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篇(1)

論文摘要：探討了電氣及自動(dòng)化專業(yè)控制類相關(guān)課程關(guān)系及地位，結(jié)合控制類課程的問(wèn)題進(jìn)行深入的分析與研究，從教學(xué)內(nèi)容、方法及形式、教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行全方位、多層次的改革探索和實(shí)踐，將對(duì)教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)方面有明顯效果。 

 

對(duì)于電氣及自動(dòng)化信息類專業(yè)學(xué)生來(lái)講，控制類相關(guān)課程具有重要地位，主要包含“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“儀表及過(guò)程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”等相關(guān)課程。“自動(dòng)控制理論”和“現(xiàn)代控制理論”課程是研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的共同規(guī)律，為自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論、基本方法的一門專業(yè)基礎(chǔ)課該課程，是一門重要的控制類專業(yè)的基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性，對(duì)于工程實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)作用，因而受到人們的廣泛重視。目前不只是控制類專業(yè)，越來(lái)越多的非控制類專業(yè)也都把自動(dòng)控制理論作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課來(lái)學(xué)習(xí)。但是“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”課程數(shù)學(xué)計(jì)算和理論分析比重大，是本科生遇到的最抽象、難度最大的課程之一，加之未接觸專業(yè)課，沒(méi)有具體應(yīng)用的物理模型，僅以數(shù)學(xué)模型為基線講，學(xué)生往往會(huì)認(rèn)為“自動(dòng)控制理論”與專業(yè)無(wú)關(guān)而無(wú)學(xué)習(xí)興趣，這是多年來(lái)常規(guī)教學(xué)始終感到困惑的原因。而后續(xù)“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“儀表及過(guò)程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”專業(yè)課是以電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。如何講授“強(qiáng)理論性”課程，使學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到學(xué)好理論可獲得對(duì)電氣信息類多門專業(yè)課的理論支撐，從而學(xué)好后續(xù)專業(yè)課程是教學(xué)改革的主要目的。需結(jié)合“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”專業(yè)基礎(chǔ)理論課程與“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“儀表及過(guò)程控制”，“計(jì)算機(jī)控制”專業(yè)課程的問(wèn)題進(jìn)行深入的分析與研究，從教學(xué)內(nèi)容、方法及形式、教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行全方位、多層次的改革探索和實(shí)踐，將對(duì)教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)方面有明顯效果。 

本項(xiàng)目探討了如何更新和重組控制理論相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容，保證教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，以適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要。提出如何學(xué)習(xí)和掌握這些課程，包含“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“儀表及過(guò)程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”等控制類課程的教學(xué)內(nèi)容的一些方法和措施。 

一、教學(xué)內(nèi)容、方法及形式改革 

1.教學(xué)設(shè)計(jì) 

近年來(lái)，不斷更新觀念，壓縮精簡(jiǎn)陳舊過(guò)時(shí)的教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)現(xiàn)論及現(xiàn)代方法的內(nèi)容，很好地解決先修課程和后續(xù)課程的銜接問(wèn)題，避免內(nèi)容的重復(fù)，進(jìn)一步優(yōu)化課程體系。建立一套適應(yīng)性強(qiáng)的包括理論講授、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、實(shí)踐教學(xué)和強(qiáng)化訓(xùn)練等方面在內(nèi)的全方位教學(xué)新體系。 

2.教學(xué)方法 

將課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程研討、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，并充分利用多媒體教學(xué)手段提高教學(xué)效率、創(chuàng)造視覺(jué)的新感受、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。內(nèi)容取材時(shí)，不僅體現(xiàn)控制理論課程內(nèi)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，還體現(xiàn)課程群之間的相互關(guān)系。 

3.教學(xué)手段 

在教學(xué)組織過(guò)程中，積極采用現(xiàn)代信息技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)手段，在多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課程等方面努力探索。統(tǒng)一制作“自動(dòng)化概論”、“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“過(guò)程控制理論”、“計(jì)算機(jī)控制”電子教案和cai課件，并將授課課件在課程網(wǎng)頁(yè)上，可供學(xué)生課余預(yù)習(xí)、瀏覽、復(fù)習(xí)等。另外，教學(xué)大綱、授課計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、學(xué)習(xí)指導(dǎo)以及教材和參考文獻(xiàn)均可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方便查閱。在課程開(kāi)始即公布授課教師的信箱和電話號(hào)碼等聯(lián)系方式，密切授課教師與同學(xué)之間的聯(lián)系，使學(xué)生有問(wèn)題可及時(shí)獲得老師的輔導(dǎo)答疑，也可通過(guò)網(wǎng)上答疑相互交流，打破班級(jí)與時(shí)間的束縛，在平行班級(jí)中實(shí)行聽(tīng)課和答疑共享。 

4.教學(xué)改革與教學(xué)研究 

精簡(jiǎn)教材和教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)組定期進(jìn)行集體備課，加大對(duì)該課程與前后各門課程之間的銜接研究，避免內(nèi)容上的重復(fù)，使其與其他相關(guān)課程融合為一個(gè)有機(jī)的整體。建設(shè)可用于大多數(shù)工科專業(yè)的“控制理論”平臺(tái)課程。不斷改進(jìn)和完善本課程的新體系結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)其基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、前沿性和系統(tǒng)性；配合新的教材和課程體系，研究并建立配套的新實(shí)驗(yàn)體系，強(qiáng)化自主性、設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性；以matlab軟件為基礎(chǔ)，構(gòu)造開(kāi)放式小車倒立擺綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將分析、設(shè)計(jì)、仿真、虛擬實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)融為一體；開(kāi)發(fā)先進(jìn)的多媒體課件，將matlab平臺(tái)和虛擬實(shí)驗(yàn)融入到教學(xué)過(guò)程中，使教學(xué)更為直觀生動(dòng)，更具趣味性和吸引力；完善了課程網(wǎng)站，完成了課程輔助教材的修改和編寫，各類題庫(kù)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)功能、遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)、虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展及網(wǎng)絡(luò)版的開(kāi)發(fā)等；使其真正成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生互動(dòng)、雙向交流的園地；教考分離，采用試題庫(kù)出題，統(tǒng)一考試，流水閱卷，考后進(jìn)行詳細(xì)的試卷分析。 

二、實(shí)踐教學(xué)改革 

實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生能力培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)。工科學(xué)生除要掌握一定的工程技術(shù)知識(shí)外，還要有較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力。 

1.改革實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，建立體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系 

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“控制理論”課程的重要組成部分。通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，驗(yàn)證所學(xué)理論，而且對(duì)所學(xué)內(nèi)容能夠提出一些新的見(jiàn)解。為了適應(yīng)教學(xué)改革的需要，在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的指導(dǎo)思想是：將傳統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)與matlab環(huán)境下的仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，將基礎(chǔ)理論驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)與自主型、綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，將基本實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，建立一個(gè)立體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，從而滿足不同階段實(shí)踐教學(xué)的需要，為激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)提供硬件平臺(tái)。 

由于實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容和形式的多元化，大大激發(fā)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新性，學(xué)生可以通過(guò)預(yù)約或上網(wǎng)自主地開(kāi)展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行理論驗(yàn)證、性能分析和綜合設(shè)計(jì)，對(duì)提高學(xué)生的實(shí)踐能力和本課程的學(xué)習(xí)都將起到良好的作用。 

課程組織形式與教師指導(dǎo)方法，對(duì)于教學(xué)大綱規(guī)定的必做實(shí)驗(yàn)，由任課教師和實(shí)驗(yàn)教師共同指導(dǎo)完成；對(duì)于設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己利用課余時(shí)間完成，可以預(yù)約指導(dǎo)教師給予宏觀上的指導(dǎo)。 

2.積極開(kāi)展大學(xué)生科研實(shí)訓(xùn)活動(dòng)、參與教師科研項(xiàng)目 

 引導(dǎo)學(xué)生積極參加大學(xué)生科研實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，吸引有興趣的學(xué)生參與教師的科研活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)和團(tuán)隊(duì)合作精神，提高學(xué)生初步的科學(xué)研究能力以及工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)及撰寫論文的能力。 

三、控制理論專題授課方案 

根據(jù)“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“儀表及過(guò)程控制”課程大綱的要求，在適當(dāng)時(shí)候，以某一專題講座的方式授課。將各種教材進(jìn)行比較、處理、揉合，組織成各個(gè)專題，以高質(zhì)量、高水平、高效率來(lái)達(dá)到最佳教學(xué)效果。由于專題授課具有綜合性、整體性和探討性，使其信息量得以加大，知識(shí)在綜合和分析中得到延伸，既提升授課內(nèi)容，使之濃縮為精華，又吸引了學(xué)生的注意力和參與興趣。

四、應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù) 

開(kāi)發(fā)研制了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件。教學(xué)課件以教材為藍(lán)本，包含簡(jiǎn)明、清晰的授課講義、重點(diǎn)、難點(diǎn)、例題演示、控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真和控制系統(tǒng)分析計(jì)算等內(nèi)容，既有課本內(nèi)容的直接再現(xiàn)，又增加很多有助于講解理論和計(jì)算方法的表現(xiàn)手段。課件以計(jì)算機(jī)為載體，既可用于課堂教學(xué)，又可通過(guò)上網(wǎng)，供學(xué)生進(jìn)行自學(xué)和課后復(fù)習(xí)使用。控制理論的分析方法有很多圖解法，如頻域分析、根軌跡法、狀態(tài)空間法等。利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力仿真能力和豐富的色彩，可輕而易舉地準(zhǔn)確繪制出清晰美觀的畫(huà)面。采用動(dòng)畫(huà)技術(shù)后，圖形的來(lái)龍去脈可用動(dòng)態(tài)演示。計(jì)算機(jī)的圖形演示與教師的講授相結(jié)合，使教學(xué)內(nèi)容形象化、具體化和生動(dòng)化，增進(jìn)學(xué)生的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用為實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)極大的方便。仿真實(shí)驗(yàn)具有建模方法簡(jiǎn)單、參數(shù)調(diào)整方便、結(jié)果可視性好等優(yōu)點(diǎn)，克服常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)、缺乏變化、元器件制約參數(shù)調(diào)整以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限等不足。在教學(xué)中適當(dāng)介紹并應(yīng)用matlab軟件，并設(shè)計(jì)出計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件包，提供一個(gè)方便易用的圖形用戶界面，將matlab控制工具箱的相關(guān)功能集成一體。 

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開(kāi)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能真正體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。在網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)的交互性、檢索性等特點(diǎn)來(lái)選擇自己需要的內(nèi)容進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)。學(xué)生可以在任何時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并且與教師在網(wǎng)上交流，探討問(wèn)題，在教學(xué)中發(fā)揮積極作用。 

五、建立科學(xué)、有效的教學(xué)信息回饋 

堅(jiān)持洛陽(yáng)理工學(xué)院本科畢業(yè)班所有學(xué)生中，實(shí)施“‘控制理論’相關(guān)課程的學(xué)習(xí)調(diào)查”制度。不定期進(jìn)行相關(guān)問(wèn)卷，包含這門課程是否易學(xué)、學(xué)習(xí)難點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法、是否能學(xué)以致用等幾個(gè)方面的內(nèi)容，充分了解學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的基本情況，為課程改革提供必要的依據(jù)，收到良好的效果。 

六、結(jié)束語(yǔ) 

在新世紀(jì)中，控制類學(xué)科將具有更加光明的前景，控制類研究?jī)?nèi)容將具有挑戰(zhàn)性，研究的范圍將更加廣闊，電氣自動(dòng)化專業(yè)控制類課程的內(nèi)容將不斷地發(fā)展和更新，電氣自動(dòng)化專業(yè)控制類課程設(shè)置及教學(xué)內(nèi)容改革研究也將進(jìn)一步進(jìn)行下去。 

 

參考文獻(xiàn)： 

[1]王瑛.控制理論實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)的探索[j].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2002, 

4(21):15-17. 

[2]黃緣虹,等.從倒立擺裝置的控制策略看控制理論的發(fā)展和應(yīng)用[j].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,9(18):49-52. 

篇(2)

關(guān)鍵字：控制；系統(tǒng)；檢測(cè)；網(wǎng)絡(luò)化

一、自動(dòng)控制的基本概念

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域中，自動(dòng)控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。所謂自動(dòng)控制，是指在無(wú)人直接參與的情況下，利用控制裝置操縱受控對(duì)象，使被控量等于給定值或給定信號(hào)變化規(guī)律去變化的過(guò)程?？刂蒲b置和受控對(duì)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(dòng)控制系統(tǒng)由控制裝置和受控對(duì)象構(gòu)成。對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)則是自動(dòng)控制原理的主要任務(wù)。

二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及控制方式

1.開(kāi)環(huán)控制控制裝置與受控對(duì)象之間只有順向作用而無(wú)反向聯(lián)系時(shí)，稱為開(kāi)環(huán)控制。2.閉環(huán)控制?？刂蒲b置與受控對(duì)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(duì)控制過(guò)程的影響，這種控制稱為閉環(huán)控制，相應(yīng)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(yīng)調(diào)節(jié)和控制的，在受控對(duì)象具有較大時(shí)滯的情況下，其控制作用難以及時(shí)影響被控量，進(jìn)而形成快速有效的反饋控制。

三、自動(dòng)控制理論發(fā)展簡(jiǎn)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(fù)雜的控制問(wèn)題，但對(duì)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(lái)分析和設(shè)計(jì)，仍是最實(shí)用最方便的。

真正優(yōu)良的設(shè)計(jì)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(dāng)前的重要前沿課題之一，。另外，使理論實(shí)用化的一個(gè)重要途徑就是數(shù)學(xué)模擬和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)?？傊?，自動(dòng)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(guò)來(lái)又成為高新技術(shù)發(fā)展的重要理論根據(jù)和推動(dòng)力。它在工程實(shí)踐中用得最多，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)

四、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

自動(dòng)檢測(cè)是學(xué)一個(gè)重要分支科學(xué)，是在儀器儀表的使用、研制、生產(chǎn)、的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門綜合性技術(shù)。1. 自動(dòng)檢測(cè)的任務(wù)：自動(dòng)檢測(cè)的任務(wù)主要有兩種，一是將被測(cè)參數(shù)直接測(cè)量并顯示出來(lái)，以告訴人們或其他系統(tǒng)有關(guān)被測(cè)對(duì)象的變化情況，即通常而言的自動(dòng)檢測(cè)或自動(dòng)測(cè)試；二是用作自動(dòng)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(yīng)的控制決策，實(shí)施自動(dòng)控制。2. 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)主要的研究?jī)?nèi)容：自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容包括測(cè)量原理、測(cè)量方法、測(cè)量系統(tǒng)、及數(shù)據(jù)處理。3.測(cè)量系統(tǒng)：確定了被測(cè)量的測(cè)量原理和測(cè)量方法后，就要設(shè)計(jì)或選用裝置組成測(cè)量系統(tǒng)。目前的測(cè)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(cè)技術(shù)是以研究自動(dòng)檢測(cè)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(yīng)用技術(shù)學(xué)科。 廣義的講，檢測(cè)技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)四個(gè)支柱之一，從信息科學(xué)角度考察，檢測(cè)技術(shù)任務(wù)尋找與自然信息具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的種種表現(xiàn)形式的信號(hào)，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(hào)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(yīng)的設(shè)備。信息采集是指，自然界諸多被檢查與測(cè)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(jìn)行電量形式幅值、功率等的轉(zhuǎn)換。信息處理的任務(wù)，視輸出環(huán)節(jié)的需要，可將變換后的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、模擬量-數(shù)字量變換等吃力。 信息傳輸?shù)娜蝿?wù)是在排除干擾的情況下經(jīng)濟(jì)的、準(zhǔn)確無(wú)誤的把信息進(jìn)行遠(yuǎn)、近距離的傳遞。雖然檢測(cè)技術(shù)服務(wù)的領(lǐng)域非常廣泛，但是從這門課程的研究?jī)?nèi)容來(lái)看，不外乎是傳感器技術(shù)、誤差理論、測(cè)試計(jì)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(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)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(dòng)檢測(cè)技術(shù)已成為一些發(fā)達(dá)國(guó)家的最重要的熱門技術(shù)之一，它可以給人們帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益并促進(jìn)科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展，因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位和作用。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)診斷、自動(dòng)信號(hào)等諸多系統(tǒng)的總稱.在上述系統(tǒng)中，都包含有被測(cè)量，敏感元件和電子測(cè)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(dòng)測(cè)量系統(tǒng)；如果輸出單元是計(jì)數(shù)器或累加器，則該系統(tǒng)叫做自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，如果輸出單元是報(bào)警器，則該系統(tǒng)是自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)或自動(dòng)診斷系統(tǒng)；如果輸出單元是處理電路，則該系統(tǒng)是部分?jǐn)?shù)據(jù)分析系統(tǒng)、自動(dòng)管理系統(tǒng)或自動(dòng)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(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測(cè)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(cè)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(jiǎn)單的傳感器由一個(gè)敏感元件組成，它感受被測(cè)量時(shí)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(méi)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(gè)，要經(jīng)過(guò)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(cè)量方法 。3.1直接測(cè)量.在使用測(cè)量?jī)x表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，對(duì)儀表讀數(shù)不需要經(jīng)過(guò)任何運(yùn)算，就能直接表示測(cè)量的結(jié)果，稱為直接測(cè)量。這種測(cè)量方法。這種測(cè)量方法是工程上廣泛采用的方法。3.2間接測(cè)量.在使用儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先對(duì)與被測(cè)物理量有確定函數(shù)關(guān)系的幾個(gè)量進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量值代入函數(shù)關(guān)系式，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到所需結(jié)果，這種測(cè)量稱為間接測(cè)量。間接側(cè)來(lái)那個(gè)多用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，工程測(cè)量中亦有應(yīng)用。3.3聯(lián)立測(cè)量。在應(yīng)用儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，若被測(cè)物理量必須經(jīng)過(guò)求解聯(lián)立方程才能得到最后的結(jié)果，則稱這樣的測(cè)量為聯(lián)立測(cè)量。在進(jìn)行聯(lián)立測(cè)量時(shí)，一般需要改變測(cè)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(xué)實(shí)驗(yàn)或特殊場(chǎng)合。3.4偏差式側(cè)量.在測(cè)量過(guò)程中，用儀表指針位移決定被測(cè)量的測(cè)量方法，稱為偏差式測(cè)量法。應(yīng)用這種方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)量具不裝在儀表內(nèi)，而是事先用標(biāo)準(zhǔn)量具對(duì)儀表刻度進(jìn)行校準(zhǔn)；在測(cè)量時(shí)，輸入被測(cè)量，按照儀表指針在標(biāo)尺上的示值，決定被測(cè)量的數(shù)值。采用這種方法進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量過(guò)程比較簡(jiǎn)單、迅速。但是，測(cè)量結(jié)果的精度低。這種測(cè)量方法廣泛適用于工程測(cè)量。3.5零位式測(cè)量.在側(cè)來(lái)那個(gè)過(guò)程中，用指零位儀表的零位指示檢測(cè)測(cè)量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)；在測(cè)量系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，用已知的基準(zhǔn)量決定被測(cè)未知量的測(cè)量方法，稱為零位式測(cè)量法。 3.6微差式測(cè)量。微差式測(cè)量法是綜合了偏差式測(cè)量法與零位式測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)而提出的測(cè)量方法。微差式測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)快，而且測(cè)量精度高，特別適用于在線控制參數(shù)的檢測(cè)。

篇(3)

英文名稱：Control and Decision

主管單位：

主辦單位：東北大學(xué)

出版周期：月刊

出版地址：遼寧省沈陽(yáng)市

語(yǔ)

種：中文

開(kāi)

本：大16開(kāi)

國(guó)際刊號(hào)：1001-0920

國(guó)內(nèi)刊號(hào)：21-1124/TP

郵發(fā)代號(hào)：

發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：1986

期刊收錄：

SA 科學(xué)文摘(英)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽(yù)：

Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊

聯(lián)系方式

期刊簡(jiǎn)介

《控制與決策》（月刊）創(chuàng)刊于1986年，由教育部主管、東北大學(xué)主辦。本刊是自動(dòng)控制與管理決策領(lǐng)域的學(xué)術(shù)性期刊，本刊堅(jiān)持正確的辦刊宗旨，選擇工業(yè)生產(chǎn)和企事業(yè)管理中的一些難點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題，著重在時(shí)滯系統(tǒng)、不確定系統(tǒng)、智能控制、網(wǎng)絡(luò)控制、最優(yōu)控制等許多方面，進(jìn)行廣泛交流和深入研討，發(fā)表了一大批最新研究成果，受到廣大讀者的一致好評(píng)。

篇(4)

中圖分類號(hào)：G642　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1　引言

“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)是國(guó)家教委在2006年設(shè)置的新專業(yè)，代碼；080627S，屬于工學(xué)電氣信息類?，F(xiàn)已有南開(kāi)大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等12所高校獲準(zhǔn)招生。

智能科學(xué)技術(shù)是信息科學(xué)技術(shù)的核心和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的前沿和制高點(diǎn)，涉及自然科學(xué)的深層奧秘，觸及哲學(xué)的基本命題。智能科學(xué)技術(shù)的研究將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)進(jìn)步、國(guó)家安全生產(chǎn)產(chǎn)生深刻而巨大的影響，并將為智力革命、知識(shí)革命和信息革命建立理論基礎(chǔ)，為智能系統(tǒng)的研制提供新概念、新思想、新途徑。智能科學(xué)的興起和發(fā)展標(biāo)志著對(duì)人類為中心的認(rèn)知和智能活動(dòng)的研究已進(jìn)入新的階段。目前，國(guó)際上對(duì)智能科學(xué)及其相關(guān)學(xué)科的研究高度重視。我國(guó)對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展特別關(guān)注。

智能科學(xué)與技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿，其理論研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)對(duì)我國(guó)現(xiàn)行的教育與教學(xué)理念提出了挑戰(zhàn)。在現(xiàn)有的教育體系中增加智能理論和智能技術(shù)教學(xué)，對(duì)全面地培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新的思維方式及激發(fā)學(xué)生們對(duì)信息技術(shù)未來(lái)的追求具有積極的意義。因此，為適應(yīng)智能科學(xué)與技術(shù)的深入研究和社會(huì)對(duì)從事智能化產(chǎn)品研發(fā)人員的迫切需求，在本科階段設(shè)立相應(yīng)的“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)是十分必要和及時(shí)的。因此，我校設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)是適應(yīng)了社會(huì)發(fā)展要求的，必將為河北乃至全國(guó)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出巨大的貢獻(xiàn)。

近5年來(lái)，我校自動(dòng)化系先后從事的包括11項(xiàng)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目在內(nèi)的70余項(xiàng)科研課題，發(fā)表的近200篇學(xué)術(shù)論文，均不同程度地與“智能科學(xué)與技術(shù)”領(lǐng)域相關(guān)，積累了深厚的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)。由于良好的辦學(xué)隊(duì)伍和實(shí)驗(yàn)條件，由我校申報(bào)的“智能控制技術(shù)與裝置教育部工程研究中心”已經(jīng)通過(guò)省級(jí)審查上報(bào)，因此，學(xué)科已經(jīng)具備了承辦“智能科學(xué)與技術(shù)”新專業(yè)的條件。

2　辦學(xué)條件

2.1　師資狀況

從我校辦學(xué)發(fā)展來(lái)看，“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的設(shè)立主要來(lái)自于近年來(lái)“自動(dòng)化”專業(yè)在“智能化”和“信息化”方向的逐漸發(fā)展，以及“自動(dòng)化”專業(yè)與“信息工程”、“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”等專業(yè)的交叉。受專業(yè)發(fā)展特色和學(xué)時(shí)等因素的限制，僅靠在原有“自動(dòng)化”專業(yè)課程中增設(shè)新課已經(jīng)難以滿足相關(guān)領(lǐng)域人才培養(yǎng)的需要，因此可以說(shuō)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)是由量變積累超出“自動(dòng)化”專業(yè)領(lǐng)域而質(zhì)變派生出的一個(gè)新專業(yè)?；诖嗽颍爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”專業(yè)主要由自動(dòng)化系中抽調(diào)人員組織專業(yè)課程階段的教學(xué)任務(wù)，專業(yè)基礎(chǔ)課程階段的教學(xué)任務(wù)則由電工電子教學(xué)中心等單位系協(xié)助完成。

由于我校“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)是由“自動(dòng)化”專業(yè)發(fā)展派生出的新專業(yè)，兩個(gè)專業(yè)多門課程的教學(xué)內(nèi)容是相同的，因此“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)可以得到“自動(dòng)化”專業(yè)的協(xié)助，從而避免多數(shù)新專業(yè)先期出現(xiàn)的師資力量欠缺問(wèn)題。

2.2　相關(guān)支撐專業(yè)

“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的主要相關(guān)支撐專業(yè)有“自動(dòng)化”、“信息工程”、“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”等，其中與同屬電氣信息類的“自動(dòng)化”專業(yè)關(guān)系最近?？紤]到我校的具體情況，在新專業(yè)的辦學(xué)初期，“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)和“自動(dòng)化”專業(yè)在科研、辦學(xué)經(jīng)費(fèi)、研究生培養(yǎng)等方面的統(tǒng)籌安排上統(tǒng)一劃歸省重點(diǎn)學(xué)科“控制理論與控制工程”管理。兩個(gè)本科專業(yè)的教學(xué)與學(xué)科的總體發(fā)展相互協(xié)調(diào)和支持，共同進(jìn)步。

2.3　實(shí)驗(yàn)條件

由于“智能科學(xué)與技術(shù)”和“自動(dòng)化”兩個(gè)專業(yè)多門專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容是相同的，因此“自動(dòng)化”專業(yè)的多個(gè)本科生實(shí)驗(yàn)室可以與“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)共用，包括：微機(jī)原理與微機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、控制理論實(shí)驗(yàn)室等，可完成“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“微機(jī)原理”、“微機(jī)控制技術(shù)”和“單片機(jī)原理與應(yīng)用”等多門專業(yè)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)。

2.4　生源及就業(yè)形勢(shì)

智能科學(xué)與技術(shù)已經(jīng)成為信息技術(shù)創(chuàng)新的重要增長(zhǎng)點(diǎn)，其廣泛的應(yīng)用前景日趨明顯，如智能化電器、智能化樓宇、智能機(jī)器人、智能化機(jī)器、智能化物流等，所培養(yǎng)的學(xué)生正是目前高新技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需的人才，同時(shí)這類人才也會(huì)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的提升起到積極的作用，就業(yè)前景廣闊。在招生生源和畢業(yè)生就業(yè)方面均具備比較好的條件。

3　近期辦學(xué)規(guī)劃

3.1　師資隊(duì)伍建設(shè)

在師資建設(shè)方面，需要采取積極的人才戰(zhàn)略，走引進(jìn)和培養(yǎng)并重的道路，注重引進(jìn)和培養(yǎng)具有智能信息處理或智能控制研究背景的人才。同時(shí)，聘請(qǐng)人工智能領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的專家、教授對(duì)本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)及教學(xué)進(jìn)行指導(dǎo)，積極鼓勵(lì)教師們的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。

3.2　實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

(1)利用自動(dòng)化專業(yè)的微機(jī)原理與微機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、控制理論實(shí)驗(yàn)室等，完成“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)本科教學(xué)環(huán)節(jié)中“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“微機(jī)原理”、“微機(jī)控制技術(shù)”、“單片機(jī)原理與應(yīng)用”5門課程的實(shí)驗(yàn)。

(2)建設(shè)“智能信息處理實(shí)驗(yàn)室”，以通用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的模式用于“數(shù)字信號(hào)與數(shù)字圖像處理”、“軟件工程”、“數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘”等課程的實(shí)驗(yàn)和上機(jī)。

(3)利用教師在承擔(dān)智能科學(xué)與技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域科研課題中購(gòu)置的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器，滿足學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段和參加科技創(chuàng)新活動(dòng)中對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的需求。3，3新專業(yè)課程體系建設(shè)

(1)積極向已經(jīng)設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的南開(kāi)大學(xué)、北京科技大學(xué)等高校學(xué)習(xí)，通過(guò)廣泛的調(diào)研，使新專業(yè)的教學(xué)體系和課程內(nèi)容逐步合理化。

(2)緊跟科技發(fā)展新趨勢(shì)，突出“智能科學(xué)與技術(shù)”新專業(yè)的特色，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在智能化電器、智能化樓宇、智能機(jī)器人、智能化機(jī)器、智能化物流等方面培養(yǎng)社會(huì)急需的特色人才。

(3)在控制科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)下設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”的相關(guān)研究方向，加強(qiáng)該專業(yè)的學(xué)術(shù)梯隊(duì)建設(shè)和人才培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)院整體教學(xué)科研的和諧發(fā)展。

4　培養(yǎng)方案

4.1　培養(yǎng)目標(biāo)

我們努力使學(xué)生德、智、體、美全面發(fā)展，具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和信息處理的基礎(chǔ)知識(shí)，系統(tǒng)地掌握智能科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能與方法，受到良好的科學(xué)思維、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和初步科學(xué)研究的訓(xùn)練，具有分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及知識(shí)自我更新和不斷創(chuàng)新的能力。學(xué)生能適應(yīng)智能科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展。在個(gè)人素質(zhì)方面，具有全面的文化素質(zhì)、良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的適應(yīng)新環(huán)境、新群體的能力，并具有良好的語(yǔ)言和計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。

4.2　基本要求

使學(xué)生系統(tǒng)地掌握“智能科學(xué)與技術(shù)”的基礎(chǔ)理論知識(shí)，以適應(yīng)自動(dòng)化、智能信息處理與技術(shù)等方面的工作需求；掌握電路與系統(tǒng)的基本理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具備分析和設(shè)計(jì)電子設(shè)備的能力；掌握信息獲取、處理的基本理論和方法，具有系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成、應(yīng)用的基本能力；了解智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)科前沿、最新進(jìn)展和發(fā)展動(dòng)態(tài)；了解自動(dòng)化和信息系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和理論前沿，具有研究開(kāi)發(fā)新系統(tǒng)、新技術(shù)和各種智能化工程裝備的初步能力。

4.3　主要課程

我?！爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”專業(yè)的主要規(guī)劃課程包括電路、電子技術(shù)、微機(jī)原理、自動(dòng)控制理論、現(xiàn)代控制理論、嵌入式系統(tǒng)、軟件工程、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字信號(hào)與數(shù)字圖像處理、智能控制、數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘、人工智能概論、信息管理系統(tǒng)等。

在課程的設(shè)置上，我校適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，突出“工學(xué)并舉”實(shí)踐能力的培養(yǎng)，開(kāi)展有自身特色的“智能科學(xué)與技術(shù)”本科生教學(xué)。區(qū)別于北京大學(xué)等高校的智能理論算法為主、南開(kāi)大學(xué)等高校的智能信息處理為主、西安電子科技大學(xué)等高校的通信工程應(yīng)用為主的辦學(xué)主導(dǎo)方向，突出河北工業(yè)大學(xué)地方工科院校的自身特色，以培養(yǎng)學(xué)生研究開(kāi)發(fā)新系統(tǒng)、新技術(shù)和各種智能化工程裝備的基礎(chǔ)能力為目標(biāo)，設(shè)置相關(guān)的課程。其中，學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)必修課程和專業(yè)選修課程安排如表1～表3所示。

篇(5)

1、我國(guó)自動(dòng)化控制的研究現(xiàn)狀

長(zhǎng)久以來(lái)，對(duì)電廠有關(guān)機(jī)組控制工作中，使用的主要控制方式就是PID，但是PID控制器在實(shí)際工作的過(guò)程中，各類參數(shù)整定途徑不同，有些方式需要進(jìn)行理論計(jì)算，有些方式則需要依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，加上很多常規(guī)PID控制難以收到到良好的控制效果，這就需要工作人員不斷的分析控制技術(shù)。就現(xiàn)階段來(lái)看，我國(guó)關(guān)于智能控制的研究還相對(duì)較少，這種智能控制方式也是業(yè)界的一個(gè)新型研究范疇，智能控制技術(shù)的發(fā)展可以為電廠熱工自動(dòng)化提供完善的理論指導(dǎo)，該種控制技術(shù)經(jīng)過(guò)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家、模糊專家的深刻，證實(shí)是一種理想的控制策略。

2、智能控制技術(shù)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教授的模糊集理論，在1974年，英國(guó)教授Mamdani成功的將模糊集理論應(yīng)用在蒸汽機(jī)以及鍋爐的控制工作中，隨后的多年來(lái)，該種控制方式呈現(xiàn)出一種良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，也得到了十分廣泛的應(yīng)用。該種理論基于人的思維模式發(fā)展而來(lái)。有關(guān)的研究調(diào)查顯示，模糊控制方式可以對(duì)數(shù)學(xué)模型對(duì)象進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，模糊控制理論是以模糊語(yǔ)言、模糊數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)表示模糊規(guī)則的理論，并使用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制閉環(huán)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)。模糊控制方式具有幾個(gè)特點(diǎn)，即其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要操作數(shù)據(jù)與人員的控制經(jīng)驗(yàn)，并不需要數(shù)學(xué)模型，因此，具有很好的魯棒性，能夠解決傳統(tǒng)PID難以解決的時(shí)變性、非線性以及時(shí)滯性，整個(gè)推理過(guò)程使用不精確推理的形式，能夠模仿人的思維，因此，可以處理十分復(fù)雜的系統(tǒng)。

2.2 專家控制方式

專家控制方式即將專家控制技術(shù)與理論的整合，在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)專家的智能進(jìn)行模仿，這樣即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，其主體主要包括推理機(jī)構(gòu)與知識(shí)庫(kù)，通過(guò)對(duì)知識(shí)的組織與調(diào)動(dòng)，按照既定的策略對(duì)規(guī)則進(jìn)行推理的過(guò)程。專家控制方式具有靈活性高、空置率靈活的形式，能夠適應(yīng)各種環(huán)境的變化。根據(jù)控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，專家控制方式包括專家式控制器與專家控制系統(tǒng)兩種方式，這兩種方法均具有完善的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、知識(shí)處理功能以及可靠功能，也得到了廣泛的應(yīng)用。

3、智能控制在電廠熱工自動(dòng)化的應(yīng)用

電廠熱工自動(dòng)化是減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件、保證設(shè)備安全的技術(shù)措施，智能控制在電廠熱工自動(dòng)化的應(yīng)用已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

3.1 單元機(jī)組負(fù)荷控制

單元機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)是一種具備時(shí)變性、非線性以及不確定性的多變量系統(tǒng)，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，采取傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)很難收受到既定的效果。有關(guān)專家學(xué)者針對(duì)該種情況設(shè)置了以機(jī)跟爐與以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的負(fù)荷控制系統(tǒng)，效果顯示，這兩種系統(tǒng)有著良好的控制品質(zhì)以及自適應(yīng)能力。

3.2 過(guò)熱汽溫控制

過(guò)熱汽溫是電廠鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中的運(yùn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一，就目前來(lái)看，一般使用改變減溫水量的控制方式，這種控制方式在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中表現(xiàn)出較大的時(shí)滯性與慣性，在科技水平的發(fā)展下，人們也將智能控制系統(tǒng)引進(jìn)汽溫控制過(guò)程中，很好的改善了控制系統(tǒng)的品質(zhì)與適應(yīng)性。有關(guān)的文獻(xiàn)顯示，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制系統(tǒng)引入過(guò)熱汽溫控制過(guò)程中，即時(shí)在大范圍變負(fù)荷運(yùn)行的過(guò)程中，整個(gè)系統(tǒng)依然能夠保持良好的運(yùn)行態(tài)勢(shì)與運(yùn)行性能，也可以很好的解決電廠過(guò)熱汽溫控制對(duì)象的不穩(wěn)定性與延遲性。

3.3 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的控制

中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的控制難點(diǎn)包括磨負(fù)荷信號(hào)測(cè)量的復(fù)雜性、參數(shù)之間的耦合性、數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜性等等，有關(guān)的專家針對(duì)這一特征，使用模糊語(yǔ)言規(guī)則，總結(jié)好運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，使用預(yù)測(cè)模糊控制與分級(jí)模糊控制相結(jié)合的方式，在電廠磨球機(jī)中進(jìn)行了應(yīng)用，運(yùn)行效果顯示，使用預(yù)測(cè)模糊控制與分級(jí)模糊控制相結(jié)合的方式，可以很好的提升磨機(jī)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，也很好的解決了磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的大時(shí)滯的耦合問(wèn)題，提升了電廠的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

3.4 給水加藥的控制

電廠鍋爐給水加藥一般為加氨與聯(lián)氨，加氨目的是為了提升給水PH值與凝結(jié)水PH值，并減少酸性物質(zhì)對(duì)水系統(tǒng)產(chǎn)生的腐蝕。加聯(lián)氨的目的是為了去除水中的氧與二氧化碳，防止鍋爐中鐵垢與銅垢的生成。影響給水加藥的因素很多，水處理工況、鍋爐蒸發(fā)量都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響，因此，傳統(tǒng)的PID往往難以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)調(diào)節(jié)效果。使用變頻模糊加藥系統(tǒng)可以很好的克服人工加藥系統(tǒng)中存在的不足，也可以很好的提升給水的質(zhì)量，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4、結(jié)語(yǔ)

可以說(shuō)，智能控制系統(tǒng)可以很好的解決傳統(tǒng)系統(tǒng)不確定性、復(fù)雜性以及高度非線性的不足之處，智能控制系統(tǒng)在電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用已經(jīng)取得了良好的效益，在未來(lái)，也有著良好的應(yīng)用前景，相信隨著基礎(chǔ)理論的發(fā)展與應(yīng)用方法的成熟，智能控制系統(tǒng)將會(huì)得到更加完善的發(fā)展，電廠熱工自動(dòng)化水平也會(huì)得到不斷的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟麗榮.關(guān)于智能控制在電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用[期刊論文].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)，2012，12（25）.

[2]張擁軍.優(yōu)化火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要性及對(duì)策[期刊論文].中國(guó)集體經(jīng)濟(jì). 2009（10）.

[3]劉冬.淺談火電廠自動(dòng)化控制改造的有效方法[期刊論文].中國(guó)集體經(jīng)濟(jì)， 2009（24）.

篇(6)

關(guān)鍵詞： 線性系統(tǒng) 實(shí)踐教學(xué) 理論教學(xué) 實(shí)際操作

1.引言

“線性系統(tǒng)理論”是控制科學(xué)與工程專業(yè)、機(jī)電類專業(yè)以及其他研究生專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)課程。在控制系統(tǒng)理論的研究領(lǐng)域中，線性系統(tǒng)是研究的主要對(duì)象，而在此基礎(chǔ)上形成的線性系統(tǒng)理論是現(xiàn)代控制理論中最基本、最重要也最成熟的一個(gè)分支，所涉及的內(nèi)容包括生產(chǎn)過(guò)程控制、信息處理、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等多個(gè)方面。線性系統(tǒng)理論所涉及的概念、方法、原理和結(jié)論對(duì)于系統(tǒng)和控制理論的許多學(xué)科分支，如最優(yōu)控制、隨機(jī)控制、非線性控制、系統(tǒng)辨識(shí)、信號(hào)處理、故障檢測(cè)和濾波等都具有十分重要的作用[1]，[2]。作為控制工程與控制科學(xué)方向研究生從事科研的一門基礎(chǔ)課程，開(kāi)設(shè)“線性系統(tǒng)理論”課程的目的就是培養(yǎng)其運(yùn)用所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，包括控制理論，機(jī)電課程，電子技術(shù)等，以解決實(shí)際問(wèn)題[3]，[4]。該課程的開(kāi)設(shè)，不僅可以幫助他們開(kāi)展科研工作，還對(duì)他們今后從事本專業(yè)工作奠定了很好的基礎(chǔ)。

“線性系統(tǒng)理論”課程在國(guó)內(nèi)許多控制學(xué)科的研究生專業(yè)都有開(kāi)設(shè)，無(wú)論在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、學(xué)生實(shí)踐等方面都各有所長(zhǎng)，有許多值得我們學(xué)習(xí)，也為我們進(jìn)行教學(xué)提供了參考依據(jù)。安徽大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，現(xiàn)設(shè)有控制理論與控制工程，檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化轉(zhuǎn)置以及模式識(shí)別和智能系統(tǒng)等碩士研究生專業(yè)。自開(kāi)展“線性系統(tǒng)理論”課程以來(lái)，一直得到學(xué)生們的支持。實(shí)際上，很多院校“線性系統(tǒng)理論”教學(xué)都會(huì)存在或多或少的問(wèn)題，主要有：1.1忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，理論課程遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于實(shí)踐課程，導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫節(jié)；1.2教學(xué)內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)課時(shí)非常少，導(dǎo)致學(xué)生做科研時(shí)，不能學(xué)以致用。研究生教育作為我國(guó)教育結(jié)構(gòu)中最高層次的教育，肩負(fù)著為現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)高素質(zhì)、高層次人才的重任。研究生的教育主要包含課程學(xué)習(xí)和學(xué)位論文研究?jī)蓚€(gè)重要階段，其實(shí)就是學(xué)和做兩個(gè)層面。所以，我們?cè)趯?duì)研究生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)同時(shí)，也必須對(duì)他們的課程學(xué)習(xí)階段予以同等重視。因此，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，需要結(jié)合線性系統(tǒng)理論課程的特點(diǎn)，有意識(shí)、有目的、針對(duì)性地把系統(tǒng)控制理論中的研究方法貫穿于教學(xué)中。

本文擬從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面，有針對(duì)性地對(duì)線性系統(tǒng)理論的教學(xué)工作進(jìn)行課程教改探討，以增強(qiáng)教學(xué)的效果。以期對(duì)研究生進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究問(wèn)題方法的培養(yǎng)和熏陶。并加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生理論和實(shí)際操作的能力，更好地為研究生的科研工作服務(wù)。

2.理論教學(xué)的改革分析

2.1形成完整的理論教學(xué)體系。

實(shí)際上，“線性系統(tǒng)理論”可以看成本科課程“自動(dòng)控制原理”、“現(xiàn)代控制理論”和“控制系統(tǒng)仿真”等課程的延伸。那么，怎么樣將這些本科課程進(jìn)行整合，并結(jié)合各個(gè)具體研究生專業(yè)，有機(jī)地處理好各課程之間的關(guān)系，是亟待解決問(wèn)題。因此，在進(jìn)行本課程教學(xué)時(shí)，需要結(jié)合不同專業(yè)，加入能反映或聯(lián)系學(xué)科的新思想、新概念和新成果，構(gòu)建并完善由經(jīng)典控制理論與線性系統(tǒng)理論基礎(chǔ)為主組成的控制理論課程體系，為相應(yīng)的研究生研究專業(yè)和方向服務(wù)。同時(shí)，要避免與本科課程的重復(fù)，增設(shè)相關(guān)研究方向的內(nèi)容、完善課程體系，以適應(yīng)了學(xué)科發(fā)展需要，更有利于研究生人才的培養(yǎng)。以下分別從課程研究方法和教學(xué)方法兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。

2.1.1課程研究方法分析。

線性系統(tǒng)理論著重于研究線性系統(tǒng)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和改變這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可能性和方法，以建立和揭示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)、行為和性能間的確定和定量的關(guān)系，即研究系統(tǒng)的分析和綜合問(wèn)題。由于線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型主要包括時(shí)間域模型和頻率域模型，所以綜合線性系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程（主要包括經(jīng)典線性理論和現(xiàn)代線性理論兩個(gè)過(guò)程），主要的研究方法包括狀態(tài)空間法、幾何理論法、代數(shù)理論法和多變量頻域法四個(gè)方面。

狀態(tài)空間法是線性系統(tǒng)理論形成最早和影響最廣泛的一個(gè)分支，分析的對(duì)象是系統(tǒng)的狀態(tài)方程和輸出方程，屬于時(shí)間域方法，主要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是線性代數(shù)和矩陣?yán)碚摗缀卫碚摲ň褪菍?duì)線性系統(tǒng)的研究轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間中的幾何問(wèn)題，并采用幾何語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述，分析和綜合，其數(shù)學(xué)工具是以幾何形式表述的線性代數(shù)。代數(shù)理論法即采用抽象代數(shù)工具表征和研究線性系統(tǒng)，該方法起源于卡爾曼，并在模論方法的影響下，形成了相應(yīng)的線性系統(tǒng)代數(shù)理論。而多變量頻域法，其實(shí)質(zhì)是以狀態(tài)空間為基礎(chǔ)，采用頻率域的系統(tǒng)描述和計(jì)算方法，分析和綜合線性時(shí)不變系統(tǒng)，主要包括簡(jiǎn)單的頻率域方法和多項(xiàng)式矩陣方法。相比較狀態(tài)空間法而言，多變量頻域法物理直觀性強(qiáng)，便于綜合和調(diào)整。

2.1.2教學(xué)方法。

從線性系統(tǒng)理論和研究方法可知，其研究基礎(chǔ)以線性代數(shù)和微分方程為主要數(shù)學(xué)工具，并以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)來(lái)分析與設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，內(nèi)容比較抽象，涉及的研究方法很多。因?yàn)椋瑸橥怀鰡?wèn)題的背景和增強(qiáng)說(shuō)服力，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中增加工程實(shí)際系統(tǒng)范例，并通過(guò)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的講解給出抽象的定義，使得抽象的理論概念與實(shí)際系統(tǒng)相結(jié)合。這樣，可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，適應(yīng)專業(yè)發(fā)展需要。我們的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在授課過(guò)程中，將倒立擺、雙容水箱、機(jī)械手和電力系統(tǒng)等復(fù)雜的控制系統(tǒng)作為例子始終貫串在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，并在各個(gè)章節(jié)的教學(xué)中加以深化。采用機(jī)理建模方法建立這些復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)線性化分析方法建立系統(tǒng)的狀態(tài)控制表達(dá)式，并根據(jù)各個(gè)章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容分析研究，主要包括判別能控性和能觀測(cè)性；判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性；設(shè)計(jì)出狀態(tài)反饋控制器和觀測(cè)器，進(jìn)行極點(diǎn)配置分析；設(shè)計(jì)鎮(zhèn)定控制器和二次型優(yōu)化控制器，進(jìn)行優(yōu)化控制等等。通過(guò)各個(gè)章節(jié)循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)，以達(dá)到理論和實(shí)際的結(jié)合。不僅有助于 將實(shí)際系統(tǒng)貫徹到理論學(xué)習(xí)中，也有助于學(xué)生對(duì)抽象理論知識(shí)的理解和學(xué)習(xí)，得到了學(xué)生的普遍歡迎。

3.實(shí)踐教學(xué)的改革分析

3.1多媒體教學(xué)和仿真實(shí)驗(yàn)工具結(jié)合。

我們的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在授課過(guò)程中，主要結(jié)合多媒體技術(shù)、板書(shū)推導(dǎo)和教師講解三個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)。很多畫(huà)圖和表格可以通過(guò)使用多媒體課件來(lái)展示，這樣既減少板書(shū)量，又增加了教師課堂講解的時(shí)間，提高了課堂教學(xué)效率。對(duì)一些重要的公式推導(dǎo)和理論證明，通過(guò)板書(shū)書(shū)寫，可以讓學(xué)生跟著老師的思路，加強(qiáng)學(xué)習(xí)。而且，我們可以利用多媒體技術(shù)在課堂上借助Matlab/Simulink[5]、VRML、CACSD和CAI等仿真平臺(tái)，適當(dāng)?shù)夭迦胗蟹抡婀ぞ呔幊虒?shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的表示、能控性能觀性和穩(wěn)定性分析，以及狀態(tài)反饋實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)控制等。其實(shí)通過(guò)這些仿真工具的課堂教學(xué)引入，不僅可以很方便地求解高階系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移陣、特征值和特征向量等，還可以借助仿真教學(xué)輔助方式，使學(xué)生從實(shí)際的程序分析和圖形描述中更形象地理解和掌握現(xiàn)代控制理論分析系統(tǒng)的方法，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。很多學(xué)生表示，通過(guò)多媒體技術(shù)、板書(shū)推導(dǎo)和教師講解三個(gè)方面的教學(xué)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)仿真的動(dòng)態(tài)演示，極大地激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

3.2網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)庫(kù)資源利用。

為了學(xué)生更好地消化和吸收課堂內(nèi)容，我們的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)擬建立相應(yīng)的教學(xué)網(wǎng)站，學(xué)生通過(guò)教學(xué)網(wǎng)站獲取學(xué)習(xí)資料，包括課程課件，教學(xué)教案，習(xí)題答案和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等，還可能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)工具和教師進(jìn)行在線交流和討論。通過(guò)這種網(wǎng)上學(xué)習(xí)和交流，可以進(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)，加大學(xué)習(xí)空間。同時(shí)，作為研究生，必須會(huì)使用數(shù)據(jù)庫(kù)資源進(jìn)行科研學(xué)習(xí)。對(duì)此，我們通過(guò)課程論文寫作環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使得學(xué)生掌握了利用網(wǎng)絡(luò)電子資源，如中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)、Springer、Elsevier、IEEE/IEE和ISI等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索文獻(xiàn)的方法。雖然加大了本課程學(xué)習(xí)的難度，但是為攻讀學(xué)位期間順利發(fā)表核心期刊論文奠定了基礎(chǔ)，受到了學(xué)生的一致好評(píng)。

3.3教學(xué)實(shí)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)踐。

根據(jù)課程的安排，我們課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)主要包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。其中，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)Matlab/Simulink等仿真平臺(tái)的應(yīng)用，研究線性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析，系統(tǒng)的能控制和能觀測(cè)性分析、穩(wěn)定性分析、極點(diǎn)配置和觀測(cè)器設(shè)計(jì)等。綜合性研究性實(shí)驗(yàn)包括直線倒立擺的控制實(shí)驗(yàn)。對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己提出實(shí)驗(yàn)方案，并選擇合適的控制方法，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)試驗(yàn)證，主要包括直線倒立擺的控制，雙容水箱的控制和機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)等。

在加強(qiáng)學(xué)生基本工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生走出課堂，到專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、校企共建實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地和校外工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)線參觀學(xué)習(xí)，了解所從事專業(yè)的特點(diǎn)，明確科學(xué)研究生產(chǎn)實(shí)踐與所學(xué)課程的關(guān)系，開(kāi)闊視野，提高學(xué)習(xí)興趣，并增強(qiáng)學(xué)習(xí)意識(shí)。

4.結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)線性控制理論課程的特點(diǎn)，并結(jié)合我們的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提出了本課程在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中的一些改革舉措，并通過(guò)本校的實(shí)際情況進(jìn)行了分析說(shuō)明。從目前的情況而言，不少學(xué)生反映效果很好。課程教改是一個(gè)需要不斷完善的過(guò)程，永無(wú)止境。我們需要在教學(xué)過(guò)程中，不斷地加快教學(xué)改革，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，為國(guó)家培養(yǎng)更多的優(yōu)秀的研究生人才。

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篇(7)

論文摘 要： 概括說(shuō)明機(jī)械電子控制產(chǎn)業(yè)發(fā)展的情況，重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域以及工業(yè)生產(chǎn)制造和人們?nèi)粘Ｉ钪械膹V泛應(yīng)用。

0 引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的變革，同時(shí)給相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的影響，提高了生產(chǎn)水平和技術(shù)。隨著各種技術(shù)之間相融合的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)為核心的機(jī)電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來(lái)更多的實(shí)際應(yīng)用。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展概況

1.1 計(jì)算機(jī)控制理論的形成與技術(shù)的發(fā)展

忽略數(shù)字信號(hào)的量化效應(yīng)，可以將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)看成采樣控制系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中，將其中連續(xù)的環(huán)節(jié)離散化，則整個(gè)系統(tǒng)又可看成由不同的離散系統(tǒng)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態(tài)空間理論和系統(tǒng)辨識(shí)自適應(yīng)控制等理論綜合應(yīng)用到控制技術(shù)中，使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有了初步發(fā)展。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、時(shí)變的非線性系統(tǒng)，控制系統(tǒng)則融入了魯棒控制、模糊控制、預(yù)測(cè)控制等多種新型理論，逐步形成了工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的一個(gè)新方向。

自世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世后，計(jì)算機(jī)首先被用來(lái)自動(dòng)檢測(cè)化工生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程參量并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，同時(shí)也研究了計(jì)算機(jī)的開(kāi)環(huán)控制。到二十世紀(jì)六十年代，出現(xiàn)了用于過(guò)程控制的計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字控制。后經(jīng)集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的以微處理器為核心的分層式控制系統(tǒng)控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理控制等。伴隨著計(jì)算機(jī)處理器等技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)的變革，最終應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中并對(duì)其產(chǎn)生巨大影響。

1.2 機(jī)械和電子控制技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀

在生產(chǎn)、科研等諸多領(lǐng)域里，有大量的物理量需要按某種變化規(guī)律進(jìn)行控制。在二十世紀(jì)三十年代之前，工業(yè)生產(chǎn)多處于手工操作的狀態(tài)。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內(nèi)，初步有了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械控制實(shí)踐。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，直接實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)中各參量和過(guò)程的數(shù)字控制。計(jì)算機(jī)的微型化使控制技術(shù)更加智能化，同時(shí)將機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)也得到迅猛發(fā)展，且越來(lái)越被廣泛的應(yīng)用到各生產(chǎn)領(lǐng)域。目前主要形成并應(yīng)用的機(jī)電控制技術(shù)主要有pid控制，pid是經(jīng)典控制理論的代表，它吸收了智能控制思想并利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，形成了自適應(yīng)pid和非線性pid等更利于控制的變種pid控制器。另外還有模糊控制（flc）、變結(jié)構(gòu)控制等，均隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展在不斷地拓寬。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展及在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用

2.1 機(jī)電一體化的簡(jiǎn)介和生產(chǎn)應(yīng)用

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)集合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等對(duì)各生產(chǎn)領(lǐng)域的控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督操作。它主要應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)控機(jī)床，通過(guò)相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)，在工業(yè)操作上結(jié)構(gòu)、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多cpu和多主線的體系結(jié)構(gòu)，豐富了數(shù)控功能，也提高了生產(chǎn)效率。

柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造系統(tǒng)在機(jī)電控制工業(yè)的應(yīng)用，是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)。它主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。在工業(yè)上，它可以隨機(jī)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，更適用于多品種，小批量等的離散零件的批量生產(chǎn)。

交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展也是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在工業(yè)上有了重要的應(yīng)用，尤其是在鋼鐵工業(yè)中，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，無(wú)論是大容量電機(jī)還是小容量電機(jī)現(xiàn)均可使同步電機(jī)或者異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆滑調(diào)速。也使交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。

可編程控制器（plc）是集計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制化技術(shù)于一體的新型控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)解決了工業(yè)控制系統(tǒng)中大量開(kāi)關(guān)控制的問(wèn)題，逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統(tǒng)。隨著plc技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域更是不斷擴(kuò)大，可采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。這種過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。此外，隨著工廠網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的發(fā)展，plc可實(shí)現(xiàn)通信及聯(lián)網(wǎng)功能，更有助于工業(yè)生產(chǎn)的控制過(guò)程的監(jiān)控。如今，plc技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保以及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)。

2.2 計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用實(shí)例

計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械電子控制技術(shù)一體化的有機(jī)結(jié)合，不斷使相關(guān)的新技術(shù)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中去，這些應(yīng)用到的領(lǐng)域已經(jīng)不再局限于工業(yè)的生產(chǎn)，更多技術(shù)是切身關(guān)系到我們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕?。下面舉幾個(gè)具體實(shí)例來(lái)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電控制相結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用。

plc實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手移動(dòng)工件的控制過(guò)程。隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，人類活動(dòng)的范圍不斷擴(kuò)大，機(jī)器人的應(yīng)用正迅速向社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展，并從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域，各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。隨著機(jī)器人的生產(chǎn)和大量應(yīng)用，很多領(lǐng)域，許多單一、重復(fù)的機(jī)械工作由機(jī)器人（也稱機(jī)械手）來(lái)完成。工業(yè)機(jī)器人是一種能進(jìn)行自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī)，廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有重要意義。與計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。

農(nóng)業(yè)方面，機(jī)械作業(yè)過(guò)程中駕駛室內(nèi)的儀表盤正迅速由電子監(jiān)視儀表取代并逐步由單一參數(shù)顯示方式向智能化信息顯示終端過(guò)渡，以此來(lái)改善人機(jī)交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端（virtual display terminal），它代表了當(dāng)代儀器與控制裝置發(fā)展的主流方向。它可通過(guò)屏幕任意選擇顯示機(jī)組中不同部分的終端信息，在屏幕上按操作者的需求，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)信息，顯示數(shù)據(jù)、圖形、語(yǔ)音等多媒體信息。另外，還可以將數(shù)據(jù)信息動(dòng)態(tài)存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡，將農(nóng)業(yè)作業(yè)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息通過(guò)智能卡帶回辦公室，由計(jì)算機(jī)應(yīng)用高級(jí)軟件進(jìn)行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過(guò)智能卡傳送到拖拉機(jī)上的智能控制終端，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制農(nóng)機(jī)的操作。

plc在自動(dòng)售貨機(jī)中的應(yīng)用。自動(dòng)售貨機(jī)通過(guò)顧客選擇商品開(kāi)關(guān)，投入的硬幣值由plc驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，經(jīng)過(guò)光傳感器識(shí)別，通過(guò)判斷，進(jìn)行下一步操作，經(jīng)過(guò)plc的系統(tǒng)控制和信號(hào)輸出完成售賣過(guò)程。計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電自動(dòng)控制在自動(dòng)售貨機(jī)中的這項(xiàng)應(yīng)用極大方便了人們的生活，也使plc的應(yīng)用更加廣泛。

交通信號(hào)燈系統(tǒng)也是微機(jī)軟件應(yīng)用到電子控制系統(tǒng)中的典型實(shí)例。通過(guò)主要應(yīng)用plc技術(shù)控制十字路口的信號(hào)燈動(dòng)作。準(zhǔn)確無(wú)誤的完成信號(hào)燈的變燈動(dòng)作來(lái)控制時(shí)間，這項(xiàng)應(yīng)用更是極大方便了人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鞯某鲂小?/p>

電腦橫機(jī)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給機(jī)械編織行業(yè)帶來(lái)了巨大的變革?，F(xiàn)在的電腦橫機(jī)是一種涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、控制等諸多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)。電腦橫機(jī)的編織是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，最初的橫機(jī)是手動(dòng)橫機(jī)，只能勝任比較簡(jiǎn)單的編織過(guò)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電腦橫機(jī)中，通過(guò)電腦的自動(dòng)控制，設(shè)計(jì)人員可對(duì)編織花型進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字直接控制機(jī)械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應(yīng)的機(jī)械編織動(dòng)作，由計(jì)算機(jī)指令控制系統(tǒng)完成整個(gè)設(shè)計(jì)的編織，極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。

與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

3 總結(jié)

在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入發(fā)展，機(jī)電一體化的形成是機(jī)械工業(yè)中的重要變革。通過(guò)不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，使機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)在諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

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