自動(dòng)控制技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：自動(dòng)控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，直線電機(jī)，可編程計(jì)算機(jī)控制器，運(yùn)動(dòng)控制

一、引言

信息時(shí)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(jī)械工業(yè)，在這場(chǎng)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(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場(chǎng)大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國(guó)家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)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(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)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(guó)內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)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(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。

二、全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

在一些定位精度或動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求比較高的機(jī)電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)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(jiǎn)單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對(duì)電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣，在驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)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(yùn)算能力，自動(dòng)完成整個(gè)伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負(fù)載變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動(dòng)器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測(cè)算出設(shè)備的機(jī)械共振點(diǎn)，并通過陷波濾波方式消除機(jī)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(jī)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(duì)于傳動(dòng)鏈上的間隙及誤差不能克服或補(bǔ)償。為了獲得更高的控制精度，應(yīng)在最終的運(yùn)動(dòng)部分安裝高精度的檢測(cè)元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實(shí)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(jī)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(guó)外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實(shí)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(dòng)化設(shè)備的實(shí)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(dòng)器可以直接采樣裝在最后一級(jí)機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(jī)上的編碼器反饋此時(shí)僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機(jī)械傳動(dòng)上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實(shí)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(dòng)器來完成，無需增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，因而越來越多的行業(yè)在其自動(dòng)化設(shè)備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

三、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)

直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，近幾年來已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起"直線電機(jī)熱"。

在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)（拖板）之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，因而這種傳動(dòng)方式又被稱為"零傳動(dòng)"。正是由于這種"零傳動(dòng)"方式，帶來了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

1.高速響應(yīng)由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件（如絲杠等），使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。

2.精度直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差，減少了插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測(cè)反饋控制，即可大大提高機(jī)床的定位精度。

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

4.速度快、加減速過程短由于直線電動(dòng)機(jī)最早主要用于磁懸浮列車（時(shí)速可達(dá)500Km/h），所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中，要滿足其超高速切削的最大進(jìn)個(gè)速度（要求達(dá)60～100M/min或更高）當(dāng)然是沒有問題的。也由于上述"零傳動(dòng)"的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短。以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)瞬間達(dá)到高速，高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停?？色@得較高的加速度，一般可達(dá)2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動(dòng)的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

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

6.運(yùn)動(dòng)動(dòng)安靜、噪音低由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機(jī)械接觸），其運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音將大大降低。

7.效率高由于無中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗，傳動(dòng)效率大大提高。

直線傳動(dòng)電機(jī)的發(fā)展也越來越快，在運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)中倍受重視。在國(guó)外工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制相對(duì)發(fā)達(dá)的國(guó)家已開始推廣使用相應(yīng)的產(chǎn)品，其中美國(guó)科爾摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直線電機(jī)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(dòng)態(tài)響應(yīng)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(yùn)動(dòng)；德國(guó)西門子公司、日本三井精機(jī)公司、臺(tái)灣上銀科技公司等也開始在其產(chǎn)品中應(yīng)用直線電機(jī)。

四、可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)

自20世紀(jì)60年代末美國(guó)第一臺(tái)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(jì)算機(jī)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(yuǎn)遠(yuǎn)走出了當(dāng)初的"順序控制"的雛形階段。可編程計(jì)算機(jī)控制器（PCC）就是代表這一發(fā)展趨勢(shì)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(diǎn)在于它類似于大型計(jì)算機(jī)的分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時(shí)鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運(yùn)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(dǎo)致了PLC的"控制速度"依賴于應(yīng)用程序的大小，這一結(jié)果無疑是同I/O通道中高實(shí)時(shí)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(shí)多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái)，這樣應(yīng)用程序的運(yùn)行周期則與程序長(zhǎng)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(yīng)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(shí)時(shí)控制的要求。當(dāng)然，這種控制周期可以在CPU運(yùn)算能力允許的前提下，按照用戶的實(shí)際要求，任意修改。

基于這樣的操作系統(tǒng)，PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成，給工程項(xiàng)目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。因?yàn)檫@樣可以方便地按照控制項(xiàng)目中各部分不同的功能要求，如運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、PID調(diào)節(jié)運(yùn)算、通信控制等，分別編制出控制程序模塊（任務(wù)），這些模塊既獨(dú)立運(yùn)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(dú)立編制和調(diào)試之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運(yùn)行，共同實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的控制要求。

PCC在工業(yè)控制中強(qiáng)大的功能優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)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(xiàng)較為年輕的技術(shù)，但在其越來越多的應(yīng)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(yùn)動(dòng)控制卡

運(yùn)動(dòng)控制卡是一種基于工業(yè)PC機(jī)、用于各種運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)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?yàn)椋海?）為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開放性等要求；（2）在各種工業(yè)設(shè)備（如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械等）、國(guó)防裝備（如跟蹤定位系統(tǒng)等）、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)研制和改造中，急需一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制模塊的硬件平臺(tái)；（3）PC機(jī)在各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的廣泛應(yīng)用，也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機(jī)的強(qiáng)大功能。

運(yùn)動(dòng)控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動(dòng)控制核心，大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地，運(yùn)動(dòng)控制卡與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號(hào)的監(jiān)控等等）；控制卡完成運(yùn)動(dòng)控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號(hào)的輸出、自動(dòng)升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號(hào)的檢測(cè)等等）。運(yùn)動(dòng)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(tái)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(yùn)動(dòng)控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。

這種運(yùn)動(dòng)控制模式在國(guó)外自動(dòng)化設(shè)備的控制系統(tǒng)中比較流行，運(yùn)動(dòng)控制卡也形成了一個(gè)獨(dú)立的專門行業(yè)，具有代表性的產(chǎn)品有美國(guó)的PMAC、PARKER等運(yùn)動(dòng)控制卡。在國(guó)內(nèi)相應(yīng)的產(chǎn)品也已出現(xiàn)，如成都步進(jìn)機(jī)電有限公司的DMC300系列卡已成功地應(yīng)用于數(shù)控打孔機(jī)、汽車部件性能試驗(yàn)臺(tái)等多種自動(dòng)化設(shè)備上。

第2篇：自動(dòng)控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制原理 應(yīng)用 特點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TL372 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

自動(dòng)控制學(xué)科是近幾十年來了發(fā)展起來的一門很重要的學(xué)科。它的發(fā)展很迅速，特別是計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，更加快了它的發(fā)展，尤其是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)近年來的發(fā)展。自動(dòng)化學(xué)科研究的范圍也是很廣泛的，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化、對(duì)迅速提升我國(guó)綜合國(guó)力具有重要和積極作用。

自動(dòng)控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。

自動(dòng)控制是相對(duì)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(duì)象或過程自動(dòng)地按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制技術(shù)的研究有利于將人類從復(fù)雜、危險(xiǎn)、繁瑣的勞動(dòng)環(huán)境中解放出來并大大提高控制效率。 自動(dòng)控制是工程科學(xué)的一個(gè)分支。它涉及利用反饋原理的對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)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(xué)的系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)。我們今天稱作自動(dòng)控制的是二十世紀(jì)中葉產(chǎn)生的控制論的一個(gè)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(dòng)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(jī)械（被控對(duì)象）自動(dòng)地按照某種規(guī)律（控制目標(biāo)）運(yùn)行，使被控對(duì)象的一個(gè)或幾個(gè)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(yù)定要求變化的技術(shù)。它包含了自動(dòng)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(duì)象或被控過程的特性等方面的知識(shí)；自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與綜合；控制用計(jì)算機(jī)（能作數(shù)字運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的控制機(jī)）的構(gòu)造原理和實(shí)現(xiàn)方法。自動(dòng)控制技術(shù)是當(dāng)展迅速，應(yīng)用廣泛，最引人矚目的高技術(shù)之一；是推動(dòng)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(dòng)化領(lǐng)域的重要組成部分。

自動(dòng)控制技術(shù)有很強(qiáng)的應(yīng)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(yùn)輸工業(yè)和國(guó)防工業(yè)上，或是圖書資料的管理、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)設(shè)備上都得到廣泛應(yīng)用。自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)導(dǎo)彈和人造地球衛(wèi)星是非常重要的，對(duì)于研究原子能的應(yīng)用，研究飛機(jī)和導(dǎo)彈的空氣動(dòng)力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也是有用的。沒有應(yīng)用背景的“控制理論”就缺乏生命力。如何巧妙地運(yùn)用控制的基礎(chǔ)理論來解決實(shí)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(dòng)化控制原理

自動(dòng)化控制有半自動(dòng)與全自動(dòng)化

例如：機(jī)器、設(shè)備可以按照生產(chǎn)的要求和目的，進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)；全自動(dòng)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(dòng)化控制要人通過設(shè)施、設(shè)備、機(jī)械、儀器或手工等勞動(dòng)力的參與。

自動(dòng)化控制技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動(dòng)化控制不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。因此，自動(dòng)化控制是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。

自動(dòng)化控制理論是自動(dòng)化專業(yè)的重要學(xué)習(xí)課程。

二、自動(dòng)化控制的應(yīng)用

2.1過程自動(dòng)化

石油煉制和化工等工業(yè)中流體或粉體的化學(xué)處理的自動(dòng)化控制。一般采用由檢測(cè)儀表、調(diào)節(jié)器和計(jì)算機(jī)等組成的過程控制系統(tǒng)，對(duì)加熱爐、精餾塔等設(shè)備或整個(gè)工廠進(jìn)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(jī)械制造自動(dòng)化

這是機(jī)械化、電氣化與自動(dòng)控制相結(jié)合的結(jié)果，處理的對(duì)象是離散工件。早期的機(jī)械制造自動(dòng)化是采用機(jī)械或電氣部件的單機(jī)自動(dòng)化或是簡(jiǎn)單的自動(dòng)生產(chǎn)線。20世紀(jì)60年代以后，由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、自動(dòng)化倉庫等。研制出適應(yīng)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(dòng)化車間，加上信息管理、生產(chǎn)管理自動(dòng)化，出現(xiàn)了采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

2.3管理自動(dòng)化

工廠或事業(yè)單位的人、財(cái)、物、生產(chǎn)、辦公等業(yè)務(wù)管理的自動(dòng)化控制，是以信息處理為核心的綜合性技術(shù)，涉及電子計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)與控制等學(xué)科。一般采用由多臺(tái)具有高速處理大量信息能力的計(jì)算機(jī)和各種終端組成的局部網(wǎng)絡(luò)。現(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(dòng)化控制系統(tǒng)

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

自動(dòng)化控制系統(tǒng)的概念

自動(dòng)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(jī)械電氣一體自動(dòng)化集成控制技術(shù)和理論。

自動(dòng)控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。

四、自動(dòng)控制系統(tǒng)特點(diǎn)

自動(dòng)控制能自動(dòng)調(diào)節(jié)、檢測(cè)、加工的機(jī)器設(shè)備、儀表，按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)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(dòng)強(qiáng)度、保障生產(chǎn)安全等。

自動(dòng)控制系統(tǒng)理論

自動(dòng)控制是相對(duì)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(duì)象或過程自動(dòng)地按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制技術(shù)的研究有利于將人類從復(fù)雜、危險(xiǎn)、繁瑣的勞動(dòng)環(huán)境中解放出來并大大提高控制效率。

自動(dòng)控制是工程科學(xué)的一個(gè)分支，它涉及利用反饋原理的對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)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(xué)的系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)。我們今天稱作自動(dòng)控制的是二十世紀(jì)中葉產(chǎn)生的控制論的一個(gè)分支。

結(jié)束語：

隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)。直流調(diào)速器在數(shù)控機(jī)床、造紙印刷、紡織印染、光纜線纜設(shè)備、包裝機(jī)械、電工機(jī)械、食品加工機(jī)械、橡膠機(jī)械、生物設(shè)備、印制電路板設(shè)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、焊接切割、輕工機(jī)械、物流輸送設(shè)備、機(jī)車車輛、醫(yī)設(shè)備、通訊設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備、衛(wèi)星地面接受系統(tǒng)等行業(yè)都有應(yīng)用。相信不久的將來會(huì)帶給人們更多的便利。

參考文獻(xiàn)

第3篇：自動(dòng)控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：電氣控制；PLC技術(shù)；自動(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能，都采用PLC來構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，尤其是對(duì)于一些電氣控制較為復(fù)雜的電氣設(shè)備和大型機(jī)電裝備，PLC在電氣化和自動(dòng)化控制方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化控制，以及實(shí)現(xiàn)無人值守等眾多優(yōu)點(diǎn)?；诖耍琍LC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的主要應(yīng)用技術(shù)。

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

2 數(shù)控機(jī)床的電氣化改造概述

2.1 數(shù)控機(jī)床的主要功能

數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工、制造和生產(chǎn)中應(yīng)用的最為廣泛的一類機(jī)電設(shè)備。數(shù)控機(jī)床依托數(shù)控化程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的自動(dòng)切削和加工。但是目前我國(guó)仍然有超過近1000萬臺(tái)的數(shù)控機(jī)床，主要依靠手動(dòng)控制完成切削加工，無法實(shí)現(xiàn)基本的電氣化和自動(dòng)化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的電氣化改造，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1） 數(shù)控機(jī)床的所有電機(jī)、接觸器等實(shí)現(xiàn)基于PLC的自動(dòng)化控制；

（2）數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由PLC控制自動(dòng)完成，無需人工手動(dòng)干預(yù)；

（3） 自動(dòng)檢測(cè)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(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程控制，以達(dá)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(duì)于數(shù)控車床的電氣化、自動(dòng)化改造的功能要求，確定了采用上位機(jī)與下位機(jī)結(jié)合的自動(dòng)化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：

（1） 上位機(jī)借助于工控機(jī)，利用工控機(jī)強(qiáng)大的圖像處理能力，重點(diǎn)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(shí)還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)控制指令的下達(dá)，確保數(shù)控車床能夠自動(dòng)完成所有切削加工生產(chǎn)任務(wù)。

（ 2）下位機(jī)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(fù)責(zé)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(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，并傳輸給上位機(jī)進(jìn)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(jī)的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程控制。

（3） 對(duì)于數(shù)控車床最為關(guān)鍵的控制――進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制，利用PLC+運(yùn)動(dòng)控制板卡的模式實(shí)現(xiàn)電氣化和自動(dòng)化的控制。具體實(shí)現(xiàn)方式為：選用合適的運(yùn)動(dòng)控制板卡，配合PLC的順序控制，對(duì)進(jìn)給軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)伺服運(yùn)動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化控制。

3 數(shù)控車床電氣化自動(dòng)控制改造的實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)控車床的電氣化自動(dòng)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(gè)部分構(gòu)成：

3.1.1 底層設(shè)備

底層設(shè)備主要包括兩個(gè)方面，首先是實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)切削加工運(yùn)轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機(jī)電設(shè)備，如電源模塊、電機(jī)模塊等，這些機(jī)電設(shè)備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn)；其次，底層設(shè)備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測(cè)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設(shè)備為實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)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(fù)責(zé)接收底層傳感設(shè)備傳送過來的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測(cè)參數(shù)，通過內(nèi)部程序的運(yùn)算，判斷整個(gè)數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點(diǎn)參數(shù)上傳到遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲(chǔ)、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時(shí)還接收來自于遠(yuǎn)程控制終端所下達(dá)的控制指令，比如停機(jī)、啟動(dòng)等控制指令，PLC站通過對(duì)相應(yīng)執(zhí)行器（比如電機(jī)）的控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能。

3.1.3 遠(yuǎn)程控制終端

遠(yuǎn)程控制終端主要是依賴于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)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(dòng)控制的軟件程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)無人值守的功能。

基于PLC的數(shù)控車床電氣自動(dòng)化改造框圖

3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

本研究論文以CK6140普通數(shù)量機(jī)床為具體研究對(duì)象，詳細(xì)探討其電氣化、自動(dòng)化控制的改造。通過上文對(duì)機(jī)床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個(gè)機(jī)床電氣化、自動(dòng)化改造，一共需要實(shí)現(xiàn)14個(gè)系統(tǒng)輸入，9個(gè)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(duì)數(shù)控機(jī)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(diǎn)等電氣控制元件，與PLC共同實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制，比如PLC通過接觸器控制電機(jī)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(shè)備的越來越復(fù)雜，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于電氣控制的要求也越來越高，基于PLC的自動(dòng)化控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，逐漸成為了當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)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(shì)在于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制同時(shí)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(jī)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(xì)探討了PLC自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，給出了具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)于進(jìn)一步提高PLC自動(dòng)化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用具有很好的指導(dǎo)和借鑒意義。

第4篇：自動(dòng)控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理；教學(xué)模式；教學(xué)方法；改革創(chuàng)新

作者簡(jiǎn)介：董帥（1985-），男，天津人，軍事交通學(xué)院裝運(yùn)機(jī)械系，助教；李春卉（1977-），女，山西運(yùn)城人，軍事交通學(xué)院裝運(yùn)機(jī)械系，講師。（天津 300161）

中圖分類號(hào)：G642     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）01-0019-02

自動(dòng)控制原理是機(jī)械工程及其自動(dòng)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(diǎn)是：抽象概念多、理論性強(qiáng)、信息量大；所涉及的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)廣泛、知識(shí)面廣；內(nèi)容豐富、更新發(fā)展快等。課程的這些特點(diǎn)很容易造成學(xué)生理解上的混亂，對(duì)學(xué)習(xí)造成困難，同時(shí)依靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師也很難保證較好的教學(xué)效果。因此，本文提出一些教學(xué)模式的創(chuàng)新思考，并在日常教學(xué)中有計(jì)劃、有規(guī)律的進(jìn)行實(shí)踐探索，達(dá)到該門課程教師從容授課、學(xué)生輕松學(xué)習(xí)，既增強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程意識(shí)。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式下，自動(dòng)控制原理課程教學(xué)中存在的問題

1.學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱和學(xué)習(xí)能力的下降造成學(xué)習(xí)障礙

自動(dòng)控制原理課程是控制、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)領(lǐng)域的交叉學(xué)科。課程內(nèi)容涉及高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、力學(xué)、電學(xué)、機(jī)械學(xué)等多門學(xué)科知識(shí)，理論性強(qiáng)，與工程結(jié)合密切。由于高校擴(kuò)招后學(xué)生的文化基礎(chǔ)、自主學(xué)習(xí)動(dòng)力和吃苦精神較之以往有所下降，加上學(xué)生對(duì)課程相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)缺乏，對(duì)學(xué)科之間的交叉理解能力不強(qiáng)，以致學(xué)生普遍認(rèn)為自動(dòng)控制原理課程的學(xué)習(xí)困難。

2.對(duì)理論與實(shí)踐結(jié)合的重視程度不夠致使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力

在實(shí)際教學(xué)過程中教師往往缺乏實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)的結(jié)合，學(xué)生對(duì)實(shí)際控制系統(tǒng)缺少直觀的感性認(rèn)識(shí)，造成學(xué)生對(duì)于實(shí)踐環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)和重視度不高，缺乏工程實(shí)踐知識(shí)和創(chuàng)新能力；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，循規(guī)蹈矩，實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一，某些實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)更是與理論教學(xué)脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。另外，在現(xiàn)今大環(huán)境的影響下，很多學(xué)生更注重所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性，只想知道所學(xué)的課程對(duì)以后的工作究竟有什么用，直奔目標(biāo)而去，認(rèn)為“有用”則學(xué)，“無用”則混。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下無法給學(xué)生正確的引導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

3.傳統(tǒng)的講授式課堂教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

自動(dòng)控制原理教材中有許多抽象概念讓學(xué)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(shí)生活有什么聯(lián)系，脫離實(shí)際在一定程度上已經(jīng)影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。再加上傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生上課只能摘抄筆記被動(dòng)地接受“填鴨式”教學(xué)，課堂上缺乏“參與式”、“引導(dǎo)式”和“啟發(fā)式”等互動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)，教師只是一味地進(jìn)行公式推導(dǎo)，對(duì)學(xué)生灌輸抽象的專業(yè)理論概念，枯燥的學(xué)習(xí)內(nèi)容和單一的教學(xué)模式，極易使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)興趣。

4.傳統(tǒng)的考核方式使學(xué)生的學(xué)習(xí)與課程要求相脫離

自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)目的是使學(xué)生了解自動(dòng)控制領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)，掌握自動(dòng)控制技術(shù)的基本理論和專業(yè)技能，增強(qiáng)與之相應(yīng)的工程意識(shí)和創(chuàng)新能力。但課程的內(nèi)容比較抽象，單一的理論學(xué)習(xí)使學(xué)生感到枯燥厭煩，學(xué)生學(xué)習(xí)就是為了考試時(shí)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(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不能達(dá)到教學(xué)目的，因此就會(huì)把教學(xué)中的教與學(xué)、學(xué)與考給割裂開來，教學(xué)達(dá)不到應(yīng)有的目的。

二、課程教學(xué)改革的創(chuàng)新思考和實(shí)踐探索

1.理論教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐

（1）創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。自動(dòng)控制領(lǐng)域的發(fā)展速度越來越快，控制技術(shù)和檢測(cè)手段日益增加，不斷更新，致使自動(dòng)控制原理教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的矛盾日趨突出。因此，必須根據(jù)教學(xué)目的和培養(yǎng)目標(biāo)，創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，并且對(duì)每個(gè)教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度不斷更新。對(duì)于教學(xué)大綱中的重點(diǎn)內(nèi)容、基本概念、基本原理和基本方法，要重點(diǎn)講解并且需要啟發(fā)式講深講透。針對(duì)課程交叉性強(qiáng)的問題，對(duì)已學(xué)內(nèi)容，主要針對(duì)課程所需所用之處進(jìn)行講授，并注重內(nèi)容交叉銜接處的重點(diǎn)講授。同時(shí)，從課程設(shè)計(jì)和教學(xué)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(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)順序，對(duì)教學(xué)內(nèi)容運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行講授，從而有效地解決了教與學(xué)、學(xué)與用、目前與發(fā)展之間的矛盾，使自動(dòng)控制原理課程體系結(jié)構(gòu)具有系統(tǒng)性、實(shí)用性，與時(shí)俱進(jìn)。

（2）創(chuàng)新教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。改變傳統(tǒng)“灌輸式”和“填鴨式”的教學(xué)方式而采用“參與式”、“引導(dǎo)式”和“啟發(fā)式”的互動(dòng)教學(xué)方法，對(duì)抽象概念、定義和分析方法進(jìn)行有層次的講解，有意識(shí)的啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、討論所學(xué)內(nèi)容，積極參與到教學(xué)過程中。教師的授課過程需要聲情并茂，隨時(shí)與學(xué)生進(jìn)行言語與眼神的溝通交流。同時(shí)，要打破課堂講授的單一教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研討式學(xué)習(xí)，要求學(xué)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(rèn)識(shí)和錯(cuò)誤概念，使學(xué)生真正成為教學(xué)活動(dòng)的主體，這樣既可以激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，同時(shí)也加深了他們對(duì)自動(dòng)控制基本的理解，拓寬了知識(shí)面。

（3）充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)，豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量?，F(xiàn)代化的教學(xué)技術(shù)可以豐富教學(xué)手段，使課堂教學(xué)環(huán)節(jié)生動(dòng)、形象、直觀，同時(shí)也能大大增加學(xué)生聽課的效率，從而提高教學(xué)質(zhì)量。在教師聲情并茂的講授過程中，適時(shí)的穿插使用動(dòng)畫教學(xué)，計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)，將教學(xué)內(nèi)容用學(xué)生最有興趣接受的方式進(jìn)行教授。同時(shí)，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(dòng)控制理論的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)于一體的多媒體教學(xué)環(huán)境。學(xué)生通過在Matlab/Simulink環(huán)境中對(duì)所學(xué)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真，可以更加形象地認(rèn)知系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的組成以及運(yùn)動(dòng)過程，從而加深對(duì)抽象概念的理解。充分利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的手段，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)課程的主觀能動(dòng)性，而且可以將一些以往學(xué)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(xué)生，使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解和掌握更加簡(jiǎn)單，從而提高課堂的授課效率，增強(qiáng)教學(xué)效果。

（4）理論結(jié)合實(shí)際，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)目的就是為了使學(xué)生能夠用所學(xué)的控制技術(shù)解決實(shí)際的控制問題，在教學(xué)中把課程與工程實(shí)際應(yīng)用緊密聯(lián)系可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在實(shí)際的教學(xué)過程中，應(yīng)加大理論和應(yīng)用相結(jié)合的重視程度，選取現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)際的控制系統(tǒng)，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的控制理論知識(shí)去解決分析和設(shè)計(jì)問題。同時(shí)，為了擴(kuò)大學(xué)生的視野和知識(shí)面，要不斷更新控制系統(tǒng)實(shí)例庫，引入前沿的控制系統(tǒng)和控制技術(shù)作為教學(xué)內(nèi)容介紹給學(xué)生，這樣才能真正做到學(xué)與用相結(jié)合，使學(xué)生深刻理解學(xué)以致用的意義，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐

（1）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法，進(jìn)行分層次實(shí)驗(yàn)。自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和創(chuàng)新能力的重要途徑，因此，將實(shí)驗(yàn)課分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次，運(yùn)用Matlab語言對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，可以更大程度地達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。為了充分體現(xiàn)課程的實(shí)踐性，與理論教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)的部分一般作為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，安排在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)完成；為了使學(xué)生對(duì)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(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)作為綜合性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，安排在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)和業(yè)余時(shí)間共同完成；為了增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程設(shè)計(jì)能力，利用業(yè)余時(shí)間安排一些實(shí)際控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)作為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面鼓勵(lì)學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，改變常規(guī)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方式，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合性，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

（2）積極創(chuàng)造條件，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。建設(shè)自動(dòng)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)條件，使自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程更好的為提高學(xué)生創(chuàng)新能力和工程意識(shí)的培養(yǎng)服務(wù)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間、內(nèi)容、操作上實(shí)行按需開放制度，給予學(xué)生充分的實(shí)驗(yàn)空間和足夠的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)。自動(dòng)控制原理課程教學(xué)的同時(shí)，同步開設(shè)Matlab語言仿真設(shè)計(jì)課程，使學(xué)生能夠充分掌握Matlab仿真知識(shí)，對(duì)于自動(dòng)控制原理課中不好理解的理論知識(shí)，便于及時(shí)地實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

3.考核形式和方法的創(chuàng)新探索

在自動(dòng)控制原理教學(xué)中，要增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程意識(shí)的培養(yǎng)，就必須改變以往的應(yīng)試教育模式。只有合理的考核與成績(jī)?cè)u(píng)定方式才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和教師的教學(xué)過程形成一個(gè)穩(wěn)定的性能良好的閉環(huán)系統(tǒng)，最終達(dá)到教學(xué)目的。因此，為了更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的，可以將考核形式和成績(jī)?cè)u(píng)定方式劃分為以下四個(gè)組成部分：根據(jù)平時(shí)課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)和日常作業(yè)完成情況給與平時(shí)成績(jī)，占課程總成績(jī)的10%；基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)部分作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)，占課程總成績(jī)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(jī)的30%；閉卷理論考試作為期末，占課程總成績(jī)的30%。這樣不僅使學(xué)生從單純的應(yīng)試教育中脫離出來，而且學(xué)生可以更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，增強(qiáng)自身的創(chuàng)新能力，真正做到學(xué)以致用。

4.建設(shè)一支高素質(zhì)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)

知識(shí)的傳授、學(xué)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(dǎo)，高素質(zhì)的教師團(tuán)隊(duì)是教學(xué)模式改革創(chuàng)新的必備條件。因此，教師不但要具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、科學(xué)的研究方法，而且還應(yīng)具有強(qiáng)烈的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)教師還要時(shí)刻關(guān)注控制領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和最新的研究成果，豐富教學(xué)內(nèi)容，更新素材庫，加強(qiáng)自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)。這樣教師在授課過程中，才能視野廣闊，教學(xué)內(nèi)容充實(shí)，并且直接接觸科學(xué)研究前沿，學(xué)生在這種氛圍的熏陶下，學(xué)習(xí)興趣、實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)就會(huì)得到潛移默化的增強(qiáng)。

三、結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)：

[1]江善和,王遠(yuǎn)志.自動(dòng)控制原理課程教學(xué)改革的思考與實(shí)踐[J].軟件導(dǎo)刊,2009,(12).

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

第5篇：自動(dòng)控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：課程建設(shè)；精品課程；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）21-0014-02

河南理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）的“自動(dòng)控制系統(tǒng)”課程經(jīng)過30多年的教學(xué)改革和發(fā)展，取得了突出成果，于2008年評(píng)為國(guó)家級(jí)精品課程。近幾年來，本課程教學(xué)組在整合原有資源的基礎(chǔ)上，在師資建設(shè)、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)、考試方式等方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐，進(jìn)一步加強(qiáng)精品課程建設(shè)，獲得了課程教師和學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生的肯定和一致好評(píng)。

一、課程教材建設(shè)

教材的選取和教材建設(shè)是決定教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，它直接影響著教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的合理性與科學(xué)性。[1]

我?！白詣?dòng)控制系統(tǒng)”課程始于1972年，是國(guó)內(nèi)較早開設(shè)該課程的高校之一。在教材的建設(shè)上共進(jìn)行了6次修編和選取。隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，交流電力拖動(dòng)控制技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，一些先進(jìn)的控制理論和方法在交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)中得以實(shí)現(xiàn)。從1996年起為適應(yīng)國(guó)家教育部“面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的要求，將課程內(nèi)容進(jìn)行拓展，并結(jié)合我校與煤礦結(jié)合緊密的特點(diǎn)，增加交流調(diào)速控制學(xué)時(shí)，引入VC、DTC等先進(jìn)控制策略的相關(guān)知識(shí)，以適應(yīng)自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)的需要。2004年，根據(jù)我校特點(diǎn)的需要，再次對(duì)以往使用教材進(jìn)行了修編，出版了“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材“自動(dòng)控制系統(tǒng)”。根據(jù)課程發(fā)展的需要，今年再次對(duì)教材進(jìn)行修訂，進(jìn)一步增加了交流調(diào)速內(nèi)容在課程中的比重和課時(shí)。

二、教學(xué)方法建設(shè)

“自動(dòng)控制系統(tǒng)”具有綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，這門課程涉及的領(lǐng)域廣泛，是電機(jī)學(xué)、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制原理、微型計(jì)算機(jī)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(shí)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(gè)方面著手：

1.培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

“自動(dòng)控制系統(tǒng)”課程是一門綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣尤為重要。課程教學(xué)中始終貫穿課程內(nèi)容的實(shí)用性是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵所在。例如在課程開始就給學(xué)生先舉一些很有吸引力的、多個(gè)領(lǐng)域的交直流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例，例如電力機(jī)車的啟動(dòng)、調(diào)速、停止過程和龍門刨床切削工件的過程，讓學(xué)生直觀形象地了解到本門課程在實(shí)際中的具體應(yīng)用及重要地位，增加學(xué)生對(duì)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)，通過這些例子用“調(diào)速”兩個(gè)字來概括本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生了解本課程的學(xué)習(xí)目的。然后從19世紀(jì)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(diǎn)進(jìn)而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到交直流調(diào)速的發(fā)展趨勢(shì)，使學(xué)生對(duì)本課程有一個(gè)宏觀概念上的了解，清楚本課程的重要性，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣。

2.鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)、主講，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

課堂教學(xué)過程中，對(duì)于較難的章節(jié)可以以教師主講形式進(jìn)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(diǎn)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(xué)生在課前自學(xué)，預(yù)先提醒下節(jié)課可以由學(xué)生來講。在下節(jié)課時(shí)請(qǐng)學(xué)生來主講，根據(jù)學(xué)生的理解，針對(duì)關(guān)鍵問題，回顧所學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)習(xí)過的內(nèi)容進(jìn)行敘述，交流自己掌握的知識(shí)及學(xué)習(xí)體會(huì)。教師在聽取學(xué)生講課和回答問題的過程中，可以摸清學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握程度，對(duì)其中的錯(cuò)誤概念和理解及時(shí)給予指導(dǎo)、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(jìn)、由淺入深地組織研討型教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.精心選擇教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)補(bǔ)充新的知識(shí)點(diǎn)

教學(xué)過程中應(yīng)根據(jù)本課程的特點(diǎn)，使教學(xué)內(nèi)容與該領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)同步，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。隨著電力電子技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)逐步增加交流調(diào)速的教學(xué)內(nèi)容，減少直流調(diào)速的內(nèi)容。其次，由于自動(dòng)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(shí)合理選擇講授的內(nèi)容，處理好教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)專業(yè)、教學(xué)課時(shí)之間的矛盾，做到由簡(jiǎn)入繁，重點(diǎn)突出。

另外還可以適當(dāng)引入和教材理論相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)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(yīng)用。作為以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的本科院校，應(yīng)在教學(xué)過程中適當(dāng)介紹幾種當(dāng)前比較先進(jìn)的變頻器的參數(shù)設(shè)置和使用場(chǎng)合，如ABB、SIEMENS等的應(yīng)用實(shí)例，有利于培養(yǎng)學(xué)生的解決實(shí)際問題能力。

4.適當(dāng)使用多媒體教學(xué)

改革傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”的教學(xué)方式，引入多媒體教學(xué)是目前在高校教學(xué)中普遍采用的一種教學(xué)手段。[3]但是過多地使用多媒體教學(xué)會(huì)限制學(xué)生的想象力，不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展，也缺少教學(xué)過程中的靈活性和同步性，同時(shí)也不利于教師主導(dǎo)課堂教學(xué)。[4]因此在自動(dòng)控制系統(tǒng)的教學(xué)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(xué)，對(duì)于使用多媒體教學(xué)的章節(jié)一定要按照自己的思路對(duì)課件進(jìn)行整理或自己制作課件。

一般來講對(duì)于內(nèi)容枯燥而要提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣或圖形較多的章節(jié)內(nèi)容可以用多媒體教學(xué)，比如緒論、電樞可逆有環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)制動(dòng)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(shí)也可以加上適當(dāng)?shù)陌鍟?duì)常規(guī)內(nèi)容、公式原理的推導(dǎo)等用板書完全可以滿足教學(xué)要求。

5.加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)

通過實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)環(huán)節(jié)可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課本所學(xué)內(nèi)容的理解。教學(xué)過程中注重課堂教學(xué)與課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合，在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、提問和回答問題；在實(shí)驗(yàn)課將理論驗(yàn)證與綜合設(shè)計(jì)、自主創(chuàng)新結(jié)合起來，給學(xué)生更多發(fā)揮個(gè)人創(chuàng)造力的機(jī)會(huì)；在課外積極鼓勵(lì)、指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)校“大學(xué)生科技創(chuàng)新基地”的科技活動(dòng)，通過此類活動(dòng)反過來促進(jìn)課堂教學(xué)，學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力得到加強(qiáng)。鼓勵(lì)學(xué)生參加一些自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)類的比賽和項(xiàng)目。近幾年，我校學(xué)生參加飛思卡爾汽車大賽的熱情不斷高漲，在全國(guó)大賽上也取得了較好的名次。學(xué)有余力的同學(xué)也參加了自動(dòng)化研究所教師承擔(dān)的一些科研項(xiàng)目，在實(shí)踐中得到了鍛煉。

6.引入MATLAB進(jìn)行輔助教學(xué)

利用MATLAB仿真工具設(shè)計(jì)自動(dòng)控制輔助教學(xué)軟件，通過Simulink生動(dòng)再現(xiàn)了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程，化解難點(diǎn)，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的興趣。MATLAB軟件可以搭建虛擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的仿真任務(wù)，把這個(gè)軟件引入到教學(xué)活動(dòng)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(dòng)態(tài)特性分析時(shí)，在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下根據(jù)具體的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)該雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，仿真觀察其動(dòng)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(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)到所研究的雙閉環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)。在課程設(shè)計(jì)過程中，可以鼓勵(lì)學(xué)生使用MATLAB軟件對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，克服了傳統(tǒng)教學(xué)中枯燥、抽象、難以理解等弊端，達(dá)到良好的教學(xué)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(xué)效果。在課程教學(xué)中，根據(jù)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容并結(jié)合實(shí)際調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，適當(dāng)布置一些具有實(shí)踐性、挑戰(zhàn)性的作業(yè)，以啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，進(jìn)一步拓展知識(shí)、開闊思路。此外，還布置學(xué)生撰寫科技論文，培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、分析歸納資料、書寫論文、進(jìn)行初步科學(xué)研究的意識(shí)和能力。

靈活運(yùn)用多種考核形式，綜合評(píng)定課程學(xué)習(xí)成績(jī)?？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(dǎo)學(xué)生的復(fù)習(xí)方法和內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)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(xué)生用英語作答，加強(qiáng)本課程的雙語教學(xué)力度。對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、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(píng)價(jià)。

三、課程教學(xué)的預(yù)備和輔助工作建設(shè)

加強(qiáng)課程教學(xué)的師資隊(duì)伍、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境和實(shí)踐性教學(xué)準(zhǔn)備工作屬于課程教學(xué)的預(yù)備和輔助工作建設(shè)，為課程教學(xué)提供強(qiáng)有力的保障。

1.課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的一個(gè)特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)。任課教師的科研與工程實(shí)踐方面的經(jīng)驗(yàn)與能力對(duì)教學(xué)過程和教學(xué)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(shí)際，而大多數(shù)新教師的學(xué)習(xí)經(jīng)歷都是從學(xué)校到學(xué)校，沒有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，缺少實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，理論教學(xué)和實(shí)際脫節(jié)，對(duì)課程內(nèi)容的理解深度受到限制，從而影響實(shí)際的教學(xué)效果。[5]近幾年，課題組加強(qiáng)對(duì)教師的實(shí)踐能力培養(yǎng)，提高教師自身的科研素質(zhì)，提高對(duì)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(shí)際中應(yīng)用的最先進(jìn)技術(shù)，提高教師的工程實(shí)踐能力和科研能力；鼓勵(lì)新教師申請(qǐng)、主持或參與橫向項(xiàng)目；聘請(qǐng)?jiān)诠さV企業(yè)有工作經(jīng)歷的具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)職稱人員兼職教師進(jìn)行授課，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐。通過教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，教師互通有無，帶動(dòng)整個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)、科研、工程實(shí)踐能力的提高。

2.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境建設(shè)

為適應(yīng)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化和信息化的發(fā)展趨勢(shì)，先后投入大量資金和人力，依托國(guó)家級(jí)、省級(jí)精品課程建設(shè)及重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)，建設(shè)了“自動(dòng)控制系統(tǒng)”精品課程教學(xué)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(guó)外專家、同行、學(xué)生在利用精品課程資源學(xué)習(xí)過程中提出的意見和建議，來優(yōu)化精品課程建設(shè)方案，從而調(diào)整和補(bǔ)充精品課程的教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)精品課程建設(shè)者與使用者的互動(dòng)。[6]目前正在以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和直流控制電路板制作三個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)作為整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)踐部分的核心開發(fā)網(wǎng)上遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)，為學(xué)生進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)提供了良好的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境。

3.實(shí)踐性教學(xué)環(huán)境建設(shè)

自動(dòng)控制系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是通用性強(qiáng)。課程內(nèi)容不是專門針對(duì)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(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心“電工電子實(shí)驗(yàn)中心”和電力電子與自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中心作為依托，構(gòu)建了“自動(dòng)控制系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，建立了“立體化”實(shí)踐教學(xué)模式；形成了“主導(dǎo)、自主、開放、創(chuàng)新”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念；建成了能夠進(jìn)行“驗(yàn)證、設(shè)計(jì)、研究、創(chuàng)新等實(shí)驗(yàn)以及學(xué)生競(jìng)賽、科研活動(dòng)等一條龍”的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。自行研制設(shè)計(jì)開發(fā)了多功能調(diào)試平臺(tái)、微控制器開發(fā)系統(tǒng)、機(jī)器人控制、三級(jí)倒立擺等實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，為培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際和系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力創(chuàng)造了良好的條件。我校國(guó)家級(jí)電工電子教學(xué)示范中心和電力電子與自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室是開放實(shí)驗(yàn)室，全天候開放，為“自動(dòng)控制系統(tǒng)”課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)的開設(shè)提供了充分的保障。

在實(shí)踐教學(xué)方面，根據(jù)實(shí)際科研中的經(jīng)驗(yàn)，把大型項(xiàng)目分解成若干個(gè)子項(xiàng)目，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)具有思考性、創(chuàng)新性的問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識(shí)，做到以科研促教學(xué)；在日常的教學(xué)活動(dòng)中，注重把新技術(shù)、新成果引入課堂教學(xué)，鼓勵(lì)優(yōu)秀的學(xué)生參加教師的科研項(xiàng)目，使教學(xué)和科研有機(jī)地結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生科學(xué)研究的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的特點(diǎn)，結(jié)合本校培養(yǎng)人才社會(huì)服務(wù)對(duì)象的實(shí)際，自動(dòng)控制系統(tǒng)精品課程課題組進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的精練、教學(xué)手段的豐富和教學(xué)實(shí)踐的完善，從學(xué)科特色、教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式等方面入手，充分利用多媒體及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及性及便利性，加強(qiáng)了精品課程建設(shè)。在本精品課程的示范和激勵(lì)下，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的主干課程“供電技術(shù)”在2010年成果申報(bào)為國(guó)家級(jí)精品課程，自動(dòng)化專業(yè)的主干課程“電力電子技術(shù)”“自動(dòng)控制原理”課程也相繼建設(shè)成為了省校級(jí)精品課程，[7]從而推動(dòng)了自動(dòng)化和電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)及學(xué)科的整個(gè)課程體系的發(fā)展，提高了電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院各個(gè)專業(yè)的教育教學(xué)的質(zhì)量，為高校培養(yǎng)高質(zhì)量、高素質(zhì)人才提供了強(qiáng)有力的保障。

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第6篇：自動(dòng)控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用型本科教育；教學(xué)改革；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）38-0093-02

一、引言

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是結(jié)合自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)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(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程是自動(dòng)化專業(yè)普遍開設(shè)的一門重要的專業(yè)課。自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生或從事該專業(yè)的工程技術(shù)人員需要掌握分析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)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(jī)學(xué)院定位為技術(shù)應(yīng)用型本科教育，為了滿足本校自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)人才的要求，在分析了該課程的實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)以及教學(xué)過程中存在的某些問題，從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)及考核方式等方面進(jìn)行了教學(xué)改革。

二、課程特點(diǎn)及課程教學(xué)中存在的問題

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程安排在第6學(xué)期開設(shè)，該課程內(nèi)容既是這些專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中要大量運(yùn)用的，更是學(xué)生畢業(yè)后從事自動(dòng)控制系統(tǒng)、智能儀器儀表和機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與運(yùn)行中要長(zhǎng)期應(yīng)用的。在學(xué)完本課程后，學(xué)生應(yīng)能根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象，運(yùn)用離散控制理論，設(shè)計(jì)符合要求的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。由于該課程涉及的知識(shí)面和基礎(chǔ)理論較廣，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，與專業(yè)課密切相關(guān)等特點(diǎn)。在授課中，教師應(yīng)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(shí)體系。

現(xiàn)有的“計(jì)算機(jī)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(jī)為基礎(chǔ)，介紹系統(tǒng)的硬件組成和應(yīng)用軟件開發(fā)[2]。受課時(shí)限制，學(xué)生很難全面掌握主要內(nèi)容，制約了其提高自身應(yīng)用該課程知識(shí)，完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析與安裝調(diào)試能力。因此，學(xué)生在遇到實(shí)際問題時(shí)，由于缺乏面向工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，不能從問題本身分析，難以運(yùn)用綜合知識(shí)解決問題。這不符合我校應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)目標(biāo)。因此我們對(duì)該課程內(nèi)容進(jìn)行了一些研究與探討。

三、課程教學(xué)改革的思路及對(duì)策

1.理論教學(xué)改革。（1）正確定位教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。在課程內(nèi)容設(shè)置上應(yīng)以計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)過程中涉及到的技術(shù)問題為主，突出實(shí)踐性。計(jì)算機(jī)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(dòng)控制系統(tǒng)。在確定課程內(nèi)容時(shí)需要考慮理論知識(shí)和深度，處理好計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理論知識(shí)與應(yīng)用技術(shù)的關(guān)系。教師可以嘗試選擇一兩個(gè)完整的應(yīng)用實(shí)例，貫穿在整個(gè)教學(xué)過程中，讓學(xué)生在開始階段就對(duì)實(shí)際的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有感性認(rèn)識(shí)，例如，一種計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)，學(xué)生學(xué)完第一章對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行定性分析，使學(xué)生對(duì)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(xué)完離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型理論內(nèi)容后，學(xué)生能夠建立溫度控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；在學(xué)完控制算法和控制方法后，學(xué)生能夠利用常用的控制算法或改進(jìn)控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制，并能借助于Matlab仿真工具進(jìn)行建模與仿真；學(xué)生在學(xué)完計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容后學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程的整個(gè)過程中，借助于一些應(yīng)用實(shí)例逐步把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的系統(tǒng)，提高自己的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試能力。（2）改進(jìn)教學(xué)方法，建立以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式。啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué)方法易于激發(fā)學(xué)生聽課的熱情和積極性，達(dá)到加深理解的效果。在教學(xué)過程中應(yīng)注重設(shè)計(jì)出啟發(fā)學(xué)生思維的問題，尊重學(xué)生的主體地位。從工程實(shí)際中提出問題或從已有問題中提出新問題容易調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，滿足學(xué)生解決實(shí)際問題的好奇心。教師應(yīng)事先精心研究和設(shè)計(jì)在授課過程時(shí)何時(shí)提問，提什么問題。要能根據(jù)提出的問題啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行問題分析與討論，達(dá)到解決問題的目的[3]。（3）充分利用現(xiàn)代教育手段。靈活運(yùn)用傳統(tǒng)的黑板教學(xué)方法與多媒體等現(xiàn)代化手段，使教學(xué)內(nèi)容易于理解，形象直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生。把自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的視頻材料作為教學(xué)錄像，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有初步的了解，并讓學(xué)生感受理論知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用，擴(kuò)大知識(shí)面。還可以采用Matlab等仿真軟件設(shè)計(jì)一些算法、進(jìn)行系統(tǒng)建模，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。例如，在講授計(jì)算機(jī)控制規(guī)律如PID數(shù)字控制等理論性較強(qiáng)的內(nèi)容時(shí)引入Matlab/Simulink仿真工具，可以把難以理解的理論知識(shí)通過仿真模型以圖形化的方式向同學(xué)演示，從而增加教學(xué)信息量。學(xué)生可以利用Matlab/Simulink工具建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行仿真調(diào)試與結(jié)果分析，總結(jié)不同的控制規(guī)律對(duì)控制結(jié)果的影響。（4）鼓勵(lì)學(xué)生探究式或研究性學(xué)習(xí)。探究式學(xué)習(xí)是學(xué)生在對(duì)課程有一定興趣、帶著了解問題或解決實(shí)際問題的愿望之后的一種自主性的學(xué)習(xí)方式。教師要充分發(fā)揮引領(lǐng)作用，以保證這種學(xué)習(xí)持續(xù)有效的進(jìn)行。例如，在講授PID控制算法及改進(jìn)的PID控制算法問題后，以作業(yè)的方式指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)控制技術(shù)和控制方法等方面的論文，進(jìn)行理論推導(dǎo)及分析，對(duì)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)，并在課堂上討論。通過閱讀文獻(xiàn)資料，學(xué)生會(huì)更加清楚地認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，理解一個(gè)控制系統(tǒng)該如何建立，進(jìn)一步提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。

2.實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。該課程安排了8個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中注重仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)物操作相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的理論研究能力和思維能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的確定。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)[4]。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)讓學(xué)生驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理解相關(guān)的基本理論知識(shí)，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要有“直流電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)控制”等，通過此類實(shí)驗(yàn)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)要求和條件，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)主要有“水箱液位控制系統(tǒng)”等，通過此類實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可運(yùn)用掌握的綜合知識(shí)、技能和方法進(jìn)行的一種復(fù)合型實(shí)驗(yàn)[5]。

實(shí)驗(yàn)類型的改革。增大了設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)[6]。學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)搭建和整體調(diào)試以提高運(yùn)用綜合知識(shí)的能力和動(dòng)手能力。

增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程增開了1.5周的課程設(shè)計(jì)，安排在課程教學(xué)結(jié)束后進(jìn)行?？捎?～5名學(xué)生組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)，要求學(xué)生結(jié)合工程實(shí)際，設(shè)計(jì)完成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。通過對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析和調(diào)試，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和動(dòng)手能力，為以后開展畢業(yè)設(shè)計(jì)以及從事實(shí)際工程設(shè)計(jì)、維護(hù)等工作打下良好基礎(chǔ)。

3.多種考核方式考查學(xué)生的綜合能力。為激發(fā)學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣，我們對(duì)原有的卷面考試和測(cè)驗(yàn)的考核方法及考核內(nèi)容進(jìn)行了完善，以利于創(chuàng)新精神培養(yǎng)和技術(shù)應(yīng)用能力的提高。評(píng)價(jià)學(xué)生的總評(píng)成績(jī)由三部分組成：平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和閉卷考試成績(jī)，比例為2∶2∶6。把課外作業(yè)、研究報(bào)告作為平時(shí)考核內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)成績(jī)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

四、結(jié)束語

“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”是自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)課。根據(jù)該課程的特點(diǎn)以及課程教學(xué)中存在的某些問題，從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和考核方式等方面進(jìn)行了探討。理論教學(xué)方法的使用效果良好，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革也在不斷地嘗試。在教學(xué)過程中，結(jié)合多種教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

參考文獻(xiàn)：

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第7篇：自動(dòng)控制技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機(jī)；自動(dòng)控制；指導(dǎo)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

本項(xiàng)針對(duì)萊鋼型鋼煉鐵廠大型綜合原料場(chǎng)和400m2燒結(jié)機(jī)的實(shí)際情況，利用基礎(chǔ)自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)三電一體化的自動(dòng)控制，使燒結(jié)全過程得到優(yōu)化控制。并以知識(shí)庫和推理機(jī)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(dǎo)系統(tǒng)。對(duì)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?jī)?nèi)容

本項(xiàng)目針對(duì)該燒結(jié)機(jī)的實(shí)際情況，以提高管理水平，降低能源消耗，擴(kuò)大燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量為目標(biāo)。在基礎(chǔ)自動(dòng)化控制中，該項(xiàng)目在原三電一體化（EIC）自動(dòng)控制的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)以太網(wǎng)雙星形網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)、實(shí)現(xiàn)了雙轉(zhuǎn)子翻車機(jī)全自動(dòng)一鍵式翻卸車皮智能控制、優(yōu)化了配料系統(tǒng)的配比計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理及誤差的矯正技術(shù)，并且實(shí)現(xiàn)了混合料水分自動(dòng)控制要求；實(shí)現(xiàn)了汽包水位的三沖量前饋-串級(jí)控制。在過程控制中，采用燒結(jié)終點(diǎn)BTP的模糊控制與燒結(jié)礦溫升曲線變化趨勢(shì)的調(diào)節(jié)有機(jī)結(jié)合的控制，充分利用紅外熱成像技術(shù)獲取燒結(jié)機(jī)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(yàn)，運(yùn)用人工智能技術(shù)，進(jìn)行圖像識(shí)別，建立了基于圖像的質(zhì)量預(yù)報(bào)模型。并在質(zhì)量預(yù)報(bào)模型的基礎(chǔ)上，以知識(shí)庫和推理機(jī)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(dǎo)系統(tǒng)。

技術(shù)路線

分析現(xiàn)場(chǎng)工藝。通過對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)工藝的分析，明確對(duì)大型綜合原料場(chǎng)和400m2燒結(jié)機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化控制方案，為燒結(jié)機(jī)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(dòng)化完善優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)――調(diào)試。完成PLC圖紙的設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)自動(dòng)化控制程序和控制畫面的編制，網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)及雙轉(zhuǎn)子翻車機(jī)的程序設(shè)計(jì)、主抽風(fēng)機(jī)控制程序設(shè)計(jì)、配比模型機(jī)程序設(shè)計(jì)、混合機(jī)液壓馬達(dá)控制程序設(shè)計(jì)、水分分析儀的安裝、汽包水位及混合料水分的控制程序設(shè)計(jì)。

燒結(jié)斷面圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝及圖像處理和圖像模糊識(shí)別的研究。采用紅外熱成像技術(shù)，對(duì)采集的機(jī)尾斷面圖像進(jìn)行圖像處理，包括對(duì)圖像預(yù) 處理、圖像平滑算法、圖像分割等算法的研究，采用C++高級(jí)語言實(shí)現(xiàn)各種算法，并設(shè)計(jì)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(diǎn)。從在線檢測(cè)的燒結(jié)礦斷面圖像中，根據(jù)看火工經(jīng)驗(yàn)和圖像特征，抽取典型定性的燒結(jié)終點(diǎn)狀態(tài)圖像，經(jīng)特征辨識(shí)與提取，提取特征參數(shù)建立樣本庫和知識(shí)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(gè)隸屬度，這樣可以為燒結(jié)終點(diǎn)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(diǎn)預(yù)報(bào)值與設(shè)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(jī)速的變化量，從而實(shí)時(shí)控制燒結(jié)機(jī)的速度。

由生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、專家知識(shí)庫自學(xué)習(xí)、專家指導(dǎo)意見表述等幾部分組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)成品化學(xué)成分、操作異常的預(yù)測(cè)判斷。

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

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

實(shí)現(xiàn)了雙轉(zhuǎn)子翻車機(jī)全自動(dòng)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(dòng)力和勞動(dòng)強(qiáng)度。

優(yōu)化了配料系統(tǒng)的配比計(jì)算模型，實(shí)施了數(shù)據(jù)處理及誤差的矯正技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了混合料水分的自動(dòng)控制，對(duì)提高燒結(jié)礦的質(zhì)量奠定了強(qiáng)力基礎(chǔ)。

在過程控制中，采用燒結(jié)終點(diǎn)BTP的模糊控制與燒結(jié)礦溫升曲線變化趨勢(shì)的調(diào)節(jié)有機(jī)結(jié)合的控制，充分利用紅外熱成像技術(shù)獲取燒結(jié)機(jī)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(yàn)，運(yùn)用人工智能技術(shù)，進(jìn)行圖像識(shí)別，建立了基于圖像的質(zhì)量預(yù)報(bào)模型。并在質(zhì)量預(yù)報(bào)模型的基礎(chǔ)上，以知識(shí)庫和推理機(jī)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(dǎo)系統(tǒng)。

結(jié)束語

本文論述了大型綜合原料場(chǎng)和400m2燒結(jié)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程，對(duì)控制結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了深入討論和研究。以基礎(chǔ)自動(dòng)化為基礎(chǔ)，提出適合的被控過程的實(shí)用控制策略，成功地應(yīng)用于控制系統(tǒng)全過程自動(dòng)控制，不僅確保了系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全運(yùn)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(dòng)強(qiáng)度，也取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]馮巧玲.自動(dòng)控制原理[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2003.

第8篇：自動(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng)，通過現(xiàn)代可編程邏輯控制器和上位機(jī)軟件構(gòu)成的控制機(jī)構(gòu)作為主要控制設(shè)備，其內(nèi)部線路和液位啟動(dòng)裝置相對(duì)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(dá)到改善控制的要求。另外，基于PLC抗旱排澇自動(dòng)控制系統(tǒng)，逐步分層的結(jié)構(gòu)控制方式，完成了對(duì)水位和閘門的遠(yuǎn)距離控制和便捷管理。

2 方案的設(shè)計(jì)

2.1 抗旱排澇自動(dòng)控制要求

抗旱排澇自動(dòng)控制系統(tǒng)將超聲波傳感器檢測(cè)內(nèi)外河水位，通過PLC進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換對(duì)內(nèi)外河的水位進(jìn)行比較，對(duì)閘門或者是開水泵進(jìn)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(yùn)河為外河水源，建立抗旱排澇自動(dòng)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(dāng)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(dòng)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(dāng)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(shí)，閘門關(guān)閉，開啟兩個(gè)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(cè)量的內(nèi)外河實(shí)際值通過數(shù)模轉(zhuǎn)換，對(duì)這兩個(gè)值進(jìn)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(dòng)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(dòng)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(jī)這三個(gè)主要的器件，之后在通過可編程邏輯控制器對(duì)其進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)化的控制工藝。文章根據(jù)控制方案和設(shè)計(jì)要求，列出I/O分配表，如表1所示。

4 組態(tài)王的設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的情況。本課題按照控制要求，一共需要兩個(gè)潛水泵、一個(gè)閘門4個(gè)報(bào)警按鈕，組成的控制系統(tǒng)的模擬畫面。當(dāng)超聲波傳感器檢測(cè)到外河和內(nèi)河水位變化時(shí)，相應(yīng)的閘門就會(huì)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(shí)和監(jiān)控系統(tǒng)，其通過通信電纜與PLC進(jìn)行通信，將抗旱排澇自動(dòng)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(jī)上面，操作員還可以在上位機(jī)上實(shí)時(shí)的對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控，最終達(dá)到所預(yù)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(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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第9篇：自動(dòng)控制技術(shù)論文范文

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.開環(huán)控制控制裝置與受控對(duì)象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系時(shí)，稱為開環(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)。總之，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，而它反過來又成為高新技術(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，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)來那個(gè)過程中，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)。