导图社区 自动化导学与实践(基础导学)绪论思维导图
自动化导学与实践(基础导学)绪论思维导图,广西大学基础导学绪论的思维导图(电气及其自动化,自动化专业)。
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生活工作中的自动化
自动化
农业(第一产业)
工业(第二产业)
服务业(第三产业)
自动化理论
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,并用数学方法定量描述系统的功能,寻求并确立于系统的原理,原则和数学模型
信息论
研究信息的本质和度量方法,研究信息的获取,传输,存储,处理和变化等一般规律
控制论
揭示事物联系的反馈原理,用于实现对系统的有效控制
工业化
机械化
电气化
什么是自动化
机器设备,系统或过程(生产,管理过程),在没有人或者少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测,信息处理,分析判断,操纵控制,实现预期的目标
自动控制的核心
任何系统都是物质,能量和信息相互作用和有序化运动的产物(控制和系统,其实施离不开信息)
自动化的发展
自动化发展的三个阶段
机械化时代
大规模使用机械系统
电气化时代
各种机械系统加入电机,供电网络
自动化时代
加入自动控制器(自动化是工业化最重要的标志)
自动化的历史
176年第一次工业革命,开启了工业化的进程
动力机械(蒸汽机)的应用作为标志,开启了机械化的进程
19世纪下半叶,电气的发明和普及应用标志着第二次技术革命,电机和供电网络逐渐取代机械系统中的动力机和传动机
1927年电子反馈放大器的出现,应用自动控制逐渐取代各种机械和电气设备,形成大规模的自动化生产线
历史产物
水钟
候风地动仪
指南车
离心式调速器(开创了自动调节装置应用的新纪元,是自动化发展史中的第一个里程碑)
全自动蒸汽轮船
1904年,第一只电子管的诞生
现代化控制核心理论
计算机的飞速发展
智能自动化发展
常见的三类控制系统
过程控制系统
以生产过程的参量作为被控制参量,使其接近给定值或者保持在给定范围内的自动控制器系统
生产过程是指从投料开始,经过一系列的加工,直至成品生产出来的全部过程
主要参数有温度,压力,流量,液位,成分,浓度
一般采用反馈控制的形式
最常见的是液位控制系统
运动控制系统
以电动机为控制对象,以控制器为核心。按被控量的不同,可分为调速系统和位置随动系统,按驱动电机类型的不同,可分为直流传动控制系统和交流传动控制系统,按照控制器的不同,可分为模拟控制系统和数字控制系统
程序控制系统
给定量是按照一定的时间函数变化的,系统的输出量的变化应与给定量的变化规律相同,此控制系统主要由开关信号,输入回路,程序控制器,输出回路和执行机构等组成
这类系统多用用于间歇式生产系统,如多种液体自动混合加热系统
实现工业系统的基本形式与各部分的物化
开环控制
开环控制系统,指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
其结构简单,成本低,但容易受到环境因素影响而难以保证控制性能,它完全按照给定信号来控制,不顾实际情况,由控制器,执行环节及被控对象组成
开环控制系统适用于系统结构稳定,外部干扰弱及系统工作流程确定的场合,改进的系统有扰动补偿控制系统,采用主动控制方式前反馈控制系统的
闭环系统(负反馈)
组成对象有对象,检测单元,执行单元和控制单元,其目的是消除或者减少偏差,快准稳是三个基本性能指标,由于存在干扰和参数摄动,鲁棒性和少省也是可以作为衡量系统性能指标
系统各部分
执行器和驱动器
一次原动机,就是将化学能,风能,水能化成机械能(蒸汽轮机,燃气轮机,内燃机,风车)
二次原动机,就是将二次能源电能转化成机械能(电动机)
传感器
信号调理电路,将各种物理量转化成信号(通常是电信号)
信息处理器(含控制器)
分为传统的模拟控制器和可存储计算的数字控制器(单片机,数字处理芯片可(DSP),工业控制计算机,可编程控制器(PLC),普通计算机)
控制对象
广义:除控制器(调节器)以外的执行器(调节阀)及测量变送装置及实际对象,狭义:控制对象的端部参数(输入,输出)有被控量,控制量和扰动量
软件
Altium Designer
电子产品设计平台
AutoCAD
二维绘图和基本三维设计
SolidWorks
三维机械,机械设计系统