自動控制技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：自動控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動技術(shù)，直線電機，可編程計算機控制器，運動控制

一、引言

信息時代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計算機技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機械裝置和動力設備相結(jié)合，促使機械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機電一體化技術(shù)革命。

隨著計算機技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進國家的機電一體化產(chǎn)品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業(yè)機器人、智能機器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進展。機電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時，運動控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個廠家相繼推出運動控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機驅(qū)動技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計算機控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運動控制卡（MotionControllingBoard）等幾項具有代表性的新技術(shù)。

二、全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)

在一些定位精度或動態(tài)響應要求比較高的機電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應用越來越廣泛，其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，而且調(diào)試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器采用了先進的數(shù)字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣，在驅(qū)動器和電機之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并充分發(fā)揮DSP的高速運算能力，自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負載變化，實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設備的機械共振點，并通過陷波濾波方式消除機械共振。

一般情況下，這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環(huán)，也作位置環(huán)。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度，應在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來完成（大多數(shù)全閉環(huán)的機床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，使得高精度自動化設備的實現(xiàn)更為容易。

該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，伺服驅(qū)動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等)，作為位置環(huán)，而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機械傳動上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補償機械傳動件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動器來完成，無需增加上位控制器的負擔，因而越來越多的行業(yè)在其自動化設備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

三、直線電機驅(qū)動技術(shù)

直線電機在機床進給伺服系統(tǒng)中的應用，近幾年來已在世界機床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達地區(qū)掀起"直線電機熱"。

在機床進給系統(tǒng)中，采用直線電動機直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機傳動的最大區(qū)別是取消了從電機到工作臺（拖板）之間的機械傳動環(huán)節(jié)，把機床進給傳動鏈的長度縮短為零，因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式，帶來了原旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動方式無法達到的性能指標和優(yōu)點。

1.高速響應由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應時間常數(shù)較大的機械傳動件（如絲杠等），使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應性能大大提高，反應異常靈敏快捷。

2.精度直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機械機構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙和誤差，減少了插補運動時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機床的定位精度。

3.動剛度高由于"直接驅(qū)動"，避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現(xiàn)象，同時也提高了其傳動剛度。

4.速度快、加減速過程短由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車（時速可達500Km/h），所以用在機床進給驅(qū)動中，要滿足其超高速切削的最大進個速度（要求達60～100M/min或更高）當然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應性，使其加減速過程大大縮短。以實現(xiàn)起動時瞬間達到高速，高速運行時又能瞬間準停。可獲得較高的加速度，一般可達2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程長度不受限制在導軌上通過串聯(lián)直線電機，就可以無限延長其行程長度。

6.運動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌（無機械接觸），其運動時噪音將大大降低。

7.效率高由于無中間傳動環(huán)節(jié)，消除了機械摩擦時的能量損耗，傳動效率大大提高。

直線傳動電機的發(fā)展也越來越快，在運動控制行業(yè)中倍受重視。在國外工業(yè)運動控制相對發(fā)達的國家已開始推廣使用相應的產(chǎn)品，其中美國科爾摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直線電機和SERVOSTARCD系列數(shù)字伺服放大器構(gòu)成一種典型的直線永磁伺服系統(tǒng)，它能提供很高的動態(tài)響應速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運動；德國西門子公司、日本三井精機公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產(chǎn)品中應用直線電機。

四、可編程計算機控制器技術(shù)

自20世紀60年代末美國第一臺可編程序控制器（ProgrammingLogical Controller，PLC）問世以來，PLC控制技術(shù)已走過了30年的發(fā)展歷程，尤其是隨著近代計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，它已在軟硬件技術(shù)方面遠遠走出了當初的"順序控制"的雛形階段?？删幊逃嬎銠C控制器（PCC）就是代表這一發(fā)展趨勢的新一代可編程控制器。

與傳統(tǒng)的PLC相比較，PCC最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務操作系統(tǒng)和多樣化的應用軟件的設計。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務的時鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道的狀態(tài)采集與刷新。這樣處理方式直接導致了PLC的"控制速度"依賴于應用程序的大小，這一結(jié)果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問題，它采用分時多任務機制構(gòu)筑其應用軟件的運行平臺，這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關(guān)，而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。由此，它將應用程序的掃描周期同外部的控制周期區(qū)別開來，滿足了實時控制的要求。當然，這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下，按照用戶的實際要求，任意修改。

基于這樣的操作系統(tǒng)，PCC的應用程序由多任務模塊構(gòu)成，給工程項目應用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求，如運動控制、數(shù)據(jù)采集、報警、PID調(diào)節(jié)運算、通信控制等，分別編制出控制程序模塊（任務），這些模塊既獨立運行，數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián)，這些模塊經(jīng)過分步驟的獨立編制和調(diào)試之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運行，共同實現(xiàn)項目的控制要求。

PCC在工業(yè)控制中強大的功能優(yōu)勢，體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計算機及DCS（分布式工業(yè)控制系統(tǒng)）技術(shù)互相融合的發(fā)展潮流，雖然這還是一項較為年輕的技術(shù)，但在其越來越多的應用領(lǐng)域中，它正日益顯示出不可低估的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

五、運動控制卡

運動控制卡是一種基于工業(yè)PC機、用于各種運動控制場合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因為：（1）為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標準化、柔性、開放性等要求；（2）在各種工業(yè)設備（如包裝機械、印刷機械等）、國防裝備（如跟蹤定位系統(tǒng)等）、智能醫(yī)療裝置等設備的自動化控制系統(tǒng)研制和改造中，急需一個運動控制模塊的硬件平臺；（3）PC機在各種工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應用，也促使配備相應的控制卡以充分發(fā)揮PC機的強大功能。

運動控制卡通常采用專業(yè)運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心，大多用于控制步進電機或伺服電機。一般地，運動控制卡與PC機構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機負責人機交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運動軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等）；控制卡完成運動控制的所有細節(jié)（包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等）。運動控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運動控制卡能夠廣泛地應用于制造業(yè)中設備自動化的各個領(lǐng)域。

這種運動控制模式在國外自動化設備的控制系統(tǒng)中比較流行，運動控制卡也形成了一個獨立的專門行業(yè)，具有代表性的產(chǎn)品有美國的PMAC、PARKER等運動控制卡。在國內(nèi)相應的產(chǎn)品也已出現(xiàn)，如成都步進機電有限公司的DMC300系列卡已成功地應用于數(shù)控打孔機、汽車部件性能試驗臺等多種自動化設備上。

第2篇：自動控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：自動化控制原理 應用 特點

中圖分類號：TL372 文獻標識碼： A

引言

自動控制學科是近幾十年來了發(fā)展起來的一門很重要的學科。它的發(fā)展很迅速，特別是計算機的快速發(fā)展，更加快了它的發(fā)展，尤其是工業(yè)自動化技術(shù)近年來的發(fā)展。自動化學科研究的范圍也是很廣泛的，對實現(xiàn)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術(shù)現(xiàn)代化、對迅速提升我國綜合國力具有重要和積極作用。

自動控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產(chǎn)過程的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預定的規(guī)律運行。

自動控制是相對人工控制概念而言的。指的是在沒人參與的情況下，利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規(guī)律運行。自動控制技術(shù)的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環(huán)境中解放出來并大大提高控制效率。 自動控制是工程科學的一個分支。它涉及利用反饋原理的對動態(tài)系統(tǒng)的自動影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數(shù)學的系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產(chǎn)生的控制論的一個分支。 基礎(chǔ)的結(jié)論是由諾伯特?維納，魯?shù)婪?卡爾曼提出的.

自動控制技術(shù)是能夠在沒有人直接參與的情況下，利用附加裝置使生產(chǎn)過程或生產(chǎn)機械（被控對象）自動地按照某種規(guī)律（控制目標）運行，使被控對象的一個或幾個物理量（如溫度、壓力、流量、位移和轉(zhuǎn)速等）或加工工藝按照預定要求變化的技術(shù)。它包含了自動控制系統(tǒng)中所有元器件的構(gòu)造原理和性能，以及控制對象或被控過程的特性等方面的知識；自動控制系統(tǒng)的分析與綜合；控制用計算機（能作數(shù)字運算和邏輯運算的控制機）的構(gòu)造原理和實現(xiàn)方法。自動控制技術(shù)是當展迅速，應用廣泛，最引人矚目的高技術(shù)之一；是推動新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)革命的核心技術(shù)；是自動化領(lǐng)域的重要組成部分。

自動控制技術(shù)有很強的應用背景，無論是在煉鋼、軋鋼、化工、石油、電力等工業(yè)上，或是造紙、紡織、皮革和食品等工業(yè)上；無論是在航空、航海、汽車和鐵路運輸工業(yè)和國防工業(yè)上，或是圖書資料的管理、實驗室技術(shù)設備上都得到廣泛應用。自動控制技術(shù)對導彈和人造地球衛(wèi)星是非常重要的，對于研究原子能的應用，研究飛機和導彈的空氣動力和結(jié)構(gòu)強度也是有用的。沒有應用背景的“控制理論”就缺乏生命力。如何巧妙地運用控制的基礎(chǔ)理論來解決實際問題是和研究控制理論本身不同的另一種創(chuàng)造性工作。

一、自動化控制原理

自動化控制有半自動與全自動化

例如：機器、設備可以按照生產(chǎn)的要求和目的，進行自動化生產(chǎn)；全自動人只需要作為操作員，確定控制的要求和程序，不用直接參與生產(chǎn)過程的控制技術(shù)；半自動化控制要人通過設施、設備、機械、儀器或手工等勞動力的參與。

自動化控制技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學研究、交通運輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務和家庭等方面。采用自動化控制不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產(chǎn)率，增強人類認識世界和改造世界的能力。因此，自動化控制是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標志。

自動化控制理論是自動化專業(yè)的重要學習課程。

二、自動化控制的應用

2.1過程自動化

石油煉制和化工等工業(yè)中流體或粉體的化學處理的自動化控制。一般采用由檢測儀表、調(diào)節(jié)器和計算機等組成的過程控制系統(tǒng)，對加熱爐、精餾塔等設備或整個工廠進行最優(yōu)控制。采用的主要控制方式有反饋控制、前饋控制和最優(yōu)控制等。

2.2機械制造自動化

這是機械化、電氣化與自動控制相結(jié)合的結(jié)果，處理的對象是離散工件。早期的機械制造自動化是采用機械或電氣部件的單機自動化或是簡單的自動生產(chǎn)線。20世紀60年代以后，由于電子計算機的應用，出現(xiàn)了數(shù)控機床、加工中心、機器人、計算機輔助設計、計算機輔助制造、自動化倉庫等。研制出適應多品種、小批量生產(chǎn)型式的柔性制造系統(tǒng)（FMS）。以柔性制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)的自動化車間，加上信息管理、生產(chǎn)管理自動化，出現(xiàn)了采用計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的工廠自動化控制系統(tǒng)。

2.3管理自動化

工廠或事業(yè)單位的人、財、物、生產(chǎn)、辦公等業(yè)務管理的自動化控制，是以信息處理為核心的綜合性技術(shù)，涉及電子計算機、通信系統(tǒng)與控制等學科。一般采用由多臺具有高速處理大量信息能力的計算機和各種終端組成的局部網(wǎng)絡?，F(xiàn)代已在管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研制出決策支持系統(tǒng)（DSS），為高層管理人員決策提供備選的方案。

三、自動化控制系統(tǒng)

自動化控制系統(tǒng)是指能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制任務的系統(tǒng)，由控制器與控制對象所組成。

自動化控制系統(tǒng)的概念

自動化控制是一種現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域中機械電氣一體自動化集成控制技術(shù)和理論。

自動控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產(chǎn)過程的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預定的規(guī)律運行。

四、自動控制系統(tǒng)特點

自動控制能自動調(diào)節(jié)、檢測、加工的機器設備、儀表，按規(guī)定的程序或指令自動進行作業(yè)的技術(shù)措施。其目的在于增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本和勞動強度、保障生產(chǎn)安全等。

自動控制系統(tǒng)理論

自動控制是相對人工控制概念而言的，指的是在沒人參與的情況下，利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規(guī)律運行。自動控制技術(shù)的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環(huán)境中解放出來并大大提高控制效率。

自動控制是工程科學的一個分支，它涉及利用反饋原理的對動態(tài)系統(tǒng)的自動影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數(shù)學的系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產(chǎn)生的控制論的一個分支。

結(jié)束語：

隨著科技的發(fā)展，自動化控制已經(jīng)廣泛應用到各行各業(yè)。直流調(diào)速器在數(shù)控機床、造紙印刷、紡織印染、光纜線纜設備、包裝機械、電工機械、食品加工機械、橡膠機械、生物設備、印制電路板設備、實驗設備、焊接切割、輕工機械、物流輸送設備、機車車輛、醫(yī)設備、通訊設備、雷達設備、衛(wèi)星地面接受系統(tǒng)等行業(yè)都有應用。相信不久的將來會帶給人們更多的便利。

參考文獻

第3篇：自動控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：電氣控制；PLC技術(shù)；自動化；無人值守

1 引言

隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的逐漸發(fā)展，很多工業(yè)生產(chǎn)要求實現(xiàn)自動化控制的功能，都采用PLC來構(gòu)建自動化控制系統(tǒng)，尤其是對于一些電氣控制較為復雜的電氣設備和大型機電裝備，PLC在電氣化和自動化控制方面具有獨到的優(yōu)勢，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡化和遠程化控制，以及實現(xiàn)無人值守等眾多優(yōu)點。基于此，PLC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動化控制的主要應用技術(shù)。

本論文主要結(jié)合數(shù)控機床的電氣化功能的改造，詳細探討數(shù)控機床電氣化改造過程中基于PLC技術(shù)的應用，以及PLC技術(shù)在實現(xiàn)數(shù)控機床自動化控制功能上的應用，以此和廣大同行分享。

2 數(shù)控機床的電氣化改造概述

2.1 數(shù)控機床的主要功能

數(shù)控機床是實現(xiàn)機械加工、制造和生產(chǎn)中應用的最為廣泛的一類機電設備。數(shù)控機床依托數(shù)控化程序，實現(xiàn)對零部件的自動切削和加工。但是目前我國仍然有超過近1000萬臺的數(shù)控機床，主要依靠手動控制完成切削加工，無法實現(xiàn)基本的電氣化和自動化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)控機床的電氣化改造，主要實現(xiàn)以下功能：

（1） 數(shù)控機床的所有電機、接觸器等實現(xiàn)基于PLC的自動化控制；

（2）數(shù)控機床的進給運動由PLC控制自動完成，無需人工手動干預；

（3） 自動檢測零部件切削過程中的相關(guān)參數(shù)，如加工參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等等；

（4） 結(jié)合上位機能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)控機床的遠程控制，以達到無人值守的目的。

2.2 電氣化改造的總體方案

結(jié)合上文對于數(shù)控車床的電氣化、自動化改造的功能要求，確定了采用上位機與下位機結(jié)合的自動化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：

（1） 上位機借助于工控機，利用工控機強大的圖像處理能力，重點完成數(shù)控車床的生產(chǎn)組態(tài)畫面顯示，以及必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸、保存、輸出，同時還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)控制指令的下達，確保數(shù)控車床能夠自動完成所有切削加工生產(chǎn)任務。

（ 2）下位機采用基于PLC技術(shù)的電氣控制模式，由傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡負責采集數(shù)控車床的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等所有參數(shù)，由PLC實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，并傳輸給上位機進行相關(guān)數(shù)據(jù)的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統(tǒng)還接收來自于上位機的控制指令，實現(xiàn)對數(shù)控車床的遠程控制。

（3） 對于數(shù)控車床最為關(guān)鍵的控制――進給運動的控制，利用PLC+運動控制板卡的模式實現(xiàn)電氣化和自動化的控制。具體實現(xiàn)方式為：選用合適的運動控制板卡，配合PLC的順序控制，對進給軸電機實現(xiàn)伺服運動控制，從而實現(xiàn)對數(shù)控車床進給運動的自動化控制。

3 數(shù)控車床電氣化自動控制改造的實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設計

數(shù)控車床的電氣化自動控制改造，其整體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其整體結(jié)構(gòu)主要由以下幾個部分構(gòu)成：

3.1.1 底層設備

底層設備主要包括兩個方面，首先是實現(xiàn)數(shù)控車床自動切削加工運轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機電設備，如電源模塊、電機模塊等，這些機電設備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實現(xiàn)；其次，底層設備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測電機轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測進給軸運動進給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設備為實現(xiàn)數(shù)控車床自動化控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要負責接收底層傳感設備傳送過來的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測參數(shù)，通過內(nèi)部程序的運算，判斷整個數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點參數(shù)上傳到遠程控制終端進行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時還接收來自于遠程控制終端所下達的控制指令，比如停機、啟動等控制指令，PLC站通過對相應執(zhí)行器（比如電機）的控制，從而實現(xiàn)自動化控制的功能。

3.1.3 遠程控制終端

遠程控制終端主要是依賴于工控機實現(xiàn)的上位機數(shù)據(jù)管理和狀態(tài)監(jiān)控，需要專門開發(fā)一套面向數(shù)控車床加工、生產(chǎn)和自動控制的軟件程序，以實現(xiàn)對數(shù)控車床的遠程化、網(wǎng)絡化、自動化控制，真正實現(xiàn)無人值守的功能。

基于PLC的數(shù)控車床電氣自動化改造框圖

3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設計實現(xiàn)

本研究論文以CK6140普通數(shù)量機床為具體研究對象，詳細探討其電氣化、自動化控制的改造。通過上文對機床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個機床電氣化、自動化改造，一共需要實現(xiàn)14個系統(tǒng)輸入，9個系統(tǒng)輸出。結(jié)合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據(jù)對數(shù)控機床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開關(guān)、輔助觸點等電氣控制元件，與PLC共同實現(xiàn)對電氣設備的控制，比如PLC通過接觸器控制電機模塊，PLC通過繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數(shù)控車床電氣化改造。

4 結(jié)語

隨著電氣設備的越來越復雜，工業(yè)生產(chǎn)對于電氣控制的要求也越來越高，基于PLC的自動化控制技術(shù)得到了廣泛的應用，逐漸成為了當前工業(yè)自動化生產(chǎn)控制中的主流技術(shù)之一。采用PLC技術(shù)最大的優(yōu)勢在于實現(xiàn)自動化控制同時具有較高的可靠性和抗干擾能力，極大的避免了由于采用單片機技術(shù)而造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。本論文結(jié)合電氣控制詳細探討了PLC自動化技術(shù)的應用，給出了具體的系統(tǒng)設計實例，對于進一步提高PLC自動化技術(shù)的工業(yè)化應用具有很好的指導和借鑒意義。

第4篇：自動控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：自動控制原理；教學模式；教學方法；改革創(chuàng)新

作者簡介：董帥（1985-），男，天津人，軍事交通學院裝運機械系，助教；李春卉（1977-），女，山西運城人，軍事交通學院裝運機械系，講師。（天津 300161）

中圖分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）01-0019-02

自動控制原理是機械工程及其自動化專業(yè)的一門主干課程，在專業(yè)課程體系中占有重要地位。該課程的主要特點是：抽象概念多、理論性強、信息量大；所涉及的數(shù)學基礎(chǔ)廣泛、知識面廣；內(nèi)容豐富、更新發(fā)展快等。課程的這些特點很容易造成學生理解上的混亂，對學習造成困難，同時依靠傳統(tǒng)的教學模式，教師也很難保證較好的教學效果。因此，本文提出一些教學模式的創(chuàng)新思考，并在日常教學中有計劃、有規(guī)律的進行實踐探索，達到該門課程教師從容授課、學生輕松學習，既增強了學生的專業(yè)學習興趣，也培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力和工程意識。

一、傳統(tǒng)教學模式下，自動控制原理課程教學中存在的問題

1.學生基礎(chǔ)知識相對薄弱和學習能力的下降造成學習障礙

自動控制原理課程是控制、數(shù)學、信息技術(shù)領(lǐng)域的交叉學科。課程內(nèi)容涉及高等數(shù)學、工程數(shù)學、計算機、力學、電學、機械學等多門學科知識，理論性強，與工程結(jié)合密切。由于高校擴招后學生的文化基礎(chǔ)、自主學習動力和吃苦精神較之以往有所下降，加上學生對課程相關(guān)學科的基礎(chǔ)知識缺乏，對學科之間的交叉理解能力不強，以致學生普遍認為自動控制原理課程的學習困難。

2.對理論與實踐結(jié)合的重視程度不夠致使學生失去學習興趣和動力

在實際教學過程中教師往往缺乏實踐教學和理論教學的結(jié)合，學生對實際控制系統(tǒng)缺少直觀的感性認識，造成學生對于實踐環(huán)節(jié)的認識和重視度不高，缺乏工程實踐知識和創(chuàng)新能力；實驗內(nèi)容往往以驗證性實驗為主，循規(guī)蹈矩，實驗教學手段單一，某些實驗環(huán)節(jié)更是與理論教學脫節(jié)，導致學生失去了學習的興趣和動力。另外，在現(xiàn)今大環(huán)境的影響下，很多學生更注重所學知識的實用性，只想知道所學的課程對以后的工作究竟有什么用，直奔目標而去，認為“有用”則學，“無用”則混。傳統(tǒng)的教學模式下無法給學生正確的引導，導致學生失去學習的動力。

3.傳統(tǒng)的講授式課堂教學模式難以激發(fā)學生的學習興趣

自動控制原理教材中有許多抽象概念讓學生不知所云，覺得這些概念抽象得難以理解，不知道與現(xiàn)實生活有什么聯(lián)系，脫離實際在一定程度上已經(jīng)影響了學生的學習動力。再加上傳統(tǒng)的教學模式下，學生上課只能摘抄筆記被動地接受“填鴨式”教學，課堂上缺乏“參與式”、“引導式”和“啟發(fā)式”等互動教學環(huán)節(jié)，教師只是一味地進行公式推導，對學生灌輸抽象的專業(yè)理論概念，枯燥的學習內(nèi)容和單一的教學模式，極易使學生產(chǎn)生畏難情緒，進而失去學習興趣。

4.傳統(tǒng)的考核方式使學生的學習與課程要求相脫離

自動控制原理課程的教學目的是使學生了解自動控制領(lǐng)域的發(fā)展狀況和趨勢，掌握自動控制技術(shù)的基本理論和專業(yè)技能，增強與之相應的工程意識和創(chuàng)新能力。但課程的內(nèi)容比較抽象，單一的理論學習使學生感到枯燥厭煩，學生學習就是為了考試時能得到60分，而傳統(tǒng)考核方式中的閉卷或開卷考試都或多或少與課程要求相偏離，從而導致學生的學習效果不能達到教學目的，因此就會把教學中的教與學、學與考給割裂開來，教學達不到應有的目的。

二、課程教學改革的創(chuàng)新思考和實踐探索

1.理論教學的創(chuàng)新與實踐

（1）創(chuàng)新課程設計，優(yōu)化教學內(nèi)容。自動控制領(lǐng)域的發(fā)展速度越來越快，控制技術(shù)和檢測手段日益增加，不斷更新，致使自動控制原理教學內(nèi)容多、學時少的矛盾日趨突出。因此，必須根據(jù)教學目的和培養(yǎng)目標，創(chuàng)新課程設計，優(yōu)化教學內(nèi)容，并且對每個教學內(nèi)容的深度和廣度不斷更新。對于教學大綱中的重點內(nèi)容、基本概念、基本原理和基本方法，要重點講解并且需要啟發(fā)式講深講透。針對課程交叉性強的問題，對已學內(nèi)容，主要針對課程所需所用之處進行講授，并注重內(nèi)容交叉銜接處的重點講授。同時，從課程設計和教學目的的總體要求出發(fā)，打破傳統(tǒng)教材結(jié)構(gòu)的約束，改進傳統(tǒng)的教學順序，對教學內(nèi)容運用模塊化設計進行講授，從而有效地解決了教與學、學與用、目前與發(fā)展之間的矛盾，使自動控制原理課程體系結(jié)構(gòu)具有系統(tǒng)性、實用性，與時俱進。

（2）創(chuàng)新教學方法，激發(fā)學生的學習主動性。改變傳統(tǒng)“灌輸式”和“填鴨式”的教學方式而采用“參與式”、“引導式”和“啟發(fā)式”的互動教學方法，對抽象概念、定義和分析方法進行有層次的講解，有意識的啟發(fā)引導學生主動思考、討論所學內(nèi)容，積極參與到教學過程中。教師的授課過程需要聲情并茂，隨時與學生進行言語與眼神的溝通交流。同時，要打破課堂講授的單一教學模式，引導學生進行研討式學習，要求學生課后閱讀大量參考資料，在課堂中通過討論的方式不斷澄清模糊認識和錯誤概念，使學生真正成為教學活動的主體，這樣既可以激發(fā)學生的主觀能動性，同時也加深了他們對自動控制基本的理解，拓寬了知識面。

（3）充分運用現(xiàn)代化教學技術(shù)，豐富教學手段，提高教學質(zhì)量。現(xiàn)代化的教學技術(shù)可以豐富教學手段，使課堂教學環(huán)節(jié)生動、形象、直觀，同時也能大大增加學生聽課的效率，從而提高教學質(zhì)量。在教師聲情并茂的講授過程中，適時的穿插使用動畫教學，計算機仿真教學，將教學內(nèi)容用學生最有興趣接受的方式進行教授。同時，可以充分利用目前控制界和工程界流行的Matlab語言形成集自動控制理論的基礎(chǔ)知識教學、系統(tǒng)分析與設計于一體的多媒體教學環(huán)境。學生通過在Matlab/Simulink環(huán)境中對所學控制系統(tǒng)進行建模、仿真，可以更加形象地認知系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的組成以及運動過程，從而加深對抽象概念的理解。充分利用計算機輔助教學的手段，不僅可以提高學生學習課程的主觀能動性，而且可以將一些以往學生難以理解和掌握的抽象內(nèi)容，通過形象、直觀的方式展現(xiàn)給學生，使學生對所學內(nèi)容的理解和掌握更加簡單，從而提高課堂的授課效率，增強教學效果。

（4）理論結(jié)合實際，充分調(diào)動學生的主觀能動性。自動控制原理課程的教學目的就是為了使學生能夠用所學的控制技術(shù)解決實際的控制問題，在教學中把課程與工程實際應用緊密聯(lián)系可以有效提高學生的學習興趣。因此，在實際的教學過程中，應加大理論和應用相結(jié)合的重視程度，選取現(xiàn)實生活中實際的控制系統(tǒng)，引導啟發(fā)學生運用所學的控制理論知識去解決分析和設計問題。同時，為了擴大學生的視野和知識面，要不斷更新控制系統(tǒng)實例庫，引入前沿的控制系統(tǒng)和控制技術(shù)作為教學內(nèi)容介紹給學生，這樣才能真正做到學與用相結(jié)合，使學生深刻理解學以致用的意義，從而調(diào)動學生學習的主觀能動性。

2.實驗教學的創(chuàng)新與實踐

（1）創(chuàng)新實驗內(nèi)容和方法，進行分層次實驗。自動控制原理實驗教學是培養(yǎng)學生工程意識和創(chuàng)新能力的重要途徑，因此，將實驗課分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設計性實驗三個層次，運用Matlab語言對自動控制系統(tǒng)進行仿真實驗，可以更大程度地達到實驗教學的目的。為了充分體現(xiàn)課程的實踐性，與理論教學內(nèi)容緊密相關(guān)的部分一般作為基礎(chǔ)性實驗內(nèi)容，安排在實驗課內(nèi)完成；為了使學生對控制系統(tǒng)有直觀的感知，一般將具有特定功能控制系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)作為綜合性實驗的內(nèi)容，安排在實驗課內(nèi)和業(yè)余時間共同完成；為了增強學生創(chuàng)新能力和工程設計能力，利用業(yè)余時間安排一些實際控制系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)作為設計性實驗。同時，在實驗內(nèi)容方面鼓勵學生自擬實驗項目，改變常規(guī)的驗證性實驗方式，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合性，最終實現(xiàn)設計性、創(chuàng)新性實驗。

（2）積極創(chuàng)造條件，加強實驗課程的教學。建設自動控制技術(shù)綜合實驗室，為學生提供良好的實驗條件，使自動控制原理實驗教學課程更好的為提高學生創(chuàng)新能力和工程意識的培養(yǎng)服務。同時，實驗室在時間、內(nèi)容、操作上實行按需開放制度，給予學生充分的實驗空間和足夠的實驗機會。自動控制原理課程教學的同時，同步開設Matlab語言仿真設計課程，使學生能夠充分掌握Matlab仿真知識，對于自動控制原理課中不好理解的理論知識，便于及時地實驗驗證。

3.考核形式和方法的創(chuàng)新探索

在自動控制原理教學中，要增強學生創(chuàng)新能力和工程意識的培養(yǎng)，就必須改變以往的應試教育模式。只有合理的考核與成績評定方式才能使學生的學習過程和教師的教學過程形成一個穩(wěn)定的性能良好的閉環(huán)系統(tǒng)，最終達到教學目的。因此，為了更好地實現(xiàn)教學目的，可以將考核形式和成績評定方式劃分為以下四個組成部分：根據(jù)平時課堂學習表現(xiàn)和日常作業(yè)完成情況給與平時成績，占課程總成績的10%；基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設計性實驗部分作為實驗成績，占課程總成績的30%；以提交大作業(yè)或者論文的形式作為期中考試，占課程總成績的30%；閉卷理論考試作為期末，占課程總成績的30%。這樣不僅使學生從單純的應試教育中脫離出來，而且學生可以更好地進行實驗操作，增強自身的創(chuàng)新能力，真正做到學以致用。

4.建設一支高素質(zhì)的教學團隊

知識的傳授、學生能力的培養(yǎng)和素質(zhì)的提高，都需要教師精心培養(yǎng)和正確指導，高素質(zhì)的教師團隊是教學模式改革創(chuàng)新的必備條件。因此，教師不但要具有嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、科學的研究方法，而且還應具有強烈的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識，同時教師還要時刻關(guān)注控制領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和最新的研究成果，豐富教學內(nèi)容，更新素材庫，加強自身的業(yè)務素質(zhì)。這樣教師在授課過程中，才能視野廣闊，教學內(nèi)容充實，并且直接接觸科學研究前沿，學生在這種氛圍的熏陶下，學習興趣、實踐能力、創(chuàng)新意識就會得到潛移默化的增強。

三、結(jié)束語

在自動控制原理課程建設過程中，主要針對自動控制原理課程的特點及以往教學中存在的問題，摒棄傳統(tǒng)思想，注重使用先進的教學形式和考核模式，合理運用現(xiàn)代教育教學技術(shù)手段，推進教學模式的改革與創(chuàng)新，并且在教學實踐中取得了較好的效果，但在今后的教學實踐中仍需做進一步的探究與改進。

參考文獻：

[1]江善和,王遠志.自動控制原理課程教學改革的思考與實踐[J].軟件導刊,2009,(12).

[2]鄒恩,漆海霞,楊秀麗.“自動控制原理”課程教學的方法研究[J].中國電力教育,2009,(20).

第5篇：自動控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：課程建設；精品課程；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0014-02

河南理工大學（以下簡稱“我?！保┑摹白詣涌刂葡到y(tǒng)”課程經(jīng)過30多年的教學改革和發(fā)展，取得了突出成果，于2008年評為國家級精品課程。近幾年來，本課程教學組在整合原有資源的基礎(chǔ)上，在師資建設、教學手段、實踐環(huán)節(jié)、考試方式等方面進行了改革和實踐，進一步加強精品課程建設，獲得了課程教師和學習該課程的學生的肯定和一致好評。

一、課程教材建設

教材的選取和教材建設是決定教學質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，它直接影響著教學內(nèi)容與學生知識結(jié)構(gòu)的合理性與科學性。[1]

我?！白詣涌刂葡到y(tǒng)”課程始于1972年，是國內(nèi)較早開設該課程的高校之一。在教材的建設上共進行了6次修編和選取。隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，交流電力拖動控制技術(shù)取得了突破性進展，一些先進的控制理論和方法在交流電力拖動系統(tǒng)中得以實現(xiàn)。從1996年起為適應國家教育部“面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革計劃”的要求，將課程內(nèi)容進行拓展，并結(jié)合我校與煤礦結(jié)合緊密的特點，增加交流調(diào)速控制學時，引入VC、DTC等先進控制策略的相關(guān)知識，以適應自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的需要。2004年，根據(jù)我校特點的需要，再次對以往使用教材進行了修編，出版了“十五”國家級規(guī)劃教材“自動控制系統(tǒng)”。根據(jù)課程發(fā)展的需要，今年再次對教材進行修訂，進一步增加了交流調(diào)速內(nèi)容在課程中的比重和課時。

二、教學方法建設

“自動控制系統(tǒng)”具有綜合性強的特點，這門課程涉及的領(lǐng)域廣泛，是電機學、電力拖動自動控制原理、微型計算機控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)等多門課程的綜合和升華，也是與工程實際接合非常緊密的一門專業(yè)課程。[2]在講授課程的過程中，主要從以下幾個方面著手：

1.培養(yǎng)學生的學習興趣

“自動控制系統(tǒng)”課程是一門綜合性和實踐性很強的課程，培養(yǎng)學生對該課程的學習興趣尤為重要。課程教學中始終貫穿課程內(nèi)容的實用性是激發(fā)學生學習興趣的關(guān)鍵所在。例如在課程開始就給學生先舉一些很有吸引力的、多個領(lǐng)域的交直流調(diào)速系統(tǒng)應用實例，例如電力機車的啟動、調(diào)速、停止過程和龍門刨床切削工件的過程，讓學生直觀形象地了解到本門課程在實際中的具體應用及重要地位，增加學生對電機調(diào)速系統(tǒng)的感性認識，通過這些例子用“調(diào)速”兩個字來概括本課程的學習內(nèi)容，讓學生了解本課程的學習目的。然后從19世紀開始談交直流的發(fā)展歷史，比較交直流調(diào)速的優(yōu)缺點進而讓學生認識到交直流調(diào)速的發(fā)展趨勢，使學生對本課程有一個宏觀概念上的了解，清楚本課程的重要性，培養(yǎng)學生對本課程的學習興趣。

2.鼓勵學生自學、主講，調(diào)動學生學習的積極性

課堂教學過程中，對于較難的章節(jié)可以以教師主講形式進行，在本節(jié)課結(jié)束后，把本節(jié)課講到的調(diào)速系統(tǒng)的缺點總結(jié)出來，提到下節(jié)課的調(diào)速方式可以解決存在的問題，讓學生在課前自學，預先提醒下節(jié)課可以由學生來講。在下節(jié)課時請學生來主講，根據(jù)學生的理解，針對關(guān)鍵問題，回顧所學內(nèi)容，對學習過的內(nèi)容進行敘述，交流自己掌握的知識及學習體會。教師在聽取學生講課和回答問題的過程中，可以摸清學生對知識點的理解和掌握程度，對其中的錯誤概念和理解及時給予指導、糾正。在課程內(nèi)容的講授中，以控制方法作為主線，貫穿課程始終。按提出問題、分析問題、解決問題的方式，循序漸進、由淺入深地組織研討型教學，充分調(diào)動學生的學習積極性。

3.精心選擇教學內(nèi)容，適當補充新的知識點

教學過程中應根據(jù)本課程的特點，使教學內(nèi)容與該領(lǐng)域的先進技術(shù)同步，激發(fā)學生的學習興趣。隨著電力電子技術(shù)與自動控制技術(shù)的進步，應逐步增加交流調(diào)速的教學內(nèi)容，減少直流調(diào)速的內(nèi)容。其次，由于自動控制系統(tǒng)課程的講授內(nèi)容較多，要根據(jù)不同專業(yè)分配的課時合理選擇講授的內(nèi)容，處理好教學內(nèi)容和教學專業(yè)、教學課時之間的矛盾，做到由簡入繁，重點突出。

另外還可以適當引入和教材理論相關(guān)的生產(chǎn)實踐的例子。例如在交流調(diào)速部分很多教材只介紹變頻器的算法，很少提及變頻器的應用。作為以培養(yǎng)應用型人才為目標的本科院校，應在教學過程中適當介紹幾種當前比較先進的變頻器的參數(shù)設置和使用場合，如ABB、SIEMENS等的應用實例，有利于培養(yǎng)學生的解決實際問題能力。

4.適當使用多媒體教學

改革傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”的教學方式，引入多媒體教學是目前在高校教學中普遍采用的一種教學手段。[3]但是過多地使用多媒體教學會限制學生的想象力，不利于學生創(chuàng)造性思維的發(fā)展，也缺少教學過程中的靈活性和同步性，同時也不利于教師主導課堂教學。[4]因此在自動控制系統(tǒng)的教學過程中，教師首先要合理規(guī)劃好哪些章節(jié)使用多媒體課件教學，對于使用多媒體教學的章節(jié)一定要按照自己的思路對課件進行整理或自己制作課件。

一般來講對于內(nèi)容枯燥而要提高學生學習興趣或圖形較多的章節(jié)內(nèi)容可以用多媒體教學，比如緒論、電樞可逆有環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)制動過程分析等章節(jié)推薦使用多媒體講解，使用多媒體講解時也可以加上適當?shù)陌鍟?。對常?guī)內(nèi)容、公式原理的推導等用板書完全可以滿足教學要求。

5.加強實踐環(huán)節(jié)教學

通過實踐或?qū)嶒灜h(huán)節(jié)可以加強學生對課本所學內(nèi)容的理解。教學過程中注重課堂教學與課外創(chuàng)新實踐活動相結(jié)合，在課堂上鼓勵學生積極思考、提問和回答問題；在實驗課將理論驗證與綜合設計、自主創(chuàng)新結(jié)合起來，給學生更多發(fā)揮個人創(chuàng)造力的機會；在課外積極鼓勵、指導學生參加學校“大學生科技創(chuàng)新基地”的科技活動，通過此類活動反過來促進課堂教學，學生的創(chuàng)新實踐能力得到加強。鼓勵學生參加一些自動控制系統(tǒng)設計開發(fā)類的比賽和項目。近幾年，我校學生參加飛思卡爾汽車大賽的熱情不斷高漲，在全國大賽上也取得了較好的名次。學有余力的同學也參加了自動化研究所教師承擔的一些科研項目，在實踐中得到了鍛煉。

6.引入MATLAB進行輔助教學

利用MATLAB仿真工具設計自動控制輔助教學軟件，通過Simulink生動再現(xiàn)了系統(tǒng)的動態(tài)響應過程，化解難點，同時增強學生探究式學習的興趣。MATLAB軟件可以搭建虛擬系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的仿真任務，把這個軟件引入到教學活動中，已經(jīng)被越來越多的老師所采用。例如在講授轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性分析時，在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下根據(jù)具體的系統(tǒng)參數(shù)設計該雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，仿真觀察其動態(tài)特性，改變各調(diào)節(jié)器參數(shù)，由虛擬示波器得到不同的曲線，分析仿真結(jié)果，使學生直觀地認識到所研究的雙閉環(huán)系統(tǒng)的特點。在課程設計過程中，可以鼓勵學生使用MATLAB軟件對設計的系統(tǒng)進行仿真驗證，克服了傳統(tǒng)教學中枯燥、抽象、難以理解等弊端，達到良好的教學效果。

7.作業(yè)和考試方式上的改革

靈活布置和批改作業(yè)，提高教學效果。在課程教學中，根據(jù)重點、難點內(nèi)容并結(jié)合實際調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，適當布置一些具有實踐性、挑戰(zhàn)性的作業(yè)，以啟迪學生的創(chuàng)新思維能力，進一步拓展知識、開闊思路。此外，還布置學生撰寫科技論文，培養(yǎng)學生查閱文獻、分析歸納資料、書寫論文、進行初步科學研究的意識和能力。

靈活運用多種考核形式，綜合評定課程學習成績?？荚囆问接校阂钥荚嚍橹?，在課程網(wǎng)站上公布考試題目的類型，正確引導學生的復習方法和內(nèi)容，強調(diào)考查學生運用知識分析問題，綜合解決問題的能力，變單純考核記憶能力的考試方式為重能力、求創(chuàng)新的考試方式?？荚囶}目上有30分左右的英文題目，要求學生用英語作答，加強本課程的雙語教學力度。對學生實驗、課堂發(fā)言與科技論文寫作考慮權(quán)重加權(quán)求和，給出課程的綜合評價。

三、課程教學的預備和輔助工作建設

加強課程教學的師資隊伍、網(wǎng)絡教學環(huán)境和實踐性教學準備工作屬于課程教學的預備和輔助工作建設，為課程教學提供強有力的保障。

1.課程教學團隊的建設

自動控制系統(tǒng)課程的一個特點是實踐性強。任課教師的科研與工程實踐方面的經(jīng)驗與能力對教學過程和教學效果的影響至關(guān)重要。由于課程的內(nèi)容大量涉及到工程實際，而大多數(shù)新教師的學習經(jīng)歷都是從學校到學校，沒有現(xiàn)場實際工作經(jīng)驗，缺少實際系統(tǒng)設計、安裝調(diào)試經(jīng)驗，理論教學和實際脫節(jié)，對課程內(nèi)容的理解深度受到限制，從而影響實際的教學效果。[5]近幾年，課題組加強對教師的實踐能力培養(yǎng)，提高教師自身的科研素質(zhì)，提高對新技術(shù)的敏感性。具體的做法有：選擇合適的工礦企業(yè)，派教師到這些單位參與生產(chǎn)和產(chǎn)品研發(fā)，掌握實際中應用的最先進技術(shù)，提高教師的工程實踐能力和科研能力；鼓勵新教師申請、主持或參與橫向項目；聘請在工礦企業(yè)有工作經(jīng)歷的具有豐富實踐經(jīng)驗的高級職稱人員兼職教師進行授課，指導學生進行工程實踐。通過教學團隊建設，教師互通有無，帶動整個教學團隊的教學、科研、工程實踐能力的提高。

2.網(wǎng)絡教學環(huán)境建設

為適應教學網(wǎng)絡化和信息化的發(fā)展趨勢，先后投入大量資金和人力，依托國家級、省級精品課程建設及重點學科建設，建設了“自動控制系統(tǒng)”精品課程教學網(wǎng)站。在網(wǎng)站原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上，不斷吸納校內(nèi)、校外以及國外專家、同行、學生在利用精品課程資源學習過程中提出的意見和建議，來優(yōu)化精品課程建設方案，從而調(diào)整和補充精品課程的教學內(nèi)容，促進精品課程建設者與使用者的互動。[6]目前正在以虛擬仿真實驗、遠程監(jiān)控和直流控制電路板制作三個實踐性環(huán)節(jié)作為整個教學系統(tǒng)實踐部分的核心開發(fā)網(wǎng)上遠程實驗系統(tǒng)平臺，為學生進行綜合實驗提供了良好的網(wǎng)絡學習環(huán)境。

3.實踐性教學環(huán)境建設

自動控制系統(tǒng)的另一個特點是通用性強。課程內(nèi)容不是專門針對某一種專門控制系統(tǒng)的工程技術(shù)，而是適用于很多控制系統(tǒng)和裝置。以國家級實驗教學示范中心“電工電子實驗中心”和電力電子與自動控制系統(tǒng)實驗中心作為依托，構(gòu)建了“自動控制系統(tǒng)”實驗教學新體系，建立了“立體化”實踐教學模式；形成了“主導、自主、開放、創(chuàng)新”的實驗教學理念；建成了能夠進行“驗證、設計、研究、創(chuàng)新等實驗以及學生競賽、科研活動等一條龍”的實踐教學平臺。自行研制設計開發(fā)了多功能調(diào)試平臺、微控制器開發(fā)系統(tǒng)、機器人控制、三級倒立擺等實驗教學設備，為培養(yǎng)學生的理論聯(lián)系實際和系統(tǒng)綜合設計能力創(chuàng)造了良好的條件。我校國家級電工電子教學示范中心和電力電子與自動控制系統(tǒng)實驗室是開放實驗室，全天候開放，為“自動控制系統(tǒng)”課程相關(guān)實驗的開設提供了充分的保障。

在實踐教學方面，根據(jù)實際科研中的經(jīng)驗，把大型項目分解成若干個子項目，給學生創(chuàng)設具有思考性、創(chuàng)新性的問題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識，做到以科研促教學；在日常的教學活動中，注重把新技術(shù)、新成果引入課堂教學，鼓勵優(yōu)秀的學生參加教師的科研項目，使教學和科研有機地結(jié)合起來，激發(fā)學生科學研究的意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

根據(jù)自動控制系統(tǒng)課程的特點，結(jié)合本校培養(yǎng)人才社會服務對象的實際，自動控制系統(tǒng)精品課程課題組進行教學內(nèi)容的精練、教學手段的豐富和教學實踐的完善，從學科特色、教學理念、教學內(nèi)容及教學方式等方面入手，充分利用多媒體及網(wǎng)絡技術(shù)的普及性及便利性，加強了精品課程建設。在本精品課程的示范和激勵下，電氣工程及其自動化專業(yè)的主干課程“供電技術(shù)”在2010年成果申報為國家級精品課程，自動化專業(yè)的主干課程“電力電子技術(shù)”“自動控制原理”課程也相繼建設成為了省校級精品課程，[7]從而推動了自動化和電氣工程及其自動化專業(yè)及學科的整個課程體系的發(fā)展，提高了電氣工程與自動化學院各個專業(yè)的教育教學的質(zhì)量，為高校培養(yǎng)高質(zhì)量、高素質(zhì)人才提供了強有力的保障。

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第6篇：自動控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：計算機控制技術(shù)；技術(shù)應用型本科教育；教學改革；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）38-0093-02

一、引言

計算機控制技術(shù)是結(jié)合自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、自動檢測和傳感技術(shù)、微電子等技術(shù)逐步發(fā)展起來的。隨著該技術(shù)的發(fā)展和普及，控制系統(tǒng)趨向于利用計算機進行控制。計算機控制技術(shù)課程是自動化專業(yè)普遍開設的一門重要的專業(yè)課。自動化專業(yè)的學生或從事該專業(yè)的工程技術(shù)人員需要掌握分析設計與實現(xiàn)計算機控制系統(tǒng)的方法，并能完成控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)、系統(tǒng)安裝與調(diào)試等[1]。上海電機學院定位為技術(shù)應用型本科教育，為了滿足本校自動化專業(yè)培養(yǎng)人才的要求，在分析了該課程的實踐性強的特點以及教學過程中存在的某些問題，從理論教學、實踐教學及考核方式等方面進行了教學改革。

二、課程特點及課程教學中存在的問題

計算機控制技術(shù)課程安排在第6學期開設，該課程內(nèi)容既是這些專業(yè)的學生畢業(yè)設計中要大量運用的，更是學生畢業(yè)后從事自動控制系統(tǒng)、智能儀器儀表和機電一體化產(chǎn)品的設計與運行中要長期應用的。在學完本課程后，學生應能根據(jù)不同的應用對象，運用離散控制理論，設計符合要求的計算機控制系統(tǒng)。由于該課程涉及的知識面和基礎(chǔ)理論較廣，具有較強的實踐性，與專業(yè)課密切相關(guān)等特點。在授課中，教師應把有關(guān)課程的相關(guān)內(nèi)容融合到該課程中，處理好與先修課程和后續(xù)專業(yè)課程的關(guān)系，形成系統(tǒng)的課程知識體系。

現(xiàn)有的“計算機控制技術(shù)”教材種類繁多，就涉及的內(nèi)容而言，有的偏重于理論分析，有的以單片機為基礎(chǔ)，介紹系統(tǒng)的硬件組成和應用軟件開發(fā)[2]。受課時限制，學生很難全面掌握主要內(nèi)容，制約了其提高自身應用該課程知識，完成系統(tǒng)的設計分析與安裝調(diào)試能力。因此，學生在遇到實際問題時，由于缺乏面向工程實際經(jīng)驗，不能從問題本身分析，難以運用綜合知識解決問題。這不符合我校應用型本科人才的培養(yǎng)目標。因此我們對該課程內(nèi)容進行了一些研究與探討。

三、課程教學改革的思路及對策

1.理論教學改革。（1）正確定位教學目標，優(yōu)化教學內(nèi)容。在課程內(nèi)容設置上應以計算機在控制系統(tǒng)過程中涉及到的技術(shù)問題為主，突出實踐性。計算機控制系統(tǒng)是一種建立在一整套完整的控制理論基礎(chǔ)上的自動控制系統(tǒng)。在確定課程內(nèi)容時需要考慮理論知識和深度，處理好計算機控制系統(tǒng)的理論知識與應用技術(shù)的關(guān)系。教師可以嘗試選擇一兩個完整的應用實例，貫穿在整個教學過程中，讓學生在開始階段就對實際的計算機控制系統(tǒng)有感性認識，例如，一種計算機溫度控制系統(tǒng)，學生學完第一章對這個系統(tǒng)進行定性分析，使學生對溫度控制系統(tǒng)中各組成部分的作用以及系統(tǒng)的工作原理有初步的了解。學完離散控制系統(tǒng)的數(shù)學模型理論內(nèi)容后，學生能夠建立溫度控制系統(tǒng)的數(shù)學模型；在學完控制算法和控制方法后，學生能夠利用常用的控制算法或改進控制算法，實現(xiàn)對系統(tǒng)的設計和控制，并能借助于Matlab仿真工具進行建模與仿真；學生在學完計算機控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容后學生可以在實驗室實現(xiàn)所設計的溫度控制系統(tǒng)。學生在學習該課程的整個過程中，借助于一些應用實例逐步把理論知識轉(zhuǎn)化為實際的系統(tǒng)，提高自己的系統(tǒng)設計與調(diào)試能力。（2）改進教學方法，建立以學生為中心的學習模式。啟發(fā)式、互動式的教學方法易于激發(fā)學生聽課的熱情和積極性，達到加深理解的效果。在教學過程中應注重設計出啟發(fā)學生思維的問題，尊重學生的主體地位。從工程實際中提出問題或從已有問題中提出新問題容易調(diào)動學生的學習積極性，滿足學生解決實際問題的好奇心。教師應事先精心研究和設計在授課過程時何時提問，提什么問題。要能根據(jù)提出的問題啟發(fā)學生進行問題分析與討論，達到解決問題的目的[3]。（3）充分利用現(xiàn)代教育手段。靈活運用傳統(tǒng)的黑板教學方法與多媒體等現(xiàn)代化手段，使教學內(nèi)容易于理解，形象直觀地呈現(xiàn)給學生。把自動化監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的視頻材料作為教學錄像，使學生對計算機監(jiān)控系統(tǒng)有初步的了解，并讓學生感受理論知識的實際運用，擴大知識面。還可以采用Matlab等仿真軟件設計一些算法、進行系統(tǒng)建模，增強學生解決實際工程問題的能力。例如，在講授計算機控制規(guī)律如PID數(shù)字控制等理論性較強的內(nèi)容時引入Matlab/Simulink仿真工具，可以把難以理解的理論知識通過仿真模型以圖形化的方式向同學演示，從而增加教學信息量。學生可以利用Matlab/Simulink工具建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，并進行仿真調(diào)試與結(jié)果分析，總結(jié)不同的控制規(guī)律對控制結(jié)果的影響。（4）鼓勵學生探究式或研究性學習。探究式學習是學生在對課程有一定興趣、帶著了解問題或解決實際問題的愿望之后的一種自主性的學習方式。教師要充分發(fā)揮引領(lǐng)作用，以保證這種學習持續(xù)有效的進行。例如，在講授PID控制算法及改進的PID控制算法問題后，以作業(yè)的方式指導學生學習有關(guān)控制技術(shù)和控制方法等方面的論文，進行理論推導及分析，對知識進行總結(jié)，并在課堂上討論。通過閱讀文獻資料，學生會更加清楚地認識到計算機控制技術(shù)的應用領(lǐng)域，理解一個控制系統(tǒng)該如何建立，進一步提高學生的分析問題和解決問題的能力。

2.實踐教學改革與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。該課程安排了8個課時的實驗，在實驗過程中注重仿真實驗和實物操作相結(jié)合，培養(yǎng)學生的理論研究能力和思維能力。在實驗教學過程中，發(fā)揮學生的主體作用，培養(yǎng)學生的自主學習能力。

實驗教學內(nèi)容的確定。實驗內(nèi)容主要分為驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗[4]。驗證性實驗主要有“A/D轉(zhuǎn)換”、“數(shù)字PID控制算法的研究”等。通過此類實驗讓學生驗證實驗結(jié)果、理解相關(guān)的基本理論知識，從而培養(yǎng)學生的實驗操作能力。設計性實驗主要有“直流電機轉(zhuǎn)速計算機控制”等，通過此類實驗學生結(jié)合實驗要求和條件，自行設計實驗方案并加以實現(xiàn)。綜合性實驗主要有“水箱液位控制系統(tǒng)”等，通過此類實驗，學生可運用掌握的綜合知識、技能和方法進行的一種復合型實驗[5]。

實驗類型的改革。增大了設計性和綜合性的實驗[6]。學生設計并實現(xiàn)簡單的控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)搭建和整體調(diào)試以提高運用綜合知識的能力和動手能力。

增加實踐教學環(huán)節(jié)。本課程增開了1.5周的課程設計，安排在課程教學結(jié)束后進行。可由4～5名學生組成一個團隊，要求學生結(jié)合工程實際，設計完成一個完整的計算機控制系統(tǒng)。通過對計算機控制系統(tǒng)的設計、分析和調(diào)試，提高學生的實際應用能力和動手能力，為以后開展畢業(yè)設計以及從事實際工程設計、維護等工作打下良好基礎(chǔ)。

3.多種考核方式考查學生的綜合能力。為激發(fā)學生對該課程的學習興趣，我們對原有的卷面考試和測驗的考核方法及考核內(nèi)容進行了完善，以利于創(chuàng)新精神培養(yǎng)和技術(shù)應用能力的提高。評價學生的總評成績由三部分組成：平時成績、實驗成績和閉卷考試成績，比例為2∶2∶6。把課外作業(yè)、研究報告作為平時考核內(nèi)容，增加實驗成績，以調(diào)動學生做實驗的興趣和學習主動性。

四、結(jié)束語

“計算機控制技術(shù)”是自動化專業(yè)的一門專業(yè)課。根據(jù)該課程的特點以及課程教學中存在的某些問題，從理論教學、實踐教學和考核方式等方面進行了探討。理論教學方法的使用效果良好，實踐教學環(huán)節(jié)的改革也在不斷地嘗試。在教學過程中，結(jié)合多種教學方式，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的動手能力和創(chuàng)新精神，增強學生綜合運用知識的能力。

參考文獻：

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第7篇：自動控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機；自動控制；指導系統(tǒng)

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A

引言

本項針對萊鋼型鋼煉鐵廠大型綜合原料場和400m2燒結(jié)機的實際情況，利用基礎(chǔ)自動化控制，實現(xiàn)對三電一體化的自動控制，使燒結(jié)全過程得到優(yōu)化控制。并以知識庫和推理機為核心構(gòu)建專家系統(tǒng)的骨架系統(tǒng)，形成燒結(jié)操作指導系統(tǒng)。對提高管理水平，降低能源消耗，減少環(huán)境污染起到重要作用。

研究內(nèi)容

本項目針對該燒結(jié)機的實際情況，以提高管理水平，降低能源消耗，擴大燒結(jié)機產(chǎn)量為目標。在基礎(chǔ)自動化控制中，該項目在原三電一體化（EIC）自動控制的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了工業(yè)以太網(wǎng)雙星形網(wǎng)絡冗余技術(shù)、實現(xiàn)了雙轉(zhuǎn)子翻車機全自動一鍵式翻卸車皮智能控制、優(yōu)化了配料系統(tǒng)的配比計算模型，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理及誤差的矯正技術(shù)，并且實現(xiàn)了混合料水分自動控制要求；實現(xiàn)了汽包水位的三沖量前饋-串級控制。在過程控制中，采用燒結(jié)終點BTP的模糊控制與燒結(jié)礦溫升曲線變化趨勢的調(diào)節(jié)有機結(jié)合的控制，充分利用紅外熱成像技術(shù)獲取燒結(jié)機尾斷面圖像，結(jié)合圖像處理技術(shù)和燒結(jié)看火工的經(jīng)驗，運用人工智能技術(shù)，進行圖像識別，建立了基于圖像的質(zhì)量預報模型。并在質(zhì)量預報模型的基礎(chǔ)上，以知識庫和推理機為核心，構(gòu)建專家系統(tǒng)的骨架系統(tǒng)，形成燒結(jié)操作指導系統(tǒng)。

技術(shù)路線

分析現(xiàn)場工藝。通過對燒結(jié)生產(chǎn)工藝的分析，明確對大型綜合原料場和400m2燒結(jié)機設備的自動化控制方案，為燒結(jié)機產(chǎn)后的穩(wěn)定提供技術(shù)前提和技術(shù)保障。

基礎(chǔ)自動化完善優(yōu)化方案的設計――調(diào)試。完成PLC圖紙的設計和基礎(chǔ)自動化控制程序和控制畫面的編制，網(wǎng)絡敷設及雙轉(zhuǎn)子翻車機的程序設計、主抽風機控制程序設計、配比模型機程序設計、混合機液壓馬達控制程序設計、水分分析儀的安裝、汽包水位及混合料水分的控制程序設計。

燒結(jié)斷面圖像采集系統(tǒng)的設計安裝及圖像處理和圖像模糊識別的研究。采用紅外熱成像技術(shù)，對采集的機尾斷面圖像進行圖像處理，包括對圖像預 處理、圖像平滑算法、圖像分割等算法的研究，采用C++高級語言實現(xiàn)各種算法，并設計圖像采集和圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

建立樣本數(shù)據(jù)庫，通過斷面圖像定性分析判斷燒結(jié)終點。從在線檢測的燒結(jié)礦斷面圖像中，根據(jù)看火工經(jīng)驗和圖像特征，抽取典型定性的燒結(jié)終點狀態(tài)圖像，經(jīng)特征辨識與提取，提取特征參數(shù)建立樣本庫和知識庫，并將典型圖像數(shù)據(jù)與生產(chǎn)操作狀態(tài)相關(guān)聯(lián)（正常、欠燒、過燒）離散為多個隸屬度，這樣可以為燒結(jié)終點圖像判斷專家系統(tǒng)與在線模糊控制系統(tǒng)所直接引用。

把燒結(jié)終點預報值與設定值之間的偏差和偏差變化作為模糊控制器的輸入，得到燒結(jié)機速的變化量，從而實時控制燒結(jié)機的速度。

由生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、專家知識庫自學習、專家指導意見表述等幾部分組成，實現(xiàn)對燒結(jié)成品化學成分、操作異常的預測判斷。

技術(shù)創(chuàng)新點

實現(xiàn)了工業(yè)以太網(wǎng)雙星形網(wǎng)絡冗余技術(shù)，并且采用了網(wǎng)絡通訊故障的自診斷，方便了網(wǎng)絡故障的診斷和查找。

實現(xiàn)了雙轉(zhuǎn)子翻車機全自動一鍵式翻卸車皮智能控制，提高了翻卸車皮的效率，節(jié)省了勞動力和勞動強度。

優(yōu)化了配料系統(tǒng)的配比計算模型，實施了數(shù)據(jù)處理及誤差的矯正技術(shù)，實現(xiàn)了混合料水分的自動控制，對提高燒結(jié)礦的質(zhì)量奠定了強力基礎(chǔ)。

在過程控制中，采用燒結(jié)終點BTP的模糊控制與燒結(jié)礦溫升曲線變化趨勢的調(diào)節(jié)有機結(jié)合的控制，充分利用紅外熱成像技術(shù)獲取燒結(jié)機尾斷面圖像，結(jié)合圖像處理技術(shù)和燒結(jié)看火工的經(jīng)驗，運用人工智能技術(shù)，進行圖像識別，建立了基于圖像的質(zhì)量預報模型。并在質(zhì)量預報模型的基礎(chǔ)上，以知識庫和推理機為核心，構(gòu)建專家系統(tǒng)的骨架系統(tǒng)，形成燒結(jié)操作指導系統(tǒng)。

結(jié)束語

本文論述了大型綜合原料場和400m2燒結(jié)機控制系統(tǒng)的設計和開發(fā)過程，對控制結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)的功能進行了深入討論和研究。以基礎(chǔ)自動化為基礎(chǔ)，提出適合的被控過程的實用控制策略，成功地應用于控制系統(tǒng)全過程自動控制，不僅確保了系統(tǒng)的長期安全運行，而且提高管理水平，降低能源消耗，減少環(huán)境污染，減輕了工人勞動強度，也取得了明顯的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]馮巧玲.自動控制原理[M].北京：航空航天大學出版社，2003.

第8篇：自動控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：抗旱排澇；PLC；傳感器；組態(tài)王

1 概述

基于PLC的抗旱排澇自動控制系統(tǒng)，通過現(xiàn)代可編程邏輯控制器和上位機軟件構(gòu)成的控制機構(gòu)作為主要控制設備，其內(nèi)部線路和液位啟動裝置相對容易一些，而且可靠性也十分高，只需要修改控制程序就可達到改善控制的要求。另外，基于PLC抗旱排澇自動控制系統(tǒng)，逐步分層的結(jié)構(gòu)控制方式，完成了對水位和閘門的遠距離控制和便捷管理。

2 方案的設計

2.1 抗旱排澇自動控制要求

抗旱排澇自動控制系統(tǒng)將超聲波傳感器檢測內(nèi)外河水位，通過PLC進行數(shù)模轉(zhuǎn)換對內(nèi)外河的水位進行比較，對閘門或者是開水泵進行控制，最終使得內(nèi)外河水位恒定，起到抗旱或者是排澇的效果。以通運河為外河水源，建立抗旱排澇自動控制系統(tǒng)。由兩部分組成，一部分是兩道5m寬的水閘構(gòu)成，當內(nèi)河水位高于外河水位且內(nèi)河水位大于15m，兩道水閘自動打開用于排洪；另一部分是干旱供水渠道，由兩道水閘和20kW的潛水泵構(gòu)成，當內(nèi)河水位低于外河水位但內(nèi)河水位不低于10m，可以直接打開兩道水閘，由外河向內(nèi)河供水。如果外河水位低于內(nèi)河水位，而內(nèi)河水位低于10m時，閘門關(guān)閉，開啟兩個潛水泵從外河直接抽水到內(nèi)河。

2.2 工藝流程

程序主要依據(jù)液位傳感器測量的內(nèi)外河實際值通過數(shù)模轉(zhuǎn)換，對這兩個值進行比較最后確定是開閘還是關(guān)閘或者是開水泵，根據(jù)控制要求抗旱排澇自動控制系統(tǒng)的流程圖，如圖1所示。

3 I/O分配表

抗旱排澇自動控制系統(tǒng)的硬件部分用到了超聲波傳感器、潛水泵、閘門啟閉機這三個主要的器件，之后在通過可編程邏輯控制器對其進行控制，實現(xiàn)全過程自動化的控制工藝。文章根據(jù)控制方案和設計要求，列出I/O分配表，如表1所示。

4 組態(tài)王的設計方案

使用組態(tài)王，用戶可以繪畫出自己需要的各種逼真的組態(tài)畫面，繪制出的組態(tài)畫面可以實時的監(jiān)控現(xiàn)場的情況。本課題按照控制要求，一共需要兩個潛水泵、一個閘門4個報警按鈕，組成的控制系統(tǒng)的模擬畫面。當超聲波傳感器檢測到外河和內(nèi)河水位變化時，相應的閘門就會隨著開啟或者關(guān)閉?？购蹬艥晨刂葡到y(tǒng)的組態(tài)效果圖如圖3所示。

5 結(jié)束語

本課題利用組態(tài)王6.53作為組態(tài)畫面的現(xiàn)實和監(jiān)控系統(tǒng)，其通過通信電纜與PLC進行通信，將抗旱排澇自動控制系統(tǒng)的通過超聲傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳送到上位機上面，操作員還可以在上位機上實時的對生產(chǎn)現(xiàn)場進行監(jiān)控，最終達到所預期的控制要求。另外，本論文篇幅有限，沒有繪制本系統(tǒng)的外部接線圖，讀者可自行設計。

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[5]徐耀銘.潛水泵在河道范圍內(nèi)建設泵站中的應用[J].水利科技與經(jīng)濟，2006，12（5）：339-340.

第9篇：自動控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵字：控制；系統(tǒng)；檢測；網(wǎng)絡化

一、自動控制的基本概念

在現(xiàn)代科學技術(shù)的許多領(lǐng)域中，自動控制技術(shù)得到了廣泛的應用。所謂自動控制，是指在無人直接參與的情況下，利用控制裝置操縱受控對象，使被控量等于給定值或給定信號變化規(guī)律去變化的過程。控制裝置和受控對象為物理裝置，而給定值和被控量均為一定形式的物理量。自動控制系統(tǒng)由控制裝置和受控對象構(gòu)成。對自動控制系統(tǒng)的性能進行分析和設計則是自動控制原理的主要任務。

二、自動控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及控制方式

1.開環(huán)控制控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系時，稱為開環(huán)控制。2.閉環(huán)控制。控制裝置與受控對象之間，不但有順向作用，而且還有反向聯(lián)系，既有被控量對控制過程的影響，這種控制稱為閉環(huán)控制，相應的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。3.反饋控制。反饋控制是在外部的作用下，系統(tǒng)的被控量發(fā)生變化后才做出相應調(diào)節(jié)和控制的，在受控對象具有較大時滯的情況下，其控制作用難以及時影響被控量，進而形成快速有效的反饋控制。

三、自動控制理論發(fā)展簡述

雖然現(xiàn)代控制理論的內(nèi)容很豐富，與經(jīng)典控制理論相比較，它能解決更多更復雜的控制問題，但對于單輸入、單輸出線性定常系統(tǒng)而言，用經(jīng)典控制理論來分析和設計，仍是最實用最方便的。

真正優(yōu)良的設計必須允許模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不精確并可能在一定范圍內(nèi)變化，即具有魯棒性。這是當前的重要前沿課題之一，。另外，使理論實用化的一個重要途徑就是數(shù)學模擬和計算機輔助設計。總之，自動控制理論正隨著技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展而不斷發(fā)展，而它反過來又成為高新技術(shù)發(fā)展的重要理論根據(jù)和推動力。它在工程實踐中用得最多，也是進一步學習自動控制理論的基礎(chǔ)

四、自動檢測技術(shù)

自動檢測是學一個重要分支科學，是在儀器儀表的使用、研制、生產(chǎn)、的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門綜合性技術(shù)。1. 自動檢測的任務：自動檢測的任務主要有兩種，一是將被測參數(shù)直接測量并顯示出來，以告訴人們或其他系統(tǒng)有關(guān)被測對象的變化情況，即通常而言的自動檢測或自動測試；二是用作自動控制系統(tǒng)的前端系統(tǒng)，以便根據(jù)參數(shù)的變化情況做出相應的控制決策，實施自動控制。2. 自動檢測技術(shù)主要的研究內(nèi)容：自動檢測技術(shù)的主要研究內(nèi)容包括測量原理、測量方法、測量系統(tǒng)、及數(shù)據(jù)處理。3.測量系統(tǒng)：確定了被測量的測量原理和測量方法后，就要設計或選用裝置組成測量系統(tǒng)。目前的測量系統(tǒng)從信息的傳輸形式看，主要有模擬式和數(shù)字式兩種。

1.術(shù)的基本概念。檢測技術(shù)是以研究自動檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換以及信息處理的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容的一門應用技術(shù)學科。 廣義的講，檢測技術(shù)是自動化技術(shù)四個支柱之一，從信息科學角度考察，檢測技術(shù)任務尋找與自然信息具有對應關(guān)系的種種表現(xiàn)形式的信號，以及確定二者間的定性、定量關(guān)系；從反映某一信息的多種信號表現(xiàn)中挑選出在所處條件下最為合適的表現(xiàn)形式，以及尋求最佳采集、變換、處理、傳輸、存貯、顯示等方法和相應的設備。信息采集是指，自然界諸多被檢查與測量量中提取有用信息。 信息變換是將所提取出的有用信息進行電量形式幅值、功率等的轉(zhuǎn)換。信息處理的任務，視輸出環(huán)節(jié)的需要，可將變換后的電信號進行數(shù)字運算、模擬量-數(shù)字量變換等吃力。 信息傳輸?shù)娜蝿帐窃谂懦蓴_的情況下經(jīng)濟的、準確無誤的把信息進行遠、近距離的傳遞。雖然檢測技術(shù)服務的領(lǐng)域非常廣泛，但是從這門課程的研究內(nèi)容來看，不外乎是傳感器技術(shù)、誤差理論、測試計量技術(shù)、抗干擾技術(shù)以及電量間互相轉(zhuǎn)換的技術(shù)等。提高自動檢測系統(tǒng)的檢測分辨率、精度、穩(wěn)定性和可靠性是本門技術(shù)的研究課題和方向。自動檢測技術(shù)已成為一些發(fā)達國家的最重要的熱門技術(shù)之一，它可以給人們帶來巨大的經(jīng)濟效益并促進科學技術(shù)飛躍發(fā)展，因此在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位和作用。自動檢測系統(tǒng)是自動測量、自動計量、自動保護、自動診斷、自動信號等諸多系統(tǒng)的總稱.在上述系統(tǒng)中，都包含有被測量，敏感元件和電子測量電路，它們之間的區(qū)別僅在于輸出單元。如果輸出單元是顯示器或記錄器，則該系統(tǒng)叫做自動測量系統(tǒng)；如果輸出單元是計數(shù)器或累加器，則該系統(tǒng)叫做自動計量系統(tǒng)，如果輸出單元是報警器，則該系統(tǒng)是自動保護系統(tǒng)或自動診斷系統(tǒng)；如果輸出單元是處理電路，則該系統(tǒng)是部分數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、自動管理系統(tǒng)或自動控制系統(tǒng)。2.感器與傳感器的分類 。2.1傳感器。傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應關(guān)系的、便于應用的某種物理量的測量裝置。2.2傳感器的組成。傳感器的功用是一感二傳，即感受被測信息，并傳送出去。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成。最簡單的傳感器由一個敏感元件組成，它感受被測量時直接輸出電量，如熱電偶。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒有轉(zhuǎn)換電路，如壓電式加速度傳感器，其中質(zhì)量塊是敏感元件，壓電片是轉(zhuǎn)換元件。有些傳感器轉(zhuǎn)換元件不只一個，要經(jīng)過若干次轉(zhuǎn)換。

三、傳感器的分類

目前傳感器主要有四種分類方法：根據(jù)傳感器工作原理分類方法；根據(jù)傳感器能量轉(zhuǎn)換情況分類法；根據(jù)傳感器轉(zhuǎn)換原

理分類法和按照傳感器的使用分類。3 .測量方法 。3.1直接測量.在使用測量儀表進行測量時，對儀表讀數(shù)不需要經(jīng)過任何運算，就能直接表示測量的結(jié)果，稱為直接測量。這種測量方法。這種測量方法是工程上廣泛采用的方法。3.2間接測量.在使用儀表進行測量時，首先對與被測物理量有確定函數(shù)關(guān)系的幾個量進行測量，將測量值代入函數(shù)關(guān)系式，經(jīng)過計算得到所需結(jié)果，這種測量稱為間接測量。間接側(cè)來那個多用于科學實驗中的實驗室測量，工程測量中亦有應用。3.3聯(lián)立測量。在應用儀表進行測量時，若被測物理量必須經(jīng)過求解聯(lián)立方程才能得到最后的結(jié)果，則稱這樣的測量為聯(lián)立測量。在進行聯(lián)立測量時，一般需要改變測試條件，才能獲得一組聯(lián)立方程所需要的數(shù)據(jù)。它只是用于科學實驗或特殊場合。3.4偏差式側(cè)量.在測量過程中，用儀表指針位移決定被測量的測量方法，稱為偏差式測量法。應用這種方法進行測量時，標準量具不裝在儀表內(nèi)，而是事先用標準量具對儀表刻度進行校準；在測量時，輸入被測量，按照儀表指針在標尺上的示值，決定被測量的數(shù)值。采用這種方法進行測量，測量過程比較簡單、迅速。但是，測量結(jié)果的精度低。這種測量方法廣泛適用于工程測量。3.5零位式測量.在側(cè)來那個過程中，用指零位儀表的零位指示檢測測量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)；在測量系統(tǒng)達到平衡時，用已知的基準量決定被測未知量的測量方法，稱為零位式測量法。 3.6微差式測量。微差式測量法是綜合了偏差式測量法與零位式測量法的優(yōu)點而提出的測量方法。微差式測量法的優(yōu)點是反應快，而且測量精度高，特別適用于在線控制參數(shù)的檢測。