自动控制论文精选(九篇)
前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的自动控制论文主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。
第1篇：自动控制论文范文
其运作机理主要如下：首先，通过重力的作用，工件会从料仓中落下，同时，送料缸中的活塞杆向外伸出，并由此对工件进行一定程度的推动，工件在推动力的作用之下，会向右进行运动并最终实现定位；当相应的工件被定位之后，夹紧缸二代活塞杆就会向外伸出，夹紧工件，这一操作完成之后，钻削缸的活塞杆会对刀具进行一定程度的带动，随即刀具就会向下供给，从而对其进行一定程度上的钻削加工。而如果此时料仓之内并没有工件存在，那么在这种情况之下系统必须停在起始位置，同时还应该互锁以此来对再启动进行有效的防止。如果在操作的过程之中出现了紧急情况，应当及时按下复位按钮，将所有气缸都回复到起始位置之上。
2气动系统设计
在充分结合钻床设计要求的基础之上，我们采用了不同的气缸对送料、夹紧以及切削进行一定程度上的控制，值得注意的是，这三个气缸的动作有着一套固定的运行顺序，需要对此进行充分的结合，其动作顺序主要如下：启动按钮①送料缸进送料缸初始退送料缸全退同时夹紧缸进钻削缸快进钻削缸工进延时停留钻削缸快退夹紧缸退①气动原理主要如下所示：从整体角度来看，这一气动系统就是对三个气缸的动作进行一定程度上的控制，对于气缸而言，其往复频率相对较高，因此对于气缸类型的选择十分重要，一般情况下选择缓冲气缸较为适宜。同时为了对气缸到达行程终点时发出相应的信号并由此来完成预定的动作进行一定程度上的控制，在气缸之中还需要对磁性传感器进行利用，并由此实现对于气缸工作行程的有效控制。在主控阀方面，采用的主要是二位五通双电控先导式电磁阀，通过对这一类型的电磁阀进行一定程度的使用，可以有效避免因突然断电而造成机械损伤的状况。为了能够对气缸的速度进行有效的调节，还应该对单向节流阀进行一定程度的设置。除此之外，在这一系统当中，为了对钻削力的相关要求继续拧有效的保证，钻穴钢可以采用合适缸径的气缸。同时，还在料仓内对微动开关进行了安装，这样一来，就可以对仓内的工件进行一定程度上的监测。
3PLC控制设计分析
PLC，全称为可编程逻辑控制器，其运作机理如下：通过对可编程的存储器进行有效的使用，并由此来是实现其内部的存储程序，然后在此基础之上执行一系列的操作指令，例如执行逻辑运算、顺序控制、定时以及计数与算术操作等。执行相关的饿指令之后，有效运用数字或模拟式输入/输出对各种类型的机械或者生产过程进行一定程度的控制。对于PLC控制系统而言，其特点主要表现在如下几个方面：具有较高的可靠性、抗干扰的能力相对较强、功能的适应范围较广、编程简单容易掌握、在使用与维护上具有较大的便利性。随着经济的发展以及科学技术水平的不断提高，PLC控制系统已经取得了较大程度上的发展，它已经由原先的控制开关量阶段逐渐向进行顺序控制或运算管理的方向发展。目前状况下，PLC已经具有连续不间断的HD控制等多项功能，它可以将一台PC机作为主站，同时也可以使用一台PLC作为主站，并运用同种型号的PLC与之连接，作为其从站，共同组成一个PLC网络。我们将以PC机作为主站与以PLC作为主站，并与从站共同组成的PLC网络这两种方法进行一定程度的比较，不难发现后者比前者更为方便，主要表现在当用户进行程序编辑时，不再需要先对通信协议进行一定程度的了解，而是按照说明书的格式直接编写即可。除此之外，对于PLC网格来说，它不仅可以作为独立的DCS/TDCS，同时也可以将其当做DCS/TDCS的子系统进行使用，PLC大系统与DCS/TDCS具有一致性。
在本文的PLC自动化程序的设计中，主要是对STL指令的设计方法进行了采用。对于STL指令而言，它其实是一种，其操作元件主要是编号S0至编号S499的状态寄存器。当满足了相应的转换条件之时，就说明了下一步序的状态寄存器被置位，当前步序的状态寄存器自动复位。
4结论
第2篇：自动控制论文范文
在社会发展的多个领域，都能够发现智能化技术的应用。智能化技术具有综合性的特点，包含着多种学科内容，例如控制学。从字面的理解来看，智能化技术的实际应用是借助一定技术手段的实施，完成人工智能的机器操作目标，并且解决一些人力不能完成的问题。在较长时间的实践应用中，智能化技术逐渐走向成熟，在各个社会领域发挥的作用更加明显。在电气工程领域，利用智能化技术实现较好的自动化控制，经过了较长时间实践，应用了多方面的电气工程内容，才得出了较强的实用性结论。因为智能化技术的应用术语属于高端的计算机技术，所以，自动化控制工作中引入智能化技术，必须有一定的计算机理论基础，否则将影响智能化技术的作用发挥。在智能化技术的不断实践应用中，极大提高了自动化控制系统的运行速度，较好改善了电气自动化控制工作，降低了工作成本，减轻了工作压力，实现了人力资源配置的合理优化。
二、智能化技术的应用优势
（一）免去了控制模型的建立
在电气工程的传统工作中，自动化系统控制的实现必须有控制模型的建立。但是，在实际的操作中，被控制对象往往需要十分复杂的动态方程，这就影响了精确效果的获得。由此，在设计对象模型的环节中，经常会遇到无法科学预测、无法准确估量的一系列困难。然而，智能化系统的出现，使这些困难得到了较好解决，极大促进了工作效率的提升，同时对于一些不可控制的因素，也实现了较好的控制，大大提升了自动化控制器的准确性。
（二）实现了便捷的电气系统控制
智能化控制器的实际应用实现了更加便捷的电气系统控制，随时都可以完成对系统控制程度的有效调整，极大提升了系统的整体工作性能，是对自动化控制顺利实现的进一步保障。从这一项优势中就可以看到，和传统的自动化控制器相比较，在任何条件下，智能化控制器都具有更加完善的调解控制功能，在电气工程的自动化实践应用中占据优势。
（三）实现了一致性的智能化控制
在自动化控制中的数据处理环节，智能化控制器可以实现一致性的智能化控制，很好解决了不同数据的处理困难。而且，在自动化控制的标准执行上，即使遇到陌生的数据，也依旧可以获得具有较高准确度的估计。但是，如果发现智能化控制器在实际的应用中没有发挥出理想的效果，一定要全面排查工程的各个细节，细致地进行分析，不能盲目的否定智能化控制技术。
三、智能化技术的实践应用
（一）系统病因诊断
在电气工程诊断工作中，采用传统的人工手段具有较强的复杂性，虽然对工作人员要求十分严格，但是也无法获得较为准确的诊断病因。在电气工程工作中，实现自动化控制的过程中经常会遇到一些如设备、数据等方面的问题，这是不可能避免的，采用传统的人工诊断办法不能确保病因处理的及时性，而且处理效果也不佳。但是，智能化技术的广泛应用，使得自动化控制工作的诊断效率得到大幅度提升。而且，定时检测诊断应用，有效避免了一些不必要的问题。
（二）系统设计优化
在电气工程发展中，传统的工程设计需要工作人员进行多次重复的实验操作和改良，而且，在这一工作过程中，对工作人员的工作素质也有着较高的要求，既需要工作人员掌握一定的专业设计知识，还需要工作人员能够很好的将知识理论应用于实践工作中。但是，在实际的设计工作中，工作人员往往不能做到全面的考虑，经常会漏掉一些具体的问题。所以，一旦发现复杂问题，很多情况下都不能做到及时解决。而智能化技术的出现，较好解决了这一问题。设计工作可以借助于计算机网络完成，也可以借助于相关的软件完成，既保证了设计中数据的准确性，也实现了设计样式的丰富化，更能够做到对复杂问题的及时处理，较好保证了自动化控制的稳定性。
（三）系统的自动化控制
在电气工程中，智能化技术可以应用于多个控制环节，能够很好的实现整体性的自动化控制。智能化技术的主要控制工作是借助于三种手段实现的，一是模糊控制，二是专家系统控制，三是神经网络控制。运用这三种控制手段，极大提升了自动化控制效率，使远距离的自动化控制成为可能，增强了对电气系统的运行反馈。特别是神经网络控制，能够实现算法的反向学习，在信号处理方面得到了较大应用。
四、结语
第3篇：自动控制论文范文
1智能建筑设备监控系统总体构建框架
1.1智能建筑设备监控系统组成与结构框图（图1）
1.2智能建筑设备监控系统组成与结构
简要介绍上图为智能建筑设备监控系统组成与结构框图，在智能建筑监控系统中，监控系统主要实现对六个子系统（照明、供配电、冷热源、空调、给排水、电梯）的监控，并可控制其运行。由中央控制器统一全分布式控制运行，但由于每个子系统都由路由器分开，所以也可独立运行，控制系统涉及智能建筑各个系统设备自动化控制，可实现高检测功能。
1.3各设备监控子系统应该实现的功能
1.3.1供配电系统
主要功能为智能建筑提供电力。楼层配电设备分布在各楼层，电设备一般放置在建筑底层。监控系统主要实现对配电设备运行参数、配电电源、每个电源蓄电池的工作状态和数据变化进行监控，同时对各楼层电设备电源运行状态进行监控，若发生故障会产生警报并记录故障数据。
1.3.2照明系统
主要功能是为智能建筑照明。其设备建设于建筑物的各个平面上，方便实现各角度全方位照明。照明监控分为室内和室外两部分，室外照明分为公共照明部分，通过监控可根据室外照度值设定开关时间，也可通过更改程序实现不同照明灯具的启动时间。室内照明监控可通过监控数据，采用总线控制方式，设定程序对不同场景开启不同的照度。
1.3.3冷热源系统
为智能建筑供给冷源和热源，其噪音较大，设备一般置于建筑底层地下室内。通过对冷热源系统运行数据和冷热源供给量的监控和分析，可通过程序控制实现不同季节冷热源供给量和供给时间。
1.3.4空调系统
保障智能建筑的环境温度处于适宜状态，空调设备一般置于各楼层高处位置，地下室也可以配置。控制子系统主要对空调机组、风机盘管的工作参数和运行状态进行监测，并通过监测数据进行分析，控制和设定主机房的温度、湿度和运行时间。同时监测子系统还具备空调漏水监视功能，可有效实现对空调系统的漏水监测和控制。
1.3.5给排水系统
既能为智能建筑提供水源，又能排除建筑产生的污水，排水设备一般置于建筑物的地下室或建筑顶层，也可设置在楼宇夹层位置。监控系统可监控水泵的工作状态，并对水池的液位随时检测，当设备出现故障或者水池液位异常时，子监控系统就会向中央控制器发出报警信号，并将故障数据记录反馈，自动显示故障发生区域和故障详细情况。1.3.6电梯系统是为高层建筑提供上下交通的便利系统，设备一般置于建筑的垂直竖井内。电梯监控子系统主要实现对电梯设备运行状态，监视电梯启动、停止、方向等，动态显示出电梯实时状况，一旦发生故障，监控系统会对电梯设备电动机、电磁制动器等进行检测，自动报警并显示故障地点、状态、时间等信息，并将故障记录记忆并反馈给中央控制器。
2建筑设备自动化控制系统设计要素
2.1各监控子系统控制功能参数明细
将上文中所述设备监控子系统功能要求进行统计和汇总，确认各子系统监控点的分布位置和分布数量，将子系统的监控点设置类型、数量、相关设备、安装需求、使用地点等详细列出，并备份保留。依据各子监控系统技术和系统设备实际特点，以系统高效性、可靠性、实用性为前提，以满足子系统功能需求为标准，以建筑设备自动控制系统设计的节能环保为核心，以建筑设备维护保养便捷性和低成本性为主要指标，详细将设备子系统的各种功能参数、控制参数、技术参数列出并进行归档，为日后整体系统搭建安装提供依据。
2.2监控系统控制器、传感器和执行器的确定
按照监控系统被控设备的控制标准和监控点数量，结合安装现场实际情况，对现场控制点进行设置和筛选，设计出被控设备安装现场控制器控制区域内部的监控点分布图，并根据实际要求确定选择现场控制器。除了现场控制器，还要确定现场传感器和执行器使用标准，传感器和执行器是对被监控设备现场数据进行现场数据采集的基本组成部分，传感器可监测设备状态和数据变化，执行器对此进行分析和反馈，可以说两者在自动监控系统中属于核心构件。根据系统设备特性，对关键设备要采用高精度和高可靠性的智能型传感器和执行器，以提高整个自动化系统的控制质量。非关键设备上可以采用传统传感器和执行器，如此可减少成本，降低整个系统造价。
2.3建筑设备监控系统
网络构建智能建筑设备自动化监控系统整体网络构建如上图2所示，建筑设备LON现场总线设备自动化控制系统是现实意义上实现了分布式监控。此系统不同类型的控制器节点都具备高智能化特性和网络通讯能力。由于控制器各节点具备通讯能力，能够使节点与节点之间实现相互通讯功能，构成完整的通讯网络。系统中的控制机构和管理机构可以通过总线现场连接为一个整体，彼此之间可以相互协作，共同完成自动化监控任务，两者可实现控制数据和信息的共享。
2.4建筑设备监控系统硬件支持
智能建筑自动化监控系统构建必须有硬件支持，在硬件方面，主要选用以下器件：中央监控器（计算机，监控系统的核心部分，处理子系统反馈的综合数据下达控制指令）；监控显示屏（将监控图像实时显示，便于观察和分析故障状况）；键盘（更改程序或设定程序，典型的输入设备）；鼠标（输入设备）；不间断电源（为监控中央系统和子系统供电，保障监控系统不间断运行，保证整体系统的可靠性）；网络路由器（中继器、桥接器、配置型路由器等联合使用，实现网络分布）；控制总线（无屏蔽双绞线、控制总线LON）；控制节点（视具体情况而定）。
2.5建筑设备自动化监控系统软件支持
建筑设备自动化中央监控器软件功能具备操作级别和身份识别管理功能。软件系统采用8位通行字进行鉴别和管理，对操作人员实现权限设置，只允许有权限操作人员在一定范围内进行数据浏览，并对访问者身份信息、访问时间、访问内容进行识别和记录，且具备交互式菜单，为操作人员提供清晰的数据目录，节省操作时间，便于高效作业；中央控制系统设计还具备逻辑格式数据显示功能，可描述短语、数值、单位等数据，对不正常数据报警显示；具有高效数据分离终端，控制特定数据在特定端口运行，只允许一个操作人员或打印机进行处理；具备特殊指令操作功能，响应命令，逻辑显示并进行标识。
3结束语
第4篇：自动控制论文范文
【关键词】电气自动化；控制设备；稳定性；对策
在科技技术发展迅速的今天，电气自动化控制设备的稳定性将成为衡量我国电子行业发展水平的其中一个关键指标。它能够最大程度的降低人工劳动的强度，减少了安全事故发生及保证生产活动的正常运作。
一、控制设备稳定性的重要意义
随着电气自动化程度、智能化程度、复杂度的不断提高，控制设备稳定性技术逐渐成为了各大企业竞争中获取市场份额的得力工具。但由于电气自动化控制设备常需要长时间运行，及经受各种不利自然条件考验，电气自动化控制设备必须具有高度的可靠性才能够保证生产运作的稳定性。
因此，我们需要不断加强电气自动化控制设备的稳定性，提高设备正常运行率，才能推动电气自动化的全面进步和发展。减少在实际操作之中诸多故障的发生，更好地保证产品安全、人身安全以及经济效益。
二、影响控制设备的稳定性因素
电气自动化控制设备的快速发展对我国工业领域系统的正常运行有着不容小觑的影响，其稳定性是一切器械正常运行的基础。但散热、气候、电磁波、机械作用力、人为因素都容易导致控制设备出现不稳定现象。除此外，控制设备的元器件质量不符合要求也是都是导致控制设备稳定性指标偏低。只有对控制设备实行科学及时的保养及维护才能够进一步有效地提高电气自动化控制设备运行中的可靠性、可靠性使其运行更系统、更准确、更快捷。
三、提高控制设备的稳定性措施
影响电气自动化控制设备的稳定性因素是复杂多样的，若想要提高控制设备的稳定性，就必须根据控制设备的特点，采用适当的有效措施，将一切有可能导致控制设备稳定性指标偏低的原因扼杀于摇篮中。
3.1采用相应方案措施加强稳定性
（1）要提高设备使用寿命，在应该在控制设备设计阶段，谨慎分析产品的设计参数保证产品性能及使用条件，按照设计要求对设备正确安装使用，并在运行之后对设备作出定期的检查，确保设备的稳定性；
（2）按实际情况，根据产量合理地来设定产品的结构形式以及产品类型。生产方式类型、批量的不同对生产经济性也有不同的影响和差异，故应由产量的大小决定生产批量的规模；
（3）在保证产品稳定性的前提下，运用价值工程理念，以最经济的方式进行设计零部件产品的生产和维护，控制生产成本同时降低产品的维护使用费用；
（4）在满足产品技术要求的条件之下，采用最经济合理的原材料和元器件，以降低产品的生产成本，维护公司利益。
金辉公司在二三期建设中，在设计阶段就根据公司实际情况统一变频器和某些低压元器件的使用牌子，这大大方便了以后的维护，并且降低了维护所需备件的费用。
3.2正确选择与使用元器件
在选择与使用电气自动化控制设备中的零部件、元器件上，我们应当尽量使用由正规厂家生产的通用零部件或着产品。并避免修配和选配的情况发生，尽量地减少装配工人的体力消耗，加强自动流水生产。
对同类元器件在品种、型号和制造厂商等参数进行比较并根据电路性能的要求和工作环境的条件优先选用质量稳定、可靠性高的标准元器件，最大限度地压缩元器件的品种规格和减少生产厂家。
3.3控制设备散热防护的作用
影响电子设备稳定性因素里，温度是尤为关键。当控制设备产生散热不良的现象，轻则影响控制设备的稳定性重则损坏控制设备，导致生产停机。影响控制设备散热的一个原因是环境温度过高，当控制设备长期在此异常的环境温度下工作时，就容易出现失效问题，我司的一台在线测厚仪曾出现环境温度过高影响而测量的一个问题，当时的情况是，该测厚仪安装在纵拉区域，纵拉区域在生产时由于加热温度特别高，约为50-60oC，测厚仪通信控制板卡的适宜工作温度为20-40oC，运行时间一长导致工控机无法和测厚仪连接，无法读取现场数据，后来在该测厚仪机柜内加装了冷却空调，降低了控制设备的环境温度，该测厚仪通信就一直能正常工作了；影响控制设备散热的另一个原因是控制设备自身产生的热量散热不良而积聚，此类问题很好解决，在设计时需注意有足够的空间供其散热，必要时加装散热风扇或散热器，这都对控制设备散热有良好作用，从而提高控制设备的稳定性。
3.4电子设备的气候防护
气候条件对电子设备影响是很大的，特别是在低温高湿条件下，空气湿度达到饱和时，电子设备容易受到潮湿空气的侵蚀，使机内元器件、印制电路板上产色和凝露现象，极容易造成绝缘材料表面电导率增加，及零部件电气短路、漏电等等情况的发生。甚至会导致覆盖层起泡至脱落，失去其保护功能。
针对于这种情况，一般采用密封、浸渍、灌封等等措施进行维护，而我司就在控制电房安装了工业除湿机，使控制电房的湿度保持在安全值以内，提高了控制设备的稳定性。
第5篇：自动控制论文范文
关键词：楼宇自动化控制网络现场总线控制系统以太网楼宇自动化系统
目前日益流行的智能建筑(inteuigentbuidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物，是信息社会的需要，也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(buidingautomationsystem，缩写为bas)、通信自动化系统(cas)和办公自动化系统(oas)三大系统组成。其中，楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统，将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上，通过网络对其进行综合的控制，这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境，同时实现高效节能的要求。
2现场控制系统fcs的出现以及在楼宇自控中的应用
上个世纪七八十年代，伴随着计算机可靠性提高，价格大幅下降，出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(distributedcontrolsystem，简称dcs)。dcs是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表，因此它属于一种模拟数字混合控制系统，这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。dcs在工业自动化控制领域获得了广泛的应用，也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是dcs存在如下一些缺点：
(1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式，导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难；
(2)可靠性差。模拟信号传输精度低，而且抗干扰性差；
(3)系统封闭。各厂家的产品自成系统，系统封闭、不开放，难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。
上个世纪90年代以来，随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展，出现了基于现场总线的控制系统(fcs)，fcs克服了dcs的缺点，它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前，现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点，备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。fcs极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的dcs(分布式控制系统)相比，fcs具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现，为工业自动化带来了一场深层次的革命，从而开创了工业自动控制的新纪元，被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于fcs的许多优点，控制专家们纷纷预言“fcs将取代dcs成为2l世纪控制系统的主流。”现在，fcs已经被应用到楼宇自动化控制领域。
2．1应用于楼字自动化领域的几种现场总线
由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在，世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计，目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(iso)的计算机网络开放式互连系统的osi参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线，如can、modbus、profibus、lonworks、bacnet、devicenet等等。其中lonworks、bacnet、can、eib等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的fcs克服了dcs的许多缺点，但还是有一些不如人意的地方，最明显的缺点：多种现场总线并存而互不兼容，导致fcs的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对fcs的缺点做进一步说明。
(1)lonworks
美国echelon公司1991年推出了lon(local0penationnetworks)技术，又称lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持，已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说lonworks具有以下优点：
①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式，包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等，这样可适应复杂的现场环境，方便现场布线；
②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等；两种传输速率：78bps和1．25mbps，最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定，一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个；
③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境，采用开放的neuronc语言，它是ansic语言的扩展；
④无主的网络系统。lonworks网络中各节点的地位相同，网络管理可设在任一节点处，并可安装多个网络管理器；
⑤开发lonworks网络节点的时间较短，也易于维护。lonworks采用的lontalk协议固化在echelon公司的neuron芯片中，这样可以节省开发lonworks网络节点的时间，也方便维护。
同其它现场总线一样，lonworks也有自身的缺点。首先，lonworks的实时性、处理大量数据的能力有些欠缺；其次，由于lonworks依赖于echelon公司的neuron芯片，所以它的完全开放性也受到一些质疑。尽管lonworks存在一些不足，但是lonworks的fcs还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家oem厂商生产lonworks相关产品，其中种类已达3500多种。目前世界上已安装有500多万个lonworks节点，lont~k协议也被接纳为欧洲centc247、centc205的一部分。自1996年以来，lonworks也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下，国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于lonworks的楼宇自动化控制系统，并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。
(2)bacnet
bacnet是作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议。它代表了智能建筑发展的主流趋势。bacnet不是软件或硬件，也不是固件，严格地说，bacnet并不是现场总线，而是一种网络协议，即通信规则。为不同商家产品的系统之间进行信息交流提供平台和支持。bacnet详细阐述了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通信介质、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。bacnet采用了etherent、arcnet、ms／tp、ptp、lontalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线，bacnet标准最大的优点是可以与etherent、lonworks等网络进行无缝集成。不过bacnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相互间的通讯问题设计，并不太适用于智能传感器、执行器等末端设备。bacnet标准已在全球得到了广泛的应用，全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持bacnet标准。bacnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中唯一的iso标准。虽然我国是wto和iso成员国，但是bacnet在我国建筑领域中的应用范围还是相对较小，而且在工程中采用的bacnet产品和技术也基本上全部是从国外引进的，还没有真正意义上的国产化bacnet相关产品。
(3)can
can总线最初是德国bosch公司为汽车监控控制系统设计提出的，现在它已经成为一种国际标准，在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。can具有以下优点：
①采用8字节的短帧传送，故传输时间短、抗干扰性强：
②具有多种错误校验方式，形成强大的差错控制能力。而且在严重错误的情况下，节点会自动离线，避免影响总线上其它节点；
③采用无损坏的仲裁技术；
4can芯片不但价格低而且供应商多。
can缺点是：can总线上最多可挂接110个节点，这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进行扩展，相对其它一些现场总线，can总线技术比较简单，can相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此，很早国内就有一些企业推出了基于can总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2000楼宇自控系统。
(4)eib
eib是欧洲安装总线(europeaninstallationbus)的缩写。它在1990年被提出，经过十多年的发展，成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准，在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年eib被引进中国的智能化建筑领域，并在上海同济大学建立了eib认证技术培训中心。在短短的几年里，国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等控制和安防系统方面获得了广泛应用，如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的eib项目基本上被abb公司和simens公司所垄断。
3以太网开始进入楼宇自控领域
以太网发展至今已有20年历程，作为局域网组网的主要技术，以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展等优点一直在局域网领域中牢牢占据着统治地位。近年来，以太网技术获得了快速地发展。交换型和全双功以太网的出现，克服了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点，实现了站点独占传输媒体并同时收发数据，也减少了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更新和扩展，目前的以太网不仅在物理层(包括拓扑结构、传输速率、传输媒体)，并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步，以太网标准系列已扩展成20余个。现在已太网不但由局域网向着接入网和城域网领域发展，同时开始进入工业控制和楼宇自控领域。新的ieee802．3af标准开始对以太网供电作出了规定，它消除了以太网技术进入现场控制领域的一个严重障碍。目前，3com、华为、dlink等公司开始提供符合ieee802．3af标准的交换机产品。另外，一些现场总线的协会或组织也开始提出基于其现场总线的开放式以太网标准，即工业以太网标准，如odva(开放devicenet供货商协会)和ci(contolnet国际组织)的ethernet／ip标准、ff(现场总线基金会)的hse(hig}lspeedethemet，高速以太网)、profibus国际组织的profinet。支持这些工业以太网标准的交换机、网卡等产品也开始出现，如moxa公司的eds-508系列工业以太网交换机(支持ethernet／ip)、北京航天华辉自动化技术有限公司的anybus-sio／100m(支持ethemet／ip和modbus／tcp)等。美国vdc(venturedevelopmentcorp．)调查报告指出，ethemet在工业控制领域中的应用将越来越广泛，市场占有率将从2000年的ll％增加到2005年的23％。
伴随着以太网技术在工业控制领域的成功应用，以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前，以太网多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网(如图l所示)，在一些新开发的楼宇自控系统中，以太网直接进入了控制层，如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的enc-2001ip智能建筑测控系统。enc-200lip控制系统的结构如图2所示。一般的空调、照明等系统通过enc参量控制模块集成到以太网上；带有rs232或rs485接口的系统通过网关转换模块集成到以太网上；ip电话以及ip摄像机直接连接到以太网上。
在楼宇自控网络中采用基于现场总线的fcs的优点是：
①可靠性、实时性好。现场总线为工业控制设计
图1楼宇自控网络集成到信息网的，有屏蔽、接地与防爆等措施，同时其实时性也比采用csma／cd的以太网的时实性好；
②用户的投资成本低。现在，开放的现场总线技术已经比较成熟，有很多公司提供的相关产品可供选择。其缺点是：实现现场总线无缝接人以太网复杂，当多种现场总线共存在一个系统中时，集成起来更复杂，系统的扩展性差。
在楼宇自控网络中采用以太网的优点是：实现了从管理层(信息网)到现场设备控制层(控制网)的“一网到底”，即实现人们期望的通信协议的兼容和统一；这样系统扩展起来也比较方便；与智能建筑中其它系统(信息网通信自动化系统和办公自动化系统)集成起来更加容易。其缺点是：首先，目前开发基于以太网的控制系统产品的难度较大，开发费用和成本相对还是较高，用户可以选择的厂商也很有限，垄断利润较高，研发成本还没有被消化，这些都导致产品价格过高。其次，以太网的实时性、可靠性等方面还有待进一步完善。
4结束语
就目前而言，不管是应用在楼宇自控网络中的基于现场总线的fcs还是以太网，都有其优点和缺点。随着时间的推移和技术的进步，它们也必将会被进一步完善。据统计，我国目前有从事楼宇自动化业务的企业3000家以上，产品供应商约3000家。另外，随着我国绍济的快速发展和人们生活水平的不断提高，建筑和社区的数字化建设正在兴起，fcs和以太网都必将在楼宇自控领域中获得更广泛的应用，在今后相当长的时间内，两者在竞争的同时也将继续并存。
参考文献
1郭维均．俞洪．《智能建筑基础》中国计量出版社．2001：6
2陈秋良．自动控制技术．《现场总线控制系统综述》2001；20
3李光辉．缪希仁．现场总线技术及在低压电器领域中的应用．电工技术杂志，2002
4郝晓弘．马向华．现场总线控制系统一新一代控制系统．《工业控制计算机》2001；14
5阳宪惠．《现场总线技术及其应用》清华大学出版社,1999
6张振昭．许锦标．万频．《楼宇智能化技术》北京机械工业出版社。1999
7董春桥．bacnet标准在我国推广和应用的思考．《智能建筑与城市信息>。2003
第6篇：自动控制论文范文
现阶段，化工行业的不断发展和进步，出现了很多种类工艺，各个化工企业具有不同种类的生产工艺，相比较于以往的安全化工生产工艺来说，我们研究和分析的安全生产工艺具有以下特点：一是，安全化工生产过程中具有一定的连续性，并且生产规模较大；二是，安全化工生产过程中具有很长的周期，而且始终处于满负荷运行的情况，在进行生产的时候具有一定的安全性和稳定性；三是，化工安全生产过程中需要一定的工艺条件，很难全部满足高压、高温、易燃易爆、真空以及有毒害等条件，应用在生产过程中的介质种类很多；四是，化工安全生产过程中需要很复杂的生产环境，一般来说都是处于易燃易爆、具有腐蚀性的环境下[1]。
2自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用
（一）自动化控制在化工安全生产中的应用
自动控制实际上就是依据规定指令或者程序自动进行化工生产的一种新技术，依据运行过程中的自动化程度可以合理的分为全自动化控制和半自动化控制两大类。这种新的控制技术可以合理的运用到机械制造、生产控制过程以及管理过程控制等多方面。我国运用这种自动控制技术，在化工生产过程中已经发展了几十年，主要包括创新和引进两种开发方式。在发展的过程主要经历了三个阶段，主要有手工操作、机械控制以及自动控制。自动控制技术从简单的生产系统逐渐发展成为复杂的生产系统[2]。目前，在国内大部分化工企业中，分散控制系统（DCS）、逻辑控制器（PLC）以及现场总线控制系统（FCS）应用的相对比较广泛。其中逻辑控制器和分散控制系统是比较常见的。逻辑控制器是一种可以进行存储的设备，一般来说是一类编程，可以适当作为内部存储程序，执行逻辑、执行定时、执行顺序控制以及执行计算和算数的过程是基本主要功能。主要控制形式为模拟输入、输出方式或者数字输出、输入方式。逻辑控制器的主要特点有：一是具有很大性价比，功能比较强；二是维修过程比较方便和简单；三是具有一定的抗干扰性和可靠性。主要适用于中小规模连续生产控制过程中以及间歇性生产的控制过程。一般来说，具有比较大规模的化工生产控制过程主要使用的是分散控制系统。主要特点就是可以适当的融合通讯、计算机、自动控制，从而很好的实现自动监控、自动生产、自动管理、自动操作以及分散控制，相比较于逻辑控制器来说，具有更加强大的功能，但是也具有很大的设备成本。分散控制系统的主要形式结构特点为多层分散、分散、自治合作以及危险分散，比较适合使用在化肥、石油以及大型空分制氧的生产过程中[3]。以上的运行系统应该保持与生产过程一致，从而全面实现自动控制，以便于可以科学、有效地进行设备的智能化、微型化、开放化、数字化的自动管理，这种现场总线控制系统逐渐成为未来化工企业生产与管理的主要发展方向[4]。
（二）安全联锁在化工安全生产中的应用
安全联锁实际上是属于一种安全技术，可以阻止排除安全隐患之前接触存在危险区域的行为，或者在出现接触危险区域的时候可以自动排除安全隐患。现阶段，在化工安全生产过程中比较常用的就是紧急停车系统，可以让设备在瞬间就能够停止运行，从而保证不会发生一定的安全事故，为了有效地增加系统的安全性，一般把紧急停车系统有机结合PLC系统、FCS系统、DCS系统，可以在系统出现压力、温度或者液位超过规定范围或者毒害气体超过标准的时候进行及时的报警，适当启动安全联锁作用。
3结束语
第7篇：自动控制论文范文
设计任务：
PLC控制全自动洗衣机设计
二、设计要求：
1．水位控制：高水位 25S 中水位进水 15S 低水位进水 10S2.程序选择：全程序 简易程序（1）全程序过程：（循环3次）进水－洗涤（正转3S，反转2S，停1S，200次）－排水（20S）－脱水（10S）－停止（2）简易程序：（循环2次）进水－洗涤（正转3S，反转2S，停1S，200次）－排水（20S）－脱水（10S）－停止
三、设计期限
目录
PLC控制全自动洗衣机的研究意义…………………………………………………………………4
二．PLC机型……………………………………………………………………………………………..4
三．程序设计要求…………………………………………………………………………………………..5
四. 设计流程图 ……………………………………………………………………………………………6
五. 课程设计小结…………………………………………………………………………………………..18
PLC控制全自动洗衣机的研究意义
PLC控制全自动洗衣机的编程语言容易掌握，是电控人员熟悉的梯形语言，使用术语依然是＂继电器＂一类术语，大部分与继电器触头的连接相对应，使电控人员一目了然．PLC控制使用简单，他的I／O已经做好，输入输出信号可直接连接，非常方便，而输出口具有一定驱动能力，其输出触头容易达220V．2A．PLC是专门应用手工业现场自动控制装置，再系统软硬件上采用抗干扰措施．当工作程序需要改变时，只需改变PLC的内部，惊醒重新编程而无需对外围进行重新改动．从这些方面突出了使用PLC控制全自动洗衣机的优越性．
二．PLC机型
日本三凌公司的F系列PLC
三．程序设计要求1．水位控制：高水位 25S 中水位进水 15S 低水位进水 10S2.程序选择：全程序 简易程序（1）全程序过程：（循环3次）进水－洗涤（正转3S，反转2S，停1S，200次）－排水（20S）－脱水（10S）－停止（2）简易程序：（循环2次）进水－洗涤（正转3S，反转2S，停1S，200次）－排水（20S）－脱水（10S）－停止 注意：要求画出控制流程图四.I／O分配图 启动 X0 Y0 进水 水位（高）X1 Y1 排水 水位（中）X2 Y2 电机正转 水位（低）X3 Y3 电机反转 全程序 X4 Y4 脱水 简易程序 X5 COM COM 五.软硬件系统设计 1.硬件组织 2.元件组成 （1）梯形图及其分析 （2）状态转移图及其分析 （3）指令表
设计要求： 输入点： 输出点：启动 10001 启动洗衣机 00001停止 10002 进水阀 00002高水位 10003 正转 00003中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005排空检测 10006 脱水 00006高水位检测 10007 报警 00007中水位检测 10008低水位检测 10009手动排水 10010 手动脱水 10011
全自动洗衣机的I/O分配并设计PLC外围硬件线路：
设计流程图：
全自动洗衣机的梯形图：（由于版面限制，我只能把这个梯形图分解成几块，标志图X）
图（1）
图（2）
bsp; 图（3）
图（4）
图（5）
图（6）
我这是使用步进梯形指令（STL）编程方式，当然也可以使用起保停电路编程方式。
I0.2 高水位I0.3 中水位I0.4 低水位I0.5 排空检测I0.6 高水位检测I0.7 中水位检测I1.0 低水位检测I1.1 手动排水I1.2 手动脱水Q0.0 启动指令Q0.1 进水阀控制Q0.2 正转及脱水Q0.3 反转Q0.4 排水Q0.5 报警
图片： 图片：
图片：
图片：
图片：
= M0.3NETWORK 3LD I0.2AN I0.6LD I0.3AN I0.7OLDLD I0.4AN I1.0OLDA M0.3= Q0.1NETWORK 4LD Q0.1EDTON T37, +20NETWORK 5LD T37O M0.2AN C1A M0.1= M0.2NETWORK 6 //正转及脱水控制//正转及脱水控制LD M0.2AN T38AN Q0.3A M0.1LD I0.5AN T40AN Q0.3A M0.1OLDLD I1.2AN M0.1OLD= Q0.2NETWORK 7LD M0.2AN T39TON T38, +300NETWORK 8 //反转控制//反转控制LD T38AN T39AN I0.5A M0.1= Q0.3NETWORK 9LD Q0.3TON T39, +300NETWORK 10LD T39EDLD T40EDCTU C1, +5NETWORK 11 //出水阀控制//出水阀控制LD C1LD I1.1AN M0.1OLD= Q0.4NETWORK 12 //脱水计时//脱水计时LD I0.5TON T40, +300NETWORK 13 //洗涤和漂洗计数//洗涤和漂洗计数LD M0.2EDLDN M0.1CTU C2, +3NETWORK 14 //报警输出//报警输出LD M0.1TOF T30, +30NETWORK 15LDN M0.1A T30= Q0.5
六：课程设计小结
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，PLC已经成为当今空前活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握PLC的开发技术是十分重要的。
回顾起此次PLC课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在 整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。
第8篇：自动控制论文范文
关键词：自动变频；节能节水；灌溉系统；研究
目前全球淡水资源日趋紧张，在我国有很多地方农田和生活用水紧张的情况相当严重，有的已出现断水现象，因此节水问题已成为全社会共同关注的严重问题。
早在1997年，在桐乡市政府支持下，经市水利勘测设计所设计并在河山含村示范区等地建成低压地下管道灌溉试点工程，由于田间用水量变化大，为了解决水量流量的实时调控，泵站的出水池新建了高大的蓄水池，蓄水池内安装了液位控制器，串接于电机控制柜的控制回路中，初步解决了用水量、出水量的实时调控。“液位自动控制节水灌溉系统”于1998年获浙江省水利厅科技进步三等奖，2004年获浙江省水利厅优秀工程设计奖。2005年秋，桐乡市水利局在石门镇民丰村明渠灌溉的庙桥浜泵站试用手动变频调速控制水泵运行，取得较好地效果，受到当地群众的高度赞誉。
一、“自控变频节能节水灌溉系统”的总体设计
一是引入变频调速技术、压力传感技术、可编程控制技术于农田灌溉。由变频器、压力变送器、压力显示器、可编程控制器、可编程时控器、相序保护器和空气开关、断路器、交流接触器、时间继电器、热继电器、按钮、指示灯、仪表等电器集成(均为国产)的智能型自动控制柜“自控变频节能控制柜”，作为“自控变频节能节水灌溉系统”的指挥中心，能根据田间用水量的变化，自动变频调速调节水泵出水量，自动进行工频变频切换和单泵双泵切换，自动按设定时间开机停机。在泵站建设中，针对平原水网地区泵站规模较小的特点，采用了涵洞式引水道、竖井式水泵室，使引水道和水泵井四周的土压力相互平衡，比传统的开敞式引水道有限地节省了工程量，减少了土方开挖和回填土，方便了施工。
二是将“液位自动控制节水灌溉”中的高蓄水池，改为较小的地下压力水池，建在泵房地面之下。既节省了工程量，又减少了耕地占用。水池壁上预埋安装压力变送器和水位观察管的镀锌钢管，水池边上设置调压溢流管。选用专门为本地区低压管道灌溉研制且不需要加引水、适于自动开机的HDB系列导叶式混流泵。用UPVC双壁波纹管作为地下管道，用钢筋混凝土预制接头，施工方便，漏水少，管壁糙率小。干管和部份支管的进口处安装蝶阀控制，部份渠尾设置调压管。用专利产品、工程塑料制造的FN-150(100)农田灌溉节水阀作为田间放水阀，使用寿命长，不需维修，可做到滴水不漏。一只放水阀控制面积约5亩左右。
二、关键设备“自控变频节能控制柜”的原理和工作过程
田间用水量的信息，通过管网压力的变化，传递到压力水池中，压力水池中安装的压力变送器，把压力信号变成电模拟量，输入变频器控制回路，变频器根据输入的模拟量，自动将连接水泵电机的主回路的交流电频率变化，使管网压力不断向设定的“控制压力”接近，达到恒压供水。从而使水泵根据田间用水量自动调节供水量，达到节水节能目的。一个泵站安装两台水泵，为了节省投资，采用一台变频器控制两台电机，由于田间用水量的变化涉及到单泵供水或双泵供水，需单泵双泵切换和工频变频切换，用可编程控制器设定条件进行控制，还要设置“最高压力”、“最低压力”等参数。
控制柜的电路，有变频器-电机主回路和控制回路两大部份，控制回路有压力变送显示电路、可编程控制器外接电路、可编程时控器外接电路、变频器外接电路、交流接触器互锁电路、手动控制电路、电机工况显示电路、直流电源外接电路等，另外还设置了相序保护器、热继电器等。
控制柜的工作过程，以一台变频器控制两台电机的控制柜为例。首先合上电源空气开关，接通电源，按照“自控变频节能控制柜使用维护简要说明”在变频器控制面板上设置好“控制压力”，在压力显示器上设置好“最低压力”、“最高压力”，在可编程时控器上设置好开机停机时间(或在时间继电器上设置好停机时间)，把“功能转换旋钮”旋到“自动”，然后即可正常工作。其工作过程为：
当到达时控器设定的开机时间，如果压力变送器检测到的压力低于“最低压力”，1号机组(两台机组中功率较大的一台)首先变频软起动，可见压力显示器中数值逐渐上升，水位观察管中水柱同步上升，如此时田间用水量不多，一台水泵水量已够，则压力上升到“控制压力”以上，变频器即自动降频，压力降低到“控制压力”以下，变频器即自动升频，使水泵保持恒压供水，田间用水量的变化反映在水泵转速的变化上。
如果田间用水量逐渐增加，1号机组的出水量不够了，此时尽管电机以最大频率即50Hz运行，但压力显示器中数值还是逐渐下降，待下降到设定的加泵压力即“最低压力时”，控制柜等待五分钟，如果不是特殊的波动造成，五分钟的压力都低于最低压力，此时才将1号机组自动转为工频运行，将2号机组自动变频软起动，可见压力显示器中数值逐渐上升，如此时两台水泵供水量已够田间用水，则压力上升到“控制压力”后，即保持恒压供水，田间用水量的变化反映在2号机组转速的变化上。如果田间用水量继续上升，两台水泵的供水量也不够了，尽管两台水泵都以最高频率50Hz运行，供水压力还是逐步下降，此时，应关闭或调小部份节水阀，用水量减少到二两台水泵供水量以下，供水压力就会恢复到设定的“控制压力”。
如果田间用水量逐步减少，管道和压力水池中的压力会稍微上升，正在变频运行的2号机组转速随即降低，水泵出水减少，以保持恒压供水。如果田间用水量进一步减少，小于1号机组的出水量，但仍大于2号机组出水量，当供水压力超过设定的“最高压力”，这时首先将正在工频运行的1号机组自动停机，然后自动将正在变频运行的2号机组转成工频运行，再自动变频软起动1号机组。如果田间用水量进一步减少，小于2号机组的出水量，这时即使1号机组频率和转速降到最低，水池压力还是超过“最高压力”，则正在工频运行的2号机组自动停机。如果田间用水量再进一步减少到接近于零，则1号机组以最低频率(设置为15HZ)运行，使管道压力保持一定数值，以备田间可以随时用水。
可编程时控器到达设定停机时间，正在变频运行的1号机组变频软停机。也可以将“功能转换旋钮”从“自动”转向“停止”。如果按下“紧急停车按钮”，任何情况之下，两台机组都会立即停机。
三、该系统的改进意见
任何技术都是在不断改进的，“自控变频节能节水灌溉系统”也是在综合许多先进技术的基础上改进的，今后也将随着技术的发和进步不断改进。经过一个灌溉季节的实践，笔者认为应对系统做如下改进：
一是对于只有一台水泵的泵站，可以利用变频器内置简易PLC编程控制，可降低控制柜造价。
二是对于只有一台水泵的泵站，可以取消压力水池，以进一步降低泵站造价，逆止阀、调压管仍旧保留。对于两台或两台以上水泵的泵站，压力水池还是需要的。
三是针对现有泵站管理人员文化程度偏低的现象，建议今后选配泵站管理人员时，最好文化程度能在初中以上，便于熟练掌握控制柜各种功能的应用，最大限度地发挥先进设备的功能。
第9篇：自动控制论文范文
[关键词]自动控制理论；Matlab；模糊控制；鲁棒控制；最优化控制
中图分类号：TP13-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0310-01
随着控制系统复杂性的增加，不确定因素的增多，要求各控制理论分支有进一步的发展，弥补各理论分支的缺点与不足，以满足更高的控制性能指标。现有的控制理论在线性系统控制中大都能取得良好的控制效果，但对离散、非线性复杂系统领域的研究大都刚刚起步，或处于初级阶段，远未达到人们的期望。而实际工业生产过程的模型一般都很复杂，通常具有非线性、分布参数和时变等特性。因此将控制理论的研究领域推广到非线性复杂系统有重要的实际意义。另外与宏观复杂系统控制相对的量子控制（Quantum Control）也正在作为一个全新的学科领域蓬勃崛起，它的发展也依赖于完善的控制理论和优化控制策略。近年来随着微电子、半导体、计算机等技术的快速发展也强有力的推动了自动控制理论的发展。
一、现代控制理论的产生及其发展
控制理论作为一门科学，它的产生可追溯到18 世纪中叶的第一次技术革命，1765年瓦特发明了蒸汽机，应用离心式飞锤调速器原理控制蒸汽机，标志着人类以蒸汽为动力的机械化时代的开始，后来工程界用控制理论分别从时域和频域角度讨论调速系统的稳定性题，1872年劳斯（Routh E J）和1890年赫尔维茨（Hurwitz）先后找到了系统稳定性的代数据，1932年奈奎斯特（Nyquist H）发表了放大器稳定性的著名论文，给出了系统稳定性的奈奎斯特判据。美国著名的控制论创始人维纳（Wiener N）总结了前人的成果，认为客观世界存在3大要素：物质、能量、信息，虽然在物质构造和能量转换方面，动物和机器有显著的不同，但在信息传递、变换、处理方面有惊人的相似之处，1948 年发表了《控制论―或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》，书中论述了控制理论的一般方法，推广了反馈的概念，确立了控制理论这门学科的产生。
1.经典控制理论。第一代称为“经典控制理论”时期，时间为20 世纪40～50 年代。它研究的主要对象多为线性定常系统，主要研究单输入单输出问题，研究方法主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析法，它的控制思想首先旨在对机器进行“调节”，使之能够稳定运行，其次是采用“反馈的方式，使得一个动力学系统能够按照人们的要求精确地工作，最终实现对系统按指定目标进行控制。”
2.现代控制理论。第二代称为“现代控制理论”时期，时间为20 世纪60～70 年代。经典控制理论对线性定常系统可产生良好的控制效果，但是它对多输入多输出、时变、非线性系统的控制却力不从心。所以50 年代末60 年代初，学者卡尔曼等人将古典力学中的状态、状态空间概念加以发展与推广，将经典控制理论中的高阶常微分方程转化为一阶微分方程组，用以描述多变量控制系统，并深刻揭示了用状态空间描述的系统内部结构特性如可控性、可观性，从而奠定了现代控制理论的基础。
3.第三代控制理论。以上所提的经典控制理论和现代控制理论都是建立在数学模型之上的，所以统称为常规（传统）控制。它们为了控制必须建模，但许多实际系统的高维性及系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完全性给基于数学模型的传统控制理论以巨大的挑战。是否可以改变一下思路，不完全以控制对象为研究主体，而以控制器为研究对象；是否可以用人工智能的逻辑推理、启发式知识、专家系统解决难于建立数学模型的问题呢？智能控制的出现正源于这一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一词，1971 年傅京孙教授指出，为了解决控制问题，用严格的数学方法研究新的工具来对复杂的“环境2对象”模型进行建模和识别以实现最优控制，或者用人工智能的思想建立对不能精确定义的环境和任务的控制设计方法，这两者都值得试一试，而重要的是把两种途径密切结合起来协调的进行研究。沿着这一思想出发，现代控制理论将微分几何、微分代数、数学分析与逻辑推理、启发式知识建立和发展了智能控制理论相结合从而形成第三代控制理论大系统理论和智能控制理论。
二、Matlab工程软件
