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2023年 4月 19日  第8周

教 案 纸

2023年 4月23 日

第5章         课次23     第8周

课前签到

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引入新知识点

5.1  自动控制和智能控制技术

5.1.1 自动控制

 自动控制的基本概念和原理

自动控制：就是在没有人直接操作的情况下，通过控制装置操纵受控对象（一台仪器、一套装置或一个生产过程），使之自动地按照给定的规律运行，使被控变量能按照给定的规律变化。

自动控制系统：能够实现自动控制任务的系统的统称。

自动控制系统的组成：

   给定信号r(t)：也称给定量，是与被控量期望值对应的标准电信号。

输出信号c(t)：也称被控量，是描述受控对象特征的关键参数。

扰动信号d(t)：也称扰动量，是影响被控量变化的主要干扰信号。

反馈信号b(t)：也称反馈量，是检测环节的输出量，与被控量一一对应。

偏差信号e(t)：也称偏差量，是比较环节对于给定量和反馈量代数运算的结果。

各环节的作用如下：

(1) 给定环节：给出与期望输出值对应的输入电信号r(t)。

(2) 比较环节：求输入量r(t)与反馈量b(t)的偏差量e(t)。常采用集成运算放大器来实现。

(3) 放大器：对微弱偏差信号e(t)进行放大，以驱动执行机构工作。包括电压放大及功率放大。

(4) 执行机构：直接驱动被控对象按要求工作，使输出量发生变化。常用的有电动机、电磁阀、伺服马达、驱动单元等。

(5) 检测环节：检测被控量c(t)（一般为非电量）并转换为所需要的电信号b(t)，反馈到输入端。在控制系统中常用各种传感器来实现，如用于速度检测的测速发电机、光电编码盘等，用于位置与角度检测的旋转变压器、自整机等，用于电压、电流检测的电压、电流互感器及用于温度检测的热电偶等。

(6) 校正环节：也叫补偿环节，其结构和参数便于调整，用以改善系统的性能。通常以串联或反馈的方式联接在系统中，完成所需的补偿运算功能。

自动控制理论的基本内容

5.1.2  智能控制

  基本概念

智能控制IC：是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。

智能控制概念：由美籍华裔模式识别与人工智能专家傅京孙教授在1971年提出。

发展：从二元论（人工智能和控制论）发展到四元论（人工智能、模糊集理论、运筹学和控制论），取得了丰硕研究和应用成果。

特点：是多学科融合的交叉学科，其发展得益于人工智能、认知科学、模糊集理论和生物控制论等许多学科的发展，同时也促进了相关学科的发展。

结构理论

IC=AI∩AC∩OR

可见，智能控制就是应用人工智能的理论与技术和运筹学的优化方法，并将其同自动控制理论与技术相结合，在未知环境下，仿效人的智能，实现对系统的