自动控制原理综述报告
功率变换技术课程综述

Hefei University 功率变换技术课程综述授课教师:李秀娟系别:电子信息与电气工程系班级: 自动化(1)班姓名:刘湘玉学号:1405031030日期:2017年5月10日摘要:功率变换技术(Power Electronics Technology)是研究电能变换原理及功率变换装置的综合性学科,是在电子、电力与控制技术基础上发展起来的一门新兴交叉学科.包括电压、电流、频率和波形变换等知识,涉及电子学、自动控制原理和计算机技术等学科.本课程综述主要介绍了功率变换技术的概况和该课程所学的几个重要知识点,并简要介绍了功率变换技术的发展趋势以及功率变换技术在实际生活中的应用等。
功率变换技术的发展是很迅速的,功率变换技术已迅速发展成为一门独立的技术、学科领域。
它的应用领域几乎涉及到国民经济的各个工业部门。
最后,对课程做了总结并写了学习该门课程的一些心得想法.关键字: 整流、逆变、变频、PWM、应用Abstract:Power conversion technology (Power Electronics Technology) is a comprehensive discipline of power conversion principle and power converter,in electronics, a new interdisciplinary foundation for the development of electric power and control technology。
It includes voltage,current,frequency and waveform transform knowledge, including electronics, automatic control principle and computer technology etc。
关于校园广播系统的工作原理综述、改进及自动广播的组建试验

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关于校园广播系统的工作原理综述、改进及自动广播的组建试验
作者:查大宝
来源:《学习与科普》2019年第25期
摘要:甲骨文校园广播系统是集音乐音频、MP3播放、可编程时间响铃、卡带播放机、
可输出不同阻抗的大功率功放机于一身,可实现常用的上下课铃音控制、播放英语听力磁带和音乐等功能,是校园广播的理想选择。
关键词:甲骨文校园广播;系统工作过程;无线控制;电路改进;自动化;系统组建
一、甲骨文校园广播系统的工作原理及过程
1、工作原理
此系统是通过单片机自动控制原理,通过对时间的编程以及所存储的MP3格式文件进行编码来实现铃音的自动播放,并将该音频信号送入大功率功放机进行功率放大,实现拖动室内外扬声器工作而放出对应的上下课、广播操等乐曲。
2、室内、室外扬声器、分区1、2的作用和实现原理
我们常用的系统分为室内扬声器(教室里的喇叭)和室外扬声器(室外的喇叭),两个不同分区,分区1控制室外扬声器发声,分区2控制室内扬声器发声。
那么,机器是如何实现两个分区的可编程控制呢?很简单!不同分区就是对应不同的功放输出电路,有几个分区就必然有几个功放输出电路,且之间相互独立、互不干扰。
当我们在主机设置分区1时,主机就将分区1的音频输出接通(此时分区2空闲);反之,当设置分区2时,微机主控就将分区2的音频输出接通(此时分区1空闲),两个分区也可以设置成同时工作,这样就实现了分区控制。
3、主机的工作原理
本机是通过微电脑控制器及单片机实现的自动控制系统,过程较为复杂,不详细阐述。
4、改进启发
我校所用的系统中还配有一套无线话筒,可以无线播音,这是笔者对电路改装实现无线控制播放的关键性启发。
《电力拖动自动控制系统》课程综述

电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统简介电力拖动自动控制系统包括:直流调速系统和交流调速系统。
直流调速系统包括:直流调速方法、直流调速电源和直流调速控制。
交流调速系统包括:交流调速系统的主要类型、交流变压调速系统、交流变频调速系统、绕线转子异步电机双馈调速系统——转差功率馈送型调速系统和同步电动机变压变频调速系统。
电力拖动自动控制系统课程内容介绍第一篇直流调速系统闭环反馈直流调速系统1.1 直流调速系统用的可控直流电源根据前面分析,调压调速是直流调速系统的主要方法,而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。
常用的可控直流电源有以下三种:旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。
静止式可控整流器——用静止式的可控整流器,以获得可调的直流电压。
直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电,利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制,以产生可变的平均电压。
1.2 晶闸管-电动机系统(V-M系统)的主要问题本节讨论V-M系统的几个主要问题:(1)触发脉冲相位控制;(2)电流脉动及其波形的连续与断续;(3)抑制电流脉动的措施;(4)晶闸管-电动机系统的机械特性;(5)晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数。
1.3 直流脉宽调速系统的主要问题自从全控型电力电子器件问世以后,就出现了采用脉冲宽度调制(PWM)的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器-直流电动机调速系统,简称直流脉宽调速系统,即直流PWM 调速系统。
(1)PWM变换器的工作状态和波形;(2)直流PWM调速系统的机械特性;(3)PWM 控制与变换器的数学模型;(4)电能回馈与泵升电压的限制。
1.4反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计本节提要:转速控制的要求和调速指标;开环调速系统及其存在的问题;闭环调速系统的组成及其静特性;开环系统特性和闭环系统特性的关系;反馈控制规律;限流保护——电流截止负反馈1.5 反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计反馈控制闭环直流调速系统的动态数学模型;反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件; 动态校正——PI调节器的设计;系统设计举例与参数计算转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法内容提要:转速、电流双闭环控制的直流调速系统是应用最广性能很好的直流调速系统。
855《自动控制原理》考试大纲

855《自动控制原理》考试大纲
一、大纲综述
《自动控制原理》是北京林业大学电子信息(控制方向)专业学位硕士研究生入学考试的专业课程考试科目。
二、考试内容
1.掌握控制系统的时域、频域数学模型及梅逊公式及其应用;
2.掌握一阶系统的时域分析,二阶系统的时域分析、控制系统稳定性的概念,系统的稳
定性的劳斯判据及稳态误差的计算方法。
3.绘制系统根轨迹的规则及方法;掌握闭环系统零,极点分布及其与时域响应性能指标
之间的关系。
4.掌握系统开环频率特性和闭环频率特性的绘制,奈奎斯特稳定判据,相对稳定性及指
标,由频率特性曲线求取系统的数学模型;了解系统频域性能指标与时域性能指标之间的关系。
掌握奎斯特稳定判据、对数稳定判据的应用,以及稳定裕度计算。
5.掌握常用的校正装置及其特性,掌握串联超前校正,串联滞后校正,串联滞后-超前校
正,掌握综合校正法。
6.掌握离散控制系统概念,基本原理,了解信号的采样与保持,了解Z变换,掌握离散
系统的数学模型,掌握离散系统稳定性的判定与稳态误差的计算,了解最少拍离散控制系统,掌握离散控制系统的基本校正方法。
三、考试要求
可携带不具备存储功能的计算器
四、试题结构
1、简答题(占20分)
2、填空题(占20分)
3、计算题(占110分)
五、考试方式及时间
考试方式为闭卷、笔试,时间为3小时,满分为150分。
六、主要参考资料
胡寿松主编.《自动控制原理》第七版,北京:科学出版社,2019.1.。
开题报告《无人驾驶汽车的自动控制与智能驾驶算法研究》

开题报告《无人驾驶汽车的自动控制与智能驾驶算法研究》一、研究背景随着人工智能和自动驾驶技术的快速发展,无人驾驶汽车已经成为未来交通领域的热门话题。
无人驾驶汽车的出现将彻底改变人们出行的方式,提高交通效率,减少交通事故,同时也带来了许多挑战和机遇。
在这样的背景下,本研究旨在探讨无人驾驶汽车的自动控制技术和智能驾驶算法,以期为未来智能交通系统的建设提供有力支持。
二、研究目的本研究旨在深入探讨无人驾驶汽车的自动控制与智能驾驶算法,具体目的包括: 1. 分析当前无人驾驶汽车技术发展现状; 2. 研究无人驾驶汽车的自动控制原理和方法; 3. 探讨智能驾驶算法在无人驾驶汽车中的应用; 4. 提出改进和优化现有智能驾驶算法的方向。
三、研究内容3.1 无人驾驶汽车技术发展现状分析在这一部分,我们将对当前无人驾驶汽车技术的发展现状进行梳理和总结,包括各大厂商在无人驾驶领域的最新进展、自动辅助驾驶系统的应用情况以及相关政策法规对无人驾驶技术发展的影响等方面进行分析。
3.2 无人驾驶汽车的自动控制原理和方法研究本部分将重点研究无人驾驶汽车的自动控制原理和方法,包括传感器数据处理、环境感知、路径规划、运动控制等关键技术。
通过对不同自动控制方法的比较和分析,寻找最适合无人驾驶汽车应用场景的控制策略。
3.3 智能驾驶算法在无人驾驶汽车中的应用本部分将探讨各种智能算法在无人驾驶汽车中的具体应用,包括机器学习、深度学习、强化学习等算法在自动控制、感知识别、决策规划等方面的应用。
通过案例分析和实验验证,评估不同算法在无人驾驶汽车中的性能表现。
3.4 智能算法优化与改进方向最后一部分将提出对当前智能算法在无人驾驶汽车中存在问题和不足之处,并针对这些问题提出改进和优化方向。
通过对未来智能算法发展趋势的预测和分析,为提升无人驾驶汽车性能和安全性提供参考建议。
四、研究意义本研究将有助于推动无人驾驶汽车技术的发展与应用,为智能交通系统建设提供技术支持和理论指导。
控制理论与控制工程

控制理论与控制工程(Control Theory and Control Engineering)(专业代码:081101)检测技术与及自动化装置(Detection Technology and Automatic Equipment)(专业代码:081102)一、学科简介“控制理论与控制工程”、“检测技术及自动化装置”同属“控制科学与工程”一级学科,是江西省重点学科。
控制科学与工程是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。
它以控制论、信息论、系统论为基础,研究各领域内独立于具体对象的共性问题,它对各具体应用领域具有一般方法论的意义,而与各领域具体问题的结合,又形成了控制工程丰富多样的内容。
本学科对相关学科的发展起到了有力的推动作用,并在学科交叉与渗透中展现出突出的活力。
同时,相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展促进了控制科学与工程的更新发展,使本学科研究领域不断扩大。
本学科点以有色、稀有金属生产过程为研究对象,以智能检测与复杂生产过程优化控制为重点,开展应用基础研究和关键技术攻关。
经过近20年的建设和发展,已形成相对稳定、在全国有优势和特色的研究方向,包括:稀有金属生产过程建模与优化控制,先进控制理论及应用,智能检测与智能控制,工业系统的故障检测、诊断与控制技术及应用。
本学科点现有教授6名,副教授12名,博士6名。
近年来,承担包括国家自然科学基金、国家863计划、江西省重大科技攻关、自然科学基金等项目20多项,部分成果达到国际先进水平,取得了显著的经济和社会效益,获省部级科技进步奖5项。
近年来在国内外核心刊物与学术会议上发表论文140余篇,其中SCI、EI收录20余篇。
着重研究以现代控制理论为基础,以计算机网络通讯为手段,控制与管理一体化的计算机集成自动化理论与方法。
拥有“综合自动化研究生实验室”等多个研究生培养基地,成为江西省自动化技术创新基地和自动化专业高层次人才培养的重要基地。
智能控制综述
智能控制理论发展概述安立鹏12704572012/11/9 Friday智能控制理论发展概述自动控制原理是自动控制科学的核心。
经典控制理论和现代控制理论都是建立在控制对象的精确的数学模型上的控制理论。
但是,实际中的许多复杂系统都具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点,难以建立起精确的数学模型。
因此,世界各国控制理论界都在探索新一代的控制理论去解决复杂系统的控制问题以适应社会对自动化的要求。
智能控制是自动控制发展的高级阶段,是人工智能、控制论、系统论、信息论、仿生学、神经生理学、进化计算和计算机等多种学科的高度综合与集成,是一门新兴的边缘交叉学科。
智能控制只当今国内、外自动化学科中一个十分活跃和具有挑战性的领域,代表着当今科学和技术发展的最新方向之一。
而且智能控制目前尚未建立起一套完整的理论体系,是一门仍在不断发展和丰富中的具有众多学科集成特点的科学和技术。
它不仅包含了自动控制、人工智能、系统理论和计算机科学的内容,而且还从生物学、心理学等学科中汲取丰富的营养,正在成为自动化领域中最兴旺和发展最迅速的一个分支学科,并被许多发达国家确认为提高国家竞争力的核心技术。
智能控制的发展历史可以概括为以下4个阶段。
1.智能控制的萌芽阶段(1965年以前)美国著名的控制理论创始人维纳于1948年出版了《控制论-或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》著作,系统地论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,奠定了控制科学的理论基础。
20世界40~60年代,以频率法为代表的单变量系统控制理论逐步发展起来,并且成功地运用在雷达及火力控制系统上,形成了今天所说的“古典控制理论”。
20世纪60~70年代,由于计算机的飞速发展,推动了空间技术的发展。
古典控制论中的高阶常微分方程可转化为一阶微分方程组,用于描述系统的动态过程,即所谓的状态空间法。
数学家们在控制理论这一阶段的发展中占据了主导地位,形成了从状态空间法为代表的“现代控制理论”,控制理论建立在严密、精确的数学模型之上,从而造成了理论与实践之间的巨大分歧。
电气自动化专业综述
电气自动化专业综述一、引言电气自动化是一门涉及电力、电子、计算机、控制理论等多个学科的综合性学科。
随着科技的进步和工业的发展,电气自动化在现代社会中扮演着重要的角色。
本文将对电气自动化专业进行综述,包括专业概述、专业发展、专业课程和就业前景等方面的内容。
二、专业概述电气自动化是一门以电气工程为基础,结合自动控制理论和计算机技术,研究电力系统、电力电子、机电与拖动、自动控制等领域的学科。
电气自动化专业培养具备电气工程技术和自动化控制理论知识的高级工程技术人材,他们能够在电力、工业、交通、信息等领域从事电气设备的设计、运行、维护与管理工作。
三、专业发展电气自动化专业的发展与科技的进步和工业的需求密切相关。
随着电力系统的规模不断扩大,电力电子技术的快速发展以及自动化控制技术的广泛应用,电气自动化专业的需求也逐渐增加。
近年来,随着智能电网、新能源技术和工业4.0的兴起,电气自动化专业的发展前景更加广阔。
四、专业课程电气自动化专业的课程设置主要包括电路原理、电力电子技术、机电与拖动、自动控制原理、计算机控制技术等方面的内容。
学生在学习过程中将掌握电气工程的基本理论和技术,了解自动控制的原理和方法,熟悉电气设备的设计和运行原理,同时还需要具备计算机编程和控制系统设计的能力。
五、就业前景电气自动化专业毕业生在就业市场上有着广阔的发展前景。
他们可以在电力系统、电力公司、工业企业、交通运输、信息技术等领域从事电气设备的设计、运行、维护与管理工作。
随着智能电网和工业4.0的发展,电气自动化专业人材的需求将会越来越大。
同时,电气自动化专业的毕业生还可以选择继续深造,攻读硕士、博士学位,从事科研和教学工作。
六、结论电气自动化专业是一门综合性学科,涵盖了电力、电子、计算机、控制理论等多个学科的知识。
随着科技的进步和工业的发展,电气自动化专业的需求将会越来越大。
通过系统的学习和实践,电气自动化专业的毕业生将具备丰富的理论知识和实践技能,能够适应社会的发展需求,为国家的经济发展做出贡献。
列车运行建模与速度控制方法综述
列车运行建模与速度控制方法综述杨辉;付雅婷【摘要】随着社会的快速发展,如何保障列车行车安全,准点到达,舒适运行及节约能源成为列车运行发展趋势.因此,完备的列车自动控制系统成为现代铁路的研究目标.有效的列车运行过程模型描述和合适的运行速度控制方法是列车自动控制系统的核心.通过介绍列车自动控制系统的主要组成部分概述了列车自动控制系统的基本原理.归纳分析了近些年来列车运行过程模型描述手段和方法,并阐述了列车运行速度控制方法的发展历程,最后对我国列车的自动控制前景作了展望.【期刊名称】《华东交通大学学报》【年(卷),期】2018(035)005【总页数】8页(P1-8)【关键词】列车自动控制系统;动态建模;运行速度控制;控制算法【作者】杨辉;付雅婷【作者单位】华东交通大学电气与电子工程学院,江西南昌 330013;江西省先进控制与优化重点实验室,江西南昌 330013;华东交通大学电气与电子工程学院,江西南昌 330013;江西省先进控制与优化重点实验室,江西南昌 330013【正文语种】中文【中图分类】U292随着如今运输量的不断增加,铁路运输在我国综合交通运输体系的发展历程中,具有重要优势,长期处于不可替代的骨干地位,在社会进步和国民经济发展过程中发挥着重大贡献。
在轨道交通系统中,列车自动控制系统(automatic train control)ATC,是确保列车能够安全运行并提高运行效率的核心系统。
ATC系统是轨道交通系统的大脑和中枢系统,其控制策略的优势直接影响铁路系统的运输能力。
在高速铁路建设中,ATC系统起着至关重要的作用,它是以技术手段控制着列车运行的方向、速度和间隔,确保高速动车组的运行安全和提高动车组的运行效率。
随着高速铁路的发展,ATC系统已从简单的调度、闭塞、联锁、信号机等设备的组合,逐渐发展为集自动驾驶和调度指挥为一体的自动化系统[1-2]。
现有的ATC的主要包括:列车自动驾驶系统(automatic train operation)ATO,列车超速防护系统(automatic train protection)ATP,和列车自动监督系统(automatic train supervision)ATS。
自动控制原理习题
第一套一、单项选择填空(每小题4分,共20分) 1. 系统不稳定时,其稳定误差为( )1)+∞ 2)-∞ 3)0 4)以上都不对 2. 2-1-2型渐近对数幅频特性描述的闭环系统一定( )1)稳定 2)不稳定 3)条件稳定 4)说不清 3. 由纯积分环节经单位反馈而形成的闭环系统超调量为( ) 1)0 2)16.3% 3)无超量 4)以上都对 4. 描述函数描述了( )系统的性能。
1)非线性系统 2)本质非线性系统 3)线性、非线性系统 4)以上都错 5. 采样周期为( )的系统是连续系统。
1)0 2)∞ 3)需经严格证明 4)以上都错 二、简化结构图求传递函数C(s)/R(s) (每小题8分,共16分)1.2.三、单位负反馈系统的零初始条件下的单位阶跃响应为 (每小题5分,共20分)1. 析开环、闭环稳定性;2. 超调量;3. 求Δ=±0.02L(∞)时,调节时间;4. 求阶跃响应时的稳态误差。
四、单位负反馈系统的开环传递函数为 (每小题8分,共16分)1. 绘制闭环根轨迹图;2. 决定闭环稳定的k 1的范围。
五、单位负反馈系统开环传递函数为 (每小题8分,共16分)1. 绘制开环伯德图;2. 分析闭环稳定性。
0≥ +-=--t tg t e t C t )220sin(1)(15)1)(3()(1++=s s s k s G )1()(21++=s s s k s G第四套一、对自动控制系统基本的性能要求是什么?其中最基本的要求是什么?(5分)二、已知系统结构图如图1所示。
(20分) 1)求传递函数E(s)/R(s) 和 E(s)/N(s)。
2)若要消除干扰对误差的影响(即E(s)/N(s)=0),问G 0(s)=?图1三、已知系统结构图如图2所示,要求系统阻尼比0.6ζ=。
(20分) 1)确定K f 值并计算动态性能指标t p ,σ%,t s ; (提示:p dt πω=,%p e σ=4s nt ζω=)2)求在r (t )=t ,作用下系统的稳态误差。
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编号:
控制理论与仿真模块 综述报告
班级: 13自动化卓越班 学号: 1305032032 姓名: 毕 凯 教师: 李秀娟 日期: 2016年1月14日
合肥学院电子信息与电气工程系 工业机器人的国内外发展现状与趋势 摘要 机器人是人类20世纪的重大发明之一。据国外专家预测,21世纪将是机器人技术革命的世纪,机器人作为全面延伸和扩展人的体 力和智力的手段将实现“当代最高意义上的自动化飞机器人的应用和普及正在改变人类的生产方式、生活方式和作战方式。在非常规和极端制造过程中,工业机器人是不可缺少的自动化装备。
机器人涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成。因此它的发展与上述学科发展密切相关。机器人在制造业的应用范围越来越广阔,其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高,功能越来越强,并向着成套技术和装备的方向发展.机器人应用从传统制造业向非制造业转变,向以人为中心的个人化和微小型方向发展,并将服务于人类活动的各个领域。
关键字:发展现状;趋势;工业机器人 一、概述 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世 界上第一台工业机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动 强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,都有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
二、国内外工业机器人的现状 2.1国外工业机器人的现状 机器人是最典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起越来越重要的 作用。国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的新的大型高技术产业。据国际机器人联合会( IFR )统计,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起,世界机 器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入90年代,机器人产品发展速度加快,年增长率平均在10%左右,2000年增长率上升到15%,预计21 世纪初,工作在各领域的工业机器人将突破100万台。正如《21世纪日本创建机器人社会技术发展战略报告》指出,“机器人技术(RT)与信息技术(IT)一样,在强化产业竞争力方面是极为重要的战略高技术领 域.培育未来机器人产业是支撑21世纪日本产业竞争力的产业战略之一,具有非常重要的意义。”最近,韩国也将智能机器人作为十大战略产业之一列入国家发展规划(2003 - 2007年),现正在实施中。机器人广泛应用于各行各业。主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作业。目前,全球现役工业机器人83万台。过去10年,机器人的价格降低约80% ,现在继续下降,而欧美劳动力成本上涨了40% 。现役机器人的平均寿命在10年以上,可能高达15年,它们还易于重新使用。由于机器人及自动化成套装备对提高制造业自动化水平,提高产品质量和生产效率、增强企业市场竞争力、改善劳动条件等起到了重大的作用,加之成 本大幅度降低和性能的迅速提高,其增长速度较快。据国际机器人联合会及 联合国欧洲经济委员会(UCENE)统计,2001 年机器人安装量为7.8万台套,年增长率 9%。机器人的应用主要有两种方式,一种是机器人工作单元,另一种是带机器人的生产线,并且后者在国外已经成为机器人应用的主要方式。以机器人为核心的自动化生产线适应了现 代制造业多品种、少批量的柔性生产发展方向,具有广阔的市场发展前景和强劲生命力,已开发出多种面向汽车、电气机械等行业的自动化成套装备和生产线产品。在发达国家,机器人自动化生产线已形成一个巨大的产业,年市场容量约为1000亿美元。像国际上著名公司 ABB、Comau 、阴阳、BOSCH 、NDC 、SWISSLOG 、村田等都是机器人自动化生产线及物流与仓储自动化设备的集成供应商。据日本工业机器人协会统计,早期的日本工业机器人产业年产值约为50亿日元,经过70年代的应用期和80年代的普及期,1981 年产值达到1000亿日元,到1991年提高到6000亿日元,到2000年,其产值达到 10800亿日元,2005 年将达到18500亿日元。
据国际机器人协会统计,2003年工业机器人发货量呈现强劲增长势头。与2002年比,2003年全球范围内机器人的订货量增长约10%以上。预计,工业机器人的世界市场将从2002年的68600台套增长到2006年的 91100 多台套,年平均增长7.4%。
2.2国内工业机器人的现状 我国的机器人研究开发工作始于20世纪70年代初,到现在已经历了 30 年的历程。前10年处于研究单位自行开展研究工作状态,发展比较缓慢。1985年后开始列入国家有关计划,发展比较快。特别是在“七五”、“八五”、“九五”机器人技术国家攻关、“863”高技术发展计划的重点支持下,我国的机器人技术取得了重大发展。
在机器人基础技术方面 :诸如机器人机构的运动学、动力学分析与综合研究,机器人运动的控制算法及机器人编程语言的研究,机器人内外部传感器的研究与开发,具有多传感器控制系统的研究,离线编程技术、遥控机器人的控制技术等均取得长足进展,并在实际工作中得到应用。
在机器人的单元技术和基础元部件的研究开发方面:诸如交直流伺服电机及其驱动系统、测速发电机、光电编码器、液压(气动)元部件、滚珠丝杠、直线滚动导轨、谐波减速器、RV减速器、十字交叉滚子轴承、薄壁轴承等均开发出一些样机或产品。但这些元部件距批量化生产还有一段距离。在机器人控制装置的研制方面:已开发出具有双CPU、多CPU和分 级分层控制的机器人控制装置多台,主控计算机的档次也逐渐升级。 在机器人操作机研制方面:已开发出一些先进的操作机和特种机器人,如 AGV(自动导引车),壁面爬行机器人,重复定位精度为土0.024mm 的装配机器人,可潜入海底 6000m的水下机器人,移动机器人,移动遥控机器人,主从操作机器人等,有些已达实用化水平并用于实际工程。
机器人的应用工程方面:目前国内已建立了多条弧焊机器人生产线,装配机器人生产线,喷涂生产线和焊装生产线.国内的机器人技术研发力量已经具备了大型机器人工程设计和实施的能力,整体性能已达到国际同类产品的先进水平,而整体价格仅为国外同类产品的三分之二甚至一半,具有很好的性能价格比和市场竞争力。
据统计,“九五”期间,我国工业机器人的需求量以每年 30% 以上的速度增长。 2000年,我国工业机器人的拥有量约为3500 台,其中以点焊、弧焊、喷漆、注塑、装配、搬运、冲压等各类机器人为主。据有关专家预测,我国机器人2005年拥有量将增至7600台,年销售额为28.7亿元;2010年拥有量为17300台,年销售额为93.1亿元。根据发达国家产业发展与升级的历程和工业机器人产业化发展趋势,到2015年中国机器人市场的容量约达十几万台套。
我国近几年机器人自动化生产线已经不断出现,并给用户带来显著效益 .随着我国工业企业自动化水平的不断提高,机器人自动化线的市场也会越来越大,并且逐渐成为自动化生产线的主要方式。我国机器人自动化生产线装备的市场刚刚起步,而国内装备制造业正处于由传统装备向先进制造装备转型的时期,这就给机器人自动化生产线研究开发者带来巨大商机。据预测,目前我国仅汽车行业、电子和家电行业、烟草行业、新能源电池行业等,年需求此类自动化线就达 300 多条,产值约为 60 多亿元人民币。预计在 2005 年左右需求此类自动化生产线达到 600 条。据初步测算,“十一五”期间汽车制造业的需求市场容量将达到 800 多亿元人民币。
我国现有主要生产工业机器人厂家其生产规模较小,这与当前市场需求有较大差距。生产规模达到大批量生产能力,才能提高机器人的稳定性、可靠性及降低成本,才能占领 国内市场。目前主要生产第一代示教再现型机器人。随着建筑施工、石化、食品、核工业、水下、高空及微加工行业的需求,将推出一批新机型,如大负载、高精度、蛇形的、无人飞行器以及家用、病人护理、盲人引导犬等。目前正在逐步建立上海、沈阳、北京机器人量化生产还有一段距离。 在机器人控制装置的研制方面:已开发出具有双CPU 、多CPU 和分级分层控制的机器人控制装置多台,主控计算机的档次也逐渐升级。在机器人操作机研制方面 :已开发出一些先进的操作机和特种机器人,如AGV(自动导引车),壁面爬行机器人,重复定位精度为土0.024mm的装配机器人,可潜入海底 6000m的水下机器人,移动机器人,移动遥控机器人,主从操作机器人等,有些已达实用化水平并用于实际工程。
在机器人的应用工程方面:目前国内已建立了多条弧焊机器人生产线,装配机器人生产线,喷涂生产线和焊装生产线。国内的机器人技术研发力量已经具备了大型机器人工程设计和实施的能力,整体性能已达到国际同类产品的先进水平,而整体价格仅为国外同类产品的三分之二甚至一半,具有很好的性能价格比和市场竞争力。
据统计,“九五”期间,我国工业机器人的需求量以每年 30% 以上的速度增长。2000年,我国工业机器人的拥有量约为3500 台,其中以点焊、弧焊、喷漆、注塑、装配、搬运、冲压等各类机器人为主。据有关专家预测,我国机器人 2005 年拥有量将增至 7600 台,年销售额为 28. 7 亿元;2010年拥有量为17300台,年销售额为93.1亿元。根据发达国家产业发展与升级的历程和工业机器人产业化发展趋势,到2015年中国机器人市场的容量约达十几万台套。
三、国内外工业机器人的发展趋势 3.1国外工业机器人的发展趋势 机器人涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成。因此它的发展与上述学科发展密切相关。机器人在制造业的应用范围越来越广阔,其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高,功能越来越强,并向着成套技术和装备的方向发展.机器人应用从传统制造业向非制造业转变,向以人为中心的个人化和微小型方向发展,并将服务于人类活动的各个领域。总趋势是从狭义的机器人概念向广义的机器人技术(RT)概念转移;从工业机器人产业向解决工程应用方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术(RT)的内涵已变为“灵活应用机器人技术的、具有实在动作功能的智能化系统”。目前,工业机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展,其发展趋势主要为:结构的模块化和可重构化;控制