过程控制技术的发展历史
过程控制技术的发展历
史
文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
过程控制技术已由分离设备向共享设备发展、自动化技术由模拟仪
表向智能化仪表发展、计算机网络技术向现场扩展时，过程控制技术经了5个发展阶段，即人工控制阶段；模拟仪表控制系统（20世纪50年代开始）；计算机集中监督控制系统阶段（20世纪60年代开始）；分散控制系统（DCS）阶段；（20世纪70年代开始）；现场总线控制系统（FCS）阶段（20世纪90年代开始）。
1、第一代为基地式气动仪表控制系统；
该气压信号仅在本仪表内起作用，一般不能传送给别的仪表或系统,即各测控点只能成密封状态，无法与外界沟通信息，操作员只能通过生产现场的巡视，了解生产过程的状况，处于人工控制阶段。
2、第二代为电动单元组合式模拟仪表控制系统；
随着生产规模的扩大，操作员需要综合掌握多点的运行参数与信息，需要同时按多点的信息实行操作控制，于是出现了气动、电动系列的单元组合式仪表，出现了集中控制室。生产现场各处的参数通过统一的模拟信号，即：0.02~0.1MPa的气压信号，0~10mA或4~20mA的直流电流信号，1~5V直流电压信号等，送往集中控制室。电动单元组合式模拟仪表控制系统处理随着时间的变化而连续变化的控制信号，形成闭环控制系统，但控制性能只能实现单参数的PID调节和简单的串级、前馈控制，无法实现复杂的控制形式，三大控制论的确立，奠定了现代控制的基础，集中控制室的设立及控制功能分离的模式一直沿用至今。
3、第三代为集中式数字控制系统；
是自动控制领域的一次革命，由于模拟信号的传递需要一对一的物理连接，信号变化缓慢，提高计算速度与精度的开销、难度都很大，信号传输的抗干扰能力也较差，于是便开始寻求用数字信号取代模拟信号，出现了直接数字控制（DDC），即用一台计算机取代控制室的几乎所有仪表盘，出现了集中式数字控制系统；它充分发挥了计算机的特长，是一种多目的、多任务的控制系统。计算机通过 A/D或 D/A通道控制生产过程，不但能实现简单的PID控制，还能实现复杂的控制运算，如最优控制、自适应控制等。
4、第四代为集散式控制系统（DCS）；
（Distributed Control System）是目前普遍使用的一种控制结构，是4C技术即：
1）计算机（Computer）技术；
2）控制（Control）技术；
3）通信（Communica-tion）技术；
4） CRT显示技术；
相结合的产物，集中了连续控制、批量控制、逻辑顺序控制、数据采集等功能。它的特点是整个控制系统不再是只具有一台计算机，而是由几台计算机和一些智能仪表、智能部件构成，这样就具有了分散控制、集中操作、综合管理和分而自治的功能；并且设备之间的信号传递也不仅仅依赖于4~20mA的模拟信号，而逐步地以数字信号来取代模拟信号。集散控制系统的优点是系统安全可靠、通用灵活、具备最优控制
性能和综合管理能力，为工业过程的计算机控制开创了新方法。
5、第五代为现场总线控制系统（FCS）
（Fieldbus Control System）是继DCS之后又一种全新的控制体系发展，是一次质的飞跃。1983年霍尼韦尔（Honeywell）公司推出了智能化仪表—— Smar变送器，这些带有微处理芯片的仪表除了在原有模拟仪表的基础上增加了复杂的计算功能之外，还在输出的4~20mA直流信号上叠加了数字信号，使现场与控制室之间的连接由模拟信号过渡到了数字信号，为现场总线的出现奠定了基础。现场总线控制系统把“分散控制”发展到“现场控制”，数据的传输方式从“点到点”到“总线”，从而建立了过程控制系统中的大系统概念，大大推进了控制系统的发展。
中国科技发展历程
中国科技发展历程 古代中国——科学技术成就辉煌 中华民族的科技活动有着悠久的历史，曾经为人类发展作出过巨大的贡献，并且在16世纪中期以前一直处于世界科技舞台的中心。早在距今3300多年以前的甲骨文中就有有关日食的记载。距今2500年以前的战国时期问世的《考工记》准确地记载了六种不同成份的铜锡合金及其不同用途。公元1世纪初期的西汉时期，中国人发明了造纸术，公元105年左右中国科学家蔡伦又改进和提高了造纸技术，从而使造纸技术在中国迅速推广开来。公元3世纪左右，中国人发明了瓷器，这一技术在11世纪传到波斯，由那里经阿拉伯于1470年左右传到意大利以及整个欧洲。到唐朝，中国科学家发明了火药，并在公元9世纪首次将其用于战争之中。在11世纪中期的宋朝，中国科学家发明的指南针和活字印刷技术得到了广泛的应用。15世纪中期，中国医学家时珍所著的《本草纲目》成为中国古代医学发展的集大成者。到此时为止，中国古代科学的发展达到了顶峰时期，四大发明已经先后登上了历史舞台。著名英国科学家约瑟博士认为，中国“在3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”，现代西方世界所应用的许多发明都来自中国，中国是一个发明的国度。 由于从明代14世纪60年代末始以来，中国对外长期实行“闭关锁国”政策，影响了近代科学技术在中国的传播和发展，并使之处于相对停滞状态。 与此同时，欧洲成为现代科学的发源地，生产力突飞猛进，科学技
术获得迅速进展。中国逐渐拉大了与世界先进国家的距离。 近现代中国——科技发展历经曲折 在近代历史上，积贫积弱的中国不仅在科技发展上乏善可，而且自1840年鸦片战争以后还逐步沦为半殖民地半封建的国家。一个有着光辉灿烂历史的文明古国就这样退出了世界科技舞台。 19世纪中叶，一批向西方寻求救国真理的中国先行者，倡导科学救国、教育救国，主学习西方的先进科学技术。 于是中国开始有了出国求学者。1847年，来自香山南屏镇的容闳来到美国，3年后，他考入耶鲁大学。1854年，他又以优异的成绩从这所大学毕业，成为历史上毕业于美国大学的第一位中国人。1872年至1875年，清朝政府先后派出四批共120名青少年到美国留学。1905年，中国废除了科举制度，清政府举行了第一次归国留学生考试。这些归国人员为引进西方的先进科学技术发挥了一定的作用。 1911年10月10日，在武昌爆发了辛亥革命。在革命先行者领导下，终于推翻了延续两千多年的封建专制帝制，中国走向。 是近代中国主科学救国的先驱。但是，20世纪前叶的中国，动荡不安，科学技术事业发展的物质条件极差，所以发展依然很缓慢。 第一次世界大战结束后，为反对“巴黎和会”上帝国主义列强强加给中国的不平等条约，1919年5月4日，中国爆发了伟大的爱国救亡运动，即“五四运动”。“五四运动”提倡与科学，为中国近代科学的诞生扫清了道路。当时的留美学生元任、任鸿隽、铨、胡适等在美国发起组织了中国科
多媒体技术的发展史
20世纪80年代中后期，多媒体计算机技术成为人们关注的热点之一。多媒体技术是一种迅速发展的综合性电子信息技术，他给传统的计算机系统、音频和视频设备带来了方向性的变革，将对大众传媒产生深远的影响。多媒体计算机将加速计算机进入家庭和社会各个方面的进程，给人们的工作、生活和娱乐带来深刻的变革。 20世纪90年代以来，世界向着信息化社会发展的速度明显加快，而多媒体技术的应用在这一发展过程中发挥了极其重要的作用。多媒体改善了人类信息的交流，缩短了人类传递信息的路径。应用多媒体技术是20世纪90年代计算机应用的时代特征，也是计算机的又一次革命。 多媒体的定义： 何谓多媒体呢？“多媒体”一词译自英文“Multimedia”，而该词优势由multiple和media复合而成，核心词是媒体。媒体（multiple）在计算机领域有两个含义：一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等，中文常译为媒质；二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等，中文译作媒介，多媒体技术中的媒体是指后者。与多媒体对应的一词是单媒体(monomedia)，从字面上看，多媒体是由单媒体复合而成。人类在信息交流中要使用各种信息载体，多媒体(Multimedia)就是指多种信息载体的表现形式和传递方式，但是，这样来理解"媒体"，其概念还是比较窄了一点，其实，"媒体"的概念范围是相当广泛的。 "多媒体"究竟是指什么含义。人们普遍地认为，"多媒体"是指能够同时获取、处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型信息媒体的技术，这些信息媒体包括：文字、声音、图形、图像、动画、视频等。从这个意义中可以看到，我们常说的"多媒体"最终被归结为是一种"技术"。事实上，也正是由于计算机技术和数字信息处理技术的实质性进展，才使我们今天拥有了处理多媒体信息的能力，这才使得"多媒体"成为一种现实。所以，我们现在所说的"多媒体"，常常不是指多种媒体本身，而主要是指处理和应用它的一整套技术。因此，"多媒体"实际上就常常被当作"多媒体技术"的同义语。另外还应注意到，现在人们谈论的多媒体技术往往与计算机联系起来，这是由于计算机的数字化及交互式处理能力，极大地推动了多媒体技术的发展。通常可以把多媒体看作是先进的计算机技术与视频、音频和通信等技术融为一体而形成的新技术或新产品。 多媒体计算机技术(MultimediaComputerTechnology)的定义是：计算机综合处理多种媒体信息，文本、图形、图像、音频和视频，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。简单地说：计算机综合处理声、文、图信息和具有集成性和交互性。
自动控制原理论文
自动控制 摘要：综述了自动控制理论的发展情况，指出自动控制理论所经历的三个发展阶段，即经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论。最后指出，各种控制理论的复合能够取长补短，是控制理论的发展方向。 自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自创立至今已经过了三代的发展：第一代为20世纪初开始形成并于50年代趋于成熟的经典反馈控制理论；第二代为50、60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论；第三代为60年代中期即已萌芽，在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。经典控制理论(本质上是频域方法)和现代控制理论(本质上是时域方法)都是建立在控制对象精确模型上的控制理论，而实际上的工业生产系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点，难以建立精确的数学模型。因此，自动控制专家和学者希望能从要解决问题领域的知识出发，利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力，来实现对上述复杂系统的控制，这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。本文将对经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的发展情况及基本内容进行介绍。 1自动控制理论发展概述 自动控制是指使用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人 自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术，可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作，自动控制显得尤其重要。 自动控制理论是和人类社会发展密切联系的一门学科，是自动控制科学的核心。自从19世纪M ax we ll对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来，经过20世纪初Ny qu i s t，B od e，Ha rr is，Ev ans，W ie nn er，Ni cho l s等人的杰出贡献，终于形成了经典反馈控制理论基础，并于50年代趋于成熟。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具，采用频域方法，主要研究“单输入—单输出”线性定常控制系统的分析和设计，但它存在着一定的局限性，即对“多输入—多输出”系统不宜用经典控制理论解决，特别是对非线性、时变系统更
数据管理技术发展的三个阶段
数据管理技术发展的三个阶段 数据管理技术发展的三个阶段 数据管理技术的发展可以大归为三个阶段：人工管理、文件系统和数据库管理系统。 一、人工管理 这一阶段（20世纪50年代中期以前），计算机主要用于科学计算。外部存储器只有磁带、卡片和纸带等还没有磁盘等直接存取存储设备。软件只有汇编语言，尚无数据管理方面的软件。数据处理方式基本是批处理。这个阶段有如下几个特点： 计算机系统不提供对用户数据的管理功能。用户编制程序时，必须全面考虑好相关的数据，包括数据的定义、存储结构以及存取方法等。程序和数据是一个不可分割的整体。数据脱离了程序就无任何存在的价值，数据无独立性。 数据不能共享。不同的程序均有各自的数据，这些数据对不同的程序通常是不相同的，不可共享；即使不同的程序使用了相同的一组数据，这些数据也不能共享，程序中仍然需要各自加人这组数据，谁也不能省略。基于这种数据的不可共享性，必然导致程序与程序之间存在大量的重复数据，浪费了存储空间。 不单独保存数据。基于数据与程序是一个整体，数据只为本程序所使用，数据只有与相应的程序一起保存才有价值，否则就毫无用处。所以，所有程序的数据均不单独保存。
二、文件系统 在这一阶段（20世纪50年代后期至60年代中期）计算机不仅用于科学计算，还利用在信息管理方面。随着数据量的增加，数据的存储、检索和维护问题成为紧迫的需要，数据结构和数据管理技术迅速发展起来。此时，外部存储器已有磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。软件领域出现了操作系统和高级软件。操作系统中的文件系统是专门管理外存的数据管理软件，文件是操作系统管理的重要资源之一。数据处理方式有批处理，也有联机实时处理。这个阶段有如下几个特点： 数据以“文件”形式可长期保存在外部存储器的磁盘上。由于计算机的应用转向信息管理，因此对文件要进行大量的查询、修改和插人等操作。 数据的逻辑结构与物理结构有了区别，但比较简单。程序与数据之间具有“设备独立性”，即程序只需用文件名就可与数据打交道，不必关心数据的物理位置。由操作系统的文件系统提供存取方法（读／写）。 文件组织已多样化。有索引文件、链接文件和直接存取文件等。但文件之间相互独立、缺乏联系。数据之间的联系要通过程序去构造。 数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用，即数据面向应用。但是文件结构的设计仍然是基于特定的用途，程序基于特定的物理结构和存取方法，因此程序与数据结构之间的依赖关系并未根本改
2020高中历史 专题二 古代中国的科学技术与文化 2.1 中国古代的科学技术成就45分钟作业
一中国古代的科学技术成就 目标导航 课程标准 概述古代中国的科技成就，认识中国科技发明对世界文明发展的贡献。 学习视点 重点：古代中国的伟大科技成就。 难点：古代中国伟大科技发明发现的方法与精神，造成近代中国科技落后的深刻社会原因。 课前预习 一、纸的发明 1．背景：秦汉时期，以________和丝织品作为主要书写材料，不利于文化的传播。 2．经过：西汉早期可能已经发明了书写用纸；东汉________改进了造纸术。 3．外传：公元8世纪，________开始用中国的技术和设备造纸，之后，造纸术传到欧洲。 4．意义：使得________的记录、传播和继承有了革命性的进步；对文明发展和社会进步的积极作用最为显著。 二、指南针和方向测定技术 1．发明 (1)战国时期出现了“________”。 (2)宋代出现了指南鱼，沈括在《梦溪笔谈》中记载了用磁石摩擦钢针制作________的技术。 2．外传：在12世纪末至13世纪初，指南针由海路传入阿拉伯，然后再传入________。 3．意义：指南针应用于________，对航海事业的发展意义特别重大，为郑和下西洋和欧洲人开辟新航路提供了技术保证。 三、火药的发明和使用 1．发明：春秋战国时期，人们已经具有了有关硫磺和硝石的知识；东晋________的《抱朴子·仙药》中已经提到“火药”。 2．使用：________，出现了火箭和火炮；明代出现了早期的地雷、水雷和定时炸弹。 3．外传：12、13世纪，火药传入阿拉伯国家，然后传到欧洲乃至世界各地。 4．意义：为资产阶级打败________创造了条件。 四、印刷术的进步 1．概况 (1)雕版印刷术：唐代的________，是迄今所知世界上最早的有明确刊印日期的雕版印刷品。 (2)活字印刷术：宋代________用胶泥制作的活字排印，提高了印刷效率。 (3)元代王祯创制了木活字和转轮排字盘；明代中期出现了铜活字。 2．外传：由波斯传到了西方。 3．影响：推进了文化的传播；为欧洲走出黑暗的中世纪以及________运动的出现准备了条件。 五、中国古代的科学思想 1．特点：讲究天人合一，尊重自然，重视完善________的关系；比较重视总结________，而轻视理论概括和抽象。 2．影响：中国文化具有强调实用技术，忽视________的倾向。 答案： 一、1.竹木简牍 2.蔡伦 3.阿拉伯人 4.信息 二、1.(1)司南(2)指南针 2.欧洲 3.方向测定
多媒体技术的发展
计算机技术的迅速发晨促进了多媒体技术的发展。纵观多媒体技术的发展历史，主要有以下代表性的阶段。 1984年，美国Apple公司推出的被认为是代表多媒体技术兴起的Macinto。h计算机引入了位映射概念，实现了对图像进行简单处理、存储和传输。Macintosh计算机使用窗口和图标作为用户界面，使人们感到耳目一新。 1985年，美国Lommodore公司的Amiga计算机问世，并成为多媒体技术先驱产品之一a与此同时，计算机硬件技术有了较大的突破，激光只读存储器CD-ROM的出现解决了大容量存储的问题，为多媒体元素的存储和处理提供了理想的条件。 1986年3月，飞利浦公司和索尼公司共同制定了CD I交互式紧凑激光光盘系统标准，使多媒体信息的存储规范化和标准化。 1987年3月．RCA公司推出的交互式数字视频系统DVI以PC技术为基础，用标准光盘来存储和检索图像、声音及其他数据。同年，美国Apple公司开发出HyperCard（超级卡），该卡安装在苹果计算机里，使其具备了快速、稳定地处理多媒体信息的能力。 1 990年11月，微软公司与飞利浦等10家计算机技术公司联台成立了多媒体个人计算机市场协会(Multimedia PC Markeiing Council)，其主要任务是对计算机的多媒体技术制定 相应的标准和进行规范化管理。该协会制定的MPC标准对计算机增加多媒体功能所需的 软硬件进行了规范，以推动多媒体市场的发展。 1991年，多媒体个人计算机市场协会提出了MPC1标准。全球计算机业共同遵守该标准所规定的内容，促进了MPC的标准化，也使多媒体个人计算机成为一种新的流行趋势。 1 992年，微软公司推出PC机上的窗口式操作系统-Windows 3.1，它不仅综合了原 有操作系统的多媒体扩展技术，还增加了多个具有多媒体功能的软件以及一系列支持多娱体技术的驱动程序，使得该操作系统成为一个真正的多媒体操作系统。 1993年5月，多媒体个人计算机市场协会提出T MPC2标准。该标准根据硬件和软件的迅猛发展状况对MPC1标准做了较大的调整和修改，尤其对声音、动画和视频的播放做出 新的规定。同年8月，在美国洛杉矶召开了首届多媒体国际会议，到会专家就多媒体工具、媒体同步、超媒体、视频处理及应用、压缩与解码、通信协议等问题做了广泛的讨论。 1995年6月，多媒体个人计算机市场协会提出了MPC3栎准。与以前不同的是，MPC3 标准制定了视频压缩技术MPEG的技术指标，使视频播放技术更加成熟和规范化，并制定了采用全屏幕播放及使用软件进行视频数据解压缩等技术标准。 目前，多媒体技术的发展趋势是逐渐将计算机拄术、通信技术和大众传播技术融台在一起，建立更广泛意义上的多媒体平台，实现更深层次的技术支持和应用。
工业控制技术的基本发展过程
工业控制技术的基本发展过程 分散控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是过程控制技术发展历史上的一个重要里程碑，是计算机控制技术应用于工业生产中的一种较高的表现形式，是控制技术、计算机技术和网络通信技术共同发展的产物。今天，分散控制系统技术已经比较成熟，并且广泛的应用于各种生产过程中，同时还在不断推陈出新，迅速发展。各种新的设备、新的设计技术以及新的通讯方式被不断引入分散控制系统。通用的操作系统，能够与办公网络和广域网络方便连接的通讯协议，以及开放的数据库互连（ODBC）方式逐渐被广泛采用；开发技术方面开始越来越多地采用了面向对象的分析和设计方法，以及可视化技术，这使得分散控制系统的经济性、可靠性、实时性、开放性等方面都得以大大提高。 现场总线用于过程控制已经成为一种趋势，但是目前国内的中小型火力发电厂的变送器等现场设备还大量使用着传统设备，如果采用基于现场总线控制系统进行系统改造，势必增加很高的成本来更换这些设备，因此基于现场总线控制系统在中小型火力发电厂的推广受到了一定的制约。 本章将介绍工业控制系统的发展过程，以及各阶段的技术特点，从而了解DCS技术的发展过程及需要解决的问题。 1.1.1 工业控制领域的不同形式 从控制的角度看，工业生产的方式分为两大类，一类是流程工业，另一类是制造业。 流程工业，其被控对象是物质的物理化学性质的变化，在这些变化的过程中，往往伴随着能量的释放和转换。电力、化工、石油、造纸等都属于流程工业。比如传统火力发电厂，其主要控制对象是燃料、氧气、水（“风、煤、水”）。燃料在氧气作用下燃烧，这是化学变化过程，也是能量释放过程；释放的热能使水（工质）从冷态逐步变成高温高压的蒸汽，这是物理变化的过程；蒸汽再推动汽轮机旋转做功，这是从热能到机械能的能量转换过程；汽轮机旋转带动发电机做功，产生电能，这是从机械能到电能的能量转换过程。 可以看出，流程工业的控制过程主要是连续的过程，由于物质的物理化学变化过程具有储能性和储时性，因此如果用数学描述的话，总是被描述成微积分的形式，其对应的控制策略也是主要基于微积分的形式，其中最经典的控制策略就是大家熟悉的PID（比例-积分-微分）。 制造业，其主要控制对象是时间顺序（时序）和条件。在时间顺序的变化中，需要对计件数量和加工条件的变化进行控制。汽车、飞机、电器、机床、电子设备等都属于制造业。比如传统加工业，生产一个金属器皿，需要经过板材裁剪、冲压、打磨、喷漆、烘烤、上螺丝等工序，这些工序表现为时间上的先后顺序以及相互制约的条件。 可以看出，制造业的控制过程主要是离散的过程，时序和条件用数学描述，可以描述成与、或、非、定时、延时等逻辑的形式，其对应的控制策略也是主要基于逻辑和程序控制的形式。 流程工业的大规模自动化，最终形成了以分散控制系统（DCS）为代表的控制方式，而制造业的大规模自动化，最终形成了以可编程逻辑控制器（PLC）为代表的控制方式。由此可以看到，DCS和PLC的“出身”不同，关于DCS与PLC 的关系，后面还会谈到。 一个完整的生产过程，一般都是连续过程和离散过程的混合体。比如在火力发电厂的生产过程中，除了上面描述过的连续生产过程，实际上还有许多逻辑和程序控制任务，如化学水处理、点火、吹灰、炉膛保护、电气保护等。在制造业也有同样的情况。只是由于在流程
多媒体发展历史及发展趋势
多媒体图像压缩技术的发展和趋势 1 姓名黄举文学号201005042013004 一．摘要：多媒体是计算机和视频技术的结合，实际上它 是两个媒体；声音和图像，或者用现在的术语：音响和电视。在 下面主要论述：多媒体的发展历史及四个方向视频会议系统，虚 拟现实，超文本和家庭视听。多媒体的图形图像，音频及视频（动 画）处理，并了解性概括数据压缩和编码技术标准及多媒体计算 机教学软件系统。最后通过自己对多媒体的了解及别人的独到见 解及看法来论述多媒体的发展趋势。 关键词：图形图像、音频、视频动画 A. Abstract: multimedia is the combination of computer and video technology, it is actually the two media; sound and image, or in today's terms: sound and television. In the following paper: multimedia development history and a four direction video conference system, virtual reality, hypertext and home video. Multimedia image, audio and video animatronics processing, and understanding about data compression and coding standards and multimedia computer teaching software system. Finally, through their own multimedia understanding and others of insights and views to describe multimedia development trend. 二．目录： 一．摘要 (2) 二．目录 (3)
自动控制理论发展简史
自动控制理论发展简史（经典部分） 牛顿可能是第一个关注动态系统稳定性的人。1687年，牛顿在他的《数学原理》中对围绕引力中心做圆周运动的质点进行了研究。他假设引力与质点到中心距离的q 次方成正比。牛顿发现，假设q>-3 ,则在小的扰动后，质点仍将保留在原来的圆周轨道附近运动。而当q≤-3时，质点将会偏离初始的轨道，或者按螺旋状的轨道离开中心趋向无穷远，或者将落在引力中心上。 在牛顿引力理论建立之后，天文学家曾不断努力以图证明太阳系的稳定性。特别地，拉格朗日和拉普拉斯在这一问题上做了相当的努力。1773年，24岁的拉普拉斯“证明了行星到太阳的距离在一些微小的周期变化之内是不变的”。并因此成为法国科学院副院士。虽然他的论证今天看来并不严格，但他的工作对后来李亚普诺夫的稳定性理论有很大的影响。 直到十九世纪中期，稳定性理论仍集中在对保守系统研究上。主要是天文学的问题。在出现控制系统的镇定问题后，科学家们开始考虑非保守系统的稳定性问题。 James Clerk Maxwell是第一个对反馈控制系统的稳定性进行系统分析并发表论文的人。在他1868年的论文“论调节器”(Maxwell J C.On Governors. Proc. Royal Society of London,vol.16:270-283,1868)中，导出了调节器的微分方程，并在平衡点附近进行线性化处理，指出稳定性取决于特征方程的根是否具有负的实部。Maxwell的工作开创了控制理论研究的先河。 Maxwell是一位天才的科学家，在许多方面都有极高的造诣。他同时还是物理学中电磁理论的创立人(见其论文“A dynamical theory of the electromagnetic field”，1864)。目前的研究表明，Maxwell事实上在1863年9月即已基本完成了其有关稳定性方面的研究工作。 约在1875年，Maxwell担任了剑桥Adams Prize的评奖委员。这项两年一次的奖授予在该委员会所选科学主题方面竞争的最佳论文。1877年的Adams Prize的主题是“运动的稳定性”。E.J.Routh在这项竞赛中以其跟据多项式的系数决定多项式在右半平面的根的数目的论文夺得桂冠(Routh E J.A Treatise on the Stability of Motion.London,U.K.:Macmillan,1877)。Routh的这一成果现在被称为劳斯判据。Routh工作的意义在于将当时各种有关稳定性的孤立的结论和非系统的结果统一起来，开始建立有关动态稳定性的系统理论。 Edward John Routh 1831年1月20日出生在加拿大的魁北克。他父亲是一位在Waterloo服役的英国军官。Routh 11岁那年回到英国，在de Morgan指导下学习数学。在剑桥学习的毕业考试中，他获得第一名。并得到了“Senior Wrangler”的荣誉称号。（Clerk Maxwell排在了第二位。尽管Clerk Maxwell当时被称为最聪明的人。）毕业后Routh开始从事私人数学教师的工作。从1855年到1888年Routh教了600多名学生，其中有27位获得“Senior Wrangler”称号，建立了无可匹敌的业绩。Routh于1907年6月7日去世，享年76岁。 Routh之后大约二十年，1895年，瑞士数学家A. Hurwitz在不了解Routh工作的情况下，独立给出了跟据多项式的系数决定多项式的根是否都具有负实部的另一种方法(Hurwitz A. On the conditions under which an equation has only roots with negative real parts. Mathematische Annelen,vol.46:273-284,1895)。Hurwitz的条件同Routh的条件在本质上是一致的。因此这一稳定性判据现在也被称为Routh-Hurwitz稳定性判据。 1892年，俄罗斯伟大的数学力学家A.M.Lyapunov（1857.5.25-1918.11.3）发表了其具有深远历史意义的博士论文“运动稳定性的一般问题”(The General Problem of the Stability of Motion,1892)。在这一论文中，他提出了为当今学术界广为应用且影响巨大的李亚普诺夫方法，也即李亚普诺夫第二方法或李亚普诺夫直接方法。这一方法不仅可用于线性系统而且可用于非线性时变系统的分析与设计。已成为当今自动控制理论课程讲授的主要内容之一。 Lyapunov是一位天才的数学家。他是一位天文学家的儿子。曾从师于大数学家P.L.Chebyshev(车比晓夫)，和A.A.Markov(马尔可夫)是同校同学（李比马低两级），并同他们始终保持着良好的关系。他们共同在概率论方面做出过杰出的成绩。在概率论中我们可以看到关于矩的马尔可夫不等式、车比晓夫不等式和李亚普诺夫不等式。李还在相当一般的条件下证明? 在控制系统稳定性的代数理论建立之后，1928年至1945年以美国AT&T公司Bell实验室(Bell Labs)的科学家们为核心，又建立了控制系统分析与设计的频域方法。
工业过程控制系统发展与趋势交大理工
华东交通大学理工学院 Institute of Technology. East China Jiaotong University 课程（论文） 题目工业过程控制系统发展与趋势 分院：电信分院 专业：电力牵引与传动控制 班级：12电牵1班 学号： 学生姓名： 指导教师：李杰 起讫日期：2015.11-2015.12
摘要 工业自动化技术的应用与发展，是工业技术改造﹑技术进步的主要手段和技术发展方向。本文主要介绍了工业自动化技术的特点及其对现阶段我国产业结构优化升级的重大推动作用。 关键词：工业自动化技术；技术进步；产业结构
Abstract The application and development of industrial automation technology is the main method and technology development direction of industrial technological transformation and technological progress. This paper mainly introduces the characteristics of industrial automation technology and its important role in promoting China's industrial structure optimization and upgrading at present. Key words: industrial automation technology; technological progress; industrial structure
中国自动化控制系统发展历程及前景
中国自动化控制系统发展历程及前景
力达人秉承“以质量求生存，以科技求发展，以信誉拓市场，以实力打造品牌”的经营理念，秉着“优良的性价比与高效的客户服务”的核心竞争力,“与时俱进，诚实守信，同舟共济，精益求精”的经营信条，竭诚与广大新老客户及同行真诚合作，共同发展，共创美好未来”。 自动控制系统是在无人直接参与下可使生产过程
或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段。 经过20多年的发展，中国工业自动控制系统装置制造行业取得了长足的发展，尤其是20世纪90年代以来，中国工业自动控制系统装置制造行业的产量一直保持在年增长20%以上。2011年，中国工业自动控制系统装置制造行业取得了令人瞩目的成绩。全年完成工业
总产值2056.04亿元;产品销售收入1996.73亿元，同比增长24.66%;实现利润总额202.84亿元，同比增长28.74%。国产自动控制系统相继在火电、化肥、炼油领域取得了突破。 目前，中国的工业自动化市场主体主要由软硬件制造商、系统集成商、产品分销商等组成。在软硬件产品领域，目前中高端市场几乎全部由国外著名品牌产品垄
断，并将在近年仍维持此种局面;在系统集成领域，跨国公司占据制造业的高端，具有深厚行业背景的公司在相关行业系统集成业务中占据主动，具有丰富应用经验的系统集成公司充满竞争力;在产品分销领域，大型跨国公司的重要分销商是行业内的领先者，主要有上海海得控制系统股份有限公司、福大自动化科技有限公司、汕头众业达电器有限公司等。
在工业自动化市场，供应和需求之间存在错位。客户需要的是完整的能满足自身制造工艺的电气控制系统，而供应商提供的是各种标准化器件产品。行业不同，电气控制的差异非常大，甚至同一行业客户因各自工艺的不同导致需求也有很大差异。这种供需之间的矛盾为工业自动化行业创造了发展空间。 中国拥有世界最大的工业自动控制系统装置市场，
多媒体技术的发展历程
多媒体技术的发展历程 摘要 多媒体技术是一种实用性很强的技术，是当今世界科技领域中最有活力、发展最快的高新信息技术。它改善了人机交互界面，集声，文，图，像处理一体化。更方便了人们的信息交流方式。随着多媒体技术的深入发展，其应用也越来越广泛，已渗透到各个学科领域和国民经济的各个方面并不断改变着人类的生活方式和生活质量。伴随着社会信息化步伐的加快和低成本高速处理芯片的应用，数字信息的数量在今后几时年中将急剧增加，质量也将大大地改善。随着多媒体技术的深入发展，其应用也越来越广泛，已渗透到各个学科领域和国民经济的各个方面并不断改变着人类的生活方式和生活质量。 关键词：多媒体技术发展信息化应用 Development of multimedia technology course Abstract: A strong multimedia technology is a practical technology, is the most dynamic in the field of science and technology in the world today, one of the fastest growing high-tech information technology. It has improved human-machine interface, collection, text, map, like dealing with integration. More convenient way of information exchange. With the in-depth development of multimedia technologies, it is increasingly widely used, has penetrated into all disciplines and in all aspects of the national economy and ever-changing human lifestyle and quality of life. Along with the pace of social information and application of low cost high speed processing chips, digital information will rapidly increase in the next year when the number of quality would greatly improve. With the in-depth development of multimedia technologies, it is increasingly widely used, has penetrated into all disciplines and in all aspects of the national economy and ever-changing human lifestyle and quality of life Keywords: Multimedia technology development information applications 多媒体技术是一种把文本、图形、图像、动画和声音等形式的信息结合在一起，并通
智能控制技术现状与发展
摘要：在此我综述智能控制技术的现状及发展,首先简述智能控制的性能特点及主要方法;然后介绍智能控制在各行各业中的应用现状;接着论述智能控制的发展。智能控制技术的主要方法，介绍了智能控制在各行各业中的应用。随着信息技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，这对自动控制技术提出犷新的挑战，促进了智能理论在控制技术中的应用，以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。 关键词：智能控制应用自动化 浅谈智能控制技术现状及发展 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。对许多复杂的系统，难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析，而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是，要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。因此，在研究和设计智能系统时，主要注意力不放在数学公式的表达、计算和处理方面，而是放在对任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的开发上，即智能控制的关键问题不是设计常规控制器，而是研制智能机器的模型。此外，智能控制的核心在高层控制，即组织控制。高层控制是对实际环境或过程进行组织、决策和规划，以实现问题求解。为了完成这些任务，需要采用符号信息处理、启发式程序设计、知识表示、自动推理和决策等有关技术。这些问题求解过程与人脑的思维过程有一定的相似性，即具有一定程度的“智能”。 一、智能控制的性能特点及主要方法 1.1根据智能控制的基本控制对象的开放性，复杂性，不确定性的特点，一个理想的智能控制系统具有如下性能： （1）系统对一个未知环境提供的信息进行识别、记忆、学习，并利用 积累的经验进一步改善自身性能的能力，即在经历某种变化后，变化后的
自动控制理论的发展及其应用综述
自动控制理论的发展及其应用综述 黄佳彬 3120101224 20世纪40年代，控制论这门学科开始发展，其标志为维纳于1948年出版了自动控制学科史上的名著《控制论，或动物和机器的控制和通信》（Cybernetics，or control and communication in the animal and machine）。控制论思想的提出为现代科学研究提供了新的思想和方法，同时书中的一些新颖的思想和观点吸引了无数学者，令其在自己研究的领域引进控制论。随着研究队伍的庞大，控制论形成了多个分支，其中主要的几个分支有生物控制论，工程控制论，军事控制论，社会、经济控制论，自然控制论。这里我们主要对工程控制论进行研究。 1.自动控制理论的发展 工程控制论的概念最早由钱学森引入，当时有两种控制理论思想，一种基于时间域微分方程，另一种基于系统的频率特性。这两种思想即为经典控制理论，主要研究的是单输入-单输出的控制系统，同时利用分析法与实验验证法这两种方法对某个控制系统进行数学建模，由此可以获得系统各元部件之间的信号传递关系的形象表示。 由于经典控制理论的建立基于传递函数和频率特性，是对系统的外部描述。同时经典控制理论主要研究单输入单输出系统，无法解决现实工程应用中多输入多输出系统的问题，而且经典控制理论只对线性时不变系统进行讨论，存在不少的局限性，由此，现代控制理论逐渐发展起来。 现代控制理论是从线性代数的理论研究上得来的，本质是“时域法”，即基于状态空间模型在时域对系统进行分析和设计，并且引入“状态”这一概念，用“状态变量”和“状态方程”描述系统，以此来反应系统的内在本质和特性。现代控制理论研究的内容主要有三方面：多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论，这些研究从理论上解决了许多复杂的系统控制问题，但是随着发展，实际生产系统的规模越来越大，控制对象、控制器、控制任务和目的也更为复杂，导致现代控制理论的成果并未有在实际中很好的应用。 智能控制的概念最早是在20世纪70年代由傅京孙教授提出，这一概念最早是为解决经典控制理论和现代控制理论在实际应用上面临的问题而寻求的新出路，也是人工智能与自动控制交叉的产物。1977年，美国学者Saridis在原本的
过程控制综述报告
过程控制系统及工程综述报告 摘要：本文主要介绍了过程控制的发展史，回顾了计算机过程控制的发展状况以及未来的发展趋势，并且对过程控制和现代控制理论做了详细的论述 关键词: 过程控制、控制理论、控制工程、鲁棒控制等 1.过程控制的发展史 1.1 前沿 过程控制是工业自动化的重要分支。几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。 1.2 发展过程 在现代工业控制中, 过程控制技术是一历史较为久远的分支。在本世纪30 年代就已有应用。过程控制技术发展至今天, 在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。在自动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶段, 它们是：分散控制阶段, 集中控制阶段和集散控制阶段。 从过程控制采用的理论与技术手段来看，可以粗略地把它划为三个阶段：开始到70 年代为第一阶段，70 年代至90 年代初为第二阶段，90 年代初为第三阶段开始。其中70 年代既是古典控制应用发展的鼎盛时期，又是现代控制应用发展的初期，90 年代初既是现代控制应用发展的繁荣时期，又是高级控制发展的初期。第一阶段是初级阶段，包括人工控制，以古典控制理论为主要基础，采用常规气动、液动和电动仪表，对生产过程中的温度、流量、压力和液位进行控制，在诸多控制系统中，以单回路结构、PID 策略为主，同时针对不同的对象与要求，创造了一些专门的控制系统，如：使物料按比例配制的比值控制，克服大滞后的Smith 预估器，克服干扰的前馈控制和串级控制等等，这阶段的主要任务是稳定系统，实现定值控制。这与当时生产水平是相适应的。 第二阶段是发展阶段，以现代控制理论为主要基础，以微型计算机和高档仪表为工具，对较复杂的工业过程进行控制。这阶段的建模理论、在线辨识和实时控制已突破前期的形式，继而涌现了大量的先进控制系统和高级控制策略，如克服对象特性时变和环境干扰等不确定影响的自适应控制，消除因模型失配而产生不良影响的预测控制等。这阶段的主要任务是克服干扰和模型变化，满足复杂的工艺要求，提高控制质量。1975 年，世界上第一台分散控制系统在美国Honeywell 公司问世，从而揭开了过程控制崭新的一页。分散控制系统也叫集散控制系统，它综合了计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术，采用多层分级的结构形式,按总体分散、管理集中的原则，完成对工业过程的操作、监视、控制。由于采用了分散的结构和冗余等技术，使系统的可靠性极高，再加上硬件方面的开放式框架和软件方面的模块化形式，使得它组态、扩展极为方便，还有众多的控制算法(几十至上百种) 、较好的人—机界面和故障检测报告功能。经过20 多年的发展，它已日臻完善，在众多的控制系统中，显示出出类拔萃的风范，因此，可以毫不夸张地说，分散控制系统是过程控制发展史上的一个里程碑。第三阶段是高级阶段，目前正在来到。 1.3 过程控制策略与算法进度 几十年来，过程控制策略与算法出现了三种类型：简单控制、复杂控制与先进控制。 通常将单回路PID控制称为简单控制。它一直是过程控制的主要手段。PID控制以经典控制理论为基础，主要用频域方法对控制系统进行分析与综合。目前，PID控制仍然得到
我国自动化发展史
自动化控制和应用从古到今 一提到自动化很多人就会问自动化是什么？所谓自动化就是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。广义的讲，自动化还包括模拟或再现人的自能活动。 自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展、放大人的功能和创新的功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。 在我国的古代，很多的能工巧匠就发明了许多原始的自动装置，以满足生产、生活和作战的需要。其中比较著名的就有以下几种： （1）指南车 指南车是中国古代用来指示方向的一种具有能自动离合齿轮系装置的车辆。指南车是一种马拉的双轮独辕车，车箱上立一个伸臂的木人。《宋史·舆服志》中对指南车的构造和各齿轮大小和齿轮数都有详细的记载。 （2）铜壶滴漏 即漏壶，中国古代的自动计时装置，又称刻漏或漏刻。漏壶的最早记载见于《周记》。这种计时装置最初只有两个壶，由壶上滴水到下面的受水壶，液面使浮箭升起以示刻度（时间）。 （3）饮酒速度的自动调节 宋朝仇士良著的《岭外代答》（公元1178）蹭记载中国南方和西南方部落村民的一种习俗，就是常用长0.6米以上的饮酒管饮酒。在这种竹制饮酒管中有一条银制小鱼，作为可动的开关（即浮子式阀门）。这种阀门可用来保持均匀的饮酒速度。 （4）记里鼓车 中国古代有能自报行车里程的车制，是东汉以后出现的，由汉代改装而成，车中装设具有减速作用的传动齿轮和凸轮、杠杆等机构。车行一里，车上木人受凸轮牵动，由绳索拉起木人右臂击鼓一次，以表示车的里程。 （5）漏水转浑天仪 公元2世纪，中国东汉的天文学家张衡创制的一种天文表演仪器。它是一种用漏水推动的水运浑象，和现在的天球仪相似，可以用来实现天体运行的自动仿真。 （6）候风地动仪
过程控制系统习题解答教程文件
过程控制系统习题解 答
《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答：第一个阶段 50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段 60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点： 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） 4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段 80年代以后：飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？