自动控制技术论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇自动控制技术论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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一、EPB与传统手制动相比的优点

1.1EPB系统可以在发动机熄火后自动施加驻车制动。驻车方便、可靠，可防止意外的释放（比如小孩、偷盗等）。

1.2不同驾驶员的力量大小有别，手驻车制动杆的驻车制动可能由此对制动力的实际作用不同。而对于EPB，制动力量是固定的，不会因人而异，出现偏差。

1.3可在紧急状态下组委行车制动用。

二、EPB的功能

2.1基本功能：通过按钮实现传统手刹的静态驻车和静态释放功能。

2.2动态功能：行车时，若不踩踏板刹车，通过EPB按钮，一样也可以实现制动功能。

2.3“熄火控制”模式：当汽车拔钥匙熄火时，自动启用驻车制动，发动机不打火驻车不能解除。

2.4开车释放功能：当驾驶员开车时，踩油门，挂挡后自动解除驻车。

2.5启动约束：点火关闭，释放约束模式（保护儿童），不用操作制动踏板，即可释放约束模式。

2.6紧急释放功能：当电子驻车没电需要解除驻车时，可用专门的释放工具释放驻车。

三、拉线式EPB的组成及各部件的作用

3.1拉线。拉线和传统的驻车系统中拉线所起的作用完全一样，就是把力从EPB总成传递到驻车制动器上实现驻车功能。拉线式EPB有单拉线和双拉线两种。

单、双拉线有各自的优点和缺点。相比较起来双拉线有较大的拉线效率，拉线行程短，但布置没单拉线灵活，产生相同的拉力，控制器需要加载的力大。工作时，双拉线EPB控制器同时带动两根拉线运动，带动制动器驻车，而单拉线时，EPB控制器是只带动了一根拉线，然后通过拉索平衡器此拉线带动后面的两根拉线驻车。

单拉线式样的EPB，一根拉线带动两根拉线的原理为：第一根拉线的芯线在控制器的带动下产生移动，其带动拉线向右移动，然后因为第一根拉线受力弯曲，第一根拉线通过固定在其拉线护套上面的平衡器带动拉线1向左移动，从而实现了一根拉线带动两根拉线移动的目的。

3.2按钮。通过按或者拉按钮控制EPB驻车和解除驻车，按钮上有背景灯，提醒驾驶者是否已工作。

3.3紧急工具。在EPB因断电不工作时，实现驻车解除功能。

3.4电机。EPB工作时的动力来源，由其来带动齿轮机构工作实现驻车。（有人仅靠电子驻车纸面意思可能会担心驻车后，出现没电的情况怎么办？实际上电子驻车只是靠电触发齿轮机构工作，最终使车长时间驻车的还是机械机构，并且国家法规中也明确要求，驻车要用可靠的机械机构来完成）。

3.5齿轮机构。不同厂家EPB的此部分机构的工作原理不一定相同但其作用是一样的。都是力的传递机构，把力由电机齿轮的转动转化成拉线方向上力。其齿轮结构的工作原理如右图电机带动拉线所在的外齿轮机构和内齿轮机构旋转，因为旋转方向相反，带动连接在内外齿轮机构的拉线运动，实现驻车。

3.6ECU和传感器。ECU用来控制EPB对外的信息交流和反馈。传感器用来感应拉力的大小。

四、EPB总成的工作原理和其功能的实现原理

4.1EPB总成的工作原理。拉线式EPB工作原理为：通过开关给ECU一个通断信号，EPB的ECU控制电机进行旋转，然后由内部的齿轮机构把此力输出到拉线上，由拉线带动制动器进行驻车。

4.2EPB各功能的实现原理

（1）基本功能。最基本的功能，静态释放和静态驻车功能，通过按钮驻车和解除驻车此工作原理简单，也就是上面的EPB工作原理。

（2）EPB卖点之一的动态功能。当车在行车状态，速度大于12km/h,若按下EPB按钮，ECU指挥马达带动拉线驻车，当车轮要抱死，有滑移的倾向时，ECU通过CAN得到这个信号后，会使拉线力减小，以便不使车轮抱死，如此循环，直至车停下为止。虽然EPB有此功能，但各个EPB厂家，并不推荐客户把EPB当作行车制动器使用，并且还明确要求客户，此功能只能在常规制动器失效或不可使用踏板的紧急情况下才能使用，这是因为在行车中，驻车制动器启动后，那么就把制动力全部加在后轮，对后制动器的损害是很大的。

（3）“熄火控制”模式。发动机熄火后，通过CAN把此信息传递给ECU，ECU指挥EPB驻车。

（4）EPB的另一卖点功能：开车释放功能。要实现该功能，则EBP系统需要知道驾驶员是否希望车辆开始行驶。对自动挡车辆来说，EPB可以通过变速器信息及油门信息了解车辆状态。然后ECU指挥EPB释放驻车。而对手动挡车辆来说，原有的配置所能提供的信息无法确认驾驶员的期望。为了实现该功能，需要在车辆上加装档位传感器及离合器传感器。

（5）紧急释放功能。用专门开发的紧急释放工具来实现此功能。工具的工作原理为，用专门开发的EPB工具，先插入紧急工具孔，然后旋转，使齿轮旋转带动涡杆移动，解除驻车。有时为了使解除驻车方便，或者不便于使用刚性的紧急释放工具，也可以使用易曲工具，实现过程为：把紧急释放工具由刚性改成可弯曲的易曲工具，然后根据EPB的布置位置，设计合理的导向管，设计导向管的原则为将来在使用工具时比较方便，不需要拆卸其它零件，或者钻到车下。导向管一端，另一端固定死在电子驻车工具孔上，使用时，取出紧急工具，把工具从导向管端插入，顺着导向管，把工具连接到电子驻车上，然后转动工具摇把，即可释放驻车。在开发易曲工具中需要注意的是：1.工具的易曲长度不能太长否则会因工具弯曲端过长而使传递到电子驻车的力矩解除不了驻车。2.导向管扭曲的幅度不能过于大，否则工具在通过导管时的难度就很大，甚至通不过导管。

五、拉线式EPB的布置

5.1EPB的布置

EPB的布置需要注意以下几点：

（1）若EPB布置在车身下，要设计合理的支架，力求把EPB包起来，防止车底下高速飞起的石子打在EPB壳体上。（2）注意保证EPB周围的温度不能过高，要在其工作温度范围内。（3）注意选择合理的缓冲垫来起到防震的效果。（4)EPB位置的选择，要考虑到将来紧急工具使用的方便性。

5.2拉线的布置

拉线的布置需要注意以下几点：

（1）拉线之间的间隙要求，需要满足一定要求。（2）单拉线式。EPB是由一根拉线带动后面两根拉线来实现驻车的，为了实现一根拉线带动二根拉线，所以布置时一定要保证第一根拉线的末端是可移动的，不能在此处做支架给其固定死。

六、结论

EPB是近来研究的重要成果之一。它替代了手驻车制动，用电子按钮实现停车制动，且节省了车厢内部的空间。符合现在消费者们希望在车内安装更多的基本配置和功能的这个趋势。因此设计小巧的EPB倍受青睐。目前电子驻车在国外已应用的比较普遍。在不久的将来电子驻车也会频频装配在中国的汽车上。

参考文献：

舒华，姚国平.汽车电子控制技术.北京．人民交通出版社，2002.

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2水泵自动控制的应用

水泵自动化可以采用电路系统内的软件和硬件系统进行结构设计和调整，通过编程操控，对数据进行设置，实现多台水泵的自动开启、停止、功能叠加或转换。实现自动控制，应急处理。采用浮球水位控制原理，调节自动控制标准。在实际的电机传动水泵自动调节过程中，通过调节电动机的频率确定功能效果，对水泵的基本效率进行节约处理。减少未使用调频水泵的调频次数，提高水泵能源的调频使用效果，从而提高企业的经济效益，实现水厂工业频率调整，结节约不必要的电能费用。变频技术调节分为交流变直流、直流变交流两种。在工业生产活动中，交流变直流的应用较为常见，广泛的应用于工业生产和日常生活中。前者的组成电路由整流器、电路逆流器、过滤器综合组合，形成变频装置设备。将交流电转换为直流电是依靠整流器完成。整流器是供电设备的逆变装置。在电路交直流转换过程中，电路会剩余一部分交流电，将直流电中的交流部分过滤的设备是过滤器装置。电流过滤器是将电流重新分化，去电电流中不稳定的元素，完成交流电或直流电的平稳过渡，最终实现电流的逆变过程，输出需要的直流电流或交流电流。电流逆变和电流整流是相互对立的，也是通过调频控制电路，完成电路桥接。电机应用电路中的电流进行交换处理，实现有效输出。调节电机的运转频率，从而提高电机的运转速度，确保水泵的有效功率。电机在使用过程中，通过调频控制技术完善电源的有效功率设定，逐步改善电源的有效频率，确保频率的使用效果。逐步增加电机转速。通过控制电流的使用频率，提高水泵的使用寿命，改善水泵基础运行环境，逐步减少水泵的基础维修费用，降低人力消耗，降低物力消耗，减少噪声污染水平，确保工作人员的基本工作环境。

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建筑电气自动化控制技术的应用必然需要各种电气设备的参与，并且设备的质量在整个的建筑电气自动化控制技术应用中占据着重要的位置，一旦电气设备存在一定的问题的话就会直接影响到整个建筑电气自动化控制技术的实施质量，进而影响到后期建筑电气自动化控制技术的应用，具体来看，设备对于建筑电气自动化控制技术的影响主要体现在两个方面:(1)设备自身的问题，电气设备对于建筑电气自动化控制技术的影响一个主要的问题就是我们所应用的设备自身存在质量问题，这种质量问题存在的原因有很多，比如设备在生产过程中可能就存在着质量问题，一旦在建筑电气自动化控制技术应用中采用这些质量不达标设备的话就会影响到建筑电气自动化控制技术的质量，另外，设备规格不符合我们所需要的要求的话也会影响到建筑电气自动化控制技术的质量，设备在运输或者安装过程中受到一定的损害的话必然也会影响到后期的正常使用;(2)环境因素的影响，电气设备对于周围环境的依赖性也是比较强的，尤其是对于电气设备周围空间内的温度和湿度的要求虽然不是特别的苛刻，但是一旦温度或者湿度变化过大的话也会严重的影响设备的正常使用，最终影响建筑电气自动化控制技术的质量。

1．2技术对建筑电气自动化控制技术的影响

建筑电气自动化控制技术作为一种最为新型的技术手段自然也离不开技术的支持，因此，反过来说，技术必然也会对建筑电气自动化控制技术的质量产生直接影响，技术水平的高低也就直接决定着建筑电气自动化控制技术运用水平的高低，但是就当前我国的建筑电气自动化控制技术中的技术水平现状来看，仍然存在着一些问题，这些问题主要表现在两个方面:(1)技术升级不及时，虽然建筑电气自动化控制技术就当前来看算是一种较为新型的技术手段，但是就建筑电气自动化控制技术本身来说仍然需要不断地进行技术升级才能更好地适应当前人们对于建筑电气不断提高的要求，一旦建筑电气自动化控制技术升级不及时导致电气自动化技术落后于人们日益提高的要求的话就会严重的影响建筑电气自动化控制技术的应用价值，也不利于建筑电气自动化控制技术的发展;(2)在技术管理方面存在一定的缺陷，技术管理对于整个建筑电气自动化控制技术的重要性不言而喻，一个完善的技术管理体系能够使得建筑电气自动化控制技术最大程度的发挥自身的优势，甚至能够最为及时的针对自身的不足进行更新换代，而当前我国建筑电气自动化控制技术不存在完善的技术管理制度和体系，进而就极有可能导致建筑电气自动化控制技术在具体运用中出现质量问题。

1．3人员对建筑电气自动化控制技术的影响

建筑电气自动化控制技术的施工和具体应用都离不开具体人员的操作，因此，人员也会对于建筑电气自动化控制技术的质量产生重要影响。就建筑电气自动化控制技术本身而言，其应用的最根本的目的就是发挥自动化功能来减少建筑电气工程使用中对于人员的依赖，但是这并不代表着在实施中就可以减少人员的使用，或者是降低施工人员的素质，就当前我国建筑电气自动化控制技术的现状来看，人员的影响主要表现在以下两点:(1)专业素质不高，建筑电气自动化控制技术作为一种新型的科学技术手段，其科技水平相对传统电气工程来说更高，因此，就对具体的工作人员提出了更高的要求，尤其是在专业性上更是要求人员具备较高的素质，一旦工作人员专业水平不够的话就会在很大程度上影响实施的质量，最终影响建筑电气自动化控制技术的应用效果;(2)缺乏对工作人员的监督，工作质量的高低和监督存在着密切的联系，如果我们对工作人员的施工质量进行密切监督的话就会在一定程度上提高工作人员施工的质量，进而提高建筑电气自动化控制技术的水平，而如果监督不到位的话，那么就会很容易使工作人员产生懈怠，甚至会出现工作失误，最终影响建筑电气自动化控制技术的质量。

2建筑电气自动化控制技术的发展方向

2．1在建筑电气自动化控制技术中融入网络技术

网络信息技术作为当前较为先进的另一种科学技术也应该使其在建筑电气自动化控制技术中发挥一定的作用，网络技术的合理运用能够在很大程度上提高建筑电气自动化控制技术的更新速率，扩展建筑电气自动化控制技术的应用范围;并且除此之外，在建筑电气自动化控制技术中合理的运用网络技术能够在很大程度上提高建筑电气自动化控制技术的管理水平，促进建筑电气自动化控制技术的快速发展。

2．2加强系统的修复和维护

建筑电气自动化控制技术在实施和具体应用过程中离不开系统的修复和维护过程，并且建筑电气自动化控制技术的维护和修复极为关键，加强对于建筑电气自动化控制技术的维护和修复管理能够提高建筑电气自动化控制技术的运用水平，确保建筑电气自动化控制技术的应用稳定性。

2．3提高系统更新频率

当前科学技术的发展速度越来越快，电气自动化控制技术的更新也应该紧随科学技术发展的步伐提高自身系统更新的速率，以满足当前人们对于建筑电气自动化控制技术不断提高的要求。

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0 引言

电气自动化控制技术是建立在电子信息和自动化技术之上的，以电气控制系统为核心，以电动机为主要传输动力，具有自动检测、信息控制等多项功能，利用自动化技术可使各项电气设备自主控制完成电力生产任务。将其应用于电力系统中，可有效解决其复杂结构带来的一系列问题，降低工作难度，减少人工劳动量，进而维护系统稳定运行，提高生产效率。然而在实际应用时，还有一些不足之处应引起重视，促进该技术在未来有更好的发展。

1 电气自动化技术的功能及其在电力系统中的应用

1.1 功能

首先是自动控制功能，即对电力设备的自动控制，是自动化技术的一个重要体现。多采用分散式控制方式，实现对整个操作系统的控制，运行中若有设备出现异常，自动控制系统会及时发现， 并将故障电路切除，以免有电流经过，使得故障进一步扩大。而电力系统结构庞大，线路复杂，要想准确切断电路，还需依靠分散控制来完成，所以说自动控制功能是维护系统整体稳定的一个重要保障。

其次是保护功能，受内部运行或外部环境影响，电力设备难免会出现各种故障，进而影响到系统安全。而电气自动化控制技术则能够保护设备运行安全，如输入电压不稳定时，自动控制系统会控制设备自动将高电压转换为低电压，保护设备内部的元件和导线不被损坏，将可能会出现的风险降至最低，尽可能地保护设备安全。电力设备运行时的承受能力有限，一旦电流过大，必将受损，所以说自动化控制技术的应用，可提高设备的使用寿命。

此外是监督功能，主要是监督不稳定电流，因为电流不稳定时，对设备危害较大，自动化控制系统则能对其加以监督。此时显示器上的指针会有所偏移，且信号灯闪烁，提示工作人员对线路进行检查。进而控制不稳定电流，避免故障发生。

1.2 应用

首先是电气产品的设计，为生产出高质量的产品，设计者必须具备极强的专业知识，并了解当前需要解决的关键问题，以及产品的用途和工作环境。以往多以经验为主，缺少科学性，而且工作量较大，精确度低。而现代化产品则要利用高科技和现代化工具，如计算机等。另外，控制理论也越来越成熟，尤其是专家系统、遗传算法等的应用，为产品提供了质量保障。

其次是设备故障的诊断，现代化电气设备功能增多，智能化程度越来越高，故障也变得更加复杂，具有非线性的特点，检测处理难度加大。传统的方法显然已不适用，而当前则逐渐形成了一套设计理论，以此对故障进行检测。这是一大创新，在智能化产品故障检测中较为适用，效率很高。当然还可以结合模糊逻辑系统等使用，进一步提升检测效率。

2 新型电气自动化控制技术的应用分析

2.1 案例

某电力企业为提高生产效率，降低故障发生频率，于2003年引进了DCS系统。随着用电需求的增长，电力系统变得更加复杂多变，DCS系统的应用可控制输入输出设备，从而采集系统的有关信息，并进行分析处理，然后对功率计电压等加以适当调整。该系统以控制系统为基础，具有分散控制、分级管理、集中操作等功能，在电力生产中一度发挥着重要作用。但随着电网事业的改革，这种系统的弊端日益显现，信息处理量有限，抗干扰能力较差，接线复杂，成本昂贵，且反应太慢，往往不能很好地处理瞬态电信号。为此，企业于2007年开始引进并应用电气监控管理系统（Electric Control System），简称ESC系统，这是对计算机、信号处理、现场总线等技术的综合应用，可对电力系统的自动化装置进行有效的测量控制，并保护其安全。

2.2 ESC系统

该系统包括以下3层：（1）间隔层：由多个智能元件构成，如直流接地选线装置、常用电压保护装置、自动准同期控制装置等，可完成系统的专业化功能。多是通过嵌入式软硬件技术开发的，由CPU、现场总线等设备；（2）通信管理层：主要由通信网络和相应的管理装置组成，利用以太网和现场总线将DSC系统、各项智能设备及其他子系统相连，实现其网络通信工作；（3）站控层：包括各种专业软件、通讯接口、服务器和监控设备，且软件都具有数据采集、故障诊断的功能。

2.3 特点和功能

ECS 系统采用通信管理层和站控层组态一体化的设计， 可保证组态调试的一次性完成， 进行调试时可以更加方便， 并且符合人的操作习惯。 并且从整体出发综合考虑系统的通信功能，保证站控层、通信层、间隔层的通信速度，并开设与 DCS、 MIS、 SIS 的通讯接口。并且 ECS 与 DCS 互相通信是不受限制， 还可以节省大量的通信缆线和变送器。 ECS 采用先进可靠地自动化电气装置， 完全可以不受通讯功能限制并可以独立运行， 保证了系统的安全性和可靠程度。

ECS 系统的间隔层采用保护测控装置， 抗干扰能力强，适用于复杂环境。且系统还采用了冗余容错技术， 包括双现场总线网络、 站控层设备冗余等多种措施，保证了系统稳定。系统保护测控装置局采用高性能的 DSP 并 IJ 微处理器，硬件系统采用多 CPU 智能化结构，大大提高了数据的处理速度。

3 结束语

电气自动化控制技术在电力系统中起着重要作用，可保护系统安全稳定，提高工作效率。在今后，将进一步朝着智能化方向发展，有很多事项需注意，对于其中存在的问题，应及时解决。

参考文献：

[1]蒋志荣.电气自动化控制技术的研究[J].黑龙江科技信息，2014（01）：109-110.

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中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A 文章编号：

1、前言

污水处理是一门涉及化学、物理、生物等多门科学的综合性技术，其工艺机理复杂，操作要求十分严格，实现起来难度较高。如果只凭现场人员手动操作，往往操作繁琐，劳动强度大，处理效果差。加之我国水污染控制水平较低，尤其是工业废水的污染控制，投入不足，给环境带来了严重的威胁。因此为了改变我国污水处理控制技术的这种落后现状，进行污水处理自动控制系统的研究，具有非常现实的意义。当前，污水处理控制领域将计算机技术、智能技术、网络技术等运用到过程中，实现优化控制，已成为研究热点。

2、自动控制理论的发展

在工业和现代科学技术的飞速发展的同时，控制理论的发展至今已有100多年的历史。各个领域中的自动控制系统对控制精度、响应速度、系统稳定性与适应能力的要求越来越高，应用范围也更加广泛。特别是自20世纪80年代以来，计算机技术的高速发展，推动了控制理论研究的深入发展。

3.各单元的自动控制系统

3.1 格栅自动控制系统

根据水位差测量仪检测的格栅前后水位差阈值自动控制机械格栅的运行。当机械格栅停止运行的时间超过设定值时，系统转由时间控制，自动启动机械格栅。PLC系统还将按软件程序自动控制栅渣输送机、机械格栅的顺序启动、运行、停车以及安全联锁保护。水位差设定值，格栅的运行时间及格栅运行周期可调。3.2 水泵自动控制

在泵池设超声波液位仪表，根据水位测量仪测得的泵房水位值自动控制多台水泵的启停运行。当泵房水位高至某一设定的水位值时，PLC系统将按软件程序自动增加水泵的运行台数；相反，当泵房水位降至某一设定的水位值时，PLC系统将按软件程序自动减少水泵的运行台数。同时，系统累积各个水泵的运行时间，自动轮换水泵，保证各水泵累积运行时间基本相等，使其保持最佳运行状态。当水位降至干运转水位时，自动控制全部水泵停止运行。在监控管理系统和就地控制系统的操作面板上可以设定水位值。

3.3 沉砂池自动控制

沉砂池的设备自成系统，随设备所带的就地控制箱将带有启动时序和停止时序，以及安全保护程序，自动控制整套沉砂池设备的运行。PLC系统将采集沉砂池全部设备的运行状态，上位监控管理计算机也可远控整套沉砂池设备的启动/停止。

3.4 分段进水多级AO生物池控制

现有AO或AAO生物池改造采用分段进水多级AO工艺。主要测控内容有：

――各段进水流量检测、配水阀门/堰门监控，自动控制各段流量，保证多级AO工艺进水流量分配比，实现合理利用各段硝化容量,充分利用原水中碳源进行反硝化, 达到有效降低出水TN, 并降低运行费用。

――厌氧池氧化还原电位监测，各级缺氧池入口溶解氧监测，各级缺氧池混合液浓度监测，搅拌器运行控制。

――各级好氧池溶解氧监测、空气流量检测、曝气量自动控制。由于污水处理厂的实际运行中, 进水负荷实时变化，DO串级控制策略可根据进水负荷实时调整DO的设定值, 有效地消除进水扰动。

――生物池出水硝氮在线检测，作为甲醇投加的过程控制参数，及时调整外碳源的投加量，保证出水水质并节省碳源。

――生物池出水氨氮在线检测，根据出水氨氮值及时调整曝气量满足和保证出水水质的要求。

――分段进水多级AO工艺对C/N比的敏感性，具体水质、水量的实时变化，使得分段进水工艺的运行和优化有很大的空间。利用在线监测及智能控制技术，根据进水水质、水量对系统进行实时控制, 提高污染物的去除效率, 降低运行成本，并可提高分段进水生物脱氮工艺的可操作性。

3.5 鼓风机房出口压力控制

通过压力变送器检测空气总管的压力，根据设定的压力值控制鼓风机的运转台数、调节鼓风机的导叶片角度，从而保证生物池对空气的需求量。在保证空气需求量的前提下，尽可能地节省能耗，压力控制系统和曝气量调节系统相互关联，相互影响，最终使生物池的生物处理过程处在最佳状态。通过监控管理系统和现场控制系统的操作屏，可以设定鼓风机出口的压力控制值。

3.6 污泥回流量自动调节

回流污泥量的控制采用比例控制以保证污泥混合液浓度在一定的范围内。根据生物池的进水量、回流污泥浓度控制回流污泥泵（工频泵）的运转台数或变频泵的转速，保证生物池微生物的需要量。通过监控管理系统和现场控制系统的操作屏，可以设定回流污泥比例。

3.7 沉淀池排泥控制

沉淀池的排泥可以根据装在沉淀池内的泥位计来控制刮泥车的运行，指导排泥。排泥有二种控制方式：按泥位计设定值进行自动排泥，按定时实现自动排泥。

3.8 污泥浓缩自动控制

污泥浓缩机系统控制采用时间控制和手动控制。该系统中设备的启动顺序依次为输送机、浓缩机、加药泵、进泥泵、污泥切割机，停止顺序与之相反。当药液制备段的溶液罐的液位低，进泥泵的进泥流量低、系统中任何一台设备发生故障时，系统停止运行。采用污泥流量比例投加絮凝剂，通过监控管理系统和现场控制系统的操作屏，可以设定每天允许的运行次数及每次运行的时间。

3.9 污泥脱水自动控制

污泥脱水过程按污泥脱水系统自身PLC预先编制的程序控制运行。污泥脱水的程序控制采用时间控制和手动控制。系统设计带有启动时序和停止时序，以及安全保护程序。在药液已制备完成的前提下，设备的启动次序依次为倾斜式输送机、水平式输送机、浓缩脱水一体机、加药泵、进泥泵，停止顺序与之相反。上位监控管理计算机可远程监测污泥脱水系统全部设备的运行状态和故障报警，但不可远程控制污泥脱水系统的开停。

3.10 加氯的自动控制

根据进水流量和浊度控制加氯机按比例自动加氯，并根据出水余氯值进一步修正加氯量，使加氯量始终处于最佳值。

3.11 电动闸门的控制

重要的电动闸门，旁边设置的现场手动操作箱面板上设手动/远动转换开关。手动状态下，由操作箱面板上的按钮控制闸门的开闭；远动状态下，由中控室遥控闸门的开闭。闸门的状态和工况在中控室的模拟屏上显示。

4.结束语

污水处理运行过程任务要求重，特性复杂，运行管理难度大，目前水处理行业尚缺乏可靠的实时监测仪器，用传统的控制方式往往达不到精确的控制要求。先进控制理论实现了过程工艺参数的优化，可以改变污水处理厂人工调节操作处理不及时、效率低的现状。污水处理的社会意义巨大应用计算机控制技术实现污水处理工艺的半自动全自动控制提高污水处理的技术管理水平合理使用和配置处理设施设备具有非常现实的意义。

参考文献：

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长久以来，对电厂有关机组控制工作中，使用的主要控制方式就是PID，但是PID控制器在实际工作的过程中，各类参数整定途径不同，有些方式需要进行理论计算，有些方式则需要依靠经验来进行，加上很多常规PID控制难以收到到良好的控制效果，这就需要工作人员不断的分析控制技术。就现阶段来看，我国关于智能控制的研究还相对较少，这种智能控制方式也是业界的一个新型研究范畴，智能控制技术的发展可以为电厂热工自动化提供完善的理论指导，该种控制技术经过了神经网络专家、模糊专家的深刻，证实是一种理想的控制策略。

2、智能控制技术的主要方式

2.1 模糊控制方式

模糊控制方式源自于1965年Zadeh教授的模糊集理论，在1974年，英国教授Mamdani成功的将模糊集理论应用在蒸汽机以及锅炉的控制工作中，随后的多年来，该种控制方式呈现出一种良好的发展态势，也得到了十分广泛的应用。该种理论基于人的思维模式发展而来。有关的研究调查显示，模糊控制方式可以对数学模型对象进行精准的控制，模糊控制理论是以模糊语言、模糊数学知识来表示模糊规则的理论，并使用计算机技术控制闭环结构的控制系统。模糊控制方式具有几个特点，即其控制系统的设计需要操作数据与人员的控制经验，并不需要数学模型，因此，具有很好的鲁棒性，能够解决传统PID难以解决的时变性、非线性以及时滞性，整个推理过程使用不精确推理的形式，能够模仿人的思维，因此，可以处理十分复杂的系统。

2.2 专家控制方式

专家控制方式即将专家控制技术与理论的整合，在运行过程中，对专家的智能进行模仿，这样即可实现系统控制，其主体主要包括推理机构与知识库，通过对知识的组织与调动，按照既定的策略对规则进行推理的过程。专家控制方式具有灵活性高、空置率灵活的形式，能够适应各种环境的变化。根据控制系统的复杂程度，专家控制方式包括专家式控制器与专家控制系统两种方式，这两种方法均具有完善的结构系统、知识处理功能以及可靠功能，也得到了广泛的应用。

3、智能控制在电厂热工自动化的应用

电厂热工自动化是减轻劳动强度、改善劳动条件、保证设备安全的技术措施，智能控制在电厂热工自动化的应用已经成为研究的热点问题之一。

3.1 单元机组负荷控制

单元机组负荷控制系统是一种具备时变性、非线性以及不确定性的多变量系统，难以建立精确的数学模型，采取传统的控制系统很难收受到既定的效果。有关专家学者针对该种情况设置了以机跟炉与以炉跟机为基础的负荷控制系统，效果显示，这两种系统有着良好的控制品质以及自适应能力。

3.2 过热汽温控制

过热汽温是电厂锅炉在运行过程中的运行质量评价标准之一，就目前来看，一般使用改变减温水量的控制方式，这种控制方式在实际的应用过程中表现出较大的时滞性与惯性，在科技水平的发展下，人们也将智能控制系统引进汽温控制过程中，很好的改善了控制系统的品质与适应性。有关的文献显示，将神经网络模糊控制系统引入过热汽温控制过程中，即时在大范围变负荷运行的过程中，整个系统依然能够保持良好的运行态势与运行性能，也可以很好的解决电厂过热汽温控制对象的不稳定性与延迟性。

3.3 中储式制粉系统的控制

中储式制粉系统的控制难点包括磨负荷信号测量的复杂性、参数之间的耦合性、数学模型的复杂性等等，有关的专家针对这一特征，使用模糊语言规则，总结好运行经验，使用预测模糊控制与分级模糊控制相结合的方式，在电厂磨球机中进行了应用，运行效果显示，使用预测模糊控制与分级模糊控制相结合的方式，可以很好的提升磨机运行的安全性与稳定性，也很好的解决了磨机运行过程中的大时滞的耦合问题，提升了电厂的经济效益与社会效益。

3.4 给水加药的控制

电厂锅炉给水加药一般为加氨与联氨，加氨目的是为了提升给水PH值与凝结水PH值，并减少酸性物质对水系统产生的腐蚀。加联氨的目的是为了去除水中的氧与二氧化碳，防止锅炉中铁垢与铜垢的生成。影响给水加药的因素很多，水处理工况、锅炉蒸发量都会对其产生一定的影响，因此，传统的PID往往难以实现目标调节效果。使用变频模糊加药系统可以很好的克服人工加药系统中存在的不足，也可以很好的提升给水的质量，具有动态响应快、鲁棒性强的优点，取得了良好的经济效益。

4、结语

可以说，智能控制系统可以很好的解决传统系统不确定性、复杂性以及高度非线性的不足之处，智能控制系统在电厂热工自动化中的应用已经取得了良好的效益，在未来，也有着良好的应用前景，相信随着基础理论的发展与应用方法的成熟，智能控制系统将会得到更加完善的发展，电厂热工自动化水平也会得到不断的提升。

参考文献：

[1]孟丽荣.关于智能控制在电厂热工自动化中的应用[期刊论文].中国新技术新产，2012，12（25）.

[2]张拥军.优化火电厂自动控制系统的重要性及对策[期刊论文].中国集体经济. 2009（10）.

篇（7）

中图分类号：TP2　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)004-102-02

在当今自动控制系统已经渗透到各个领域，但随着生产工艺和生产要求的不断提高，这样对自动控制技术也有着相应的提高，传统的方法已经不在满足其现代生产的要求，这样MATALAB仿真技术相应产生，而且越来越多的应用在自动控制系统中。下面从以下几个方面去介绍其在控制系统的应用。

1　在经典控制的应用

我们知道虽然现代控制方法和控制技术不断的发展，但是我国的很多厂家的生产中均采用的是经典PID的控制方法，经典PID有着控制简单，快速等优点，但是要想采用PID算法必须要先确定控制对象的数学模型，而确定数学模型有两种方法：一种是机理建模而另外一种是实验建模，但是第一种方法虽然建立数学模型比较准确，但是在实际工况中机理建模实际很难用到的，因为实际工况中工艺很复杂，并且被控对象会随着环境的改变而改变，通常会才用第二种实验建模，实验建模是要描绘出被控对象的输出曲线，以前被控对象的输出曲线很难描绘，随着MATLAB仿真技术的应用这种问题迎刃而解了，比如在电阻炉温度控制中，就得用MATLAB仿真技术建立电阻炉的数学模型。电阻炉是一纯滞后一阶对象，其传递函数为W0(s)=Y(s)／C(s)=Ketos／I+TS其飞升曲线如图所示：

K=输出稳态值，初始值／240=158-13／240=0.6

TO与τ按工程计算法求得取

tl=τ+T0／3

t2=τ+TO

其中t1、t2分别对应阶跃响应的稳态值的28％和 63％的时间

t1=24　τ=5 t2=62　TO=57

这样确定电阻炉的数学模型就迎刃而解了。

2　在经典控制理论计算的应用

在经典控制系统中，频率分析和时域分析对系统都很重要。但对于二阶的系统人手算的工作量还不大，但超过二阶以上的系统用人工计算就非常繁复了，这样必须通过MATA，LB仿真来完成例如：

某系统的开环传函为G(S)=20／S3+8S3+36S+40求该系统的响应和波特图。

综上所述，随着MATALB仿真技术的不断发展，会大大促进控制系统的发展并上一个新的台阶的。

篇（8）

【关键词】 控制网络；现场总线；ControlNet；以太网；交换式；共享式；

【论文类型】 应用基础

：49000多字的硕士论文

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随着我国纺织工业持续快速的发展，现代纺织技术将以电子信息技术为主导，以智能化生产为主要特征，进入90年代以来，现场总线技术以及基于该技术的控制系统在国内外引起人们高度重视，成为世界范围内的自动化技术发展的热点，它综合运用了微处理器技术、网络技术、通信技术和自动控制技术，将微处理器置入现场自控设备，在没有人的直接参与下，机器设备或生产治理过程通过自动检测、信息处理、分析判定自动地实现预期的操作或某种过程。对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、治理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗和确保安全等目的。论文参考网。正是由于自动化技术在纺织工业上的广泛应用，推动着纺织新工艺、新技术的不断成熟和推广，日益改变着世界纺织工业的生产技术面貌。

一、基于现场总线技术的纺织生产控制系统

现场总线是当今3C(Computer、Communication、Control)技术发展的结合点，也是过程控制技术、自动化仪表技术和计算机网络技术发展的交汇点，是信息技术、网络技术的发展在控制领域的集中体现，是信息技术、网络技术延伸到现场的必然结果。纺织工业的信息化建设是未来几年纺织工厂的追求和建设重点，而数字化的纺织生产体系正是其不可或缺的基础。它将全面提升纺织工厂的管理水平，对工厂的技术、质量、经济和服务推动的进步都将产生直接的明显的推进作用。

数字化的纺织机械采用现代先进的控制技术：以CPU为核心的控制器，以电力电子技术为基础的新型驱动技术，以现场总线技术为代表的网络及高速数据通讯技术。实现数据的实时准确采集和高速传输，实现分布式、现场化和抗干扰性能的提高，实现生产过程的自动化、智能化，完成纺织机械与现代先进控制技术的结合，为纺织企业的信息化从设备层打下坚实的基础。

现场总线控制层是各种生产信息的来源。各种棉纺、织造、印染机械的控制器只要具有现场总线通讯接口，通过适当的编程，就可以将机械的运行数据实时传送到监控系统。现场总线监控层完成车间级设备检测和控制。应用组态软件编程和现场总线网络，整合车间内各个单台机械设备控制系统，以清晰友好的人机界面实现全车间设备的生产状态、产量、效率的监视，同时还可以对设备的工艺参数进行统一设置，故障报警、参数记录、显示历史趋势和实时曲线，生成和打印各种生产报表。管理层是工厂级的信息管理系统。控制系统均可以按照用户的需求，通过多种总线、工业网络建立数据库，对数据进行处理并分类送到各个管理部门，实现数据的查询、统计、分析和数据报表。现场总线信息层将控制过程、信息管理、通信网络融为一体，实现数据共享，有关人员登陆到Web服务器，就可根据各自的权限监控到生产现场的设备的运行情况。

二、PLC、变频器、人机界面三大自动化产品大量应用

PLC、变频器、人机界面三大主要自动化产品的应用面已经覆盖到我国纺织机械行业的纺纱设备、织造设备、非织造布设备、染整设备、化纤设备等绝大多数设备领域，用于构成纺织机械设备的控制系统。近年来纺织机械每年新机配套用的三大自动化产品需求量均已达到相当的规模：变频器的主机配套用量约为15万台以上，如果再加上纺织企业的老机改造和公用工程的需求，整个纺织机械行业变频器的年需求量约为20万台以上；PLC的主机配套用量约在7万套以上，整个纺织机械行业的年需求量在10万套以上；人机界面是PLC的“姊妹产品”，一般情况下，采用PLC的设备必用人机界面，因此其年需求量接近于PLC，目前纺织机械正在逐步以触摸屏人机界面替代文本式人机界面。

三、单轴驱动、多电机同步传动技术得到广泛应用

纺织机械行业机电一体化的主要技术特点就是单轴驱动和多电机同步传动技术，目前该技术已经广泛应用于我国纺机的整个领域。这项技术的应用使得机械结构简化、工艺调整方便，可以充分满足工艺对设备的要求，同时适应高品质、多品种、小批量的市场需求。具有代表性的纺织机械如粗纱机，国内各纺织机械厂均推出四轴单独驱动的新型粗纱机，已成为粗纱机竞争的技术标志；又如国内各纺织机械厂推出了七轴单独驱动的浆纱机，该机实现了对纱线伸长率、卷绕张力等工艺参数的精确控制，为后道工序提高无梭织机织造效率创造了有利条件。

四、过程控制技术应用逐步深入

4.1自动化技术应用于清梳联设备，保证了成纱质量和稳定性

国产清梳联设备配用的高产梳棉机采用混合环控制，对喂入棉层的厚度进行检测，控制短片段不匀；采用喇叭口压力检测或采用凹凸罗拉、阶梯罗拉检测输出棉条的粗细，控制长片段不匀。论文参考网。两处检测到的信号，送入控制器经计算机运算，控制给棉罗拉的速度，达到自调匀整的目的。清梳联单机和全流程采用的光电检测、压力传感、位移传感、信号转换、伺服系统控制、计算机处理、变频凋速、自调匀整、计算机综合监控等技术提高了全流程运行的稳定性、可靠性，保证了全流程连续、同步、平稳运行，使输出棉条长片段、超长片段、甚至短片段的均匀度都能稳定在一定范围内，从而保证了成纱质量和稳定性。

4.2自动化技术应用于并条工序，稳定了棉条支数

国外产的RSB-D30型并条机及HSR-1000机，除配有开环或闭环自调匀整装置以外，还配有质量监控系统，发生质量超限故障立即停车报警，自调匀整装置很灵敏，传感器对棉条发生的探测信号可保持每1.5～4mm匀整一次，这相对于高速并条机，单位时间里控制频率很高，匀整频率达毫秒级，因此棉条均匀质量高，可将土25％的棉条均整到土1％以内。这种并条机生产的棉条不必再由试验室控制支数偏差，因此在组成新的转杯纺工艺过程中可不再考虑棉条重量偏差的离线检测试验。

4.3自动化技术应用粗纱机，改善粗纱条干水平

新型的粗纱机均由计算机控制多台变频器，交流伺服驱动器，再分别控制多台电动机的同步传动系统，从而简化了复杂的机械结构，取消了锥轮变速装置、三自动成形机构、计长装置等。利用计算机储存多品种的最佳工艺，更换品种十分方便；采用传感技术，检测纱线张力，通过计算机实现张力控制；采用计算机软件来完成粗纱的卷绕成形功能和实现经轴、织轴的理想卷绕，使机构简化，操作方便，性能改善，质量提高，提升了设备的档次和水平。

4.4自动化技术应用于环锭纺纱系统，使之向全流程连续化生产发展

自动化程度的不断发展，使环锭纺纱技术进入了新的发展阶段。有些机型将检测结果通过变频调速直接改变工艺参数，简化了机械结构，有的机型通过检测、显示还能直接匀整输出纱条的质量。操作自动化发展到了更高的水平，自动清洁、自动调速、定位停车、自动落卷、自动落纱、自动换筒、自动接头、自动排除落棉等等，凡是需要人工操作的部位和动作，都尽可能地实现机器自动操作。不仅减少了操作治理人员，减轻了劳动强度，提高了劳动生产率，更为重要的是，由机器代替手工操作，消除了人为因素对生产的影响，提高了操作的可靠性和稳定性，因而保证了产品质量。论文参考网。在大幅度提高单机生产水平和操作自动化的基础上，环锭纺纱正向全流程连续化生产发展。

4.5新型气流纺纱机已基本上实现了生产自动化

微机控制的纺纱系统可以自动检测、显示各种生产参数并自动打印。可以自动检测和记录纱线条干，并能超限自停，能按设定要求自动控制纺纱长度。还设有接头质量自动检测装置，号称无疵点接头。此外，如纺杯自动清洁、自动落筒、防叠装置、上腊装置、机台自动启动装置等都有利于提高产品质量，方便操作治理，提高劳动生产率。

4.6自动化技术应用于无梭织机，实现织造生产自动化

自动化技术的推广应用，使无梭织机的技术水平和品种适应性不断创造新水平，使织机操作实现了自动化，如开关车的程序控制，定期自动加油，利用微机自动收集、显示织机的各种生产参数和运行情况，包括速度、产量、效率、停台及原因分析、织轴经纱存量、在机织物卷装等等，因而提高了治理水平，提高了生产效率；电子送经和电子卷取组成了经纱张力的自动控制，基本上消除了纬向疵点；电子选色，微机自动变换织纹组织，集中改变织物图形，通过单机和中心控制台的双向通讯还能实现群控；有些机型还能自动排除纬向疵点。

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中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0042-02

控制理论是自动化及其相关专业的一门重要核心专业基础课程，在武汉理工大学华夏学院（以下简称“我院”）自动化专业，控制理论所授主要内容为以经典控制论为核心的“自动控制原理”和以卡尔曼的状态空间分析法为核心的“现代控制理论”。

其中，“自动控制原理”是研究控制系统的一般规律，并为系统的分析和综合提供基本理论和方法的专业基础核心课程。该课程又是“现代控制理论”“过程控制系统”“运动控制系统”“计算机控制技术”“智能控制”等许多后续课程的基础。而作为其后续课程的“现代控制理论”仍作为硕士研究生“线性系统理论”与“最优控制”等学位课程的基础。这两门课程理论性强，概念多且杂，对学生的数学基础要求较高。而我院作为一个三本院校，自动化专业的学生相比较一本和二本的学生而言，数学基础较为薄弱，故学好这两门课对学生来说至关重要且具有一定的难度。

而教好上述两门课程也是教师必须思考和解决的重要问题。笔者经过几年的教学实践，摸索出一套比较适合三本院校学生的系统化教学方法，致力于培养学生的系统观，进行了一些尝试，且取得了一定的效果。

一、工程背景系统性

任何一种理论的产生都有其历史背景，都是在实践中产生的。自动控制技术萌芽在18世纪，在第一次世界工业革命期间，自动控制技术逐渐应用到现代工业中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）发明的蒸汽机离心调速器，一种凭借直觉的实证性发明。飞球调节器有时使蒸汽机速度出现大幅度振荡，其他自动控制系统也有类似现象。

由于当时还没有自控理论，所以不能从理论上解释这一现象。为了解决这个问题，盲目探索了大约一个世纪之久。1868年英国麦克斯韦尔的“论调速器”论文指出：不应单独研究飞球调节器，必须从整个系统分析控制的不稳定。麦克斯韦尔的这篇著名论文被公认为自动控制理论的开端，接着就进入了经典控制理论发展的孕育期。1875年，英国劳斯提出代数稳定判据。1895年，德国赫尔维兹提出代数稳定判据。1892年，俄国李雅普诺夫提出稳定性定义和两个稳定判据。1932年，美国奈奎斯特提出奈氏稳定判据。战中自动火炮、雷达、飞机以及通讯系统的控制研究直接推动了经典控制的发展。1948年，维纳出版《控制论》，形成完整的经典控制理论，标志控制学科的诞生。维纳成为控制论的创始人。

经典控制理论的主要内容包括：系统数学模型的建立、时域分析法、频率特性法、根轨迹法、系统综合与校正、非线性系统和采样控制系统分析法等。

从四十年代到五十年代末，经典控制理论的发展与应用使整个世界的科学水平出现了巨大的飞跃，几乎在工业、农业、交通运输及国防建设的各个领域都广泛采用了自动化控制技术（可以说工业革命和战争促使了经典控制理论的发展）。科学技术的发展不仅需要迅速地发展控制理论，而且也给现代控制理论的发展准备了两个重要的条件――现代数学和数字计算机。现代数学，例如泛函分析、现代代数等，为现代控制理论提供了多种多样的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。[1]

在二十世纪五十年代末，计算机技术的飞速发展推动了核能技术、空间技术的发展，并且为多输入多输出系统、非线性系统和时变系统的分析和设计提供了新的手段。

五十年代后期，贝尔曼（Bellman）等人提出了状态分析法，在1957年提出了动态规划。1959年卡尔曼（Kalman）和布西创建了卡尔曼滤波理论；1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，并提出了可控性和可观测性的新概念。

由上面的历史背景介绍可以看出，现代控制理论是在自动控制理论的基础上发展得到的，尽管两种理论在方法和思路上有显著的不同，但是在教授的时候不能将两者视为单独的个体。笔者每次在绪论部分都会系统化地讲解理论的产生，以让学生对两门课程形成一个初步的比较清晰的认识。

二、理论教学的系统性

在这两门课程的理论教学过程中，虽然涉及到的知识点有差异，但是经笔者研究，在具体教学中，两门课程的教学有些许共性，比如说两门课程的教学流程就基本一致。如图1所示：相对于现代控制原理而言，自动控制原理理论推导较少，同时其工科背景较强，实例较多。在学习之初，可先帮助学生搭建起分析问题和解决问题的基本框架，形成一个较为初步的系统观。

自动控制原理分析问题的核心是数学建模，稳定性判断和性能指标的计算，[2]主要分析方法是时域分析法、频域分析法和根轨迹分析法。时域分析法直观易懂，频域分析法是自动控制原理的核心，根轨迹分析法在目前的工程实践中已用的很少，在学时有限的情况下可略讲。在实际讲解的过程中，要合理安排学时，适当加快时域分析法的讲授，略讲根轨迹分析法，重点讲解频域分析法及系统校正。

现代控制理论包含了大量的理论概念机数学公式，在实际讲授中，应弱化理论推导，在教学过程中可结合倒立摆工程实例，从建模、稳定性分析、能控能观性分析、极点配置到状态反馈，形成一个较为完整的分析过程。[3]

总而言之，在讲解的过程中，注重引言，初步建立系统观，结合实例，比较异同，突出重难点，最后再通过总结强化各知识点之间的联系。[4]

三、实践教学的系统性

1.重视实验，理论教学和实验教学的系统化[5]

以往，控制理论的实验课和理论课教学是独立的，理论课教师和实验课教师各行其道，相互交流匮乏。目前，学院已明确提出，理论课教学和实验课教学的一致性，理论课教师必须参与进实验教学，教学手段要丰富、系统。

2.实验箱教学和仿真教学的系统化

首先在实验箱上搭建模拟电路，利用信号发生器、示波器等测量波形和数据。同时引入MATLAB仿真，先引出数学模型，利用MATLAB强大的系统工具箱分析并绘制各种相应曲线，利用Simulink工具箱进行校正和状态反馈设计。[6]最后，对比电路测试波形和仿真结果，可让学生深入了解理论和实际参数之间的差异，进而寻找原因，加深理解。

四、今后教学方向

在今后的教学过程中，可进一步加强比较，加强学生的系统观，并且尝试迁移到其他相关学科，加强学生对整个学科的理解。

参考文献：

[1]万雄波，杨方.基于“自动控制原理”与“现代控制理论”课程异同点分析的教学探索[J].科教文汇，2013，（7）：56-57.

[2]孙韵钰.“相似论”在“自动控制理论”课程教学中的运用[J].消费电子，2013，（7）.

[3]王斌，李斌.“现代控制理论”教学改革与实践[J].中国电力教育，2013，（10）：61-62.

篇（11）

 

不断发展的现代科学技术推动了不同学科的交叉与渗透；推动了工程领域的技术改造与革命；推动了机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生巨大变化；推动了工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

一、机电一体化的核心技术

机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、计算机技术与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术及伺服传动技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。

1、机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

2、计算机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3、系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

4、自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5、传感检测技术：传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。

6、伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

二、机电一体化的发展过程

机电一体化的发展过程大体可以分为三个阶段

1、初级阶段

20世纪60年代以前为第一阶段，也称为初级阶段。论文大全。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。

2、高速发展阶段

20世纪70—80年代为第二阶段，也称为高速发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。

3、智能化阶段

20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，使机电一体化进一步建立了坚实的基础，并且逐渐形成完整的学科体系。

三、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面。

1、智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

2、网络化

20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3、微型化

兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

4、绿色化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有很好的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。论文大全。论文大全。

5、系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除RS232外，还有RS485等智能化通信接口。

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。

【参考文献】

[1]王静 浅析机电一体化技术的现状和发展趋势 同煤科技 2006、(4)

[2]石美峰 机电一体化技术的发展与思考 山西焦煤科技 2007、(3)

[3]李建勇 机电一体化技术北京科学出版社 2004、