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工业自动化对石油化工等行业的重要影响及控制论思想的自然扩展

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:对自动化行业有重大影响的工业是汽车、航空航天和国防相关行业。钢铁矿业和石油化工行业同样在公共事业方面有着主要进展,比如电力和远程通信。这整个行业建立在Von Neumann和Turing的贡献上,他们用控制论的眼光清楚地看待他们的工作,例如图灵和冯诺依曼。在社会系统和心理学中利用系统工程的思想是早期控制论思想的一个自然扩展。[3]系统频率特性和共振详见5.7.2节。自动机的现代分析可以追溯到约翰·冯·诺依曼和阿兰·图灵。

工业自动化对石油化工等行业的重要影响及控制论思想的自然扩展

应当清楚,上面涉及的例子不过是反馈、控制和自动化的冰山一角。示例只是反映了一些个人兴趣和作者的经历。

制造业的过程控制和自动化生产有着许多重要的贡献,其本身是一个非常严肃的研发课题。一个普遍的介绍是在Shinskey(1996),这个介绍尤其在流体过程领域里用处很大。在制造业自动化工作中,领域内的知识是非常重要的,这反映在文献中。在自动化行业的任何分支均有专业书籍。对自动化行业有重大影响的工业是汽车航空航天和国防相关行业。钢铁(如Kawaguchi和Ueyama,1989)矿业和石油化工行业同样在公共事业方面有着主要进展,比如电力和远程通信。后者是著名的大规模系统的(Siljak1991)例子,至少从工程角度来说是这样的。所有的互联网和计算系统是工程系统最好的例子,这些系统的复杂性接近生物系统。将我们工程环境中几乎所有的传感器和执行器相互关联在一起形成一个类似于因特网的通信网络技术变得很普遍,使控制系统的复杂性大幅度增加,因此有能力管理我们的环境。

自适应系统的理论和实践(Astrom和Wittenmark 1988;Mareels和Polderman1994;Goodwin和Sin 1984;Anderson等,1986b)在系统工程中有悠久的历史,可以追溯到早期的自适应控制,即所谓的MIT律(惠特克1959)。学习控制、迭代控制、极点配置控制等都是这个简单的自优化控制律想法的变体。

自动装置和有限状态机,以及他们在基于事件系统上的扩展,都有一个悠久的历史,并伴随很多重要贡献(Cassandras和Lafortune 2008)。这整个行业建立在Von Neumann和Turing的贡献上,他们用控制论的眼光清楚地看待他们的工作,例如图灵和冯诺依曼。

同样,我们对于体内平衡的讨论不过是表面文章,反馈和系统工程扮演的角色,或者说对理解生物过程十分重要。数学生物学有悠久的历史,系统生物学的发展太过爆发性以至于在这里不能公正地讨论它。在一些早期的工作中,反馈显然占据了控制中心的中心位置,例如Mees(1991)和Goldbeter(1997)。

社会系统和心理学中利用系统工程的思想是早期控制论思想的一个自然扩展。这可能是起源于梅西会议,1946年-1953年之间举行(例如,控制论下的美国社会:http://www.asc-cybernetics.org/)在社会行为层面讨论控制论着实是一种贡献,由诺伯特·维纳自己提出,例如维纳(1954)。

[1]米尔顿弗莱德曼,美国人,诺贝尔经济学奖得主,1912~2006,因其对消费分析、货币历史与

理论和稳定政策的贡献而闻名。

[2]传感器和数据采集系统见9.2节。

[3]系统频率特性和共振详见5.7.2节。

[4]电力频谱见4.3节。(www.xing528.com)

[5]间隙是一种非线性效应,存在于当机械耦合的组件之间存在的间隙时。

[6]这种安排在大自然中广泛存在,有反作用的两个成分在任何时候都存在,它们的平衡决定了谁占主导位置。

[7]极限环意味着维持在平衡点附近的振荡,这是典型的强迫振荡器,只有系统行为是非线性的时候才会出现。

[8]通常,带宽指的是一个信号组成的频率范围,用术语来讲就是带宽越大,信号变化速度就越快,

例如,一个扬声器,它的带宽表示它以高保真度再现的声音频率范围。

[9]自动机:自动跟踪预定操作序列的装置或机器。自动机的现代分析可以追溯到约翰·冯·诺依曼

阿兰·图灵。

[10]这个概念来自于希腊,glykys=甜,haima=血液,hypo=低。

[11]Lvan Pavlov,俄罗斯诺贝尔奖获得者,1849~1936,以条件反射研究而闻名,他的工作为行为科

学做了准备。

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