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）。

绪论O7OO

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

自动化

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