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自動化和智能化的發展介紹
发布时间:2017-07-06 20:10 来源:国脉智能科技 阅读:


      1946年,美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词,并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。50年代,自动调节器和经典控制理论的发展,使自动化进入以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。60年代,随现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用,自动控制与信息处理结合起来,使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。

  70年代,自動化的對象變爲大規模、複雜的工程和非工程系統,涉及許多用現代控制理論難以解決的問題。這些問題的研究,促進了自動化的理論、方法和手段的革新,于是出現了大系統的系統控制和複雜系統的智能控制,出現了綜合利用計算機、通信技術、系統工程和人工智能等成果的高級自動化系統,如柔性制造系統、辦公自動化、智能機器人、專家系統、決策支持系統、計算機集成制造系統等。

  自動裝置的出現和應用是在18世紀。自動化技術形成時期是在18世紀末~20世紀30年代。1788年英國機械師J.瓦特發明離心式調速器(又稱飛球調速器),並把它與蒸汽機的閥門連接起來,構成蒸汽機轉速的閉環自動控制系統。瓦特的這項發明開創了近代自動調節裝置應用的新紀元,對第一次工業革命及後來控制理論的發展有重要影響。人們開始采用自動調節裝置,來對付工業生産中提出的控制問題。這些調節器都是一些跟蹤給定值的裝置,使一些物理量保持在給定值附近。自動調節器應用標志著自動化技術進入新的曆史時期。進入20世紀以後,工業生産中廣泛應用各種自動調節裝置,促進了對調節系統進行分析和綜合的研究工作。這一時期雖然在自動調節器中已廣泛應用反饋控制的結構,但從理論上研究反饋控制的原理則是從20世紀20年代開始的。1833年英國數學家C.巴貝奇在設計分析機時首先提出程序控制的原理。1939年世界上第一批系統與控制的專業研究機構成立,爲20世紀40年代形成經典控制理論和發展局部自動化作了理論上和組織上的准備。

  20世紀40~50年代是局部自動化時期第二次世界大戰時期形成的經典控制理論對戰後發展局部自動化起了重要的促進作用。在問題的過程中形成了經典控制理論﹐設計出各種精密的自動調節裝置﹐開創了系統和控制這一新的科學領域。這一新的學科當時在美國稱爲伺服機構理論﹐在蘇聯稱爲自動調整理論﹐主要是解決單變量的控制問題。經典控制理論這個名稱是1960年在第一屆全美聯合自動控制會議上提出來的。1945年後由于戰時出版禁令的解除﹐出現了系統闡述經典控制理論的著作。1945年美國數學家維納﹐N.把反饋的概念推廣到一切控制系統。50年代以後﹐經典控制理論有了許多新的發展。。經典控制理論的方法基本上能滿足第二次世界大戰中軍事技術上的需要和戰後工業發展上的需要。但是到了50年代末就發現把經典控制理論的方法推廣到多變量系統時會得出錯誤的結論。經典控制理論的方法有其局限性。

  20世紀40年代中發明的電子數字計算機開創了數字程序控制的新紀元﹐雖然當時還局限于自動計算方面,但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐開創了電子數字程序控制的新紀元。電子數字計算機的發明爲60~70年代在控制系統中廣泛應用程序控制和邏輯控制以及廣泛應用電子數字計算機直接控制生産過程奠定了基礎。

  20世紀50年代末起至今是綜合自動化時期,這一時期空間技術迅速發展,迫切需要解決多變量系統的最優控制問題。于是誕生了現代控制理論。現代控制理論的形成和發展爲綜合自動化奠定了理論基礎。同時微電子技術有了新的突破。1958年出現晶體管計算機,1965年出現集成電路計算機,1971年出現單片微處理機。微處理機的出現對控制技術産生了重大影響﹐控制工程師可以很方便地利用微處理機來實現各種複雜的控制,使綜合自動化成爲現實。“自動化(Automation)”是美國人D.S.Harder于1936年提出的他認爲在一個生産過程中,機器之間的零件轉移不用人去搬運就是“自動化”。

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