双十科技自动化及自动控制系统
    自动化(Automation)是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在没
有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判
断、操纵控制，实现预期的目标的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军
事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。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，而且能扩展人的器官功能，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，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要
条件和显著标志。
    自动控制系统(Automatic Control Systems)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，简称自控系统。自动控
制系统是实现自动化的主要手段。自动控制系统主要由控制器、被控对象、执行
机构和变送器四个环节组成。
自动控制系统分类:
(1)按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
    (2)按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和
程序控制系统。
本项目主要介绍开环控制系统和闭环控制系统的相关知识。
二、开环控制系统
开环控制系统适用于简单的系统，它没有反馈环节，响应时间较长，成本较
低。
    如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对
系统的控制产生任何影响，这样的系统称开环.开环控制系统由控制器与被控对
象组成，如图1-2所示。控制器通常具有功率放大的功能。同闭环控制系统相比，
开环控制系统的结构要简单得多，同时也比较经济。开环控制系统主要是用于增
强型的系统，如普通电热水壶、普通台灯、普通电磁炉、自动售货机、自动流水
线等。如图1-3和图1-4所示。
三、闭环控制系统
    闭环控制系统是基于反馈原理建立的自动控制系统。所谓反馈原理，就是根
据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为(输出)与期望行为之
间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既存在由输
入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成
一个闭合的回路，如图1-5所示。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。反馈
控制是自动控制的主要形式。自动控制系统多数是反馈控制系统。在工程上常把
在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统，而把用
来精确地跟随或实现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。同开环
控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原
因(外部扰动或系统内部变化)，只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控
制作用去消除偏差。主要应用小到日常生活中的家用智能电饭煲、空调、智能电
热水壶等，大到工业、航天中的数控机床控制系统、机器人、火箭等。如图1-6和
图1-7所示。
四、自动控制系统的控制方法
    自动控制系统的控制方法很多，比较常见的有PID控制器、模糊逻辑控制器、
仿人智能控制、专家控制系统等，实现的方法一般采用PLC控制、单片机控制、
嵌入式计算机控制、模拟电路控制、DDC控制、DCS控制等。
    在以上众多的自动控制系统中，虽然各种系统的控制技术要求不同，精度不
同，但其基本的控制原理基本相同，故我们选取了生活中比较常见的运粮小车控
制系统和水塔水位控制系统两个简单的例子，通过学习，使我们掌握自动控制系
统的控制原理及自动控制装置安装与调试的一般方法和步骤。