自动化学科概论

1、自动化学科概论 自动化学科概论结课作业 班级：09级自动化3班 姓名：唐 华 学号：0967106331 1.专业的特点根据你目前的理解, 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：自动化科学与技术的核心是信息、控制、系统，其中控制是核心的核心。 自动化专业的特点：强弱电并重，软硬件兼顾，控制理论和实际 系统相结合，面向运动控制、过程控制和其他控制，使学生的知识面宽、基础扎实，适应面宽。 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? 答：开环控制和闭环控制是按信号的传递路径来区分的两种不同的控制形式。闭环控制的被控量要经测量变送元件测量出来送回给输入端与给定

2、信号进行比较得出偏差信号，即有反馈环节，通过反馈（负反馈）使系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统.。而开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。 比例调节作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用，用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，是系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。 积分调节作用：是使系统消除稳态误差，提高误差度。加入积分调节可是系统稳定性下降，动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合，组成pi调节器或p

3、id调节器。 微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预测性，能预见偏差变化的趋势，因此具有超前的作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。但微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分作用，对系统干扰不利。微分作用不能单独作用，需与另外两种调节规律相结合，组成pd或pid控制器。 为了提高系统性能，往往使三者结合起来组成p（比例）i（积分）d(微分)闭环控制系统。 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

4、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：计算机在直接数字控制系统充当控制器的角色。 在时间和幅值上都连续的连续的量叫模拟量，在时间上离散，幅值上“量化”成某一个数量的整数倍的量叫数字量。因为计算机不能直接处理模拟信号只能处理数字信号，要实现数控就必须进行这两种转换用，a/d和d/a装置与现场设备相连是为了实现计算机与被控对象 之间的信号变换与信息传输，起桥梁作用。 直接数字控制系统（ddc）的特点： （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

5、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。 下面列举一个微机ddc控制系统在车床车刀转速控制中的应用 crt显示器 a/d 模拟量 打印机 操作台 计算机主机 开关量 模拟量 d/a 开关量 测速电动机 车刀转速 电动机 直接数字控制系统的硬件组成原理如图所示,系统中除了输入和输出通道

6、外,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。 工作原理： 先由测速电动机测取生产过程中的车刀转速,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电动机的转速，进而控制车刀转速.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pid(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，一般不需要做大的变动，所以使用比较灵活。ddc系统是一个“在线”的时实的半环控制系统。 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？