自动控制类论文精选(九篇)

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第1篇：自动控制类论文范文

关键词：纸浆，软件组态，动态链接库，DDCRun

 

0.引言

随着造纸机车速的提高和设备的更新，原来的配浆箱方式配浆已逐步被管道配浆方式替代，而在管道配浆方式中，采用的三种配浆方式包括流量给定控制方式，比率自动控制方式和绝干量配比自动控制方式。配比自动控制方式按参与配浆的绝干纤维量来计算和控制各种浆的配比，具有配浆效果好，浆种配比稳定等优点。

1.配浆自动控制系统总体设计

纸浆配浆采用绝干量比例控制方式，自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合，同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。为了保证生产的正常运行，防止成浆池缺浆和满浆，在控制废纸浆和自制浆的绝干量配比同时，需要控制废纸浆和自制浆的浓度和成浆池的液位。

2.配浆自动控制系统的硬件设计

2.1 硬件结构

2.1.1浓度的检测与控制

浓度计采用武汉宇通仪表有限公司的DBNZ-1200型的动刀式纸浆浓度变送器，电动调节阀选用上海中泰自动化仪表厂的ZAZC型电动调节阀。

2.1.2流量的检测与控制

流量计采用上海光华仪表厂的LDG－150S型的电磁流量计，检测精度为0.5％，长时间测量累计误差小于1％。伺服放大器采用上海自动化仪表十一厂的ZPE-2010型伺服放大器，变频器采用日本富士通公司的5000G11S/P11S变频器。

2.2 硬件抗干扰技术

在此主要采用那RC滤波抗干扰技术。我们选用了光电隔离的多功能HY-6040A/D板，该板使用三总线隔离的形式，使其抗干扰能力大大增强。在此基础上，我们在810接口板上设计了RC滤波电路。对于变化速度很慢的直流信号，在仪表输入端加入滤波电路可使混杂于信号的干扰衰减至最小，这样我们就有效的提高了系统的硬件抗干扰能力。论文参考网。

3.配浆自动控制系统的控制策略

本配浆控制系统控制部分可分为绝干量配比控制；废纸浆和自制浆浓度控制；成浆池液位的控制及联锁控制，各控制部分具有耦合作用。

绝干量配比的控制较为复杂，废纸浆、自制浆的浓度、流量变化等都会对配比控制产生干扰，同时配比控制时又要考虑到节省能耗。通过对配比的分析，对配比中比重占较大的自制浆，我们将自制浆泵满负荷运行，而让废浆泵根据给定的配比，采用带有延迟环节的增量PID控制算法控制。

废纸浆和自制浆的浓度的控制，由于两者相互不影响，且受其他影响较少，我们分别通过控制相应电动阀的开度来控制加水量，从而控制纸浆的浓度。论文参考网。采用较为典型的闭环控制策略，控制算法采用增量式PID控制。

纸浆液位的控制，纸浆液位的控制是本控制系统的一个难点，由于搅拌器的动作及液位本身的不稳定，给液位控制带来了困难。论文参考网。我们采用了带联锁的液位宽限开关控制策略：

3.1 以成浆池液位为主控制对象，设立成浆池液位高低限开关，成浆池液位高于高限开关时，自动关闭废浆池泵和自制浆池泵；如果成浆池液位低于低限开关时，根据自制浆池和废浆池液位要求，确定是否启动废浆池泵和自制浆池泵控制。

3.2 考虑到液位的波动，在对采集的液位数据进行平均滤波的同时，对限位开关值设立宽限，宽限值的大小通过实际试验确定。当液位波动值小于宽限值时，则不动作；只有当液位变化值大于宽限值时才进行相关动作。

3.3 考虑到废浆池与自制浆池的联锁要求，启动废浆池泵和自制浆池泵时必须满足：废浆池和自制浆池的液位必须同时都大于设定的下限值。同时，浓度控制电动阀也产生联锁动作。

4. 配浆自动控制系统的软件设计

在本控制系统中，软件必须安全可靠，可移植性和可扩展性好，参数修改方便，调试简单。本系统软件分为：控制程序，显示操作程序，数据采集程序。各个部分分别开发，并通过DLL结合成一个有机整体。

控制程序采用自行开发的组态软件DDCRun进行设计，显示操作程序使用Visual C++6.0开发，接口程序利用WinDriver进行开发。系统软件的各个组成部分通过DDL实现连接。

4.1 数据采集程序

WinDriver可用于各种接口程序的开发，在本系统中，我们采用它开发系统的数据采集程序的接口，我们首先使用驱动程序开发工具Windriver创建基于PCI/ISA的设备驱动程序，在此基础上，我们就可以在Visual C++中利用上述工具产生的硬件操作函数编写相应的数据采集程序。同时我们把数据采集程序做成DLL形式，DDCRun控制程序通过调用它实现控制程序和系统硬件的接口。

4.2 控制程序

在本系统中，控制程序采用软件组态方式实现。具有大大缩短开发周期，减轻调试复杂性，方便控制程序修改，系统易于维护等优点。

DDCRun控制组态软件是我们自行开发设计的模块化的控制组态软件，它的各个模块是以DLL的形式存在的。首先编写好控制程序需要的各个功能模块DLL：增量式PID，加减运算，限幅运算，绝干量统计，条件开关，平均滤波等；然后将各个模块添加到DDCRun；最后便可以根据控制策略进行组态设计，设置控制参数和相应硬件接口板卡的地址。

控制程序通过调用WinDriver生成的数据采集程序与硬件直接联接；与此同时，在显示操作程序中，通过调用DDCRun提供的接口函数，实现对控制程序各个控制模块的输入输出读写和控制参数的修改。

在系统调试过程中，我们只须通过软件修改控制算法的参数即可达到预定的控制目标。

4.3 显示操作程序

显示操作程序是本系统必须的组成部分，具有以下特点：界面简单直观，用户操作方便，运行稳定可靠，满足人体工学要求，采用面向对象的编程语言Visual C++6.0设计。根据要求功能模块分为[主界面]、[流量浓度曲线]、[液位曲线]、[报警显示] 、[参数设置]、[统计报表]、[关于系统]、[退出系统]、[密码保护]等九个模块。

为了方便历史数据的查询和以后网络化的需要，我们将所有有关数据保存在关系数据库SQL Server中，通过ADO对象对数据库中的数据进行操作。

ADO是面向对象的OLE DB，它继承了OLE DB技术的优点，并且对OLE接口作了封装，定义ADO对象，使应用程序的开发得到了简化。ADO技术属于数据库访问的高层接口，其主要优点是易于使用、内存支出少和磁盘遗迹小。与DAO和RDO类似，ADO也是一种基于对象的集合 .

主界面 主要实现重要参数的显示，纸浆动态显示功能以及启动和停止自动控制的功能。主要参数包括：废纸浆池的液位.浓度.电动水阀开度和变频泵的电流信号大小；成浆池的液位，浓度和两个抽浆泵的纸浆浓度和流量，自制浆池和废纸浆池的液位，浓度，电动水阀开度和变频泵的电流信号大小。同时，主画面上的水流动态显示，使得系统状态更加直观。

流量浓度曲线、液位曲线、报警显示、参数设置、统计报表、密码保护 实现系统密码保护、修改等功能。

5.结束语

与手工配浆相比，成浆的纤维配比更加稳定，系统控制精度高，提供了配浆的质量与效率；与此同时减轻了工人的劳动强度。

【参考文献】

[1]傅兴仁.管道配浆.中国造纸.2001,(01).

[2]葛升民,童树鸿,周斌.纸浆浓度控制系统的设计.中国造纸.2002(03).

[3]邵惠鹤.工业过程高级控制，23.上海交通大学出版社.1997.

第2篇：自动控制类论文范文

作者：李冬雪，徐益君

[关键词]中医药；科技发展；现状

[收稿日期]2013-09-16

[通信作者]*李冬雪，副研究员，主要从事中医药领域国家科技计划项目管理工作，Tel：（010）88225159，E-mail：lidx@cncbd.org.cn中医药是中华民族的宝贵财富。当前，中医药科技发展日新月异，不断取得重大突破，受到国际社会越来越多的关注，世界范围内对中医药的需求日益增长。本文围绕政策环境、经费投入、人才队伍、科技成果等方面，梳理了我国中医药科技发展的基本现状。

1我国各级政府部门高度重视中医药科技发展，政策环境逐步改善

“十一五”以来，我国政府越来越重视中医药的传承与发展，纷纷制定了各种规划及政策来促进中医药的科技发展。2006年，国务院了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006―2020年）》，提出加强中医药继承和创新，推进中医药现代化和国际化。以中医药理论传承和发展为基础，通过技术创新与多学科融合，丰富和发展中医药理论，构建适合中医药特点的技术方法和标准规范体系，提高临床疗效，促进中医药产业的健康发展。并将“中医药传承与创新发展”列为人口与健康领域的优先主题。2009年，国务院出台了《国务院关于扶持和促进中医药事业发展的若干意见》，提到各地区、各有关部门要充分认识扶持和促进中医药事业发展的重要性和紧迫性，采取有效措施，全面加强中医药工作，开创中医药事业持续健康发展新局面。2010年，国务院出台《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，提到大力发展用于重大疾病防治的生物技术药物、新型疫苗和诊断试剂、化学药物、现代中药等创新药物大品种，提升生物医药产业水平。2012年，国务院陆续出台了《国家药品安全“十二五”规划》、《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》、《卫生事业发展“十二五”规划》和《生物产业发展规划》等，里面均涉及了发展中医药的内容。

各部门也大力协同，了很多相关规划及文件，推动中医药科技的发展。科技部2007年1月了《中医药创新发展规划纲要（2006―2020年）》，将中医临床研究、中药产业发展、基础理论研究、标准规范研究、创新体系建设、国际科技合作列为优先领域。2010年了《中药现代化科技产业基地发展规划（2010―2020年）》，提到发展中药产业，提升中药工业，改造中药商业，培育中医药知识产业和服务业，将中药产业培育成为我国具有比较优势的大健康产业。2020年，建成一批各具特点、布局合理、区域化协调发展的中药科技产业基地。2011年，科技部又陆续了《国家“十二五”科学和技术发展规划》、《医学科技发展“十二五”规划》和《“十二五”生物技术发展规划》等，均把中医药的发展列为主要内容之一。国家中医药管理局于2012年下半年连续了《中医药事业发展“十二五”规划》和《中医药标准化中长期发展规划纲要（2011―2020年）》，共列举了16项重点任务。

可见，近些年来，国务院及各部门都非常重视中医药的发展，纷纷制定了各种规划及政策，这些政策的制定为中医药的发展提供了一个很好的政策大环境，也是中医药能够稳定快速发展的有力保障。

2中医药领域研发投入经费持续增长，但同生物医药的其他相关领域相比仍存在较大差距

2.1中医药领域研发投入经费增长迅速据《中国科技统计年鉴》数据显示，中医药领域产学研各部分R&D投入经费在2007―2011年间保持逐年增长趋势，研发投入经费总额由2007年的188295万元增长到2011年的3399807万元[1-5]，增长了约17倍，尤以产业研发投入经费增长最快，见表1。

表1中医药领域产学研各部分R&D投入经费数

Table1R&DfundsintraditionalChinesemedicinefield万元

年度研发机构高校高技术产业20071650828106143681200823076396041959842009263525114820804220103536455674174144201139390667063293711注：数据来源于《中国科技统计年鉴》（2008―2012年），研究与开发机构“按学科分组的R&D课题”、“按学科分高等学校R&D课题”、“高技术产业R&D活动情况”。

2.2研发机构和高校的中医药学科研发投入经费与其他生物医药相关学科相比差距较大据《中国科技统计年鉴》数据显示，2011年，研发机构和高校的中医药学科的R&D课题投入经费与其他生物医药相关学科相比差距较大，中医药学研发投入经费只有临床医学研发投入经费的约1/3[1]，见表2。

表22011年研发机构和高校的生物医药相关学科R&D投入经费数

Table2R&DfundsinbiomedicalfieldinR&Dinstitutionsanduniversityin2011万元

排名学科研发机构高校1生物学2596142263232临床医学621652263303基础医学37923988944药学61188566115中医学与中药学39390667066预防医学与卫生学36984215447军事医学与特种医学7281138注：数据来源于《中国科技统计年鉴》（2012年），研究与开发机构“按学科分组的R&D课题”、“按学科分高等学校R&D课题”。2.3中成药制造业的研发投入经费与化学药品制造业相比差距较大据《中国科技统计年鉴》数据显示，2011年，中成药制造业的研发投入经费为3293711万元，不到化学药品制造业的1/3[1]，存在较大差距，见表3。

表32011年生物医药各相关产业R&D投入经费数

Table3R&Dfundsinmanufactureofmedicinesin2011

排名分类2011年R&D投入/万元所占比例/%1化学药品制造业1044223255.322中成药制造业329371117.453生物、生化制品的制造业265449414.064医疗设备及器械制造业248614013.17注：数据来源于《中国科技统计年鉴》（2012年）“高技术产业R&D活动情况”。

3研发投入人员总量增长较快，且研发投入人员的主体正逐步由高校和研发机构向企业转移

3.1研发投入人员总量增长较快据《中国科技统计年鉴》数据显示，中医药领域的研发投入人员总量从2007年的18578人年增长到2011年的35597人年[1-5]，增长幅度达91.6%，增长较快，见表4。

表4中医药领域研发投入人员总量

Table4R&DpersonnelintraditionalChinesemedicinefield人年

年度研发机构高校高技术产业2007245587037420200827741066713660200934021049915464201036471098910458201138971170519995注：数据来源于《中国科技统计年鉴》（2008―2012年），研究与开发机构“按学科分组的R&D课题”、“按学科分高等学校R&D课题”、“高技术产业R&D活动情况”。

3.2产业研发投入人员数量增长迅速据《中国科技统计年鉴》数据显示，从2007年到2011年，研发机构和高校的研发投入人员数量呈现持续稳步增长的趋势，增长幅度分别为58.7%和34.5%；但产业的研发投入人员数量增长迅速，从2007年的7420人年增长到2011年的19995人年[1-5]，增长幅度高达169.5%，并且占中医药领域研发投入人员总量的比例也由2007年的39.9%提高到2011年的56.2%，充分表明科研投入人员的主体正逐步由高校和研发机构向企业转移。

4科技创新能力不断提高，取得成绩显著

4.1“中医学”科研数量增长显著据中国科学技术信息研究所网站数据显示，中国科技论文与引文数据库收录的“中医学”文章的数量从2007年的15164篇增长到2011年的24620篇，增长幅度达62.4%，文章总数量的排名由2007年的第9名上升至2011年的第4名；并且在国内论文被引用次数最多的10个学科排名中，“中医学”也由2007年的不在前10名跃升至2011年的第6位[6]，成绩显著，见表5，6。

表5中国科技论文与引文数据库收录论文数排名

Table5Top10listfornumberofpaperstakenbyCSTPCbydiscipline

排名2007年2008年2009年2010年2011年1临床医学临床医学临床医学临床医学临床医学2电子、通信与自动控制技术农学农学中医学计算技术3计算机科学技术电子、通信与自动控制计算技术计算技术电子、通信与自动控制4基础医学计算技术电子、通信与自动控制农学中医学5农学基础医学基础医学基础医学农学6药学药物学中医学药学预防医学与卫生学7生物学中医学药物学电子、通信与自动控制基础医学8预防医学与卫生学生物预防、卫生预防医学与卫生学生物学9中医学预防、卫生化工化工化工10化学化学地学土木建筑土木建筑

表6国内论文被引用次数最多的10个学科排名

Table6Top10listfornumberofpaperscitedbydiscipline

排名2007年2008年2009年2010年2011年1临床医学临床医学临床医学临床医学临床医学2地学农学农学农学农学3农学地学地学地学地学4生物学生物学生物学生物学生物学5电子、通讯与自动控制电子、通讯与自动控制电子、通讯与自动控制电子、通讯与自动控制电子、通讯与自动控制6基础医学环境科学基础医学基础医学中医学7化学基础医学环境科学环境科学基础医学8环境科学化学化学计算技术计算技术9计算机科学技术计算技术计算技术中医学环境科学10电力与电气中医学中医学化学预防医学与卫生学

另据《中国科技统计年鉴》数据显示，SCI/EI/CPCI-S收录的“中医学”论文数从2007年的63篇增长到2010年的450篇[1，4]，增长明显。

4.2中医药领域专利申请量及授权量明显增长2002―2012年期间，向中国国家知识产权局提交的和PCT申请进入中国国家阶段的涉及中医药领域的发明专利申请量由3074件上升至9451件，增长幅度超过200%，增长明显；同时，2002年至2011年期间，涉及中医药领域的发明专利授权量由692件增至6319件，增长了约8倍，增长更为显著，见图1～2。

第3篇：自动控制类论文范文

关键词：微灌，计算机控制，推广应用

 

1.工程概况

莱芜市钢城区黄庄镇，是中国黄金桃之乡，优质黄金桃种植生产基地，该项目位于黄庄镇东北部黄金桃主产区，控制灌溉总面积4000亩，项目区原无灌溉设施，经常遭受干旱威胁，严重威胁黄金桃产量和品质。近年来实施了计算机控制微灌工程项目，共建成了中心控制管理房及附属设施1处、蓄水池5座、各类灌溉管道 40km。自动控制部分安装中心控制计算机1套，在田间埋设各类控制信号模块40个、进口2英寸电磁阀40个、土壤墒情传感器4个；沿干、支管道铺设电源线、信号线、计算机网络线、电磁阀控制线8km，金属屏蔽管3km，在支管管道安装水表、压力表等量测设备，另外还配备UPS电源、避雷器等稳压和过电压保护装置。

2.计算机控制系统的工作原理及配置

2.1 自动化控制系统工作原理

计算机控制系统主要是接收土壤水分传感器采集的数据，当采集数据达到土壤含水量下限值时，控制系统发出开阀指令，控制器打开电磁阀门，按照预先设定的灌水强度和灌水量进行灌溉，本组灌溉完毕打开下一组电磁阀，同时关闭本组电磁阀，直到整个灌溉过程结束。在整个灌溉过程中，灌溉强度、灌水量均可根据不同作物品种、当时的土壤含水量进行人工设定。系统可对土壤含水量、管网压力、流量、灌水量等进行实时控制，并将灌水时间、日期、灌水总量等数据存储并可随时打印。

2.2 自动化控制系统的配置

自动控制系统由上位机和采集控制模块相结合，是目前配置较为可靠的方案。采集控制模块对于系统的扩展灵活方便。土壤水分传感器是自动控制系统的关键部件，其灵敏度和可靠性直接关系到能否适时启闭供水设备可靠灌溉。论文格式。管道上的电磁阀均按照预先分组连接到控制模块上，启闭受计算机软件控制。

2.3 系统的软、硬件设计及功能

系统软件分为上位机监控软件和采集控制模块软件两部分。上位机软件包括通讯程序、监控画面和打印程序。采集控制模块采用梯形图编写。

系统硬件设计按功能可划分为监控、控制两部分。系统监控部分由上位机和打印机组成，用来实时处理采集控制模块采集的数据并据设定值进行逻辑判断，向控制站采集控制模块发送控制命令。系统控制部分由采集控制模块、土壤水分传感器、压力流量传感器及电磁阀等组成。该部分作用是采集流量压力信号并送入上位机进行处理，同时执行上位机发送的控制命令，对电磁阀进行控制操作。

3.自动化控制系统方案设计

3.1 自动化控制系统站点布局

整个高效经济作物种植区内，控制灌溉总面积4000亩，全部采用小管出流灌溉，分布于项目区内的5座蓄水池为灌溉水源，由安置于中央控制室内的计算机分别负责控制5座水池按需供水。每种灌溉区域和每座水池都安装一套中心测控单元——测控终端。包括：采集控制模块，用来完成数据采集和控制驱动任务；传感器，完成数据测量与传输任务。测控终端通过Rs485信号网络与中心控制室内主计算机相连，自动进行数据采集、传输、指令接收和驱动控制，实现远程测控功能，从而使田间地块灌溉自动化。

3.2 自动化控制系统网络结构布局

由于本项目区周围需灌溉的农田面积较大，各测控点距中央控室距离不等，为此，控制系统采用了二级分布式网络化测控系统拓扑结构。该结构具有以下先进特点：(1)保持网络距离、测控终端的扩展、传感器和伺服机构的增加，在原有工程的基础上扩大系统规模。(2)不同种类、不同通讯协议、不同传输速率的智能终端共用网络介质，进一步提供了系统扩展的灵活性。(3)部分远程测控终端的故障或脱网维护，不影响其他部分的正常工作。

3.3 自动化控制系统布线

微灌工程中埋设了各类管线，其中有不同管径的灌溉输水管道、强电电缆线、弱电信号线等。现场弱电信号总线采用4芯1.5mm2铜芯电缆，其中2芯传输 24VDC电源，另外2芯传输RS-485网络信号。论文格式。电磁阀驱动线采用每电磁阀1．5mm2的2芯24VAC电缆。通信网络采用RS-485双绞线，通信波特率9600bps、自定义奇校验、帧协议、帧校验格式，自动切换。

4.计算机控制系统的特点

本项目系统测控选择了高性价比的测控设备，具有高可靠性、直观性、安全性等特点。系统不但支持测控对象数量、测控终端数量、软件功能、远程信息共享等方面的开放扩展性，而且对于操作人员的技术水平要求较低，技术维护工作简单易行，完全能够满足农业生产的野外工作环境要求。本项目实现了以下技术创新：(1)设计了多媒体动画界面，可对全灌区实时动态动画模拟，对灌溉作业远程实时操作。(2)根据作物品种、土壤含水量，编制科学合理的灌溉计划，避免了大水漫灌和灌水不足，为作物稳产高产奠定了基础。(3)使用了1:1隔离变压器，有效避免了雷击、过电压等强电干扰对设备的损害，延长了设备的使用寿命。(4)测控终端使用了通用采集控制模块代替了传统PLC可编程控制器，既方便了管理又降低了工程造价。

5.自动化控制系统的应用效果

计算机控制系统在微灌工程中的成功应用，是自动化控制技术在其适用领域内一个很大的突破，实现了根据不同作物不同需水量，实时科学灌溉和水资源的高效利用，经济效益和社会效益显著，推广应用前景广阔。论文格式。工程运行证明，该系统具有节水、省工等特点，降低了农业生产成本和管理成本。果园小管出流与地面灌相比，桃树每亩增产220kg，每亩年节水175m3,节水61％。该工程提高了灌溉水的利用率，减少了深层渗漏和棵间蒸发，节省了水资源。为微灌计算机控制和微灌工程建设探索出了成功经验，推动了微灌技术的发展。

第4篇：自动控制类论文范文

【关键词】传感器技术；自动控制；应用；发展

前言

随着人们运用科学技术对未知领域和空间的探索，信息的种类及信息间的传递方式的多样化，要求信息处理的速度愈来愈快，信息处理的能力也要愈来愈强，从而使传感器信息采集技术在工业自动控制系统中应用颇为广泛。在自动控制系统中传感器技术相当于自动控制系统的“皮肤”，其作用极其重要，能精准并迅速的感受到不同的环境、操作对象所传递的相关信息，为有效的控制自动控制系统以精、细、准的标准运行提供了必不可少的条件。

一、认识传感器技术

传感器是一种探测和感受并传递外界的温度、光亮、烟雾浓度和湿度等各种信号的装置。它是通过一些敏感性元件来感受被检测的非电信号的物理量，再通过转换元件把被检测的非电信号物理量转换成方便并适于传输和测量的电信号物理量。这种信号间的转换是运用了生物、化学以及物理等学科现象和效应进行的各种能量形式的相互转换。传感器技术是一种不仅包含了传感器的物理量之间的转换、所用材料的选择、结构与外形的设计以及开发和应用等多方面的全面性技术，而且还是多种先进学科之间进行交叉、融合而形成的综合性的高新前沿技术。传感器技术是采集现代化工业生产以及人们日常生活中的各方面信息的主要方法和方式，对提高人们的生活水平、科学研究的进步和生产技术的研发有着不可替代的决定性作用。传感器技术的先进与否直接影响科学和国民经济发展。

二、传感器在自控系统中的应用

自动控制在现代化产品生产中应用极为广泛，传感器又在自动控制系统中的应用非常普遍，因此自动化生产中传感器的应用遍布各个环节。

1、在工业机械手中的应用

在电子行业，电路板的印制以及电子电路的焊接是一个较为繁琐的过程，为了保证其精准精细的特点，目前多采用机械手来运作，它通过各种传感器获得相关信息，对所需操作的元件的位置、大小以及电路路线等得以确定，可以做到自动、精准、无误的完成各项工作，减少了人工操作的劳动强度和误差。

2、在AGV自动控制送货车中的应用

在AGV自动送货车中采用超声波测距传感器来判断建筑物内人和物体所在位置，运用红外线色彩传感器来控制小车的运动轨迹并识别小车的位置，采用条形码传感器进行货物识别，已达到自动运送货的目的。

3、在机械加工过程的应用

目前机械加工都是采用数控机床来操作，数控机床的运行主要是采用传感器技术来检测驱动系统、轴承系统以及回转系统和摩擦温度监测与控制等。按照给出的切削加工指令指示控制机床运行，利用传感器检测出影响刀具与工件相对位移的因素，例如机床的位置、速度以及变形、振动等，并通过传感器监测工件加工过程的状态，根据传感器的检测结果来调整工件的加工条件，保证加工精准度。工件加工完毕后，还要利用传感器技术对其进行质量检测，以确保工件在以后应用中的可靠性。

4、在车业自动控制系统中的应用

随着时代的发展，传感器技术的应用使汽车行业的出现了前所未有的新面貌。汽车的纯机械式控制部件由自动控制系统所取代，增强人性化服务功能，全面地改善了汽车的相关性能，降低油耗量，减少汽车尾气的排放量。在汽车中把位置、温度、压力、气敏等各种传感器运用在所有的重点控制系统中，使汽车全身都运用了先进的检测和控制技术，从而做到了操作起来更方便、舒适，行驶的过程中更安全、可靠。

5、在机器人控制中的应用

随着高科技术的发展，机器人的相关研究与机器人在现代化生产生活中的应用，是高科技术自动化和智能化的综合性表现。科研工作人员采用传感器技术，在机器人与人类的相应部位上安装了与人类相似的感触、视觉和运动协调等相关功能的触觉、视觉、力觉以及超声波等多种传感器，从而使机器人具备了智能探测发现工作对象并可以对其进行处理加工的能力，提高了智能机器人感知能力和应急反应能力，可以代替人工更灵活、更妥善地完成一些具有危险性的和难度较大的复杂的工作。

三、传感器技术发展趋势

现代化产品的生产可实现自动化控制的关键是在产品生产过程中运用了传感器技术。传感器技术说是这是现代化发展的重要技术之一，其发展水平越高，自动化系统的功能就越强大。现在人们对传感器技术的应用比较广泛，不管是生产还是生活中传感器技术的应用随处可见，人们对其的重视程度也日趋高涨，因此传感器的研发也就成为了高科技术研究目前最为火热的话题。

1、新材料的研发

随着材料工程的发展，传感器种类的多样化，使传感器的材料不仅仅限于半导体和陶瓷材料，而是向着高科技材料光导纤维和超导材料的方向进军，目前纳米材料等新式材料应用给传感器技术注入了新的血液，同时也使传感器具备了新的功能和外形结构，为人工智能材料开辟出了新天地。

2、多功能一体的研发

也称为多功能集成，在同一时间多个被测参数可以由一个传感器同时检测出来。例如可以同时检测出Na+，K+和H+等离子的多离子传感器，常用于水质的检测，以及可以检测物体所受压力和物体所处环境的温度两个参数的硅压阻式复合传感器。

3、集成化的研发

随着精细化加工技术在各个行业、各个领域产品中的应用，集成化技术也成了传感器技术发展的一个重要方向，促使传感器产品达到质量高性能化和体积小型化。集成压力传感器就是把受压力变化是电阻值随之变化的压敏电阻、电桥电路和可以放大电压的电压放大器电路以及温度补偿电路集成在一个芯片上。集成传感器的功能单一、误差较小、价格便宜、反应速度快、微型体积、功耗较低以及电路简单等特点适宜于异地远距离操作。

4、智能化的研发

智能化传感器是将采用集成化技术的传感器与微型处理器两者有机结合起来，形成具有检测和处理信息功能的传感器。现在，智能化传感器发展空间颇为广阔，把它与人工智能相结合，可以对所检测到的信息进行分散处理，可以降低制造传感器所需要的成本。由于智能化传感器具有高精准度的信息采集、检测和编程自动化等多样化功能，因此未来传感技术研发智能化将是重中之重。

5、微精细化的研发

在顺应现代化工业发展的要求下，传感器在生产和生活中加工技术的微精细化的地位越来越凸显。伴随着集成技术在电路工艺的应用，微机械精细加工技术应运而生，它是把离子、电子、激光等光束和化学刻蚀工艺运用到微型电子元器件加工上的专业性技术。目前微精细化加工技术已在传感器制造工艺中得到了广泛应用。

四、传感器技术面临的桃战和机遇

现在由于科技发展的迅猛，使得产品的生产和传输系统越来越复杂繁琐。单纯的自动控制系统已不能满足现代化发展所应具备的条件，主要体现在摄取信息的方式跟不上科技的发展以及传感器本身存在智能化和网络化等方面技术落后上，这两个方面的原因使自动控制系统的发展呈现出步步维艰、难以突破的尴尬局面。由此可以看出传感器技术的重要性，也表明传感器技术的前行的道路存在的极大阻力，有着严峻的挑战。

新型技术的开发，带来新一轮的技术革命，全球开始步入信息化时代。在这个以信息传递为重要通讯的时代中，能可靠并准确无误的传递信息的技术是最为重要的，然而人们的生产和生活领域离不开传感器技术，它是获取和传递不同信息的重要途径和手段。在现代化自动控制系统的生产过程中的很多环节都要运用传感器来监视、检测和控制各种参数，已达到高标准、高质量的设备运行和产品生产。由此可见，高优质的传感器是现代化生产的基础，传感器技术推动着社会的进步和经济的发展，是现代化科学发展的一项核心技术。高科技术的发展同样推动传感器技术加速发展，因此在未来传感器技术将会踩在高科技术的肩膀上驰骋。

五、结束语

传感器技术在自动控制系统中应用主要体现在信息的传递方面，它使系统中信息间的传递和能量间的转换更加方便、快捷，促使系统各个组成部分顺应自然的相互联系在一起，从而形成一套完备的整体系统。随着自动控制理论推进着自动控制系统的前行，传感器技术在自动控制系统而变尤为重要；同时由于现代化产品高品质、高精准度的迅速发展，也要求传感器技术的研究步伐也越来越快。时代在进步，社会在发展，传感器技术将会融合更多学科技术，达到更高的技能水准，从而带动各行各业迅猛发展，是现代化科学发展必不可少的一项技术。

参考文献

[1]李婧.浅谈传感器技术发展与应用[期刊论文]-科技资讯，2009（14）.

[2]杨清梅，孙建民.传感器与测试技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004.

[3]苗涛，刘宏新.传感器在自动化生产线上的应用[期刊论文]-企业标准化，2001（4）.

[4]孙开逊.现代传感技术在信息科学中的地位.工业计量，2006（1）.

[5]赵长富，李千新.传感器在工业机器人中的应用[J].组合机床与自动化加工技术，1987，

[6]谷有成，孔英，陈若晖.传感器技术的发展和趋势综述.物理实验室，2002（12）.

[7]刘梅.传感器技术---现代科技开路的先锋.中国科技信息，2005（18）.

第5篇：自动控制类论文范文

关键词：自动控制系统 发展方向 节能 网络化

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0231-01

在工厂建设规模不断快速发展和全球经济一体化过程不断加快的情况下，生产工艺对工厂控制系统的开放性、综合性、操作及监控水平、规模性、扩展能力、可靠性、运算能力等方面提出了越来越高的要求。因此，工厂自动控制系统未来发展方向将向显示电子屏幕化、网络化、集成自动化、节能降耗等方向发展。

1 工厂自动控制系统未来发展方向

1.1 向显示电子屏幕化发展

在机算机多屏技术及大屏幕体现器应用技能共同更新与发展的背景之下，在工厂自动控制体系支持下一个独立运行的操作站通常可以直接与多个体现屏相互毗连。体现屏所提供的每幅画面可以将整个工厂自动控制体系运行状态下与历程变量相对应的实时数据及关连设置装备部署的运行状态加以全面的体现，且数据信息均可以借助于一整套外联操作设置装备部署实现次序操作。更为重要在于：整个工厂自动控制体系中全部测点（输出与输入、计算值等数据信息）均可以在整个画面当中及时体现。在传统模拟屏幕体现方法渐渐被电子屏幕体现方法所取代背景作用之下，整个工厂自动控制体系操作台站可以借助多层体现结构实现对整个生产作业流程及运行要求简单确定。在当前技能条件支持下，操作台站所实现多层体现包括总貌体现、成组体现以及回路体现这三个方面。在这种多层体现方法应用于工厂自动控制体系的背景作用之下，控制体系操作人员可以依托于电子屏幕有效完成行动，从而获取整个工业生产操作所需的细节数据信息，并且可以针对工厂自动控制体系运行状态下的特定工况加以综合控制。

1.2 向网络化发展

在当代互联网络技能和通信技能共同发展的情况下，企业为了满足市场竞争需求，势必要依托于整个工厂自动控制与以太网结构构建相适应的企业局域网络。借助于企业局域网络应用与构建，企业通常谋划管理历程当中包括交易、管理及财务在内的各项业务活动均可以借助于终端机实现高效互联，因而到达关连数据信息的高效分享，这对于企业生产谋划管理水平综合的提高而言有着非凡意义。在当前技术支持下，企业管理层级网络毗连可以借助于当前以太网结构的标准得以实现，通信级数的外网络毗连可以借助于包括星型、环型以及总线型在内的网络拓扑结构予以实现。在未来工厂自动控制体系的网络化生长转型历程当中，关连事情人员应当注意对星型网络拓扑结构的连接方法。此种网络连接方法所体现出优势极为突出。同时，工厂自动化控制体系须要针对车间级终端机互联网网络接纳独立运行的工业以太网结构举行毗连。

1.3 向防雷接地与过压保护发展

当前的技术的条件支持下电子设置装备部署在集成化程度上得到了极为显著的提升，但与之相对应的过压的防护措施并没有出现出同等的提升趋势。电子设置装备所面临的这种不均衡性对整个工厂自动控制体系的历程当中所发生的最为不利后果在于控制体系出现障碍的增多以及造成严重的损失。过压问题通常是电子设置装备部署的开关行动切换以及静电或是雷电发生放电过程的情况下所发生。过压问题产生可以借助于电波或放射方法，以数据传导导线作为载体并直接接入电子设置装备。雷击作用于电子设置装备的历程当中很有可能会在一瞬间释放大量的电流，进而引起冲击电压并造成电子设置装备不同程度损毁。在工厂自动控制系统施工计划阶段就需要针对整个控制体系防雷接地及过压安全防卫问题予以关注，经过加装雷击电流放电器、过压放电器及终端设置装备部署安全保护器等多种方法确保工厂自动控制体系在运行状态下的可靠性、安全性。

1.4 向节能降耗发展

市场经济发展使得市场经济体制下的各方参与主体――企业所处的竞争环境有显著加剧趋势。在这一背景下，企业对产品成本控制非常重要。具体到工厂自动控制体系的发展角度上来说，节能减耗与工厂自动控制体系的融合可谓是重中之重。针对此问题的研究应当将重点放在变频调速装置应用角度中。有数据表明，变频调速可以借助于对既有电源频率的转变而实现对交换电机转动速度的转变，进而达到实现同步转速与频率呈正比例关系的应用，将其应用于工厂自动化体系中最为显著的优势在于可以在确保很高自动控制效率之上达到对电能的合理使用。尤其是将变频调速装置应用于风机、水泵实现的电能节省效率达50%左右。因此随着变频调速器价格的下调，变频调速技术节能将得到更普遍的应用。

1.5 向全集成自动化发展

自动化技能持续发展还有计算机引入的配置作用之下也发生着全新发展。对于传统意义上工厂自动控制体系自动化管理方案来说，自动化控制通常是由多个相互分散且运行独立的产品结合而成。这一历程当中所涉及到包括历程控制体系、计算机监控体系、现场控制仪表以及可编软程序控制器在内的设置装备，部署装置对配合控制的实现通常需多种范例的接口硬软件装备部署，其巨大工程量可想而知。然而在全集成自动化控制的理念下，传统意义上需要借助于多种体系组合才可以实现的综合性功效可以借助一类体系或是一类自动化平台实现。经过这种全集成自动化管理方案可有效简化整个工厂自动控制体系结构设置装备部署，从而合理缩减不需要的接口部件。更为重要一点在于：将全集成自动化控制方法引入并应用于工厂自动控制体系当中或许可以最大限度上的制止上位机与工业控制器之间、会合控制模式与疏散控制模式之间以及一连控制模式与逻辑控制模式之间的界限问题。同时，关连实践研究效果评释：借助于全集成自动化管理方案应用，整个工厂自动控制体系可以得到包括数据管理、通信、组态以及编程软件在内统一化情况。这种统一化技能情况可以使种种差别范例的技能本领融合在同一个用户接口当中，从而使其会合在一个有全局数据库总体工厂自动控制体系当中。

2 结语

自动控制体系主要的是指无需人为因素干扰运行的控制系统，主要有主控体系以及被控体系这两个方面构成。自动控制体系与工厂运行的融合使得工厂生产设置装备对劳动力的需求得到了有效降低，同时也减弱了人为因素在参加生产设置装备历程中的微小差别影响，其应用优势是极为显著的。本文简要探究了未来现代化工厂自动控制系统的发展方向，望可以引起各方技术工作人员的重视。

参考文献

第6篇：自动控制类论文范文

论文关键词：总排废水，混凝过程，动态监测

 

钢铁企业是耗水大户，也是废水排放大户，对钢铁废水进行处理后资源化综合利用可降低企业能耗，适应国家节能减排的要求；废水达标后排放可控制水体污染和改善水流域环境，因此钢铁废水的处理具有重要意义。钢铁企业总排放口废水中污染物的性质及其含量和生产过程紧密相关，一般以悬浮物和油类等污染物为主混凝是总排废水处理工艺的重要环节之一，但由于总排废水污染物浓度变化大、水质不稳定，且浮油较多，其混凝过程的在线监测较难实现，相关试验研究内容基本处于空白[1~5]。

光散射颗粒分析技术采用透射光检测连续流水样的方式，光源与待测水样不发生直接接触，并且检测值FI为比值形式，不受透光壁面粘污的影响[6]。因此该技术能有效地避免原水中复杂成分对检测仪的影响，将其应用于钢铁总排废水混凝过程的动态监测具有明显的优势。

总排废水混凝过程中投加PAM可起到显著的助凝效果环境保护论文，既可以保证沉后水浊度达标，减轻后续过滤单元的负荷，还可以减少污泥量，降低污泥处理成本，因此实现PAM最优投加量的自动控制具有重要意义。

利用PDA2000（PhotometricDispersion Analyzer）光散射颗粒分析仪对国内某大型钢铁公司总排废水的混凝过程进行动态监测，试验得出PAM的最优投加量范围，并对监测曲线进行分析，研究了检测值和沉后水余浊的相关关系，为生产中PAM自动投药控制系统的运行提供指导。

1 试验装置与方法

1.1 水样与药液

水样直接从总排污水处理厂的进水总渠中取出，现取现用。

药液为污水厂生产中使用的聚合硫酸铁（PFS）和聚丙烯酰胺（PAM）溶液，均从生产用储液罐中取出，所取药液供当天使用。PFS原液为红褐色粘稠液体，比重为1.47左右，pH值为0.6~1.0论文开题报告范文。使用时配制成10%的稀溶液，实测pH值为1.70~1.75；PAM溶液为固体聚丙烯酰胺通过自动投药系统溶解而成，浓度为0.05%。

1.2 试验装置

试验分为两部分，第一部分为PFS静态混凝沉淀试验，第二部分为PFS和PAM联用时混凝过程动态监测试验。静态试验采用常规烧杯搅拌试验装置，含烧杯、六联搅拌器和浊度仪等。动态试验采用如图1所示的试验装置，采用动态连续运行方式，水样经蠕动泵进入PDA检测仪，动态监测混凝效果。主要操作方法：①预热PDA10min后根据需要调节好仪器增益；②调节蠕动泵转速使取样流速控制在0.07m/s左右（取样管直径为3mm）；③搅拌器快搅速度设定为300rpm/min，搅拌1min；慢搅速度设定为80rpm/min，搅拌4min；④每30s记录一次检测值；⑤动态监测结束后，水样静沉20min，在水面下约30mm处真空取样测定余浊。

2 结果与讨论

2.1 PFS静态混凝试验

将不同原水浊度下沉后水余浊和PFS投加量的关系曲线绘于同一坐标中，得到如图2所示的结果。图2表明PFS的最优投加量在20~50mg/L之间，当投加量小于20mg/L时，PFS的混凝效果不明显环境保护论文，当投加量超过50mg/L后，增加PFS投加量不能有效提高药剂对水中浊质的去除率，过量的药剂反而使得混凝效果变差，余浊也略有升高。

2.2 PFS和PAM联用混凝过程动态监测

根据PFS静态混凝试验结果，在进行PFS和PAM联用混凝试验时，将PFS投加量固定在其最优投量之内，本试验取值20mg/L，然后在0~0.375mg/L范围内改变PAM的投加量，进行混凝过程动态监测试验。

2.2.1 混凝过程动态监测曲线分析

图3混凝过程动态监测曲线显示，检测值较快地增加至最大值后基本稳定，直观地反映出总排废水混凝过程中絮体逐渐聚集成长变大然后稳定的过程。浊度较低时，投加PAM能明显缩短检测值达到最大值的时间，说明PAM的助凝作用加快了絮体的成长过程；检测值随PAM投加量增加而增大，说明PAM的助凝作用使得絮体颗粒粒径增大。

在慢搅过程后期，监测曲线平直，这说明PFS和PAM联用时，在PAM的助凝作用下水中的颗粒聚集形成的絮体较为密实，不易破碎。但图3a中投药量为0.375mg/L时和图3b中投药量为0.25mg/L和0.375mg/L时检测曲线局部呈现先下降后上升的波动，图c中投药量为0.375mg/L时检测值呈缓慢增大的趋势。分析认为，在PAM高投加量下絮体形成过快过大但较松散，在快搅作用下絮体容易破碎，造成检测值相应减小，随着慢搅时间的延长，破碎的絮体又重新组合成更大的密实絮体，检测值也随之慢慢增大。

从试验现象来看，肉眼可见絮体成长的速度以及絮体的尺寸随投药量的增加而增大。当PAM投加量达到0.25mg/L以上的时候，絮体形成的速度明显加快，烧杯内清晰可见粒径较大的絮体；絮体颗粒总数比投药量小的时候明显减少，整个悬浮液透光性明显增强；絮体沉降后污泥堆积在烧杯底部中心较小的范围内环境保护论文，和投药量较低时污泥均匀分布在整个烧杯底部的情况有明显区别。试验结果表明，PFS和PAM联用混凝可显著减少絮体沉降形成的污泥量，在生产中可降低污泥处理费用。

2.2.2检测值和沉后水余浊的关系

图4中沉后水余浊和投药量的关系表明，PFS投加量为20mg/L时，总排废水混凝中PAM的最优投加量为0.10~0.25mg/L。投加量不宜小于0.10mg/L，否则无法保证沉后水浊度达到预期目标；投加量不宜大于0.25mg/L，否则在PAM的助凝作用易快速形成较松散的大颗粒絮体，不利于沉淀，对浊度的去除率没有明显提高，因此过高的投药量会造成不必要的浪费。

对图3检测曲线的检测值FI进行分析整理，将不同PAM投加量下2、3、4min时的检测值FI和沉后水余浊的关系绘于同一坐标中，得到如图4所示的检测值FI和沉后水余浊的关系论文开题报告范文。

图4表明，在PAM最优投加量范围内，2、3、4min时的检测值FI都能灵敏地反映出投药量的变化，且检测值和沉后水余浊具有单调相关关系，检测值随着沉后水余浊的降低而增大。在投药量较小的时候，检测值随沉后水余浊变化的趋势较为明显，即检测值的灵敏度较高，随着投药量的增大，灵敏度有所降低。

图4a表明，当原水浊度较低的时候，絮体达到最大尺寸的时间稍长，故反应2min时的检测值比3、4min时的检测值偏小；图4c表明，当浊度较高的时候，一方面大的絮体在长时间的搅拌作用下容易破碎，另一方面絮体达到最大尺寸的时间较短，在4min时部分大的絮体已经开始下沉，故反应4min时的检测值比2、3min时的检测值偏小。这说明检测值存在时间效应，因此在生产应用中有必要通过现场调试选择一个最佳取样点环境保护论文，为自动投药控制系统提供灵敏准确的检测值，尽量避免检测值的时间效应。

试验结果表明，选取合适的取样点，自动投药控制系统能根据设定的检测值自动控制PAM投加量。但是当投药量超过最优投加量的时候（如投药量超过0.25mg/L时），检测值和沉后水余浊之间无明显相关性，此时投药控制系统将无法正确地控制投药量，因此在生产中应避免出现投药量过量的情况。

3 结论

① 本试验中钢铁总排废水混凝的PFS最优投加量为20~50mg/L，PFS投加量为20mg/L时， PAM的最优投加量为0.10~0.25mg/L。

② 混凝过程动态监测曲线能直观地反映出总排废水混凝过程中絮体逐渐聚集成长的变化过程。

③ PFS和PAM联用时，PAM助凝作用明显，可缩短絮体形成时间，增大絮体颗粒粒径，可显著减少絮体沉降形成的污泥量，降低污泥处理费用。

④ 在PAM最优投加量范围内，检测值和沉后水余浊具有单调相关关系，生产中自动投药控制系统可根据设定的检测值自动控制PAM投加量，但需选取合适的取样点，且避免出现投药量过量的情况。

参考文献：

[1]欧阳丽,王晓明.钢铁厂综合废水处理工程设计[J].中国给水排水,2008,24(20):73-76.

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[3]范伟,吕军,陆必云,等.大型钢铁公司生产废水的处理与回用[J].中国给水排水,2010,26(6):80-84.

[4]阳卫国.钢铁企业生产废水的深度处理及资源化综合利用[J].中国给水排水,2010,26(12):115-117.

[5]张振海,常静,黎蓓.邯钢外排水处理现状浅析[J].工业水处理,2010,30(7):90-92.

[6]Gregory J, Nelson D W. A New Optical Method for FlocculationMonitoring[M]. Solid-Liquid Separation, Chichester: Ellis Horwood, 1984. 172-182.

第7篇：自动控制类论文范文

[关键词]自动控制原理;卓越课程;问题驱动;闭环;动态

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0125-03

为充分挖掘学生学习的主动性，激发其自觉学习、发现问题和探索问题的能动意识，江南大学借鉴苏格兰卓越课程改革经验[1] [2]，结合自身特色，传承卓越理念，于2012年6月开始启动了卓越课程的建设工程。第一期入选的有12门课程，自动控制原理是其中之一，从2012年9月份开始实施。3年的实践证明，卓越课程深受学生欢迎，能够调动起所有学生主动思考、提问和学习的积极性，把之前学生的被动应付性学习转化为主动的创造性学习，使学生真正成为学习和创造的主体。

一、建设理念和目标

课堂教学是构成整体教学活动的基本单元，课程建设是教学改革的突破口，也是提高教育质量的关键环节。[3]“问题驱动+能力提升”的卓越课程改革，目的在于创新高校课程改革和建设理念，其突出特色是基于真实问题情境下的探索和求知过程，是从教学架构、实施过程、考核体系等全方位解决实际问题的过程。[4]所谓“问题驱动+能力提升”，就是促使学生不断提出问题、解决问题，让学生产生悬念般的学习期待和迫切的学习动机，从而激发学生的创新意识。[5]江南大学卓越课程的建设宗旨，就是支撑和实践国家人才培养的卓越计划和课程本身的价值标准，通过不同的教学方式充分发挥学生的潜力，提升其学习期望，帮助其储备基础知识和实践经验，使之成为能为社会做贡献，博学而有责任心的现代人才。[6]自动控制原理卓越课程以启发性、主动性、实践性为原则，以追求高素质、创新型和工程型人才为培养目标。本课程能够使学生掌握基础知识、追踪科技前沿，开发学生的创新思维，让学生学会把课本、课堂的知识用于实践和工程设计。[7] [8]以课内、外结合，师生换位互动和能力提升为驱动力，以理论基础、实际应用为基本点，能使教学过程真正发挥引导和启发作用，把被动灌输性学习转化为主动探索性学习，以增强课程魅力，提高教学效果。

二、教学架构

卓越课程教学要求精讲多练，增加课外学习训练任务，为学生提供更多自主思考和探索的空间，营造开放、协作、自主的学习氛围和批判性的学习环境。具体要求主要有几个方面。一是采取30人左右的小班上课。二是成立卓越课程建设小组，负责研究和制定教学内容的模块化设计和课程管理，由教学经验丰富的副教授及以上职称教师担任主讲教师，每个班级配备优秀研究生助教1名。三是教学过程由“教师精讲+学生讨论+基本实践+课外实训+课外辅导”等5大模块组成，且有明确的课时比例要求，即在课程计划课时内，学生讨论：教师精讲≥1∶2，课外训练：课堂精讲≥2∶1，课外辅导：课堂精讲≥1∶1。这样下来，学生实际学习的时间将远超过计划内学时。

以自动控制原理课程为例，该课程计划内72学时，其中理论讲授64学时，基本实验8学时。[9] [10]其卓越课程的教学架构，具体安排如图1所示。

教师精讲模块：由主讲教师对课程的重点和难点进行精讲，重在使学生掌握扎实的理论基础。

学生讨论模块：以学生为主，实行分组讨论（每组3～4人）。首先由教师布置任务，课下学生分组讨论，提出问题、研究答案、制作课件。其次，在讨论课上，由一组同学提出问题并解答，其他组同学质疑，全班自由讨论。最后由教师答疑解惑、点评归纳。

课外实训模块：学生利用晚上时间在开放的实验室完成，一周两次（3学时 / 次）。在助教或教师的指导下，学生利用所学知识完成一些课外科技活动，包括作业仿真验证、自主设计题目、大学生创新项目、各种竞赛项目和其他自己感兴趣的内容和课题，进行分析、研究、制作和调试。

课外辅导模块：由助教或教师对每一位学生进行面对面、有针对性的课外辅导，以帮助学生在提高学习能力的同时，扩大知识面。

三、实施过程

卓越课程的实施过程如图2所示。[11]首先，根据教学目标要求对教学内容进行模块化设计，包括制定模块化的教学大纲、教学任务书和教学日历;其次，由师生共同完成课程的教学和学习任务;最后，根据学生反馈、督导评价、综合考核、后续课程反应等情况对教学效果进行评估，并对照目标查找问题，对模块设计和执行过程不断进行修改和完善。

四、考核体系

卓越课程的考核，主要由课堂考核、实验实训、作业答疑、期末考试等4种形式组成[12] [13]，以全面评价学生的学习过程、对知识的掌握程度和运用能力。每种形式的具体内容、分值分配及责任人见表1所示。

表1 自动控制原理卓越课程考核体系

■

注：讨论课表现和课外答疑实行5分制，根据学生参与度和回答问题的质量即时打分。

五、实施成效

自动控制原理卓越课程实施3年来，效果明显，主要表现在以下3个方面。

1.学生学习主动性大大提高，自主学习和分析解决问题的能力明显增强。图3是对实行自动控制原理卓越课程教学的两个小班共62人进行问卷调查的统计结果，可见卓越课程效果明显。

2.教师上课积极性明显提高，对课堂设计和掌控能力显著增强，教学团队的团结协作能力和整体教学水平明显提高。3年来课题组取得了丰硕的教学成果，主要有：获得轻工业部优秀教材二等奖（2015年）、江苏省教学成果一等奖（2013年）、江苏省精品教材奖（2011年）、江南大学教学成果一等奖（2011年）和二等奖（2013年），3年共发表高质量教学研究论文15篇。

3.经3年的改革与建设，创建了一套动静交融，软硬结合，丰富完善的课程资源，具体内容见图4。

六、结束语

自动控制原理卓越课程的建设与实施，是高等学校教学模式的一种新尝试和新体验。3年的实施效果显示，卓越课程教学能使学生充分发挥自我，能大大激发和提高学生主动学习和研究的兴趣和能力，使学生懂得了学习什么和为什么学习的问题[14]，对后续课程的学习是一个极大的促进。当然，它需要学校和教师花大力气做好充分的准备，包括各环节的内容设计和组织形式，以尽力展现课程的价值和魅力，为培养创新人才做出积极贡献。

目前，随着“互联网+”的发展，国内外推崇的现代化教学模式比较多，典型的如视频公开课、翻转课堂、微课、慕课等，都取得了较好的效果，但这些现代模式的实施，取决于学生主动学习的意识和兴趣。江南大学卓越课程的建设与实施，其核心就是以问题为驱动，激发学习兴趣，提高学习主动性和创新意识与能力，使学生能够真正“活”起来，为逐步向新型教学模式迈进奠定了必要的基础。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 罗娜.苏格兰卓越课程改革研究[C].华东师范大学硕士学位论文，2011（5）.

[2] 祝刚.苏格兰“卓越课程”评价体系的特色及其启示[J].教育测量与评价（理论版），2012（9）：33-37.

[3] 龚萱.课堂教学策略设计原则刍议――以“思想道德修养与法律基础”课为例[J].高教论坛，2015（11）：66-69.

[4] 朱永新.研发卓越课程充盈教育生活――新教育实验关于课程的重新审视和探索实践[J].中国教育科学，2014（2）：145-169.

[5] 叶水涛.卓越课程：一个社会文化的视角――新教育课程论述评[J].中国教育科学，2014（2）：171-191.

[6] 杨延.“卓越课程”创新型教学模式的构建与研究[J].黑龙江高教研究，2014（2）：16-18.

[7] 熊伟丽，徐颖秦，潘丰.自动控制原理卓越课程的建设与实践[J].价值工程，2013（29）：213-214.

[8] 谢林柏，徐颖秦.面向卓越计划的“自动控制原理”课程教学探索[J].中国电力教育，2013（11）：91-92.

[9] 徐颖秦，潘丰.自动控制原理立体化教学新体系的探索与实践[J].电力系统及其自动化学报，2012（2）：152-155.

[10] 潘丰，徐颖秦.自动控制原理（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2015（7）.

[11] 徐颖秦，熊伟丽，沈艳霞.以产生问题为驱动的卓越课程教学改革研究[J].价值工程，2014（1）：239-240.

[12] 王新华，马健生.苏格兰的“卓越课程改革”述评[J].比较教育研究，2006（6）：76-79.

第8篇：自动控制类论文范文

关键词:探究性教学;Matlab;自动控制;课程整合;创新教育

中图分类号:TP313文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)01-0184-02

近年来,为了全面提高教学质量、更新观念、深化教学改革,我院对“自动控制原理”课程进行了一系列改革与创新,提出了基于Matlab仿真技术的探究式教学法改革方案,培养学生的“探究知疑,合作创新”能力,体现了高职高专院校应用性人才培养目标,适应了新形势下的课程改革需要。

一、“自动控制原理”课程实际教学问题分析

(一)课程理论性强,教学组织不当

本课程概念抽象,内容丰富,分析方法繁多,理论性很强,知识更新很快。它要求学生具有复变函数、微积分、线性代数等数学基础,囊括电路理论、模拟电子技术、信号与系统、电机与拖动等专业课程基础,其教学质量的好坏,直接影响到自动调速系统、集散控制系统等专业课程的学习。但是,相对于普通高校的学生,诸如我院的高职高专院校学生层次较低,基础较差。同时,各个院校精简课时导致教学难度大,教学过程中采用传统的“教师-讲授-学生”等教学形式,教学内容的组织不当或教学方法单一,影响该课程的教学质量。因此,不少教师感到“难教”,学生感到“难学”,达不到预期的教学目标。

(二)实践性强,理论与实践结合难

本课程与工程实际联系较为紧密,很多院校由于教材、师资、实训实践场地、课时等方面的限制,重视理论教学而忽视了实践环节,这有悖于高职高专教育的创新型应用人才培养初衷。传统的实验大部分为验证性实验,理论与实践常常不符,缺乏实践指导价值,学生不了解课程的工程应用意义。例如,在建立数学模型上应用到一部分简单的系统或电路,从系统分析到综合到校正,传统教学都是从已知系统的动态结构开始,见不到原系统的影子,学生看到的是抽象的理论,而没有实际操作。本课程分析方法多采用图解法,如系统响应、根轨迹、频率特性等,需要在黑板上画大量的曲线,有时很难用有限的颜色区分开,难以确保曲线的准确性,工作量大,绘图精度低,影响教学效果与效率。

二、基于Matlab的探究式教学法在教学中的应用

(一)基于Matlab的探究式教学法的理论教学中的应用

在理论教学中,可以充分利用计算机辅助教学的手段,通过Matlab Notebook工具箱将Word文档中创建的Matlab语言编制的m文件传送到Matlab中运行,再将运算结果和图形数据插入到Word文档中,接着在PowerPoint中建立超级链接,形成了集自动控制理论的基础知识教学、系统分析与设计于一体的多媒体教学环境,教学效果非常好。

采用基于Matlab的探究式教学法,在仿真环境下可极其方便地对系统性能进行分析,比如对二阶系统的时域分析,Matlab可方便的仿真出各种阻尼系数情况下系统的阶跃响应随参数的变化情况。利用SIMULINK功能模块或调用Matlab函数及编写S函数等建立控制系统仿真模型并确定仿真输入和输出,设置仿真参数,如数值算法、仿真时间、步长、相对误差、绝对误差等,进行动态仿真并输出结果,分析仿真结果并修改模型再进行仿真。

(二)基于Matlab的探究式教学法的实践教学中的应用

在实训实践方面,应用Matlab软件可起到代替部分实验的作用,一些设计型实验比如系统校正极点配置等可通过仿真观察设计效果,利用多媒体可以将一些枯燥的讲解变得轻松有趣,这样来提高学生学习的积极性及提高教学效果。

此方法还可用于自动控制原理课程设计和毕业设计中。用Matlab可简洁方便建立系统仿真模型和进行实验,能直观得到各种要求的测量值和波形图反映各量的动态过程;利用Matlab各工具箱及图形用户接口GUI能构建所需系统仿真模型和开发各种控制界面,激发学生对毕业设计的兴趣,有利学生创新思维的培养,提高学生分析和解决实际问题以及理论联系实际的能力。

三、基于Matlab的探究式教学法实施建议

(一)精选教学内容,合理组织教学环节

教学中,对于本课程的基本概念、基本分析方法,力求讲深讲透,省去先修课程内容,快速带过一般了解性的知识,把握以控制系统建模为前提、控制系统分析为基础、系统综合与设计为目的的主线,明确教学目的,精选教学内容,选择适当的教学内容、设置合理教学环节、解决相关课程之间存在的衔接不清、缺乏协调及内容重复等问题。

(二)理论联系实际,创设学习情景

在教学中强调工程背景、物理意义和实际应用,引入诸如控制系统PID参数工程整定、系统建模的负载效应等具有工程实际应用指导价值的知识点,培养学生分析解决实际问题的能力。在教学过程中,教师应强调学生实际操作能力的培养,采用项目教学,以工作任务为驱动,创设学习情景,引导学生探究式学习。

(三)创新教育,突出职业特色

在教学过程中,要重视本专业领域新技术、新工艺、新设备的发展趋势,贴近生产现场。为学生提供职业生涯发展的空间,努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。要紧密结合职业技能证书的考证,加强考证的实操项目的训练,在实践实操过程中,使学生掌握简单控制系统建模、分析、设计、校正等知识,锻炼控制系统安装、调试、仿真技能,提高学生的岗位适应能力。同时,应积极引导学生提升职业素养,提高职业道德。

四、结语

实践证明,基于Matlab的探究式教学法在自动控制原理课程教学中取得了显著成效。通过创设教学情景,应用Matlab进行项目教学,教师坚持探究式教学理念,提高了教学质量,使学生学习的主动性加强,综合实践能力和创新思维能力得到了培养,综合素质得到提高,达到了教学目标。

参考文献

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第9篇：自动控制类论文范文

内蒙古民族大学2011版人才培养计划由通识教育平台、学科教育平台、专业教育平台和实践教学平台四部分构成.其中学科教育平台和专业教育平台的构建是我们工作的重点.学科教育平台由学科通选课程和学科核心课程组成，专业教育平台由专业主干课程和专业方向课程组成.这两个平台设置的目的是要在打好学生的专业基础和提升专业能力的同时培养学生的学识素养和拓展学生的学术视野.如何在符合教育部高等学校本科专业目录的规范要求范围内，立足实际，在课程设置和学时分配上体现“厚基础，宽口径”是我们思考的一个重要问题.为此，我们在总结自身经验和兄弟院校成果基础上，按照课程设置和学时分配“精炼严谨、优质创新和突出专业特色”的原则，对整个专业课程进行了重新分类、调整和优化.除必备的有关数学知识、物理知识之外，必修的核心课程和主干课程设置了电路分析基础、模拟和数字电子技术、高频电子线路、信号与系统、通信原理、C语言等课程，最少开课学时也在64学时，目的是体现厚基础，打好学生专业基础理论知识基础，为后续学习提供保障.专业方向课程在培养方案中属于限选课程，要体现宽口径和人性化的教育理念，既要拓宽学生的专业知识面，同时也要考虑学生的个人兴趣爱好.因此，在这一类课程中，按电子技术、信号处理、通信技术、计算机技术、自动控制五个方面共设置了26门课程，总计40.5学分，大约按1：2的学分设置，学生选够18学分即可.因此，学生选课空间相对较大.在专业任选课中，本着进一步拓展和补充学生知识面的原则，共设置了数字图像处理、多媒体技术、激光原理等17门课程，总计1分，也按大约按1∶2的学分设置，学生选够8学分即可.在培养方案的课程体系中，总体上按照电子技术类如模拟、数字、高频技术等；信号处理类如电路分析、信号与系统、数字信号处理等；通信技术类如通信原理、移动通信原理、程控交换原理等；计算机类如C语言，汇编语言、微机原理等；自动控制类如自动控制原理、单片机原理，嵌入式原理等五个体系设置，课程之间既相对独立又密切联系，构成了较为完整的专业课程体系，体现了宽口径的培养理念.学科教育平台和专业教育平台学分在整个方案中占到了53％共94学分，这为打好学生专业理论基础、拓展专业知识面和提升专业能力提供了保障.

2实践教学环节的设置

要提高人才培养质量，增强毕业生的适应能力，实践教学平台的建立和优化是当前高等教育教学改革的重点和难点，也是影响当前高校人才培养质量的最突出的环节.考虑到民族院校以及学生的具体情况，我们采用了在实验和实践课程体系的构建上，建立“分层”、“递进”的循序渐进式的实践教学体系，以课程实验和学年论文为基础，到课程设计、专业综合实践、专业社会调查、专业见习、毕业实习、毕业论文，逐步提高学习难度，提高要求，达到逐步提高学生动手能力、应用能力和创新能力的目的.在培养方案中，实践教学平台按照电子信息类专业人才基础能力培养：这其中包括电子元器件的识别和特性、电路原理和特性、电子常用仪器的使用方法、测量技术、手工焊接技术、SMT技术、PCB制作技术的掌握等，通过课程实验、金工实习、电子工艺实习等课程达到训练提高的目的；科技论文与技术报告等的写作能力培养通过学年论文、电子线路课程设计报告、电子综合设计报告、专业见习报告和专业社会调查报告完成；电路设计与技术开发能力培养通过课程实验、电子线路课程设计、电子综合设计、毕业设计等实践环节递进式完成；专业前沿领域信息与企业需求了解等方面内容通过专业社会调查实践和专业见习完成，设置这一环节的考虑是：一方面让学生毕业前主动走向社会，与用人单位进行接触，了解他们将来的工作环境和内容，了解他们毕业当年的用人状况和信息，去接触他们在学校和书本上没有接触到的知识，了解行业动态开阔眼界.另外，这一实践环节设置在第八学期开学初，也正是用人单位招聘人员的时间，学生也可利用这一时间找到自己的一份工作.在培养方案中，实践教学平台部分学分在整个方案中占到了34％共60学分，与原培养方案相比，较大幅度提高了实践教学课时在总学时中的比例，增加了实践教学内容，为培养素质高、能力强的电子专业工程技术人才提供了良好保证.

3对相关问题的几点思考

2011新版人才培养方案的制定已经结束，从2011级开始运行，从目前情况来看运行良好.但是，如何在培养目标上达到预期目的，还有许多问题存在于方案之外，需要我们去处理好.（1）为实现培养方案而应具备的教学软、硬件条件也要同步进行建设，如师资队伍、实验、实习基地、课程建设、教学经费以及与之相配套的教学大纲和规章制度等等；（2）虽然在培养方案中设置了较为合理、科学的实践性教学环节，但是因电子信息类学科的实践性教学需要较高的软硬件条件，在目前学校教学经费并不宽裕，设备条件有待进一步改善而且每年招生数量相对较多的情况下，如何让每一个学生有足够多的机会亲自动手参与其中，成了我们要解决的问题；（3）在强调重视基础教学、提高实践能力的背景下，如何让学生涉及一定深度的专业知识，提高创新能力，比如兄弟院校以赛课结合带动实践教学〔8〕，以工作过程导向带动实践教学，以项目带动实践教学等等，是我们需要进一步探讨和努力的问题和方向；（4）用有限的教学经费，能否很好地完成实践类环节教学内容，达到预期目的，如何与企业、行业保持密切联系，特 别是聘请企业、行业专家走进校园，参与培养计划的实施，是处在电子技术行业并不多的地区民族院校需要解决的问题.

4结束语