计算机高速的运算处理能力,可以采用分时控制等方式,同时控制多个回路,并可方便的实现各控制回路之间的协调和管理。

计算机在直接数字控制系统应用的实例:

直接数字控制系统的硬件组成原理框图如图4.1所示,系统中除了输入和输出通道外,一般还有一个功能较强的控制操纵台,在操纵台上可调整被控参数的给定值、显示或打印采样值、声光报警装置也在操纵台上如图4.2所示。

由直接数字控制系统方框图(图4.2所示),先由测量变送器测取工业生产过程参数,经过输入接口转换成数字量作为计算机的输入信号,计算机根据确定的控制规律进行运算,并发出信号,再以输出接口转换成模拟信号直接驱动执行器。ddc系统不仅可对一个回路进行控制,而且通过采样实现对多个回路的控制。

另外,ddc系统只要改变程序还能实现串级,前馈等复杂的控制,直接数字控制系统可实现常规的pld(比例、积分、微分)调节,也可实现其它复杂或先进的调节规律,调节规律的改变只需控制软件。不同的是硬件部分除按需适当增减通道的数量外,一般不需作大的变动,所以使用比较灵活,ddc系统是一个“**”的时实的半环控制系统。

工业锅炉的微机ddc控制工作原理。

现场模拟量信号通过变送器转换成或或的模拟量信号,通过有关端子输入计算机a/d板,或电阻信号通过电阻信号转换板与其它现场毫伏信号进入信号调理板,再输入a/d板,经a/d转换后以实际工程量屏幕显示气包水位、蒸汽压力……等影响工业锅炉运行安全性、经济性的主要参数以及给水调节阀位、给煤机构转速等执行机构的位置信号,这些信号用来控制、打印制表、数据存储、经济量累积核算等。对工业锅炉主要参数进行直接控制是微机ddc控制的主要功能之一。以一般饱和蒸汽链条炉为列,相应的调节系统分别输出四个调节信号,通过i/o或d/a转换装置输送至炉排、给水、送风、引风等执行机构。

输送至炉排执行机构的调节信号,通过变频器来改变进入锅炉的燃料量,输送至给水执行机构的调节信号通过改变电动执行机构,改变给水调节阀门的位置,从而改变进入锅炉的给水量,输送至送风至送风执行机构的调节信号通过改变电动执行机构(或变频调速装置)改变送风入口调节档板开度(调节电机转速),从而改变进入锅炉的送风量,输送至引风执行机构(变频调速电机)的调节信号通过电动执行机构(变频调速电机)改变引风机入口调节板或碟阀(调速电机转速),从而改变锅炉输出的烟汽流量,使炉膛烟压保持相应的负值。对其它炉型,皆有相应的调节信号输出,并控制相应的调节设备。

4、“实体控制”类知识结构与体系的特点是什么?参照内蒙古科技大学自动化专业教学计划,你认为在基础课、专业基础课和专业课中,各有哪几门课程是主要的?你准备如何学好这些课程?

答:特点:⑴ 工程特征,具有明显的使能特性与对象依赖性;

2)专门的自动化特点,针对不同的对象,形成具有专门针对性的自动化。

3) 桥梁特性,构筑了信息与能量、物质之间的桥梁;

4)交叉特征,与其他工程学科密切交叉。

5)专门的自动化特点,针对不同的对象,形成具有专门针对性的自动化。

我认为基础课程中的高数,线代,复变函数,大学物理,英语都是主要的,专业课中的电机,单片机,自动控制原理,plc,电力电子技术都是主要的。

我准备对不同学科采取不同的学习方法。除了上课认真听讲之外,在课下更应该努力巩固知识,把握各科知识的重点,对于专业课,不仅要学好理论知识,还要增强动手能力,把各科安排的实验项目认真的完成的同时,还要进而的拓展范围,参加学院组织的各种有利的竞赛项目,争取更深入的理解专业知识。

5、自动化专业人才需要哪5方面的知识?哪4方面的素质?哪4方面的能力?他们的相互关系?

答:1)知识要求:

人文社会科学基础知识、工具性知识(英语、计算机)、自然科学基础知识、工程技术基础知识、自动化专业知识。

2)素质要求:

思想道德素质、文化素质、身心素质、专业道德素质。

3)能力要求:

获取知识能力、应用知识能力、创造知识(科研创新)能力、团结协作能力。

4)关系:它们拥有着相互依存相辅相成的关系,只有将它们各个综合起来再能成为一个合格的自动化人。

6、自动化学科与专业在发展中形成了那些鲜明的特色?

答:1:具有多学科交叉、内涵丰富、外延宽广的特点,因而利于培养宽口径、多面手、综合复合型人才;

2:得益于具有方**性质的科学方法、科学思想的熏陶,思想更开阔,也更有深度,非常利于培养具有创新能力的人才;

3:突出系统与集成的思想、方法,有利于培养“将才”与“帅才”。

7、列出自动化领域著名公司、研究院所、大学与重要学术期刊。

答:自动化领域著名公司:1.

美国罗克韦尔自动化公司;2.美国霍尼韦尔公司;3.德国西门子自动化公司;4.

瑞士abb公司;5.日本三菱电机公司;6.日本欧姆龙公司;7.

法国阿尔斯通公司。

自动化领域著科研院所:1中国科学院自动化研究所;2中国科学院沈阳自动化研究所;3北京机械工业自动化研究所;4冶金自动化研究设计院;5天华化工机械及自动化研究设计院;6轻工业自动化研究所;7上海工业自动化仪表研究所;8国电自动化研究所与南瑞集团。

自动化领域著名大学:清华大学、北京理工大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、东北大学、西安交通大学、华中科技大学、上海交通大学、浙江大学、国防科技大学等。

自动化领域重要学术期刊:《自动化学报》、《控制理论与应用》、《控制与决策》、《信息与控制》,《automatica》、《ieee transactions on automatic control》、《ieee transactions on automatic science and engineering》。自。

动。化。专。业。导。

论。学院:信息工程学院。

班级:自动化09-2班。

姓名:李冰。

序号:0967106223

日期:2010-11

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