自动控制方法大综述
智能控制技术在工程机械上应用的进展综述
智能控制技术在工程机械上应用的进展综述
智能控制技术在工程机械上的应用已经取得了显著的进展。
随着人工智能和物联网技术的发展，工程机械的智能化程度不断提高，为工程施工和生产带来了许多便利和效益。
以下是智能控制技术在工程机械上应用的进展综述：
1. 自动化控制：智能控制技术可以实现工程机械的自动化控制，减少了人工干预的需求，提高了工作效率和精度。
通过传感器和执行器等设备，可以实现对工程机械的自动定位、自动导航、自动操作等功能。
2. 智能传感：智能控制技术可以通过传感器获取工程机械的各种参数和状态信息，包括温度、压力、振动等。
这些传感器可以将获取到的数据实时传输到控制系统，控制系统可以根据这些数据做出相应的调整和优化，提高机械的工作效率和安全性。
3. 数据分析：智能控制技术可以通过对大量数据的分析和处理，为工程机械的运行和维护提供有益的信息和建议。
通过数据分析，可以识别和预测机械故障，提前采取维修措施，避免停机时间和成本的浪费。
4. 远程监控：智能控制技术可以实现对工程机械的远程监控和管理。
通过网络连接，可以实时获取机械的运行状态和工作情况，及时发现和解决问题，提高工作效率和安全性。
5. 协作与集成：智能控制技术可以实现多台工程机械之间的协同工作和集成管理。
通过智能控制系统，可以实现机械之间的
信息共享和任务分配，提高工作效率和生产能力。
总之，智能控制技术在工程机械上的应用已经取得了显著的进展，为工程施工和生产带来了诸多便利和效益。
随着技术的不断发展，相信智能控制技术在工程机械领域的应用会越来越广泛。
自动生产线控制技术概述【文献综述】
⾃动⽣产线控制技术概述【⽂献综述】⽂献综述电⽓⼯程及⾃动化⾃动⽣产线控制技术概述摘要：⾃动⽣产线简称为⾃动线。
是⼀种能够实现产品⽣产过程⾃动化的机器体系。
它是按照⼀定的⼯艺顺序排列若⼲台⾃动机床，然后⽤⼯件传送装置和控制系统连接起来进⾏⾃动加⼯的连续⼯作。
从⽽提⾼⼯作效率及劳动⽣产率，并降低⽣产成本，提⾼产品的精度与⼯艺。
关键词：⾃动线；⽣产线；PLC；控制⽹络1 引⾔从⼆⼗世纪⼆⼗年代开始，我国的机械制造业中开始出现⾃动⽣产线。
由于现代化⼯业技术的飞速发展，特别是电⼦元件等⾏业的突飞猛进，企业对⽣产与其对应的产品配件的⽣产效率和产品精度的要求就越来越严格[1]。
因此对落后的技术与陈旧的设备进⾏改⾰，使其在⽣产过程中能符合更⾼的⾃动化要求，从⽽为企业减免不必要的⿇烦与损失，进⽽提⾼经济效益与⽣产效益。
采⽤⾃动⽣产线能够在有限时间内⽣产出⼤量的产品，⼯艺先进，可靠⽽且稳定。
⾃动⽣产线⼜被⼈们称为⾃动线，所谓⾃动线就是能使得⽣产过程⾃动化的体系。
它可以通过传送系统和控制系统来操控⽣产零件，并伴有巡查和信号控制系统来监控零件。
通过这样⼀套完整的系统来进⾏⾃动化的加⼯，检测，装卸及运输。
实现了产品⽣产的⾼度连续化及连续⾃动化的⽣产线[2]。
2 ⾃动⽣产线控制系统2.1⾃动⽣产线的发展及特点⾃动⽣产线是由最早期的流⽔⽣产线发展⽽来的。
最早是在机械制造中出现了组合机床，随后改⾰称为了组合机床⾃动线。
之后在汽车制造业中出现了流⽔⽣产线和半⾃动⽣产线。
并经过⾜够时间的⾰新演变成了今天的⾃动⽣产线。
⾃动⽣产线通过⼀套完整的体系来控制系统进⾏⾃动化的加⼯，在⼤批量的⽣产过程中采⽤⾃动⽣产线还具有提⾼劳动⽣产率，改善⽣产条件，缩短了⽣产周期，降低⽣产成本等众多优势。
是可以为企业创造经济效益和保障产品均衡性的重要制造设备[3]。
2.2⾃动⽣产线的组成及应⽤范围⾃动⽣产线简称为⾃动线。
是⼀种能够实现产品⽣产过程⾃动化的机器体系。
自动控制原理范文
自动控制原理范文自动控制原理是指通过采集和反馈系统的状态信息，根据一定的规则和算法实现对系统的自动调整和控制的一种技术。
它是现代工业自动化和信息技术的基础，广泛应用于电力、化工、石油、冶金、机械、交通运输和航空航天等各个领域。
自动控制原理的核心思想是通过测量系统的输出信号，与期望的参考信号进行比较，然后根据误差信息去调整系统的输入信号，使系统能在预期的性能要求下工作。
本文将从控制系统的基本概念、自动控制系统的组成、控制系统的闭环和开环两种结构、PID控制器等方面进行详细讲解。
一、控制系统的基本概念1.控制系统：由被控对象、控制器、传感器和执行器等组成，用于实现对被控对象状态或行为的调节。
2.被控对象：指需要被调节或控制的对象，也称作控制对象或物理对象。
3.反馈系统：通过传感器采集被控对象的状态信息，并将其送回控制器进行处理，然后生成相应的控制信号输入到执行器中。
4.开环系统：指没有反馈链路的控制系统，控制器的输出仅与被控对象相关，而不与被控对象的状态信息有关。
5.闭环系统：指具有反馈链路的控制系统，通过采集被控对象的状态信息，与期望的参考信号进行比较，产生误差信号，然后经过控制器进行处理生成控制信号，调整系统的输入信号。
二、自动控制系统的组成自动控制系统主要由四部分组成：被控对象、传感器、控制器和执行器。
被控对象接受控制器输出的控制信号，并给传感器提供输入信号，传感器采集被控对象的状态信息，将其转换成电信号送回控制器进行处理，控制器对传感器采集的信息进行比较并生成控制信号，最后控制器的输出信号通过执行器对被控对象进行调节。
三、控制系统的闭环和开环两种结构1.开环控制系统：开环系统的特点是系统的输出不受外界干扰和错误影响，控制器的输出仅与输入信号有关。
开环系统无法动态调整，当系统受到外界扰动时无法及时做出调整。
2.闭环控制系统：闭环系统引入了稳定反馈机制，通过比较控制器输出信号与期望参考信号之间的误差，调整输入信号，实现系统的自动调整和稳定。
自动控制原理—非线性控制系统综述
N(A)=
2 a a 2 1 a K [ sin 1 ( ) ] 2 A A A
0
A>a A<a
2. 典型非线性元件的描述函数
(3)滞环特性的描述函数
N(A)=
0
2
A1 B1 e A
2
2
jtg 1
A1 B1
A>a A<a
a a A1 KA[ ] A A 4 2a 2a a a B1 KA[ sin 1 21 ] 2 A A A A 4
(2)死区特性
数学表达式
y=Βιβλιοθήκη 0K(x - a sign x)
|x|a
|x|>a
sign x = 1 -1
x>0 x<0
5.典型非线性元件及对系统性能的影响
特性曲线
y K a x
对系统性能的影响
•
• • 直接造成稳态误差 会使振荡减弱，因处于死区时，相当于信号断开。 滤去小幅干扰，提高系统抗干扰能力。
2 1
a a a 2 KA[sin 1 ( ) ] A A A C1 A1 B1 B1
2 2
1 0
2. 典型非线性元件的描述函数
(1)饱和特性的描述函数
2
N(A)=
K
K [sin
1
a a a 2 1 ( ) ] A A A
A>a A<a
(2) 死区特性的描述函数
A1 B1
2
2
0 x2 (t ) cos td (t ) 0
0 x2 (t ) sin td (t )
自动控制理论的发展及其应用综述
自动控制理论的发展及其应用综述黄佳彬 312010122420世纪40年代，控制论这门学科开始发展，其标志为维纳于1948年出版了自动控制学科史上的名著《控制论，或动物和机器的控制和通信》（Cybernetics，or control and communication in the animal and machine）。
控制论思想的提出为现代科学研究提供了新的思想和方法，同时书中的一些新颖的思想和观点吸引了无数学者，令其在自己研究的领域引进控制论。
随着研究队伍的庞大，控制论形成了多个分支，其中主要的几个分支有生物控制论，工程控制论，军事控制论，社会、经济控制论，自然控制论。
这里我们主要对工程控制论进行研究。
1.自动控制理论的发展工程控制论的概念最早由钱学森引入，当时有两种控制理论思想，一种基于时间域微分方程，另一种基于系统的频率特性。
这两种思想即为经典控制理论，主要研究的是单输入-单输出的控制系统，同时利用分析法与实验验证法这两种方法对某个控制系统进行数学建模，由此可以获得系统各元部件之间的信号传递关系的形象表示。
由于经典控制理论的建立基于传递函数和频率特性，是对系统的外部描述。
同时经典控制理论主要研究单输入单输出系统，无法解决现实工程应用中多输入多输出系统的问题，而且经典控制理论只对线性时不变系统进行讨论，存在不少的局限性，由此，现代控制理论逐渐发展起来。
现代控制理论是从线性代数的理论研究上得来的，本质是“时域法”，即基于状态空间模型在时域对系统进行分析和设计，并且引入“状态”这一概念，用“状态变量”和“状态方程”描述系统，以此来反应系统的内在本质和特性。
现代控制理论研究的内容主要有三方面：多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论，这些研究从理论上解决了许多复杂的系统控制问题，但是随着发展，实际生产系统的规模越来越大，控制对象、控制器、控制任务和目的也更为复杂，导致现代控制理论的成果并未有在实际中很好的应用。
智能PID控制综述简版
智能PID控制综述智能PID控制综述引言PID（Proportional-Integral-Derivative）控制是工业领域中最常用的控制算法之一。
它通过测量系统的误差（偏差）、积分误差和误差变化率，并通过调整控制信号来稳定系统。
然而，传统的PID控制算法在面对复杂系统、非线性系统或时间变化较大的系统时可能表现不佳。
为了解决这些问题，研究人员开发了智能PID控制算法，以提高控制系统的性能与稳定性。
智能PID控制算法智能PID控制算法是一种利用智能技术来改进传统PID控制算法的方法。
它主要包括模糊PID控制、神经网络PID控制和遗传算法PID控制等。
模糊PID控制模糊PID控制是一种基于模糊逻辑的控制方法。
它通过将PID 控制器的参数转化为模糊变量，并根据系统的误差和误差变化率来确定输出。
相比传统的PID控制，模糊PID控制在系统非线性程度较高时表现更好，具有较强的鲁棒性。
神经网络PID控制神经网络PID控制是一种利用神经网络模型来优化PID控制器参数的方法。
通过训练神经网络模型，可以实现对PID控制器输出进行非线性映射，从而提高控制系统的性能。
神经网络PID控制在处理非线性系统和大规模系统时表现出色。
遗传算法PID控制遗传算法PID控制是一种利用遗传算法来求解PID控制器参数的方法。
通过定义适应度函数，并利用遗传算法的运算过程进行迭代优化，可以找到适合当前系统的最优PID参数。
遗传算法PID控制在处理具有多个变量和复杂约束条件的控制问题时具有较好的适应性。
智能PID控制在实际应用中的优势智能PID控制算法相较于传统PID控制算法，在实际应用中具有以下优势：1. 提高控制系统的鲁棒性：智能PID控制算法对于系统非线性程度较高或者存在参数变化的情况下，具有较好的鲁棒性。
2. 提高控制系统的性能：智能PID控制算法通过优化PID控制器参数，可以进一步提高控制系统的性能指标，如响应速度、稳定性和鲁棒性等。
pid参数自整定方法综述 -回复
pid参数自整定方法综述-回复PID（Proportional-Integral-Derivative）控制算法是一种常用的反馈控制算法，广泛应用于工业自动化中。
而PID参数的选择对控制系统性能至关重要。
PID参数自整定方法是指通过某种算法或策略自动选择PID控制器的参数，以获得良好的控制效果。
本文将从基本概念、经典方法和先进方法三个方面，分步介绍PID参数自整定方法的综述。
一、基本概念1.1 PID控制算法PID控制算法是由比例项（P项）、积分项（I项）和微分项（D项）组成的，用于调整控制环节输入的控制信号。
其中，比例项根据偏差的大小进行控制调整，积分项用于积累偏差从而消除静态偏差，微分项通过对偏差的变化率进行调整来提高系统的动态响应能力。
1.2 PID参数PID参数包括比例增益系数Kp，积分时间Ti和微分时间Td。
Kp决定了输出与输入之间的关系，Ti代表了积分作用的时间，Td表示微分作用的时间。
相应地，这些参数的选择对系统性能有重要影响，如稳定性、响应速度和抗扰动能力等。
二、经典方法2.1 经验调整法经验调整法是根据经验和实际应用情况调整PID参数。
它不依赖于数学推导或系统模型，而是基于试错和调整的过程。
这种方法的优点是简单易行，但缺点是需要经验积累，并且效果不稳定。
2.2 Ziegler-Nichols方法Ziegler-Nichols方法是一种基于系统临界点的经典PID参数整定方法。
它通过增大比例增益系数Kp来观察系统出现振荡的时间，然后根据观察结果确定PID参数。
这种方法简单快捷，但对系统的要求较高，只适用于部分稳定的系统。
2.3 Chien-Hrones-Reswick方法Chien-Hrones-Reswick方法是一种根据系统的一阶惯性和零点来确定PID参数的方法。
它通过推导数学公式和根据实验数据进行参数整定。
这种方法比Ziegler-Nichols方法更加精确，但需要系统模型的准确性。
自动窗帘控制系统综述【文献综述】
毕业论文文献综述电子信息工程自动窗帘控制系统综述摘要：随着国民经济的发展和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展，生活现代化得以实现，居住环境向舒适化、安全化发展。
家居智能化在这种形势下应运而生。
[1]智能窗帘是家居智能化中最常见的一种。
关键词：窗帘；智能；控制1 引言随着人们生活水平的提高，智能家居成为了家居生活的主题，传统的电动控制窗帘一般功能单一，智能化程度低[2]。
新型的智能窗帘的出现以迫在眉睫。
它不仅能用无线遥控系统控制其开闭，还能还能根据光照强度来控制窗帘的打开程度。
当然这些还是远远不够的，还必须具有定时功能。
2 无线遥控技术简介2.1 无线遥控技术的分类()1无线遥控技术，顾名思义就是指实现对被控目标的非接触遥远控制。
无线遥控系统的种类和分类方法有很多，按传输控制指令信号的载体分为：红外线遥控、无线电遥控、无线电遥控；按信号的编码方式分：频率编码、脉冲编码；按传输通道数分为：单通道多通道遥控。
2.2 无线遥控系统的构成及其工作原理该遥控器中主要包含无线指令接收模块、红外指令接收模块、红外指令发射模块以及息存储模块[3]。
发射模块主要由发射电路由三极管和红外发射管组成,红外发射管将电能转化为近红外光辐射到空气中。
无线指令接收模块主要负责接收辐射到空气中的近红外光，通过比对其发出的指令做出相应的动作。
无线接收可分为两种方式:超外差与超再生接收方式。
超外差式的接收器灵敏度高、抗干扰能力强，而且相对稳定些；超再生式的接收器体积小、价格便宜。
而信息模块需要采用信息掉电不丢失的EPROM器件X25045[3]。
2.3 无线遥控系统的优缺点无线遥控系统与有线控制系统相比，具有组网迅速、不受地理条件限制和成本低等诸多优点[4]。
由于无线遥控系统具有上述的优点，在日常生活中正在逐步替代有线控制的地位。
但与此同时，它也存在不少缺点。
例如，易受大气层中的辐射干扰，不适合长距离的发射。
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C(s)
图中的G0（s）与Gc（s）分别表示不可变部分及校 正元件的传递函数。
Date: 10/15/2018 © MNMT, Tianjin University, 2012 - # 4
2、反馈校正
— 2005 —
如果从系统的某个元件的输出取得反馈信号，构成
反馈回路，并在反馈回路内设置传递函数为 Gc(s) 的
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 13
— 2005 —
• • •
比例系数Kp 的大小决定系统的快速性，越大，系 统响应速度越快，调节精度越高。 积分系数Ki 作用是消除系统的静态误差。Ki太大， 系统振荡次数增加，Ki太小系统调节精度降低。 微分系统Kd 改善系统的动态特性。Kd过大，则超 调量较大，调整时间过长。
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 9
— 2005 —
前馈控制的特点 ： 基于扰动来消除扰动对被控量的影响； 动作“及时” ； 只要系统中各环节是稳定的，则控制系统必然稳定； 具有指定性补偿的局限性； 控制规律取决于被控对象的特性
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 8
前馈与反馈控制特点比较
— 2005 —
反馈控制的特点 ： 基于偏差来消除偏差； “不及时”的控制 ； 存在稳定性问题； 对各种扰动均有校正作用； 控制规律通常是P、PI、PD或PID等典型规律
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 12
PID控制器模型
— 2005 —
de(t ) u (t ) K p e(t ) K e( )d K D dt KD s2 KP s KI G( s) s
t I 0
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 15
1 积分分离PID控制算法
在 PID 控制中，引入积分环节的目的主要是为了消除 静差，提高控制精度。但在过程的启动、结束或大幅 度增减设定值时，短时间内系统输出有很大的偏差， 会造成 PID 中积分运算的过度积累，使控制量超过执 行机构可能允许的最大动作范围，引起系统较大的超 调和振荡，这在生产中是绝对不允许的。 积分分离控制基本思路和具体实现的步骤是： 1）根据实际情况，人为设定阈值ε＞0； 2）当∣error(k)∣＞ε时，采用P或PD控制； 3 ）当 ∣ error(k)∣≤ε 时，采用 PI 或 PID 控制，以保 证系统的控制精度。
校正元件，则称这种校正形式为反馈校正，如下图 所示。
R(s) + G1 ( s )
+ H(s)
G2 (s)
C(s)
Gc (s)
反馈校正系统方框图
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 5
3、前馈控制 — 2005 — 如果干扰可测，从干扰向输入方向引入的以消除 或减小干扰对系统影响的补偿通道。
N ( s)
Gc ( s)
E ( s)
G1 ( s)
G2 ( s)
Gn ( s)
C (s)
H (s)
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 6
4、顺馈控制
以消除或减小系统误差为目的，从输入方向引入
的补偿通道。
— 2005 —
Gc ( s)
R( s)
G1 ( s)
G2 ( s )
C (s)
H ( s)
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 7
5、校正类型比较：
— 2005 —
串联校正: 分析简单，应用范围广，易于理解和接受. 反馈校正: 最常见的就是比例反馈和微分反馈，微分反馈又 叫速度反馈。 顺馈校正： 以消除或减小系统误差为目的。 前馈校正： 以消除或减小干扰对系统影响。
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 14
几种改良的PID控制器
— 2005 —
1、积分分离全微分PID控制算法
4、微分先行PID控制算法
5、带死区的PID控制算法
Date: 10/15/2018
经典控制
— 2005 —
• 特点 单输入、单输出的线性定常 （参数不随时间而变化）系统 • 特点简单实用，理论不完善 • 采用试探法设计系统
分析
经验
结果
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 1
自动控制理论的发展过程
— 2005 —
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 10
前馈控制器设计原理
— 2005 —
• 不变性原理是实现前馈控制的理论基础。 “不变性”是指控制系统的被控量与扰动量完全 无关，或在一定准确度下无关 • 前馈模型 过程扰动通道与控制通道特性之比决定的，即：
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 3
系统校正的几种常见方法
— 2005 —
1、串联校正
如果校正元件与系统的不可变部分串联起来，如图 所示，则称这种形式的校正为串联校正。
R(s) + H(s) 串联校正系统方框图
Gc (s) G0 (s)
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 2
系统校正
— 2005 —
•系统分析：在系统的结构、参数已知的情况下 ，计算出它的性能。 •系统校正：在系统分析的基础上，引入某些参 数可以根据需要而改变的辅助装置，来改善系统 的性能，这里所用的辅助装置又叫校正装置 （G1(S)) 。
WM ( s) W f ( s) Wo ( s)
Date: 10/15/2018
© MNMT, Tianjin University, 2012 - # 11
前馈控制的局限性
— 2005 —
• 前馈控制属于开环控制方式 ； • 完全补偿难以满足，因为：
– 要准确掌握过程扰动通道特性Wf（s）及控制通道 特性Wo（s）是不容易的； – 即使前馈模型Wm（s）能准确求出，有时工程上也 难以实现； – 对每一个扰动至少使用一套测量变送仪表和一个前 馈控制器，这将会使控制系统庞大而复杂。