控制工程的核心任务是让一个物理量随着时间的推移遵循一个期望的轨迹。要做到这一点,需要控制工程的许多不同方面:建模、分析和模拟系统、选择传感器来测量或估计变量、找到执行器和设计控制器。
由动态系统模拟的过程的时变行为可以在工程和其他领域的许多方面找到,因此使控制工程成为一个真正的多学科学科。控制工程的其他方面包括控制系统性能的实施和评估。控制工程有时被称为控制系统、反馈控制或自动控制。为简洁起见,在本文中,我们也将控制工程简称为“控制”
控制系统由三个重要模块组成:传感器、执行器和控制器本身。这些模块布置在反馈回路中,将过程变量与所需的设定值进行比较。在最简单的形式下,人类可以充当所有三个构件:眼睛和耳朵是传感器,手动干预是执行器,大脑是控制器。在最复杂的形式中,三个构件被自动动作、电子传感和优化软件所取代。
控制工程是一门隐蔽技术;它几乎无处不在,通常没有人(除了控制工程师)知道它。没有控制,许多技术应用将无法工作,这意味着控制工程在我们的生活中非常重要。
虽然正常运行的控制系统可以在雷达的监控下运行,但控制系统的故障非常明显:飞机坠毁、核电站熔毁和自动驾驶汽车误入歧途都是控制系统故障的一些例子。
控制工程总是达到目的的一种手段,例如保持反应器中的温度恒定以生产新产品。没有人做控制工程,因为他们想要一个控制系统;总是有目的的。
2024年1月22日
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