UUV与AUV国内外发展情况

USV与AUV国内外发展情况

一、USV国内发展情况

1.1上海海事大学“海腾01”

上海海事大学日前对外发布最新科研成果，由该校科学研究院航运技术与控制工程交通行业重点实验室无人水面艇课题组开发研制的“‘海腾01’号智能高速无人水面艇”成功落水。

作为国际研究热点，“海腾01”号瞄准世界最先进无人水面艇技术，开发具有全天候、高海况下自主航行，实时进行水面监视监测、水下测量勘探功能,多操控模式、大载荷特点的高速无人水面艇。“海腾01”号可在海事巡航、航道测量、水文监测、水面防污染监测、进出港与过境船舶监测监视、水上消防、水上溢油控制与回收、海上搜寻救助、沉船勘探打捞、水上反恐、专属经济区守护与活动取证、海洋资源调查与取样等领域无人作业。

该项目获得2010年中央财政支持地方高校发展专项资金支持，并在国内首次实现海上溢油处理水面机器人技术及其装备的试验性应用。

据介绍，“海腾01”号智能高速无人水面艇长10.5米，宽3.6米，满载排水量8.5吨，吃水0.8米。使用喷水推进，最大航速40节，巡航速度30节。由艇体、推进系统、能源系统、导航系统、通讯系统、控制系统和任务系统等组成。具有全自航模式、半自航模式和全遥控模式三种工作模式。配备有毫米波雷达、激光雷达、前视声纳、立体视觉和360度监控摄像机等监测设备，可进行水上和水下障碍物的全方位探测。并通过多源信息融合提高障碍物探测的准确性和可靠性，为自主避障提供足够信息。“海腾01”号既可无人驾驶，也可人工驾驶，驾控台上的人工驾驶具有最高优先级，便于无人艇调试过程中的监控与紧急情况处置。

1.2上海海事大学“Silver frog”

上海海事大学研制的“Silver frog”号USV 为双体型铝合金小船，是一个多任务通用平台，艇长2.7m、宽1.48m、型深0.36m，艇重60kg，有效载荷100kg。采用双螺旋桨推进，由DC 电机驱动，依靠推力差进行转向控制。航速可达6kn（艇重60kg 时），使用60Ah 的锂电池组供电。“Silver frog”采用了基于无线局域网络的控制系统，它由岸基监控系统和USV 载体组成，通过监控系统下达控制指令以控制USV 的航行，无线网络的有效通信距离可达 1 n mile，该艇还配备了照相机等设备。目前该艇进行了海港监视、水质量采样、水文测量、海事搜救等试验。

图8 “Silver frog”USV

1.3中国航天科工集团“天象1号”

隶属于中国航天科工集团的沈阳新光公司开发了“天象1 号”USV。该艇的船体采用碳纤维材料，全长6.5m，配有智能驾控、GPS 定位、航海雷达搜索、图像传输与处理等系统，能够向母船和岸基实时传输艇体周围海域的环境图像。该USV 作为气象应急装备，在2008 年的青岛奥运帆赛期间为比赛提供了气象保障服务。

图 1 “天象 1 号”USV

1.4航天科工新光集团“XG-2”

2006年10月在第六届中国国际航空航天博览会上,航天科工新光集团展示了自行研制的XG一2水面无人艇,这也是我国第一种无人多功能艇。XG一2采用了自主航行与遥控航行两种模式,最大航速达到45节,遥控距离达到100千米。小艇可携带雷达、光电和声呐等目标探测系统,可配备机枪、防空导弹等自卫武器,执行扫雷任务时还可携带灭雷具。目前这种小艇正在进行相关实验,不久即可投入使用

图1.6我国的XG一2水面无人艇

1.5哈尔滨工程大学“XL-USV”

哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室借助于在AUV 领域所积累的丰富经验，在国内较早开展了USV 技术研究，在USV 运动控制、路径规划、环境感知等方面进行了大量湖试与海试，取得了一定的成果。

图2“XL”USV

1.5北京铭尼科科技有限公司

北京铭尼科科技有限公司于2007 年推出的无人水面巡航艇可谓是一个突破，巡航艇长7-11 米，最大航速35 节，是一个可远程控制的水面机器人运载平台，其极强的机动灵活性使它在海岸与港口安全、勘测与侦察、海上作战、目标搜寻等方面都有很好的应用。1.6沈阳自动化所

沈阳自动化所开发了三体USV，该艇的推进系统采用直流电动驱动，航速4~6kn。试验平台分为地面控制系统、无线传输设备和艇载控制系统三个部分，其中地面控制系统由操纵杆和电脑组成；艇载控制系统由主计算机，A/D 数据采集卡和传感器等构成，其中主计算机由PC-104 组成。该艇配备了线加速度/角速度传感器、陀螺仪、罗经和Hemisphere OEM 型GPS 等。

沈阳自动化所的三体USV

二、USV国外发展情况

2.1美国

2002 年，美国太平洋司令部发起设计新型水面无人舰艇“Spartan”项目。“Spartan”号USV 是一个模块化、可重构、多任务、高速、半自主式水面无人艇，分为7 米和11米两种艇型，能够分别携带3000 磅和5000 磅的有效载荷。目前，美国海军濒海战斗舰已开始配备该USV，该艇装有光电/红外监视器、对海搜索雷达、数字图像传输系统和无人指控设施。这些环境感知传感器使母舰能够通过水面无人艇获得周围的海上图像，对受保护舰艇周围的环境进行实时监视并具有出色的环境感知能力，可检测水面小型快艇或水雷，是应对海上非对称威胁的主要手段。图 2 即为“Spartan”号USV 通过可见光摄像头探测到的舰船目标，可实现目标瞄准。

(a)7m 长USV (b)11m 长USV

图 1 “Spartan”系列USV

图2“Spartan”USV 探测图像

美国海军开展了”Seafox”系列型号USV 的研制。该型号USV 配有数字缩放红外摄像机、数字缩放白昼彩色摄像机、3×70°的导航摄像机等环境感知传感器。这些设备使得该型号USV 具备远距离监控的能力，很大程度上扩大了该型号USV 的作业范围，包括：内河作业，海面拦截作业，海域环境感知，港口安全，自动作业等。

图 3 “Seafox MK I”USV 和“Seafox MK II”USV 美国空间和海战系统中心的机器人研究小组开发了一种通用的USV 试验平台——“SSC San Diego”号USV，其目的是为后续的新概念USV 研发进行快速原型搭建与测试。在该平台上，该小组研究了多项用以提升USV 性能和智能水平的先进技术，并成功地运用于其它类USV 上。“SSC San Diego”号USV 以Furuno 数字航海雷达目标检测结果为基础，结合电子海图实时建立局部环境模型，完成了USV 的自主航行和危险规避。

图4“SSC San Diego”USV

2.2以色列

以色列研发了“Protector”号USV，它是当今技术最成熟的无人水面艇。它以刚性充气艇为基础，采用遥控控制模式，艇长为9 米，速度可达50 节。艇上配备先进的导航雷达、全球定位系统、红外传感器、光电指示器、“微型台风”遥控武器站等先进仪器设备，能通过视距内或视距外通信进行控制，可以通过光电指示器或红外传感器探测到敌对目标，如海上作战平台、小型舰艇，并进行指示攻击；还可以执行护卫和巡逻，海上保卫，远程打击任务等。

图 5 “Protector”USV

2.2其他

韩国海洋研究院正开展USV 方面的研制，其目的是替代普通舰艇来完成海洋调查、区域巡逻等任务，在降低安全事故发生频率的同时，有效提升海洋调查、巡逻活动的作业能力，在海况恶劣的状况下，还能对遇险人员进行搜救，计划在2015 年实现商业化。

日本为阻止来自海上的入侵和攻击等恐怖事件，研发无人驾驶潜艇和无人驾驶水上艇，计划于2013 年实现部署。构想是将无人驾驶水上艇和无人驾驶潜艇加以结合，共同进行追踪武装间谍船、搜索和清除水雷、海底调查以及监视入侵离岛、港湾和沿岸的敌方特种部队等任务。

综上，现阶段国外USV 已具备一定的自主或人工参与的环境感知能力，对航海雷达和视觉传感器在USV 上的综合应用相对成熟，并已经应用于实艇试验和实际使用中。美国在无人系统发展路线图中指出，未来USV 环境感知系统发展方向包括多变海洋环境的适应能

力和复杂环境下的感知识别能力，2015 年环境感知系统应达到目标分类能力，2034 年应具有自主的智能目标识别能力。

三、AUV国内发展情况

在世界各国研究AUV 如火如荼时候，我国才开始起步研究，但是这种研究也仅仅集中在少数高校和研究所中。在1986年实施863计划之前，研制的都是仅能达到300米的有缆遥控水下机器人。到九十年代，我国在水下航行器技术领域获得了重大突破。沈阳自动化所在1994年和1995年分别与国内的中科研声学所、中船重工702所还有几所重点高校和俄罗斯科学院海洋技术研究所合作研发了“探索者”号和CR-01(图1-4)，这两种无缆的水下航行器。前者工作深度达到了1000米，后者则是达到了6000米，我国一下跻身到在机器人总体技术水平的世界先进行列，也成为了AUV 能下潜到6000米的少数国家之一。CR-01可以按照预订航线进行航行，在6000米水下能够拍照、摄像、海底沉物目标搜索观察、海底多金属结核丰度测量、海底地势与剖面测量等等。CR-01型AUV 主要是为了用于对矿产资源的勘测和开发，其研究得到了中国大洋矿产资源开发研究协会支持。

图1-4 CR-01型水下航行器

2008年3月CR-02型AUV6000米深海试验成功，标志着中国在自主式水下航行器技术和应用方面实现新的跨越，达到世界先进水平。CR-02型(图1-5)AUV 的本体长4.5米，直径0.8米，最大工作深度与CR-01一样，6000米，续航达25小时，定位精度小于20米，长基线声纳定位系统作用距离为10-12千米，剖面仪地层穿透深度达50米。CR-02型AUV 主要用于国际海底复杂环境下的海底矿产资源调查、作业海区现场海洋环境的测量、深海采矿场所的前期和后期调查、在某些特殊情况下还可作为定点调查设备使用，也可以应用于失事舰船调查和深海科学考察。

图1-5 CR-02型水下航行器

由哈尔滨工程大学、华中理工大学、702研究所和709研究所共同开发研制的自主式智能水下机器人“智水”系列(图1-7)代表了我国军用AUV 的先进水平,该系列AUV 可用于海域扫雷,自主巡航等。经实验表明在智能控制等诸多方面“智水”都达到较高的水平。

图1-7 “智水Ⅲ”型水下航行器

四、AUV国外发展情况

4.1、美国海军空间和海战系统中心自游者II

美国海军空间和海战系统中心(SPAW AR)开发的自游者II(Free Swimmer II-SFII)、无人驾驶搜索系统(AUSS)(图1-1)以及飞行插头(Flying Plug)。其中自游者II 属于无人驾驶水下航行器(UUV),在三者中体积最大,整体呈鱼雷形状,主要用来运输其他自主式航行器[24]。AUSS(图4-1)属于自主式水下航行器(AUV),体长5.2米,直径0.8米,重1230千克,续航行时间为10小时左右。飞行插头是为数据传输而设计的中间站,是为AUV、潜艇以及其他水面舰只之间的远距离通信而设计的小型AUV。

图4-1 美国海军空间和海战系统中心的AUSS

4.2、美国海军研究生院ARIES 水下机器人

美国海军研究生院(NPS)开发的ARIES 水下机器人(图4-2),在水下多机器人协调雷区探测与水雷清除工作中发挥了重要作用。由于水下扫雷任务危险性很高,因此控制算法上当出现机器人失踪时(引爆水雷),主控机器人可以下令其余机器人接替失踪机器人原先的任务。结果表明该机器人编队应用于雷区探测可以在极大的提高搜索效率的同时,降低水雷的遗漏数量。

图4-2 美国海军研究生院(NPS)的ARIES 水下机器人

4.3、麻省理工学院ODYSSEY

麻省理工学院(MIT)海洋工程系海洋机器人实验室研制了ODYSSEY 自主式水下航行器,Caribou 和Xanthos 水下协作机器人。ODYSSEY 主要用于海洋科学考察和海洋取样等任务。该UUV 体长2.2米,直径0.57米,设计上与一般欠驱动AUV 相比最大的特点是航行器的两侧各有一个电动推进器,该设计提高了转向灵活性与最大航行速度。Caribou 和Xanthos 水下机器人主要用于海洋科学考察,两者通过协作方式组成的AUV 编队在建立海流的时空光谱模型中发挥了重要作用,通过协调标图的方法,提高了对位置环境标图的有效性、快速性和健壮性[30,31]。

4.4、Woods Hole 海洋研究所REMUS

Woods Hole 海洋研究所开发的两款水下航行器REMUS(图4-3)与ABE 同属于信息型AUV。REMUS 作为“远程环境监控单元”用来执行海洋监测任务。AUV 长1.33米,

中间最宽处0.19米,重量不足30千克,在众多AUV 里属于小巧灵活的类型。ABE 体积较大可携带更多的能源和设备,其特点是船体由三部分组合而成,可在水中完全悬停以进行海底观察、地形勘测等活动,该AUV 还具备自动回坞功能。

图1-3 Woods Hole 海洋研究所开发的REMUS

4.5、日本东京大学Kaiko

日本作为岛国,在海洋开发探测领域一直走在世界前列,09年由东京大学主持开发建造的Kaiko 无人水下航行器(图4-4),已经可以下潜到世界上最深的海底。其他还有通用动力公司和雷声公司研制的用于探测水雷的XP-21,德国STN 公司研发的使用像缩微燃料电池和碳纤维增强塑料的深海C(Deep C),英国研发的用来搜集海洋数据的AUV“海豚”(Dolphin),法国海洋开发研究所开发的“EPAULARD”号无人航行器,韩国大宇公司旗下的船舶海洋研究与俄罗斯海洋研究所共同研发的OKPO-6000等等。

图1-4 日本东京大学Kaiko ROV 无人水下航行器

五、UUV国外发展情况

2.1 美国推出“海军无人潜航器主计划”

目前，美国已成功开发了多型UUV。其中，远程环境监视系统(Remote Environmental Monitoring Units，REMUS)在2003年“自由伊拉克”行动中成功执行了反水雷任务；AN/BLQ-11于2005年在SSN 708攻击型核潜艇上进行了测试；AN/WLD-1“遥控猎雷系统”(Remote Mine-hunting System ，RMS)也已经进入小规模初始生产阶段，RMS主要用于执行沿海地区的反水雷作战任务。

1999年，美国海军制订了UUV发展计划。2002年，美海军要求UUV与无人机具有通用性，提高操作自主性水平。2004年5月，美海军按照新的水面与水下联合作战的思想要

求，修订了UUV发展计划，强调提高UUV与潜艇、水面舰艇信息联通的能力。2005年1月21日，美国海军公布了经过大规模修订后的升级版的“海军无人潜航器主计划”，明确要发展便携式、轻型、重型和巨型4类UUV，续航力将突破百小时。

根据规划，美国海军正在建造和研制的所有水面舰艇和潜艇都将配备UUV，同时强调标准化和模块化设计，进一步开发UUV自主能力、能源和推进技术，传感器和信号处理技术，通信和导航技术以及作战和人工干涉技术等。

2.2 德国UUV计划取得重大进展

2005年，德国阿特拉斯电子公司研制成功了DeepC自主式无人潜航器，并在比斯开湾深海水域进行了演示活动。DeepC研发计划是德国21世纪航运与船舶技术研究规划的一部分，由德国联邦教育研究部提供资金。DeepC重2.5 t，作业水深4 km，续航时间约50 h，最大装载能力为250 kg。可执行水下管线检测、海底电缆铺设、海床勘探和海底资源调查等任务，其潜在军事应用价值已引起德海军的关注。

2.3 澳大利亚开展UUV定位技术研究

为提高水下定位精度并与水面平台实时通信，澳大利亚在其瓦亚巴型UUV上研究采用GPS、无线电和水声数据链的组合通信技术。具体方案是：利用安装在浮标上的GPS定位设备，提供浮标的精确位置坐标，并不断更新数据，最高精度可达10～15 m；通过水声数据链将定位和时间数据传送给水下的UUV，最大有效范围达5 km；UUV接收到数据后，通过计算机得到自身的准确位置。澳大利亚还在研究利用该技术实现UUV与无人机的通信。2001年，美澳海军进行了一次联合演习，澳海军“科林斯”潜艇上安装了“声学水下－水声信息链”通信系统，使在水下的潜艇能直接与30 km外的指挥舰通信。

2.4 挪威联合开发UUV

为加强技术交流，进一步提高UUV的研制能力和水平，2005年10月，挪威通用原子公司、康斯堡海上系统公司和C&C技术公司签订了一份协议，共同开发自主式无人潜航器及其相关技术。康斯堡海上系统公司是世界知名的水声设备和水下系统产品的制造商，其研制的民用和军用HUGIN自主式UUV拥有较高的性能和可靠性。而通用原子公司主要致力于UUV以及掠夺者遥控监视飞机的核心技术、先进的国防和能源系统技术的开发，目前已经承揽了美国海军的诸多项目，包括电磁飞机弹射系统、先进的阻拦装置、超导同级推进发动机和电磁钢轨等。C&C技术公司最近已经交付了两艘HUGIN3000型UUV，并即将交付第三艘，潜航深度为4.5 km。

国外工控机技术发展趋势国内发展概况与策略

国外工控机技术发展趋势国内发展概况与策略 机械工业基金会　段明祥 一、国外工控机发展趋势 1.工控机发展的几个热点问题 (1)现场总线　现场总线是连接设置在工业过程现场的仪表与设置在控制室内的控制设备的数字化、双向、多向通信网络。它具有消除了4～20mA 信号传输瓶颈现象等很多优点,意义深远,因此受到国际上自动控制、仪表产业、计算机产业界的高度重视。有良好的发展前景。目前,较为流行的现场总线有FF 、PRO F I BU S 、CAN 、L on W o rk s 、HA R T 。已将FF (F ieldbu s 、Foundu ti on )和HA R T 列入国家“九五”攻关项目。 收稿日期:1998-09-21 (2)IPC 因PC 机硬、软件资源丰富、产量大、价格低、质量高,为广大技术人员所熟悉和认可。家用电脑逐步成熟。目前,PC 机占通用计算机95%以上。这是工业PC 热的基础。搞工控的专家和技术人员自然想赋予PC 总线更高的使命,拟让它在过程控制、制造自动化、楼宇自动化等方面扮演重要角色。 (3)PC I 随着CPU 性能的不断提高,总线结构经历了几个发展阶段。①ISA 总线,又称A T 总线;②M CA 标准;③E ISA ;④局部总线,局部总线有两种标准;V ESA (VL )和PC I ,这两 个总线的数据宽度均为32位,并可扩展到64位,数据传输率132M B ～264M B S ,但VL 总线受CPU 时钟频率的限制,只为In tel 486芯片所专用,而PC I 总线是一个经济实用的高性能总线。现PC I 不仅用于PC 机,而向通讯等很广泛领域扩展。 2.DCS (分散型控制系统) 当前工业控制计算机仍以大系统、分散对 象、连续生产过程(如:冶金、石化、电力等)为主,采用分布式系统结构的分散控制系统仍在发展。由于开放结构和集成技术的发展,促使大型分散型控制系统销售增加。DCS 1997年销售为45亿美元。世界上主要DCS 供应商为:Hon 2eyw ell 、B ailey 、W esting 、Hou se 、ABB 、Foxbo ro 、Siem en s 、EU RO 、横河、日本、山武霍纳威尔等。 在工控机中DCS 是受计算机技术影响最大、反应最快的一种。DCS 主要发展趋势为: (1)DCS 向综合方向发展　由于标准化数据通信链路和通信网络的发展,将各种单(多)回路调节器、PL C 、STD 总线、工业PC 、N C 等工控设备构成大系统,以满足工厂自动化要求,并适应开放化的大趋势。 (2)DCS 向智能化方向发展　由于数据库系统、推理机能等的发展,尤其是知识库系统(KB S )和专家系统(ES )的应用,如自学习控制、自适应控制、远距离诊断、自寻优等,人工智能会在DCS 各级实现。和FF 现场总线类似,以微处理器为基础的智能设备,如智能I O 、智能P I D 控制、智能传感器、变送器、调节器、执行器、智能人机接口、可编程调节器相继出现。 (3)DCS 工业PC 化　由IPC 组成DCS 成为一大趋势,PC 作为DCS 的操作站或节点机已经很普遍,PC PL C 、PC STD 、PC N C 等就是PC DCS 的先驱。 (4)现场总线FF 与DCS 现场总线FF 的优点:①消除了4～20mA 信号传输的瓶颈;②减少了电缆配件及安装、维修费用;③提高了检测精度和鲁棒性;④增强了控制系统的可靠性与自治性;⑤为用户提供更多的功能;⑥用户拥有仪表等产品的选择权;⑦产生先进的新型现场仪表,赋予现场仪表许多新的先进功能;⑧调

控制论的发展

EA 产业市场业界＆市场 32　｜　电气时代２００５年第１１期 科学史上，一个简洁明了的基本原理，常常需要长期的实践和积累，历经千百次的失败和成功，从而达到某一升华的阶段，才能形成自己的理论体系，然后渗透到其他学科中去。自动化技术与其基础理论——控制论之间的关系也是这样的。开环控制的基础理论相对来说比较简单，闭环控制比较复杂，至今仍处迅速发展时期，吸引了众多学者关注。虽然有形形色色的数学理论被应用到控制论中来，但它的基本原理只有３个：扰动控制、负反馈控制和复合控制。经过长达数千年的发展，直到２０世纪中叶，人们才从众多的自动化技术中概括出这３大基本原理，然后主观能动地应用它们去建造各式各样的自动化装置，以此实现办公自动化、无人工厂、农业自动化和家务劳动自动化等等，才形成今天强大的社会生产力，把人类推进到一个崭新的时代——自动化时代。可以说没有控制论的建立和发展，就没有今天发达的自动化技术。 指南车、调速器 早在发明指南针之前的公元１０２０年，我们的祖先用木质齿轮系制造了一部车子，车上设一“仙人”。开车前，把“仙人”的手指方向调为指南。开车后，不管车身怎样转弯抹角，“仙人”的指南方向始终不变，这是一项伟大的发明。但是它的工作原理是什么？没有概括出来，就失传了，没能对当时的社会做出更大的贡献。直到２０世纪６０年代，自动化技术发展到相当高水平之后，人们才知道它的工作原理是扰动控制原理。原理简单，但很实用，许多小型发电机常常用它来设计电压自动调压器，结构简洁，运行可靠。 　１７８８年瓦特研制出蒸汽机离心式调速器，它能保持蒸汽机转速基本不变，才有工业应用价值。但是历经７０多年的不断改进，不但没有达到人们预料的结果，反而“晃动”起来，令人费解。因为根据当时的科技发展水平，人们尚不理解有一定的内“摩擦”，正是一个系统能够稳定工作的充要条件。“晃动”震撼了新生的资产阶级社会，吸引了很多著名的工程 师、物理学家和数学家的兴趣。但是只有理论基础极为雄厚扎实的英国物理学家，也是创立电磁波理论的科学家Ｊ．Ｃ．麦克斯韦尔（Ｍａｘｗｅｌｌ）才能把蒸汽机晃动现象变成线性微分方程来研究，这是人类第一次把自动化技术中出现的晃动问题变成数学问题来研究。经１８７７年英国人Ｅ?劳斯（Ｒｏｕｔｈ）和１８９５年德国人Ａ?霍维茨（Ｈｏｒｗｉｔｚ）两人各自独立的研究，把特征方程的系数排成一系列不等式，并指出只要满足这些不等式，该系统就是稳定的。不需要去解特征方程的根了，终于形成了现在任何一本自动控制原理课本都要讲的基本理论，代数稳定判据。　从发现问题到解决问题，前后２０多年，科学理论的建立是非常艰巨的。　从瓦特蒸汽机出现的晃动问题中形成的代数稳定判据，不仅解决了蒸汽机稳定问题，而且适用于分析所有低价线性微分方程描述的系统的稳定性问题。即特殊性中含有普遍性，普遍性也必然寄寓在特殊性中。从局部出现的问题，再扩展到其他领域，就形成了社会生产力，代数稳定判据的建立，稳定并促进了资本主义的发展。 电子管放大器和奈奎斯特频率法 １９１５年，美国贝尔电话实验室为了敷设从纽约到旧金山的长途电话线，遇到大量的技术困难，其中最为关键的技术是长距离输送电话信号时，伴随出现信号衰减和畸变两个问题。这是两个相互关联而且又必须同时加以解决的技术关键。１９２７～１９３２年，在该实验工作的Ｈ?布莱克（Ｂｌａｃｋ）和他的同事们，应用负反馈原理基本上解决了非线性畸变，但又出现另一个问题—振荡，即输出信号忽强忽弱。１９３２年，同在该实验室工作的Ｈ?奈奎斯特（Ｎｙｑｕｉｓｔ）成功地解决这一关键技术，创立了奈奎斯特频率法，奠定了自控原理最基础的工作。频率法的出现是和电力工业的发展分不开的，因为电力工业需要对正弦函数的电信号进行网络计算，建立了复数运算和复变函数论，这就为频率法的建立准备了数学工具。　奈奎斯特的频率法的重要贡献在于，　不用解微分方程，它可以利用物理上可以测量的开环系统频率持性来判别闭环系统的稳定 控制论的发展 □项国波

国内外油气勘探理论和技术研究现状

国内外油气勘探理论和技术研究现状 一、国外油气勘探理论和技术发展的现状 1、国外油气勘探理论进展： “合油气系统”概念是石油天然气地质学与系统科学相结合的产物，由美国石油地质学家M G Dow在1972年在AAPG年会上首次提出后，后来经Perrodon（1984），Demason（1984），Meissner（1984），Ulmishek（1986）及Magoon（1987、1988、1989）等人补充、修改而完善，认为：“含油气系统强调特殊烃源岩与形成石油聚集之间的成因关系，盆地研究强调构造凹陷及所包含的沉积岩，而不考虑与油藏的关系，对含油气区带和远景圈闭的研究强调应用现有的可行的技术或方法探测出现今存在的圈闭”。含油气系统一词代表了所有形态的烃类（固态的、液态的和气态的），而系统则代表了所有相互关联的基本要素（烃源岩、储集层、盖层和上覆岩层）以及所有成藏作用（圈闭的形成、石油的生成一运移一聚集）。 “层序地层学”概念早在1948年Sloss，Krumbein及Dapples等就提出了。后经Vail（1977，1988），Payton（1977），Posarnentier（1988），Galloway（1989），Sagree（1988），Wagoner（1988）等人进一步完善，层序地层学理论进入到系统化与综合化阶段，形成经典层序地层学理论（Vail and Posamentier，1988）和成因层序地层学新学派（Galloway，1989）。以最大水进面（海泛面或湖泛面）泥岩作为层序边界，强调在海平面或湖平面从下降到上升所完成的进积—退积—加积作用过程，形成一个完整的成因地层单元，层序内部具有向上变粗再变细的演化序列；1994年，Cross等提出了高分辨率层序地层学，根据基准面旋回原理和可容空间变化原理，揭示基准面旋回层序与沉积动力学和地层响应过程的关系，研究相对应的沉积相演化序列，预测有利储集砂体的产出位置和发育情况。2002年AAPG年会对层序地层学研究新进展进行总结，主要为：①提出运动学层序和体系域、地球半径周期性变化引起的深海盆地千米级规模的海平面变化、深海页岩层序识别和陆架边缘崩塌基准面及崩塌层序等新理论，提出气候变化是高频层序形成的主控因素，验证了米兰柯维奇旋回中40×104a离心率周期造成海平面变化的理论；②在碳酸盐岩层序地层学、成岩作用与层序地层学关系研究方面以及层序地层学在含油气系统、团闭预测、储集层和油气藏精细描述、烃源岩预

控制理论及智能控制论的发展与现状

控制理论及智能控制论的发展与现状 【摘要】控制论涉及面很广，研究许多不同领域对象的控制问题，也用了各种比较高深的数学工具，文章拟以通俗的语言，简明的介绍了控制理论及其智能控制论的基本思想、基本问题和主要方法，系统的叙述了控制论和智能控制论的发展历程并讨论了其未来的发展前景。 关键词：控制论；智能控制论；神经网络；系统辨识 1 引言 控制理论经过数十年世界范围的发展，研究成果十分丰富，其中一些研究经过不断发展完善已经成为成熟的独立学科，还有一些研究经过一段时间的繁荣昌盛，大大促进了控制理论的发展，完成了历史的使命，现在看其本身的理论及应用价值却是有限的。当前，控制理论已渗透到几乎所有工程技术领域，新的问题、专题及学科分支大量涌现，五彩缤纷。但也会使人有目不暇接，无所适从之感。当前，高新技术的发展提出了形形色色的新问题，难度大，急待解决.面对这些新问题，现有的控制理论常常显得无能为力，使得一些问题甚至等不及理论上的准备及指点，已在实际中用各种技术手段着手加以解决。 在这样的形势下，本文对控制理论的发展及现状进行了系统性的分析与探讨，了解主线索及脉络，以便在对未来的发展做探索时能有所帮助。 2 “控制理论”产生的历史背景及其核心内容 在20世纪中叶，各学科正处于交叉渗透时期，而且各门学科的边缘区域及其交叉点，正是等待开垦的科学领域。恰如控制论创始人维纳（N.Wiener）所讲的：“在科学发展上可以得到最大收获的领域是各种建立起来的部门之间的被忽视的无人区。”正是基于这种思想，维纳与信息论创始人申农、计算机创始人图灵以及神经学家等进行多次讨论、交流、合作，于1948年发表了《控制论—关于在动物和机器中控制和通讯科学》的著作。论述了控制论的一般方法，推广了反馈的概念，为控制理论这门学科奠定了坚实的基础。 从维纳的控制论中，可以总结出3个最基本而又重要的概念：信息、反馈和控制，此即为控制论的三要素。 反馈的概念是于1920年首先出现在贝尔电话实验室的文献中，后经维纳的引入，逐渐推

控制科学与工程学科发展报告,发展现状及趋势

控制科学与工程学科发展现状及趋势 一、国内外现状概述： 经典控制理论的研究对象一般为单输入、单输出的自动控制系统，特别是线性定常系统。 经典控制理论的特点是以输入输出特性（主要是传递函数）为系统的数学模型，采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法，分析系统性能和设计控制装置。经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换，占主导地位的分析和综合方法是频域方法。经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时域和频域中系统的运动特性、控制系统的设计原理和校正方法。其局限性主要表现在一般仅适用于单变量和定常系统。 现代控制理论以线性代数和微分方程为主要的数学工具，以状态空间法为基础，分析与设计控制系统。状态空间法本质上是一种时域的方法，它不仅描述了系统的外部特性，而且描述和揭示了系统内部状态和性能。较之经典控制理论，现代控制理论的研究对象要广泛得多，原则上将，它既可以是单变量、线性、定常、连续的，也可以是多变量、非线性、时变、离散的。 智能控制可以概括为自动控制和运筹学、计算智能、人工智能等学科的结合，其结构是： 识别、推理、决策、执行。在低层次的控制中用常规控制器，而在高层次的控制中则应用具有在线学习、修正、组织、决策和规划能力的控制器，模拟人的某些智能和经验来引导求解过程。智能控制理论是以专家系统、模糊控制、神经网络等智能计算方法为基础的智能控制。 智能控制的发展还不完善，甚至可以说才刚刚开始，但是可以预见智能控制的发展与完善将引起控制科学与工程学科的全面革命。 集散控制系统（DCS）就是在生产过程自动化的巨大需求的背景下发展起来的一种自动化技术。它把控制技术、计算机技术、图像显示技术以及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视、控制和管理。它既打破了常规控制仪表功能的局限，又较好地解决了早期计算机系统对于信息、管理和控制作用过于集

控制科学与工程学科发展现状及趋势

控制科学与工程学科发展现状及趋势 控制科学与工程学科发展现状及趋势2010-05-18 17：49一、引言 自动化是人类文明进步和社会现代化的标志。人类最初的活动，便具有扩 展自身体力和智力的意识和追求。自动化伴随人类社会的发展与进步、在社会 需求的不断推动下不断发展，人类的生产活动是自动化发展的主要推动力。控 制科学与工程学科的研究、应用和推广，对人类生产、生活等方式已经并正在 产生深远的影响。 小到一个全自动化的洗衣机、恒温的电冰箱，稍大一点的工厂现场的生产 以及设备等自动运行、工厂自动化，甚至于无人智能化工厂，还有智能建筑， 这些都是与自动化息息相关的产业。还有航空航天更是一个自动化应用的大舞台。 自动化是一门涉及到多个学科，应用广泛的综合性科学技术。其主要涉及 到自动控制和信息处理两个方面，主要研究包括理论、方法、硬件和软件等。 在我国，"控制科学与工程"作为一级学科，共包括五个下属二级学科：(1)控制理论与工程(2)模式识别与智能系统(3)系统工程(4)检测与自动化装置(5)导航、制导与控制。 二、国内外的研究状况 自动化是延伸人能体能和智能、提高劳动生产率和产品质量的关键技术， 自动控制理论是自动化的研究方法，是自动化的基础和灵魂，自动化器件和系 统是实现自动控制原理的工具和载体。 自动化总的来说分成如下几个阶段： 20世纪30年代到40年代：经典控制理论发展初期，这一段时期工作主要 建立在频率法和根轨迹法的基础上，这一阶段通常被称之为经典控制理论。经 典控制理论主要研究对象一般为单输入、单输出系统，特别是线性定常系统。 其特点是以输入输出特性为系统的数学模型，采用频率响应法和根轨迹法来分

智能控制技术的发展现状及心得体会

智能控制技术的发展现状及心得体会 摘要： 在此综述了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国内外发展和现状。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创新的挑战，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：智能控制模糊控制神经网络遗传算法 一、引言 智能控制作为当今的一种交叉前沿学科，其研究中心始终是解决传统控制理论、方法（包括经典控制、现代控制、自适应控制、鲁棒控制、大系统方法等）所难以解决的不确定性问题。自智能控制概念的提出，自动控制界纷纷仿效，主流是人工智能技术引入到自动控制系统中，寻求难以精确建模的复杂系统的自动控制(自治)。 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”。 二、智能控制的性能特点 智能控制是自动控制发展的新的阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂、非线性和不确定的系统控制问题。智能控制系统具有以下几个特点：(1)较强的学习能力： 能对未知环境提供的信息进行识别、记忆、学习、融合、分析、推理，并利用积累的知识和经验不断优化、改进和提高自身的控制能力； (2)较强的自适应能力： 具有适应受控对象动力学特性变化、环境特性变化和运行条件变化的能力； (3)较强的容错能力： 系统对各类故障具有自诊断、屏蔽和自恢复能力； (4)较强的鲁棒性： 系统性能对环境干扰和不确定性因素不敏感； (5)较强的组织功能： 对于复杂任务和分散的传感信息具有自组织和协调功能，使系统具有主动性和灵活性； (6)实时性好：

国内外社会管理研究现状及述评

国内外社会管理研究现状及述评 摘要：文章对国内外社会管理的研究做了一个简要的研究现状分析及述评，由此可以看出这些研究成果的重要性和参考价值，对指导我国推进社会管理体制创新具有重要的借鉴意义。 关键词：社会管理；社会管理学；社会管理体制对社会管理的关注，其实古已有之，古今中外的思想家可以说从某种程度上都关注过它。而对社会管理的现实考察，最深刻最系统的主要还是马克思和恩格斯，这里面我们可以从马克思晚年大量的人类学笔记的摘录，后经恩格斯整理其中一篇重要的历史唯物主义文献《家庭、私有制和国家的起源》中就可以看出，社会管理作为一项重要的人类活动，确证人类作为主体的存在。人类脱离自然界，很大程度上就是这种自觉的社会性活动。该笔记摘录中，马克思和摩尔根有着如此惊人的相似，对人类社会早期的各种活动进行考察，得出近似的结论。人类社会的管理活动是与人类社会相伴而生的，而且时刻也没有离开过。也就是说，社会管理活动就是人类社会本身的实践。返本开新，我们今天研究社会管理，仍然可以从前人那里，特别是马克思主义经典作家那里吸收丰富的营养。那么国内外对社会管理的研究大致有哪些成果呢？ 1 国外研究社会管理的成果 国内外对社会管理的研究，大致有以下的成果。二十世纪八十年，贾泽林先生等人翻译原苏联科学院通讯院士，著名的社会管理的研究学者阿法纳西耶夫《社会管理中的人》，掀开了对社会管理研究的序幕。该书主要研究人在管理社会中的地位和作用，从人之作为管理的主体和管理的客体这两个方面对人做了具体分析，对作为人们相互关系的管理关系，进行了相当深刻的说明[1]。作者认为管理关系具有主观和客观双重本质，因为一方面管理关系归根到底都是生产方式所产生的，社会经济基础所产生的，而管理关系本身就具有这种基础的性质，所以说管理关系具有客观性，另一方面管理关系都是在管理过程中形成的人的关系，人与人的关系，又具有主观的性质[1]。实际上，作者把管理关系作为生产关系的一种重要形式。由赵承先先生等翻译原苏联学者波波夫和休休卡洛夫编著的《社会认识和社会管理》，从哲学上论述社会管理的理论与实践问题。作者把社会管理看成是从社会认识过渡到社会实践的一个复杂的辩证过程，因为科学认识社会管理，首先就要科学论事社会认识的过程，同时反过来社会实践又是检验社会管理理论正确的标准[2]。肯定了哲学的认识论对科学认识社会管理的作用。该书对认识社会管理的有着重要的方法论意义。 由王思斌先生等编译原苏联学者奥马罗夫的《社会管理：某些理论与实践问题》一书，则把社会管理作为研究对象，译者在序言中指出“社会管理是人们对于整个社会及其个别领域的有意识影响，其目的是通过人的有意识、有目的的管理活动，使社会及其个别领域正常的发挥自己的功能，并不断完善与发展，以保证整个社会的良性运行[3]。”该书中，作者依次对社会活动基本领域的分析以及确立社会管理的目标，确立社会管理科学的对象与方法，揭示社会管理的规律与规律性，认识控制论在社会管理中的系统方法，分析社会管理的功能，建立社会管理的组织结构，社会管理的组织形式，社会信息在社会管理中的作用以及管理关系的调节等各方面的内容，比较全面的研究了社会管理作为独立的研究对象，确立为一门学科。作者仍然沿袭阿法纳西耶夫对管理关系主管和客观的统一的认

智能控制研究现状

智能控制的研究现状 摘要：本文介绍了智能控制的产生背景和智能控制的特点以及智能控制国内外研究现状及发展趋势,分析了智能控制的应用现状。最后,对今后智能控制的发展前景进行了展望。 关键词：智能控制，背景，智能控制技术，展望 引言：智能控制（intelligent controls），是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器，以实现控制目标的自动控制技术。智能控制是近年来控制界新兴的研究领域，是一门边缘交叉学科。智能控制技术在很多领域得到了广泛应用，如制造业、工业工程、能源工程、生物医学工程、汽车以及飞行器等。智能控制是一种直接控制模式，它建立在启发、经验和专家知识等基础上，应用人工智能、控制论、运筹学和信息论等学科相关理论，驱动控制系统执行机构实现预期控制目标[1]。智能控制是自动控制发展的高级阶段，为解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题提供了有效的理论和方法。它处于控制科学的前沿领域，代表着自动控制科学发展的最新进程。 1.智能控制产生的背景 科学技术的产生和发展主要由生产发展需求和知识水平所决定，控制科学也不例外。二十世纪以来，控制科学与技术得到了迅速发展，由研究单输入单输出被控对象的经典控制理论发展形成了研究多输入多输出被控对象的现代控制理论。经典控制理论主要是采用频域法对控制系统进行描述、分析和设计，现代控制主要采用时域的状态空间方法。二十世纪六十年代，由于空间技术、海洋工程和机器人技术发展的需要[2],控制领域面临着被控对象的高度复杂性和不确定性,以及人们对控制性能要求越来越高的挑战。被控对象的高度复杂性和不确定性主要表现为对象的高维、高度非线性和不确定性[3]，高噪声干扰、强耦合，系统工作点动态突变性，以及分散的传感元件与执行元件，分层和分散的决策机构，复杂的信息模式和庞大的数据量。面对复杂的对象，复杂的任务和复杂的环境，用传统控制（经典控制和现代控制）的理论和方法去解决是不可能的。原因[4]：（1）传统的控制理论都是建立在以微分和积分为工具的精确

智能控制技术的发展现状与应用

智能控制技术的发展及其应用 一、国内外研究现状及发展趋势 智能控制（intelligent controls），是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器，以实现控制目标的自动控制技术。 自1932年奈魁斯特（H.Nyquist）的有关反馈放大器稳定性论文发表以来，控制理论的发展已走过了60多年的历程。一般认为，前30年是经典控制理论的发展和成熟阶段，后30年是现代控制理论的形成和发展阶段。随着研究的对象和系统越来越复杂，借助于数学模型描述和分析的传统控制理论已难以解决复杂系统的控制问题。智能控制是针对控制对象及其环境、目标和任务的不确定性和复杂性而产生和发展起来的。 从20世纪60年代起，计算机技术和人工智能技术迅速发展，为了提高控制系统的自学习能力，控制界学者开始将人工智能技术应用于控制系统。 1965年，美籍华裔科学家傅京孙教授首先把人工智能的启发式推理规则用于学习控制系统，1966年，Mendel进一步在空间飞行器的学习控制系统中应用了人工智能技术，并提出了“人工智能控制”的概念。1967年，Leondes和Mendel 首先正式使用“智能控制”一词。 20世纪70年代初，傅京孙、Glofiso和Saridis等学者从控制论角度总结了人工智能技术与自适应、自组织、自学习控制的关系，提出了智能控制就是人工智能技术与控制理论的交叉的思想，并创立了人机交互式分级递阶智能控制的系统结构。 20世纪70年代中期，以模糊集合论为基础，智能控制在规则控制研究上取得了重要进展。1974年，Mamdani提出了基于模糊语言描述控制规则的模糊控制器，将模糊集和模糊语言逻辑用于工业过程控制，之后又成功地研制出自组织模糊控制器，使得模糊控制器的智能化水平有了较大提高。模糊控制的形成和发展，以及与人工智能的相互渗透，对智能控制理论的形成起了十分重要的推动作用。 20世纪80年代，专家系统技术的逐渐成熟及计算机技术的迅速发展，使得智能控制和决策的研究也取得了较大进展。1986年，K.J.Astrom发表的著名论文《专家控制》中，将人工智能中的专家系统技术引入控制系统，组成了另一种

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 系统性能应优于变化前的系统性能。 （2）适应功能：系统应具有适应受控对象动力学特性变化、环境变化 和运行条件变化的能力。这种智能行为是不依赖模型的自适应估计，较传 统的自适应控制有更广泛的意义。 （3）组织功能：对于复杂任务和分散的传感信息具有自组织和协调功

控制科学与工程学科发展现状及趋势

控制科学与工程学科发展现状及趋 势 控制科学与工程学科发展现状及趋势2010-05-18 17：49一、引言 自动化是人类文明进步和社会现代化的标志。人类最初的活动，便具有扩展自身体力和智力的意识和追求。自动化伴随人类社会的发展与进步、在社会需求的不断推动下不断发展，人类的生产活动是自动化发展的主要推动力。控制科学与工程学科的研究、应用和推广，对人类生产、生活等方式已经并正在产生深远的影响。 小到一个全自动化的洗衣机、恒温的电冰箱，稍大一点的工厂现场的生产以及设备等自动运行、工厂自动化，甚至于无人智能化工厂，还有智能建筑，这些都是与自动化息息相关的产业。还有航空航天更是一个自动化应用的大舞台。 自动化是一门涉及到多个学科，应用广泛的综合性科学技术。其主要涉及到自动控制和信息处理两个方面，主要研究包括理论、方法、硬件和软件等。在我国，控制科学与工程作为一级学科，共包括五个下属二级学科：(1)控制理论与工程 (2)模式识别与智能系统(3)系统工程(4)检测与自动化装置(5)导航、制导与控制。 二、国内外的研究状况 自动化是延伸人能体能和智能、提高劳动生产率和产品质量的关键技术，自动控制理论是自动化的研究方法，是自动化的基础和灵魂，自动化器件和系统是实现自动控制原理的工具和载体。 自动化总的来说分成如下几个阶段： 20世纪30年代到40年代：经典控制理论发展初期，这一段时期工作主要建立 在频率法和根轨迹法的基础上，这一阶段通常被称之为经典控制理论。经典控制理论主要研究对象一般为单输入、单输出系统，特别是线性定常系统。其特点是以输入输出特性为系统的数学模型，采用频率响应法和根轨迹法来分． 析系统的性能和设计控制装置。其数学基础是Laplas变换，占主导地位的分析方法和综合方法是频域方法。主要研究系统运动的稳定性、时域和频域中系统的运动特性、控制系统的设计原理和校正方法。 20世纪50年代：自动控制经历了从经典控制理论到现代控制理论的转变。这一时期的代表性的工作包括前苏联数学家Pontryagin的极大值原理和美国数学家的Bellman的动态规划和kalman递推滤波以及状态空间模型的能控性、能观测性、反馈正定等定理的出现。现代控制理论主要以线性代数和微分方程为主要的数学工具，以状态空间法为基础，分析与设计控制系统。状态空间是一种时域的方法，它不仅描述了系统的外部特性，而且描述和揭示了系统的内部状态和性能。较之经典控制理论，现代控制理论的研究要广泛的多。 20世纪70年代以后，控制论想社会、经济领域渗透，从工程领域向非工程领域扩散，在更广阔的范围内得到了应用和发展。在此期间，出现了经济控制论、社

化工自动化控制研究现状及发展趋势

化工过程控制及仪表结课论文论文题目化工自动化控制研究现状及发展趋势 学院材料科学与技术学院 专业名称林产化工 班级林化13-1班 学号130534119 姓名何海蔚 指导教师张谦

目录 1. 化工自动化概述 (3) 1.1化工自动化控制的概念 (3) 1.2化工自动化控制的产生 (4) 2. 化工自动化的发展现状 (4) 2.1国内现状 (4) 2.2国际形势 (5) 3. 我国自动化控制存在的问题及建议 (6) 3.1存在问题 (6) 3.1.1 自动化业务流程有待规范 (6) 3.1.2 自动化控制产业化规模有待提高 (6) 3.1.3 自动化控制质量控制参数有待规范 (6) 3.1.4 自动化控制系统集成管理程度有待提高 (6) 3.1.5 模型通用性较差 (6) 3.1.6 产品化能力较差 (6) 3.2改进措施 (7) 4. 自动化仪表与控制系统的发展趋势 (7) 4.1智能化 (7) 4.2高精度化 (7) 4.3总线化 (7) 4.4网络化 (8) 4.5开放性 (8) 5. 参考文献： (8) 6. 后记 (8)

化工自动化控制研究现状及发展趋势 摘要：化学自动化控制是一门综合性的技术学科，是综合利用自动控制器仪表学科，以及计算机学科的理论服务于化学工程。本文先介绍了化工自动化控制的的概念和它产生的背景，重点就国内外的发展现状做了对比分析，总结了当前自动化发展中存在的问题并提出了优化对策，最后针对自动化仪表与控制系统的发展趋势从五个方面做了具体的分析和展望。 关键字：自动化化工控制仪表 前言：自动化控制是整个化工行业发展中在技术应用方面的非常重要的组成部分，加强化工自动化建设，不断提高化工行业的自动化控制水平是我国化工行业适应世界化工自动化控制的发展趋势，同世界化工行业技术与市场接轨的重要措施。实现化工自动化控制，不但有利于提高我国化工企业的技术水平和经营管理水平，提高劳动生产率，而且有利于化工企业降低能耗及生产成本，提高化工产品的品质，为化工企业创造良好的经济效益及社会效益。近几年来，化学工业企业的发展规模越来越大，技术水平也越来越高，新材料、新工艺、新技术的采用范围越来越广，再加上自动化控制技术的实践及业界对自动化控制技术重视程度的提高，化工行业的自动化控制显得越来越重要。 1.化工自动化概述 1.1化工自动化控制的概念 （1）化工自动化控制是指在化工企业的整个生产管理过程中，以化工过程为控制对象，运用自动化控制技术，采用独特的控制算法和控制方案，实现控制理论和工程技术时间的有机协调，从原料的加工到成品的产出整个化工过程纳入自动化控制系统，实现对化工过程中对温度、压力、流量、液位等模拟量的自动化控制。其特点是在无人直接参与的前提下，利用外部控制设备或装置使被控对象或过程按照预定规律自动运行。 （2）实现化工自动化控制不仅需有高质量、高品质的技术服务，而且要求含有成套的自动化控制系统。要实现化工自动化控制具体需做到以下几点：一是采用先进的自动化空着设备及系统，能对温度、压力、流量与液位四大过程参数进行有效控制，比如DCS分散控制系统、PLC可编程序控制器。二是制定出相应科学、合理的实施方案，打造其控制平台。三是拥有高素质操作人员，可对其进行科学管理与操作。 （3）化工自动化控制与一般控制的主要区别动态与反馈。一方面，在过程控制中将各种工艺衡算所需要的平衡状态看作是稳态，当生产达到稳态时，若出现干扰，控制变量会

现代控制理论发展文献综述

<<现代控制理论>>的文献综述 轮机1305班 1049721301970 陈彬彬 内容摘要 通过查阅这些参考资料和文献，深入了解了现代控制理论的产生、发展、内容和研究方法，并通过将其与本科期间学过的古典控制理论进行了对比，了解了两种控制理论的异同。最后初步认识了现代控制理论在各领域中的应用。这些参考资料和文献对以后对现代控制理论的学习将会有方向性的指导作用。 关键词：现代控制理论经典控制理论发展应用 第一章前言 建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。现代控制理论的名称是在1960年以后开始出现的，用以区别当时已经相当成熟并在后来被称为经典控制理论的那些方法。现代控制理论已在航空航天技术、军事技术、通信系统、生产过程等方面得到广泛的应用。现代控制理论的某些概念和方法，还被应用于人口控制、交通管理、生态系统、经济系统等的研究中。 第二章主体部分 2.1 现代控制理论的产生、发展、内容和研究方法 2.1.1现代控制理论的产生及其发展 第一阶段:经典(自动)控制理论 经典控制理论即古典控制理论,也称为自动控制理论。它的发展大致经历了以下几个过程： 1.萌芽阶段 如果要追朔自动控制技术的发展历史,早在两千年前中国就有了自动控制技术的萌芽。两千年前我国发明的指南车，就是一种开环自动调节系统。公元1086－1089年（北宋哲宗元祐初年）,我国发明的水运仪象台,就是一种闭环自动调节系统。 2.起步阶段 随着科学技术与工业生产的发展，到十八世纪，自动控制技术逐渐应用到现代工业中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）发明的蒸汽机离心调速器，加速了第一次工业革命的步伐。 3. 发展阶段 1868年马克斯韦尔（J.C.Maxwell）解决了蒸汽机调速系统中出现的剧烈振荡的不稳定问题，提出了简单的稳定性代数判据。1895年劳斯（Routh）与赫尔维茨（Hurwitz）把马克斯韦尔的思想扩

(完整版)模式识别的研究现状与发展趋势

模式识别的研究现状与发展趋势 摘要：随着现今社会信息技术的飞速发展,人工智能的应用越来越广泛,其中模式识别是人工智能应用的一个方面。而且现今的模式识别的应用也越来越得到大家的重视与支持，在各方面也有重大的进步。模式识别也成为人们身边不可或缺的一部分。关键词：人工智能，技术，模式识别，前景 Abstract：In the modern society with the rapid development of information technology,the application of a rtificial intelligence is more and more extensive,among them pattern recognition is one of the ap ply of artificial intelligence.And now the application of pattern recognition is also more and more to get everyone's attention and support,in various aspects have significant progress.Pattern rec ognition has become an integral part of people around. Keywords:Artificial Intelligence,Technology,Pattern Recognition,prospects 一，引言 如今计算机硬件的高速发展,以及计算机应用领域的不断开拓,人们开始要求计算机能够更有效地感知诸如声音、文字、图像、温度、震动等人类赖以发展自身、改造环境所运用的信息资料。但就一般意义来说,目前一般计算机却无法直接感知它们,我们常用的键盘、鼠标等外部设备,对于这些外部世界显得无能为力。虽然摄像机、图文扫描仪、话筒等设备业已解决了上述非电信号的转换,并与计算机联机,但由于识别技术不高,而未能使计算机真正知道采录后的究竟是什么信息。计算机对外部世界感知能力的低下,成为开拓计算机应用的瓶颈,也与其高超的运算能力形成强烈的对比。于是,着眼于拓宽计算机的应用领域,提高其感知外部信息能力的学科———模式识别,便得到迅速发展。 人工智能所研究的模式识别是指用计算机代替人类或帮助人类感知模式,是对人类感知外界功能的模拟,研究的是计算机模式识别系统,也就是使一个计算机系统具有模拟人类通过感官接受外界信息、识别和理解周围环境的感知能力。现将人工智能在模式识别方面的一些具体和最新的应用范围遍及遥感、生物医学图象和信号的分析、工业产品的自动无损检验、指纹鉴定、文字和语音识别、机器视觉地圈模式识别等方面。 二，现状 以地图模式识别为例，地图模式识别是由计算机来对地图进行识别与理解,并借助一定的技术手段,让计算机研究和分析地图上的各种模式信息,获取地图要素的质量意义。其计算处理的过程类似于人对地图的阅读。 地图模式识别是近年来在地图制图领域中新兴的一门高新技术,是信息时代人工智能、模式识别技术在地图制图中的具体应用。由于它是传统地图制图迈向数字地图制图的一座桥梁,因此,地图模式识别遥感技术、地理信息系统一起,被称为现代地图制图的三大技术。 目前,地图模式识别由于具有广泛的应用价值和发展潜力,因而受到了人们的普遍重视。尤其是随着现今的计算机及其外部硬件环境的不断提高,科技不过发展的情况下，

信息论的国内外研究现状

信息论的国内外研究现状 有关香农的信息论的国内外的研究现状 【摘要】随着计算机技术、通信技术和网络技术等信息技术的快速发展信息技术已经成为当今社会应用范围最广的高新技术之一。信息论是信息技术的主要理论技术基础之一 它的一些基本理论在通信、计算机、网络等工程领域中得到了广泛的应用。目前信息论所研究的范畴已经超过了通信及其相近学科，在其他学科应用也很广泛。本学期我们开设了“电子信息工程导论”这一课程，我在其中对信息论的基础理论有了初步的了解借此文对信息论的国内外研究现状进行简单的论述。 【关键词】香农研究信息论 【正文】香农信息论的局限性很早就被认识到，包括香农本人。香农的信息论诞生不久，许多人将它推广到日常信息交流场合，于是出现纰漏。香农也曾经辑文反对信息论的滥用。和Shannon合著《通信的数学理论》一书的W. Weaver就提出通信的三个水平，而香农理论仅仅是其中一个水平。为了解决语义信息问题，R. Carnap等人提出用逻辑概率代替普通概率，然后用Shannon 熵度量语义信息。50年代末，Kullback提出Kullback信息公式。60年代初，Brillouin提出可用Hartley公式的改进形式来度量非概率信息，比如测量数据的信息。1965年，L. A. Zadeh提出模糊集合论，1968年，他又提出模糊事件，即模糊集合A中事件的概率，和模糊集合的熵。1972年,德鲁卡和特尔米尼提出了用来测度模糊事件的信息量的模糊信息熵公式。70年代，H. Gottinger提出非概率信息，S.Guiasu提出了加权熵和效用信息，都产生了一定影响。G. Jumarie还提出采用洛伦兹变换的相对信息，可惜相对信息的定义并不自然，它与本项目的相对信息有很大的差别。此后，R. Yager，M. Higashi和G. Klir，D. Dubois和H. Prade等人又提出或讨论了可能不确定性测度及相应的广义熵，这类方法只采用隶属度等主观测度而不使用事件发生的概率。吴伟陵教授对广义熵和模糊信息做过探讨。我国学者钟义信先生1981年针对香农信息论的熵公式只能度量概率信息的缺陷,提出了一种"广义信息函数"。1985年,他又把该公式推广到语义信息和语用信息的度量,得到了语法,语义和语用信息的综合测度公式,即所谓"全信息"的计量模型。1993年，鲁晨光提出广义信息论，指出香农信息论的局限性具体表现在:不便于度量语义信息、感觉信息、信源信道可变时的信息以及单个信号的信息。鲁晨光提出了广义通信模型和可度量语义信息、感觉信息及测量信号信息的广义信息测度；讨论了预测和检测的信息准则和优化理论。George J. Klir 则在模糊逻辑，不分明集这些不确定性方面作出了许多的研究。斯托尼尔在90年代初提出统一的信息理论,他把信息看成是宇宙的一种基本属性,其目标是在信息物理学的基础上,并综合现有的控制论,符号学,语言学,认知心理学等学科,构建一个所谓一般信息理论的框架。这些新的理论都是在香农的基础上进行扩展，认识到了香农的一些局限性，都很重视对单重不确定性（信息熵）的研究，但是都没有考虑的信息的可靠性这一问题，即信息与客观事实和真理的符合程度，从信息表示的角度，也就是说没有考虑到信息的表示是不确定性的，如信息的表达中概率是变动的，随机的。此外关于信息的定义非常多，但是并不存在公认的定义，绝大多数定义都没有考虑信息的可靠性，信息的定义也是以“信息是消除不确定性的东西”