自動控制論文范文

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篇1

由于“自動控制基礎(chǔ)”課程比較抽象，不同于一般的專業(yè)課，在授課過程中，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)比較吃力，不知道這些知識學(xué)了用在什么地方，某些學(xué)生有“自動控制基礎(chǔ)課程難學(xué)又沒用”的想法，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)目的不明確，上課的注意力很容易不集中，傳統(tǒng)教學(xué)方法嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。針對這種情況以及學(xué)生對應(yīng)的偏船舶專業(yè)背景，在課堂教學(xué)中引入船舶中大量的控制系統(tǒng)應(yīng)用的實例，如把船舶柴油機(jī)氣缸冷卻水溫度控制系統(tǒng)、船舶燃油黏度控制系統(tǒng)、船用輔鍋爐的水位自動控制系統(tǒng)、主機(jī)遙控系統(tǒng)和船舶火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)自動控制等等，穿插到本門課程的教學(xué)中。這種教學(xué)方法通俗易懂，學(xué)生能很快接受，從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，課下經(jīng)常有學(xué)生請教實例中深層次的問題，學(xué)生普遍反映喜歡這種實例講解。同時在教學(xué)中注意采用多種教學(xué)手段與方法，上課并不是簡單地“念”多媒體課件，對于重要的數(shù)學(xué)推理以及公式，還是在黑板上進(jìn)行推導(dǎo)，現(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合，可以使得課程教學(xué)更加科學(xué)；課上多用啟發(fā)式提問，增加學(xué)生對知識點的感性認(rèn)識，讓學(xué)生積極思考和分析，然后積極組織學(xué)生參與課堂討論，最后教師加以總結(jié)。師生之間形成良好的互動，課堂教學(xué)氛圍比較活躍，很大程度上調(diào)動了學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。

二、注重Matlab軟件

在教學(xué)中的應(yīng)用Matlab軟件在歐美國家早在20世紀(jì)90年代就正式引入教學(xué)中，如今Matlab已經(jīng)成為線性代數(shù)、控制理論、數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)字信號處理等課程的基本教學(xué)工具，成為歐美國家大學(xué)生必須掌握的基本技能。自動控制基礎(chǔ)課程理論復(fù)雜，公式也比較多，Matlab控制系統(tǒng)工具箱可以很好地處理以傳遞函數(shù)為主要特征的經(jīng)典控制問題。將Matlab引入課堂教學(xué)中，不但可以提高教學(xué)質(zhì)量，也能吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如時域分析中，系統(tǒng)對各種典型輸入信號的響應(yīng)傳統(tǒng)上都是利用拉普拉斯變換法求解出系統(tǒng)輸出的拉普拉斯變換，然后拉普拉斯逆變換得到輸出的時間函數(shù)。由于江蘇科技大學(xué)能源與動力工程專業(yè)學(xué)生以前沒有學(xué)過復(fù)變函數(shù)與積分變換這類課程，加之過多的數(shù)學(xué)變換干擾了學(xué)生對時域分析的理解，特別是二階振蕩系統(tǒng)，得到的系統(tǒng)輸出方程比較復(fù)雜，學(xué)生難以理解。而且課堂教學(xué)中做出準(zhǔn)確的曲線也比較困難。在Matlab環(huán)境下，可以很方便地輸入相應(yīng)的參數(shù)，從而得到相應(yīng)的響應(yīng)曲線。再通過改變自然頻率和阻尼比的大小，可以很直觀地觀察到這兩個參數(shù)對時間響應(yīng)曲線的影響。整個過程清晰明了，教學(xué)形象生動，復(fù)雜抽象理論的概念得以具體圖形化，學(xué)生對知識點易于掌握，對課程的興趣也得到提升。另外利用此軟件在頻率特性的Nyquist圖、Bode圖的繪制與分析以及系統(tǒng)的校正等傳統(tǒng)教學(xué)難點的教學(xué)中也收到了很好的教學(xué)效果。課下也鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)Matlab軟件，建議課后部分作業(yè)用Matlab來完成。

三、加強(qiáng)實驗教學(xué)課程的實踐

教學(xué)環(huán)節(jié)在江蘇科技大學(xué)是獨立授課實驗，授課教師與實驗教師的溝通尤為重要。一方面，目前實驗安排上盡量壓縮講解時間，減少演示性的實驗項目，相關(guān)的理論知識學(xué)完后緊跟實驗，增多設(shè)計性、綜合性的開放實驗內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，確保學(xué)生不但能做出結(jié)果，還能知道為什么會有這樣的結(jié)果；另一方面在Matlab環(huán)境下開展計算機(jī)輔助虛擬教學(xué)實驗，“虛實”兩種手段有機(jī)結(jié)合。對于動手能力強(qiáng)的學(xué)生，利用實驗室現(xiàn)有的設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計實驗項目，能力非常突出的，吸收到學(xué)校相關(guān)本科生創(chuàng)新計劃的研究小組。充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性，為畢業(yè)后的工作或深造打下基礎(chǔ)。

四、改革考核方式

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該控制技術(shù)是基于對人類大腦神經(jīng)元的模擬，它通過神經(jīng)元的權(quán)值分布和聯(lián)結(jié)來進(jìn)行有關(guān)信息的表達(dá)，在持續(xù)的權(quán)值調(diào)整和學(xué)習(xí)過程中，它就可以實現(xiàn)有效的神經(jīng)萬羅模擬，然后通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測、直接和間接自校正等實行一定的智能控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制具有非線性特點，它可以理論上實現(xiàn)各種非線性圖像，因此有較好的經(jīng)濟(jì)性；有效的并行能力和并行結(jié)構(gòu)也是該控制方法的重要特點；此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在實現(xiàn)對環(huán)境信息的高效記憶與學(xué)習(xí)的同時，還可以實行多變量的處理，及它可以進(jìn)行多輸入和多輸出的同時數(shù)據(jù)處理。

2復(fù)合智能控制

不同智能控制系統(tǒng)具有不同的優(yōu)缺點，復(fù)合智能系統(tǒng)就是將各種不同種類的控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合使用，這樣可以在克服各個控制系統(tǒng)缺點的同時，實現(xiàn)各個系統(tǒng)優(yōu)點的綜合。目前常用的復(fù)合系統(tǒng)主要是有模糊滑模控制、模糊專家控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制。模糊專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)是種特殊的專家系統(tǒng)，即在知識獲取、表示、處理的整個環(huán)節(jié)中都加入了模糊技術(shù)。該系統(tǒng)的特點就是，即使初始信息獲取的不夠完整或者準(zhǔn)確，但該系統(tǒng)還是可以較為有效的人類專家思維模擬，在既有的不完整的信息下提出最優(yōu)化的解決方案。模糊專家系統(tǒng)是模擬人類有關(guān)專家進(jìn)行有關(guān)問題解決的思路，因此是一種較容易開發(fā)應(yīng)用的復(fù)合系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)。該系統(tǒng)起源于上世紀(jì)九十年代的日本，它有效的利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)點，即可實現(xiàn)任意函數(shù)映射，具有良好的學(xué)習(xí)性，可處理殘缺、粗糙、模糊的信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)是兩種系統(tǒng)的有效結(jié)合，它在實現(xiàn)模糊邏輯利用少量信息進(jìn)行知識表達(dá)的同時，也可通過聯(lián)想進(jìn)行有關(guān)知識的應(yīng)用，這使得該控制方法實現(xiàn)了表達(dá)和學(xué)習(xí)能力的綜合提升。模糊滑模控制。滑模控制最大的優(yōu)點就是不受系統(tǒng)不確定性的影響，魯棒性較佳；其缺點主要體現(xiàn)在未建模動態(tài)及補(bǔ)償干擾的高控制增益，此外在高頻轉(zhuǎn)換時易產(chǎn)生一定的抖振。綜合模糊系統(tǒng)以后的模糊滑模控制就很好的克服了這些問題，它將二者不依賴性及魯棒性好的優(yōu)點進(jìn)行了一定的結(jié)合，因而可以有效實現(xiàn)控制對象的轉(zhuǎn)換。該控制方法具有很好的應(yīng)用前途。

3智能控制在火電廠熱工自動化的應(yīng)用

3.1對單元機(jī)組負(fù)荷的控制

非線性、不確定、時變以及耦合等是單元機(jī)組負(fù)荷控制的難題所在，對此，可以設(shè)計出建立在機(jī)跟爐與爐跟機(jī)上的具有自適應(yīng)性的兩種神經(jīng)元模擬負(fù)荷控制系統(tǒng)。試驗發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)下各權(quán)系數(shù)學(xué)習(xí)收斂明顯提速，且效果自適應(yīng)性及控制性均較理想。此外，結(jié)合神經(jīng)元控制與模糊邏輯算法并將其應(yīng)用在單元機(jī)組負(fù)荷控制上，此時控制系統(tǒng)的自適應(yīng)性、抗干擾性、魯棒性都有顯著的增強(qiáng)，系統(tǒng)的響應(yīng)速度也明顯提升。

3.2對過熱汽溫的控制

過熱汽溫對于鍋爐的正常運行有著極為重要的意義。改變減溫水是實施鍋爐過熱汽溫控制的常用方法，大慣性、時滯性，以及動態(tài)特性的隨便是該系統(tǒng)主要面對的問題。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)引入到過熱汽溫系統(tǒng)中來，這使得系統(tǒng)的運行狀況、控制質(zhì)量及適應(yīng)性都有了明顯的提升。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制下的過熱汽系統(tǒng)魯棒性較優(yōu)，即使在調(diào)峰機(jī)組變工時也可以實行很好的運行和控制，因此有效的克服了原先過熱汽溫控制的時滯及不穩(wěn)定問題。

3.3對鍋爐燃燒過程的控制

鍋爐燃燒易受到煤種煤質(zhì)、變量耦合、時滯等多種因素的干擾，且其燃燒率很難實行頸椎的測區(qū)。將專家控制應(yīng)用到鍋爐燃燒過程的控制中以后，通過專家系統(tǒng)逐次的判斷、分析和推理，可實現(xiàn)前進(jìn)式的系統(tǒng)，具體包括對緊急事故、工況判斷子集、送風(fēng)調(diào)節(jié)子集、執(zhí)行機(jī)構(gòu)診斷子集、煤厚調(diào)節(jié)子集等多內(nèi)容的判斷。此外，將模糊控制融入鍋爐燃燒系統(tǒng)以后能夠有效解決原系統(tǒng)不確定性問題，并同時提升系統(tǒng)的魯棒性與控制質(zhì)量。

3.4對中儲式制粉系統(tǒng)的控制

磨負(fù)荷信號較難測量、數(shù)學(xué)建型復(fù)雜以及被控參數(shù)耦合，是中儲式制粉系統(tǒng)主要的問題所在，此時就可以利用模糊語言規(guī)則克服其延遲與非線性的問題，具體內(nèi)容包括，將操作人員的經(jīng)驗以數(shù)據(jù)的形式存入計算機(jī)并進(jìn)行計算，然后通過預(yù)測和分級進(jìn)行兩種模糊控制。此外，將神經(jīng)元解耦及模糊控制融入到磨煤機(jī)控制系統(tǒng)中，這樣以來，球磨機(jī)制粉時滯以及耦合的問題就得到了很好的解決。

3.5對給水加藥的控制

給水加藥工作主要涉及的是氨與聯(lián)胺的加入，前者可以使給水與高凝結(jié)水處于較高的堿性，避免酸性水腐蝕高低壓給水設(shè)備；而后者是通過聯(lián)胺的化學(xué)作用控制水內(nèi)氧和二氧化碳的含量，從而避免相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)腐蝕、生垢等問題。實際生產(chǎn)中加藥量的大小易受到水處理工況、蒸發(fā)量等因素的影響，因此很難對其實現(xiàn)有效的控制。在給水加藥系統(tǒng)中使用模糊控制系統(tǒng)，這樣以來，專家有關(guān)經(jīng)驗的信息就會融入到控制系統(tǒng)中，從而使系統(tǒng)控制的質(zhì)量得到大大的提升。在變頻器輸出頻率的控制中使用模糊控制，能夠有效的進(jìn)行加藥泵機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整，這種融入模糊控制的給水加藥系統(tǒng)能夠避免人工加藥引起的各種不良后果，從而提高了給水加藥的工作質(zhì)量。此外，模糊控制下的假藥系統(tǒng)具有較好的魯棒性，其動態(tài)響應(yīng)也比較快速，因此具有很好的使用經(jīng)濟(jì)性。

4結(jié)語

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摘要：遠(yuǎn)程自動化控制閘門單片機(jī)

閘門調(diào)節(jié)是灌區(qū)工程中經(jīng)常采用的手段，閘門控制的探究對于節(jié)約能源、確保水利工程的正常運行、提高水資源的利用效率和節(jié)約用水具有重要的意義。目前國內(nèi)大部分灌區(qū)已基本實現(xiàn)流量數(shù)據(jù)的自動采集和監(jiān)測，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾聿块T，但是在根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程自動監(jiān)測和控制方面成熟的經(jīng)驗非常少。國外非凡是歐美等先進(jìn)國家在這方面已經(jīng)達(dá)到較高的水平，如美國的SRP灌區(qū)自動化澆灌系統(tǒng)，可以同時采集100多點的水位、閘門開度和其他信息，通過計算機(jī)處理后，控制幾百座閘門、150多處泵站的運行。本文以國內(nèi)某大型灌區(qū)為例，對閘門的自動監(jiān)控進(jìn)行了探究。

1、系統(tǒng)的總體設(shè)計

本系統(tǒng)采用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，分一個主站和若干個子站，通過無線調(diào)制解調(diào)器構(gòu)成一個無線通訊網(wǎng)絡(luò)，對多個斷面的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、傳輸、處理和控制。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。下位機(jī)中的傳感器把引水渠中的水位值和各閘門的開度值經(jīng)轉(zhuǎn)換后送給編碼器，編碼器對水位及閘門開度信號進(jìn)行編碼，在通過避雷器將編碼信號傳給數(shù)采儀，數(shù)采儀將數(shù)據(jù)進(jìn)行初步加工和處理后由無線調(diào)制解調(diào)器傳給上位機(jī)，上位機(jī)即系統(tǒng)主站，可分別和不同的子站建立聯(lián)系，查詢各測點的數(shù)據(jù)，并按照用戶的要求對各閘門進(jìn)行控制，下位機(jī)中的控制箱接收到此信息，經(jīng)過計算，發(fā)出控制信號自動控制閘門到一定的開度，達(dá)到自動控制的目的。

圖1閘門遠(yuǎn)程自動監(jiān)測和控制結(jié)構(gòu)圖

2、下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計下位機(jī)重點在于閘門自動控制箱的設(shè)計，本文提出閘門的運行控制模式，并進(jìn)行可靠性處理，然后利用無線傳輸設(shè)備和上位機(jī)進(jìn)行通訊，傳輸數(shù)據(jù)。

2.1下位機(jī)硬件電路設(shè)計

本系統(tǒng)采用AT89系列單片機(jī)，采用矩陣式鍵盤進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)，鍵盤提供切換鍵、時間設(shè)置鍵、控制鍵三個按鍵，通過三個按鍵顯示水位、流量、閘門開度、日期和時間。切換鍵實現(xiàn)上述四個功能的轉(zhuǎn)換，時間設(shè)置鍵用于修改日期和時間，控制鍵用于對電機(jī)啟停進(jìn)行控制。

2.2閘門控制系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)下位機(jī)接收到上位機(jī)傳來的要求流量值（或水位值），當(dāng)要求的流量值（或水位值）和系統(tǒng)所測的流量值（或水位值）不一致時，單片機(jī)啟鍵閉合，閘門電動裝置控制箱自動啟動電機(jī)，提升或下降閘門，當(dāng)所要求的流量值（或水位值）和當(dāng)前所測流量值（或水位值）相等時，單片機(jī)閉鍵閉合，電機(jī)自動停止，達(dá)到自動控制的目的。

閘門的運行控制模式有實時型控制模式和定時型控制模式兩種，在實時型控制模式中，上位機(jī)根據(jù)用戶要求的流量，利用流量—水位關(guān)系曲線把要求的流量換算成要求的水位，然后和下位機(jī)聯(lián)系，下位機(jī)接到信號后，由電動裝置控制箱控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，達(dá)到要求時停止轉(zhuǎn)動。定時控制模式要求用戶輸入所期望的流量值和要求閘門動作的時間，下位機(jī)的控制箱在規(guī)定的時間里自動開啟和關(guān)閉閘門，進(jìn)行控制。

2.3無線通訊設(shè)備SRM6100調(diào)制解調(diào)器

SRM6100無線調(diào)制解調(diào)器原是美國Data-LincGroup公司生產(chǎn)的軍用產(chǎn)品，現(xiàn)應(yīng)用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行無線通訊方法，在2.4GHz-2.483GHz頻段應(yīng)用智能頻譜跳頻技術(shù)，在無阻擋物的情況下，兩調(diào)制解調(diào)器之間的通訊距離可達(dá)32.18公里，可實現(xiàn)PLC（可編程控制器）和工作站之間的無線連接。SRM6100應(yīng)用跳頻，擴(kuò)頻和32位誤碼矯正技術(shù)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴o需昂貴的射頻點檢測技術(shù)。射頻數(shù)據(jù)傳輸速率為188kbps。并且不需要FCC點現(xiàn)場許可證。SRM6100支持多種組態(tài)，包括點對點通訊和多點通訊。多點通訊對子站數(shù)目無限制。并且SRM6100可做為中繼器工作，以達(dá)到擴(kuò)展通訊距離或克服阻擋物通訊的目的。

2.4下位機(jī)可靠性處理

為了精確控制電動閘門的關(guān)閉，避免電動閘門在工作中出現(xiàn)過載破壞或關(guān)閉不嚴(yán)的現(xiàn)象，本系統(tǒng)在電動軸上安裝了轉(zhuǎn)矩傳感器，用來監(jiān)測閘門輸出軸的轉(zhuǎn)動力矩，以判定閘門是否關(guān)嚴(yán)、是否被卡住。閘門電動裝置用于檢測和控制閘門的開度，本系統(tǒng)在轉(zhuǎn)動軸上安裝了光電碼盤，考慮到閘門可能出現(xiàn)頻繁的正反轉(zhuǎn)交替，為了避免錯位和丟碼，采用雙光耦技術(shù)，光耦輸出的兩路信號經(jīng)74221雙單穩(wěn)觸發(fā)器進(jìn)行整形，89C51的INT0和INT1對其進(jìn)行計數(shù)、計時，并判定轉(zhuǎn)動方向，計算閘門開度。電動閘門在工作中若出現(xiàn)異常現(xiàn)象，系統(tǒng)會自動報警，切斷電機(jī)電源并顯示故障情況。

2.5下位機(jī)軟件設(shè)計

下位機(jī)的軟件設(shè)計分為閘門自動裝置控制箱程序設(shè)計和串行口中斷服務(wù)程序設(shè)計兩部分。閘門自動裝置控制箱程序設(shè)計主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示、按鍵操作等功能，串行口中斷服務(wù)的程序完成下位機(jī)向上位機(jī)數(shù)據(jù)的傳送和用戶設(shè)定參數(shù)的接收。控制箱程序的主框圖如下摘要：

圖2、閘門自動控制程序流程圖

3、上位機(jī)設(shè)計

上位機(jī)的軟件部分采用VB6.0為開發(fā)工具，將各個功能模塊化，分別解決相應(yīng)新問題，再將各個模塊組裝，構(gòu)成上位機(jī)軟件系統(tǒng)的核心，上位機(jī)軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，通信模塊位于最底層，其余模塊功能的實現(xiàn)都直接或間接建立在此模塊的基礎(chǔ)上，本文利用VB的API函數(shù)編寫串口通訊程序，程序的框圖如圖4所示。數(shù)據(jù)管理模塊的主要功能就是為水位、流量、閘位等建立數(shù)據(jù)庫，并對其進(jìn)行管理。

圖3、上位機(jī)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖4、通信模塊程序流程圖

4、結(jié)語

本文以國內(nèi)某灌區(qū)為例，全面分析了灌區(qū)閘門自動化控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及其設(shè)計，對其軟件開發(fā)和硬件選擇作了全面闡述，并總結(jié)了提高自動化系統(tǒng)可靠性的經(jīng)驗，為提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平提供了有利的工具，具有較高的使用價值和廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)摘要：

[1、水利水文儀器介紹，水利部南京水利水文自動化探究所，1997。

篇4

PLC是一種在繼電邏輯控制之后迅速發(fā)展起來的計算機(jī)工業(yè)自動控制裝置，其強(qiáng)大的抗干擾能力和可靠度被廣泛運用于多種工業(yè)自動化設(shè)備中。隨著對PLC研究的深入和技術(shù)的發(fā)展成熟，越來越多的復(fù)雜自動控制系統(tǒng)紛紛將PLC作為了首選技術(shù)。與多年前的PLC功能相比，如今的PLC廠商已開發(fā)出各種各樣的配套功能模塊，智能化的處理能力也在不斷增強(qiáng)，完全能夠適應(yīng)各類工藝生產(chǎn)流程，如輸入輸出模塊，便是現(xiàn)今應(yīng)用范圍最廣的PLC自動控制系統(tǒng)智能模塊，其實現(xiàn)了采集外部模擬量和控制內(nèi)部數(shù)字量的兩種功能，甚至有一些品牌的輸入輸出模塊已完全嵌入了A/D和D/A的功能，滿足了市場的需要。然而，隨著舊工藝舊設(shè)備的改造和工業(yè)控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度提高，原廠配套的智能模塊出現(xiàn)了功能性瓶頸，具有一定的滯后性，且因定制造價過高的原因，國內(nèi)外開始對自動控制系統(tǒng)智能模塊展開了更深層次的研究。

二、基于PLC自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、PLC自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成PLC自動控制系統(tǒng)是通過PLC對工業(yè)生產(chǎn)中的儲位、壓力、流量和溫度等生產(chǎn)要素進(jìn)行控制的一種智能化系統(tǒng)，在此過程中，需進(jìn)行PID的運算，通常在PLC廠家可以采購到配套的PID控制程序和過程控制模塊，對于生產(chǎn)要素的采集和輸出都有較為方便的控制方法，但基于價格和操作性的原因，不少PLC自動控制系統(tǒng)還是采取自己編程的方式，這對于復(fù)雜的PLC自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)更多需求和工藝調(diào)整的控制策略，具有成本更低和操控性更強(qiáng)的特點。PLC自動控制系統(tǒng)的工作流程主要是：通過測量感應(yīng)元件對信號進(jìn)行反饋輸入，進(jìn)入A/D模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)能夠識別的數(shù)字信號，再與控制參數(shù)進(jìn)行比對，接著進(jìn)入PID運算單元，得到偏差結(jié)果的計算，最后由D/A模塊轉(zhuǎn)變信號輸出至執(zhí)行元件，開始動作的執(zhí)行。

2、PLC自動控制系統(tǒng)的智能化實現(xiàn)本文以儲料儲存和輸送控制為例子，采用三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR-001PLC對PLC自動控制系統(tǒng)的智能化實現(xiàn)過程進(jìn)行具體介紹。

（1）儲位的采集：寄存器M21閉合檢測儲位并選擇輸入通道讀取儲位值信號，A/D模塊開始工作，再經(jīng)緩沖存儲器讀取進(jìn)入輔助繼電器中，最后將數(shù)字信號儲存入寄存器，等待PID的運算。

（2）PID的運算：首先，我們要初始化設(shè)定PID的固定指令參數(shù)表，即設(shè)定檢測時間、增益濾波、微積分增益等參數(shù)。其次，設(shè)置獨立的PID指令寄存器，當(dāng)PID出現(xiàn)運算錯誤時，及時調(diào)整寄存器的ON和OFF狀態(tài)，中斷指令，而實際采集儲位值信號時，也是通過中斷和跳轉(zhuǎn)指令和子程序調(diào)用指令來運算的。

（3）電動閥的輸出：電動閥主要作為進(jìn)出料控制的手段，是通過PID的控制和D/A模塊的轉(zhuǎn)換，將PID運算的模擬量結(jié)果進(jìn)行輸出工作，其輸出值會儲存在輔助繼電器和緩沖儲存器中，觸發(fā)輸出通道進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換的過程。

三、基于PLC自動控制系統(tǒng)的上位監(jiān)控設(shè)計

1、上位監(jiān)控介紹基于PLC自動控制系統(tǒng)的上位監(jiān)控是由組態(tài)軟件對上下位的通信進(jìn)行銜接，且實時監(jiān)控并記錄PLC自動控制系統(tǒng)運行情況的管理方法。其采用組態(tài)軟件對PLC、智能模塊以及設(shè)備儀表等進(jìn)行采集現(xiàn)場信號的工作，當(dāng)系統(tǒng)運行到報警參數(shù)設(shè)置范圍內(nèi)的狀態(tài)時，組態(tài)軟件會以監(jiān)控界面和移動終端設(shè)備等途徑提醒工作人員。同時，該上位監(jiān)控軟件對歷史數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行統(tǒng)計和儲存，便于對數(shù)據(jù)變量配置進(jìn)行優(yōu)化和完善。

2、上位監(jiān)控界面設(shè)計上位監(jiān)控界面設(shè)計分為兩個步驟，一是畫面的開發(fā)，通過組態(tài)軟件對工業(yè)流程圖的圖形圖表繪制，根據(jù)各設(shè)備的位置、規(guī)格和連接方式，通過縮小比例的顯示方式表示在計算機(jī)屏幕中；二是工程變量的設(shè)置，監(jiān)控界面中的工程變量往往用于集中進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控和預(yù)警控制，因畫面的直觀效果，自動控制系統(tǒng)能夠在監(jiān)控界面中隨時發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的運行狀態(tài)，簡而言之，設(shè)置工程變量即是在畫面開發(fā)之后對各生產(chǎn)要素和連接方式的屬性定義。

3、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控與PLC自動控制系統(tǒng)結(jié)合起來，成為了PLC自動控制系統(tǒng)的一個很重要的智能模塊。組態(tài)軟件中內(nèi)嵌有B/S結(jié)構(gòu)，可以讓自動控制系統(tǒng)的監(jiān)控手段脫離現(xiàn)場的監(jiān)控，隨時隨地對工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控和管理，亦可設(shè)置純?yōu)g覽權(quán)限，只能訪問監(jiān)控界面，進(jìn)行實時數(shù)據(jù)觀察，該方式已成為了上位監(jiān)控的重要發(fā)展方向。

四、基于PLC自動控制系統(tǒng)的智能模塊設(shè)計

為滿足PLC應(yīng)用于各種自動控制系統(tǒng)的要求，配套輸入口的模塊購買成本十分高昂，而且相對固定的性能和無法擴(kuò)展的弊端對于小型自動控制系統(tǒng)和老工藝改造項目具有較差的靈活性。針對于此，本節(jié)將闡述智能輸入輸出口模塊在PLC應(yīng)用中的二次設(shè)計過程。

1、智能輸入輸出口模塊的設(shè)計方案智能輸入輸出口的設(shè)計主要通過編程來自定義種類各異的邏輯功能，實現(xiàn)與PLC聯(lián)通信息，輸入輸出模擬量，并于上位監(jiān)控界面中顯示的功能。其中，智能輸入輸出口模塊核心控制器采用單片機(jī)作為主機(jī)來完成通信的傳輸和數(shù)據(jù)的控制，PLC作為輔機(jī)來對兩者進(jìn)行聯(lián)通。而單片機(jī)邏輯電路設(shè)計交由CPLD來完成，所有模塊和輸入輸出外設(shè)都經(jīng)過CPLD與單片機(jī)利用總線連接，實現(xiàn)抑制容易、兼容性強(qiáng)等特點。

2、硬件模塊設(shè)計

（1）單片機(jī)模塊單片機(jī)是智能輸入輸出口模塊的核心部分，本文對單片機(jī)的選擇為兼容8051指令代碼的單片機(jī)，該類型單片機(jī)的功耗、速度和抗擾性能都得到了市場的良好反響。其次，該類型的單片機(jī)采取外部晶振模式并內(nèi)置2個30pF電容對波特率的把握較為穩(wěn)定和快速。由于STC12LE5A60S2和CPLD的供電電源為3.3V，所以可以直接進(jìn)行總線連接。同時，本文將單片機(jī)的ALE引腳、中斷、P2和WR/RD接口與CPLD連接，易于控制矩陣式鍵盤的操作。

（2）CPLD模塊CPLD是自定義邏輯編程開發(fā)的專用集成電路，其利用配套的輸入軟件、開發(fā)軟件和仿真軟件對內(nèi)部邏輯燒寫實現(xiàn)電路設(shè)計、仿真和優(yōu)化的制作過程。在CPLD的選擇上，首選電源電壓為3.3V的CMOSEPLD，滿足管腳數(shù)量大于144個、I/O口大于116個的高性能和高密度要求。

（3）D/AC和A/DC模塊D/AC模塊的主要作用是輸出0~5V的模擬量，為滿足不同電路的設(shè)計要求，其輸入方式應(yīng)滿足市面常見的直接數(shù)字和單、雙緩沖并存的輸入方式，至于模擬信號是否在轉(zhuǎn)換后通過電流形式輸出還是電壓輸出，本文對此不作要求；A/DC模塊的主要作用是轉(zhuǎn)換數(shù)字量信號，并經(jīng)單片機(jī)發(fā)送至PLC進(jìn)行PID運算。按照常見的自動化控制系統(tǒng)的要求，A/DC模塊必須具備8路采集通道，且采集精度應(yīng)符合8位分辨率的要求。

3、軟件模塊設(shè)計

（1）CPLD程序的編寫CPLD程序的編寫主要是對總線地址譯碼、讀寫時序、數(shù)碼管掃描、鍵盤自動掃描的操作，通常采用AHDL語言來完成工作。其編程流程為：首先，進(jìn)行總線地址譯碼，獲取單片機(jī)對A/DC和D/AC模塊的讀寫時序，通過讀寫時序判斷A/DC和D/AC模塊的轉(zhuǎn)換狀態(tài)；其次，傳輸采集數(shù)據(jù)給單片機(jī)，通過對數(shù)碼管的1KHz信號掃描模式，將數(shù)據(jù)顯示與LED上；最后，根據(jù)鍵盤自動掃描200Hz信號的結(jié)果，判斷單片機(jī)中斷的按鍵動作，輸出至總線。

（2）單片機(jī)程序的編寫單片機(jī)程序的編寫主要是對主程序、功能菜單程序、顯示程序和模塊通信和控制進(jìn)行設(shè)計。此過程是對智能輸入輸出口模塊人機(jī)交互界面的設(shè)計，應(yīng)以簡單便捷的操控設(shè)計為原則，滿足通信和控制模塊的功能性需求。

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【關(guān)鍵詞】電氣；自動化控制；設(shè)備；穩(wěn)定性

1 前言

電氣自動化系統(tǒng)在我們?nèi)粘５纳a(chǎn)中扮演著重要的角色，維持其工作的穩(wěn)定性至關(guān)重要，而就當(dāng)前我國電氣自動化運行現(xiàn)狀來看，存在著很多因素影響著電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性，進(jìn)而可能導(dǎo)致電氣自動化運行的終止，因此，我們在工作中應(yīng)該著重加強(qiáng)電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)的安全性。

2 電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的重要性

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前電氣自動化的水平也正在逐步提高，尤其是電氣自動化的智能化水平越來越高了，需要用到的人員也越來越少了，雖然這在一定程度上大力的解放了人力資源，減少了人工消耗，但是卻不利于電氣自動化設(shè)備的有序運行，一旦出現(xiàn)問題而又無法及時解決的話就會導(dǎo)致極為嚴(yán)重的后果。電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性，指的是在相應(yīng)環(huán)境條件下，或者是在規(guī)定時間的范圍之內(nèi)，可以完成，或者是可以完成某一特定任務(wù)的能力。然而，要想完成某種特定任務(wù)能力的大小及其完成質(zhì)量的高低，在很大程度上決定著電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的高低。通常來講，電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的高低最容易在相對惡劣的環(huán)境條件中表現(xiàn)出來。

目前，在全球范圍內(nèi)，對電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的使用范圍界定還比較寬松，不管是較大的系統(tǒng)，還是小的設(shè)備和單元，都需要采用穩(wěn)定性來加以衡量，在實際的衡量中最好采用概率來描述。一般情況下，電氣自動化可以依照預(yù)先設(shè)定的程序或者計劃進(jìn)行操作、控制、監(jiān)視等一系列的必要功能，而且其相關(guān)設(shè)備還能在無人或者少人的狀態(tài)下自動運行。由于在電氣自動化設(shè)備的工作環(huán)境中，操作和管理無需更多人員，甚至不需要任何人員即可工作，所以電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性已經(jīng)成為生產(chǎn)者與使用者之間的關(guān)鍵問題。在經(jīng)濟(jì)全球化沖擊下，各國經(jīng)濟(jì)之間的競爭日益激烈，只有提高電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性才能促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，才能提升電氣自動化控制設(shè)備的市場競爭力，即探討電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性是當(dāng)前的主要任務(wù)。

3 電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性現(xiàn)狀

關(guān)于電氣自動化的控制設(shè)備穩(wěn)定性的現(xiàn)狀分析，主要是要考慮工作環(huán)境多樣化的情況下，從而形成的操作維護(hù)不當(dāng)現(xiàn)象。眾所周知，不同行業(yè)具有不同的工作環(huán)境，甚至有的工作環(huán)境極其惡劣，實際運行中，電氣自動化控制設(shè)備必須面對各種各樣的工作環(huán)境，以便消除環(huán)境因素對電氣自動化控制設(shè)備造成的不良影響。經(jīng)實踐證明，引起這些不良影響的環(huán)境因素主要有氣候因索、機(jī)械作用力因素，電磁干擾因素等。

3.1 氣候因素

對氣候因素進(jìn)行分析，主要體現(xiàn)在濕度、電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性措施探究文/王宏友電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性體現(xiàn)于特定時間和環(huán)境下能達(dá)到規(guī)定功能的能力，特別是在不利環(huán)境中，電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性對于控制和把握設(shè)備運行過程中的細(xì)節(jié)問題至關(guān)重要。摘要氣壓、溫度、大氣污染、厭惡等方面，此類不利的環(huán)境因素會對電氣自動化控制設(shè)備的性能帶來嚴(yán)重干擾，進(jìn)而損壞電氣自動化的設(shè)備結(jié)構(gòu)、運動的靈活性，及其溫升過高等重要環(huán)節(jié)，更嚴(yán)重的情況下，也會導(dǎo)致電氣自動化設(shè)備完全毀壞而無法正常工作。

3.2 機(jī)械作用力因素

對機(jī)械作用力因素進(jìn)行分析，具體表現(xiàn)為，在不同運載的工具中，電氣自動化控制設(shè)備可能會受到不同種類的機(jī)械作用力，比如：沖擊、震蕩、離心加速力等方面。在這些機(jī)械作用的嚴(yán)重影響下，電氣自動化控制設(shè)備的元器件容易受到損壞，參數(shù)易發(fā)生變化，甚至?xí)霈F(xiàn)元器件發(fā)生變形和斷裂情況，以及電氣自動化設(shè)備的金屬件也會因疲勞而受到嚴(yán)重?fù)p壞。

3.3 電磁干擾因素

對電磁干擾因素進(jìn)行分析，這方面的因素盡管屬于一種看不見、摸不著的因素，但是它對電氣自動化控制設(shè)備所造成的不良影響不可忽視。通常來講，電氣自動化控制設(shè)備的工作運行中，同時充斥著各種各樣的電磁波，這些電磁波會不同程度地增大設(shè)備的輸出噪聲，由此導(dǎo)致電氣自動化控制設(shè)備的運行失去穩(wěn)定性，甚至?xí)纬砂踩鹿省?/p>

4 電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的作用

4.1 穩(wěn)定性能夠衡量設(shè)備質(zhì)量

產(chǎn)品要實現(xiàn)其自身價值，產(chǎn)品質(zhì)量是硬道理，同時也是一個企業(yè)生存的生命線，而要確保產(chǎn)品質(zhì)量的要素，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的特性上，涉及其性能、穩(wěn)定性、實用性、安全性等。可見，穩(wěn)定性在確保產(chǎn)品質(zhì)量的過程中起著不可估量的主導(dǎo)作用，即穩(wěn)定性越高，電氣自動化控制設(shè)備發(fā)生的故障次數(shù)就越少，維修費用也越低，同時也大大提高了安全性能。一句話，穩(wěn)定性是產(chǎn)品質(zhì)量的精髓所在，也是每一個企業(yè)家必須尋求的最高目標(biāo)。

4.2 穩(wěn)定性能夠提高設(shè)備市場競爭力

當(dāng)今社會，國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度非常快，用房對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也在不斷提高，現(xiàn)代人不但要求性能比較優(yōu)的產(chǎn)品，同時更加重視產(chǎn)品的穩(wěn)定性能，特別是電氣類產(chǎn)品。在市場競爭非常激烈的今天，優(yōu)者則勝，劣者就會被淘汰，只有提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，才能贏得現(xiàn)代化市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主動權(quán)，才能獲得公眾認(rèn)可和青睞。因此，在電氣自動化控制設(shè)備自動化程度、復(fù)雜度的不斷提高下，穩(wěn)定性技術(shù)能夠提高設(shè)備的市場競爭力。

5 提高電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的措施

5.1合理地制定設(shè)計方案

首先要認(rèn)識和把握產(chǎn)品的自身特點、實際應(yīng)用環(huán)境、應(yīng)用條件，需要依據(jù)這三種影響因素的綜合情況，對設(shè)計方案進(jìn)行確定。值得注意的是，在此過程中，由于各個廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品都不盡相同，他們之間會存在許多差異，所以在同一個項目當(dāng)中，最好統(tǒng)一使用同一種常見的產(chǎn)品，以便最大程度地保證各個設(shè)備之間的良好協(xié)調(diào)性。

5.2 選擇合適的零部件

在滿足設(shè)計合理的條件下，必須選擇合適的零部件，這就要考慮相關(guān)電路的實際性能，最好選擇專業(yè)常見的零部件，只有這樣，才能有所保證，不論是在產(chǎn)品質(zhì)量上，還是在后期維護(hù)上，都能有效地保障電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。此外，選擇零部件的時候，還需要高度重視零部件的使用參數(shù)。

5.3 強(qiáng)化控制設(shè)備的散熱防護(hù)

在各種電氣設(shè)備的運行過程中，溫度是一個極其危險的因素，由于溫度變化容易大大降低電氣設(shè)備的精度和穩(wěn)定性，同時溫度變化過大也會發(fā)生嚴(yán)重事故。究其原因，這主要由于電氣自動化設(shè)備在運行當(dāng)中不斷向外散發(fā)熱量造成的，如果散發(fā)的熱量不能及時排出，就會積累在較小空間內(nèi)，從而使設(shè)備周邊環(huán)境溫度不斷升高，結(jié)果不堪設(shè)想。因此，在進(jìn)行電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計時，要關(guān)注散熱問題，合理地確認(rèn)散熱方式，從最大程度上避免設(shè)備本身

6 結(jié)束語

綜上所述，深入探討電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性，不但要有一定的理論基礎(chǔ)，也要具備充足的實踐經(jīng)驗，這樣才能全面把握電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。與此同時，研究電氣自動化控制設(shè)備的過程中，很有必要注意研究方法，堅決杜絕盲目操作的不良現(xiàn)象。因此，需要科學(xué)地結(jié)合國內(nèi)外電氣自動化控制設(shè)備的實際情況，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，根據(jù)最新的穩(wěn)定性試驗方法制定更加合理的控制措施。

參考文獻(xiàn)：

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1.1系統(tǒng)采集的監(jiān)控信號。

（1）開關(guān)量輸入信號

這一信號主要是對水泵的開關(guān)進(jìn)行控制，如果出現(xiàn)任何故障狀態(tài)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。而且每一個閥門的開關(guān)狀態(tài)都可以通過相關(guān)的指令來完成，相關(guān)的檢修指令是相對比較重要的構(gòu)成部分，還可以實現(xiàn)控制指令，檢修指令，對液位的報警情況進(jìn)行控制。

（2）開關(guān)量出輸出信號

輸出信號主要是對水泵電機(jī)的啟動和停止來進(jìn)行控制，不僅可以對電動閘的開關(guān)進(jìn)行控制，還可以對真空信號進(jìn)行監(jiān)控。可見，輸出信號也是不可缺少的信號類型之一。

（3）模擬量輸入信號

從這一類型的信號可以看出，水倉水位、水泵抽水真空度負(fù)壓等。另外，對于電機(jī)的軸承、溫度以及排水的流量等都可以進(jìn)行監(jiān)控。

1.3系統(tǒng)的基本特點。

從這一系統(tǒng)來看，其基本的特點主要表現(xiàn)為以下幾個方面的內(nèi)容：第一，要選擇性能較高的可編程邏輯控制器來進(jìn)行控制，然后借助以太網(wǎng)的通訊模塊來對數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地處理。這種方式的實時性比較突出，而且數(shù)據(jù)處理工作也比較快。第二，可以檢測到水倉中其他工況的設(shè)置情況，還可以促進(jìn)水泵管路的分布更加均勻。減少故障的出現(xiàn)頻率。第三，在整個系統(tǒng)中具有各種不同的可靠性措施，為了應(yīng)急預(yù)案，采取的維護(hù)量比較少，達(dá)到無人值守的目的。第四，可擴(kuò)展性比較強(qiáng)，可以隨著根據(jù)系統(tǒng)運行的需要在增加節(jié)點數(shù)量。

2系統(tǒng)功能

2.1自動控制功能。

（1）通過對水位進(jìn)行自動檢測來實現(xiàn)各項參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)性和準(zhǔn)確性，進(jìn)而達(dá)到自動控制的標(biāo)準(zhǔn)

實現(xiàn)科學(xué)合理地調(diào)度和輪換工作，最終達(dá)到報警的目的。自動控制功能的實現(xiàn)效果比較明顯。

（2）在系統(tǒng)運行的過程中，自動控制功能還表現(xiàn)在對超聲波水位儀以及傳感器結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)設(shè)備的配套工作

同時還可以應(yīng)用PLC來對程序進(jìn)行編制，減少水位傳感器故障現(xiàn)象的出現(xiàn)，通過實時報警來對水文進(jìn)行監(jiān)測，提升自動控制的作用和價值。

（3）可以對水泵的運行程度進(jìn)行自動控制

水泵投入使用之前需要檢查相關(guān)的水位，同時還需要對供電參數(shù)進(jìn)行明確。另外，水泵循環(huán)使用的相關(guān)記錄還包括管網(wǎng)的壓力檢測以及負(fù)壓檢測等工作，只有這些參數(shù)全部符合標(biāo)準(zhǔn)才能夠進(jìn)行運行。

（4）可以對水倉中水位的變化情況進(jìn)行控制

在高水位開啟的情況下，水位如果達(dá)到了上限，對多臺水泵可以進(jìn)行及時地排水，進(jìn)行低限時性停泵，可以實現(xiàn)水泵設(shè)備的自動開停。

（5）控制程序的運行就是對水泵的開啟和停止的次數(shù)以及相關(guān)的運行時間來進(jìn)行記錄

并且根據(jù)運行的相關(guān)參數(shù)來實現(xiàn)自動啟停。這樣不僅可以提升水泵使用率，還可以直接找到故障泵，實現(xiàn)水泵的輪換，對故障進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和處理。提升礦井工作環(huán)境的安全性。

（6）如果系統(tǒng)出現(xiàn)了故障問題，可以通過查看監(jiān)控畫面的形式來提升系統(tǒng)的報警功能

以便施工人員能夠及時地采取措施來進(jìn)行解決。

2.2半自動控制功能

根據(jù)礦井工作的需要可以對運行方式進(jìn)行切換，達(dá)到半自動控制的方式，在這種情況下，操作人員可以完全地操控水泵和其他設(shè)備的啟停。

2.3就地控制功能

就地控制功能也是不容小覷的，當(dāng)設(shè)備工作方式切換到就地位置時，就可以實現(xiàn)人工方式來對控制設(shè)備的啟停進(jìn)行控制，同時還可以隨時對設(shè)備進(jìn)行檢修和維護(hù)。可見，就地控制功能是自動控制系統(tǒng)的重要功能之一。

2.4保護(hù)功能

從保護(hù)功能上看，主要包括超溫保護(hù)、電機(jī)保護(hù)以及電動閥門保護(hù)等等。第一，超溫保護(hù)主要是就是當(dāng)水泵或者是電機(jī)軸承達(dá)到最高溫度時，超過了警戒線就會自動進(jìn)行報警。相關(guān)的工作人員就可以通過這一報警信號來采取解決對策。第二，電機(jī)保護(hù)就是對通過電機(jī)的電流和電壓等進(jìn)行監(jiān)測，還包括對水倉水位的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，對電機(jī)的系統(tǒng)運行功能進(jìn)行保護(hù)。第三，電動閥門保護(hù)就是對閥門的故障信號以及水泵的連鎖控制系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，同時對電動閥門的相關(guān)信息進(jìn)行檢測。

3經(jīng)濟(jì)效益與社會效益

針對本次所研究的系統(tǒng)來說，在安裝該系統(tǒng)后，每天每班可減少水泵房司機(jī)2人，每工按100元計算，每年可節(jié)約用工資金365×2×3×100=21.9萬元。系統(tǒng)保護(hù)齊全，運行安全可靠，減少了事故的發(fā)生，同時降低了水泵工的勞動強(qiáng)度，改善了工作條件，使水泵工的工作由重體力勞動向輕體力、腦力勞動轉(zhuǎn)變。

4結(jié)語

篇7

傳統(tǒng)課堂授課通常一次講授2個學(xué)時，針對課程中的重點難點可以充分講解。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知習(xí)慣，MOOC課程將授課視頻分為了一些10分鐘至20分鐘長度的小模塊。怎樣在這些小模塊中傳授較為完整的知識點，需要授課教師轉(zhuǎn)變思路、精心設(shè)計[3]。在設(shè)計時要注意知識間的聯(lián)系，形成課程的邏輯結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展知識的深度廣度，使之形成一個有機(jī)的整體，從而有利于學(xué)生從整體結(jié)構(gòu)上掌握知識的共同本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。

（一）提煉課程內(nèi)容的總體邏輯關(guān)系

自動控制原理課程系統(tǒng)地講述了自動控制科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的基本概念和基本規(guī)律，涵蓋了自動控制技術(shù)從系統(tǒng)建模到系統(tǒng)設(shè)計的各種思想和方法，內(nèi)容十分豐富。作為授課教師，首先應(yīng)該瀝青這些內(nèi)容間的邏輯關(guān)系。經(jīng)典控制理論的基本理論包含反饋控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計方法兩方面的內(nèi)容，具體的包含關(guān)系如圖1所示。為了讓學(xué)生更好地理解各部分知識的有機(jī)聯(lián)系，對上述經(jīng)典控制理論體系建立“三縱”和“三橫”兩條知識主線。控制系統(tǒng)分析與設(shè)計的主要內(nèi)容是研究系統(tǒng)的特性，即穩(wěn)定性、動態(tài)特性、靜態(tài)特性。又稱控制系統(tǒng)“三要素”。從性能指標(biāo)是看，就是俗稱的“穩(wěn)，快，準(zhǔn)”。把這三方面的性能指標(biāo)稱為“三橫”。所謂“三縱”是指在不同的域內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)的分析與設(shè)計，即時域、復(fù)域、頻域。掌握系統(tǒng)在不同域中的數(shù)學(xué)模型表達(dá)，即可進(jìn)行系統(tǒng)的特性分析與設(shè)計，因為所有問題的分析和求解都是建立在數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行的。加強(qiáng)對這兩條線的理解，可以使學(xué)生統(tǒng)觀全局，把握研究方向。

（二）采用提綱挈領(lǐng)的碎片化原則

要將自動控制原理的授課內(nèi)容碎片化為一些短的相對完整的知識單元，需要采用提綱挈領(lǐng)的組織方法。首先介紹每個知識模塊的內(nèi)容要點，然后交代每個知識點的關(guān)聯(lián)性，精煉舉例推導(dǎo)過程。貫徹“少而精”的原則。對于所講的內(nèi)容要分清主次，突出重點，精講內(nèi)容，同時要注意有較高的系統(tǒng)性、邏輯性，保證知識的質(zhì)量，難點精心組織，一定要講懂。精講內(nèi)容不是少講內(nèi)容，有些內(nèi)容反而要加強(qiáng)。例如，在講解經(jīng)典控制理論中的數(shù)學(xué)模型時就可以按照如下思路處理。首先將數(shù)學(xué)模型分為三個內(nèi)容要點：微分方程模型、傳遞函數(shù)模型和圖形方式的數(shù)學(xué)模型。其中微分方程是時間域的模型，傳遞函數(shù)是復(fù)數(shù)域的模型，圖形方式的模型是數(shù)學(xué)模型的圖形化語言描述。當(dāng)推導(dǎo)系統(tǒng)的微分方程描述時，精選兩個相似系統(tǒng)作為例子來說明系統(tǒng)的建模過程。這樣，由于有目的地選擇有啟發(fā)性、可延伸性與典型性的問題，使每一節(jié)、每一章的內(nèi)容都具有明確概念、傳授方法、啟發(fā)思維、培養(yǎng)能力的作用。這種提綱挈領(lǐng)的組織方法，層次清楚關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，容易將碎片化內(nèi)容聯(lián)系起來。

（三）結(jié)合學(xué)科發(fā)展，適時更新

基于MOOC模式的教學(xué)過程由于安排了較多的課程討論環(huán)節(jié)，教師單獨的講授環(huán)節(jié)要比傳統(tǒng)課堂壓縮。這樣在教學(xué)內(nèi)容就需要有所取舍。根據(jù)學(xué)科發(fā)展趨勢，新的發(fā)展方向和應(yīng)用工具應(yīng)該增加介紹；已經(jīng)被其他方法取代的方法可以忽略介紹。無論是理論家還是工程師，人們總是把最先進(jìn)最有效的理念和技術(shù)用于控制工程。如：控制與管理的結(jié)合、信息流與物質(zhì)能量流的互動、復(fù)雜系統(tǒng)研究與應(yīng)用等均表現(xiàn)出很強(qiáng)的時代特征。在當(dāng)今這個信息時代誕生了網(wǎng)絡(luò)控制、基于數(shù)據(jù)的驅(qū)動控制等新的控制概念。而傳統(tǒng)的手工繪圖方法已經(jīng)可以由計算機(jī)輔助軟件完成。經(jīng)典控制理論在上個世紀(jì)四、五十年代已經(jīng)形成了比較完整的理論體系，頻率特性法、根軌跡法等直到現(xiàn)在仍然是系統(tǒng)分析和設(shè)計的主要方法。經(jīng)典控制理論的一個重要特色就是采用簡便直觀的圖解方法，因此也得到工程技術(shù)人員廣泛歡迎。在講授這些內(nèi)容的時候，幾乎有一半的學(xué)時是在學(xué)習(xí)這些圖形的畫法。例如，頻率特性圖就有伯德圖、乃奎斯特圖和尼柯爾斯圖等幾種，學(xué)生需要記住每種圖形的坐標(biāo)要求及計算方法。隨著計算機(jī)輔助分析技術(shù)的發(fā)展，目前已有像MATLAB這樣的成熟的軟件可以幫助畫圖。所以在授課時就減少介紹手工做圖的內(nèi)容，而將分析和設(shè)計的方法作為重點內(nèi)容，從而訓(xùn)練學(xué)生作為控制工程師的高級思維能力。當(dāng)然，在這種碎片式的教學(xué)過程中也要注意邏輯的連續(xù)性。學(xué)生在分析思維之前，往往需要直觀思維，在演繹之前要有歸納，在聯(lián)想之前要有類比，在獲得正確的認(rèn)識之前要有辨析。在進(jìn)行單元章節(jié)復(fù)習(xí)時，一定要求學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)知識的內(nèi)在聯(lián)系，然后再重新組合材料，進(jìn)行知識歸類、延伸與擴(kuò)展。在整個教學(xué)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)常反復(fù)復(fù)習(xí)，循環(huán)螺旋上升，從整體上掌握知識的脈絡(luò)，保證學(xué)習(xí)者長期的學(xué)習(xí)積極性。

二、課程教研組的建設(shè)

MOOC課程作為一種新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，應(yīng)該在學(xué)生對知識的獲取、思維能力和創(chuàng)造力的開發(fā)等方面有自己的特色。尤其是面向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)時，需要研究與制定結(jié)合專業(yè)發(fā)展需求的教學(xué)大綱與教學(xué)設(shè)計，體現(xiàn)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教育的開放性、交互性和便捷性。一門教學(xué)效果好的MOOC課程可以提供豐富的數(shù)字資源，可以采用在線或離線的方式與學(xué)生互動，還可以方便地進(jìn)行一些教學(xué)信息統(tǒng)計工作。針對目前高校的現(xiàn)狀，建議以課程教研組的形式承擔(dān)MOOC課程的教學(xué)。因為課程教研組能夠具備單個教師無法做到的整體協(xié)調(diào)優(yōu)勢。專業(yè)教師隊伍水平的提高是MOOC課程更新發(fā)展的源動力。首先，教研組是課程建設(shè)的組織保障。教研組由老中青三代教師組成，定期學(xué)習(xí)新的教學(xué)理念與方法，研討課程中的重點與難點，有計劃地安排教師進(jìn)修提高。我單位自控原理課程教研組由7人組成，包括1名教學(xué)帶頭人，2名副教授，3名講師和1名實驗員。教研組定期學(xué)習(xí)控制理論的前沿發(fā)展方向，組織觀摩教學(xué)，有計劃地派出青年教師到國內(nèi)外進(jìn)修。這些活動從制度上保證了教師的個人成長和課程內(nèi)容的不斷更新。教研組通過教育理論和專業(yè)知識的不斷學(xué)習(xí)和豐富，大家發(fā)現(xiàn)自己的差距，逐漸形成課程意識、學(xué)生意識、開放意識、問題意識等，發(fā)現(xiàn)存在哪些與新課程理念不相符甚至相違背的問題，然后尋求解決問題的新理論、新理念、新途徑，以提高教學(xué)效果。這種以教研組形式承擔(dān)MOOC課程的模式可以避免教師個體缺乏持續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量的動力的問題。其次，教研組是課程建設(shè)的知識園地。MOOC課程是一種網(wǎng)絡(luò)課程，由于不受年齡、文化和地域等限制，學(xué)習(xí)對象可以是在校學(xué)生，也可以是在職的繼續(xù)教育學(xué)生。學(xué)生的職業(yè)背景和基礎(chǔ)知識差別較大。在MOOC教學(xué)中為了保證網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果，設(shè)計了較受歡迎的短授課多討論的教學(xué)模式。這些都是MOOC課程開放性和交互性的體現(xiàn)。但這同時要求教師有多方面的知識儲備。每位教師都有自己的能力和興趣特長，很難獨立解決網(wǎng)絡(luò)交流中的所有問題。對于自動控制原理課程來說，教師既需要有深厚的控制理論基礎(chǔ)又需要有一定的控制系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗。課程教研組由老中青三代教師組成，保證知識結(jié)構(gòu)全面。青年教師學(xué)歷高熟悉新的理論方向，老教師實踐經(jīng)驗豐富。同時，也要充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺的知識聚集作用，及時總結(jié)學(xué)生的反饋信息[4]。

篇8

關(guān)鍵詞：電氣自動化控制，設(shè)備，穩(wěn)定性，措施

中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言：一般情況下，電氣自動化可以依照預(yù)先設(shè)定的程序或者計劃進(jìn)行操作、控制、監(jiān)視等一系列的必要功能，而且其相關(guān)設(shè)備還能在無人或者少人的狀態(tài)下自動運行。由于在電氣自動化設(shè)備的工作環(huán)境中，操作和管理無需更多人員，甚至不需要任何人員即可工作，所以電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性已經(jīng)成為生產(chǎn)者與使用者之間的關(guān)鍵問題。在經(jīng)濟(jì)全球化沖擊下，各國經(jīng)濟(jì)之間的競爭日益激烈，只有提高電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性才能促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，才能提升電氣自動化控制設(shè)備的市場競爭力，即探討電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性是當(dāng)前的主要任務(wù)。

1 電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性簡介

電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性，指的是在相應(yīng)環(huán)境條件下，或者是在規(guī)定時間的范圍之內(nèi)，可以完成，或者是可以完成某一特定任務(wù)的能力。然而，要想完成某種特定任務(wù)能力的大小及其完成質(zhì)量的高低，在很大程度上決定著電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的高低。通常來講，電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的高低最容易在相對惡劣的環(huán)境條件中表現(xiàn)出來。目前，在全球范圍內(nèi)，對電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的使用范圍界定還比較寬松，不管是較大的系統(tǒng)，還是小的設(shè)備和單元，都需要采用穩(wěn)定性來加以衡量，在實際的衡量中最好采用概率來描述。

2 電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性現(xiàn)狀

關(guān)于電氣自動化的控制設(shè)備穩(wěn)定性的現(xiàn)狀分析，主要是要考慮工作環(huán)境多樣化的情況下，從而形成的操作維護(hù)不當(dāng)現(xiàn)象。眾所周知，不同行業(yè)具有不同的工作環(huán)境，甚至有的工作環(huán)境極其惡劣，實際運行中，電氣自動化控制設(shè)備必須面對各種各樣的工作環(huán)境，以便消除環(huán)境因素對電氣自動化控制設(shè)備造成的不良影響。經(jīng)實踐證明，引起這些不良影響的環(huán)境因素主要有氣候因索、機(jī)械作用力因素，電磁干擾因素等。

2.1 氣候因素

對氣候因素進(jìn)行分析，主要體現(xiàn)在濕度、電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性措施探究文/王宏友電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性體現(xiàn)于特定時間和環(huán)境下能達(dá)到規(guī)定功能的能力，特別是在不利環(huán)境中，電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性對于控制和把握設(shè)備運行過程中的細(xì)節(jié)問題至關(guān)重要。摘要氣壓、溫度、大氣污染、厭惡等方面，此類不利的環(huán)境因素會對電氣自動化控制設(shè)備的性能帶來嚴(yán)重干擾，進(jìn)而損壞電氣自動化的設(shè)備結(jié)構(gòu)、運動的靈活性，及其溫升過高等重要環(huán)節(jié)，更嚴(yán)重的情況下，也會導(dǎo)致電氣自動化設(shè)備完全毀壞而無法正常工作。

2.2 機(jī)械作用力因素

對機(jī)械作用力因素進(jìn)行分析，具體表現(xiàn)為，在不同運載的工具中，電氣自動化控制設(shè)備可能會受到不同種類的機(jī)械作用力，比如：沖擊、震蕩、離心加速力等方面。在這些機(jī)械作用的嚴(yán)重影響下，電氣自動化控制設(shè)備的元器件容易受到損壞，參數(shù)易發(fā)生變化，甚至?xí)霈F(xiàn)元器件發(fā)生變形和斷裂情況，以及電氣自動化設(shè)備的金屬件也會因疲勞而受到嚴(yán)重?fù)p壞。

2.3 電磁干擾因素

對電磁干擾因素進(jìn)行分析，這方面的因素盡管屬于一種看不見、摸不著的因素，但是它對電氣自動化控制設(shè)備所造成的不良影響不可忽視。通常來講，電氣自動化控制設(shè)備的工作運行中，同時充斥著各種各樣的電磁波，這些電磁波會不同程度地增大設(shè)備的輸出噪聲，由此導(dǎo)致電氣自動化控制設(shè)備的運行失去穩(wěn)定性，甚至?xí)纬砂踩鹿省?/p>

3 電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的作用

3.1 穩(wěn)定性能夠衡量設(shè)備質(zhì)量

產(chǎn)品要實現(xiàn)其自身價值，產(chǎn)品質(zhì)量是硬道理，同時也是一個企業(yè)生存的生命線，而要確保產(chǎn)品質(zhì)量的要素，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的特性上，涉及其性能、穩(wěn)定性、實用性、安全性等。可見，穩(wěn)定性在確保產(chǎn)品質(zhì)量的過程中起著不可估量的主導(dǎo)作用，即穩(wěn)定性越高，電氣自動化控制設(shè)備發(fā)生的故障次數(shù)就越少，維修費用也越低，同時也大大提高了安全性能。一句話，穩(wěn)定性是產(chǎn)品質(zhì)量的精髓所在，也是每一個企業(yè)家必須尋求的最高目標(biāo)。

3.2 穩(wěn)定性能夠提高設(shè)備市場競爭力

當(dāng)今社會，國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度非常快，用房對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也在不斷提高，現(xiàn)代人不但要求性能比較優(yōu)的產(chǎn)品，同時更加重視產(chǎn)品的穩(wěn)定性能，特別是電氣類產(chǎn)品。在市場競爭非常激烈的今天，優(yōu)者則勝，劣者就會被淘汰，只有提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，才能贏得現(xiàn)代化市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主動權(quán)，才能獲得公眾認(rèn)可和青睞。因此，在電氣自動化控制設(shè)備自動化程度、復(fù)雜度的不斷提高下，穩(wěn)定性技術(shù)能夠提高設(shè)備的市場競爭力。

4 提高電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的措施

4.1合理地制定設(shè)計方案

首先要認(rèn)識和把握產(chǎn)品的自身特點、實際應(yīng)用環(huán)境、應(yīng)用條件，需要依據(jù)這三種影響因素的綜合情況，對設(shè)計方案進(jìn)行確定。值得注意的是，在此過程中，由于各個廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品都不盡相同，他們之間會存在許多差異，所以在同一個項目當(dāng)中，最好統(tǒng)一使用同一種常見的產(chǎn)品，以便最大程度地保證各個設(shè)備之間的良好協(xié)調(diào)性。

4.2 選擇合適的零部件

在滿足設(shè)計合理的條件下，必須選擇合適的零部件，這就要考慮相關(guān)電路的實際性能，最好選擇專業(yè)常見的零部件，只有這樣，才能有所保證，不論是在產(chǎn)品質(zhì)量上，還是在后期維護(hù)上，都能有效地保障電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。此外，選擇零部件的時候，還需要高度重視零部件的使用參數(shù)。

4.3 強(qiáng)化控制設(shè)備的散熱防護(hù)

在各種電氣設(shè)備的運行過程中，溫度是一個極其危險的因素，由于溫度變化容易大大降低電氣設(shè)備的精度和穩(wěn)定性，同時溫度變化過大也會發(fā)生嚴(yán)重事故。究其原因，這主要由于電氣自動化設(shè)備在運行當(dāng)中不斷向外散發(fā)熱量造成的，如果散發(fā)的熱量不能及時排出，就會積累在較小空間內(nèi)，從而使設(shè)備周邊環(huán)境溫度不斷升高，結(jié)果不堪設(shè)想。因此，在進(jìn)行電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計時，要關(guān)注散熱問題，合理地確認(rèn)散熱方式，從最大程度上避免設(shè)備本身

4.4電子設(shè)備的氣候防護(hù)

氣候條件對電子設(shè)備影響是很大的，特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達(dá)到飽和時，電子設(shè)備容易受到潮濕空氣的侵蝕，使機(jī)內(nèi)元器件、印制電路板上產(chǎn)色和凝露現(xiàn)象，極容易造成絕緣材料表面電導(dǎo)率增加，及零部件電氣短路、漏電等等情況的發(fā)生。甚至?xí)?dǎo)致覆蓋層起泡至脫落，失去其保護(hù)功能。針對于這種情況，一般采用密封、浸漬、灌封等等措施進(jìn)行維護(hù)，而我司就在控制電房安裝了工業(yè)除濕機(jī)，使控制電房的濕度保持在安全值以內(nèi)，提高了控制設(shè)備的穩(wěn)定性。遭受破壞。

5 結(jié)束語

綜上所述，深入探討電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性，不但要有一定的理論基礎(chǔ)，也要具備充足的實踐經(jīng)驗，這樣才能全面把握電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。與此同時，研究電氣自動化控制設(shè)備的過程中，很有必要注意研究方法，堅決杜絕盲目操作的不良現(xiàn)象。因此，需要科學(xué)地結(jié)合國內(nèi)外電氣自動化控制設(shè)備的實際情況，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，根據(jù)最新的穩(wěn)定性試驗方法制定更加合理的控制措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 費磊 . 電氣自動化控制設(shè)備可靠性的相關(guān)分析 [J]. 科技致富向?qū)?,2013,(24).

篇9

涂序彥曾任中國人工智能學(xué)會理事長、學(xué)術(shù)指導(dǎo)委員會主席，是中國人工智能學(xué)會的主要創(chuàng)建人、我國“人工智能”學(xué)科的奠基人之一，他提出的“廣義智能信息系統(tǒng)論”為“人工智能”學(xué)科提供了統(tǒng)一的理論架構(gòu)，他倡導(dǎo)的多學(xué)派兼容、多層次結(jié)合、多智體協(xié)同的“廣義人工智能”學(xué)科體系，為現(xiàn)代“人工智能”學(xué)科的全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展，提供了研究開發(fā)策略，他提出的“廣義智能學(xué)”促進(jìn)了“智能科學(xué)技術(shù)”新學(xué)科的誕生。1988年，他編著的高等學(xué)校教材《人工智能及其應(yīng)用》電子工業(yè)出版社，獲電子工業(yè)部優(yōu)秀教材一等獎。

1977年，他在中國科學(xué)院自動化研究所工作，主持“控制論組”，與北京市中醫(yī)院合作，研究開發(fā)我國第一個中醫(yī)專家系統(tǒng)“關(guān)幼波中醫(yī)肝炎診斷治療程序”，這也是世界第一個中醫(yī)專家系統(tǒng)。1985年，主持“國家經(jīng)濟(jì)信息專家系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)”研究，提出大型“多級專家系統(tǒng)”新方法，獲國家“七，五”攻關(guān)重大成果獎。

1960年，在第一屆國際自動控制聯(lián)合會IFAC世界大會，創(chuàng)立多變量控制系統(tǒng)的新原理：“協(xié)調(diào)控制”理論，他提出的升船機(jī)多電機(jī)同步的“協(xié)調(diào)控制”方法應(yīng)用于三峽工程。1981年，在《科技管理與科學(xué)學(xué)》發(fā)表“論協(xié)調(diào)”，提出創(chuàng)建“協(xié)調(diào)學(xué)”新學(xué)科。

1977年，涂序彥發(fā)表我國“大系統(tǒng)理論及應(yīng)用”首篇論文，1985年，創(chuàng)立“大系統(tǒng)控制論”，1994年，撰寫出版《大系統(tǒng)控制論》專著，發(fā)展“控制論”的新學(xué)科。

1979年，根據(jù)國情，他創(chuàng)立具有中國特色的“最經(jīng)濟(jì)控制”理論，提出天文科學(xué)衛(wèi)星“最經(jīng)濟(jì)姿態(tài)控制”新方法，在《自動化學(xué)報》發(fā)表了關(guān)于“最經(jīng)濟(jì)控制”多篇論文。

1980年，總結(jié)有關(guān)“生物控制論”的科研成果，主持編著我國第一本《生物控制論》專著，由科學(xué)出版社出版，重點研究“人體控制論”，他提出“針麻－多級協(xié)調(diào)控制過程”，“經(jīng)絡(luò)－人體控制系統(tǒng)”新學(xué)說。

1977年，涂序彥發(fā)表我國“智能控制及其應(yīng)用”首篇論文，開拓“智能控制”新技術(shù)，1985年，提出“多級自尋優(yōu)、自協(xié)調(diào)控制”新方法，1990年，參與發(fā)起主辦“全球華人智能控制與智能自動化”大會，任大會主席之一。2004年，在國際“人工生命與機(jī)器人”AROB學(xué)術(shù)會議宣讀論文“Intelligent Control System based onArtificial Life”。

1985年，在IFAC／IFORS／IFIP國際學(xué)術(shù)會議，涂序彥提出“智能管理”(Intelligent Management)新概念，開拓我國“智能管理”新方法、新技術(shù)，1995年，撰寫《智能管理》專著，由清華大學(xué)出版社出版。2010年，他和馬忠貴博士撰寫《協(xié)調(diào)智能調(diào)度》專著，由國防工業(yè)出版社出版。

1995年，在“人工智能”與計算機(jī)“仿真技術(shù)”相結(jié)合的基礎(chǔ)上，涂序彥提出“智能仿真”的概念與系統(tǒng)架構(gòu)，2009年，應(yīng)邀在中國計算機(jī)仿真高層論壇作“協(xié)同智能仿真”大會報告。

2000年，開發(fā)“智能信息推拉”技術(shù)、“基于公共知識庫的智能通信”系統(tǒng)，2004年，在中國人工智能學(xué)會智能信息網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)會議，作大會報告“智能通信與智能網(wǎng)絡(luò)”，2005年，提出“互動智能通信”的概念，2008年，他和馬忠貴博士撰寫《智能通信》專著，由電子工業(yè)出版社出版。

2002年，涂序彥發(fā)起并主持中國人工智能學(xué)會首屆“人工生命及應(yīng)用”學(xué)術(shù)會議，提出“廣義人工生命”的概念和類譜，2003年，在國際“人工生命與機(jī)器人”AROB學(xué)術(shù)會議宣讀論文“Generalized Artificial LifeRace＆Model”，2004年，主編《人工生命及應(yīng)用》論文集，2005年，北京郵電大學(xué)出版社。

2002年，涂序彥與曾廣平教授等合作，提出“軟件人”的新概念，2003年，獲國家自然科學(xué)基金項目“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的虛擬機(jī)器人一軟件人”支持，2004年，提出“廣義軟件人”，2007年，總結(jié)相關(guān)研究開發(fā)成果，撰寫《“軟件人”研究及應(yīng)用》專著，由科學(xué)出版社出版。2008年，主持InternationalConference on Humanized Systems，作大會主題報告“Advanced Intelligence，Humanics，SoftMan”。

2002年，涂序彥與韓力群教授合作，提出“多中樞自協(xié)調(diào)人工腦”的新概念，2004年，在AROB國際學(xué)術(shù)會議“Study of ArtificialBrain based on Multi-Centrum Self-Coordination Mechanism”，2009年，總結(jié)相關(guān)研究開發(fā)成果，撰寫《多中樞自協(xié)調(diào)人工腦》專著，由科學(xué)出版社出版。

2003年，他在中國人工智能學(xué)會第十屆全國人工智能學(xué)術(shù)大會報告中，提出“人工智能”的姐妹學(xué)科：“人工情感”的新學(xué)科架構(gòu)。2004年，在北京主持召開中日國際學(xué)術(shù)會議，作大會報告“Artificial Emotionand its Applications”，提出“IntelligentAnimation，Intelligent Game，IntelligentFilm＆Television”。

1991年，在全國“智能控制”學(xué)術(shù)會議的大會報告中，涂序彥提出“智能控制論”新學(xué)科架構(gòu)，2010年，他與王樅教授等合作，撰寫出版《智能控制論》專著，在科學(xué)出版社出版。

2004年，在“智能系統(tǒng)”國際學(xué)術(shù)會議，涂序彥提出“擬人系統(tǒng)”新概念，2005年，在中國武漢，發(fā)起并主持第一屆“擬人系統(tǒng)”國際學(xué)術(shù)會議，他提出創(chuàng)建“擬人學(xué)”新學(xué)科，2008年，在中國北京，主持召開“擬人系統(tǒng)”國際學(xué)術(shù)大會。

2005年，他的詩集《糊涂集》包括：理智篇、山水篇、情感篇等涂詩四百首，由北京郵電大學(xué)出版社出版。

篇10

問鼎關(guān)肇直獎

2014年7月30日，古都南京傳來喜訊：在第33屆中國控制會議（CCC2014）在上，李嬋穎提交的論文，在包括中國大陸在內(nèi)的27個國家和地區(qū)的2377篇投稿中脫穎而出，獲得了第20屆關(guān)肇直獎。“關(guān)肇直獎”是為紀(jì)念我國著名的數(shù)學(xué)家、控制理論專家，我國現(xiàn)代控制理論的開拓者關(guān)肇直教授而設(shè)立的。這個獎由中國自動化學(xué)會于1994年設(shè)立，旨在鼓勵我國青年科技人員從事控制理論及其應(yīng)用開發(fā)研究，對在這方面做出突出貢獻(xiàn)青年人給予獎勵。該獎以其嚴(yán)格的評審以及獲獎?wù)撐母咚降馁|(zhì)量在控制界享有盛譽(yù)，系目前我國控制理論界最高水平的青年學(xué)術(shù)獎項。

李嬋穎主要從事控制理論的研究工作，包括反饋機(jī)制的最大能力與局限、自適應(yīng)控制和采樣系統(tǒng)等。眾所周知，線性系統(tǒng)和具有線性增長率的非線性系統(tǒng)控制理論，以及連續(xù)時間非線性系統(tǒng)的可鎮(zhèn)定性理論，均已發(fā)展較為完善。但當(dāng)系統(tǒng)的非線性增長率快于線性速度時，鎮(zhèn)定離散時間非線性系統(tǒng)的控制器設(shè)計將遭遇本質(zhì)性困難。事實上，當(dāng)系統(tǒng)的非線性程度過高，任何反饋控制律都可能無法鎮(zhèn)定住該離散時間不確定系統(tǒng)。由此，李嬋穎的合作者，郭雷院士提出反饋確實存在可定量刻畫的局限，開啟了一個重要的研究方向。為探索反饋能力，他們把自己置身于一個與傳統(tǒng)控制不同的研究框架下，不但要回答反饋能做什么，還要回答更重要更困難的問題，反饋不能做什么。經(jīng)過不斷努力，李嬋穎和她的同事們對幾類基本的不確定性控制系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)并證明了反饋機(jī)制最大能力的“臨界值”或“不可能性定理”。這一系列成果具有很高的原創(chuàng)性，對定量理解人類和機(jī)器中普遍存在的反饋行為的最大能力，以及智能反饋設(shè)計中的根本局限具有重要意義。反饋能力領(lǐng)域的研究結(jié)果多次在重要的國際會議上報告，包括郭雷院士在四年一度的國際數(shù)學(xué)家大會上的特邀報告以及國際自動控制聯(lián)合會（IFAC）世界大會的大會報告等，取得強(qiáng)烈的國際反響，并引起一系列后續(xù)研究。

近十年來，李嬋穎致力于反饋能力的研究，在非線性系統(tǒng)控制等領(lǐng)域取得了一系列重要和深刻的原創(chuàng)性成果，解決了非線性自適應(yīng)控制中的極具挑戰(zhàn)性的公開問題。一是完整給出非線性參數(shù)化不確定系統(tǒng)的反饋能力刻畫，回答了一個關(guān)于非線性自適應(yīng)控制的公開問題，該問題由普林斯頓大學(xué)出版社出版的一本關(guān)于控制論的公開問題集收錄;二是突破閉環(huán)系統(tǒng)里最小二乘算法激勵條件難以驗證的瓶頸，給出多參數(shù)不確定隨機(jī)系統(tǒng)可鎮(zhèn)定的充要條件，徹底解決了這一個遺留了十來年的挑戰(zhàn)性問題;三是首次找到任意采樣系統(tǒng)狀態(tài)重構(gòu)的臨界頻率，證明了基于采樣信號的自適應(yīng)反饋控制器可以將原連續(xù)系統(tǒng)鎮(zhèn)定。這些工作發(fā)表于控制領(lǐng)域的頂級刊物IEEE匯刊、Automatica以及SIAM雜志上，得到審稿人的高度評價，其研究成果也受到國內(nèi)外同行專家的肯定與引用。同時，李嬋穎注重理論聯(lián)系實際，在理論與實際互為指導(dǎo)的原則下，參與各項國家航天項目，包括對近地空間飛行器氣動參數(shù)辨識以及姿態(tài)控制等現(xiàn)實問題，使發(fā)展起來的關(guān)于非線性系統(tǒng)的反饋能力理論得到很好的應(yīng)用。由于李嬋穎工作的理論重要性與實際應(yīng)用價值，部分成果于2014年8月由合作者郭雷院士在三年一次的國際自動控制聯(lián)合會（IFAC）第世界大會的1小時大會報告上做了專門的詳細(xì)介紹。她的相關(guān)研究工作被列入中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院2013年度十大科研進(jìn)展，李嬋穎也因此獲得“陳景潤未來之星”特殊人才計劃以及第33屆中國控制會議最佳論文獎關(guān)肇直獎。

極具挑戰(zhàn)的反饋理論

反饋是控制論中最根本的概念，是一條基本的系統(tǒng)學(xué)原理，也是人類和機(jī)器智能中普遍存在的重要機(jī)制，在生物系統(tǒng)、工程系統(tǒng)以及社會系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。反饋的主要目的是為了減少系統(tǒng)的不確定性，特別是自適應(yīng)反饋，在反饋回路中嵌入了在線學(xué)習(xí)機(jī)制，能夠?qū)Ω断喈?dāng)大的不確定性。現(xiàn)代工程技術(shù)中涌現(xiàn)出大量的大型復(fù)雜系統(tǒng)，面臨著被控對象不確定性大，非線性特性強(qiáng)，控制目標(biāo)精度要求高，反饋機(jī)理復(fù)雜不清的新挑戰(zhàn)，亟需我們跳出傳統(tǒng)反饋控制設(shè)計的思想局限，從根本上研究反饋機(jī)制，揭示其內(nèi)在本質(zhì)作用。