自動(dòng)化發(fā)展史

1、自動(dòng)化專業(yè)概論自動(dòng)化專業(yè)概論 Introduction to Automation 主主 講：黃從智講：黃從智 辦辦 公公 室：主樓室：主樓E0521 電電 話：話：61772820 Email：課程目標(biāo)課程目標(biāo)解答如下問(wèn)題：1，自動(dòng)化的歷史 、現(xiàn)在和未來(lái) ？2，自動(dòng)化的研究?jī)?nèi)容、應(yīng)用領(lǐng)域？3，自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容、就業(yè)前景？4，如何學(xué)好自動(dòng)化專業(yè)？ 基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的橋梁?；A(chǔ)課和專業(yè)課之間的橋梁。主要內(nèi)容主要內(nèi)容-Content一一緒緒 論論二二自動(dòng)化發(fā)展簡(jiǎn)史自動(dòng)化發(fā)展簡(jiǎn)史三三自動(dòng)控制系統(tǒng)專題自動(dòng)控制系統(tǒng)專題四四自動(dòng)化專題自動(dòng)化專題五五工業(yè)自動(dòng)化專題工業(yè)自動(dòng)化專題六六火電廠自動(dòng)化專題火電

2、廠自動(dòng)化專題七七自動(dòng)化專業(yè)專題自動(dòng)化專業(yè)專題八八自動(dòng)化展望及復(fù)習(xí)自動(dòng)化展望及復(fù)習(xí)第二講第二講 自動(dòng)化發(fā)展簡(jiǎn)史自動(dòng)化發(fā)展簡(jiǎn)史 黃從智黃從智自動(dòng)化專業(yè)概論自動(dòng)化專業(yè)概論第二講第二講 自動(dòng)化發(fā)展簡(jiǎn)史自動(dòng)化發(fā)展簡(jiǎn)史 自動(dòng)化發(fā)展簡(jiǎn)史 自動(dòng)化教育、科研機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)團(tuán)體 古代自動(dòng)化裝置 自動(dòng)化期刊、國(guó)際會(huì)議 一些重要術(shù)語(yǔ)古代自動(dòng)化裝置古代自動(dòng)化裝置 自動(dòng)控制思想及其實(shí)踐可以說(shuō)歷史悠久。它是自動(dòng)控制思想及其實(shí)踐可以說(shuō)歷史悠久。它是人類在認(rèn)識(shí)世界和改造世界的過(guò)程中產(chǎn)生的，并人類在認(rèn)識(shí)世界和改造世界的過(guò)程中產(chǎn)生的，并隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)水平的進(jìn)步而不斷發(fā)展。隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)水平的進(jìn)步而不斷發(fā)展。 早在公元前早在

3、公元前300年，古希臘就運(yùn)用反饋控制原年，古希臘就運(yùn)用反饋控制原理設(shè)計(jì)了浮子調(diào)節(jié)器，并應(yīng)用于水鐘中。理設(shè)計(jì)了浮子調(diào)節(jié)器，并應(yīng)用于水鐘中。古希臘水鐘古希臘水鐘上水箱上水箱中水箱中水箱下水箱下水箱提供水源提供水源穩(wěn)定液位穩(wěn)定液位用于計(jì)時(shí)用于計(jì)時(shí) 浮子浮子古希臘水鐘原理古希臘水鐘原理 1，由上中下三個(gè)水箱構(gòu)成；，由上中下三個(gè)水箱構(gòu)成；2，上水箱提供水源；，上水箱提供水源；3，中水箱穩(wěn)定液位；，中水箱穩(wěn)定液位；4，下水箱用于計(jì)時(shí)；，下水箱用于計(jì)時(shí)；5，中水箱，中水箱上面的浮子是個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，形成了反饋控制；上面的浮子是個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，形成了反饋控制；6，當(dāng)中，當(dāng)中水箱液位升高時(shí)，浮子上升，上水箱流出的水量減

4、少，水箱液位升高時(shí)，浮子上升，上水箱流出的水量減少，導(dǎo)致液位下降；導(dǎo)致液位下降；7，當(dāng)中水箱液位降低時(shí)，浮子下降，當(dāng)中水箱液位降低時(shí)，浮子下降，上水箱流出的水量增加，導(dǎo)致液位上升；上水箱流出的水量增加，導(dǎo)致液位上升；8，最終中水，最終中水箱液位穩(wěn)定在某一穩(wěn)定值附近；箱液位穩(wěn)定在某一穩(wěn)定值附近；9，由于中水箱液位比，由于中水箱液位比較穩(wěn)定，流出中水箱的水量基本恒定，下水箱的液位會(huì)較穩(wěn)定，流出中水箱的水量基本恒定，下水箱的液位會(huì)隨時(shí)間成比例地增加，從而可通過(guò)刻度指示時(shí)間。隨時(shí)間成比例地增加，從而可通過(guò)刻度指示時(shí)間。 同樣早在同樣早在1000多年前，我國(guó)古代先人們也發(fā)明了銅多年前，我國(guó)古代先人們也發(fā)

5、明了銅壺滴漏計(jì)時(shí)器、主要由幾個(gè)銅水壺組成，又叫壺滴漏計(jì)時(shí)器、主要由幾個(gè)銅水壺組成，又叫“漏壺漏壺”。除了最底下的那個(gè)，每個(gè)壺的底部都有一個(gè)小眼。水從除了最底下的那個(gè)，每個(gè)壺的底部都有一個(gè)小眼。水從最高的壺里，經(jīng)過(guò)下面的各個(gè)壺滴到最低的壺里，滴得最高的壺里，經(jīng)過(guò)下面的各個(gè)壺滴到最低的壺里，滴得又細(xì)又均勻。最低的壺里有一個(gè)銅人，手里捧著一支能又細(xì)又均勻。最低的壺里有一個(gè)銅人，手里捧著一支能夠浮動(dòng)的木箭，壺里水多了，木箭浮起來(lái)，根據(jù)它上面夠浮動(dòng)的木箭，壺里水多了，木箭浮起來(lái)，根據(jù)它上面的刻度，就可以知道時(shí)間。的刻度，就可以知道時(shí)間。銅壺滴漏銅壺滴漏-中國(guó)古代自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置中國(guó)古代自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置銅壺滴漏銅

6、壺滴漏指南車指南車-自動(dòng)指示方向自動(dòng)指示方向 自報(bào)行車?yán)锍套詧?bào)行車?yán)锍?計(jì)里鼓車計(jì)里鼓車V合適時(shí)吸入飲酒者中的酒V變大時(shí)V變小時(shí)V繼續(xù)變小V變大V恢復(fù)為合適速度酒杯中的酒飲酒管飲酒管保持均勻飲酒速度保持均勻飲酒速度 公元公元2世紀(jì)，中國(guó)東漢世紀(jì)，中國(guó)東漢的天文學(xué)家張衡創(chuàng)制的一的天文學(xué)家張衡創(chuàng)制的一種天文表演儀器。它是一種天文表演儀器。它是一種用漏水推動(dòng)的水運(yùn)渾象，種用漏水推動(dòng)的水運(yùn)渾象，和和現(xiàn)在的天球儀相似，可現(xiàn)在的天球儀相似，可以用來(lái)以用來(lái)實(shí)現(xiàn)天體運(yùn)行的自實(shí)現(xiàn)天體運(yùn)行的自動(dòng)動(dòng)仿真仿真。 張衡水力天文儀器中齒輪系推想圖張衡水力天文儀器中齒輪系推想圖 漏水轉(zhuǎn)渾天儀漏水轉(zhuǎn)渾天儀 檢測(cè)地震信號(hào)的大小

7、和方向檢測(cè)地震信號(hào)的大小和方向候風(fēng)地動(dòng)儀候風(fēng)地動(dòng)儀- -世界上第一臺(tái)測(cè)定地震方位的儀器世界上第一臺(tái)測(cè)定地震方位的儀器 公元公元1088年，中國(guó)蘇頌等人把渾儀（天文觀測(cè)儀器）、渾象年，中國(guó)蘇頌等人把渾儀（天文觀測(cè)儀器）、渾象（天文表演儀器）和自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置結(jié)合在一起建成了水運(yùn)儀（天文表演儀器）和自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置結(jié)合在一起建成了水運(yùn)儀象臺(tái)。象臺(tái)。 水運(yùn)儀象臺(tái)水運(yùn)儀象臺(tái)一些重要術(shù)語(yǔ)一些重要術(shù)語(yǔ) 系統(tǒng)與控制 反饋、調(diào)節(jié)與決策 科學(xué)、技術(shù)與工程 數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)與智能科學(xué)科學(xué)、技術(shù)與工程、技術(shù)與工程 科學(xué)科學(xué)(Science)：對(duì)各種事實(shí)和現(xiàn)象進(jìn)行：對(duì)各種事實(shí)和現(xiàn)象進(jìn)行觀察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計(jì)觀

8、察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并對(duì)各種定量規(guī)算和實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并對(duì)各種定量規(guī)律予以驗(yàn)證和公式化的知識(shí)體系。律予以驗(yàn)證和公式化的知識(shí)體系。 科學(xué)的任務(wù)：揭示事物發(fā)展的客觀規(guī)律，科學(xué)的任務(wù)：揭示事物發(fā)展的客觀規(guī)律，探求真理，作為人們改造世界的指南。探求真理，作為人們改造世界的指南?？茖W(xué)家(Scientist):專門(mén)從事科學(xué)研究的專家?？茖W(xué)科學(xué)、技術(shù)與工程、技術(shù)與工程科學(xué)自然科學(xué)社會(huì)科學(xué)研究物質(zhì)世界研究精神世界基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)科學(xué)(數(shù)理化、天文學(xué)、生物學(xué)等)(電工電子、固體力學(xué)、流體力學(xué)、機(jī)械學(xué)等)自動(dòng)化學(xué)科屬于技術(shù)科學(xué)?？茖W(xué)、科學(xué)、技術(shù)技術(shù)與工程與工程 技術(shù)技術(shù)(T

9、echnology)：人類根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)：人類根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和自然科學(xué)原理改變或控制其環(huán)境的手段驗(yàn)和自然科學(xué)原理改變或控制其環(huán)境的手段和活動(dòng)，是人類活動(dòng)的一個(gè)專門(mén)領(lǐng)域。和活動(dòng)，是人類活動(dòng)的一個(gè)專門(mén)領(lǐng)域。 技術(shù)的任務(wù)：利用和改造世界，以其生技術(shù)的任務(wù)：利用和改造世界，以其生產(chǎn)的產(chǎn)品為人類服務(wù)。產(chǎn)的產(chǎn)品為人類服務(wù)。技術(shù)家(Technologist):專門(mén)從事技術(shù)工作的 專家。如工程師、農(nóng)藝師、醫(yī)師等?？茖W(xué)、科學(xué)、技術(shù)技術(shù)與工程與工程技術(shù)工程技術(shù)農(nóng)業(yè)技術(shù)醫(yī)療技術(shù)(機(jī)械、電氣、能源、動(dòng)力、化工、土木、計(jì)算機(jī)等)(種植、畜牧、造林、園藝等)自動(dòng)化學(xué)科屬于工程技術(shù)。(中醫(yī)、西醫(yī)、臨床等)科學(xué)、技術(shù)與科學(xué)

10、、技術(shù)與工程工程 工程工程(Engineering)：應(yīng)用科學(xué)知識(shí)使自：應(yīng)用科學(xué)知識(shí)使自然資源最好地為人類服務(wù)的一項(xiàng)活動(dòng)。然資源最好地為人類服務(wù)的一項(xiàng)活動(dòng)。 工程也指具體的科研或建設(shè)項(xiàng)目，如三工程也指具體的科研或建設(shè)項(xiàng)目，如三峽工程、發(fā)電廠工程等。峽工程、發(fā)電廠工程等。工程師(Engineer):專門(mén)從事工程活動(dòng)的 專家，也是一種技術(shù)家。 工程不等同于技術(shù)，還受到政治、經(jīng)濟(jì)、工程不等同于技術(shù)，還受到政治、經(jīng)濟(jì)、法律、美學(xué)等非技術(shù)方面的影響。技術(shù)存在法律、美學(xué)等非技術(shù)方面的影響。技術(shù)存在于工程之中。于工程之中?？茖W(xué)、技術(shù)與科學(xué)、技術(shù)與工程工程u 科學(xué)家的任務(wù)是如何認(rèn)識(shí)，因而可選擇自己感興趣的研究

11、課題。u 工程師的任務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)，必須解決面臨的實(shí)際問(wèn)題。u 工程問(wèn)題受到多方面因素的制約，工程師須在多種可能方案中作出選擇，謀求最可靠、最經(jīng)濟(jì)的解決方法。三峽水電站工程三峽水電站工程系統(tǒng)系統(tǒng)與控制與控制 系統(tǒng)系統(tǒng)(System)：由相互關(guān)聯(lián)、相互制約、：由相互關(guān)聯(lián)、相互制約、相互影響的一些部分組成的具有某種功能的相互影響的一些部分組成的具有某種功能的有機(jī)整體。有機(jī)整體。 如構(gòu)成系統(tǒng)的組成部分本身也是系統(tǒng)，如構(gòu)成系統(tǒng)的組成部分本身也是系統(tǒng)，則稱之為子系統(tǒng)。則稱之為子系統(tǒng)。對(duì)于一個(gè)具體的系統(tǒng)，對(duì)于一個(gè)具體的系統(tǒng)，u系統(tǒng)環(huán)境：系統(tǒng)以外的部分。系統(tǒng)環(huán)境：系統(tǒng)以外的部分。u系統(tǒng)邊界：系統(tǒng)與系統(tǒng)環(huán)境的分

12、界。系統(tǒng)邊界：系統(tǒng)與系統(tǒng)環(huán)境的分界。系統(tǒng)系統(tǒng)與控制與控制 u系統(tǒng)輸入：系統(tǒng)環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的作用。系統(tǒng)輸入：系統(tǒng)環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的作用。u系統(tǒng)輸出：系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)環(huán)境的作用。系統(tǒng)輸出：系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)環(huán)境的作用。系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸出系統(tǒng)環(huán)境系統(tǒng)邊界u系統(tǒng)工程：研究大系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)。系統(tǒng)工程：研究大系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)。系統(tǒng)與系統(tǒng)與控制控制 控制控制(Control)：為了改善系統(tǒng)的性能或達(dá)：為了改善系統(tǒng)的性能或達(dá)到特定的目的，通過(guò)信息的采集和加工而施到特定的目的，通過(guò)信息的采集和加工而施加到系統(tǒng)的作用。加到系統(tǒng)的作用。 所有系統(tǒng)分為可控系統(tǒng)和不可控系統(tǒng)。不所有系統(tǒng)分為可控系統(tǒng)和不可控系統(tǒng)。不可控系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行人工控制、干預(yù)；可

13、控系可控系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行人工控制、干預(yù)；可控系統(tǒng)可進(jìn)行人工控制、干預(yù)。統(tǒng)可進(jìn)行人工控制、干預(yù)。反饋反饋、調(diào)節(jié)與決策、調(diào)節(jié)與決策 反饋反饋(Feedback)：將系統(tǒng)的實(shí)際輸出與期：將系統(tǒng)的實(shí)際輸出與期望輸出進(jìn)行比較，形成誤差，從而為確定下望輸出進(jìn)行比較，形成誤差，從而為確定下一步的控制行為提供依據(jù)。一步的控制行為提供依據(jù)。反饋正反饋 Positive Feedback負(fù)反饋 Negative Feedback(反饋信息使系統(tǒng)輸出的誤差逐漸增大)(反饋信息使系統(tǒng)輸出的誤差逐漸減少)反饋、反饋、調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)與決策與決策 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)(Regulation)：通過(guò)系統(tǒng)的反饋信息：通過(guò)系統(tǒng)的反饋信息自動(dòng)校正系統(tǒng)的

14、誤差，使諸如溫度、速度、自動(dòng)校正系統(tǒng)的誤差，使諸如溫度、速度、壓力或位置等參量保持恒定或在給定范圍之壓力或位置等參量保持恒定或在給定范圍之內(nèi)的過(guò)程。內(nèi)的過(guò)程。調(diào)節(jié)：以反饋為基礎(chǔ)?？刂崎]環(huán)控制：以反饋為基礎(chǔ)。開(kāi)環(huán)控制：無(wú)反饋。反饋、調(diào)節(jié)與反饋、調(diào)節(jié)與決策決策 決策決策(Decision Making)：為最優(yōu)地達(dá)到目：為最優(yōu)地達(dá)到目標(biāo)，對(duì)若干準(zhǔn)備行動(dòng)的方案進(jìn)行選擇。標(biāo)，對(duì)若干準(zhǔn)備行動(dòng)的方案進(jìn)行選擇。 如何科學(xué)地進(jìn)行決策是各項(xiàng)工作順利開(kāi)展的重要保證，也是本學(xué)科近年來(lái)研究和發(fā)展的新領(lǐng)域之一。ItemDefinitionDataIndividual measurements from sensorsI

15、nformationRelationship among the correlated dataKnowledgeConnection among the structured informationIntelligenceCapability of utilizing knowledgeData, Information, Knowledge, IntelligenceData, Information, Knowledge, Intelligence房間溫度房間溫度32理想溫度理想溫度23房間溫度高房間溫度高通風(fēng)量不足通風(fēng)量不足溫度高原因溫度高原因解決溫度解決溫度高的辦法高的辦法增大通風(fēng)量

16、增大通風(fēng)量DataInformationKnowledgeIntelligenceData, Information, Knowledge, Intelligence公元公元1788年年 J. Watt發(fā)明離心式調(diào)速器，并將其與蒸汽機(jī)的閥門(mén)連發(fā)明離心式調(diào)速器，并將其與蒸汽機(jī)的閥門(mén)連接起來(lái)，構(gòu)成蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。接起來(lái)，構(gòu)成蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。 人們發(fā)現(xiàn)蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)忽高忽低，即系統(tǒng)會(huì)人們發(fā)現(xiàn)蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)忽高忽低，即系統(tǒng)會(huì)發(fā)生振蕩（發(fā)生振蕩（不穩(wěn)定不穩(wěn)定）。這迫使一些數(shù)學(xué)家從理論）。這迫使一些數(shù)學(xué)家從理論上來(lái)加以研究，提出多種上來(lái)加以研究，提出多種穩(wěn)定性判據(jù)穩(wěn)定性判據(jù)。p 1

17、868 年英國(guó)物理學(xué)家J.Maxwell用微分方程描述并總結(jié)了調(diào)節(jié)器的理論。p 1877年英國(guó)數(shù)學(xué)家Routh提出Routh判據(jù)；p 1895年德國(guó)數(shù)學(xué)家A.Hurwitz提出Hurwitz判據(jù)；p 1892年俄國(guó)數(shù)學(xué)家A.Lyapunov提出穩(wěn)定性的嚴(yán)格數(shù)學(xué)定義并發(fā)表專著，至今他的穩(wěn)定性理論仍是研究分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要方法?？刂评碚摪l(fā)展簡(jiǎn)史控制理論發(fā)展簡(jiǎn)史 第一階段是四十年代末到五十年代的經(jīng)典控第一階段是四十年代末到五十年代的經(jīng)典控制論時(shí)期，著重研究單機(jī)自動(dòng)化，解決單輸入制論時(shí)期，著重研究單機(jī)自動(dòng)化，解決單輸入單輸出（單輸出（SISO-Single Input Single Output）系

18、）系統(tǒng)的控制問(wèn)題；統(tǒng)的控制問(wèn)題； 主要數(shù)學(xué)工具是微分方程、主要數(shù)學(xué)工具是微分方程、拉普拉斯變換和拉普拉斯變換和傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)； 主要研究方法是時(shí)域法、主要研究方法是時(shí)域法、頻域法和根軌跡法頻域法和根軌跡法； 主要問(wèn)題是控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)主要問(wèn)題是控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。確性?？刂普摪l(fā)展三階段控制論發(fā)展三階段 控制論的奠基人控制論的奠基人 1945年，美國(guó)數(shù)學(xué)家諾伯特維納(Norbert Wiener)把反饋的概念推廣到生物等一切控制系統(tǒng)。1948年，維納出版名著 (CYBERNETICS)一書(shū)，標(biāo)志著控制論正式誕生。錢(qián)學(xué)森 (Tsue Shen Tsian)工程控制論，1

19、954(Engineering Cybernetics)中國(guó)自動(dòng)控制的學(xué)術(shù)泰斗中國(guó)自動(dòng)控制的學(xué)術(shù)泰斗 第二階段是六十年代的現(xiàn)代控制理論時(shí)期，第二階段是六十年代的現(xiàn)代控制理論時(shí)期，著重解決機(jī)組自動(dòng)化和生物系統(tǒng)的多輸入多輸著重解決機(jī)組自動(dòng)化和生物系統(tǒng)的多輸入多輸出（出（MIMO-Multi-Input Multi-Output）系統(tǒng)）系統(tǒng)的控制問(wèn)題；的控制問(wèn)題； 主要數(shù)學(xué)工具是一次微分方程組、矩陣論、主要數(shù)學(xué)工具是一次微分方程組、矩陣論、狀態(tài)空間法等等；狀態(tài)空間法等等； 主要方法是變分法、極大值原理、動(dòng)態(tài)規(guī)劃主要方法是變分法、極大值原理、動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論等；理論等； 重點(diǎn)是最優(yōu)控制、隨機(jī)控制和自適應(yīng)控

20、制；重點(diǎn)是最優(yōu)控制、隨機(jī)控制和自適應(yīng)控制； 核心控制裝置是電子計(jì)算機(jī)。核心控制裝置是電子計(jì)算機(jī)。控制論發(fā)展三階段控制論發(fā)展三階段電子計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)1992年我國(guó)自行研制年我國(guó)自行研制的銀河的銀河II巨型機(jī)。巨型機(jī)。1946年年2月月15日，世界上日，世界上第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)機(jī)“埃尼阿克埃尼阿克 ”面世。面世。 第三階段是七十年代的大系統(tǒng)理論時(shí)期，第三階段是七十年代的大系統(tǒng)理論時(shí)期，著重解決生物系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)這樣一些眾多著重解決生物系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)這樣一些眾多變量的大系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化問(wèn)題；變量的大系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化問(wèn)題；方法是時(shí)域法為主；方法是時(shí)域法為主；重點(diǎn)是大系統(tǒng)多

21、級(jí)遞階控制；重點(diǎn)是大系統(tǒng)多級(jí)遞階控制；核心裝置是網(wǎng)絡(luò)化的電子計(jì)算機(jī)。核心裝置是網(wǎng)絡(luò)化的電子計(jì)算機(jī)?？刂普摪l(fā)展三階段控制論發(fā)展三階段 從控制論的觀點(diǎn)看，人是最巧妙，最靈從控制論的觀點(diǎn)看，人是最巧妙，最靈活的控制系統(tǒng)。它善于根據(jù)條件的變化而作活的控制系統(tǒng)。它善于根據(jù)條件的變化而作出正確的處理。如何將人的智能應(yīng)用于實(shí)際出正確的處理。如何將人的智能應(yīng)用于實(shí)際的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，這是個(gè)有重要意義的問(wèn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，這是個(gè)有重要意義的問(wèn)題。題。 七十年代開(kāi)始，人們不僅解決社會(huì)、經(jīng)七十年代開(kāi)始，人們不僅解決社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、管理、生態(tài)環(huán)境等系統(tǒng)問(wèn)題，而且為解濟(jì)、管理、生態(tài)環(huán)境等系統(tǒng)問(wèn)題，而且為解決模擬人腦功能，形

22、成了新的學(xué)科決模擬人腦功能，形成了新的學(xué)科-人工智人工智能科學(xué)，這是控制論的發(fā)展前沿。能科學(xué)，這是控制論的發(fā)展前沿。 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為人工智能的發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為人工智能的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。人們通過(guò)計(jì)算機(jī)的強(qiáng)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。人們通過(guò)計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大的信息處理能力來(lái)開(kāi)發(fā)人工智能，并用大的信息處理能力來(lái)開(kāi)發(fā)人工智能，并用它來(lái)模仿人腦。在沒(méi)有人的干預(yù)下，人工它來(lái)模仿人腦。在沒(méi)有人的干預(yù)下，人工智能系統(tǒng)能夠進(jìn)行自我調(diào)節(jié)、自我學(xué)習(xí)和智能系統(tǒng)能夠進(jìn)行自我調(diào)節(jié)、自我學(xué)習(xí)和自我組織，以適應(yīng)外界環(huán)境的變化，并作自我組織，以適應(yīng)外界環(huán)境的變化，并作出相應(yīng)的決策和控制。出相應(yīng)的決策和控制。 智能控制智能控制

23、 (Intelligent Control)l 將人工智能引入到自動(dòng)控制系統(tǒng)中，形成智將人工智能引入到自動(dòng)控制系統(tǒng)中，形成智能控制系統(tǒng)。能控制系統(tǒng)。l 特點(diǎn)：具有智能，能解決一些以往的自動(dòng)控特點(diǎn)：具有智能，能解決一些以往的自動(dòng)控制技術(shù)解決不好或不能解決的控制問(wèn)題；制技術(shù)解決不好或不能解決的控制問(wèn)題；l 它將人工智能中的專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制、模它將人工智能中的專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制、模糊邏輯控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等分別與自動(dòng)控制糊邏輯控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等分別與自動(dòng)控制和系統(tǒng)工程的一些方法結(jié)合，形成一些新的、和系統(tǒng)工程的一些方法結(jié)合，形成一些新的、具有獨(dú)特性能的智能自動(dòng)控制系統(tǒng)。具有獨(dú)特性能的智能自動(dòng)控制系

24、統(tǒng)。 經(jīng)典控制、現(xiàn)代控制與智能控制經(jīng)典控制、現(xiàn)代控制與智能控制 l 經(jīng)典控制主要用于分析線性定常單入單出系經(jīng)典控制主要用于分析線性定常單入單出系統(tǒng)，其分析工具是微分方程或傳遞函數(shù)。統(tǒng)，其分析工具是微分方程或傳遞函數(shù)。l 現(xiàn)代控制還可以分析非線性時(shí)變多入多出系現(xiàn)代控制還可以分析非線性時(shí)變多入多出系統(tǒng)，其分析工具是狀態(tài)方程和輸出方程。統(tǒng)，其分析工具是狀態(tài)方程和輸出方程。l 智能控制是模仿人類智能所構(gòu)成的一類控制智能控制是模仿人類智能所構(gòu)成的一類控制系統(tǒng)，它可以處理各種復(fù)雜系統(tǒng)，其求解過(guò)程系統(tǒng)，它可以處理各種復(fù)雜系統(tǒng)，其求解過(guò)程主要依靠搜索、自學(xué)習(xí)、模擬進(jìn)化。主要依靠搜索、自學(xué)習(xí)、模擬進(jìn)化。 經(jīng)典控

25、制、現(xiàn)代控制與智能控制經(jīng)典控制、現(xiàn)代控制與智能控制 l 應(yīng)用對(duì)象不同：應(yīng)用對(duì)象不同：SISO，SISO和和MIMO，各種復(fù)雜，各種復(fù)雜系統(tǒng)。系統(tǒng)。l 數(shù)學(xué)方法不同：微分方程或傳遞函數(shù)，狀態(tài)方程和數(shù)學(xué)方法不同：微分方程或傳遞函數(shù)，狀態(tài)方程和輸出方程，搜索、自學(xué)習(xí)和模擬進(jìn)化等；輸出方程，搜索、自學(xué)習(xí)和模擬進(jìn)化等；l 對(duì)被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的要求不同：對(duì)被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的要求不同：經(jīng)典控制和現(xiàn)代經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制均需要了解被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，而智能控制則控制均需要了解被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，而智能控制則不需要詳細(xì)了解被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。不需要詳細(xì)了解被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。l 控制算法的不同：經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制

26、基于精確的控制算法的不同：經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制基于精確的控制算法，而智能控制算法具有隨機(jī)性和模糊性?？刂扑惴?，而智能控制算法具有隨機(jī)性和模糊性。自動(dòng)化教育機(jī)構(gòu) 西安、上海、北京交通大學(xué) 中國(guó)石油大學(xué)/北化工/華東理工 東北大學(xué)清華大學(xué)浙江大學(xué)中科大 華北電力大學(xué)、東北電力大學(xué)、上海電力學(xué)院 哈工大、西北工大、北理工自動(dòng)化科研機(jī)構(gòu) 中科院自動(dòng)化所 中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所 冶金自動(dòng)化研究所 機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所 天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所 上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所 重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所自動(dòng)化學(xué)術(shù)團(tuán)體-IFAC IFAC，全稱International Federation of Automatic Co

27、ntrol，國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)。網(wǎng)址是： / 1957年9月成立于巴黎，自動(dòng)控制領(lǐng)域國(guó)際性、非政府、非贏利、非政治性的組織，每個(gè)國(guó)家只能有一個(gè)代表組織。中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)是IFAC創(chuàng)始會(huì)員國(guó)之一。IFACs AIMSo Promote control science and technologyo Advance international collaborationo Stimulate research, development and application of automatic control and systems engineer

28、ingo Promote dissemination and exchange of informationo Stimulate improvement and extension of educationIFAC Founded September 1957 IFAC Members: National Member OrganizationsThe NMOs represent control engineers from each of the following:AFRICASouth AfricaAMERICACanadaUSAArgentinaBrazilChileCubaMex

29、icoVenezuelaAUSTRALIAAustraliaASIAChinaHong KongIndonesiaIsraelJapanKorea Rep.SingaporeVietnamEUROPEAustriaBelgiumBulgariaCroatiaCzech Rep.DenmarkEstoniaFinlandFranceGermanyGreeceHungaryItalyIrelandKosovoLithuaniaMacedoniaNetherlandsNorwayPolandPortugalRomaniaRussiaSlovak Rep.SloveniaSpainSwedenSwit

30、zerlandTurkeyUkraineUnited KingdomIFAC EVENTSoWorld CongressesoSymposia (the Technical Board defines the Masterplan)oConferencesoWorkshopsApproximately 30 events per yearIFAC AwardsPresented at each Triennial World Congress THE GIORGIO QUAZZA MEDAL1981 Prof. John F. Coales1984 Prof. Iakov Z. Tsypkin

31、1987 Prof. Karl J. Astrm1990 Prof. Petar Kokotovic1993 Prof. Edward J. Davison1996 Prof. Alberto Isidori1999 Prof. Brian D.O. Anderson2002 Prof. Lennart Ljung2005 Prof. Tamer Basar2008 Prof. Graham Goodwin THE NATHANIEL NICHOLS MEDAL1996 Prof. Jrgen Ackermann1999 Prof. Gunter Stein2002 Dr. Carl Nett

32、2005 Dr. William F. Powers2008 Prof. Gerd Hirzinger IFAC Young Author Prize IFAC Applications Paper Prize IFAC Harold Chestnut Control Engineering Textbook Prize IFAC Poster Paper Prize AUTOMATICA Paper Prize CONTROL ENGINEERING PRACTICE Paper Prize Journal of PROCESS CONTROL Paper Prize EAAI Paper

33、Prize Mechatronics Journal Paper Prize INDUSTRIAL ACHIEVEMENT AWARD2002 Yasuo Ichii, Shoji Murayama and Takahiro Yamasaki Development and Establishment Team for Hot Rolling Technology Kawasaki Steel Corporation2005 Serge Boverie 2008 Not awarded IFAC Fellows The IFAC Fellow Award is given annually t

34、o persons who have made outstanding and extra-ordinary contributions in the field of interest of IFAC, in the role as an Engineer/Scientist, Technical Leader, or Educator. The first Fellows were elected at the IFAC World Congress in Prague in July 2005. FELLOWFELLOWFELLOWFELLOWIFAC FellowsThe person

35、s distinguished in 2005 wereB.D.O. Anderson, J. Ackermann, K.J. Astrm, M. Araki, T. Basar, L. Basanez. J. Benes, J. Bernussou, R.Bitmead. E.J. Davison, J. Gertler, G. Goodwin, R. Isermann, A. Isidori, S. Kahne, P. Kokotovic, H. Kwakernaak, L. Ljung, M. Mansour, C. Nett, A. Niemi, W. Powers, J.A. de

36、la Puente, Y. Sawaragi, W. Schaufelberger, G. Stein, M. Thoma, P. Uronen, T. Vamos, F. L. Xiong In 2006, the following persons were elected IFAC FellowsP. Albertos, M. Athans, J. Balchen, H.F. Chen, S. Engell, W. Findeisen, K. Furuta, M. Gevers, G. Guardabassi, D. Hrovat, P. Ioannou, M. Masten, D. M

37、ayne, T. McAvoy, B. Polyak, T. Soederstroem In 2007, the following persons were elected IFAC FellowsF. Allgoewer, J. Cruz, J.M. Dion, C. Georgakis, H. Khalil, H. Kimura, V. Kucera, I. Landau, Lei Guo, W. Marquardt, E. Mosca, R. Tempo, P. van den Hof, F.Y. Wang In 2008, the following persons were elected IFAC FellowsS. Bittanti, R. Braatz, E. Camacho, X.R. Cao, C. Cassandras, T.Y. Chai, T. Edgar, E. Gottzein, A. Haddad, M. Krstic, A. Kurzh