自动控制原理论文精选(九篇)

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第1篇：自动控制原理论文范文

关键词：自动控制原理 过程考核 一纸开卷

中图分类号：TP13.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0066-01

“自动控制原理”作为自动化及相关专业的专业基础课程，在自动化专业中，起到承上启下的核心作用。同时，在化工、机械等专业中也处于非常重要的地位。[1]目前，这门课程存在着教师难教、学生难学的双重困惑，特别是其考核方式和考核内容在某种程度上直接影响学生的学习态度和积极性。进行考核制度改革，是调动学生学习积极性，提高教学质量的一种重要方法。传统的考核方式大多采用闭卷或者开卷考试，存在不少弊端。

1 传统考核方式及弊端

（1）不能有效促进学生对课程知识的积累，而且难以客观评价学习效果。目前，独立学院考试沿袭了传统的课程考核模式，在这种考核模式中，期末考试是课程考核的主要方式，其所占比重较高，因此，期末考试的成绩在一定程度上作为衡量课程教学效果和学生学习水平的主要依据。这样会造成学生考试易存在作弊心理，考试临时抱佛脚现象。

（2）使教与学不能较好结合。在独立学院中，大多数学生学习只是为了考试及格，平时在课堂上和课后都不用心，不操心，得过且过，敷衍了事，很少主动总结教师课堂内容和找教师答疑。在传统考核模式中，闭卷考试容易照成学生死记硬背，是典型的记忆力考核。而且，闭卷考试客观题较多，一定程度上也限制了学生创新和个性的成长。开卷考试容易形成学生不劳而获的意识，往往把考试寄托在课本和作业上，不会主动学习。这就达不到教与学的有机结合，不能取得较好的教学效果。

2 自动控制原理考核改革的思路及方法

（1）改革考核内容，培养学生创新应用能力。自动控制原理在实际生活中应用非常广泛，因此，在制定课程考核内容时，要与实际生活、先进技术和先进思想相链接，考核学生创新和灵活运用知识的能力。考核中要注重学生个性的培养和发挥，使具有特殊学习兴趣和有想法学生的才能得到发挥。比如，自动控制原理也是一门自动化专业和相关专业的考研课程，一部分学生需利用本课程学习考研，因此在制定课程考核时，可通过适当增加与考研内容相关的考核试题，同时，加大考研课堂讨论力度。这样，即能满足一部分学生考研需要，也能满足大部分学生的学习需要。考试不能完全限制答案，除了原理性、原则性的问题，对于学生似是而非、较牵强的答案，特别是比较新颖的答案，要给以肯定，不能全盘否定，以利于加强学生的学习积极性、创新能力、主动思考和发散性思维的培养。

（2）加强过程考核。传统考核模式可能会导致教与学相脱节。实施过程考核的考核理念，能较好的克服陈述性知识和过程性知识的分割、理论知识与实践知识的分割、知识排序方式与知识学习方式分割的缺陷。[2]过程考核是课程教学体制中不可或缺的一部分，即体现了考核成绩的科学性，也体现了公平性，一定程度上也杜绝作弊和临时抱佛脚的心理，有利于培养学生重结果更重过程的人生观和世界观，为以后进入社会，进入职场有更好地发展。

例如，在自动控制原理课程教学中，为了增强学生的自主学习性，加大平时成绩的比重，把平时成绩提高到总成绩的50%，同时，将考勤、课堂考核、课堂讨论、课堂提问、答疑、课后作业、学生互动和课程论文等纳入平时成绩。在平时成绩中，还要加大课堂讨论和课堂提问在平时成绩中的比重。这样，既体现了公平性，又增加了学生的学习积极性，同时，开扩了学生的思维，培养了学生思考问题、分析问题和解决问题等多方面培养的能力，充分调动学生的自主学习性。

（3）引入“一纸开卷”。“一纸开卷”是指在考试开始前两周由系部统一发给学生印有“自动控制原理考试专用纸”字样的试卷纸，学生可在试卷纸上书写与考试内容有关的公式、内容等，考试时允许带进考场。[3] 考试结束后与试卷一起上交，否则视为作弊处理。

采用“一纸开卷”考核的优点主要体现在以下2个方面：（1）可有效避免学生死记硬背公式和知识点，减轻学生负担。自动控制原理课程具有理论性强、含有大量公式和图形曲线等特点。采用“一纸开卷”的考试形式，学生可以不用死记硬背公式，可以把大量时间和精力放在知识点的理解和归纳总结上，有利于提高学生分析和主动思考的能力。（2）有利于减小作弊的几率，端正考风。考试前，学生通过自动控制原理考试专用纸把需要记忆的公式、基本概念和归纳总结的知识点写下来，这样，考试时，部分基础薄弱、学习成绩较差的学生基本上不需要携带一些采用闭卷考试时常用的作弊小抄，而且也有利于调节学生的考场气氛，缓解考试时的紧张。

（4）加强考核反馈机制。考核的目的，是为了检查学生是否掌握所学知识解决问题的能力。考核结束后，要形成反馈机制，及时的把考核结果反馈给学生，完善学生知识点的理解。特别在过程考核时，比如，在学生完成课后作业、课堂测试和课程论文后，教师要及时的根据完成情况，对学生解题或理解错误问题进行案例讲解，对重点知识点特别强调，要求学生及时修改错误，加强和完善知识点的理解。

3 结语

在独立学院学生教学过程中，自动控制原理考核改革还任重而道远，但教师应围绕以培养一线应用型人才为理念的原则，培养学生的创新和实践应用能力，培养面向现代社会的高新技术产业所需的复合应用型人才。实行“一纸开卷”和加强课程过程考核相结合的考核思路，推动了教学改革，促进了学生的主动学习能力，加强了学生的创新和综合应用能力，避免了过去传统考试模式作弊、临时抱佛脚、单纯应付考试和只要60分及格等心里和行为，提高教学质量。

参考文献

[1] 杨婕，程丽平.应用型本科“自动控制原理”课程改革及实践[J].中国电力教育，2010（4）：111-112.

第2篇：自动控制原理论文范文

论文关键词：自动控制原理；教学改革；知识线索；创新

“自动控制原理”是高校自动化专业的专业基础课，是电气信息类、机械类、环境工程类等专业的学科基础课。在整个专业知识体系中占据非常重要的地位，具有承上启下的作用。通过对控制理论知识的学习，使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法，培养学生对控制系统的工程实践能力和创新能力，为后续如“计算机控制技术”、“过程控制系统”、“电气控制”、“先进控制系统”等专业课程提供理论基础和分析设计方法。该课程内容涉及数学、物理、电子、电机、机械等多学科领域，还与实际工程系统的控制密切相关，具有内容丰富、理论性强、涉及知识面广、更新发展快等特点，有一定的深度和学习难度。学生在学习过程中容易感到枯燥乏味，产生厌学情绪。教师在教授过程中也容易过分强调理论知识的数学推导，忽视工程应用。为了促进教学质量的提高，对该课程进行教学改革是十分必要的。

一、优化课程内容，把握知识线索

1.重点突出

随着专业口径的不断扩宽，各门课程的教学内容也不断膨胀和加深，自动控制原理课程也面临着内容多和课时少的矛盾，所以要精选课程内容，突出重点。下面将每章中的一些重点分别加以阐述：

“控制系统基本概念”重点是自动控制系统的基本工作原理，自动控制系统的结构及特点、组成和基本环节，自动控制系统的性能指标，自动控制系统的类型。

“控制系统的数学模型”重点是动态微分方程的建立，传递函数求解，系统动态结构图变换。

“线性连续系统的时域分析”重点是自动控制系统的暂态过程分析，代数稳定判据，稳态误差求解，根轨迹的绘制，用根轨迹法分析系统的性能。

“线性连续系统的频域分析”重点是频率特性的绘制，频率特性与系统时域指标之间的关系，频域指标，Nyquist判据。

“线性系统的校正”重点是系统设计的思想，串联校正的特性及作用，校正方法。

“非线性系统分析”重点是非线性系统动态过程的特点，描述函数法，改善非线性系统性能的措施及非线性特性的利用，相平面法。

“线性离散系统”重点是离散时间函数的数学表达式及采样定理，线性常系数差分方程与脉冲传递函数，采样控制系统的时域分析，采样控制系统的频域分析与数字校正。

2.线索清晰

自动控制原理课程理论性强、内容多、涉及大量数学知识。同学们在学习过程中常常不清楚各个知识点之间的相互联系，以及各个章节之间的因果关系，总感觉“不识庐山真面目”，学习起来很费力。所以在教学过程中，教师应当理清线索。就自动控制原理本身的内在体系而言，是按照“系统建模、系统分析、系统综合”这个主线展开。系统建模是系统分析和系统综合的基础，数学模型有时域模型、复域模型和频域模型。系统分析是围绕稳定性、稳态性能和瞬态性能展开，系统综合与校正用到根轨迹法和频域法。另外以方法为线索，可以分为“时域法、根轨迹法和频域法”。如果以系统为线索，可以分为“线性系统、离散系统、非线性系统”。这几条线索相互交叉，教师在讲授知识点时应抓住这几条线索，让同学们先从宏观上知道各个知识板块章节间的因果关系，再从微观上来具体消化每个知识点，这样学习起来就更轻松。

二、结合工程实际，培养创新思维

自动控制原理课程不仅理论性强，而且工程实践性也强。在原理的讲授中要注重培养学生的工程思维习惯，不仅可以使学生更好理解理论知识，也可以培养学生的创新意思。例如在讲授反馈原理时，可以结合生活当中的空调温度控制系统工作原理进行讲解。并注意引导学生自己联系生活中的事例结合控制原理的知识进行分析，激发学生的学习兴趣。在引用工程实例的同时还应注意结合专业学科方向，针对我校是农业院校的特点，可以对温室大棚的控制系统工作原理进行介绍。另外，还应注意引用自动化领域的一些前沿技术。例如哈勃太空望远镜指向系统能在644km处将视野聚集在一枚硬币上，望远镜的偏差在一次太空任务中得到了大规模的校正。根据这个工程背景，让学生对哈勃太空望远镜指向系统建立数学模型，并按照设计要求进行系统分析。对兴趣浓厚的学生，还可启发如果在控制结构中，引入串联PI控制器，可否进一步优化系统性能。通过这些示例的讲解，使学生对自动控制原理实际应用有更深刻的认识。

三、丰富教学手段，提高教学效果 　1.引入多媒体辅助教学

传统的板书式教学，教师需花费大量的时间在公式推导和曲线绘制上，课堂气氛枯燥而沉闷。随着计算机的普及，采用多媒体辅助授课方式可以在绘图的准确性和快速性方面有较大提高，从而提高教学效率，另外有助于学生对抽象知识的理解。但是，任何事物都有两面性，多媒体教学也存在教学内容大，学生思维速度跟不上等弊端。因此，教师在讲授中可以以多媒体教学为主，对于一些重点难点适当的辅以板书，放慢速度。同时要注重师生之间的课堂互动，充分发挥两种教学手段的优点，提高教学效果。

2.加强MATLAB的应用

MATLAB软件功能强大，具有先进的视觉化功能，是一种完善的科学计算语言。通过MATLAB仿真教学，使学生对新知识印象深刻。特别是研究系统中某个参数或环节变化时对系统的影响，可以很直观的通过MATLAB展现出来。例如若已知某系统的开环传递函数为：，求当K分别取1300和5200时，试绘制系统的奈奎斯特图，并判断系统的稳定性。

通过用MATLAB编程，可绘制出系统的奈奎斯特图如下：

当K=1300，系统稳定，对应的阶跃响应是衰减振荡；K=5200，系统为临界稳定，其阶跃响应则表现为等幅振荡。

笔者编写了《MATLAB程序设计及其应用》教材，充分发挥MATLAB在自动控制原理教学中的应用，取得了满意的教学效果。

3.结合网络教学

网络教学是课堂教学的延伸。通过网络教学，学生可以加深对课堂教学内容的理解，扩大知识面，并提高学生分析问题、解决问题的能力。充分发挥网络资源的优势，在增加知识面、提高效率、因材施教等方面对课堂教学起到了很好地补充作用，有利于充分发挥学生的主观能动性。

四、改进实验教学，强化动手能力

实验教学不仅是对理论知识的验证，更重要的是培养学生动手能力、基本科研能力和创新能力的重要环节。

1.仿真实验和物理实验相结合

传统的自动控制原理实验课程为物理实验，利用实验箱，将相应的有源网络模块连接成典型环节或系统，再施加典型信号，通过示波器观察实验结果。学生在实验中对于所调节的参数和系统性能的关系难以真正理解，并且在使用中也容易损坏元件，而且元件的非线性，也会影响实验结果。利用MATLAB软件的SIMULINK仿真平台作仿真实验，能很好解决物理实验的不足，并加深对课程知识的理解，还可以将实验延伸到课外进行。

2.验证实验和设计实验相结合

传统的实验一般都是验证实验，教师给出实验目标和要求，学生根据实验步骤来进行实验，这类实验对于知识点的学习和理解是有必要的，但是按部就班的实验过程不能培养学生的创新思维。因此，在课程设计的形式上可开展一些设计性的实验。教师给出设计题目，学生进行方案的设计、选择、实施，从而培养学生的创新热情。

3.课堂实验和开放实验相结合

课堂实验的时间是有限的，应充分利用课外时间展开开放性实验。开放性实验应结合工程应用背景和教师的科研项目，以锻炼学生的科研能力。

第3篇：自动控制原理论文范文

关键词 自动控制原理 实践教学 教学改革

自动控制原理是自动化相关专业的一门非常重要的基础课程，它在整个自动化相关专业教学体系中有着极其重要的地位，学好它可以为后续课程的学习打好基础。但是从以前的自动控制原理课程的教学中可以发现，传统的理论教学和实践教学，它的教学效果并不是很理想。为了提高自动控制原理课程的教学质量和教学效果，本着为国家培养应用型人才的原则，自动控制原理教学改革势在必行。

1教学中存在的问题

（1）课程理论性太强，概念过于抽象，各个章节所讲内容相互独立，没有考虑到前后联系，知识跨越性大。

（2）教学方式中绝大部分教师仅在课堂上讲解理论知识，缺少理论联系实际，造成理论与实践脱节，学生接受较困难。

（3）考核方式单一， 往往以一张试卷决定此门课程的最终成绩，缺少对学生的学习过程考核和实际动手能力的考核。

（4）实验课主要是一些验证性实验，而且采用两种模式，一种是基于MATLAB软件仿真实验模式，一种是基于电子线路的控制系统硬件实验模式，软件模式不接触实际器件，容易造成学生对控制系统的感性认识不够，也不能锻炼学生的硬件调试能力。硬件模式能锻炼学生的动手实践能力，但由于系统构建和测试会消耗掉较长时间而导致学生专注于电路的实现，忽略对所搭建的控制系统的实验结果分析和思考。

2教学内容和方法的改革

2.1教学内容选择

在教学内容的选择上，三本院校应以岗位能力的培养为目标，分析该岗位所应具有的技能和知识，选择相应的课程内容；将课程内容与国家职业资格标准和岗位技能进行有效衔接，优化整合教学内容。另外教学内容还要考虑实用性， 与实际工程应用相结合。可以把实用性作为知识点评判的重要标志，教学内容要选择工程实践中用的比较多的作为教学重点。除此之外， 适度性也是三本院校此门课程教学内容需要强调的，所谓适度性，是指对所选的教学内容，原理不能太复杂、内容不能太多，难度要适中。对于一些难于理解的原理和概念可以不做详细的分析和复杂的推导，在阐明原理的内涵后，直接引用。重要的概念和基本分析问题的方法一定要讲清楚，剩下的知识可以在实践中补充。

2.2章节关系的把握

现在市面上出现的自动控制原理的教材一般更倾向于把各个章节的内容独立出来，这便造成一个后果，学生学习过程中常常搞不清楚各章节知识点之间的关系，就无法做到融会贯通，在遇到实际问题时，便束手无策，不知从何下手，不知道用哪一章的理论知识去解决，这就需要授课老师在授课过程中帮其理清线索，弄清各章节之间的相互关系，各章节在整门课程中的位置。例如第二章数学模型的建立，建立方法：微分方程，传递函数，差分方程等，这一章是我们研究控制系统的基础；第三章时域分析法，第四章根轨迹分析法，第五章频域分析法，这三章介绍分析系统的方法，也可称为分析系统的工具；第六章系统校正，是设计系统的方法。从图一中我们可以清楚的看到各章之间的关系。

2.3教学方法改革

2.3.1引用项目教学法

项目教学法就是师生以团队的形式共同实施一个完整的项目而进行的教学活动，让学生在教师预先给定“项目”的驱动下进行学习，并且紧密结合MATLAB等系统仿真软件在自动控制方面的应用。这些项目可以是教师熟悉的所教学生专业的一些工程系统，或是自己工程实例或课题，在项目教学法实施中，教师将需要解决的问题以项目的形式布置给学生，学生以小组的形式，在教师指导下按照实际工作的完整过程，共同制订计划，团体协作完成整个项目，目的是引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“项目”，在完成项目的过程中，学生能够体验实际工程项目的流程，并理解把握相关知识和技能，培养其分析问题和解决问题的能力。采用项目教学法组织教学，不但可以调动学生的主观能动性，挖掘学生的创造力，而且还能培养学生的团队协作精神，提高学生的系统综合设计的能力。

2.3.2任务驱动教学法

讲新课前，由教师向学生布置本次工作任务，教师为学生分析说明工作任务，讲解工作任务中所涉及的新理论知识，由学生自行学习并完成工作任务。在这过程中教师只是学习的组织者，起引导作用，最后由教师进行归纳总结，对新的知识点进行强化。使学生通过完成任务来学习新的知识，予理论于实践中，摆脱了直接讲授理论知识而带来的枯燥感。使学生愿意去学，主动去学。

2.3.3互动教学法

课堂教学也可采用讨论的方式， 学生是讨论课的主体 ， 教师的作用是组织、引导 ， 由学生对讨论题进行分析、综合、归纳、推理， 得出结论。教师在完成一个章节的教学后，可以布置几个综合性的问题，让学生自由分组形成课题组。利用课余时间通过查阅资料完成题目的分析、方案选择、系统设计、结果分析，并制作出一份电子文档，说明原理、分析过程，由课题组选派一名同学在课堂上进行讲解，并且接受教师和同学的提问，进行讨论。在这个过程中，学生不仅培养了逻辑思维能力，也提高了分析问题和解决问题的能力，而且还培养了团队协作能力和科技论文的写作能力。而且还可以发现学生在自学过程中薄弱环节，及时加以弥补，对理论知识能更好地理解。教师可以根据讨论中学生反映出的兴趣点对教学过程进行优化，起到教学相长的效果。教学过程中，鼓励学生进行课堂讨论，对于教师给的题目学生可以充分发表意见和看法，与老师同学探讨，将其由被动学习者变成主动学习者，在这过程中学生处于主体地位，教师只是引领者。

2.4实验教学改革

2.4.1实验模式改革

结合实验的软件模式和硬件模式的优点，构建适合学生应用的实验平台，实验平台主要由操作台和实验台组成，实验台提供电路模块，实验过程中根据实验需要组合构成自动控制系统的各种典型环节或系统。实验台内设计有数据处理单元，输出以及与上位机通信。操作台PC机装有MATLAB软件和虚拟电子工作平台Multisim可以进行控制系统的模型仿真和电路仿真，这就形成了集模型仿真、电路仿真、硬件系统调试、软硬件结合的一体化实验教学模式。

2.4.2编写实用的实验指导书

教师应该自己编写适合学生能力培养的应用性强的实验指导书。在指导书里保留典型的验证性实验，增加综合性和设计性实验内容。在这本指导书中不要有实验步骤，只有实验要求，实验原理和实验思路。让学生自己去思考实验过程，完成控制系统的设计。让学生扮演课堂的主角，让学生在实验操作中去发现问题、思考分析问题、进而想办法解决问题。这不仅能调动了学生的积极性，还能锻炼了学生独立分析问题和解决问题的能力。

2.5合理利用各种资源

除课堂教学外，可充分利用校园丰富的网络资源，实行网络教学，把好的微课、慕课教学资源及课件于网络教学平台，使学生可以不受时间地点的限制进行学习，也可以在网络上设置难题解析，在线讨论等，以激发学生学习自动控制原理的兴趣。并且鼓励学生参加相关的知识讲座或专业社团及大学生创新项目，在丰富学生课余生活的同时又是对课堂教学的补充；设立奖励政策，奖励相应的学分或奖学金，旨在鼓励和培养学生的创新能力。

2.6师资队伍的建设

教育离不开教师，一支优秀的教师队伍，是教学改革的前提条件，同时也是加强素质教育和应用教育的基础。所以学校要努力创造条件，让教师经常有机会接受继续教育和业务培训，及时更新知识，不断提高教师素质。可以采用企业锻炼、挂职顶岗等方式定期到生产第一线学习实际应用技术， 积累应用于教学需要的职业技能、专业技术和实践经验；逐步建立起一支适合三本学校应用型教育的新型师资队伍。

2.7考核制度的完善

考试是教学过程中的必要环节，是检测教师传授知识的情况和学生掌握知识效果的一种手段。自动控制原理课程的考试应该注重理论联系实际，把笔试和实践结合起来，以此来检查学生对知识的掌握情况，以及动手能力和应用能力的培养。学生对理论知识的掌握情况可以通过笔试来考察；学生的应用能力和动手能力则要通过实践来考察，确定这两项考核所占的比例，算出总成绩记入成绩表。这种多元化考试的目的是为了检测学生对知识的掌握情况和运用知识的能力，给学生一个全面客观的评价。

将现有的教学内容和方法进行改革，更新教学理念，丰富教学内容采用多样化教学模式，有力提高课自动控制原理的教学质量和教学效果。

参考文献

[1] 冯巧玲.自动控制原理[M].北京：北京航空航天出版社，2007.

[2] 郑勇，徐继宁，胡敦利，等.自动控制原理实验教程[M].北京：国防工业出版社，2010.

第4篇：自动控制原理论文范文

关键词：自动控制，教学内容，教学结构，实践教学

 

“自动控制原理”是研究控制系统的一般规律，为进行控制系统的理论分析和综合运用，提供基本的理论依据和使用方法的一门专业基础课程。同时，自动化专业的很多后续课程，如：“现代控制理论”、“过程控制”、“计算机控制”、“控制系统仿真”等，在较多地方都用到了该课程的基本理论和基本方法。因此，教师教好和学生学好该课程，对于自动化专业的学生来讲，具有十分重要的意义。但由于该课程理论性强、涉及知识面广、分析方法多、对数学知识要求高，学生在学习过程中常感觉内容抽象、难于理解，进而不能很好地掌握。为有效解决这一问题，结合在教学工作中的经验和体会，认为应重点做好以下几个方面的工作。

1 加强对教材内容的理解和把握，重组教学内容

一是统观全局，分清层次，有详有略，着力使学生掌握基础知识，形成科学的知识结构。如：该课程的主要内容是经典控制，即重点在线性系统理论的学习，但由于在实际应用中，大多系统是非线性的，因此，有关非线性系统的教学内容需要进一步加强；计算机技术已在控制领域广泛应用，需要适当增加一些系统分析工具的介绍，如Matlab相关软件内容的学习；另外，根轨迹校正、等M圆、等N圆设计等内容在当前的工程设计中已很少使用，可只作简要介绍。

二是深入理解和把握教材内容间的横向和纵向联系，按由整体到部分、由一般到个别、由浅入深、由易到难、由已知到未知的顺序安排教学内容。该课程虽然内容多、涉及知识面广，但教学内容间有着非常紧密的联系。分析认为，在纵向上，应沿系统分析和系统设计两条线，逐步深入地安排教学内容；在横向上，应始终以“稳、快、准”的基本要求为核心，加强有关内容的相互渗透。

2 优化课堂教学结构，提高课堂教学效率

课堂教学结构是为了完成一定的教学目标，教师在时间和空间上，对各种教学因素的排列和组合，对课堂教学的整体安排。优化课堂教学结构就是使教师的教和学生的学的活动处于和谐、高效的最佳状态。。

一是精心设计引言。“良好的开端是成功的一半”，一个好的引言能唤起学生的学习动机，激发学习兴趣。通过灵活多变的方式设置问题是课堂导入的有效途径，如：借助于多媒体手段，在引言中，先演示实验现象，其后围绕实验现象讲解教学内容，以激发学生的求知欲望。

二是妥善处理教学重点、难点。教学的重点、难点是课堂教学的精髓，如果处理不当会使学生思维受阻，注意力分散，长此下去就会因疑问越来越多，造成学习障碍，从而对学习失去兴趣。因而一定要采用多种教学方法，妥善处理重、难点，以达到突出教学重点，突破教学难点的目的。对于抽象知识的重、难点应采用形象、直观的教学方法，如：对于非线性中的死区现象，以齿轮传动为例，通过演示其传动中的死区产生过程，使抽象内容变得直观、具体。学生对知识的获得，应是一个由浅入深，循序渐进的过程。在教学中，要注意从回忆旧知开始，再逐渐引入新知，以帮助学生全面把握相关知识点，建立起整体性、连贯的概念。对于学生从未接触过、难度较大、理解起来有一定困难的知识点，应分散难点，化复杂为简单，以让学生能够比较轻松的理解和掌握。对于内涵相近或相似、容易混淆的知识点，应多用类比的方法加深学生的理解和把握。

三是合理设计板书。板书是课堂教学的一个重要组成部分，好的板书能唤起学生的求知欲，吸引学生专心听课，方便学生记笔记并做好课后复习。每堂课的板书都应有一定的技巧性和实用性，要尽可能运用最简洁的文字或符号使教材内容形象化、复杂问题条理化，要使学生仅通过板书，就能领略到全课的要点和应掌握的内容。需要特别指出的是，尽管应用多媒体教学手段，使得教学更加形象、直观，但为了加强学生对课堂知识整体性和重点、难点的理解和把握，板书仍是不可替代的。

四是师生共同归纳小结。课后小结是一节课重点和难点的概括，此环节完成得好，可起到“画龙点睛”的作用，如果这一步只由教师来做，不利于学生的提高，为此，可采用教师提示、学生归纳的方法。通过让学生参与归纳一节课所学习的内容，可促使学生加深对课堂内容完整性的理解和认识，并可有效提高学生整体思维和口头表达能力，这也是加强教、学和谐性和素质教育的重要体现。

五是用规范、幽默的教学语言。课堂教学中的语言一定要规范。。规范是技巧的前提。教师对原始概念的剖析，定理、原理的阐述等都必须用专业术语来准确表达，应坚决摒弃似是而非、模棱两可的语言；同时，课堂教学中的语言应有一定的幽默性。应善于在“标准化”的语言中适时地加入一些幽默的语言，以此作为课堂教学的“调味剂”，以不断提高学生的注意力，增强学习兴趣，缓解学习中的压力。

3加强实践教学，巩固理论教学效果

一是大力加强实验课教学。该课程理论性很强，实验课是其教学中的一个至关重要的实践环节。实验具有形象、生动的特点，实验中蕴含着诸多实际因素，会出现很多意想不到的问题，有利于加深学生对课程内容的理解和掌握，有利于激发学生解决问题的兴趣和热情，有利于加强学生的感性认识，有利于培养学生的创新意识和动手能力。

二是增设课程设计环节。教学中发现，由于该课程理论性强、比较抽象，学生常对课程知识缺乏系统性的概念，缺乏综合分析问题的能力，遇到实际问题时，常感觉无从下手。为此，增设了课程设计环节，如：给出一个随动系统及其要求的性能指标，由学生进行系统建模和系统性能分析，在此基础上，设计校正装置，使系统满足给定的要求。。实践证明，通过课程设计环节，可进一步加强学生对理论知识的理解和应用能力，有效提高综合分析问题和解决问题的能力。

以上是对“自动控制原理”教学的几点建议和思考，并且在教学过程中进行了多次尝试，取得了较好的教学效果，受到了学生的好评。

参考文献

1 胡寿松. 自动控制原理. 北京：国防工业出版社. 1999

2 高国焱, 余文. 自动控制原理. 广州：华南理工大学出版社. 1999

3Richard C.Dorf, Robert H.Bishop. 现代控制理论. 北京：高等教育出版社. 2001

第5篇：自动控制原理论文范文

材料成型及控制工程专业主要课程

1、主干学科：机械工程、材料科学与工程。

2、主要课程：高等数学、大学物理、基础外语、哲学原理、计算机应用、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、电工电子技术、金属学、金属工艺学、材料冶金与成型工艺、材料成型设备及方法、材料成型微机应用、先进制造技术、检测技术与控制工程、技术经济、CAD/CAM基础、表面工程学等。

3、实践教学：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。

材料成型及控制工程专业就业前景

材料成形及控制工程专业既不完全是按照行业特点设立的专业，也不是按照学科特征设立的专业，因此其发展具有其特殊性。

按照本专业的情况及市场需求情况进行分析，估计本专业今后的发展将主要表现为以下几个方面：

1.先进制造技术将成为本专业今后的主导技术发展方向。

2.厚基础、宽专业将成为本专业人才培养的主要模式。

3.在今后一段时期内，分类培养仍将占据主要的地位。

材料成型及控制工程专业培养目标

第6篇：自动控制原理论文范文

关键词：中央空调；节能技术

中图分类号：S210文献标识码： A

引言

近年来，伴随着人们追求更高的物质文化生活水平，要求创造舒适而健康的室内空气环境，中央空调势必成为21世纪健康环境不可或缺的重要组成部分之一。但中央空调系统运行耗能很大，在某些工业发达国家，供暖和空调系统的能源消耗约占国家总能源消耗的1/3。因此，提高空调系统的能源利用效率已成为空调工程技术的一项重要课题。为了降低空调系统的能耗，在世界能源日益紧张、环境保护日益重要的今天，探讨空调系统的节能环保问题意义重大。

一、中央空调的特点

1、对象特性

不同的被控对象,在相同的干扰作用下,被控量随时间的变化过程也不同。空调自控系统的任务就是克服这些干扰因素,维持空调房间一定的温、湿度和空气品质。但温、湿度的控制效果不仅取决于自控系统,更是取决于空调系统的合理性及空调的对象特性。

2、温湿度相关性

多数情况下，空调控制主要是对空调房间内温度和湿度的控制,这两个参数常常是在一个调节对象里同时进行调节的两个被调量，且这两个参数在调节过程中又相互影响。

3、干扰性

空调系统运行中,由于气温、太阳辐射、风、晴、雨、雪等外部条件和空调房间中设备、投入运行的多少,以及人员的增减等内部条件的变化,都会干扰空调系统的运行。

4、整体控制性

空调自动控制系统一般是以空调房间内的空气温度和相对湿度控制为中心,通过工况转换与空气处理过程每个环节紧密联系在一起的整体控制系统。空调系统中空气处理设备的启停都要根据系统的工作程序,按照有关的操作规程进行,处理过程的各个参数调节及联锁控制都是与室内温、湿度密切相关的。

5、多工况运行及转换控制

由于空调系统是在全年的室内外条件变化下,按照一定的运行方式(即工况)进行调节的。同时在内外条件发生显著变化时要改变运行调节方式,即进行运行工况的转换。

二、中央空调系统节能的意义

1、建筑节能法规要求空调系统降低能耗

长期以来，当季节变化、昼夜温差变化、温室效应和空调实际使用工况发生变化时，中央空调系统在传统的运行模式下，能源浪费很大。就我国情况而言，现代建筑中采用中央空调的民用、公用及商用建筑，中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50％左右，商场和综合大楼等的能耗甚至可能高达60％以上。我国属能源消耗大国，能源有限，利用率不高且依赖性强。近年来能源短缺的现实迫使国家把公共建筑节能提升到战略高度，相应制定了节约能源法，对公共建筑能耗国家实施国家节能标准。

2、产业办公楼宇的发展对空调系统节能提出了更高的要求

现阶段，产业办公楼从发展初期的以“产权式商铺”为主要销售模式逐渐被经营持有型物业所取代，从投资者的经济效益来说，过去一段时间由于利润的实现，产业办公楼多以出售为主，受短期利益的驱动，往往只追求建设阶段的低成本和销售时的高收益，对后期实际使用阶段的效果和运营成本很少考虑，后期往往中央空调系统效率低、能耗大。而目前越来越多的项目——主要为商业办公地产，以持有物业持续经营为主要赢利模式，这势必使投资者及发展商从一开始就关注能耗问题。现阶段我国中央空调能耗现状概述我国现阶段中央空调系统的应用中，更多的关注的是空调系统温湿度控制效果及空气品质控制效果，往往忽略了空调系统的能耗情况。

三、中央空调节能环保技术

1、太阳能空调

太阳能是一种可持续利用的清洁能源。利用太阳能供热与制冷是近年来国内外新能源研究领域的热点课题。利用太阳能真空集热管与溴化锂双效吸收式制冷技术的有机结合，形成夏季制冷、冬季供热和全年生活热水供应的空调热水机组，做到一机多用，从而可以显著提高太阳能空调系统的利用率和经济性。

太阳能空调热水系统的优点：季节适应性好。太阳能空调系统的制冷能力是随着太阳辐射能量的增加而增大的，这正好与夏季人们对空调的迫切要求相匹配；太阳能吸收式空调热水系统以不含氟氯烃化合物的溴化锂为工作介质，无臭、无毒，减少了温室气体的排放量，有利于环境保护。

2、变频空调系统

变频空调是指采用变频原理得到可变化交流电源来控制压缩机的转速，从而根据需要控制空调器的输出能力。在中央空调系统中目前运行使用的大部分空调输送系统，大都按传统方法设计运行，即根据空调的最大负荷设计水系统和风系统，而空调系统大部分时间处于部分负荷状态，一般水系统通过阀门节流，风系统通过再加热等措施以适应部分负荷运行的需要，而采用此种调节方式能量浪费严重。有资料统计表明，此类调节方式中，定速泵和风机所耗电能有60％一70％消耗于调节阀、节流控制压降等处，因此改变空调输送系统的流量调节方式，节能潜力巨大，而变频调速技术的发展成熟，可将其应用于空调输送系统中，当空调负荷下降时，通过变频装置调节水泵(风机)的转速，从而减少水(风)量，节省电机的耗电量，达到节能目的。

3、智能控制技术

智能控制技术是自动化技术发展到高级阶段的产物，融合了控制技术、信息技术和人工智能等多种技术，包括模糊控制技术和神经网络控制技术等。对于现代空调日益复杂的系统，传统控制技术难以实现精确、可靠且有效的控制，智能控制技术因此应运而生。

（1）模糊控制技术

模糊控制是模糊数学、人工智能和计算机科学等多种学科相互渗透而产生的一种具有很强理论性的控制技术。模糊控制系统的理论基础是模糊集合论、模糊逻辑推理规则和模糊语言变量，计算机控制技术是其系统的主要实现形式，其核心为智能模糊语言控制器。这种控制系统具有智能性和自学习性，并且并不需要建立精确的系统数学模型，适用于复杂的系统和过程。目前模糊控制已经在中央空调的定风量空调系统和变风量空调系统中得到了应用。

利用模糊控制技术对空调回风温度和湿度进行自动调节，可以受到不错的节能效果。利用温度传感器将测得的回风温度信号输入到模糊语言控制器中，并与给定值进行比较，根据比较结果自动调节回水调节阀的开度，以实现控制冷冻水流量的目的，从而使室内温度稳定在设定值。对于这个自动控制系统，新风温度的变化是系统的一个干扰量，为了提高系统的控制精确性，可以将新风温度传感器的信号作为一个反馈信号加入到系统中。采用模糊控制的回风湿度自动控制系统与回风温度自动控制系统工作原理相类似。

（2）神经网络控制。神经网络控制融合了人工神经网络理论和系统控制理论，属于智能控制的另一个分支。其原理是模拟人脑神经系统的工作方式，以大量简单的处理单于相互连接，构成一种复杂的网络。神经网络的结构可分为输入层、隐含层、和输出层。在中央空调的控制系统中，采用神经网络代替原来的控制器或辨识器，就构成了神经网络控制系统。这种控制方式对于复杂的、不确定的系统具有良好的控制效果，整个控制系统可以获得较高的稳定性和动静态性能。并且对于变化的环境有着良好的适应性。基于这些优秀的性能，神经网络控制技术在中央空调的控制系统中也得到较多的应用。

结束语

我国的建筑施工中的中央空调的施工建设已经取得了长足地发展，节能环保技术成为施工技术中控制的重点，同样的现今我国的很多的施工建设都是和节能相关联，我国的科学家也在不断地研究和探索节能的新理念，相信我国的中央空调的建设施工会更好的实现节能和环保这两个目标。

参考文献

[1]谭胤.张德源智能中央空调节能系统设计实现[期刊论文]-工业控制计算机2013.

第7篇：自动控制原理论文范文

[关键词] 计算机控制技术 教学改革 教学实践

随着高等教育逐步实现由传统的应试教育向现代的综合素质教育转化，传统的教学模式正朝着学习理论知识、提高综合素质、增强实践能力、培养创新精神和创新能力的目标发展。

计算机控制技术课程是高等学校自动化专业的一门重要技术基础课，课程的特点是实践性强、与专业课密切相关，它涉及的基础理论和知识面较广，牵涉电气、计算机、自动控制理论等综合知识，在同类课程中占有十分重要的地位。

一、课程的性质与任务

《计算机控制技术》是自动化专业的专业课，和毕业设计前后衔接，共同完成本专业培养学生专业知识和实际工作能力的任务，培养自动化专业本科生熟悉计算机的最新发展动态，掌握计算机在自动化领域中的应用，通过本课程的学习，要使学生获得：计算机控制系统的组成与典型应用方式；控制系统信号的输入/输出接口与通道；常规数字控制器的设计；常用应用程序设计；计算机控制系统设计；计算机控制系统的抗干扰措施等方面的基本概念、基本理论和基本设计技能，学生在学完本课程后，结合其他课程内容和毕业论文设计，可具备一定的开发计算机控制系统的能力。

二、教学方法的改革

现代科学技术的发展，要求我们培养的学生不是单纯的继承型、守业型人才，而是能够独立思考、善于进取、有创造性思维能力、能适应新形势发展需要的开拓型人才。为适应人才培养的需要，改革课程教学方法和教学手段，是摆在我们面前十分重要的任务。

在课堂教学中采用知识点讲授、课堂讨论、演示辅导、工程实例分析相结合的方法，变单向灌输为双向交流；注重处理好难点与重点、概念与应用的关系，做到精讲多练、边讲边练、讲练结合。选择实用性、趣味性、有典型特色的教学实例，以激发学生的创新思维，增强专业课学习的兴趣。

1.在本课程的教授过程中应特别注意计算机控制技术课程的教学目的和要求，由此决定在本课程的教学过程中应强调对基本概念、基本规律的讲授，有关计算方法讲授的目的是期望通过计算所得的结果进一步帮助学生对基本概念或基本规律的理解和掌握, 而不是培养学生的计算能力。

2.“学而必知其用”观念贯穿整个教学过程。因为这门课程是前面几门课程的综合，它把前面的自动控制理论、单片机原理及应用、微机原理及应用、程序设计等几门课程综合在一起，形成一个自动控制系统。在教学过程中应对课程中各章节的作用有清楚的认识，应当明确课程各部分内容在实现培养目标中的作用。

3.采用“教、学、做相结合”的教学方法。教学中从最基本的应用实例出发，由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论，并且提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项，后面由学生自主学习有关内容，再通过自己动手做实验的方式来加深对所学知识的理解，同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下，感性认识与理性认识交互进行，对学生自主学习起到良好的促进作用。

4.探究型教学。在教材的每章结尾或正文叙述中提出了一些思考题，这些思考题可以帮助学生对有些概念的深入理解和掌握，在教学过程中，对某些思考题组织学生进行讨论或给予启发说明，以培养学生的独立思考、自主学习的能力。

5.利用小型的课程设计作业，进行计算机控制系统的设计，使学生自己动手设计一个真正意义上的控制系统。激发学生自主的创新意识，对学生综合利用所学知识，进行有益的尝试。

三、教学手段的改革

采用现代教育技术和传统教学手段相结合，充分利用现代信息技术，大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用。目前，现代电化教育手段和多媒体技术等手段已全面引入各专业的教学，大大提高了课堂教学质量。本课程中部分章节采用CAI课件授课，数字控制器的设计部分要求的理论性较强，采用传统的黑板教授的方式，使学生更好的理解数字控制器的设计原理和设计方法。

在教学手段上，开发了相关计算机辅助教学软件，将传统教学方法与多媒体、网络教学、幻灯录像等现代化的手段相结合，互相弥补，使教学内容形象直观，易于理解，使教学过程更生动鲜明，更符合学生的年龄特征和思维特点，提高了教学效率，突出课程了重点和难点，更激发了学生学习的主动性。但是，通过教学实践，教师们深刻认识到多媒体教学在增加教学信息量，提高讲课效率的同时，也在某种程度上影响师生互动以及对教材与教学内容的感性掌握，为此，要注重做到传统与现代结合，板书与电子课件结合，实现多种教学手段的有机结合，实现两者优势互补。

四、考试内容和方法的改革

结合本课程实践性较强的特点，本课程考试应该由3部分组成：1.平时成绩，此部分占最后考试成绩的20%。2.一般的闭卷考试，此部分占最后考试成绩的60%。考试内容的重点放在计算机控制系统的重要组成部分：输入输出接口和通道设计两个部分，其他部分的知识作为一些小知识点进行考试。此部分考试主要是让学生掌握计算机控制系统中常用的一些芯片，控制系统的各个组成部分的设计方法，计算机控制系统的各种组成形式等一些常用内容。3.课程设计，设计题目是设计一个常用的计算机控制系统。此部分占最后考试成绩的20%。在这个过程中，可以查阅任何资料，包括网络上丰富的内容。通过课程设计来不仅可以锻炼学生设计计算机控制系统的能力，掌握在计算机控制系统设计时应该注意的一些问题，还可以使学生学习查阅资料的方法，为将来的工作和继续学习打下坚实的基础。

第8篇：自动控制原理论文范文

关键词：电气自动化技术 应用电力系统 发展前景

中图分类号： TM712 文献标识码： A 文章编号：

一．引言

我国对电气自动化技术的研究与发展始于上世纪50年代，它是一门综合性较强的技术学科，也是生产现代化的一种标志，近些年，计算机技术、通信技术、电子技术及嵌入式技术迅猛发展，也促进了电气自动化技术在各行各业的应用取得了很大的进展。也引发了工程领域的一场技术革命。电气自动化让各个行业都走进了现代的、先进的生产方式与管理领域，走入了自动化发展阶段。电力系统的发展使对电力的生产、传输及计量等提出了更高的要求，因此，将自动化技术应用于电力系统是行业发展的必要，自动化技术也是电力行业的发展中发挥出越来越重要的作用。

二．自动化发展趋势。

自动控制技术正趋向于智能化、最优化、协调化、适应化、区域化发展。在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用，保证了控制操作的高可靠性。在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。

自动化的发展则趋向于：

（1）. 由开环监测向闭环控制发展，例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)；

（2）. 由高电压等级向低电压扩展，例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)；

（3）. 由单个元件向部分区域及全系统发展，例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展；

（4）. 由单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展；

（5）. 装置性能向数字化、快速化、灵活化发展，例如继电保护技术的演变；

（6）. 追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，例如励磁控制、潮流控制；

（7）. 由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展，例如管理信息系统在电力系统中的应用。

三．机电自动化中电气自动化技术应用方向。

1. 电力系统自动化实时仿真系统的应用。

该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下，还可多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行，还能用以协助科研人员测试新装置，且多种控制装置都能与其构成闭环系统，从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。电力系统数字模拟实时仿真系统的引进，方便了对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行深入研究，从而建成具备混合实时仿真环境的实验室。

2. 综合自动化技术与智能保护的应用。

目前，国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平，智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平，研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。将国内外最新的人工智能、网络通信、微机新技术、自适应理论、综合自动控制理论等应用于电气自动化保护装置中，对电力系统自动化保护的新原理进行了研究，可以大大提高电力系统的安全水平，使得新型保护装置具有智能控制的特点。

3. 电力系统中人工智能的应用。

电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究，并且结合电力工业发展的需要，开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，同时也开展了在上述实用软件研究的基础上以提高电力系统运行与控制的智能化水平。

4. 电力系统配电网自动化技术。

该技术采用的模型为最新国际标准公共信息模型，输电网的理论算法采用与配网实际与高级应用软件相结合，负荷预测时配合应用人工智能灰色神经元算法进行，最后进行潮流计算时采用配网递归虚拟流算法。电力系统配电网自动化技术取得了重大技术突破，主要表现在信息配网一体化、高级应用软件、配网模型、中低压网络数字方面，最终，解决了载波正在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题，正是因为采用数字信号处理技术，才得以提高了载波接收灵敏度。

四．电气自动化在办公自动化中的应用。

1. 办公系统需要实现自动化。

办公系统主要应用于企事业单位的管理系统等方面，构建企业自动化管理系统需要很多技术的支持，例如计算机技术，通信技术及自动化技术。自动化办公系统是提高工作效率与管理效率的有效方法，因此，实施办公自动化信息战略是企事业实现现代化办公的需求与趋势。企业的办公系统实现自动化可以基于软件来实现，也可基于硬件与软件相结合的方法来实现，但是要注意到系统的开放性，可扩充性及升级的简易性。现行的办公系统还要具有良好的兼容性，这样可以有效的节约系统的资源，还可以节约成本，在实际的办公自动系统中已经有了很多成功的案例。

2. 办公自动化的技术平台。

当前，有代表性的三种主流的办公自动化技术主要有三种，既LotusDomino/Notes平台上办公自动化系统，它也是最早的办公自动化应用系统；基于Microsoft平台的办公自动化系统模式，主要采用WinNT/2000操作系统，以ASP为开发语言提供内容存储；还有就是基于基于Jsp/Java平台的办公系统，其实现原理与上一种技术基本是一样的，只在是使用的开发语言上略有不同，且其在系统的维护上费用较高。这三种技术平台在设计与实施办公自动化系统上有不同的应用领域，也是推动办公系统自动化进程的主要技术。现在已经演变出更多的技术来实现办公自动化。

3. 办公自动化系统的核心功能的实现。

办公自动化系统的核心功能主要是公文的收文、批阅、流转与存档等。但在对公文处理一岙会涉及到公文的流转，其过程实现是较为复杂的，在开发的过程中也会受到很多方面的制约。其中有公文的查阅权限调协，公文的、修改、删除等操作，都要在办公自动化系统中实现，其中的关键技术主要有数字签名技术、传输加密技术以及审批身份验证技术等。办公自动化系统核心功能的划分与实现要与客户的需求分析为依据，其主要原则则是要达到理念优先、技术先进、功能齐全、性能优良、价格合理。这些也是办公自动化系统发前的前景与方向。

五．电气自动化在汽车性能设计上的应用。

近些年，我国的经济取得了很大的发展，但是伴随着汽车数量的增加与路况复杂程度的不断提高，驾驶的难度也越来越高，并且开始逐渐融入人类的能力范畴。当前，汽车驾驶自动化的实现主要借助于计算机技术及控制技术来实现。现在，汽车的竞争已经进入了白热化的状态，汽车生产厂家都下大力气在汽车性能的提升上，其中自动化就是它发展的一个重要方向。驾驶者可以在计算机的协助下将驾驶工作逐渐转移到用自动化技术来实现，通过厂商的大力发展，自动化技术在提升道路利用率，降低车辆的制造成本及燃油消耗方面都取得了进展与突破，收获了可观的经济效益。

六．发展前景。

1. 电气自动化工程系统的统一化。统一电气自动化工程系统对电气自动化产品的设计、测试、开机、维护都有重要意义。能够把开发系统从运行系统中独立出来，这对电气自动化工程控制系统来说，是跨越性的一步，能够将系统通用化。系统的网络应该保证现场的设施、监管体系、企业工程的管理数据保持共通。

2. 电气自动化工程控制系统的市场化。产品想长久的发展，就要深化制造部门的体制改革，还要关注市场化的影响，以便保证产品能够满足市场的需要。同时，企业不仅要在技术的开发上投入，还要使零件的配套生产市场化、专业化。产业市场化是产业发展的必然趋势，这对提升资源配置效率有着显著的促进作用。

3. 电气自动化控制系统的标准化接口。采用微软公司的标准化技术后，工程的成本大大降低了，成功地实现了数据资源的共享。考虑到自动化系统策划方案的重要，当企业进行系统连接时，必须采用微软操作系统，那么这种情况下办公室使用的就是 IP 系统，管理系统和自动化控制之间联系的建立就是通过 PC 系统。程序标准化接口使厂家之间的数据交换有了保证，解决了通讯产生的难题。

4. 电气自动化工程的生产将更加的安全。安全防范技术的集成化是电气自动化工程控制系统的一个发展方向，重点就是保证系统的安全。在非安全状态下，用户要如何选择才能实现安全。在分析我国市场的发展特性后，我们应该从最高安全级别开始，逐渐延伸到安全级别低的领域，硬件设备与软件设备，公共设施层与网络层，实现对此系统的安全设计的全面研究。

5. 电气自动化工程控制系统的创新技术。在我国电气自动化发展计划的指导之下，随着市场化的环境，不断提升电气自动化工程控制系统的创新能力。并且企业不断吸收创新技术以提升自身的创新能力，而科研的投入，为电气自动化的创新提供了更加广阔的空间，加强政策上的扶持，健全、完善机制对创新都是非常有利的。目前我国企业主要生产一些中低档次的产品，产品主要服务于中小型的项目，企业应该打开自主创新的新局面，转换经济增长模式，逐渐提升创新能力。

电气自动化可以与地球数字化互相结合。此设想包含了自动化的创新经验，可以把大量的相关数据整体为坐标，最终成为一个电气自动化数字地球。将信息全部放入计算机中，与网络结合，不管人们在什么地方，根据地球地理坐标，便能知道任何地方的数据信息。还可以加强企业与相关院校之间的合作。鼓励企业到此专业的学校中建立车间，进行技术生产等，建立学习形生产培训基地。还可以走入企业进行教学。将实践能力和理论学习结合在一起。此外，还要与现代网络联系起来，积极利用已有的科学技术。加强专业培训，提供研究人员水平等。

七．结束语

电气自动化技术我国有几十年的发展历程，其中经过了多次变革与专业的调整，但是由于其应用范围广泛，在社会的各种生产层面都会有所应用，与其他科学技术相结合，也对推动了社会生产力的发展，促进了各个行业的发展。电气自动化技术与其他科学技术的结合与渗透革新了传统的方法与理念，必将为我国经济发展起到了重要的作用。

参考文献：

[1] 范海蛟. 关于机电自动化实际应用的分析 [期刊论文] 《北京电力高等专科学校学报(社会科学版)》 -2012年8期.

[2] 孙永和Sun Yonghe. 楼宇自动化技术在医院机电设备管理中的应用 [期刊论文] 《中国医院管理》 -2005年5期.

[3] 姜新星 姜浩． 电气自动化技术在煤炭工业中的应用 [期刊论文] 《机电信息》 -2012年21期.

[4] 房付玉. 电气自动化技术在煤矿生产中的应用 [期刊论文] 《产业与科技论坛》 -2011年23期.

[5] 范翔. 试论机电自动化技术及其发展 [期刊论文] 《科技创新与应用》 -2012年10期.

[6] 董玉泉. 试论机电自动化技术及其发展. [期刊论文] 《科技创业家》 -2013年3期

第9篇：自动控制原理论文范文

关键词：超超临界，直流锅炉，给水控制

 

0 引言

火电站直流锅炉给水控制系统主要用来满足机组运行需要，以维持燃烧稳定及保证锅炉经济安全运行。论文参考网。天津北疆发电厂2×1000MW机组锅炉为超超临界直流循环锅炉，给水控制系统设计包括锅炉运行所需燃料所对应的给水以及由中性点温度控制偏置维持锅炉干态运行的控制系统,本文对给水控制系统各部分进行分析论述，并给出控制功能的DCS实现。

1给水控制的特点

直流锅炉不同于汽包锅炉，由于带有汽包，主汽温度扰动不大，直流锅炉不带有汽包，煤量与给水偏差过大会直接影响主汽温度变化过大，极大地增加了锅炉爆管的可能性，在锅炉干态运行的条件下，给水控制的任务就是要保持进入分离器的蒸汽具有合适的过热度。一方面要维持分离器的干态运行，防止其返回湿态；另一方面又要控制好分离器出口蒸汽的过热度，以防止过热器超温。当机组工况发生变化，尤其是给水流量或燃烧率等扰动时，锅炉的蒸发段和过热段受热面将随之发生变化，可能引起蒸汽温度剧烈变化，危及机组安全运行。因此，研究直流锅炉变工况时汽温特性，改善控制策略，对于机组的经济运行提出了更高的要求。

在汽包锅炉中给水流量的变化，仅影响汽包水位，而在燃料量变化时又仅仅改变蒸汽压力和流量，因此锅炉给水量、燃料量、汽温控制等都是相对独立的，亦即：给水→水位；燃料→产汽量及汽压；喷水→汽温。在直流锅炉中，由于没有汽包，蒸发与过热受热面之间没有固定的分界线，当给水量或燃料量变化时都会引起蒸发量、汽温和汽压的同步变化，相互有牵制，关系密切，这样给控制系统的设计和调整增加了灵活性，也增添了复杂性。随着超超临界机组蒸汽压力的升高，直流锅炉中间点汽温（通常取启动分离器出口汽温）和过热器出口汽温控制点的温度变动惯性增加（亦即比热增加），时间常数和延迟时间相应增大，在燃料或给水量扰动时，超超临界锅炉的蒸汽温度变化具有更大惯性。

在超超临界机组起动和低负荷（小于最低直流负荷）运行期间，必须投入启动系统，因此也增加了锅炉启动系统对控制的要求。对于直流炉来讲，为了确保水冷壁在低负荷时有效的冷却，通过水冷壁的流量不能小于某个值，即最低直流负荷。当机组启动和停炉时，启动系统投入使用，由于启动系统要经历不同的运行状态（湿态和干态），故须采用不同的控制方式（湿态和干态）且能平稳自动地切换。

在锅炉点火以前，循环泵启动系统投运；分离器水位由控制锅炉母管给水流量来实现。此时给水旁路调节阀控制分离器水位，循环泵出口调节阀控制给水流量，并有循环泵进出口差压保护回路。锅炉点火后，省煤器入口的给水流量保持在某个最小常数值；当燃料量逐渐增加时，随之产生的蒸汽量也增加，从分离器下降管返回的水量逐渐减小，锅炉给水流量逐渐增加，以保证省煤器入口的给水流量保持在某个最小常数值，分离器入口湿蒸汽的焓值增加。当分离器入口蒸汽逐渐达到饱和状态，蒸汽流入分离器，此时没有水可分离，锅炉给水流量等于省煤器入口的给水流量，但仍保持在某个最小常数值。此时给水调节切换到给水流量控制。随着燃烧率继续增加，在分离器中的蒸汽慢慢地过热。分离器出口实际温度仍低于设定值（由锅炉主控指令经函数发生器产生），温度控制还未起作用。所以此时增加的燃烧率不是用来产生新的蒸汽，而是用来提高直流锅炉运行方式所需的蒸汽蓄热。当分离器出口的蒸汽温度达到设定值，进一步增加燃烧率，给水量也相应增加，锅炉开始由定压运行转入滑压运行。汽温信号通过选大器，温度控制系统投入运行，分离器出口的蒸汽温度由“煤水比”控制。当锅炉主蒸汽流量增加至40%BMCR，锅炉转入干态运行。在干态自动方式时，循环泵自动停，随即暖管系统投入运行，启动系统暖管调节阀控制分离器下降管水位。

从以上几点可知，超超临界锅炉给水系统更难于控制，情况更复杂了一些。在规定的运行工况下，必须维持某些比例常数，而在变工况下必须使这些比例按一定规律变化，而在启动和低负荷时，要求更大幅度地改变这些比例，以得到宽范围领域的自动控制。为此，必须设计更完善的给水闭环控制系统，在启动工况更多的采用变参数变定值技术，所有控制功能应在前馈技术的基础上完成，并连续地校正控制系统的增益。

2给水控制系统的工作原理

给水控制的总体思路是以燃水比为基础，利用分离器出口蒸汽焓值和一级过热器两端的温度变化进行修正，计算得到总的给水量需求。实现这一思路的方法为考虑省煤器出口到分离器出口这一段的焓值变化，计算出这一段总的焓增和单位工质的焓增，从而计算出给水量的需求。根据锅炉主控指令以及锅炉设计参数计算出一级过热器入口单位工质设计焓值和省煤器出口单位工质设计焓值，两者相减得到设计单位工质焓增。根据锅炉主控指令以及锅炉设计参数计算出相应锅炉负荷下设计蒸汽流量和减温喷水流量，两者相减得到设计给水流量需求。设计单位工质焓增和设计给水流量需求两者的乘积即为设计总焓增。以上计算均考虑其蓄热迟延时间。利用饱和温度变化率乘以水冷壁管的金属质量的热容量来计算得到金属部件所吸收的热量，设计总焓增减去金属部件所吸收的热量得到设计有效焓增。

饱和温度按照IFC-97 公式计算：

为减少计算负荷，分离器出口过热蒸汽的焓采用下面的简单拟合公式：

h = 2022.7 +1.6675T + 2.9593×10−4T2 −1.2690×109 P / T2.7984 −1.0185×1023 P2 / T8.3077

（适用范围：0～40MPa，273.15～1073.15K），省煤器出口不饱和水的焓采用下式拟合：

h = 130.06 + 0.947711× t1.2521 + P × (0.7234 − 9.2384×10−10 × t3.6606 )

（适用范围：10～40MPa，160～250℃）。

其中：h —— 焓，KJ/Kg

P，p —— 压力，MPa

P* —— 基准压力，MPa

T —— 温度，K（℃＋273）

T* —— 基准温度，1K

t —— 温度，℃

3给水控制系统的DCS实现

由锅炉主控指令以及锅炉设计参数计算出分离器出口单位工质设计焓值，同时考虑一级过热减温要求分离器出口增减的蒸汽焓，得到分离器出口蒸汽焓设定值，实现方式是利用T 控制器。论文参考网。T 控制器设定值为根据一级减温器出口温度和设计温降推算出一级减温器前温度（原理类似一级减温主回路设定值的生成），测量值端为实际的一级减温器前温度，若设定值比实测值大，说明一级减温器前温度偏低，需增加分离器出口蒸汽焓。论文参考网。经过一级过热减温器两端的温度降修正的分离器出口蒸汽焓设定值进入焓值调节器与实际的蒸汽焓进行偏差运算，输出作为省煤器出口到分离器出口单位工质焓增的修正值。修正的分离器出口蒸汽焓设定值减去省煤器出口实际焓值得到省煤器出口到分离器出口单位工质焓增的基本值，基本值与修正值之和作为单位工质在此段内的最终焓增。为防止焓值调节器工作时低于本生点，需对焓值调节器的输出进行限制，同时也利用省煤器流量裕度对T调节器输出进行限制，两者限制值随锅炉负荷变化而变化。将焓值控制器的输出送到锅炉主控回路中作为其前馈，以减少燃料和给水间的影响。为保证给水流量总是超过本生流量和循环流量，对给水流量设定进行最小值限制。防止储水箱水位和给水控制系统间的相互影响，将循环水流量的实际微分信号引入到给水流量需求生成回路中，当循环水流量呈增加趋势时，适当减少给水流量需求，这样就可减少两者间的影响，当锅炉停运或循环水调节阀关闭时，取消此前馈信号。本设计方案对锅炉侧采用水跟煤的控制方案，即用燃料量校正主汽压力的稳态偏差，燃料量改变时，根据一个函数发生器改变给水流量设定值，以粗调水煤比，用主给水流量校正中间点温度的稳态偏差。逻辑原理如下图

下列情况下锅炉给水主控强制手动：

汽水分离器出口温度坏质量

锅炉给水流量信号故障

小汽机均手动

电泵耦合器投自动

在实现给水控制的系统中，Ovation系统是EMERSON公司开发的一套集过程控制和企业管理一体的新一代集散控制系统(DCS)，功能强大。系统主要功能块新型PID控制器，功能如图4所示。

图4：新型功能块示意图

此功能块与传统PID控制算法相比有如下特点:对微分作用的算法做了改进;在串级组态方式时，当遇到限制值时，禁止增加和禁止减少信号，防止主回路出现积分饱和;显著提高了控制器在饱和状态时对控制偏差信号方向突然变化的响应时间，既可执行无相互影响的PID控制算法，也可执行有相互影响的经典的PID控制算法;具有快速饱和恢复选择的功能等。形成的给水控制逻辑如下图：

4给水控制系统运行中的问题及改进措施

给水控制系统在电泵与汽泵负荷转移以及并泵过程中容易引起给水流量大幅波动。由于直流锅炉不象汽包炉那样有汽包缓冲，给水流量的波动会直接影响汽温、汽压和负荷的稳定。为了稳定机组的运行，切换过程必须十分缓慢地进行，运行人员劳动强度较大。这主要是控制系统自动分配转速控制指令的结果。为此，可对系统进行两点改进：一是以泵出口压力和给水母管压力的差值作为逻辑信号。当其差值大于零时，泵就开始带负荷。当差压小于零时,泵未带负荷，限制器VL起作用,其转速指令的变化对处于自动状态的泵指令基本不产生影响,运行人员可以较快地手动调整待并泵的转速,使之较快地带上负荷。处于自动状态的给水泵能在不受手动泵转速变化干扰的条件下控制好给水流量。一旦泵出口逆止门开启，泵带上负荷，限制器就不起限制作用，运行泵分享调节器输出的自动控制指令，共同完成给水调节任务。二是在取消限制作用的瞬间，对副调节器的输出进行一次跟踪计算。跟踪计算就是要使副调节器的输出指令与和取消限制之前的各泵实际转速指令相适应，以防止取消限制器可能产生的扰动。

总之，超超临界机组与相同容量的亚临界汽包炉相比，自动化系统的规模，即所需的自动控制和仪表装置大致相同，但超超临界锅炉的给水控制更为复杂一些，要求自控设计人员与锅炉设计人员配合，了解直流锅炉运行特点，运用更先进的控制理论和更完美的控制策略。