广西大学自动化基础导学与初步实践第一章思维导图

广西大学自动化基础导学与初步实践第一章思维导图，自动化指机器设备、系统或过程，在没有人或较少人的参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期目标。本图只适用于西大的学生作业，希望对学弟学妹们有所帮助。

第一章绪论

• 生活与工作中的自动化
  • 自动化的概念
    • 机器设备、系统或过程，在没有人或较少人的参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期目标。
  • 涉及范围
    • 农业、工业、服务业
  • 发展过程
    • 自动控制系统
      • 最基本的形式：反馈控制
      • 包括：控制与系统，信息
  • “老三论”
    • 系统论
      • 研究系统的一般模式、结构和规律，研究各种系统的共同特征，并用数学方法定量地描述系统功能，寻求并确立适用于系统的原理、原则和数学模型
    • 信息论
      • 研究信息的本质及度量方法，研究信息的获得、传输、存储、处理和变换等一般规律
    • 控制论
      • 揭示了事物联系的反馈原理，用以实现对系统的有效控制
• 自动化的发展史
  • 总线：机械自动化→电气自动化→电子自动化→信息空间自动化
  • ①DS哈德
    • 1946提出自动化
  • ②瓦特
    • 1788离心式调速机
  • ③布鲁内尔
    • 1858全自动蒸汽轮船“大东方”
  • ④中国
    • 1862黄鹄蒸汽轮船下水
  • ⑤第一艘木质明轮“恬吉”下水1868
  • ⑥弗莱明
    • 1904造出第一支电子管
  • ⑦美国
    • 1952第一台数控机床
  • ⑧苏联
    • 1957第一颗人造卫星
  • ⑨第一台工业机器人1959
  • ⑩美国
    • 1969阿波罗11号登上月球
• 常用的工程设计软件
  • altium designer
    • 控制电子线路图的软件
  • autocad
    • 绘制电气工程图和机械工程图的软件
  • solidworks
    • 对屏、箱、柜、体等进行三维造型设计的软件
• 常见的三类自动化控制系统
  • 运动控制系统
    • 定义
      • 以电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统
      • 通过控制转速实现
    • 分类
      • 被控量不同
        • 调速系统
        • 位置随动系统
      • 驱动电机类型不同
        • 直流传动控制系统
        • 交流传动控制系统
      • 控制器不同
        • 模拟控制系统
        • 数字控制系统
  • 过程控制系统
    • 定义
      • 以生产过程的参量为被控制的量，使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统
    • 举例
      • 液位控制系统
  • 程序控制系统
    • 定义
      • 给定量按照一定时间函数变化的，系统的输出量变化与给定量的变化规律相同的控制系统
    • 组成
      • 开关信号
      • 输入回路
      • 程序控制器
      • 输出回路
      • 执行机构
    • 应用
      • 间歇式生产过程
• 实现工业系统的基本形式与各部分的物化
  • 开环控制
    • 定义
      • 信号从输入端到输出端单方传递，且被控量不反馈回输入端的控制
    • 特点
      • 结构简单，成本低，易受环境影响
    • 组成
      • 控制器，执行环节，被控对象
    • 适用
      • 系统结构稳定、外部干扰弱及系统工作流程确定的场合
    • 举例
      • 液位控制系统
      • 具有扰动补偿功能的控制系统（也称前馈控制系统）
  • 闭环控制
    • 定义
      • 控制一个系统，通过传感器测量系统的输出，并把测量结果送给控制器，控制器再根据测量结果与期望值的偏差给出一个控制信号，输送给执行器，执行器根据控制信号对被控对象进行的操作。
    • 组成
      • 对象，检测单元，执行单元，控制单元
    • 测量结果-偏差值=偏差信号
      • 故负反馈系统=闭环控制系统
    • 目的
      • 消除或减少偏差
    • 优点
      • 自动修正偏差，抑制外界干扰，控制效果好，精度高
    • 控制系统
      • 根据输出量多少分类
        • 单变量闭环控制系统
        • 多变量闭环控制系统
  • 系统各部分物件
    • 直接驱动的被控对象
      • 执行器
        • 控制作用的最终实现者
      • 驱动器
        • 为执行器提供能量和动力
        • 分类
          • 一次原动机
          • 二次原动机
        • 调节阀
          • 结构
          • 组成
            • 执行机构
            • 控制操纵机构
    • 信息处理器
      • 与外界联系的四种信号
        • DI
        • DO
        • AI
        • AO
      • 作用
      • 内含控制器
        • 传统模拟控制器
        • 现代控制器
    • 控制对象
      • 定义
        • 被控制的设备或过程
      • 建立控制系统的数学模型
        • 解析法
        • 实验法
    • 信号转换与传输网络
      • 变送器
      • A/D和D/A转换器
      • 特点
        • 高实时性，高可靠性、安全性，良好的确定性