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自动控制类论文优选九篇

时间:2023-03-27 16:46:46

自动控制类论文

自动控制类论文第1篇

关键词:自动控制理论 海上钻井平台 应用研究

中图分类号:TP13 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(a)-0060-01

在我国自动控制技术不断改进的前提下,企业生产已经能够通过系统程序设置来控制相关外部设备来实现自动化生产模式,根据控制理论分类我们可以将其分为经典控制理论以及现代控制理论两大类。在本文中笔者将就自动控制理论在海上钻井平台的应用的相关问题进行分析和研究,希望本文能够对海上钻井平台的开发和研究能够有所帮助。

1 海上钻井平台的自动控制系统分类

海上钻井平台的自动控制理论在过去的几十年中取得了较好的发展,而其中所使用的控制理论主要为经典控制理论中的闭环控制理论。海上钻井平台的控制理论主要涉及到电动机的调速控制系统、发电机的压力调节系统的数字调压装置等的使用都是十分广泛的,在海上钻井平台的直流电动机调速的使用也比较多,而海上钻井平台所使用的西门子的整流装置例如SIMOREG K系列的产品都是通过这种闭环控制系统实现控制功能的。

2 闭环控制系统介绍及控制原理

在海上钻井平台中使用的闭环控制系统是自动控制理论中十分重要的内容,在经典控制理论中又称之为反馈控制系统,而这种控制系统的控制原理主要是通过偏差变化作为系统控制信息的信息驱动机构,而自动控制系统则能够根据系统中的变化量产生相应的控制信息来对偏差量进行纠正。在经典控制理论中负反馈的控制理念主要有比例调节器、积分调节器以及比例积分调节器这三种调节器。在以上的这三种调节器中反应速度最快的是比例调节器,但是由于这种调节器在稳态性能方面不够完善,而积分调节器的稳态误差最小,但是对于偏差量的反应不够灵敏。在海上钻井平台中使用的调节器主要是比例积分调节器,因为这种调节器是将比例调节器和积分调节器的优点结合在一起,不但能够对调节信息作出迅速的反应,而且稳态性比较好。

在海上钻井平台的控制系统中所使用的调速器中所使用的电位器控制的,例如在PI调节器的调节量中的P增益主要是用来对自动控制系统中的调节速度进行调节的,而PI调节器的积分控制主要是用来对积分的增益进行调节的,还有一个调节器就是ACTUATOR COMPENSATION这种执行补偿部分,这一部分发挥着对执行器的阻尼系数进行指导的作用。在海上钻井平台中使用的柴油机、汽轮机等的控制要求将其控制阻尼系数调整为15%左右,而蒸汽机这类的机械设备的控制阻尼系数要求控制在50%左右。在海上钻井平台的自动控制系统中通常不要求对控制系统进行调整,但是在系统运行中出现不稳定等状况时要求对系统中的控制量进行控制。由于在海上钻井平台中使用的电机设备比较多,因此在现场的实际情况中要根据发电机的需求对发电机的无功负载进行调节和选择。通过配合合理的闭环调节系统能够保证控制系统在反应速度、系统的稳定性以及设备的运行寿命等方面起到十分重要的作用。

3 双闭环调节系统介绍及控制原理

在比例积分调节系统中所使用的单环控制系统能够很好地保证自动控制系统本身的稳定性,也能够实现对控制系统的无静差的调节。但是在海上钻井平台中所使用的电动机对于设备的启动速度以及控制程度的要求比较高,比例积分调节系统的控制能力和特点显然不适合对此类电动机的控制。为了能够保证海上钻井平台所使用的电动机能够在电动机的电流以及电动机的转矩控制方面得到满足,可以采用西门子厂家生产的的装置对海上钻井平台中所使用的电动机进行控制。

对于此类电动机的控制最主要的就是能够迅速的获得较好的动态特征,西门子厂家生产的比例积分调节器就能够很好地做到这一点。这种调节器主要是通过对限幅的控制来实现对转速的调节的,通过对电动机通电电压的控制来进行无静差控制,并且通过对电压的控制来实现以上控制作用。当电动机在运行的过程中一旦设备的负载电流到达最大值,比例积分调节器的调节作用达到饱和状态,通过这种双重的控制系统从而很好地实现控制作用。

在比例积分调节器的系统控制中主要有以下两种静态特征:首先就是电动机的转速不饱和阶段中,比例积分调节器的偏差量为0,此时电动机的转速在输入量以及系统的反馈量这两项量都是相同的;除此之外还有就是电动机的转速达到饱和阶段,电动机的转速调节器的转速达到饱和状态时系统的稳定性不会再受到影响,而自动控制系统中便形成了无静差的单闭环调速系统。

在西门子公司生产的直流调速装置中主要是通过双闭环调速系统来对电动机速度进行控制,这种装置中包含有速度调节装置以及电动机电流整定装置,主要是系统量的比较环节、脉冲触发环节以及电动机电流分反馈环节这几种元部件,在其中通过模拟运算的方式来将调节器中的存储器进行调节,而且这种自动控制系统中运算速度要远远高于其它速度调节器,而且在其中装设有监控保护装置,系统的稳定性非常好,反应速度更为灵敏。

西门子控制装置在海上钻井平台中的应用十分广泛,目前我国在海上钻井平台中所使用的西门子控制调节装置主要有6RA24,这种控制系统,而在其中主要是通过模拟部件的连接来实现的,而且这种装置的工作模式十分简便,能够根据现场的实际情况进行选择性连接。在西门子控制装置6RA24中不但可以实现积分调节、比例调节、比例积分调节这三种调节模式的选择,而且能对调节器的P\I增益都能够起到控制作用,并且能够控制电动机的电流,因此该装置的反应速度十分灵敏,系统的稳定性能也很高。海上钻井平台所使用的6RA24装置不但能够通过参数的调节来实现对控制系统的控制,而且能够更好地保证控制系统的稳定性和速度控制灵敏性,因此能够有效的提升设备的工作效率。

4 结语

在本文中笔着就自动控制理论在海上钻井平台的应用进行了简单的分析和探讨,由于自动控制系统中包含有动态控制和静态控制等多个方面,因此此类控制系统是比较复杂的,而对于海上钻井平台又发挥着十分重要的作用,希望本文能够对我国海上钻井工作的开展能够有所帮助。

参考文献

自动控制类论文第2篇

论文摘要:探讨了电气及自动化专业控制类相关课程关系及地位,结合控制类课程的问题进行深入的分析与研究,从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践,将对教学质量和人才培养方面有明显效果。

对于电气及自动化信息类专业学生来讲,控制类相关课程具有重要地位,主要包含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等相关课程。“自动控制理论”和“现代控制理论”课程是研究自动控制系统的共同规律,为自动控制系统的分析和综合提供基本理论、基本方法的一门专业基础课该课程,是一门重要的控制类专业的基础课,具有较强的理论性,对于工程实践具有重要的指导作用,因而受到人们的广泛重视。目前不只是控制类专业,越来越多的非控制类专业也都把自动控制理论作为一门重要的专业基础课来学习。但是“自动控制理论”、“现代控制理论”课程数学计算和理论分析比重大,是本科生遇到的最抽象、难度最大的课程之一,加之未接触专业课,没有具体应用的物理模型,仅以数学模型为基线讲,学生往往会认为“自动控制理论”与专业无关而无学习兴趣,这是多年来常规教学始终感到困惑的原因。而后续“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”专业课是以电动机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。如何讲授“强理论性”课程,使学生真正认识到学好理论可获得对电气信息类多门专业课的理论支撑,从而学好后续专业课程是教学改革的主要目的。需结合“自动控制理论”、“现代控制理论”专业基础理论课程与“运动控制理论”、“仪表及过程控制”,“计算机控制”专业课程的问题进行深入的分析与研究,从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践,将对教学质量和人才培养方面有明显效果。

本项目探讨了如何更新和重组控制理论相关课程的教学内容,保证教学内容的系统性、先进性和实用性,以适应形势发展的需要。提出如何学习和掌握这些课程,包含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等控制类课程的教学内容的一些方法和措施。

一、教学内容、方法及形式改革

1.教学设计

近年来,不断更新观念,压缩精简陈旧过时的教学内容,加强现论及现代方法的内容,很好地解决先修课程和后续课程的衔接问题,避免内容的重复,进一步优化课程体系。建立一套适应性强的包括理论讲授、计算机辅助设计、实践教学和强化训练等方面在内的全方位教学新体系。

2.教学方法

将课堂教学、实验教学、课程研讨、网络教学等有机地结合起来,并充分利用多媒体教学手段提高教学效率、创造视觉的新感受、激发学生的学习兴趣和热情。内容取材时,不仅体现控制理论课程内知识点之间的内在联系,还体现课程群之间的相互关系。

3.教学手段

在教学组织过程中,积极采用现代信息技术改进传统的教学手段,在多媒体教学、网络课程等方面努力探索。统一制作“自动化概论”、“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“过程控制理论”、“计算机控制”电子教案和cai课件,并将授课课件在课程网页上,可供学生课余预习、浏览、复习等。另外,教学大纲、授课计划、实验指导书、学习指导以及教材和参考文献均可通过网络方便查阅。在课程开始即公布授课教师的信箱和电话号码等联系方式,密切授课教师与同学之间的联系,使学生有问题可及时获得老师的辅导答疑,也可通过网上答疑相互交流,打破班级与时间的束缚,在平行班级中实行听课和答疑共享。

4.教学改革与教学研究

精简教材和教学内容,教学组定期进行集体备课,加大对该课程与前后各门课程之间的衔接研究,避免内容上的重复,使其与其他相关课程融合为一个有机的整体。建设可用于大多数工科专业的“控制理论”平台课程。不断改进和完善本课程的新体系结构,充分体现其基础性、应用性、前沿性和系统性;配合新的教材和课程体系,研究并建立配套的新实验体系,强化自主性、设计性、综合性和创新性;以matlab软件为基础,构造开放式小车倒立摆综合实验平台,将分析、设计、仿真、虚拟实验、模拟实验融为一体;开发先进的多媒体课件,将matlab平台和虚拟实验融入到教学过程中,使教学更为直观生动,更具趣味性和吸引力;完善了课程网站,完成了课程辅助教材的修改和编写,各类题库建设、网络统计功能、远程教学管理系统、虚拟实验内容的扩展及网络版的开发等;使其真正成为学生自主学习、师生互动、双向交流的园地;教考分离,采用试题库出题,统一考试,流水阅卷,考后进行详细的试卷分析。

二、实践教学改革

实践性教学环节是学生能力培养中的重要环节。工科学生除要掌握一定的工程技术知识外,还要有较强的实际动手能力。

1.改革实验课教学,建立体化实验教学体系

实验教学是“控制理论”课程的重要组成部分。通过实验不仅能够培养学生分析问题和解决问题的能力,验证所学理论,而且对所学内容能够提出一些新的见解。为了适应教学改革的需要,在实验室建设方面的指导思想是:将传统的模拟实验与matlab环境下的仿真实验相结合,将基础理论验证类实验与自主型、综合型、设计型实验相结合,将基本实验与创新实验相结合,建立一个立体化的实验教学体系,从而满足不同阶段实践教学的需要,为激发学生的创新意识提供硬件平台。

由于实验课内容和形式的多元化,大大激发了学生做实验的主动性、积极性和创新性,学生可以通过预约或上网自主地开展多项实验,进行理论验证、性能分析和综合设计,对提高学生的实践能力和本课程的学习都将起到良好的作用。

课程组织形式与教师指导方法,对于教学大纲规定的必做实验,由任课教师和实验教师共同指导完成;对于设计性、综合性、创新性实验,学生自己利用课余时间完成,可以预约指导教师给予宏观上的指导。

2.积极开展大学生科研实训活动、参与教师科研项目

引导学生积极参加大学生科研实训项目,吸引有兴趣的学生参与教师的科研活动,培养学生严谨的科学态度、创新意识、创业和团队合作精神,提高学生初步的科学研究能力以及工程实践能力,培养学生获取知识及撰写论文的能力。

三、控制理论专题授课方案

根据“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”课程大纲的要求,在适当时候,以某一专题讲座的方式授课。将各种教材进行比较、处理、揉合,组织成各个专题,以高质量、高水平、高效率来达到最佳教学效果。由于专题授课具有综合性、整体性和探讨性,使其信息量得以加大,知识在综合和分析中得到延伸,既提升授课内容,使之浓缩为精华,又吸引了学生的注意力和参与兴趣。

四、应用现代教育技术

开发研制了计算机辅助教学课件。教学课件以教材为蓝本,包含简明、清晰的授课讲义、重点、难点、例题演示、控制系统计算机仿真和控制系统分析计算等内容,既有课本内容的直接再现,又增加很多有助于讲解理论和计算方法的表现手段。课件以计算机为载体,既可用于课堂教学,又可通过上网,供学生进行自学和课后复习使用。控制理论的分析方法有很多图解法,如频域分析、根轨迹法、状态空间法等。利用计算机强大的计算能力仿真能力和丰富的色彩,可轻而易举地准确绘制出清晰美观的画面。采用动画技术后,图形的来龙去脉可用动态演示。计算机的图形演示与教师的讲授相结合,使教学内容形象化、具体化和生动化,增进学生的理解,提高学生的学习兴趣。

计算机仿真技术在实验教学中的应用为实验教学带来极大的方便。仿真实验具有建模方法简单、参数调整方便、结果可视性好等优点,克服常规实验内容单调、缺乏变化、元器件制约参数调整以及实验设备数量有限等不足。在教学中适当介绍并应用matlab软件,并设计出计算机辅助实验教学软件包,提供一个方便易用的图形用户界面,将matlab控制工具箱的相关功能集成一体。

网络教学平台开发。网络教学能真正体现学生的主体作用。在网络中,学生可以利用网络的交互性、检索性等特点来选择自己需要的内容进行独立学习。学生可以在任何时间进行自主学习,并且与教师在网上交流,探讨问题,在教学中发挥积极作用。

五、建立科学、有效的教学信息回馈

坚持洛阳理工学院本科毕业班所有学生中,实施“‘控制理论’相关课程的学习调查”制度。不定期进行相关问卷,包含这门课程是否易学、学习难点、学习方法、是否能学以致用等几个方面的内容,充分了解学生学习这门课的基本情况,为课程改革提供必要的依据,收到良好的效果。

六、结束语

在新世纪中,控制类学科将具有更加光明的前景,控制类研究内容将具有挑战性,研究的范围将更加广阔,电气自动化专业控制类课程的内容将不断地发展和更新,电气自动化专业控制类课程设置及教学内容改革研究也将进一步进行下去。

参考文献:

[1]王瑛.控制理论实验开放式教学的探索[j].实验室研究与探索,2002,

4(21):15-17.

[2]黄缘虹,等.从倒立摆装置的控制策略看控制理论的发展和应用[j].广东工业大学学报,2001,9(18):49-52.

自动控制类论文第3篇

关键词:自动控制技术;利与弊;二重性;影响

1.引言

自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一,也是21世纪最引人瞩目的高技术之一[1]。同时自动控制技术是当展迅速,应用广泛,是推动新的技术革命和新的产业革命的核心技术。如今技术、生产、军事、管理、生活等各个领域,都离不开自动控制技术。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。但人类运用自动控制技术推动人类社会不断进步的同时,面对愈来愈多自动控制技术的不利影响和困境,如环境污染问题、资源枯竭问题以及人类面临着可能被各种自动控制的武器毁灭的危险等等问题。从发展的角度看,自动控制技术对促进人类社会的发展在未来产业中具有双重价值,我们要理性看待自动控制技术在各产业中的意义,要看到正面作用也要看到负面作用,这对进一步自动控制技术的进一步发展有着重要意义,同时也是人类社会进步的明确要求。

2.自动控制技术发展和应用分析

2.1自动控制技术发展历程分析

自动控制(automatic control)是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。随着电子计算机技术和其他高技术的发展,自动控制技术的水平越来越高,应用越来越广泛,作用越来越重要。自动控制技术的发展大致可分为以下几个发展阶段:40年代到60年代初,该阶段以市场竞争、资源利用、减轻劳动强度提高产品质量、适应批量生产需要等因素为需求动力。主要技术特点为各种单机自动化加工设备出现,并不断扩大应用和向纵深方向发展。60年代中到70年代初期,该阶段以市场竞争加剧,要求产品更新快,产品质量高,并适应大中批量生产需要和减轻劳动强度为需求动力。主要特点为主要以自动生产线为标志,在单机自动化的基础上,各种组合机床、组合生产线出现,同时软件数控系统出现并用于机床。70年代中期至今,该阶段以市场环境的变化,使多品种、中小批量生产中普遍性问题愈发严重,要求自动化技术向其广度和深度发展,使其各相关技术高度综合,发挥整体最佳效能为需求动力。主要特点技术特点是把分散独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体。

随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用,为适应宇航技术的发展,自动控制理论跨入了一个新阶段现代控制理论。主要研究具有高性能,高精度的多变量变参数的最优控制问题,主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前,自动控制理论还在继续发展,正向以控制论,信息论,仿生学为基础的智能控制理论深入。在现代科学技术的众多领域中,自动控制技术起着越来越重要的作用。

2.2 自动控制的应用领域分析

自动化控制系统的研究,几乎涵盖所有应用科学知识与技术的结合,领域范围及牵涉的科学知识与应用工具相当广泛,作为交叉学科,自动控制与其他很多学科有关联,尤其是数学和信息学,在制造,医药,交通,机器人,以及经济学,社会学中的应用也都非常广泛。自动化控制的应用领域一般可分为下列几类:

1、工厂自动化控制,又称为生产自动化控制,即利用自动化的生产设备,一贯作业的生产方式,从事有效率的产品生产。2、设计自动化控制,即利用电脑软件技术及应用,将所需设计的资料,转成控制程序或生产流程,而且以简单的图或语言,来表示或执行制造过程的自动化控制的运作。3、实验室自动化控制,即利用自动化设备与电脑软件技术及应用,或可编程控制器等设备,结合温度、湿度、压力、流量等传感器,将实验室的控制程序或生产流程,及所需实验结果的资料,转成简单的图或语言,来表示或执行实验室的自动化控制作。4、检测自动化控制,即利用自动化的检测设备与电脑软件技术及程式应用,结合温度、湿度、压力、流量等传感器设备,能自动地检测样品,并将检测的物理量的资料,转成简单的图或语言,来表示检测结果。5、办公室自动化控制,即利用软件程式技术及应用,将办公室的文书资料或文书档案,做有效率的管理。6、家庭自动化控制,即利用自动化的设备与电脑软件技术及程式应用,结合家庭用设备,提高家庭舒适度与居家安全。7、服务自动化控制,即利用自动化的设备与电脑软件技术及程式应用,结合各式各样的自动化设备或传感器,监测、纪录、转接、通知、执行运作等,以供顾客或使用者,能快速处理相关作业或快速处理所遭遇的问题。

上述七大类自动化控制的范畴及其相关产品与设备,占社会经济产值相当比重,对国家社会经济影响很大,非常值得深思研究与发展应用随着自动化技术的发展与应用。

3、自动控制技术带来的弊端分析

随着科学技术的发展和进步,人类在不断膨胀的物质欲望驱使下把马车变成了轿车、火车、飞机,把煤油灯变成了白炽灯、霓虹灯,从自给自足的手工生产到由部件到产品的全自动化生产,从有限的手工改变大自然到机械自动化改造大自然,相关领域的进步都离不开自动控制技术的发展与完善。尽管人类在改造大自然方面取得了长足的进步,但人类对自然资源的开发与利用不断纵深化发展,能源危机、资源短缺引起的冲突与战争从经济领域逐渐渗透到政治领域,不但如此,过度的开采利用自然资源也从根本上制约了未来经济的长足发展。在现有的严峻状态要下改变传统的经济发展模式与规划,以可持续发展的理念构建和谐社会,以生态资源的保护为出发点,做到人与自然的和谐发展和统一,防止过度依赖自动化技术,藉此实现社会经济的增长。

4、结束语

在经济高速发展、高新技术更新换代频繁的现代社会,自动控制技术已经成为促进各个产业发展的主导力量[2]。自动控制技术水平是反映一个国家社会进步的一个重要标志,但必须认识到自动控制技术作为人类认识世界、改造世界的工具,把握好了就可以为己所用,但如果使用不当,不仅会伤害自己,而且危及整个人类社会的生存和发展。对自动控制技术在人类的实践活动中的利与弊思索是非常必要的。所以我们应该以积极的态度,认真对待人类实践活动中应用自动控制技术的利与弊二重性,既不悲观,也不盲目乐观,毕竟发展是硬道理。因此人类在推进自动控制技术的发展和应用的同时,要实施绿色制造战略,发展绿色经济、循环经济,加大环保力度,提倡、引导和推进资源节约的现代生产模式和健康文明的消费模式,走可持续发展之路,建设社会主义和谐社会。

参考文献

自动控制类论文第4篇

摘 要:本文从模因论的角度探究“X控”类词这一语言传播现象,从模因论概念和模因周期理论分析“X控”类词的复制和传播过程,以及“X控”经过意义演变逐渐成为强势模因,继而在社会各个领域受到广泛的欢迎。模因论为我们研究新词新语提供了一个全新的视角,能够从更深层次揭示语言发展和文化传播的内在规律,对进一步的语言研究大有裨益。

关键词:“X控”;模因论;强势模因

一、引言

词汇是语言中最活跃的因素,社会生活中新事物的产生、旧事物的消亡、人们观念的改变以及语言接触的影响等都会及时地反映到词汇中来,促使词汇发展变化。在2010年的网络新词语评选中,“X控”类词成为最热门的网络新词语之一。随着“X控”类词在报纸、杂志、电视节目、网络等各种媒介的大量使用,“X控”类词正在成为强势语言模因,逐渐影响着人们的日常言语表达,尤其是年轻人的语言表达习惯。对于新词新语的研究一直是语言研究中不可或缺的一部分,对“X控”类词群的研究主要是从社会学、教育学、传媒学、心理学、语义学等角度来解读这一现象,本文将从模因论这一新的语用理论出发来探讨“X控”类词现象,进而解读语言变化和发展的机制。

二、模因论简介

模因论(Memetics)是基于新达尔文进化论观点来解释文化进化规律的新理论。它借用生物进化模式讨论模因的复制、传播和进化,诠释事物之间的普遍联系以及文化中出现的诸多一脉相承的相似现象。

(一)模因

新达尔文主义倡导者Richard Dawkins在其1976年所著的《自私的基因》(The Selfish Gene)一书中首次提到“模因”(Meme)一词。“模因”作为模因论最核心的概念,是基于基因(Gene)一词仿造而来。基因是上一代遗传给下一代,是代与代之间的纵向传递。“模因”可以是上一代与下一代之间纵向的代际传递,也可以以横向的方式来进行传递,如一个观念或行为从一个人传向另一个人,然后再传给第三个人。所以,Dawkins将“模因”定义为:“文化传递的单位,它通过一个过程从一个人的头脑跳入另一个人的头脑。广义而言,这个过程可称为模仿”(Dawkins1976:192)Meme一词现在已被收入《牛津英语词典》,其释义是“文化的基本单位,通过非遗传的方式,特别是模仿而得到传递。”总之,模因就是复制的文化信息,它通过模仿而得以传递。

(二)语言模因的复制和传播

从模因论的角度来看,语言本身就是一种模因。语言模因以字、词、语句、篇章等不同角度揭示了语言传播的规律。语言模因是在认知的支配下得以传播和流行,从一个社会传播到另一个社会,从一个人传递给另一个人。

Heylighen.F在《What Makes a Meme Successful?》中提出了“模因周期理论”,即一个模因复制和传播过程要经历4个不同的生命周期:“(1)同化(assimilation),指呈现的模因被宿主注意、理解和接受。(2)记忆(retention),模因必须在记忆中停留,否则它们就不能称为模因。模因在宿主的大脑里停留的时间越长,传播和影响其他宿主的可能性越大。(3)表达(expression),为了能广泛传播,模因必须由记忆模式转化为宿主能够感知的有形体。这个过程就是“表达”。话语是最突出的表达手段。(4)传输(transmission),模因表达需要有形载体或媒体。模因载体可以是书本、照片、人工制品、光碟等。在传输阶段,模因从一个宿主传输到一个或更多的潜在宿主,传输的过程也叫作复制。”

语言模因论从新的视角揭示语言传播和发展的规律,为我们探讨语言演变问题提供了新的依据。“X控”类词也是通过复制和传播的语言模因,体现了文化进化的内在规律。

三、“X控”的复制和传播

“X控”能够在2010年的网络流行语评选中高居前列,其流行范围之广、影响程度之深可想而知。“X控”作为一个强势的语言模因,其发展和传播也必须要经历“模因周期理论”的4个过程。

“X控”的最初使用是在20世纪70年代的日本出现的“萝莉控”(指某些成年男性的特殊偏好,即对未成年少女具有某种特殊的偏爱情结)。随着该词在日本网络中的广泛传播,“萝莉控”的其他仿造形式逐渐出现并被青年团体广泛使用,其使用最多的领域是日本的ACG,仿造“萝莉控”所填加的词语也大多和网络动漫、游戏等相关,如“女仆控”、“银发控”、“猫控”等等。“X控”用来指代对某事物有特殊偏好的一类人群这个概念逐渐引起人们的注意、理解和接受,并被人们纳入自己的认知体系,人们将头脑中已有的认知和“X控”相连接,形成完善的表达模式。至此,“X控”就完成了复制和传播过程的“同化反应”。用“X控”这一简短的表达形式来表示对一类特殊人群的称呼符合语言的经济性原则,人们比较乐于采用这种短且简单、便于记忆的表达方式。因此,通过网络和新闻媒体等传输工具的传输,“X控”逐渐“感染”汉语世界,“X控”形式也毫无例外地深深地植根于中国人的记忆中。因此,“X控”也就顺利完成了其同化和记忆阶段。

“X控”在中国的传播也是首先出现在动漫界,更多的是直接从日本动漫界借用过来的词汇,如“萝莉控”“猫耳控”等等,之后通过网络和新闻媒体等传输工具的传播。“X控”很快得到广泛的传播和复制,出现了“微博控”、“围巾控”、“大叔控”、“民国控”、“腰带控”、“女王控”、“御姐控”等等。在百度贴吧中出现了专门供网友讨论的“控吧”,在言语比较自由化的新浪微博,“X控”更是被广大网友无限复制,衍生出了更多更新颖、更奇异的表达形式,将“X控”的复制和传播推向了一个高潮。到此,“X控”形式完成了作为一个语言模因的4个生命周期。

四、“X控”在传播过程中的的意义演变

“控”在使用过程中其意义和适用范围不断泛化,在复制和传播过程中不断发生变异,这一因素是促使“X控”成为强势模因的重要推动因素。

“控”在我国古代汉语中早有存在,《说文・手部》:“控,引也。匈奴名引弓控弦。”段玉裁注:“控,引也。”在2007年版的《现代汉语词典》中对“控”的解释有四个义项:①告发,控告;②控制;③使身体或身体的一部分悬空或处于失去支撑的状态;④使容器口儿(或人的头)朝下,让里边的液体慢慢流出。

在“X控”形式中的“控”是汉日谐音兼义词,源于日语“コソ”,片假名发音为“con”,意指极度喜欢某事物的一类人群,如“萝莉控”指的是男性(尤其是成年男性)对未成年少女存在性方面兴趣的人,其语义色彩多含贬义。“X控”最初风行于ACG领域,也主要多是指对某事物含有极端不正常心理状态之义,有学者将其与“癖”类比,用来表示具有某种特殊嗜好的人,含贬义,如“偷窥癖”、“恋物癖”等。此时总结“控”的义素分析可为[+迷恋][+极端][-正常][+网络动漫界]。

随着“X控”在中国的复制和传播,不仅“X控”的意义发生了泛化,逐渐偏于中性,而且其适用范围也不再仅限于网络动漫界,而是扩展到社会生活的各个领域。例如:

我们是十足的数码电子产品狂热者,请叫我们“数码电子控”。

解析“微博控”之三大心理:受诱于微博强大传播力(新京报,20110315)

小海狮变身“自拍控”摆pose萌死人(中国新闻网,20120912)

从以上的几个例子可以看出,“X控”从含有[+迷恋][+极端][-正常][+网络动漫界]的语义已经逐渐过渡到偏于中性色彩的[+喜欢]义(但是也不能简单地等同于[+喜欢]),其适用对象和语境也扩展到普通事物。意义的演变成为促使“X控”成为强势模因的一个重要因素。

五、“X控”成为强势模因的动因和内在机制

Blackmore认为“在模因进化的过程中存在着巨大的选择压力。所以在数量极大的潜在的模因中,能够生存下来的模因为数并不是很多,只有很少一部分模因能成功地从一个人的头脑被拷贝到另一个人的头脑,从人的头脑拷贝到印刷品,或是从人的声音拷贝到光盘上。”(Blackmore 1999:38)“X控”模因在语言的竞争与选择中逐渐流行开来,主要具备以下几个因素:

(一)语言的经济性

语言具有一种所谓的“经济机制”,体现在语言运用过程中就是将词汇、语句经济、简省的手法,方便人们记忆和使用,例如常见的“缩略语”。有学者指出,在计算机日益普及的今天,经济原则更是体现在众多网络用语上。“X控”就是一个很典型的例子。

“控”一个词语就能够表达出“某人对某事物非常喜欢或偏好”之义,如“小刚是个格子控”,这句话所要表达的意思是小刚喜欢包含格子图案的各式产品,如衬衫、围巾、笔记本等等,用“格子控”一个词语就能表达出一串的语言信息,简洁有力,表达方式也更加新奇。

(二)语言的流行性

沈孟璎在其论文《试论新词缀化的汉民族性》中曾指出:“现阶段‘单音节+词缀’的双音化格式已成弱化趋势,代之而起的是‘双音节+词缀’的势头,三音化成了带词缀新词的主流。”在网络、报纸、各类平面媒体中搜集到的“X控”类词语大多偏于三音化,如“微博控”、“围巾控”、“格子控”、“赛车控”、“腰带控”、“民国控”等等,双音化和多音化的“X控”形式所占比例较小。所以,“X控”类词在构成形式及语言表达方面符合当今汉语流行的大趋势,更易被大众接受和使用。

(三)语言的时尚性

时尚的事物最易被人们竞相追求和模仿,语言带有时尚性,就会被人不自觉地模仿和运用,从而使语言模因达到广泛的复制和传播,最终成为一种强势的语言模因。

被复制的语言信息越时髦、越新潮,人们对其的模仿程度就会越高。“X控”最初是在网络动漫界比较流行,网络动漫界一般都是比较新潮、时尚的青少年的活动领域,这就一定程度上决定了“X控”形式的时尚度较高。“X控”形式得以在中国复制和传播后,由动漫界逐渐扩展到时尚界,流行最广泛的一个领域就是各大时尚杂志。例如:

我是“美容仪器控”(外滩画报,20090226)

米歇尔・奥巴马――第一夫人“腰带控”(时尚芭莎,20091224)

美肤细节控:双眼减龄神奇变身(嘉人,20100507)

作为流行时尚的指向标,时尚杂志所采用的语言形式一般都是当时最具时尚气息,在年轻人中最广泛流行的语言形式,带有突破陈规的潮流感、前卫感。

(四)大众追新求异的语言认知心理

言语社团在语言使用上从来都是喜新厌旧的,在语言实践中人们总是怀着一种求新求异的心理,对旧有表达方式产生本能的厌倦感――“审美疲劳”,因此,人们总是想方设法地追逐新奇的、陌生化的言语表达方式,这是人们在语言使用过程中的一种潜在心理。

“X控”形式来自于日语,是一种外来语的汉化形式,表达比较“洋派”,符合大众追求语言新奇、陌生化的表达方式,其新鲜度和时尚感也较符合人们求新求异的语言认知心理。

六、结束语

通过从模因论的视角来分析“X控”类词的流行,可以发现在“X控”构式中“控”的词性已由原来单一的动词语素逐渐衍生出具有指称某类群体的类词缀现象。模因论理论为我们研究新一类的流行词语提供了一个全新的视角,从模因理论入手分析语言现象背后蕴含的文化传递规律、语言发展规律,能够从更深层次挖掘语言流行与文化传播之间的关系,进一步阐释语言的复制和传播过程。(作者单位:四川大学文学与新闻学院)

参考文献:

[1] 何自然.语言中的模因[J].语言科学,2005(6).

[2] 何自然,何雪林.模因论与社会语用[J].现代外语,2003(2).

[3] 中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典(第五版)[M].北京:商务印书馆,2007.

自动控制类论文第5篇

关键词:项目驱动 控制理论 分层分类

中图分类号:F01,G642.0 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2014)08-247-02

一、背景

控制理论课程群包括自动控制原理、计算机控制技术、现代控制理论、智能控制技术等专业基础理论课,重点研究自动控制系统的一般规律,包括控制系统的模型建立、系统分析、系统设计的基本理论和相关技术。其特点是概念多、抽象,理论分析和数学计算比重大。在讲授过程中,若不注重教学理念、方法和手段的改革,就会让学生感觉似乎在学一门“数学”课{1}。特别是在以信息化带动工业化的进程中,信息技术日新月异,作为电气信息类本科专业重要基础的控制理论类课程教育如何应对,如何讲授好“理论性强”的课程?让学生不仅仅学习、掌握好基础知识、基本理论和基本方法,更应该注重应用知识的能力与创新思维的培养,这也成为自动化及其相关专业教育研究和改革的重点。

针对于此,国内外很多高校对控制理论类课程的教学改革进行了积极的探索。{2}{3}其中,将“项目驱动”引入控制理论教学是教学改革的一种大胆尝试,“项目驱动”教学法也成为近年来控制理论课程教学研究的热点之一。{4}{5}

二、“项目驱动”在控制理论课程群中的教学改革实践

项目驱动教学法是以项目任务为教学单元、通过完成项目来开展的一种教学方式。“项目驱动”教学法将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个“教学项目”,围绕着项目组织和开展教学,使学生全程参与,体验、感悟、论证和探究。{6}黑龙江科技大学自动化专业是黑龙江省重点专业,专业教学组历来非常重视控制理论课程群的教学改革。多年来教学组以“面向工程、项目驱动,夯实理论、能力培养、全面发展”的教育理念为指导,着力对控制理论课程群的课程体系,教学模式、教学内容、考核模式和成绩认定方式等方面进行了多方位的深化改革。建立了现阶段符合本校特色的“项目驱动”模式下分层分类的控制理论课程群的课程体系,充分把学生转为学习的主动体,提高学生自主学习能力、实践操作技能和创新应用能力,使学生具备在控制领域和相关工作中的工程应用能力,促进学生个人发展,为社会用人单位培养应用性和适用性人才。

1.科学合理地选择项目。项目要和生产或生活实际密切联系,具有探索的价值。项目所涵盖的理论知识要能够反映课程教学内容。项目的难度要适中。项目太简单,学生会感到乏味,没有兴趣;项目难度太大,不仅会超出课程教学要求,还将打击学生学习知识的信心和积极性,产生消极影响。学生通过翻阅资料、调查研究、总结分析等提出自己的观点,要求这些观点具有创新性,不能抄袭别人的观点,学生完成作业的情况最后要和该学科的考试成绩挂钩。授课教师要认真控制理论课程的教学内容和教学目标,深入分析教学内容和目标,并结合学生的能力水平,精心选择合适的研究项目。例如,自动控制原理部分的教学,选择了“永磁式直流电动机PID闭环调速控制系统”项目设计。该项目要求利用电阻、电容等无源器件和运算放大器等有源器件搭接针对固定被控对象的PID控制器,并根据计算出的性能指标分析系统的控制性能。项目涉及了控制系统建模、系统分析及系统校正等方面的知识,完全可以覆盖教学内容,且难度适中,学生兴趣很大。

又如计算机控制部分的教学,选择了“毕杯”全国大学生电子设计创新大赛题目――“自动循迹小车控制装置设计”项目,要求用数字PID、最少拍控制等算法完成控制任务。对大滞后被控对象的控制,我们采用“某热电厂二级锅炉汽包温度控制”项目,通过设计Smith预估补偿器、达林算法控制器等验证控制算法的有效性。为降低设计的难度,可将部分项目采用Matlab仿真的方式说明设计方案。设计较好地覆盖了课程教学内容。学生感觉通过努力可以完成工作, 应用效果较好。

2.优化构建“项目驱动”模式下分层分类的课程体系。实施“项目驱动”教学必须合理调整现有的课程体系,构建从简至繁,从基础到应用的分层分类的课程体系,否则学生会感觉无从下手。“分层分类”的课程体系是将“项目驱动”按课程性质及学生类型分为三个层次,层次一:控制理论基础通识教育;层次二:面向专业的控制技术教育;层次三:拓展学习与创新能力教育。每个层次都有其基础教学内容和目标,形成一个完整、独立的控制理论课程体系。课程设置如表1所示。

3.针对不同课程层次改革课程教学模式。“项目驱动”教学法是一种探究式教学方法,根据建构主义学习理论,学生掌握知识不是通过教师传授得到的,而是学生在一定的情境下,借助老师和同学的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构方式获得的。{7}因此,必须改革以往的“填鸭式”教学模式,让学生自己去构建仿真、实践系统开发的知识框架,才能真正掌握知识,形成能力。

(1)第一层次课程。第一层级课程主要针对刚入学的新生开展教学,因此教学中可采用“课堂理论教学为主,项目仿真为辅”的教学模式,重点内容精讲精练,目的是夯实控制理论分析和设计所需的数学基础,熟练运用控制理论分析仿真和设计工具,根据项目任务要求,学生将所学数学知识利用MATLAB仿真的形式完成项目的数学建模、性能分析、项目设计等过程,最后由教师对项目效果进行验证。

(2)第二层次课程。在教学设计上,把项目实验实习贯穿于整个课程的教学过程中。采用“项目导学+理论研究+仿真、实践助学”三位一体的教学模式。所谓的项目导学,就是使学生接触一个典型的研究项目,让学生带着问题学习所需的控制理论,明确项目任务、设计方案后,循序渐进地过渡到实验仿真及实践操作过程中。例如,在现代控制理论教学中,可引入倒立摆控制案例,教学前引导学生思考“如何设计控制器使一阶倒立摆能保持平衡?”在该项目驱动下学生将学习和理解建立状态空间模型,状态空间求解、可控性、可观性、李雅普诺夫稳定性判据,极点匹配、状态观测器设计等相关知识。在理论分析的基础上,利用MATLAB控制系统仿真工具箱LTI进行项目验证。有能力的学生还可以到部级精品课教学基地――电气工程实践基地中现场设计和调试倒立摆控制器。

(3)第三层次课程。对于已经完成第一、第二层次课程的学习、具备了一定专业理论基础的学生,应将第三层次课程的教学由课堂内拓展到课堂外,可采用基于“课堂+机房+实践基地+网络”的立体化教学资源的混合式教学模式,满足起点不同、学习方式不同、学习能力不同的各专业、各层次学生的学习需要,提高学生自主学习的能力、创新应用能力、协作学习能力与自我管理能力,可进一步保障和提高课程教学质量。

4.改革课程考核与成绩认定方式。考核方式采用单项考核与综合考核、形成性考核与终结性考核相结合的方式。学生成绩包括平时学习纪律、职业道德、学习情境考核、理论考试等方面。课程性质不同,考核方式也可以不同。

考试课:增加项目设计在总成绩中的比重,课程成绩=笔试成绩+项目设计成绩;选修课:选择性考核,对于设计能力强的学生可采用“项目设计+答辩演示”的方式,“以评代考”;对于理论基础比较扎实的学生可参考考试课成绩评定方式改革。课程免修:素质高,能力强的学科可将技能竞赛成绩、参与导师科研情况与课程成绩结合,采取自愿申请参加课程免修通过考核,以竞赛成绩、参加科研表现作为考核的依据。

三、项目驱动教学法的实施效果

几年来,控制理论课程群课题组通过在授课过程中实施“项目引导、任务驱动”教学改革,取得了较为满意的效果,控制理论教育教学质量有了明显的提高。以黑龙江科技大学自动化专业为例,课题组在自动控制原理、现代控制理论、计算机控制技术等课程中分别引入了“电阻丝温度自动控制系统设计”、“一阶倒立摆控制器设计”、“煤矿井下通风机变频控制系统设计”等十余项工程项目。在此过程中,学生自觉地参加到教学中来,从任务的理解,资料的收集,问题的分析和解决,学生都能独立思考和独立工作,而后再小组讨论拿出解决方案。学生从原来的不敢发言到现在的主动发言,学生从被动学习变为主动学习,同时提高了搜索资料能力和自学能力。既巩固了项目研究所需的控制理论知识,又激发了学生的钻研精神。在2013年“瑞萨杯”全国大学生电子设计竞赛中,我校自动化专业选送的参赛队伍共获国家奖3项,省一等奖8项、二等奖5项、三等奖6项。竞赛获奖率在获奖的17所省内院校中排名第一,总成绩全省排名第二。在全校评选的10篇电类专业优秀毕业设计论文中自动化专业优秀毕业设计4篇,占总数的25%。可见,这种教学模式不但使学生深刻理解控制理论的知识内涵,提高理论联系实际、动手操作和解决实际问题的能力,而且有利于毕业生提前进入科研或工作状态,直接独挡一面地承担科研或工作任务。毕业生深受用人单位欢迎,就业率在黑龙江省一直处于首位。

四、结论

“项目驱动”教学法创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型学习模式。通过在课程中实施“项目驱动”教学法,不但巩固了学生的控制理论专业基础,而且让学生接受工程和团队工作的实际训练,提高了应用专业理论知识解决实际问题的能力和创新能力,探索出了控制理论教学的新模式。

[基金项目:黑龙江科技大学校内科学研究基金项目,课题名称:“项目驱动”教学法在控制理论课程群教学中的改革探索(项目编号:JY13-21)]

注释:

{1}李昌春,韩力.自动控制原理课程建设的体会与思考.电气电子教学学报,2010(2):74-78.

{2}赵可外.国外大学实践教育的理念与实践.国教育研究,2005(11):33-38.

{3}李东旭.对斯坦福大学的课堂教学模式的思考.高等教育研究学报,2000(4):81-82.

{4}梁晓明.项目驱动在《过程控制技术》课程中的应用.科技信息,2010(28):215.

{5}张正强.现代控制理论课程的教学探讨.电气电子教学学报,2009(31):31-32.

{6}傅四保.建构主义学习理论指导下的项目教学法初探.中国大学教学,2011(2):56-58.

{7}戚克强.项目教学法在《数控编程》课程中的应用.黑龙江教育,2012(4):42-43.

自动控制类论文第6篇

【关键词】自动控制原理 思维导图 教学改革

自动控制原理是高校自动化、电气和机械及相关专业的一门重要专业基础课,是研究有关自动控制系统中经典控制的基本概念、基本原理和基本方法的一门课程,也是许多高校研究生的入学考试课程。自动控制原理课程的概念、公式比较多,整体系统性较强。传统的板书和多媒体很难达到教学的目的,学生在掌握过程中出现记不住公式,所学的内容很难贯穿联系在一起,从而达不到学习自动控制系统的目的。现代控制原理这门课程是自动控制原理的后续发展课程,其主要内容为系统的现代控制理论,涉及了大量的数学矩阵运算,并且目前我国大多数高校采用经典控制和现代控制分别授课的方式教学,忽略了两者之间的联系。

笔者基于多年自动控制原理和现代控制理论的教学实践,将两门课堂内容和实验环节融合在一起,提出了基于两门课程主要内容的整体思维导图,并取得了良好的学习效果。

1 思维导图的作用

思维导图是通过色彩、图形等图文并茂的形式表达一种发散性思维的有效图形,可以达到增强记忆效果的目的,这种图文并重的形式可以将复杂的主题关系用层层的图形表现出来,这样相比传统线性记录方式,思维导图更加注重关键词之间的逻辑关系和层级关系,以丰富的上下级图形联系体现课程中繁琐的基本概念间的内在逻辑。与大脑的自然思维方式相类似,符合脑神经和多感官的学习互动模式和特性,因而特别有利于探讨式教学中激发学生的创造性思维。

2 思维导图的实施过程

自动控制原理课程的主要内容为经典控制,主要研究对象是单输入单输出的线性定常系统,也是控制系统中最简单的控制系统。课程的主线是:控制系统数学模型控制系统分析(稳定性、动态性能、稳态性能)控制系统综合和设计(讲述自动控制基础理论以及自动控制系统设计方法等)。

2.1 创建思维导图

笔者从概述、控制系统组成、数学模型、线性系统分析方法、稳定性分析、采样控制系统、非线性系统分析、线性系统综合这几个方面建立控制系统思维导图,基本囊括了控制系统的主要知识点,如图1所示。

第一部分:概述,从控制系统发展史、控制系统基本结构、概念、类型、系统组成这几个方面让学生对自动控制原理有整体的认识,并提出问题:自动控制系统和现代控制系统分别研究控制系统的类型是什么?第二部分是自动控制系统的数学模型,该部分为控制系统重点内容之一,建立数学模型思维导图子图,数学模型的主要的四种类型(包括现代控制理论)及之间的相互联系:时域模型为微分方程,其中微分方程的建立是自动控制原理的重点;复域内数学模型是传递函数,要求掌握传递函数的求法及典型环节的传递函数、由传递函数与结构图和信号流图之间相互转换,由梅森公式求解传递函数;第三种为频域内数学模型,要求掌握典型环节频率特性和开环频率特性。第四种为现代控制理论数学模型――状态空间表达式。

控制系统思维导图第三部分是线性系统分析方法,线性系统分析方法同样有四种,第一种为时域分析法。第二种为根轨迹法,如何绘制跟轨迹是根轨迹法的重点。第三种为频域分析法,该方法主要掌握极坐标图和bode图的画法。第四种是现代控制理论中线性系统能控性和能观性分析。

控制系统第四部分为稳定性分析。线性系统稳定性分析有在时域内进行稳定性分析――劳斯判据;用根轨迹法进行系统稳定性分析是通过根轨迹在S平面的位置判定;频域内进行稳定性分析――奈奎斯特稳定判据1和奈奎斯特稳定判据2;现代控制理论中多输入多输出系统进行稳定性分析方法――李雅普诺夫第一法和第二法。

2.2 阶段性复习

控制理论的发展初期,是以反馈理论为基础的自动调节原理,主要用于工业控制。反馈理论用于反馈控制。反馈控制是一种最基本最重要的控制方式,引入反馈信号后,系统对来自内部和外部干扰的响应变得十分迟钝,从而提高了系统的抗干扰能力和控制精度。但是,经典控制理论尽管具有很大的实际运用价值,但是其也有明显的局限性。现代控制理论的产生正是为了克服经典控制理论的局限性。相反,现代控制理论中讲授的状态空间分析法,系统的动态特性是由状态变量构成的一阶微分方程组来描述,能够反映系统的全部独立变量的变化,从而能同时确定系统的全部内部运动状态。

3 结论

鉴于自动控制系统课程的内容广、理论性强、知识点更新快、数学公式多等特点,思维导图为学生提供了快速学习的有效手段,作为自动控制原理教学改革的尝试,通过教学实践,笔者有以下体会:思维导图作为一种类似大脑思维方式,她能够使人的思维实现最大化的开发和利用;思维导图可以激发学生的想象力和创作力,它可以通过联想、类比、辩证等思维方式,使学生的在思考问题的时候更加全面。

参考文献

[1]沈辉,张湘平,张明.采用思维导图进行“自动控制原理”探讨式教学[J].南京:电气电子教学学报,2012,34(01):93-95.

[2]刘良兵,彭晓芳,李先利等.思维导图法在自动控制原理课程中的应用研究[J].中国科教创新导刊,2012(16):59-59.

[3]李剑锋.思维导图在自动控制原理教学中应用[J].中国教育技术装备,2013,11(32):55-56-58.

作者简介

杨扬,女,硕士学位。现为中国石油大学胜利学院 机械与控制工程学院讲师,主要从事电气及自动化专业。

自动控制类论文第7篇

关键词 计算机控制;综合实践;MATLAB

中图分类号:G642.0 文献标识码:A

文章编号:1671-489X(2015)22-0012-03

1 引言

一个完整的计算机控制系统涉及信号检测、信号处理、控制策略的实现以及信号输出等多个环节,对应的计算机控制类课程则包括传感器技术、自动化仪表、计算机控制技术、微型计算机原理、PLC技术及应用、现场总线控制系统等,详细讲述了传感检测系统、变送传送系统、工业控制计算机、数字控制算法、驱动执行以及控制结构设计等知识,基本涵盖了计算机控制系统组成的硬件工具(PLC、单片机等)、软件工具(梯形图、汇编语言、C语言等)、检测传感知识(传感原理、仪器仪表等)、方法策略类(各种控制算法、逻辑控制策略等)等各个方面。计算机控制类课程是自动化专业本科学习的核心内容,旨在面向工程实际需求,培养学生在控制理论的工程应用和实现等方面的能力。通过这类课程的学习,学生在面对控制任务时,能够从仪表选型、控制方案的确定、系统结构以及实现等多方面综合考虑,从而构建计算机控制系统。

显然,随着计算机的大量普及以及数字控制技术的发展,计算机控制类课程在自动化专业的教学和学习中将会越来越重要。但是在教学和指导研究生新生过程中通常发现,自动化专业的学生往往会产生这样的疑惑:“学了这些计算机和控制类的知识,我到底能做什么?”并且,学生无法抓住计算机控制类课程的学习重点,学习的过程中通常会偏向于计算机控制中计算机的学习,包括编程语言、工业控制计算机等工具类知识的学习,偏离了“控制”的主题。

计算机控制类课程的教学是一个系统工程,课程改革应该从系统的高度,而不是局限于某门课,去协调处理课程体系,并进行整体优化,方能去繁就简,把握课程的核心与实质[1]。目前,清华大学进行了计算机控制技术综合实验的教学改革[2],北京航天航空大学提出计算机控制技术本硕一体化教学方法等[3],国外自动化专业出现经典教材《现代控制工程》,其综合了自动控制原理、现代控制理论以及后现代控制理论等多门课程,这些都表明从课程体系高度去优化和重新设计教学内容已经成为趋势。正如清华大学本科教学改革目标所言:学科发展和课程设置要进一步向学科的交叉与综合背景下通识教育的方向转变;教学方式要进一步向知识传授与探索相结合,师生互动、教学相长,并以调动学生自主学习、激发学生求知欲和创造性为主要目标的教学方式转变。计算机控制类课程的教学也必然向建设一个有利于学生整体掌握课程体系,从而能够实现自主性学习、尽早参与研究工作、学习和研究并进的教学框架方向发展。

2 教学中存在的问题

细究本科学生在学习计算机控制类课程中遇到的困惑和迷茫,认为计算机控制类课程的教学存在如下问题。

计算机控制类课程体系思想的缺乏 根据国内众多著名高校和本校自动化专业的课程大纲,各门计算机控制类课程往往自成一体,大多以学生能够熟练掌握本门课程的知识点为培养目标,模糊了计算机控制类课程体系的整体脉络,难免会有所局限,容易使学生产生认识不清的问题。简单地讲,计算机控制类课程就是教会学生实现计算机控制系统,但是由于涉及的知识点和课程较多,时间跨度较长,因此如果没有明确的课程体系思想,很容易使学生淹没在某个旁枝末节的支流中。目前,国内有一部分教师认识到这一点,并努力从教材内容上进行改革。比如清华大学王锦标教授等编写了计算机控制系统教材等,从工程实际出发,介绍计算机控制技术的实现。

教材和教学内容的衔接问题 计算机控制类课程之间存在紧密的联系,往往无法对课程进行硬性的划分。比如计算机控制技术与现场总线控制系统两门课就很难划分,但是教材的编写者相互之间不可能进行协调,各自编写的出发点也不同,使得教材内容往往存在相当部分的重叠。另一方面,教学课程体系思想的缺乏也导致各门课程的授课内容可能存在重复过多,或者缺乏衔接,致使学生无法融会贯通。国内仅计算机控制技术这门课,就出现很多内容差别很大的教材,至于各课程教材之间内容的重叠现象更是普遍存在,给教师的授课和学生的学习都带来困难。

实践教学缺乏整体环节 计算机控制类课程的实践教学通常侧重于原理的验证或者工具的掌握,条件好的学校采用实物进行,而条件差的则只能通过MATLAB仿真,欠缺系统性的实践环节[4],从理论到理论的应用联系不够。比如目前很多学生没有弄清楚自动化专业最重要的专业基础课――自动控制原理,与计算机控制技术之间的联系。随着国内各种工具类竞赛项目的兴起,工具类课程逐渐在自动化专业学生的应用环节中占据重要地位,从而出现实践环节与自动化专业基础知识的脱节现象。并且,已有的课程设计实践环节也往往只是针对某门课,缺乏整体实践环节,使学生无法从全局去了解和掌握计算机控制系统的设计与实现,因此产生诸如前面的疑惑也就不足为怪了。

3 教学内容优化和改进

通过计算机控制类课程体系的整体优化,解决学生对专业核心课程脉络不清晰的问题,以及教师单兵作战的问题。通过整合课程内容,并将计算机控制技术与现场总线控制系统融合为一门课,解决计算机控制类多门课程内容交叉、重复,部分内容不适应培养目标要求等问题。将理论和应用相结合,通过基本性实验教学、课程设计、毕业设计等实践活动,解决普遍存在的重理论、轻实践的问题。

基于项目引导或任务引导原则[5],以行业特色或地方经济实际需要为背景,以自动化应用技术为主线,以通识教育与专业技术教育结合,主要围绕计算机控制类课程体系的整体优化,以“系统理念”为主线的课程内容的整合,基本性实验教学、课程设计、毕业设计实践活动的改革等展开工作,做到三个“突出”。

整体优化计算机控制类课程体系,突出“主线” 课程的安排按照计算机控制系统的自然顺序进行,改变以往按照课程重要程度的安排方式。旧的课程体系下,计算机控制类各课程独立设置,设置时间和设置内容的逻辑依据性较弱。通常,本科生一、二年级为通识教育,安排基础类的课程,比如数学类、语言类以及电子技术类等,为后面的专业学习打基础;而大三以后为专业教育,考虑到学生保研选拔、学生实习等多方面的因素,专业课无形中会按照课程的重要程度安排:大三开设专业基础类的课程,比如自动控制原理、电机与拖动、计算机控制技术、PLC、传感器技术等;还剩下一些专业性很强的课程则放到本科大四上半学期,比如现场总线控制技术、现代控制理论、智能控制等。如此,计算机控制类的课程顺序上存在一定的颠倒,比如平行开设计算机控制类的课程无法实现知识上的渐进,给学生的学习带来困难。而且计算机控制类课程缺乏一门统领性的课程,使学生在进入计算机控制类课程学习前,能够对计算机控制类课程有个整体的认识,帮助学生理清该类课程的脉络,从而避免直接进入盲人摸象式的细节教育。

为了避免上述问题,在课程的安排上遵循工程上计算机控制系统的设计流程,按从系统框架到细节的顺序,突出计算机控制系统的主线,辅以实现控制系统的工具和手段。具体地,为保证学生能够对计算机控制以至自动化专业有所了解,在大一阶段开设新生研讨和专业前沿课,就自动化专业课程主要是计算机控制类课程的整体应用进行普及教育,在加强学生对计算机控制的整体认识的同时,培养学生的兴趣。计算机控制技术作为计算机控制类课程的核心课程,在自动控制原理课程结束后即安排,突出两者之间的联系;然后围绕这门课,先从信号的检测和仪表选型等方面安排课程。而工具类的课程之间没有主次之分,统一安排在一学期,最后安排现场总线控制系统,从结构和系统上将前面的课程贯穿起来。因此,计算机控制类课程的脉络是:专业前沿和新生研讨课计算机控制技术传感器技术、自动化仪表单片机技术、PLC及其应用、微机原理等现场总线控制系统。

通过整体优化计算机控制类课程体系,一是让学生对专业类课程有清晰的脉络,提高学习效率,认清各门课程;二是让教师之间形成团队,进行研究型大学计算机控制类课程体系的研究工作,提出适应21世纪要求的培养模式。

整合课程内容,突出“系统” 计算机控制涉及的课程较多,广义的计算机控制系统包括检测、算法以及系统的结构等计算机控制类课程的全部内容。因此,各门课之间很难独立分割,几乎所有的计算机控制系统的教材都会有部分内容讲解信号的检测以及控制系统的结构,而现在这些内容又单独成课;反过来,很多现场总线控制系统以及自动化仪表的教材也往往含有部分计算机控制系统的内容。另一方面,教师在讲解某门课时,为了使学生融会贯通,课程之间适当的衔接也十分必要,但是如何把握衔接的度是关键。因此,如何整合课程内容是计算机控制类教改的重点。

针对计算机控制类课程间教学内容的安排问题,为了让学生掌握计算机控制类课程的核心知识,激发学生的学习兴趣,以工程上计算机控制系统为引领,将相关专业课程有机结合在一起,既注意各自的特点,又强调内部的联系,实现课程内容的系统化。在系统框架下,计算机控制技术侧重于与自动控制原理的衔接,并引入现代控制理论部分的内容,传授学生关于通过计算机实现控制理论的算法,让学生了解控制系统的理论和策略基础;传感器和自动化仪表实现计算机控制系统的信号检测与自动化仪表,在系统思想的引领下,这两门课与其他课程的重叠较少,在举例应用中,将各种仪表与信息检测置于计算机控制系统的大框架下即可,并且关于仪表之间的通信与连接部分的内容略掉;PLC、单片机等工具类的课程,核心授课内容设置为讲授控制系统中变量的采集与处理,以及各种控制算法的实现等;现场总线控制系统则从宏观上构建学生的系统观,并最终实现计算机控制类课程的综合,侧重于各种工业常用通信协议的讲授。在现代教育教学思想的指导下,遵循系统科学的整体性原理,将计算机控制系统类课程涉及的主要内容融为一个整体。

加强实践教学,突出“综合” 实践起到巩固理论知识的作用,创新源于实践。如何将理论知识和应用有机结合起来,形成良性互动,是实践教学改革的重点。特别的,计算机控制系统的一大特点是系统,但是计算机控制类课程又单独成课,各自都有相关的实验,这些实验都是针对该门课具体的知识点设置,很难在实验中将计算机控制类课程的内容融为一体。

通过基本性实验教学、专题性课程设计、工程应用性毕业设计等环节,从培养学生基本、综合和自主实践能力出发,并按研究型大学培养目标和新的课程体系要求,构建新的实践能力培养体系。该体系中,各门课的实验还是针对该课的基本知识点,但是增加了专题性的课程设计,并且实现开放式的课程设计方式,使学生在计算机控制的大框架下可以自主选题,然后利用课余时间自主完成课题任务,不再单独占用上课时间。与传统课程设计不同,该课程设计最大的特点是针对计算机控制类课程的综合设计,突出知识点的综合应用。而且在学生毕业设计的设置上,加大工程应用性的比例,鼓励学生进行计算机控制类实际项目的开发与设计。

4 教学方法改进

与教学内容的优化与改进相适应,在教学方法上主要进行如下改进。

1)以计算机控制系统为主线,从应用角度出发,密切结合工业自动化实践,以主讲教授为龙头,成立系列课程教研组,组织教师进行调研、讨论,将计算机控制系列课程融为一体,相互衔接、相互连贯,重新制订合理的教学计划和大纲、实验计划和大纲、综合课程设计的计划和大纲等,并聘请校内外专家进行评审。

2)在加强学生对课程之间的知识联系方面有如下举措。

①组织学术造诣深厚的教授给大一新生讲授学科前沿和新生研讨课,加强学生的思辨能力,同时建立学生计算机控制的系统思想。

②在大二充分利用学院国家电子类大学生实践基地平台,组织学生进行大学生创新项目的实践;大二的学生作为大三学生的助手,建立计算机控制系统实际应用的感性认识。

③在大三后则利用学生参观实习的契机,让学生了解实际工厂计算机控制系统的构成,并通过国际工业自动化展,了解计算机控制系统在各行各业中的应用以及最新发展趋势。

3)在加强综合实验方面主要采用如下措施。

①依托相应课程,优化基本性实验教学内容,对原有实验内容进行调整和更新,精选内容先进、具有代表性的教学内容和实验项目。

②加大综合性、设计性实验的比重,根据实际情况开设选择性实验,充分发挥有实践经验教师的特长,以项目为引导,给出项目的要求,不限定知识范围,让学生应用所学的计算机控制知识,根据项目成本、项目技术要求等工程要求,自主选型,并自主完成项目的计算机控制系统,给学生最大的发挥空间。

③在代表性课程的考核环节,如现场总线控制,增加该课程的课程设计环节。在该环节,教师不限定题目,学生可以根据自身的经历或者生活体验,发挥自主想象的空间,自主选题,并做出控制系统实物。另一方面为增加对控制系统的认识,学生需要就系统方案的设计、功能等方面进行说明或演示。在此过程中一切以学生为主,给学生配备教师顾问组,由多名教师组成,学生可以根据需求自主寻求教师的意见。除此之外,教师仅需要对学生的作品进行评价。

④在毕业设计环节,对毕业设计进行分类要求。在侧重于工程设计类的毕业设计中给学生一定的经费,让学生实现设计的实物并演示;而在侧重于论文类的毕业设计中,设计与科学研究相结合,引领学生进入较前沿的理论研究中去,拓宽学生专业知识面。

5 结语

由于课程多、跨度大、课程间相关性强,并且课程间内容重叠,计算机控制类课程的“教”和“学”都存在困难。本文以工程上一个完整的计算机控制系统为引领,分别从教学内容和教学方法的优化上给出教学改革方法。在教学内容上,对各课程教学内容进行整合,做到突出“主线”脉络,突出“系统”架构,突出“综合”实践;在教学方法上,对应教学内容的改革,通过改革教学大纲、教学计划和实验计划,使计算机控制类课程相互衔接,并借助学院部级创新基地平台,以及增加新生研讨课、学科前沿课和课程实习环节,再依托现场总线控制系统,结合综合设计环节,加强学生的综合实践环节。通过上述改革,加强学生对计算机控制系统中“控制”和“系统”的认识,既增加学生对计算机控制类课程理论知识的理解,又培养学生综合应用计算机控制类知识的实践能力,效果明显。■

参考文献

[1]张德江,于微波,贾文超.教学与教研互动教法与学法共融:“计算机控制系统”国家精品课建设的体会[J].中国大学教学,2007(10):29-31.

[2]丁冬花,赵雁南.计算机控制系统综合实验课简介[J].实验技术与管理,1994,11(1):51-52.

[3]张平,夏洁,周锐,等.建设独具特色的“计算机控制”精品课程[J].电气电子教学学报,2009(31):143-145.

[4]温淑慧.计算机控制技术实验教学改革初探[J].教学研究,2010,33(6):59-62.

自动控制类论文第8篇

关键词:信息科技;自动化;发展;机遇;挑战

自20世纪60年代起,人们就开始对自动化学科进行深入的研究,半个多世纪以来,自动化技术水平得到了极大的提高,各种自动化技术被广泛应用在多个生产领域,为提高社会生产力做出巨大贡献。在21世纪这一信息科技时代,自动化水平的高低在某种程度上代表着一个国家的科学发展水平和经济发展水平,因此我们必须要认真正确的对待自动化学科的发展,合理分析其在未来发展中所面临的的形势,为抓住机遇,迎接挑战做好准备。以下本文中笔者就结合自己的理解,来探讨分析了自动化学科的本质和发展前景。

1 自动化学科的内涵

人们普遍认为物质、信息和能量是人类生存和社会发展的根本,是最基础的三种要素。而其中物质和能量却是有限的,若人类在发展中过度的开发和利用物质与能量,就会造成物质能量短缺,因此需要对其进行节约和保护。而信息则是无限的,并且随着人类社会的发展还将会以飞速增长的态势不断增加总量。尤其是近年来信息技术的快速发展,更是促使了信息获取能来、传播能力和处理能力大幅度增长,如何充分利用信息这一基本发展要素来促进人类社会更好发展就成为了目前人们最为关注的问题。而自动化学科则正是一门研究信息的利用问题的学科,其主要内涵是实现信息的自动控制。

所谓自动化科学技术,就是通过对信息获取技术、信息处理技术和信息决策控制技术的研究,来掌握自动控制信息的能力,并利用这种能力来促使信息为人类发展做出更大贡献。自动化科学技术在使用的过程中需要对人类、客观物理对象以及信息系统工具之间的关系进行合理处理,从而达到利用信息的目的。

在以往人们的传统观念中,大都认为信息化是促进信息技术和工业技术融合在一起的重要桥梁,这种理解认识的正确的,但却不够全面。其仅仅只是指出了信息化的某一方面的功能作用。如果按照信息控制论的观点进行分析,信息化又应该怎样去理解呢?

据控制论的理论创始人维纳的思想观点来讲,他认为所有的新学科如果是真正有生命力的学科,则其在长期的发展中必然会发生中心的转移。而在当前的信息时代中,人们就应该将对信息化的研究中心转移到最近十年的发展趋势中去。目前,信息科技发展正面临着新的机遇和挑战,在对自动化控制的研究中,我们更应该强调其控制的内涵,使其不但能够成为信息化与工业化之间的桥梁,还能为社会现代化、军事现代化等等领域的发展建立一个个桥梁,以此来促进信息化在社会发展中起到更深刻的作用。

因此,我们可以说,自动化学科的内涵是对信息的控制,这种理解和认识不但使信息化的使用领域更加宽广,而且也促使了信息化和自动化学科的融合统一。事实上,信息化和自动化学科是相辅相成的,例如在信息网络的建设中,就需要自动化学科来辅助去完成信息的自动控制。基本上所有的网络信息发展都离不开自动控制。因而我们可以这样认为,网络信息技术的发展为自动化学科提出了一定的挑战,但同时也为其发展带来了极大的机遇。

2 自动化学科的发展动态

中国学者为自动化学科的发展做出了突出的贡献。钱学森、戴汝为等提出的关于开放的复杂巨系统及其方法论,为复杂系统的建模、分析、运筹和控制等问题提供了理论基础和方法论依据;宋健、郭雷在世界大会上的报告,对我国学者的部分杰出工作进行了总结,并提出了新的方向。在学习和研究工作中,作者理解在20世纪自动控制领域的成果与应用成就的基础上,面向21世纪自动化学科的发展趋势为:

(1)复杂系统建模与发展:为了满足当前高新技术发展的需要,研究大规模复杂系统的建模与仿真工作已很迫切。这将涉及多层面、多分辨率的建模以及在聚合/解聚作用下不同分辨率模型间的平滑一致性转换、各种分析模型与知识模型之间的集成,以及在控制与决策过程中的优化调度与灵活运用。

(2)新型控制系统结构、方法与算法的研究:有关分布式分层递阶控制,非完全控制,可组态控制,进化控制计算法,自组织自学习控制,综合集成优化方法,智能化控制等。

(3)混杂控制系统理论与应用:该理论是近年来发展很快和倍受重视的研究领域,其特征是将离散系统和连续过程系统集成在一个框架结构内进行分析、综合与优化设计。反馈与优化仍是其核心主题,开展该系统的研究将涉及微分、代数、数学逻辑与时序逻辑、基于的分布式人工智能、网等多种学科。可以认为,混杂控制系统理论及应用是新世纪控制学界开辟的一个具有里程碑意义的研究领域。

(4)非线性控制系统理论及应用:它仍然是控制科学中倍受重视的领域,近几年来发展很快,已在构造性递归设计等方面取得重要进展。该系统未来的成功,将有赖于获取能提供清晰的简单模型,这对防止出现过于复杂的非线性控制器是十分必要的。

(5)微观控制或纳米控制技术的研究:随着制造业向纳米级微观层次发展,控制理论方法与技术应是这种新环境的需要,可以认为微观控制将是可实现及发挥其重要作用的高新技术。

(6)智能机器人系统:机器人-新时代人类的宠儿!近几年来已取得极大地发展,智能机器人是开创未来的工作者,它包含感知、思维和动作功能,此类人机交三技术,遥控自主、虚拟现实技术,仿生和微机器人是极有发展前途的领域。

(7)与智能制造系统:它在21世纪必将会有更大地发展,将硬件动态系统和混杂控制系统的理论及技术成果融为一体。

(8)大规模复杂工业过程智能化控制与决策:这种控制和决策一直受到控制学科和工业界的极度重视,包括动力、冶炼和大型化工生产过程等。对这类系统的优化控制应特别注意正在高速发展的计算机网络,环境资源和基于的分布式人工智能、计算机智能技术等。

结束语

自动化学科的研究领域在不断地扩展,其内涵也在不断地深化。传统的物质生产和生活领域仍然是自动化发展的主要推动力和应用领域;网络科学、生命科学等新兴领域为自动化的创新提供了广阔的舞台。从目前的信息科技发展现状来看,信息化的加速发展给自动化学科带来了新的挑战和更多机遇,我们需要进一步的完善自动化学科的理论基础,促使其更好的抓住机遇,迎接挑战。

参考文献

自动控制类论文第9篇

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摘 要:人类社会的发展离不开自动控制的发展,二者有着密切的联系。迄今为止,自动控制科学不仅对整个科学技术作出了非常重要的贡献,也为人类社会带来很多效益。本文简要介绍了自动控制的原理,并对自动控制在人们生活中的几点应用做了分析。

关键词 :自动控制;原理;应用

1 概述

人类社会的发展离不开自动控制的发展,二者有着密切的联系。研究自动控制技术对于人类来说从危险、复杂与烦琐的劳动环境中解放出来十分有利,而且还可以大大的提高劳动效率。迄今为止,自动控制科学不仅对整个科学技术作出了非常重要的贡献,也为人类社会带来很多效益。但是随着现代科学技术的不断发展,人们又对自动控制与系统工程提出了更多更新更高的要求。自动控制理论与系统工程正面临新的发展机遇与严峻挑战。[1]

2 自动控制的原理

在现代科学技术的领域中,自动控制技术已经起到越来越重要的作用。所谓的自动控制,就是指在没有人直接参与的情况下,利用控制装置或控制器,使设备、机器或生产过程(统称被控对象)的某个参数或工作状态(即被控制量)自动地按照预定的规律运行。

自动控制理论是一门研究自动控制共同规律的科学技术。自动控制发展初级阶段,主要用于工业控制,采用自动调节原理,以反馈理论为基础,“二战”期间为了设计和制造火炮定位系统、雷达跟踪系统、飞机及船用自动驾驶仪以及其他军用设备,也更加促进了自动控制理论的完善与发展。到战后,逐渐形成了完整的自动控制理论体系,则是以传递函数为基础的经典控制理论,主要的研究对象是线形定常数系统,单输入-单输出的分析和设计。[2]

3 自动控制的应用

3.1自动控制在污水处理中的应用

现在,自动控制理论与技术有两个发展方向,一是将不同的方法结合在一起,各自发挥优势,进而相互取长补短,形成新的控制系统,得到单一方法不能达到的效果;二是对理论或方法本身进行深入研究。控制理论在污水处理领域的应用主要以第一个方向为主。因为经典控制以及现代控制的理论研究都非常成熟,现在用在污水处理领域中的多是各种智能控制的混合算法。[3]

3.2 自动控制理论在光伏逆变电源中的应用

自动控制理论在光伏逆变电源中应用,主要包含对控制方法以及模糊控制理论的研究等。首先是模糊控制理论在光伏逆变电源中的应用,把模糊控制理论应用到光伏逆变电源并网中,可以将误差电流与参考电流作为系统的参考控制量,可以采用尽可能少的模糊控制的参数,能够在一定程度上降低模糊判断的时间,从而达到了一个比较好的控制效果。其次是模数控制理论的运用。所谓模数控制理论就是提高将模拟电路和数字电路混合起来,进而实现对逆变电压的同步与跟踪进行控制。再次是控制方式的探究。在现代的控制方式里,大规模的集成技术得到了快速的发展,使得小规模的元器件逐渐被专用芯片以及智能芯片代替。最后是复合控制理论在光伏逆变电源中的应用。复合控制的理论是基于内模原理的控制策略,其所采用的方法就是将动力学的模型放到逆变电源的控制器当中,从而形成一种反馈精度非常高的逆变电源。[4]

3.3 在煤炭发电中自动控制技术的应用

3.3.1 对于发电设备与装置的控制与保护

以往的煤炭发电企业采用的发电的保护设备与装置具有比较单一的功能,同时采用了比较过时的监控方法,难以很好的保护生产过程中发生的超限报警以及连锁跳机等故障,而自动控制技术的应用,对于煤炭发电的装置与设备进行了非常好的保护。

3.3.2 对于单元炉机组进行合理的整合与统一

随着科技的不断发展,煤炭发电站也开始采用先进的自动控制新技术,使得煤炭发电达到了由机-电控制一体化向机-炉-电一体化的合理统一以及整合,高新的单元炉机组运转方式的采用,完全呈现出发电机组的整体实力,同时很好地体现出其优势,有效地简化整个监控系统,并发挥出其独特功能,使日常检测监控的程序变得更为简便,节省相关的资金投入。[5]

3.4 粮油加工中单路闭环反馈系统的运用

为了使粮油的生产加工中实现准确性以及连续性,在其比较关键的地方采用以PID 智能控制器为关键内容的自动控制系统,而且应用越来越广泛。其工作原理是PID 智能控制器与电子变频设备、温度、物位等变送器、电气定位阀门等组成闭环负反馈来控制压力、物位、液面、温度等工艺。[6]

3.5 自动控制系统在小农户滴灌中的应用

本系统是在棉花滴灌管理建设的基础上,所研发的适用于小农户使用的滴灌自动控制系统。此系统的适用面积为12~50hm2,并且不用通过培训就能了解并应用。此系统主要是对施肥设备、水泵以及滴灌系统电磁阀的开关进行控制来实现自动灌溉。[7]

4 总结

自动控制在社会生活中的应用无处不在,本文只就其中的几方面做了介绍。虽然自动控制面临的问题和挑战非常严峻,但是其发展机遇还是很良好的。首先,要加快结合控制硬件、软件以及智能,逐步实现智能化;其次,要逐步达到自动控制与计算机科学、信息科学、人工智能与系统科学的结合,为自动控制提供新思想、新技术与新方法,推动智能控制的不断发展。

参考文献:

[1]吴晓帆,蔡自兴.自动控制的发展与未来[J].石油化工自动化,1999(5):6-7.

[2]胡寿松.自动控制原理(第四版)[M].科技出版社,2001.

[3]汪家权,陈立爱,侯红勋,等.自动控制在污水处理中的应用[J].工业用水与废水,2012(6):1-6.

[4]周多多.自动控制技术在光伏逆变电源中的应用[J].科技资讯,2012(29).

[5]连晗,史增芳.煤炭发电中自动控制技术的应用与探讨[J].煤炭技术,2014(33):172-174.

[6]马继征,王雨,张志强,等.自动控制在粮油加工领域中的应用简介[J].粮油加工,2007(1):71-73.

[7]崔春亮,阿不都沙拉木,雷建花等.适合小农户的滴灌自动控制系统在裕民县的推广应用[J].节水灌溉,2011(4):51-54.