自动控制系统基本概念-位图
自动控制系统概述.ppt
第四节 过渡过程和品质指标
二、控制系统的过渡过程
系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。
举例
给定值 控制器 执行器
-
测量、变送
干扰
当干扰作用于对象，系
被控变量 统输出y发生变化，在
对象
系统负反馈作用下，经
过一段时间，系统重新
恢复平衡。
控制系统方块图
第四节 过渡过程和品质指标
系统在过渡过程中，被控变量是随时间变化的。被控 变量随时间的变化规律首先取决于作用于系统的干扰 形式。
液位人工操作图
控制速度和精度不能满足大型 现代化生产的需要
液位自动控制图
第一节 自动控制系统的组成
液位自动控制
常用术语 被控对象：需要实现控制的设备、机械和生产过程 被控变量：对象内要求保持一定数值的物理量，即输出量 控制变量：受执行器控制，用以使被控变量保持一定数值 的物料和能量 干扰：除控制变量以外，作用于对象并引起被控变量变化 的一切因素 给定值：工艺规定被控变量所要保持的数值 偏差：设定值与测量值之差
在生产中，出现的干扰是没有固定形式的，且多半属 于随机性质。在分析和设计控制系统时，为了安全和 方便，常选择一些定型的干扰形式，其中常用的是阶 跃干扰。
第四节 过渡过程和品质指标
常见典型信号 阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号、加速度信号和正弦信号等。
阶跃信号
数学表达式为： r(t) A t≥0 0 t<0
阶跃干扰作用
第四节 过渡过程和品质指标
自动控制系统在阶跃干扰作用下过渡过程的四种形式
非周期衰减过程 √
衰减震荡过程
√
对于控制质量要求不 高的场合，如果被控
等幅震荡过程 ？变的量范允围许内在振工荡艺（许主可要
自动控制系统
自动控制系统自动控制系统（Automatic Control System）是一种通过感知、判断和控制，使得系统能够自主完成复杂动作的技术，广泛应用于工业、交通、医疗、环保等领域，为人类生产和生活的发展带来了不可替代的作用。
一、自动控制系统的基本组成（1）传感器（Sensor）：能够将被检测物理量转换为电信号，并传输到控制系统中。
（2）执行器（Actuator）：将控制系统输出的电信号转换为机械运动，从而改变被控对象的运动状态。
（3）处理器（Processor）：主要是指控制器，负责控制系统的逻辑运算、执行判断，并发出控制信号。
（4）被控对象（Controlled Object）：指被控制的机器、设备或系统等。
二、自动控制系统的基本原理自动控制系统的基本原理是反馈控制，即通过传感器对照被控对象的实际状态进行监测，将得到的信号与设定值进行比较后，通过控制器输出控制信号，使得运动状态接近预设状态的过程。
三、自动控制系统的应用领域（1）工业自动化：自动化生产线的应用，生产厂家可以通过自动控制系统对生产线的效率和质量进行控制。
（2）交通运输：自动化驾驶技术将汽车、飞机、船只等交通工具转化为复杂的控制系统。
（3）医疗系统：自动化手术机器人替代了传统手术方式，可以最大限度地减少病人手术时的风险。
（4）环境保护：气体监测、空气净化器和环境控制系统，通过自动控制技术对环境进行管控，使得环境污染得到一定程度的改善。
四、自动控制系统的未来前景随着科技的不断进步，自动控制系统在人工智能、物联网和大数据等领域中的应用也越来越广泛。
特别是在5G与自动控制系统融合后的应用，其应用场景更是具备无限可能。
总之，自动控制系统在人类的生产和生活中扮演着越来越重要的角色，其发展已成为推动整个社会前进与进化的重要力量，我们有理由相信，在未来社会自动控制技术将发挥更大的作用。
3.2.2位图图像与矢量图像
一、基本概念——位图与矢量图
什么是矢量图？
什么是位图？
• 也叫做向量图，是由电脑 通过运算文件所记录的函 数公式，得到的图像，简 单地说，就是缩放不失真 的图像格式。
• “图形”
• 也叫做点阵图，像素图， 是由确定方位的像素点， 记录的不同色彩信息所组 成的图像，简单地说，就 是最小单位由像素构成的 图，缩放会失真。
为了方便图像的编辑，将图像中的各个部分独立起来，对任 何一部分的编辑操作对其它部分不起作用。
上图实际上是由多个图层合成的一张成品稿。
Photo Shop常用术语介绍
• 滤镜：
利用摄影中滤光镜的原理对图像进行特殊的效果编辑。虽然 其源自滤光镜，但在PS中将它的功能发挥到了滤光镜无法比 拟的程度，使其成为PS中最神奇的部分。
位图与矢量图
我是矢量图
我不怕 被放大
位图与矢量图
我是位图
我放大 会模糊
我的象素点 不够了…
位图与矢量图
思考1：位图和矢量图Байду номын сангаас自有什么优缺点？
• 位图的优点：
• 矢量图的优点：
• 容易观看 • 色彩变化丰富 • 编辑上，可以改变任何形状的
轮廓的形状更容易修改和控制，
图像不因观看放大、缩小而模 糊。
• “图像”
• 像素：
像素是构成图像的最基本 元素，它实际上一个个独 立的小方格，每个象素都 能记录它所在的位置和颜 色信息。
图中每一个小方格就是 一个象素点，它记载着 图像的各种信息。
分辨率：在图像中，每单位长度上的像素数。 即：分辨率=像素数/该像素数所占的长度
分辨率是对位图而言的，对矢量图因为不是由 像素点组成，所以无意义。
• 位图的应用：
自动控制系统的基本概念
自动控制系统的基本概念
自动控制系统是一种由多种元件组成的系统，用于控制某个过程或系统的状态和行为。
其基本构成部分包括传感器、执行器、控制器和反馈回路。
在自动控制系统中，传感器用于感知被控制的过程或系统的状态，执行器用于改变被控制过程或系统的状态，控制器用于计算和决策如何调节执行器以达到所需的状态，反馈回路用于将执行器的状态反馈给控制器以进行更精确的控制。
自动控制系统的目标是通过调节执行器的状态，使被控制的过程或系统达到所需的状态或行为。
这些目标可以通过预设控制器参数和算法来实现，如PID控制器、模糊控制器和神经网络控制器等。
自动控制系统可以应用于各个领域，如工业自动化、机器人、电力系统、交通系统、生产过程和环境控制等。
随着技术的不断发展，自动控制系统正在不断地优化和改进，以更好地满足各种实际应用的需求。
- 1 -。
自动控制系统基本概念
控制系统的 4 个基本环节：
被控对象、检测仪表(测量变送环节)、控制器、执行器
几个常用术语 ： （1）被控对象 需要实现控制的设备、机械或生产过 程称为被控对象，简称对象。贮槽 （2）被控变量 对象内要求保持一定数值（或按某一 规律变化）的物理量称为被控变量。液位 （3）控制变量（操纵变量） 受执行器控制，用以使被 控变量保持一定数值的物料或能量称为控制变量或 操纵变量。 出料流量
控制流程图字母意义
字 母 A C D E F 第一位字母 被测变量 分析 电导率 密度 电压 流量 比 差 修饰词 后继字母 功能 报警 控制 字 母 P Q R S T 第一位字母 被测变量 压力 数量 放射性 速度 温度 安全 积分 累积 记录 开关 传送 修饰词 后继字母 功能
I
K L
电流
时间 物位
闭环——系统的输出被反馈到输入端并与设定值进行比较 的系统称为闭环系统，此时系统根据设定值与测 量值的偏差进行控制，直至消除偏差。
+ SP －
控制器
执行器
被控对象
测量变送装置
开环——系统的输出没有被反馈回输入端，执行器仅只根 据输入信号进行控制的系统称为开环系统，此时 系统的输出与设定值与测量值之间的偏差无关。 要实现自动控制，系统必须闭环。 闭环控制系统稳定运行的必要条件是负反馈。
（1）观测：用眼睛去观测温度计的指示值;
（2）比较与决策：人脑把观测得到的数据与要
求的数据相比较，并进行判断，根据给定的控制
规律给出控制量； （3）执行：根据控制量用手具体调节，如调节阀 门开度。
进 料 口
控 制 器 检 测 变 送 器
执 行 器
自动化装置的组成
检测元件（装置） 检测被控制的物理量 控制器 将设定值与测量信号进行比较，求出它
自动控制与自动控制系统
实际高度是被控制量或称输出量 控制阀是执行元件
浮子及杠杆机构起测量比较作用
将系统输出量与输入量进行比较的控制方式称为反馈控制方式
例1-2 位置控制系统 控制要求： 输出量跟随输入量
工作原理：
∆θ = θi − θ 0
→ uA
→ u D → 电动机 → 齿轮机构 → 负载 → θ0 = θi (∆θ = 0) 负载是被控对象 输入量 θi 输出量 θ0
例1-1 水箱的水位控制系统
控制要求：水箱的水位保持一定的高度 控制原理：若水位比要求的水位高，则操纵控制阀，使其开 度减小；若水位比要求的水位低，则使控制阀开 度增大
控制要求：水箱的水位 保持一定的高度 工作原理： 实际水位下降，浮子下 移，通过杠杆机构使控 制阀开度增大 实际水位上升，浮子 上移，推动杠杆机构 使控制阀开度减小 水箱是被控对象 要求的水位高度是给定量或称系统输入量 出水量、进水压力等为扰动量
优点： (1) 减小前向ห้องสมุดไป่ตู้道元件参 数变化对系统性能的影响。 （2）负反馈可以减小扰动 信号对系统性能的影响。 （3）可以改善系统动态和 稳态性能。
1.4 自动控制系统的分类 1.5 对自动控制系统的基 本要求1.6 自动控制系统 自动控制系统有多种分类方法。 与控制理论 例如，按控制方式可分为开环控制、闭环控制、复合控制 等； 按元件类型可分为机械系统、电气系统、机电系统、液压 系统、气动系统生物系统等； 按系统功用可分为温度控制系统、压力控制系统、位置控 制系统； 按系统性能可分为线性系统和非线性系统、连续系统和离 散系统、定常系统和时变系统、集总参数系统和分布参数 系统、确定系统和不确定系统等； 按输入量变化规律可分为定值控制系统（镇定系统）、随 动系统和程序控制系统等。
1自动控制系统的基本概念
+
被控对象
被控量
图1.8
开环控制框图
特点：简单，控制精度低，无抗干扰能力。 优点：结构简单，成本低。
22
第一章 自动控制概论
例如：直流电机恒速控制系统。
任务是控制电机以恒定的转速带动负载。
+
u ug r
放 功 大 放
+
Ua
负载
-
n
ug ur
图 1－ 4
ua
放大 功放
Mc
n
电动机
第1章 绪论
第1章 绪论
1-1 自动控制系统的基本概念
自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利 用外加的设备或装置（称为控制器或控制装置）， 使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的工 作状态或参数（统称被控量）自动地按照预定的 规律运行。 自动控制系统，是指能够对被控对象的工作状态 或参数进行自动控制的系统。
手 r 轮
同步 ur 电位计
ue
ua 电机、传 放大器
动齿轮
导弹发 射架
o
uo
同步 电位计
系统职能框图
31
第1章 绪论
本章小结
自动控制系统是由控制器和被控对象组成 的，其任务是使被控量自动跟随指令信号变化； 实现方式有闭环控制、开环控制和复合控制。
工业上对自动控制系统的要求有三方面稳、快、
准。
给 定 值
脑
手 眼
水箱
水位
简易控制框图
第一章 自动控制概论
较完善的水位自动控制
进水
+
电位器
减速器
M u a 电机
连 杆
ue
实 际 水 位 浮子
数字图像处理-位图基础知识
第一章位图的基础知识现代计算机和其他电子设备进行和完成的一系列工作为图像采集、获取、编码、存储、和传输，图像的合成和产生、图像的显示、绘制、和输出，图像变换、增强、恢复和重建，特征的提取和测量，目标的检测、表达和描述，序列图像的校正，图像数据库的建立、索引、查询和抽取，图像的分类、表示和识别，3D景物的重建复原，图像模型的建立，图像知识的利用和匹配，图像场景的解释和理解，以及基于它们的推理、判断、决策和行为规划。
图像增强图像增强是用以改善供人观看的图像的主观质量，而不一定追究图像降质的原因。
图像复原找出图像降质的原因，并尽可能消除它，使图像恢复本来面目。
常用的恢复有纠正几何失真、从已知图像信号和噪声信号的统计入手，用Wiener滤波等方法来改善信噪比。
图像变换图像处理的方法可以分为两大类空域法和频域法。
常用的图像变换有傅里叶变换、DCT变换、小波变换等。
图像编码根据香农的率失真真理，在传输和存储时，都可对数字图像进行一定方式编码，删除其中冗余信息，实现不失真压缩，或在容许失真限度内的进行有失真压缩，以换取更大的压缩率。
图像配准可以近似的看成匹配的过程，简单地说就是根据图像的某系区域或者特征，在另一幅图中找到对应的区域或者特征。
图像配准在图像识别、图像拼接、三维图像的重建等方面有着重要的应用。
图像分析和特征提取图像分析的内容分为特征提取、符号描述、目标检测、今晚匹配和识别等几个部分。
图像特征和指图像场中可用作标志的属性，其中有些是视觉直接感受到自然特征，如区域的亮度、彩色、纹理、或轮廓等有些事需要通过变换或测量才可得到的人为特征，如各种变换频谱、直方图、矩等。
图像特征提取就是从图像中提取出某些可能涉及到高层语义信息的图像特征。
目标和运动检测自动目标检测和交互目标检测。
图像分割人能方便地佛纳甘一副图像中找出感性趣的物体和区域，而要让计算机做到这一点需要他客观的测度，使之能按照灰度、颜色或几何特征性质等把一些物体或区域加以分离。