1、自動化前沿技術自動化前沿技術 1、自動化技術的概述、自動化技術的概述(1)自動化技術誕生自動化技術誕生 (2)自動化技術發展自動化技術發展 (3)自動化技術原理自動化技術原理 2、自動化前沿技術、自動化前沿技術 (1)自動化技術的江湖門派自動化技術的江湖門派 (2)自動化技術的十八般武藝自動化技術的十八般武藝 3、自動化技術的應用、自動化技術的應用工業、軍事、日常生活工業、軍事、日常生活自動化的誕生自動化的誕生 人類自開始進行勞動以來，就一直夢想著制造出能夠無人類自開始進行勞動以來，就一直夢想著制造出能夠無需人的參與就可以自己完成任務的勞動工具。需人的參與就可以自己完成任務的勞動工具。 從刀耕

2、火種的年代起，人們就夢想著省時省力地生產出更從刀耕火種的年代起，人們就夢想著省時省力地生產出更多的東西，來滿足人們生活的需要。人們在幾千年的生產過程多的東西，來滿足人們生活的需要。人們在幾千年的生產過程中，發明了很多節省力氣的工具，如在河流上建造的水車。可中，發明了很多節省力氣的工具，如在河流上建造的水車。可以通過水的沖擊帶動輪子轉動，實現灌溉、淘米等工作。以通過水的沖擊帶動輪子轉動，實現灌溉、淘米等工作。 工業革命的到來工業革命的到來(1788年年)，為自動化的發展帶來了巨大，為自動化的發展帶來了巨大的動力。的動力。此后的此后的一百多年一百多年中中，人們一直在探索，特別是人們一直在探索，特別

3、是，經過，經過從從1934年到年到1947年的十幾年研究年的十幾年研究(二戰期間二戰期間),最終提出了自動化最終提出了自動化的理論基礎著作的理論基礎著作控制論。標志著自動化技術的正式誕生。控制論。標志著自動化技術的正式誕生。從誕生到現在，自動化技術在各個領域大顯身手，飛機從誕生到現在，自動化技術在各個領域大顯身手，飛機導航、交通運輸、導彈控制中到處都是自動化技術的應用。導航、交通運輸、導彈控制中到處都是自動化技術的應用。 自動化自動化在在炮火中發展炮火中發展自動化技術從產生到現在，它的發展始終沒有離開武器裝備自動化技術從產生到現在，它的發展始終沒有離開武器裝備的需要。的需要。在第二次世界大戰中

4、，同盟國軍隊的主要作戰武器是火炮。在第二次世界大戰中，同盟國軍隊的主要作戰武器是火炮。當時的火炮威力大、射程遠，但是命中精度比較差。如果沒有二當時的火炮威力大、射程遠，但是命中精度比較差。如果沒有二戰這個巨大的實驗場，自動化技術也不會有如此大的發展。可以戰這個巨大的實驗場，自動化技術也不會有如此大的發展。可以這樣說這樣說“軍事裝備是自動化之父，二戰是自動化誕生的產房軍事裝備是自動化之父，二戰是自動化誕生的產房”。如果說軍事設備是自動化之父，那么工業生產就是自動化之如果說軍事設備是自動化之父，那么工業生產就是自動化之母。自動化生產是人們夢寐以求的事情。母。自動化生產是人們夢寐以求的事情。福特發明

5、的汽車生產線是最成功的早期生產線，福特發明的汽車生產線是最成功的早期生產線，1913年福特年福特創建了由專用機床組成的創建了由專用機床組成的“運動中的組裝線運動中的組裝線”在這種生產線上，在這種生產線上，要組裝的部件由傳送帶運到一個個工人面前，每一個工人只完成要組裝的部件由傳送帶運到一個個工人面前，每一個工人只完成一種操作。一種操作。自動化技術為生產力的發展起了巨大作用，實現了人們擺脫自動化技術為生產力的發展起了巨大作用，實現了人們擺脫繁重的勞動的愿望。同時自動化技術也在應用中得到不斷發展和繁重的勞動的愿望。同時自動化技術也在應用中得到不斷發展和完善。完善。 自動化原理自動化原理下面我們以一個

6、簡單的例子，下面我們以一個簡單的例子，來說明自動化的原理。來說明自動化的原理。自動化設備和機器的關鍵就在于反饋的存在，正是有了他的存自動化設備和機器的關鍵就在于反饋的存在，正是有了他的存在，才使自動化成為可能。反饋就是自動化的奧妙所在。在，才使自動化成為可能。反饋就是自動化的奧妙所在。所以所以自動控自原理也叫反饋控制原理。自動控自原理也叫反饋控制原理。一一個自動化系統無論結構多么復雜都是由下面幾部分組成：個自動化系統無論結構多么復雜都是由下面幾部分組成：第一，檢測比較裝置。第一，檢測比較裝置。第二，控制器。第二，控制器。第三，執行機構。第三，執行機構。第四，控制量。第四，控制量。 控制器控制器

7、系統的大腦系統的大腦 傳感器傳感器系統的耳目系統的耳目 執行器執行器系統的系統的手腳手腳 受控對象受控對象溫柔的羔羊溫柔的羔羊 穩定性穩定性不可或缺不可或缺 魯棒性魯棒性健康的系統健康的系統 極點極點控制系統的精靈控制系統的精靈自動化的前沿技術自動化的前沿技術模糊控制模糊控制其實我很清楚其實我很清楚最優控制最優控制-“沒有更好只有最好沒有更好只有最好”自適應控制自適應控制以變制變以變制變魯棒控制魯棒控制以靜制動以靜制動線性控制理論縱橫線性控制理論縱橫非線性控制理論的發展非線性控制理論的發展pid控制控制簡而優秀簡而優秀預測控制預測控制未卜先知未卜先知故障診斷故障診斷神醫妙手神醫妙手人工智能人工

8、智能智慧之巔智慧之巔專家系統專家系統身邊的專家身邊的專家推理控制推理控制經驗的作用經驗的作用集散控制系統（集散控制系統（dcs） 模糊控制模糊控制 模糊控制是以模糊集合理論為基礎的一種新興的控制手段，它模糊控制是以模糊集合理論為基礎的一種新興的控制手段，它是模糊系統理論和模糊技術與自動控制技術相結合的產物。自從這是模糊系統理論和模糊技術與自動控制技術相結合的產物。自從這門科學誕生以來，它產生了許多探索性甚至是突破性的研究與應用門科學誕生以來，它產生了許多探索性甚至是突破性的研究與應用成果，同時，這一方法也逐步成為了人們思考問題的重要方法論。成果，同時，這一方法也逐步成為了人們思考問題的重要方法

9、論。 1965年美國的控制論專家年美國的控制論專家l. a. zadeh教授創立了模糊集合論，教授創立了模糊集合論，從而為描述，研究和處理模糊性現象提供了一種新的工具。一種利從而為描述，研究和處理模糊性現象提供了一種新的工具。一種利用模糊集合的理論來建立系統模型，設計控制器的新型方法用模糊集合的理論來建立系統模型，設計控制器的新型方法模模糊控制也隨之問世了。模糊控制的核心就是利用模糊集合理論，把糊控制也隨之問世了。模糊控制的核心就是利用模糊集合理論，把人的控制策略的自然語言轉化為計算機能夠接受的算法語言所描述人的控制策略的自然語言轉化為計算機能夠接受的算法語言所描述的控制算法，這種方法不僅能實

10、現控制，而且能模擬人的思維方式的控制算法，這種方法不僅能實現控制，而且能模擬人的思維方式對一些無法構造數學模型的被控對象進行有效的控制。對一些無法構造數學模型的被控對象進行有效的控制。 模糊控制作為智能領域中最具有實際意義的一種控制方法，已模糊控制作為智能領域中最具有實際意義的一種控制方法，已經在工業控制領域，家用電器自動化領域和其他很多行業中解決了經在工業控制領域，家用電器自動化領域和其他很多行業中解決了傳統控制方法無法或者是難以解決的問題，取得了令人矚目的成效傳統控制方法無法或者是難以解決的問題，取得了令人矚目的成效。最優控制最優控制 最優控制問題研究的主要內容是：怎樣選擇控制規律才能使控

11、最優控制問題研究的主要內容是：怎樣選擇控制規律才能使控制系統的性能和品質在某種意義下為最優，求解最優控制問題的方制系統的性能和品質在某種意義下為最優，求解最優控制問題的方法，目前主要的就是上述的兩種方法，另外可能還會用到一些數值法，目前主要的就是上述的兩種方法，另外可能還會用到一些數值解法。用這些方法已經成功的解決了許多動態控制問題，如最小時解法。用這些方法已經成功的解決了許多動態控制問題，如最小時間控制，最少燃料控制和最佳調節器等。最優控制已經在航天，航間控制，最少燃料控制和最佳調節器等。最優控制已經在航天，航海，導彈，電力系統，控制裝置，生產設備和生產過程中得到了比海，導彈，電力系統，控制

12、裝置，生產設備和生產過程中得到了比較成功的應用，而且在經濟系統和社會系統中也得到了廣泛的應用。較成功的應用，而且在經濟系統和社會系統中也得到了廣泛的應用。 最優控制問題有四個關鍵點：（最優控制問題有四個關鍵點：（1）受控對象為動態系統。（）受控對象為動態系統。（2）初始與終端條件（時間和狀態）。（初始與終端條件（時間和狀態）。（3）性能指標。（）性能指標。（4）容許控制）容許控制。而最優控制問題的實質就是要找出容許的控制作用或控制規律，。而最優控制問題的實質就是要找出容許的控制作用或控制規律，使動態系統（受控對象）從初始狀態轉移到某種要求的終端狀態，使動態系統（受控對象）從初始狀態轉移到某種要

13、求的終端狀態，并且保證某種要求的性能指標達到最小值或者是最大值。并且保證某種要求的性能指標達到最小值或者是最大值。 時至今日，最優控制理論的研究，無論在深度或是廣度上，都時至今日，最優控制理論的研究，無論在深度或是廣度上，都有了較大的進展。然而，隨著人們對客觀世界認識的不斷深化，又有了較大的進展。然而，隨著人們對客觀世界認識的不斷深化，又提出了一系列有待解決的新問題。可以毫不夸張地說，最優控制理提出了一系列有待解決的新問題。可以毫不夸張地說，最優控制理論依舊是極其活躍的科學領域之論依舊是極其活躍的科學領域之一。一。自適應控制自適應控制 在日常生活中，所謂自適應是指生物能改變自己的習性以適應在日

14、常生活中，所謂自適應是指生物能改變自己的習性以適應新的環境的一種特征。因此，直觀地講，自適應控制器應當是這樣新的環境的一種特征。因此，直觀地講，自適應控制器應當是這樣一種控制器，它能修正自己的特性以適應對象和擾動的動態特性的一種控制器，它能修正自己的特性以適應對象和擾動的動態特性的變化。變化。 自適應控制的研究對象是具有一定程度不確定性的系統，這里自適應控制的研究對象是具有一定程度不確定性的系統，這里所謂的所謂的“不確定性不確定性”是指描述被控對象及其環境的數學模型不是完全是指描述被控對象及其環境的數學模型不是完全確定的，其中包含一些未知因素和隨機因素。確定的，其中包含一些未知因素和隨機因素。

15、 任何一個實際系統都具有不同程度的不確定性，這些不確定性任何一個實際系統都具有不同程度的不確定性，這些不確定性有時表現在系統內部，有時表現在系統的外部。從系統內部來講，有時表現在系統內部，有時表現在系統的外部。從系統內部來講，描述被控對象的數學模型的結構和參數，設計者事先并不一定能準描述被控對象的數學模型的結構和參數，設計者事先并不一定能準確知道。作為外部環境對系統的影響，可以等效地用許多擾動來表確知道。作為外部環境對系統的影響，可以等效地用許多擾動來表示。這些擾動通常是不可預測的。此外，還有一些測量時產生的不示。這些擾動通常是不可預測的。此外，還有一些測量時產生的不確定因素進入系統。面對這些

16、客觀存在的各式各樣的不確定性，如確定因素進入系統。面對這些客觀存在的各式各樣的不確定性，如何設計適當的控制作用，使得某一指定的性能指標達到并保持最優何設計適當的控制作用，使得某一指定的性能指標達到并保持最優或者近似最優，這就是自適應控制所要研究解決的問題。或者近似最優，這就是自適應控制所要研究解決的問題。魯棒控制魯棒控制 魯棒控制（魯棒控制（robust control）方面的研究始于）方面的研究始于20世紀世紀50年代。年代。在過去的在過去的50年中，魯棒控制一直是國際自控界的研究熱點。所謂年中，魯棒控制一直是國際自控界的研究熱點。所謂“魯棒性魯棒性”，是指控制系統在一定（結構，大小）的參數

17、攝動下，是指控制系統在一定（結構，大小）的參數攝動下，維持某些性能的特性。根據對性能的不同定義，可分為穩定魯棒維持某些性能的特性。根據對性能的不同定義，可分為穩定魯棒性和性能魯棒性。以閉環系統的魯棒性作為目標設計得到的固定性和性能魯棒性。以閉環系統的魯棒性作為目標設計得到的固定控制器稱為魯棒控制器。控制器稱為魯棒控制器。 魯棒控制方法，是對時間域或頻率域來說，一般要假設過程魯棒控制方法，是對時間域或頻率域來說，一般要假設過程動態特性的信息和它的變化范圍。一些算法不需要精確的過程模動態特性的信息和它的變化范圍。一些算法不需要精確的過程模型，但需要一些離線辨識。型，但需要一些離線辨識。 一般魯棒控

18、制系統的設計是以一些最差的情況為基礎，因此一般魯棒控制系統的設計是以一些最差的情況為基礎，因此一般系統并不工作在最優狀態。常用的設計方法有：一般系統并不工作在最優狀態。常用的設計方法有：ina方法，方法，同時同時 鎮定，完整性控制器設計，魯棒控制，鎮定，完整性控制器設計，魯棒控制， 魯棒魯棒pid控制以及控制以及魯棒極點配置，魯棒觀測器等。魯棒極點配置，魯棒觀測器等。 魯棒控制方法適用于穩定性和可靠性作為首要目標的應用，魯棒控制方法適用于穩定性和可靠性作為首要目標的應用，同時過程的動態特性已知且不確定因素的變化范圍可以預估。飛同時過程的動態特性已知且不確定因素的變化范圍可以預估。飛機和空間飛行

19、器的控制是這類系統的例子。機和空間飛行器的控制是這類系統的例子。線性控制理論線性控制理論 線性控制理論是系統與控制理論中最為成熟和最為基礎的一個線性控制理論是系統與控制理論中最為成熟和最為基礎的一個組成分支，是現代控制理論的基石。系統與控制理論的其他分支，組成分支，是現代控制理論的基石。系統與控制理論的其他分支，都不同程度地受到線性控制理論的概念、方法和結果的影響和推動。都不同程度地受到線性控制理論的概念、方法和結果的影響和推動。 嚴格地說，一切實際的系統都是非線性的，真正的線性系統在嚴格地說，一切實際的系統都是非線性的，真正的線性系統在現實世界是不存在的。但是，很大一部分實際系統，它們的某些

20、主現實世界是不存在的。但是，很大一部分實際系統，它們的某些主要關系特性，在一定的范圍內，可以充分精確地用線性系統來加以要關系特性，在一定的范圍內，可以充分精確地用線性系統來加以近似地代表。并且，實際系統與理想化了的線性系統間的差別，對近似地代表。并且，實際系統與理想化了的線性系統間的差別，對于所研究的問題而言已經小到無關緊要的程度而可予以忽略不計。于所研究的問題而言已經小到無關緊要的程度而可予以忽略不計。因此，從這個意義上說，線性系統或者可線性化的系統又是大量存因此，從這個意義上說，線性系統或者可線性化的系統又是大量存在的，而這正是研究線性系統的實際背景。在的，而這正是研究線性系統的實際背景。

21、 簡單說，線性系統理論主要研究線性系統狀態的運動規律和改簡單說，線性系統理論主要研究線性系統狀態的運動規律和改變這種運動規律的可能性方法，建立和揭示系統結構、參數、行為變這種運動規律的可能性方法，建立和揭示系統結構、參數、行為和性能間的確定的和定量的關系。在對系統進行研究的過程中，建和性能間的確定的和定量的關系。在對系統進行研究的過程中，建立合理的系統數學模型是首要的前提，對于線性系統，常用的模型立合理的系統數學模型是首要的前提，對于線性系統，常用的模型有時間域模型和頻率域模型，時間域模型比較直觀，而頻率域模型有時間域模型和頻率域模型，時間域模型比較直觀，而頻率域模型則是一個更強大的工具，而者

22、建立的基本途徑一般都通過解析法和則是一個更強大的工具，而者建立的基本途徑一般都通過解析法和實驗法。實驗法。 非線性控制理論非線性控制理論 對非線性控制系統的研究，到對非線性控制系統的研究，到上個上個世紀四十年代，已取得世紀四十年代，已取得一些明顯的進展。主要的分析方法有：相平面法、李亞普諾夫法一些明顯的進展。主要的分析方法有：相平面法、李亞普諾夫法和描述函數法等。這些方法都已經被廣泛用來解決實際的非線性和描述函數法等。這些方法都已經被廣泛用來解決實際的非線性系統問題。但是這些方法都有一定的局限性，都不能成為分析非系統問題。但是這些方法都有一定的局限性，都不能成為分析非線性系統的通用方法。例如，

23、用相平面法雖然能夠獲得系統的全線性系統的通用方法。例如，用相平面法雖然能夠獲得系統的全部特征，如穩定性、過渡過程等，但大于三階的系統無法應用。部特征，如穩定性、過渡過程等，但大于三階的系統無法應用。李亞普諾夫法則僅限于分析系統的絕對穩定性問題，而且要求非李亞普諾夫法則僅限于分析系統的絕對穩定性問題，而且要求非線性元件的特性滿足一定條件。雖然這些年來，國內外有不少學線性元件的特性滿足一定條件。雖然這些年來，國內外有不少學者一直在這方面進行研究，也研究出一些新的方法，如頻率域的者一直在這方面進行研究，也研究出一些新的方法，如頻率域的波波夫判據，廣義圓判據，輸入輸出穩定性理論等。但總的來說，波波夫判

24、據，廣義圓判據，輸入輸出穩定性理論等。但總的來說，非線性控制系統理論目前仍處于發展階段，遠非完善，很多問題非線性控制系統理論目前仍處于發展階段，遠非完善，很多問題都還有待研究解決，領域十分寬都還有待研究解決，領域十分寬。非線性控制理論作為很有前途的控制理論，將成為二十一世非線性控制理論作為很有前途的控制理論，將成為二十一世紀的控制理論的主旋律，將為我們人類社會提供更先進的控制系紀的控制理論的主旋律，將為我們人類社會提供更先進的控制系統，使自動化水平有更大的飛越。統，使自動化水平有更大的飛越。pid控制控制簡而優秀簡而優秀 pid（比例（比例-積分積分-微分）控制器作為最早實用化的控制器已有微分

25、）控制器作為最早實用化的控制器已有50多年歷史，現在仍然是應用最廣泛的工業控制器。多年歷史，現在仍然是應用最廣泛的工業控制器。pid控制器簡單易控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統模型等先決條件，因而成為應用最為廣懂，使用中不需精確的系統模型等先決條件，因而成為應用最為廣泛的控制器。泛的控制器。 pid控制器由比例單元（控制器由比例單元（p）、積分單元（）、積分單元（i）和微分單元（）和微分單元（d）組成。其輸入組成。其輸入e (t)與輸出與輸出u (t)的關系為的關系為: 因此它的傳遞函數為：因此它的傳遞函數為： 它由于用途廣泛、使用靈活，已有系列化產品，使用中只需設定它由于用途廣泛、使用靈

26、活，已有系列化產品，使用中只需設定三個參數（三個參數（kp， ki和和kd）即可。在很多情況下，并不一定需要全）即可。在很多情況下，并不一定需要全部三個單元，可以取其中的一到兩個單元，但比例控制單元是必不部三個單元，可以取其中的一到兩個單元，但比例控制單元是必不可少的可少的。 pid控制器是最簡單的有時卻是最好的控制器控制器是最簡單的有時卻是最好的控制器預測控制預測控制 預測控制是近年來發展起來的一類新型的計算機控制算法。由預測控制是近年來發展起來的一類新型的計算機控制算法。由于它采用多步測試、滾動優化和反饋校正等控制策略，因而控制效于它采用多步測試、滾動優化和反饋校正等控制策略，因而控制效果

27、好，適用于控制不易建立精確數字模型且比較復雜的工業生產過果好，適用于控制不易建立精確數字模型且比較復雜的工業生產過程，所以它一出現就受到國內外工程界的重視，并已在石油、化工、程，所以它一出現就受到國內外工程界的重視，并已在石油、化工、電力、冶金、機械等工業部門的控制系統得到了成功的應用。電力、冶金、機械等工業部門的控制系統得到了成功的應用。 下面以模型算法控制為例子來說明預測控制的基本原理下面以模型算法控制為例子來說明預測控制的基本原理: 由于預測控制具有適應復雜生產過程控制的特點，所以預測控制由于預測控制具有適應復雜生產過程控制的特點，所以預測控制具有強大的生命力。可以預言，隨著預測控制在理

28、論和應用兩方面具有強大的生命力。可以預言，隨著預測控制在理論和應用兩方面的不斷發展和完善，它必將在工業生產過程中發揮出越來越大的作的不斷發展和完善，它必將在工業生產過程中發揮出越來越大的作用，展現出廣闊的應用的前景用，展現出廣闊的應用的前景故障診斷故障診斷 現代的機械制造系統具有控制規模大、自動化程度高和柔性現代的機械制造系統具有控制規模大、自動化程度高和柔性化強的特點。由于制造系統的結構越來越復雜，價格越來越昂貴，化強的特點。由于制造系統的結構越來越復雜，價格越來越昂貴，因此因為各種故障而導致的停機都是不可忍受的負擔。故障診斷因此因為各種故障而導致的停機都是不可忍受的負擔。故障診斷系統就能夠

29、在這個情況下滿足需要，也就是能夠合理制定維修計系統就能夠在這個情況下滿足需要，也就是能夠合理制定維修計劃，最大限度減少停機維修的時間，以及在故障發生之后能夠迅劃，最大限度減少停機維修的時間，以及在故障發生之后能夠迅速做出反應。因此，故障診斷系統在現在得到了迅速的發展。速做出反應。因此，故障診斷系統在現在得到了迅速的發展。 故障診斷是隨著生產過程的復雜化故障診斷是隨著生產過程的復雜化而產生的一種技術，由于和現代傳感而產生的一種技術，由于和現代傳感器技術、專家系統技術相結合，已經器技術、專家系統技術相結合，已經展現出了很強的生命力，必將為提高展現出了很強的生命力，必將為提高企業的生產效率和穩定性提

30、供越來越企業的生產效率和穩定性提供越來越強大的支持。強大的支持。人工智能人工智能 人工智能是一門邊緣學科，用來模擬人的思維，已經引起了人工智能是一門邊緣學科，用來模擬人的思維，已經引起了許多學科的日益重視，并且有越來越多的實用意義，而且許多不許多學科的日益重視，并且有越來越多的實用意義，而且許多不同專業背景的科學家正在人工智能領域內獲得一些新的思維和新同專業背景的科學家正在人工智能領域內獲得一些新的思維和新的方法。作為一個計算機科學中涉及智能計算機系統的一個分支，的方法。作為一個計算機科學中涉及智能計算機系統的一個分支，這些系統呈現出與人類的智能行為有關的特性。這些系統呈現出與人類的智能行為有

31、關的特性。 人工智能的主要領域包括問題求解、語言處理、自動定理證人工智能的主要領域包括問題求解、語言處理、自動定理證明、智能數據檢索等領域。這些綜合概念在自然語言處理、情報明、智能數據檢索等領域。這些綜合概念在自然語言處理、情報檢索、自動程序設計、數學證明都有重要應用。人工智能的第一檢索、自動程序設計、數學證明都有重要應用。人工智能的第一個大成就是發展了能夠求解難題的下棋程序。個大成就是發展了能夠求解難題的下棋程序。 人工智能包含的領域非常廣泛，問題的求解只是其中的一個人工智能包含的領域非常廣泛，問題的求解只是其中的一個重要方面。其他的方面包括比如謂詞演算、規則演繹系統、機器重要方面。其他的方

32、面包括比如謂詞演算、規則演繹系統、機器人問題以及專家系統等一系列問題。人工智能作為一個復雜的邊人問題以及專家系統等一系列問題。人工智能作為一個復雜的邊緣學科，正在有著越來越廣闊的前景，隨著新的數學理論的完善緣學科，正在有著越來越廣闊的前景，隨著新的數學理論的完善以及計算機新的硬件的出現，人工智能必將能夠更好地模擬人的以及計算機新的硬件的出現，人工智能必將能夠更好地模擬人的思維。思維。專家系統專家系統 專家系統專家系統(expert system)是一個基于知識的智能推理系統，它涉及是一個基于知識的智能推理系統，它涉及到對知識獲取、知識庫、推理控制機制以及智能人機接口的研究，是集到對知識獲取、知

33、識庫、推理控制機制以及智能人機接口的研究，是集人工智能和領域知識于一體的系統。近些年，專家系統的迅速發展和廣人工智能和領域知識于一體的系統。近些年，專家系統的迅速發展和廣泛應用大大推進了各個應用領域向智能化方向發展，成為人工智能從實泛應用大大推進了各個應用領域向智能化方向發展，成為人工智能從實驗室研究進入實用領域的一個里程碑。驗室研究進入實用領域的一個里程碑。 在一個成熟的專家系統中，有幾項技術是極為關鍵的。首先，為了在一個成熟的專家系統中，有幾項技術是極為關鍵的。首先，為了便于知識在計算機中的存貯、檢索、使用和修改，并進行推理和搜索，便于知識在計算機中的存貯、檢索、使用和修改，并進行推理和搜

34、索，知識表示技術必須具有很高的效率，目前主要有產生式表達法、語義網知識表示技術必須具有很高的效率，目前主要有產生式表達法、語義網絡表達法、框架表達法、謂詞邏輯表達法等技術，并且新的技術還在開絡表達法、框架表達法、謂詞邏輯表達法等技術，并且新的技術還在開發當中；其次，因為要在專家系統中用計算機模擬人的思維，不精確推發當中；其次，因為要在專家系統中用計算機模擬人的思維，不精確推理方法是必不可少的，針對實際需要，概率算法一度成為最重要的方法，理方法是必不可少的，針對實際需要，概率算法一度成為最重要的方法，近幾年來，模糊數學的引入為這一領域的發展開辟了新的前景；最后，近幾年來，模糊數學的引入為這一領域

35、的發展開辟了新的前景；最后，和知識表示技術與推理方法相關，作為人的思維搜索過程的模擬，搜索和知識表示技術與推理方法相關，作為人的思維搜索過程的模擬，搜索策略的好壞對系統的成敗也是意義重大的，現在人們已經利用的技術有策略的好壞對系統的成敗也是意義重大的，現在人們已經利用的技術有狀態空間法、問題遞歸法、最佳優先法等。狀態空間法、問題遞歸法、最佳優先法等。總之，人工智能系統的特殊性，決定了它是一個跨越多學科、充滿總之，人工智能系統的特殊性，決定了它是一個跨越多學科、充滿活力、對基礎研究的依賴性很強的一個領域，它的發展，必將向我們展活力、對基礎研究的依賴性很強的一個領域，它的發展，必將向我們展示科學技

36、術王國的更多魅力，也會令我們的生活更為美好。示科學技術王國的更多魅力，也會令我們的生活更為美好。集散控制系統集散控制系統(dcs) dcs，即所謂的分布式控制系統，或在有些資料中稱之為集，即所謂的分布式控制系統，或在有些資料中稱之為集散系統，是相對于集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系散系統，是相對于集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。在系統統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。在系統功能方面，功能方面，dcs和集中式控制系統的區別不大，但在系統功能的和集中式控制系統的區別不大，但在系統功能的實現方法上卻完全不同。實現方法上

37、卻完全不同。 dcs自自1975年問世以來，已經經歷了年問世以來，已經經歷了三三十多年的發展歷程。十多年的發展歷程。在這在這三三十多年中，十多年中，dcs雖然在系統的體系結構上沒有發生重大改雖然在系統的體系結構上沒有發生重大改變，但是經過不斷的發展和完善，其功能和性能都得到了巨大的變，但是經過不斷的發展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。總的來說，提高。總的來說，dcs正在向著更加開放，更加標準化，更加產正在向著更加開放，更加標準化，更加產品化的方向發展。品化的方向發展。 進入進入二十一世紀二十一世紀以以來來，計算機技術突飛猛進，更多新的技術，計算機技術突飛猛進，更多新的技術被應用到了被應

38、用到了dcs之中。之中。plc是一種針對順序邏輯控制發展起來的是一種針對順序邏輯控制發展起來的電子設備，它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現場電子設備，它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現場總線技術在進入九十年代中期以后發展十分迅猛，以至于有些人總線技術在進入九十年代中期以后發展十分迅猛，以至于有些人已做出預測：基于現場總線的已做出預測：基于現場總線的fcs將取代將取代dcs成為控制系統的主成為控制系統的主角。角。自動化技術的十八般兵器自動化技術的十八般兵器物理傳感器物理傳感器 光纖傳感器光纖傳感器 仿生傳感器仿生傳感器紅外傳感器紅外傳感器 電磁傳感器電磁傳感器 磁光效應傳感器

39、磁光效應傳感器壓力傳感器壓力傳感器 溫度傳感器溫度傳感器 超聲波傳感器超聲波傳感器虛擬儀表虛擬儀表 步進電機步進電機 變頻器變頻器電磁閥電磁閥 液壓裝備液壓裝備 繼電器控制設備繼電器控制設備單片機單片機 可編程控制器（可編程控制器（plc）工業計算機（工業計算機（ipc）自動化技術的應用自動化技術的應用1、自動化技術在工業中的應用、自動化技術在工業中的應用 自動化的制造業自動化的制造業 電力系統自動化電力系統自動化 建筑自動化建筑自動化 交通運輸自動化交通運輸自動化 信息自動化信息自動化 自動無極限自動無極限2、自動化技術在軍事中的應用、自動化技術在軍事中的應用 新型自動化武器新型自動化武器

40、軍事指揮自動化軍事指揮自動化3、 自動化技術在日常生活中的應用自動化技術在日常生活中的應用 自動累計，無需勞神；溫度控制，冷熱不紊；自動累計，無需勞神；溫度控制，冷熱不紊； 定時控制，歲月有情；定時控制，歲月有情；定時控制，歲月有情；定時控制，歲月有情； 防災報警，守護生命；自動電器，化繁為簡防災報警，守護生命；自動電器，化繁為簡自動化技術在工業中的應用自動化技術在工業中的應用自動化的制造業自動化的制造業蒸汽機新時代的開端設計自動化cad和capp車間舊貌換新顏數控機床數控機床 柔性制造系統（柔性制造系統（fms）虛擬機床）虛擬機床dnc系統系統 淺談自動化孤島淺談自動化孤島 未來工廠未來工廠

41、cims 自動化倉庫abc現場總線技術21世紀的制造自動化并行工程并行工程 敏捷制造敏捷制造 精良生產精良生產 仿生制造仿生制造 智能制造智能制造 虛擬制造電力系統自動化電力系統自動化 電是怎樣生產出來的電是怎樣生產出來的從蒸汽機到火力發電站從蒸汽機到火力發電站大亞灣里的自動化大亞灣里的自動化 三峽電站的秘密三峽電站的秘密電的旅途電的旅途電力調度自動化電力調度自動化無人職守變電站無人職守變電站故障是怎樣解除的故障是怎樣解除的電網上能打電話嗎電網上能打電話嗎建筑自動化建筑自動化 智能大廈簡介智能大廈簡介智能大廈智能大廈智能大廈智能大廈智能大廈智能大廈什么叫智能建筑什么叫智能建筑樓宇自動化樓宇自動

42、化辦公自動化辦公自動化使你工作效率更高使你工作效率更高大廈中的網絡大廈中的網絡智能小區的防火系統智能小區的防火系統交通運輸自動化交通運輸自動化 自動化列車的焦點自動化列車的焦點無人飛機無人飛機明日之星明日之星自動化公路自動化公路偉大的奠基偉大的奠基交通自動收費系統交通自動收費系統汽車的自動導航汽車的自動導航無軌巷道堆垛機無軌巷道堆垛機汽車的保護傘汽車的保護傘防撞系統防撞系統自動無人搬運車的發展自動無人搬運車的發展 無人駕駛汽車介紹無人駕駛汽車介紹信息自動化信息自動化 企業新形象企業新形象前景誘人的前景誘人的“三金三金”工程工程www快速上手快速上手電子會議系統電子會議系統信息科技的發展信息科技的發展信息高速公路信息高速公路生物芯片的異軍突起生物芯片的異軍突起嶄露頭角的多媒體嶄露頭角的多媒體信息技術的明天信息技術的明天信息時代的象征信息時代的象征自動無極限自動無極限 農業新紀元農業新紀元 醫學界新寵醫學界新寵讓學習輕松簡單使你的消費準確便利讓學習輕松簡單使你的消費準確便利化工生產自動化新世紀的鋼鐵生產化工生產自動化新世紀的鋼鐵生產圖書管理自動化水庫管理自動化圖書管理自動化水庫管理自動化銀行自動化銀行自動化 煤礦自動化煤礦自動化電視轉播自動化冶金自動化電視轉播自動化冶金自動化城市供熱自動化石油化工