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控制工程基础 控制工程基础概念简介

高考小组 2026 05 11 22:50:14

控制工程的发展

公元前1400-1100年,中国、埃及和巴比伦相继出现自动计时漏壶,人类产生了最早期的控制思想。

公元100年,亚历山大的希罗发明开闭庙门和分发圣水的自动计时装置。

公元1788年,英国人J.Watt用离心式调速器控制蒸汽机的速度,成为第一次工业革命标志性成就。

l1948年:N.Wiener发表《控制论》,标志经典控制理论基本形成;经典控制理论以传递函数为基础,主要研究单输入—单输出(SISO)系统的分析和控制问题。

1954年:钱学森用英文在美国出版《工程控制论》,首先把控制论推广到工程技术领域。

自动控制系统的基本概念

控制系统的工作原理:

1.检测输出量(被控制量)的实际值

2.将输出量的实际值与给定值(输入量)进行比

较得出偏差;

3.用偏差值产生控制调节作用去消除偏差,使得输出量维持期望的输出。

由于存在输出量反馈,上述系统能在存在无法预计扰动的情况下,自动减少系统的输出量与参考输入量(或者任意变化的希望的状态)之间的偏差,故称之为反馈控制。

显然:反馈控制建立在偏差基础上,其控制方式是“检测偏差再纠正偏差”。

控制理论在机械制造工业中的应用

机电工业是我国最重要的支柱产业之一,而传统的机电产品正在向机电一体化(Mechatronics)方向发展。机电一体化产品或系统的显著特点是控制自动化。

机电控制型产品技术含量高,附加值大,在国内外市场上具有很强的竞争优势,形成机电一体化产品发展的主流。当前国内外机电结合型产品,诸如典型的工业机器人,数控机床,自动导引车等都广泛地应用了控制理论。

英语翻译:

IntroductiontoBasicsofControlEngineering

DevelopmentofControlEngineering

From1400to1100BC,automatictimingclepsydraappearedinChina,EgyptandBabylononeafteranother,andmankindproducedtheearliestthoughtsofcontrol.

In100AD,HeroofAlexandriainventedanautomatictimingdeviceforopeningandclosingtempledoorsanddistributingholywater.

In1788,theBritishJ.Wattusedacentrifugalgovernortocontrolthespeedofasteamengine,whichbecamealandmarkachievementofthefirstindustrialrevolution.

l1948:N.Wienerpublished"Cybernetics",markingthebasicformationofclassicalcontroltheory;classicalcontroltheoryisbasedontransferfunction,mainlystudyingtheanalysisandcontrolofsingle-input-single-output(SISO)systems.

1954:QianXuesenpublished"EngineeringCybernetics"inEnglishintheUnitedStates,andfirstextendedcyberneticstothefieldofengineeringtechnology.

Basicconceptofautomaticcontrolsystem

Theworkingprincipleofthecontrolsystem:

1.Detecttheactualvalueoftheoutput(thecontrolledquantity)

2.Comparetheactualvalueoftheoutputwiththegivenvalue(input)

Comparethedeviation

3.Usethedeviationvaluetoproduceacontrolandadjustmenteffecttoeliminatethedeviation,sothattheoutputvolumemaintainsthedesiredoutput.

Duetotheoutputfeedback,theabovesystemcanautomaticallyreducethedeviationbetweentheoutputofthesystemandthereferenceinput(orthedesiredstateofanychange)inthepresenceofunpredictabledisturbances,soitiscalledfeedbackcontrol.

Obviously:thefeedbackcontrolisbasedonthedeviation,anditscontrolmethodis"detectthedeviationandthencorrectthedeviation".

ApplicationofControlTheoryinMachineryManufacturingIndustry

Theelectromechanicalindustryisoneofthemostimportantpillarindustriesinmycountry,andtraditionalelectromechanicalproductsaredevelopinginthedirectionofMechatronics.Thesalientfeatureofmechatronicsproductsorsystemsiscontrolautomation.

Electromechanicalcontrolproductshavehightechnicalcontentandgreataddedvalue.Theyhavestrongcompetitiveadvantagesinthedomesticandforeignmarkets,formingthemainstreamofthedevelopmentofmechatronicsproducts.Atpresent,domesticandinternationalelectromechanicalproducts,suchastypicalindustrialrobots,CNCmachinetools,andautomaticguidedvehicles,havewidelyappliedcontroltheory.

本文仅代表作者个人观点,如有侵权请联系删除。

翻译参考来源:谷歌翻译.

内容来源:清华大学控制工程与基础PPT

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