自动化专业(学科)概论课件

自动化专业（学科）概论

自动化专业（学科）概论第1章绪论自动化与自动控制1.1一些名词和术语

1.2自动化专业的历史沿革

1.3第1章绪论自动化与自动控制1.1一些名词和术语1.21.1自动化与自动控制现代家庭:1.1自动化与自动控制现代家庭:沙漏风车指南针

古代自动化：古代自动化：

机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行相关名词：自动控制

通过人造装置或人类为了约束自己的行为而制定的政策和法规来对人造系统和非人造系统进行控制，从而达到人所期望的目标自动化定义：机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序非人造系统：社会经济生物环境非人造系统：社会经济生物环境自动化

VS自动控制人造系统

人造/非人造系统强调自动操作和运行强调达到一种目标

自动化源于自动控制！自动化VS自动控制1.2名词和术语解释1、系统

系统（System）是指由相互关联、相互制约、相互影响的一些部分组成的具有某种功能的有机整体

系统可以由“实物”组成，也可以由“非实物”组成1.2名词和术语解释1、系统系统的组成系统的组成

信息（Information）是指符号、信号或消息所包含的内容，它是对事物运动状态或存在形式的不确定性的描述

2、信息信息（Information）是指符号、信号或消数字信息：用数字描述信息，便于计算机处理

世界组成：物质、能量、信息=1101010011101010011101101数字信息：用数字描述信息，便于计算机处理

世界组成：物质、能3、控制控制（Control）是指为了改善系统的性能或达到特定的目的，通过信息的采集和加工而施加到系统的作用。可控系统不可控系统3、控制控制（Control）是指为了改善系统的性能或达到特

用来描述系统中各物理量的变化及相互作用、相互制约关系的数学表达式称为系统的数学模型

数学模型种类：状态空间、微分方程、差分方程、脉冲响应、传递函数、频率响应模型等4、数学模型用来描述系统中各物理量的变化及相互作用、相互制约关

科学（Science）是指对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而发现规律，并对各种定量规律予以验证和公式化的知识体系

自然科学——研究的是物质世界

社会科学——研究的是人类的精神世界

科学就是发现！

5、科学牛顿发现了万有引力定律！科学（Science）是指对各种事实和现象进行观察

技术（Technology）是指人类根据生产实践经验和自然科学原理改变或控制其环境的手段，是人类活动的一个专门领域技术的任务是利用和改造自然，以其生产的产品为人类服务

技术是一种手段，是一种方法！

6、技术高新技术的产物——磁悬浮列车技术（Technology）是指人类根据7．工程

工程（Engineering）是指应用科学知识和人类拥有的技术使自然资源最好地为人类服务的一项活动

工程就是实现！科学和技术都存在于工程之中！三峡大坝7．工程工程（Engineering）是指应用科学知8、学科与专业

学科是指具有某种理论体系的研究及应用的一个领域。在该领域中，研究的对象可能千差万别，但是，他们应用同一种理论体系解决问题。学科可大可小，取决于人对理论体系的理解。专业是学科的一个方向，当把学科分得很细时，学科与专业就成为同义词了。8、学科与专业学科是指具有某种理论体系1.3自动化专业的历史沿革1948年维纳教授发表《控制论》——控制理论形成1954年钱学森教授发表《工程控制论》1956年清华、西交大成立工业企业电气化——形成自动化专业1958年清华等建立自动控制系，如航空自动控制系1958年华北电力大学建立热工测量及其自动化专业1998年各院校把原来的与自动化相关的专业更名为

——自动化专业1984年33所高校试办研究生院有了自动化学科，招收研究生1.3自动化专业的历史沿革1948年维纳教授发表《自动控制系统的组成结构与性能要求

2.1自动控制系统的分类

2.2第2章自动控制系统组成原理自动控制系统的组成结构与性能要求2.1自动控制系统的分类2.1自动控制系统的组成结构与性能要求

2.1.1系统的基本组成结构2.1.2控制系统稳定性概念2.1.3控制系统品质指标的学描述

2.1自动控制系统的组成结构与性能要求2.1.1系统2.1.1系统的基本组成结构（1）被控对象（控制对象）系统所要控制的设备或过程，它的输出称为被控量，它的输入称为控制量（2）测量环节（传感器）将被控量检测出来并传送给控制环节的装置（3）控制环节（控制器）它的功能是根据偏差信号，决策如何去操作被控对象，使得被控量达到所希望的目标（4）执行环节（执行器）按控制环节的控制决策，具体实现对被控对象的操作，如阀门、挡板等。2.1.1系统的基本组成结构（1）被控对象（控制对象）系自动控制系统基本组成原理方框图自动控制系统基本组成原理简化方框图自动控制系统基本组成原理方框图自动控制系统基本组成原理简化方2.1.2控制系统稳定性概念理想的控制效果被控对象的实际动态过程

2.1.2控制系统稳定性概念理想的控制效果被控对象的实际动自动控制系统被控量的动态特性

自动控制系统被控量的动态特性2.1.3控制系统品质指标的学描述1．直接型性能指标

稳定系统的动态过程

2.1.3控制系统品质指标的学描述1．直接型性能指标稳定（1）稳定性

稳定性是指系统处于平衡状态下，受到扰动作用后，系统恢复原有平衡状态的能力

衡量指标：

稳定性裕度——衰减率

工业要求（1）稳定性稳定性是指系统处于平衡状态下，受到扰动作用后，（2）快速性

快速性是指控制过程的持续时间，也就是从干扰发生起至被控量又建立新的平衡状态为止的过渡过程时间系统输出响应第一次到达希望值的时间称为上升时间

被控量进入偏离给定值的范围内就算基本稳定了（2）快速性快速性是指控制过程的持续时间，也就是从干扰发生（3）准确性

（稳定的系统在过渡过程结束后所处的状态称为稳态）

准确性指稳态时系统期望输出量和实际输出量之差（静态偏差）以及在整个控制过程中被控量偏离给定值的最大值（动态偏差—超调量）

要求：静态偏差→0

动态偏差（超调量）（3）准确性（稳定的系统在过渡过程结束后所处的状态称为稳态2．间接型性能指标

（1）绝对误差的矩的积分（2）绝对误差的二阶矩的积分（3）误差平方的矩的积分（4）误差平方的二阶矩的积分

2．间接型性能指标（1）绝对误差的矩的积分（2）绝对误差的2.2自动控制系统的分类

2.2.1按被控对象特性分类2.2.2按自动控制系统是否形成闭合回路分类2.2.3按系统输入/输出的个数分类2.2.4按给定值信号的特点分类2.2.5按控制系统元件的特性分类2.2.6按系统中传输信号对时间的关系分类2.2自动控制系统的分类2.2.1按被控对象特性分类2.2.1按被控对象特性分类1．过程控制过程控制是指对工业生产过程实施的控制。例如，对发电过程、化工过程、冶金过程等进行的控制都属过程控制。过程控制要求被控系统的输出量长期安全、稳定在希望的数值上。2．运动控制对运动体进行的控制称为运动控制。例如，对机器人的控制、对飞行器的控制、对导弹的控制、对运输工具的控制等都属运动控制。运动控制要求运动体按希望的运动轨迹稳定运行。运动控制研究的是运动体的姿态、位置、轨迹、稳定性等。3．程序控制程序控制也称顺序控制。它与过程控制和运动控制都不同，它的输出不是要求稳定在希望值上或希望的轨迹上。程序控制要求被控系统按事先预定的步骤运行，例如机械加工中的数控机床、大型设备的启动、大型锅炉检修时的煤灰清扫控制等均属于程序控制系统的范畴。2.2.1按被控对象特性分类1．过程控制2.2.2按自动控制系统是否形成闭合回路分类1.开环控制系统

当对被控系统的输出要求不高或被控系统的输出不容易测量时，控制器直接根据期望信号产生控制信号

开环干扰补偿控制系统

2.2.2按自动控制系统是否形成闭合回路分类1.开环控制系2．闭环控制系统（1）反馈控制系统2．闭环控制系统（1）反馈控制系统（2）前馈—反馈复合控制系统（2）前馈—反馈复合控制系统2.2.3按系统输入/输出的个数分类

1.单变量控制系统只有一个输入量和一个输出量的控制系统称为单变量控制系统，也称为单输入－单输出控制系统。对于单变量系统可以用高阶微分方程（或传递函数）来描述，也可以用状态空间方法来描述（1）单回路反馈控制系统

2.2.3按系统输入/输出的个数分类1.单变量控制系（2）双回路反馈控制系统

（2）双回路反馈控制系统2．多变量控制系统

有多于一个输入量或多于一个输出量的控制系统称为多变量控制系统，也称为多输入－多输出控制系统。多变量控制系统通常用状态空间方法描述2．多变量控制系统有多于一个输入量或多于一个输出量的控制系2.2.4按给定值信号的特点分类1.恒值控制系统若自动控制系统的任务是保持被控量恒定不变，也即使被控量在控制过程结束时，被控量等于恒值（给定值）2.随动控制系统随动控制系统又简称随动系统，它是给定信号随时间的变化规律事先不能确定的控制系统，随动控制系统的任务是在各种情况下快速、准确地使被控量跟踪给定值的变化3.程序控制系统在程序控制系统中，它的给定值按事先预定的规律变化，是一个已知的时间函数，控制的目的是要求被控量按确定的给定值的时间函数来改变2.2.4按给定值信号的特点分类1.恒值控制系统2.2.5按控制系统元件的特性分类

1.线性控制系统

系统中各组成部分或元件特性可以用线性微分方程来描述。线性控制系统的特点是满足叠加原理2.非线性控制系统

当系统中存在非线性元件或具有非线性特性，就要用非线性微分方程来描述，这类系统就称为非线性系统。非线性系统不满足叠加原理

2.2.5按控制系统元件的特性分类1.线性控制系统2.2.6按系统中传输信号对时间的关系分类

1．连续时间控制系统2．离散时间控制系统系统中各元件的输入量和输出量均是连续量或模拟量系统中某处或多处的信号是脉冲序列或数码形式2.2.6按系统中传输信号对时间的关系分类1．连续时间控

经典控制理论3.1现代控制理论

3.2当代控制理论

3.3第3章自动控制理论经典控制理论3.1现代控制理论3.2当代控制理论3.33.1经典控制理论3.1.1传递函数描述及建立方法3.1.2经典控制论中的典型控制律PID3.1.3控制系统复频域分析方法3.1.4控制系统的设计与综合3.1.5线性离散系统的分析与设计3.1.6非线性系统分析方法3.1经典控制理论3.1.1传递函数描述及建立方法3.1.1传递函数描述及建立方法【例3.1】外作用力F输出位移x系统质量m

弹性系数为k阻尼系数为f理论建模——机理建模——“白盒”法3.1.1传递函数描述及建立方法【例3.1】外作用力F【解】根据牛顿定律，有

（3-2）微分方程（3-1）状态方程（3-3）传递函数【解】根据牛顿定律，有实验建模——“黑盒”法实验建模——“黑盒”法3.1.2经典控制论中的典型控制律PID（1）比例控制P

（2）比例+微分控制PD（3）比例+积分控制PI（4）PID控制3.1.2经典控制论中的典型控制律PID（1）比例控制PPID控制律具有以下优点：①原理简单，物理概念清楚，使用方便②适应性强③鲁棒性强PID控制律具有以下优点：3.1.3控制系统复频域分析方法1．根轨迹的基本概念3.1.3控制系统复频域分析方法1．根轨迹的基本概念2．频率特性的基本概念2．频率特性的基本概念3.1.4控制系统的设计与综合

超前滞后滞后—超前PID3.1.4控制系统的设计与综合超前滞后滞后—超前PID3.1.5线性离散系统的分析与设计Z变换的定义是： 对连续函数的采样信号进行拉普拉斯变换，让变换中的指数函数3.1.5线性离散系统的分析与设计Z变换的定义是：3.1.6非线性系统分析方法相平面法描述函数法

系统的响应具有与输入不同的函数结构系统的性能不仅与系统本身的参数有关，与初始条件也有关不能应用叠加原理

有自振荡、极限环

3.1.6非线性系统分析方法相平面法系统的响应具有与输入不3.2现代控制理论

3.2.1状态空间描述及建立方法3.2.2控制系统的可控可观性3.2.3状态反馈与输出反馈3.2.4最优控制3.2现代控制理论3.2.1状态空间描述及建立方法3.2.1状态空间描述及建立方法状态方程当已知时的和时的就能够完全确定系统在任何时间时的行为

状态变量3.2.1状态空间描述及建立方法状态方程当已知时的和时的就3.2.2控制系统的可控可观性状态可控输出可控从物理上看，不可控系统包含着这样一个子系统，这种子系统的输出量与输入量没有关系从数学上看，传递函数多项式中出现了相约的情况

3.2.2控制系统的可控可观性状态可控输出可控从物理上看，则系统状态可观热工试验建模正确地选择状态变量得到的数学模型一定是可控可观的！则系统状态可观热工试验建模正确地选择状态变量得到的数学模型一3.2.3状态反馈与输出反馈状态反馈有自平衡被控系统时3.2.3状态反馈与输出反馈状态反馈有自平衡被控系统时输出反馈有自平衡被控系统时输出反馈有自平衡被控系统时状态观测器状态观测器3.2.4最优控制基本约束：最优控制在过程控制中很难使用！3.2.4最优控制基本约束：最优控制在过程控制中很难使用！3.3当代控制理论3.3.1控制系统的数值解3.3.2最优化理论与方法3.3.3系统辨识3.3.4自适应控制3.3.5预测控制3.3.6鲁棒控制3.3.7随机控制3.3.8智能控制

3.3当代控制理论3.3.1控制系统的数值解3.3.1控制系统的数值解3.3.1控制系统的数值解3.3.2最优化理论与方法任务：一、怎样把要求解的问题用一个有极值（极小或极大）的带有约束条件的函数来描述（通常把这个函数称为目标函数）；二、在提出的目标函数下，采用什么样的策略来改变系统的参数，使这个目标函数达到最小或最大。

3.3.2最优化理论与方法任务：单纯形法0.618法——黄金分割寻优策略：1、间接寻优法不直接求取目标函数的极值，而是求取目标函数具有极值的充分必要条件

缺点：在许多优化问题中，目标函数难以写成解析式，求解困难2、直接寻优法单纯形法0.618法——黄金分割寻优策略：初始种群突然变异选择新个体至次世代交配（交叉）蚂蚁洞穴食物源障碍物外激素（信息素）粒子食物源遗传算法蚁群算法粒子群法初始种群突然变异选择新个体至次世代交配（交叉）蚂蚁洞穴食物源3.3.3系统辨识数学模型：系统运动规律的数学表达式描述形式：微分方程、积分方程、偏微分方程、差分方程代数方程、状态方程、传递函数1、“黑盒”法（试验建模）

对一个系统加入不同的输入（扰动）信号，观察其输出。根据所记录的输入、输出信号，用一个或几个数学表达式来表达这个系统的输入与输出关系3.3.3系统辨识数学模型：系统运动规律的数学表达式时域法：阶跃响应法：加入一个阶跃扰动信号

脉冲响应法：加入一个矩形脉冲扰动信号根据时域响应曲线计算出传递函数频域法：给系统人为地加入一个正弦扰动信号（或其他信号），根据时域响应曲线计算出频率响应曲线，然后再转换成传递函数

时域法：目标函数：经典方法：间接优化当代方法：智能优化目标函数：经典方法：间接优化当代方法：智能优化2、“白盒”法（机理建模）

根据能量守恒、质量守恒和动量守恒的原理，通过系统本身的许多细节（由几部分组成？它们之间怎样连接？它们相互之间怎样影响？），建立描述该系统的数学模型

为了验证模型的正确性，把这两种方法相结合作为互为验证，互为补充，提高模型的精度——“灰盒”法能量守恒、质量守恒和动量守恒

2、“白盒”法（机理建模）能量守恒、质量守恒和动量守恒3.3.4自适应控制1、自适应控制定义能自动地、适时地调节系统本身控制规律的参数，以适应外界或内部引起的各种干扰及系统本身参数的变化，使系统运行在最佳状态

3.3.4自适应控制1、自适应控制定义2、模型参考自适应控制系统（ModelReferenceAdaptiveSystem简称MRAS）

2、模型参考自适应控制系统3、自校正调节器(Self-tuningRegulator，简称STR)

3、自校正调节器3.3.5预测控制(ModelPredictiveControl)三要素：内部模型、参考轨迹、控制算法3.3.5预测控制(ModelPredictiveCo3.3.6鲁棒控制

(RobustControl)

定义：当一个控制系统中的参数发生摄动时，系统仍能保持正常工作系统在一定的参数摄动范围内维持稳定性的特性，称为稳定鲁棒性；如果我们讨论的特性是某些性能指标，则称为性能鲁棒性

一个系统是性能鲁棒的，也必须同时是稳定鲁棒的

鲁棒控制是一种设计控制器的方法，而不是一种控制策略！

一般鲁棒控制系统的设计是以一些最差的情况为基础，因此一般系统并不工作在最优状态3.3.6鲁棒控制(RobustContro3.3.7随机控制定义：当系统具有随机输入、随机干扰或（和）随机特性（参数）时，系统的状态、输出和控制量必然也是随机过程。对这种具有随机性系统的控制问题，就叫随机控制问题。主要研究的问题：1．数学模型的建立问题2．系统分析问题3．随机控制问题4．状态变量的估计（滤波）问题3.3.7随机控制定义：当系统具有随机输入、随机干扰或（和3.3.8智能控制人工智能：

知识的科学——怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识（StanfordUniversityNilsson教授）研究如何使计算机去做过去只有人才能做的工作（MITWinston教授）计算机模拟人的智能行为——人工智能智能控制：模拟人的思维进行控制，没有算法解

控制器==数学解析模型+知识系统

3.3.8智能控制人工智能：专家系统定义：

一个智能的计算机程序，使用知识和推理过程来解决问题1、专家控制

专家系统定义：1、专家控制

用于取代常规控制器，直接控制生产过程或被控对象。具有模拟(或延伸、扩展)操作工人智能的功能

直接型专家控制器用于取代常规控制器，直接控制生产过程或被控对象。

用于和常规控制器相结合，组成对生产过程或被控对象进行间接控制的智能控制系统。该控制器能够实现优化、适应、协调、组织等高层决策的智能控制

间接型专家控制器用于和常规控制器相结合，组成对生产过程或被控对象进行间2、人工神经网络生物神经元模型2、人工神经网络生物神经元模型人工神经元模型

人工神经元模型神经网络模型——

前向网络、反馈网络、自组织网络神经网络模型——

前向网络、反馈网络、自神经网络的应用1、故障诊断：神经网络由于具有模拟任何连续非线性函数的能力和利用样本学习的能力，因而它已被用于复杂系统的故障诊断中2、系统辨识：将神经网络作为被辨识系统的模型，可在已知常规模型的情况下，估计模型的参数；利用神经网络的线性、非线性特性，可建立线性、非线性的静态、动态、逆动态及预测模型，实现系统的建模和辨识3、神经网络控制器：神经网络作为控制器，可对不确定、不确知系统及扰动进行有效控制，使控制系统达到所要求的动态、静态特性4、神经网络用于优化计算：在常规的控制系统中，常遇到求解约束优化问题，神经网络为这类问题的解决提供了有效的途径神经网络的应用定义：以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制3、模糊控制定义：以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机检测与控制理论研究4.1控制设备与装置的研发与生产

4.2信息与管理

4.3第4章自动化学科领域范畴系统的集成与应用

3.4检测与控制理论研究4.1控制设备与装置的研发与生产4.2信4.1.1检测理论与方法4.1.2控制理论与方法

4.1检测与控制理论研究4.1.1检测理论与方法4.1检测与控制理论研究主要检测的非电量物理量：温度、湿度、压力、流量、物位、成分、密度、力、应变、位移、速度、加速度、振幅等4.1.1检测理论与方法主要检测的非电量物理量：4.1.1检测理论与方法1、传感器将各种非电量（包括物理量、化学量和生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置。通常又把传感器称为敏感元件、检测元件、一次元件等2、测量电路将传感器输出的电信号进行放大、线性化、滤波、转换等处理后，变换成标准的信号输出给测量链中后续仪表。标准的输出信号是电压（1~5V）或电流（4~20mA）智能检测仪表系统是把测量电路的输出或直接把传感器的输出信号经过模/数转换后送给检测系统中的计算机，微型计算机对被检测信号进行分析、判断、推理，产生控制量，或进行显示3、显示或输出检测系统向观察者显示或输出被测量数值。包括显示（指针式、数字式、屏幕式）和打印记录装置、数据处理装置等1、传感器1、温度检测温度测量方式：接触式、非接触式 常用检测仪表：热电偶、热电阻、光纤测温仪、激光测温仪等2、压力检测压力表示方法：绝对压力、大气压力、表压力、真空度、差压等压力测量方法：重力平衡法、机械力平衡法、弹性力平衡法、物性测量法等压力检测仪表：弹性压力计、力平衡式压力计、压力传感器等过程参数检测技术1、温度检测过程参数检测技术3、流量检测

在短暂时间内流过某一流通截面的流体数量与通过时间之比

流体数量以体积表示称为体积流量流体数量以质量表示称为质量流量

常用的体积流量计：容积式、差压式、速度式 常用的质量流量计：推导式、直接式3、流量检测4、物位检测

物位检测是对设备和容器中物料储量多少的度量

物位分以下三种：液位—设备和容器中液体介质表面的高低料位—设备和容器中所储存的块状、颗粒或粉末状固体物料的堆积高度界位—相界面位置，分两种：液-液相界面：容器中两种互不相溶的液体之间的分界面液-固相界面：容器中互不相溶的液体和固体之间的分界面

4、物位检测5、机械量检测

机械量：长度、位移、速度、转角、转速、力、力矩、振动 测量方法：机械式、电气电子式、光学式机械式：波纹管、平面膜、弹簧管电气电子式：通过膜片电极板之间的电容量变化来检测作用力、位移和角度通过改变磁铁和物体间的相对距离，用磁感应传感器检测出磁场变化通过移动差动变压器的铁心也可以检测位移通过可变电阻或电位器的接点可以检测位移和角度用压敏导电橡胶构成开关元件，可以检测作用力和位移通过变形使金属阻值发生变化，检测变形和作用力将硅晶体制成压敏电阻，可以检测作用力、变形、位移和加速度在压电材料上下面贴上电极，可以检测作用力、变形、加速度、振动光学式：由激光、透镜、反射板、光敏元件、光纤等组成利用光强、相位、频率等变化来检测位移、作用力、变形和加速度5、机械量检测6、成分分析

对物质的成分及性质进行分析和测量

成分分析的方法有两种类型：定期取样：通过实验室测定的实验室分析方法连续取样：连续测定被测物质的含量或性质成分分析所用的仪器和仪表基于多种测量原理，在进行分析测量时，需要根据被测物质的物理或化学性质，来选择适当的手段和仪表6、成分分析智能数据检测以单片机为核心的智能仪器

——测量、检验、故障诊断、信息处理和决策输出由于智能检测系统充分开发利用计算机资源，在人工最少参与的条件下尽量以软件实现系统功能，因此智能检测系统具有测量过程软件控制、智能化数据处理、高度的灵活性、实现多参数检测与信息融合、测量速度快和智能化功能强等特点智能数据检测以单片机为核心的智能仪器由于智能检测系统充分开智能数据检测的结构

上位机（主机，一般为PC工控机）：负责系统的协调工作，输出对分机的命令，对下位机传送的测量数据进行分析处理，输出智能检测系统的测量、控制和故障检测结果

下位机（分机，以单片机为核心、带有标准接口的仪器）：根据上位机命令，实现传感器测量采样、初级数据处理以及数据传送

智能数据检测的结构自动化专业(学科)概论课件1、虚拟仪器

具有虚拟仪器面板的个人计算机仪器操作人员通过友好的图形界面及图形化编程语言控制仪器的运行，完成对被测信号的采集、分析、判断、显示、存储及数据生成。操作者可以通过修改软件的方法，方便地改变、增减仪器系统的功能与模块

1、虚拟仪器2、软测量

SoftSensorTechnique：依据易测过程变量（常称为辅助变量或二次变量）与难以直接测量的待测过程变量（常称为主导变量）之间的数学关系，通过各种数学计算和估计方法，实现对待测过程变量的测量。从而可对成份、物性等与过程操作和控制密切相关的检测参数进行更直观的检测和控制软测量技术主要包括4个方面：辅助变量的选取；数据处理；软测量模型的建立；软测量模型的在线校正2、软测量3、数据融合

一种新的信息综合处理方法——多传感器数据融合MSDF（Multi–SensorDataFusion）

原理：对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟。它充分利用多个传感器资源，通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用，将各种传感器在空间或时间上的互补与冗余信息依据一种优化准则组合起来，产生对被测对象的一致性解释和描述

目的：提高传感器系统的有效性，消除单个或少量传感器的局限性基本功能：相关、估计和识别。重点是估计和识别

3、数据融合4.1.2控制理论与方法

1．线性系统理论2．非线性系统理论3．分布参数系统控制理论4．大系统控制理论4.1.2控制理论与方法1．线性系统理论2．非线性系统理4.2控制设备与装置的研发与生产4.2.1模拟控制仪表4.2.2数字化仪表4.2.3计算机监视系统4.2.4分散控制系统4.2.5现场总线控制系统4.2.6可编程逻辑控制器

4.2控制设备与装置的研发与生产4.2.1模拟控制仪表4.2.1模拟控制仪表电子管 晶体管 集成电路基地是仪表（50年代）4.2.1模拟控制仪表电子管 晶体管 集成电路基地是仪表（DDZI、DDZII、DDZIII、MZ3

（58年开始研制，60年代完成）电动单元组合仪表（60～70年代）DDZI、DDZII、DDZIII、MZ3（58年开始组装式电子综合控制仪表（70年代末）组装式电子综合控制仪表（70年代末）4.2.2数字化仪表单回路调节器（80年代）缺点：结构复杂使用不便价格昂贵不容易构成复杂控制系统4.2.2数字化仪表单回路调节器（80年代）缺点：结构复杂4.2.3计算机监视系统缺点：功能单一，只能实现监测，没有构成闭环控制4.2.3计算机监视系统缺点：功能单一，只能实现监测，没有4