引論：我們為您整理了13篇現代控制技術論文范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

（2）可以實現對電氣工程系統設備的全面監控。由于很多電氣工程系統設備都是全天候運行，因此電氣控制系統同樣必須能夠實現24h的全面監控，并可以準確的完成電氣工程系統設備故障地點的診斷。此外，現代化的控制技術還應該依靠信息采集、信息處理以及指令反饋流程，形成全面的監控管理，確保電氣工程系統能實時處于控制之下。

（3）具有較高的安全性。電氣工程系統由于容易受到外部環境、系統設備故障以及管理人員操作失誤的影響，很有可能造成電氣工程系統故障，甚至出現系統運行安全事故。因此控制系統應該具有較好的安全性，重點可以對電氣工程系統的運行異常情況進行及時準確的動作處理，避免由于控制操作造成安全事故問題的發生。

2、電氣工程中現代化的控制技術應用措施分析

（1）建立完善的電氣工程系統控制構架。在電氣工程控制系統構建之前，首先必須明確需要控制系統處理電氣工程的哪些問題，要求控制系統需要具備何種功能，同時控制系統需要具備哪些管理層次。一般在電氣工程控制系統中，需要設置數據管理模塊、運行監控模塊、電氣工程管理模塊、電氣工程設施養護模塊、工作人員維護操作模塊等幾項子系統組成。

（2）合理的選用電氣工程控制系統設備。控制系統設備是整個現代控制技術實現的重要基礎保障，這也是控制系統效率與安全性的基礎。現階段在電氣工程控制系統中主要分為作業類、信息收集傳遞類以及控制處理類等三類設備。其中作業設備主要是進行各種電氣工程操作的動作，主要是控制電氣開關、換閘以及變壓穩壓等電氣工程設備。信息收集類設備主要是只對電氣工程系統運行過程進行監控的設備，主要包括電子信號轉換器、系統運行監控以及網絡傳輸設施等一系列的設備，控制類的設備則主要包括處理器與控制終端等，在設備的選擇上應該盡可能的選擇各種智能化與高效化的控制設備。

（3）電氣工程控制系統的環境管理。對電氣工程系統設備的運行環境進行監控，也是現代控制技術管理的重要內容。對電氣工程系統設施進行監控的主要目的是為了準確的掌握電氣工程系統設備運行的電壓穩定性、電流、溫度以及濕度等外部環境狀況，同時如果電氣工程系統運行環境不適宜時，啟動空調、除濕、穩壓等設備，確保電氣工程系統運行的安全穩定。

3、現代控制技術應用發展趨勢

（1）智能化控制技術。電氣系統的發展已經步入到了電氣工程自動化的階段，實現電氣工程自動化的關鍵要素就是要實現對電氣工程系統的智能化控制，因此在目前現代控制技術中最主要的內容就是對電氣工程系統的智能化控制。智能化的控制系統主要是通過采用智能化控制技術來實現電氣工程系統控制的高效、自主、遠程操作。電氣工程系統智能化在電氣系統中的應用已經十分的廣泛，例如當前電氣系統中有關于系統開關量以及模擬量等各項數據的動態實時采集以及反饋處理，都是通過智能化進行控制。此外，在電氣系統工程中對于電氣工程系統設備運行狀態的實時監測、對于故障的分析診斷以及緊急處理方面，都已經廣泛的應用了智能化的控制技術。

（2）電氣系統模糊控制技術。電氣系統模糊控制技術主要是采用現代控制理論作為基礎，通過結合自適應控制技術、人工智能技術以及神經網絡技術實現控制。在電氣工程系統控制中采用模糊控制技術，主要是針對無法準確的確定數學模型的復雜控制系統，通過在控制規則上設置具有一定模糊條件，來彌補電氣工程控制系統中的一些非線性以及不確定因素的運行控制手段。模糊控制技術是一種以模糊數學、模糊語言以及模糊規則形成理論基礎的自動控制系統，通過采用計算機控制技術形成控制與反饋的具有閉環結構特點的現代數字控制系統，對于不確定系統的控制非常實用。

（3）非線性控制技術。當前在電氣工程系統控制中，線性控制理論技術已經得到了廣泛的應用，但是由于線形控制技術主要是基于電氣工程設備運行中局部的穩定性來進行數學模型的簡化設計，在線性控制理論中并未充分的考慮到電氣工程設備的非線性因素，因此在電氣工程系統中引入非線性分析與控制方法則可以有效的解決這些問題。非線性控制系統的控制方式主要有兩種，一種是將非線性系統的某一鄰域做反饋線性化的處理，同時利用微分幾何理論等現代控制理論進行反饋顯性化。另一種則是直接的將變結構方法、魯棒控制或者是智能控制等非線性控制理論進行實際的工程應用。

篇2

引言

交流電動機自1885年出現后，由于一直沒有理想的調速方案，而只被用于恒速拖動領域。近三四十年來，電力電子技術、微電子技術、現代控制理論的發展，為交流調速產品的開發創造了有利條件，使交流調速系統逐步具備了寬調速范圍、高穩速精度、快速動態響應和四象限運行等技術性能，完全可與直流調速系統相媲美。由于直流調速系統所固有的缺點，目前，無論是調速領域還是伺服領域，交流驅動系統已逐步占據主導地位并有逐漸取代直流驅動的趨勢。直接轉矩控制技術是繼矢量控制技術之后的一種新型高效的交流變頻調速技術，它以結構簡單明了、轉矩快速響應、魯棒性好等一系列的優點正受廣大學者的青睞。直接轉矩控制技術自誕生以來，其理論研究和實驗工作已取得了杰出的成績，然而作為一門新興的理論和技術，必然存在不成熟和不完善的地方。鑒于此，本文針對直接轉矩控制技術的研究現狀、存在的問題及未來的發展趨勢進行了詳細地敘述。

1、直接轉矩控制技術概述

直接轉矩控制技術（DTC）是繼矢量控制后交流調速領域一種新的控制方法，其特點是采用空間電壓矢量分析，直接在定子坐標系下計算并控制電機的轉矩和磁通，采用定子磁場定向，進行bang一bang控制，產生PWM信號。系統通過保持磁鏈恒定， 對轉矩直接控制。因此，控制性能不受轉子參數的影響，控制思想獨特，結構簡單。

2、直接轉矩控制技術研究熱點

2.1 對定子磁鏈的研究

（1）定子磁鏈的數學模型

在直接轉矩控制中，定子磁鏈的實際值取決于定子電壓、電流和轉速的檢測值以及電機參數。目前，描述定子磁鏈的數學模型有3種: u – i 模型，i - n模型，u - n模型[1-2]。

u - i模型: 由定子電壓與定子電流確定定子磁鏈。

該模型結構簡單，受電機參數影響小。論文參考網。它采用開環積分法估計定子磁鏈，在電機高速運行時可以估計出定子磁鏈。所以，當很大時，與之相比可以忽略不計，控制精度較高。但在低速和零速運行時，較小，與之相比不能忽略，如果對的估計誤差大，將嚴重影響系統的控制性能。這時必須考慮的影響，需準確測定出因溫度變化和磁通飽和而產生的變化量。

i- n 模型: 以轉子磁鏈為中間變量，由定子電流與轉速確定定子磁鏈。

在該公式中，沒有出現定子電阻，因此不受定子電阻變化的影響。但是，i - n模型要利用轉子時間常數及定、轉子電感值，還要精確地測量出轉子電角速度。這些參數的準確性以及速度的測量精度對定子磁鏈估計的精度程度都會產生較大的影響，另外這些電機參數也隨著溫度和磁路飽和程度的變化而變化。

u - n模型: 由定子電壓和轉速來獲得定子磁鏈。這里僅給出改進后的u - n模型。

改進后的u - n 模型綜合了u - i模型和i - n模型的優點，并通過修正項d完成了兩個模型間平滑的切換，可以作為一個全速域的定子磁鏈觀測模型。

（2）定子磁鏈的改進方法

針對異步電機DTC系統中采用u – i模型觀測定子磁鏈時純積分環節造成直流分量積分漂移，引起低速時轉矩波動嚴重，采用一種具有幅值補償環節的改進積分器算法取代純積分環節克服積分漂移；針對六區段電壓矢量開關表在定子磁鏈處于區段分界線附近控制性能差，引起低速運行時定子磁鏈內陷和電流畸變等問題，采用細分優化的十二區段選擇電壓矢量開關表來代替傳統六區段電壓矢量開關表。改善了異步電機DTC系統的低速運行性能。

近年來，許多學者為了解決定子電阻對磁鏈的影響，引入了現代控制理論和智能控制理論，通常采用的方法有: 模糊定子電阻估計、神經網絡定子電阻估計、模糊神經網絡定子電阻估計、最小二乘法定子電阻估計[3-5]。

另外， 一些學者對定子電阻溫度變化對定子磁鏈估計的影響也進行了研究， 提出了一些控制方案，如定子電阻溫度補償、模型參考自適應在線辨識等。

2. 2　無速度傳感器技術

傳統的直接轉矩控制中，低速運行時，如果選用與轉速有關的定子磁鏈模型來確定磁鏈，那么就需要知道精確的轉速信息；如果對速度的精確控制，需要轉速反饋進行閉環控制，同樣需要知道轉速信息。傳統的方法采用速度傳感器，這樣不僅增加成本，而且使系統的穩定性和可靠性變差。尤其對于實際應用中不允許安裝速度傳感器的領域，無速度傳感器技術顯得突出重要。論文參考網。

無速度傳感器技術常用的速度辨識方法包括:轉差頻率法、參考模型自適應法、卡爾曼濾波法、高頻信號注入法、基于神經網絡的辨識方法等。目前應用較好的方法是參考模型自適應方法及基于神經網絡的辨識方法[6-7]。這種自適應閉環速度辨識方案，在一定的速度范圍內，估計精度達到了相當高的水平，然而這些方法沒有脫離電機的基本模型，在低速運行時受電機參數的影響嚴重，尤其在零定子頻率運行時，由于電動機轉速的不可觀測性[8]，基于模型的辨識方案往往會失效。

鑒于此，不依賴于電動機模型而僅依賴于電動機本身特性的辨識方法應運而生。Zinger等人利用轉子槽諧波可以調制出頻率與轉速成比例的定子磁鏈原理，應用鎖相環技術來提取轉速信息[9]。高頻信號注入法彌補了零定子頻率情況下的速度不可觀測性，然而由于感應電動機常見的磁路飽和現象等不完善因素，導致了檢測的速度信號中含有低頻干擾信號。一旦檢測的速度信號直接用于控制，必然導致控制系統動態、穩態性能惡化。如何結合高頻信號注入法與模型參考自適應方法來獲得整個工作范圍內都能適用的速度辨識方案將是無速度傳感器技術研究的核心內容。

3、直接轉矩控制技術發展展望

在對直接轉矩控制技術研究熱點進行了較詳細的分析與討論后，針對尚存在的問題，本文結合當前的科技發展情況和實際分析，對直接轉矩控制技術的研究方向進行了展望。

（1）針對傳統的直接轉矩控制方法存在轉矩脈動大的問題，我們可以嘗試通過設計基于模糊自適應PI調節器的多級模糊控制DTC調速系統來解決。在外環控制方面，為了實現在轉速和轉矩突變時系統的快速響應，可以采用模糊自適應PI調節器控制器代替傳統的PI調節器；在內環控制方面，也可以采用模糊控制器代替傳統的磁鏈兩點式、轉矩三點式的bang一bang控制，該算法能夠克服傳統直接轉矩控制方法中根據轉矩、磁鏈的大小程度簡單的選擇電壓矢量這一缺點，全面綜合考慮了轉矩誤差的大小程度，可以實現大誤差大調節、小誤差小調節的智能控制。

（2）針對無速度傳感器技術尚存在的不足，我們可以嘗試用基于改進型蟻群BP神經網絡的速度辨識器來替代傳統速度傳感器的方法來對其控制。論文參考網。由于蟻群算法是一種較新型的尋優策略，與其它的智能算法相比較，具有良好的收斂速度，且能得到的最優解更接近理論最優解，同時易于與其它方法結合，具有較強的魯棒性。相信這樣能夠更準確地辨識出電機轉速，達到DTC系統的動、靜態性能要求，實現無速度傳感器直接轉矩控制。

（3）近年來，直接轉矩控制的研究取得了很大進展，特別是現代控制理論和智能控制理論的引入，在MATALB和DSP的基礎上，為直接轉矩的建模和實現控制提供了強有力的工具。現代控制理論和智能控制理論(以模糊控制、人工神經網絡為主)等控制方案為提高直接轉矩控制的動態性能和魯棒性奠定了理論基礎，并為提高直接轉矩控制的性能提供了一種非常好的新思路，如最近研究十分活躍的模糊控制、神經網絡控制、模糊神經網絡控制、非線性控制、變結構控制等。可見直接轉矩控制技術智能化是未來研究方向之一。

參考文獻：

[1]巫慶輝,邵誠,徐占國.直接轉矩控制技術的研究現狀與發展趨勢[ J ].信息與控制,2005

[2]王成元,夏加寬,楊俊友等.電機現代控制技術[M ].北京:機械工業出版社,2006.

[3]張春梅,爾桂花.直接轉矩控制研究現狀與前景[ J ].微特電機,2000

[4]趙偉峰,朱承高.直接轉矩控制的發展現狀及前景[ J ].電氣時代,1999

[5]劉國海,戴先中.直接轉矩控制系統的神經網絡控制[ J ].電工技術學報,2001

[6] Schauder C. Adap tive speed identification for vector control of induction motors without rotational transducers [ J ]. IEEE Transactions onIndustry Applications, 1992

[7]Cruz P P, Rivas J J. A small neural network structure app licationinspeed estimation of an induction motor using direct torque control [A ]. Proceedingsof the 2001 IEEE 32nd Annual Power Electronics Specialists Conference [C ].USA: IEEE, 2001. 823～827.

[8]Holtz J. Sensorless control of induction motor drives [ J ].Proceedings of the IEEE, 2002, 90 (8) : 1359～1394.

篇3

3.以綠色化學理念貫穿精細化工專業課教學

4.精細化工廢水的污染特性分析及其控制策略

5.我國油脂化工、精細化工生產現狀與發展建議

6.從“十二五”規劃看中國精細化工行業發展趨勢

7.精細化工的發展趨勢以及如何發展綠色精細化工

8.精細化工專業實驗教學新模式的構建與實踐

9.固相有機合成及其在精細化工中的應用與前景

10.精細化工過程控制技術的重要發展趨勢

11.我國精細化工發展現狀和趨勢

12.有機精細化工中間體的發展現狀及仿生催化氧化在中間體合成中的研究進展

13.精細化工發展前景以綠色精細化工的發展策略

14.現代煤化工產業的精細化發展

15.精細化工的現狀與發展

16.精細化工發展的關鍵技術——模型化、控制與優化研究

17.我國精細化工行業存在的問題及對策

18.精細化工的發展趨勢以及如何發展綠色精細化工

19.我國精細化工行業現狀和“十三五”發展規劃

20.精細化工實驗教學改革的探索與實踐

21.廣東省精細化工發展現狀與對策

22.精細化工實驗教學改革與實踐

23.生物催化在精細化工產業中的應用(上)

24.淺談綠色精細化工關鍵技術

25.基于現代精細化工發展初探

26.對遼寧省精細化工產業“十三五”規劃的建議

27.生物催化在精細化工產業中的應用(下)

28.我國精細化工產業的現狀和發展趨勢

29.晉煤集團精細化工產業發展前景

30.淺談“十二五”期間精細化工發展方向

31.廣東省精細化工現狀與發展

32.論我國精細化工的發展現狀與趨勢

33.精細化工課程群的整合及改革實踐

34.淺析我國精細化工的現狀與前景

35.精細化工領域過程系統工程技術研究發展趨勢探討

36.我國精細化工產業的現狀、存在的問題及其對策分析

37.21世紀精細化工的發展

38.精細化工的發展趨勢及關鍵技術

39.綠色精細化工可持續發展的關鍵技術

40.地方本科院校精細化工實驗教學改革研究

41.對中國精細化工產業發展的幾點思考

42.精細化工的產業轉移與遼寧的比較優勢

43.淺析精細化工產業對深圳經濟產業轉型升級的重要意義

44.精細化工專業課教學中的綠色化學探討

45.加快發展我國綠色精細化工

46.熱點精細化工中間體生產現狀和發展導向

47.淺議精細化工生產企業成本控制

篇4

1、較好地掌握基本理論，樹立愛國主義和集體主義思想，遵紀守法，具有較強的事業心和責任感，具有良好的道德品質和學術修養，身心健康；

2、系統掌握本學科堅實的基礎理論和專門知識，具有從事安全技術工程領域的科學研究或獨立擔任專門技術工作的能力；

3、比較熟練地運用一門外國語。

二、學科專業及研究方向簡介

1、本專業隸屬的一級學科為礦業工程。安全技術與工程是針對大型基礎設施的公共安全而發展起來的一門新型交叉學科，該學科以保證大型基礎設施的安全性和可靠性為目標，主要進行監測技術、檢測技術、信息處理技術、控制技術、健康診斷與評價技術等基礎理論及應用技術研究。該專業可招收土木工程、交通工程、機械工程、力學、安全工程、信息技術及材料科學與工程等相關專業的本科生。

2、主要研究方向及其內容：

1)結構健康監測與信息處理技術：主要包括結構健康監測技術、監測與診斷系統、監測信息處理技術、數據挖掘技術、遠程監測技術等研究。

2)結構健康診斷與安全評估：主要包括結構健康診斷理論和技術、結構健康狀態及安全評估技術等研究。

3)既有結構性能評估與控制技術：主要包括既有結構檢測技術、仿真分析技術、承載能力及耐久性評定、壽命評估、結構控制及加固技術等研究。

4)大型施工機械安全技術與工程：主要包括大型施工設備的設計、狀態監測與故障診斷、施工控制與安全管理等研究。

三、培養方式及學習年限

1、碩士生的培養方式為導師負責制，課程學習和科學研究可以相互交叉。課程學習實行學分制，一般要求在前一年修滿所要求的學分。

2、碩士生培養實行學年制，學制2.5年。碩士生的在校學習年限為2～3.5年（含休學）。

四、課程設置與學分要求

課程設置分學位課和非學位課兩大類，學位課分為公共學位課、基礎理論課、專業學位課，非學位課分為選修課和必修環節。碩士生在校期間，應修最低學分為26學分，其中公共學位課8學分，基礎理論課不少于4學分，專業學位課不少于5學分，選修課不少于5學分，必修環節4學分，最高學分不超過34學分。學分積要求是學位課學分積不少于51，選修課學分積不少于15，總學分積不少于66。

課程的考核采取以下幾種方式：

方式A：平時成績（20%）+閉卷考試（80%）的考核方式；

方式B：閉卷考試（50%）+課程論文（50%）的考核方式；

方式C：平時成績（30%）+課程論文或課程設計（70%）的考核方式；

方式D：考查。

課程

類別課程編號課程名稱學時學分開課學期開課單位考核方式

ⅠⅡⅢ

公共課學位課

100401自然辯證法322√人文分院B

100402科學社會主義理論與實踐161√人文分院B

101201公共外語64+324√√外語系A

100001專業外語161√B

基 礎 理 論 課111105數值分析483√數理系A

111108應用數理統計322√數理系A

111103隨機過程483√數理系A

111003有限元法基礎483√工程力學系A

專 業 學 位 課121701安全系統工程322√大型結構所B

121702現代結構測試原理322√大型結構所B

121703智能材料與結構322√大型結構所B

120101橋梁結構理論483√土木分院A

120102高等結構動力學42+63√土木分院B

120103高等巖土力學40+83√土木分院B

120105高等混凝土結構學483√土木分院B

120106高等鋼結構理論483√土木分院B

120803數字信號處理322√電氣分院A

130907模式識別與圖像處理322√計信分院C

選 修 課131701結構工程仿真技術322√大型結構所C

131702風險分析322√大型結構所C

131703結構健康監測實驗技術322√大型結構所C

131704現代傳感器技術322√大型結構所C

131705風工程概論322√大型結構所C

131706結構振動與控制322√大型結構所C

130118工程抗震24+82　√　土木分院C

130109彈性薄壁桿件理論322√土木分院C

130116環境巖土工程與災害防治322√土木分院C

131002結構分析及反分析方法322√工程力學系C

130903嵌入式系統及應用322√計信分院C

131201日語161√外語系C

130401人文社科系列講座161√人文分院C

必 修

環 節140001科研（教學）實踐1√D

140002學科前沿報告與學術活動8次1√√D

141501信息檢索161√圖書館C

補修課程

五、學位論文要求

學位論文工作是研究生培養的重要組成部分，是對研究生進行科學研究或承擔專門技術工作的全面訓練，是培養研究生創新能力、綜合運用所學知識發現問題、分析問題和解決問題能力的主要環節，也是培養研究生文獻閱讀能力、工程設計能力、實驗能力、數據分析能力和數據處理能力、邏輯推理能力和寫作能力的主要環節。要求做到：

1、學位論文的選題必須著重選擇對國民經濟具有一定實用價值或理論意義的課題，要充分考慮實驗的各種條件、課題的份量與難易程度；學位論文的選題必須在第三學期期中（10月底前）完成，開題報告統一交培養單位辦公室。

2、學位論文必須在指導教師的指導下由研究生獨立完成，研究工作必須堅持實踐性、實驗性的原則，論文內容應以研究生本人從事的實驗、觀測和調查的材料為主。對所研究的課題要有自己獨立的見解。

3、碩士生論文科研時間一般不少于1年。

4、學位論文實行中期檢查制度，一般應在第四學期（5月底）進行，匯報學位論文工作的進展情況，遇到問題和困難及時向導師尋求幫助和指導，保證論文順利完成。

5、學位論文送審分兩批進行，第一批安排在第五學期期中，論文送審截止日為11月10日；第二批安排在第六學期期中，論文送審截止日為4月10日。

6、論文答辯、學位申請和學位授予參照《石家莊鐵道學院學位授予工作實施細則》執行。

碩士點負責人：

培養單位學位評定分委員會主席：

（分委員會公章）

篇5

1自動化控制與信息技術分析

工業自動化控制技術對工業發展，社會進步都起到了重要作用，成為重要的推動力。分析整個工業發展進程可知，我國的傳統制造業自動化水平較低，對于技術的應用和融合不足，在現代化工業進程中發展較為緩慢；在社會發展變化的影響之下，我國工業也開始運用自動化控制技術，逐步實現了自動化進程。自動化控制技術在國民經濟發展方面做出了較大貢獻，尤其是信號制式改進技術，促進了現代化控制技術和信息化技術的進一步運用。有統計數據表明，工業自動化技術主要應用于現代化的工業設備預測診斷，設備資產管理和操作技術等方面，還具有廣闊的發展空間，需要進一步完善自動化技術的深廣應用。自動化儀表的闡釋，將自動化技術的應用推到了一個新的高度，目前的發展應用水平還較低，需要進一步加強應用[3]。PLC技術是較為常用的工業自動化控制技術之一，通過編訂程序的方式實現對于電子系統的控制和操作，讓整個工業生產的過程都能夠處于自動化控制當中。這一技術的運作流程是，在編程存儲器內進行邏輯運算，以此實現對用戶進行計數，定時或者計算等方面的操作指令，而操作指令采用的是數字模擬來進行輸入和輸出的，進而實現現代工業控制操作。另外，還運用到了DCS技術，也可以稱之為集散控制系統，采用網絡通信技術進行過程全面管控，促進現代化控制技術的升級運用。還應當注意的是，這些技術的運用還需要其他現代化高新技術的配合運用，綜合發揮作用才能夠確保自動化控制技術的有效運用，確保工業自動化控制能夠高效、開放運行，實現工業生產的分散控制，集中操作和分級管理以及靈活配置的功能。例如：工業PC，這是一種分布式的系統基礎技術，比原有的PLC，DCS系統更加先進，具有很強的替代性。具體來說，工業PC能夠實現私人定制，提供更具有針對性的服務器模式，兼容客戶機，服務器機，以通信網絡為基礎從而實現管控融合的自動化控制操作。這些技術的推廣應用，促進了現代化工業水平的提升，實現了工業企業內部的資源共享和信息交流，使得信息的作用得到了有效發揮[4]。信息技術對于工業發展具有重要的推動作用，在現代化社會當中，更是必不可少的技術手段。但是，傳統工業也具有自身的優勢，在某些方面是自動化技術所不能取代的。國家的發展，尤其是工業的發展，代表著一個國家經濟發展的水平，在信息化時代，要充分運用信息化技術的手段來促進工業發展，提升工業的質量和水平，促進傳統工業與現代化技術的融合運用。

2自動化控制與信息技術的有效結合應用研究

2.1自動化控制與信息技術的有效結合在工程機械應用分析

(1)高精度GPS系統的應用。這一系統的技術優勢在于高精度，可以精細化到厘米級別，其技術應用基礎是GPS差分技術，并與其他多種技術相結合使用，包括全站儀，多傳感技術，激光以及超聲波等技術，同時，系統中的虛擬儀表又可以幫助實現對于施工工地的信息模擬功能，能夠在施工前提供工地的三維圖形，機器三維坐標等內容。因此，施工工地應用這一系統能夠提高施工效率和精準度，在大型施工現場中的多種機器同時作業過程中成效顯著。這也就帶來了施工管理方面的提升，促進了施工效率的有效提高[5]。(2)閉路監視系統以及超聲波后障礙探測系統應用。這主要應用于大型工程機械中的系統，主要功能是：保證司機的安全高效作業，其工作原理是：隨時為司機提供音頻和視頻信號，與此同時，微機監控和自動報警集中系統這兩大系統，對于機器的故障處理方面具有明顯效果，主要表現在：縮短維修程序，提高效率。(3)自動化控制的應用。中央微處理機是進行自動化控制的樞紐，其重要功能主要表現在：一方面，接收司機室中的所有操縱裝置的相關指令信息，這些信息的傳遞是通過電位計以電流的形式來傳送給中央微處理機的；另一方面，微處理機將所接收到的信號又進行了轉發，轉給各自對應的閥，從而利用這些信號來開啟閥。微處理機的功能實現依賴的是既定程序的芯片，通過芯片程序的啟動可以保證泵能夠具有足夠的功率。

2.2自動化控制與信息技術的有效結合在電氣工程應用

(1)地球數字化技術。地球數字化技術是一種綜合運用的技術類型，表現為電氣自動化工程和信息技術兩大技術的結合，其功能實現途徑是：基于電氣自動化技術，可以實現將地球所有的數據信息都能夠以坐標的形式來呈現，這些信息的精準度非常高，這是基于信息技術來實現海量精準信息的動態多維呈現，最終使得地球通過技術形式轉化為電氣自動化數字的形式。這些信息在集中之后存儲進計算機網絡當中，那么，通過信息的調取和系統運行就可以獲取任何人的精準地理坐標，從而獲取詳細的數據信息內容。(2)現場總線技術。這一技術的產生背景是，現場總線和以太網主導的計算機網絡技術是電氣自動化工程控制系統基礎應用，在不斷地應用處理過程中，促進了電氣設備的自動化和智能化發展趨勢，從而進一步產生了現場總線技術。因此，這一系統屬于經驗積累性的應用，相當于連接了企業基層設施的通信互聯，促進了上下溝通實現。

2.3自動化控制與信息技術的有效結合在工業生產控制應用

(1)信息化技術呈現出過程檢測儀表和執行器往數字化，智能化和柔性智能化以及網絡化的發展趨勢。該技術的發展依托于人工智能理論和方法，通過擬人智能功能向固態傳感器以及智能傳送器發出信號，促進其精準化操作。智能閥門定位器由于是由微控制器所控制的，而這種控制器的精準度極高，可以實現的功能有：組態控制參數，線性分程控制和等百分比等特性修正，表現出極強的智能化操作特性。(2)有很多控制軟件和控制系統都在進一步的完善和強化之中，主要包括：生產執行系統(MEC)，供應鏈管理系統(SCM)，企業資源計劃系統(ERP)，CAD、CAM、CAP等,這些系統和技術的升級都不是單獨進行的，而是與其他系統相連同步升級的。

3結語

自動化控制與信息技術的有效結合對于工業技術發展有著重要的促進作用，是現代工業發展的必要條件。在未來自動化控制與信息技術的有效結合需要進一步智能化水平，借助大數據和云網絡，提升信息控制能力，從而讓工業自動化獲得新發展。

參考文獻

[1]趙楊,丁寶峰,杜翠女,等.淺談電氣自動化技術在火力發電中的創新與應用[J].硅谷,2011(3):93-94.

[2]唐華國.工業自動化控制的現狀和發展趨勢分析[J].才智,2011(23):69.

[3]王曉光,王厲,厲勵.石油化學工業信息化和自動化控制技術的現狀及發展[J].河南化工,2004(3):1-4.

篇6

The development and research of fuzzy logic and fuzzy control technology

Abstract: According to the new development of the modern industrial control field of fuzzy control technology, an overview of the basic theory and the development status of the field, look to the future development applications.

Keywords: fuzzy control; application development; adaptive control.

1、引言

在現代工業控制領域，伴隨著計算機技術的突飛猛進，出現了智能控制的新趨勢，即以機器模擬人類思維模式，采用推理、演繹和歸納等手段，進行生產控制，這就是人工智能。其中專家系統、模糊邏輯和神經網絡是人工智能的幾個重點研究熱點。相對于專家系統，模糊邏輯屬于計算數學的范疇，包含有遺傳算法，混沌理論及線性理論等內容，它綜合了操作人員的實踐經驗，具有設計簡單，易于應用、抗干擾能力強、反應速度快、便于控制和自適應能力強等優點。近年來，在過程控制、建摸、估計、辯識、診斷、股市預測、農業生產和軍事科學等領域得到了廣泛應用。為深入開展模糊控制技術的研究應用，本文綜合介紹了模糊控制技術的基本理論和發展狀況，并對一些在電力電子領域的應用作了簡單介紹。

2、模糊邏輯與模糊控制

2.1 模糊邏輯與模糊控制的概念

1965年，加州大學伯克利分校的計算機專家Lofty Zadeh提出“模糊邏輯”的概念，其根本在于區分布爾邏輯或清晰邏輯，用來定義那些含混不清，無法量化或精確化的問題，對于馮諾依曼開創的基于“真－假”推理機制，以及因此開創的電子電路和集成電路的布爾算法，模糊邏輯填補了特殊事物在取樣分析方面的空白。在模糊邏輯為基礎的模糊集合理論中，某特定事物具有特色集的隸屬度，他可以在“是”和“非”之間的范圍內取任何值。而模糊邏輯是合理的量化數學理論，是以數學基礎為為根本去處理這些非統計不確定的不精確信息。

模糊控制是基于模糊邏輯描述的一個過程的控制算法。對于參數精確已知的數學模型，我們可以用Berd圖或者Nyquist圖來分析家其過程以獲得精確的設計參數。而對一些復雜系統，如粒子反應，氣象預報等設備，建立一個合理而精確的數學模型是非常困難的，對于電力傳動中的變速矢量控制問題，盡管可以通過測量得知其模型，但對于多變量的且非線性變化，起精確控制也是非常困難的。而模糊控制技術僅依據與操作者的實踐經驗和直觀推斷，也依靠設計人員和研發人員的經驗和知識積累，它不需要建立設備模型，因此基本上是自適應的，具有很強的魯棒性。歷經多年發展，已有許多成功應用模糊控制理論的案例，如Rutherford，Carter 和Ostergaard分別應用與冶金爐和熱交換器的控制裝置。

2.2 分析方法探討

工業控制系統的穩定性是探討問題的前提，由于難以對非線性和不統一的描述，做出判斷，因此模糊控制系統的分析方法的穩定性分析一直是一個熱點，綜合近年來各位學者的發表的論文,目前系統穩定性分析有以下集中:

(1)李普亞諾夫法:基于直接法的離散時間(D-T)和連續時間模糊控制的穩定性分析和設計方法,相對而言起穩定條件比價保守。

(2)滑動變結構系統分析法。

(3)圓穩定性判據方法:利用扇區有界非線性概念,根據穩定判據可推導模糊控制的穩定性。

(4)POPOV判據。

(5)其他方法如關系矩陣分析法，超穩定理論，相平面法，矩陣不等式或凸優化法，模糊穴穴映射等，詳細資料及有關文獻很多，在此不再一一贅述。

2.3 模糊控制的設置設計

模糊控制的設計是一個非常復雜的過程，一般而言，采取的設計步驟和工具比較規范．其中模糊控制器一般采用專用軟硬件，通用型的硬件芯片在目前市場上比較多，其中主流產品如表1所示．而專用IC發展也很迅速，它把專用IC和軟件控制器集成在一起。

設計過程中，一般采取的設計步驟為：

(1)綜合考慮該課題能否采用模糊控制系統。即考慮采用常規控制方式的可能。

(2)從設備操作人員處獲取盡可能多的信息。

(3)選取可能的數學模型，如果用常規方法設計，估計設備的性能特點。

(4)確定模糊邏輯的控制對象。

(5)確定輸入輸出變量。

(6)確定所確定的各個變量的歸屬范圍。

(7)確定各變量的對應規則。

(8)確定比例系數。

(9)如果有現成的數學模型，用已確定的模糊控制器對系統仿真，觀測設備性能，并不斷調整規則和比例系數直到達到滿意性能。否則重新設計模糊控制器。

(10)實時運行控制器，不斷調整以達到最佳性能。

3、模糊控制應用與前景展望

作為人工智能的一種新研究領域，模糊控制吸收借鑒了傳統設計方法和其他新技術的精華，在諸多領域取得了長足的進展．在新型的電力電子和自動控制系統中，有些專家在線性功放的加設條件下，把模糊控制應用于為基礎的伺服電機控制中，在把模糊控制系統與PID及模型參考自適應控制（MRAC）進行比較后證明了模糊控制方法的優越性．另有專家開發了應用于矢量控制感應電機傳動系統的模糊自適應控制器，其控制方框圖如圖1所示：

模糊控制作為一項正在發展的新技術，目前在大多數專家還把主要精力放在應用系統研究上，并取得了相當的成果，但在理論研究和系統分析上還是相對落后的，以至于一些學者質疑其理論依據和有效性．鑒于此可以明確得知：模糊控制理論和實踐的結合仍有待于進一步探索．其發展前景是十分誘人的，而且在近年來，其理論研究也取得了顯著進展．在近四十年的發展進程中，模糊控制也有一些局限性：(1)控制精度低，性能不高，穩定性較差；(2)理論體系不完整；(3)自適應能力低．對于這些弱點，模糊控制與一些其他新技術，比如神經網絡（NN），遺傳算法相結合，向更高層次的應用發展拓展了巨大的空間。

4、結語

模糊控制作為一門綜合應用范例，在全球信息化浪潮的推動下，在未來的幾十年中，必將對經濟的迅猛發展注入新的活力，有專家認為，下一代工控的基礎是模糊控制，神經網絡，混沌理論為支柱的人工智能．隨著模糊控制理論研究的日益完善和深入，應用范圍的日益擴大和配套IC的研發制造，模糊控制將給工控領域的發展開辟光明的應用前景，同時也給各領域的研究人員提出了更重大的任務。

篇7

隨著我國紡織工業持續快速的發展，現代紡織技術將以電子信息技術為主導，以智能化生產為主要特征，進入90年代以來，現場總線技術以及基于該技術的控制系統在國內外引起人們高度重視，成為世界范圍內的自動化技術發展的熱點，它綜合運用了微處理器技術、網絡技術、通信技術和自動控制技術，將微處理器置入現場自控設備，在沒有人的直接參與下，機器設備或生產治理過程通過自動檢測、信息處理、分析判定自動地實現預期的操作或某種過程。對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、治理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗和確保安全等目的。論文參考網。正是由于自動化技術在紡織工業上的廣泛應用，推動著紡織新工藝、新技術的不斷成熟和推廣，日益改變著世界紡織工業的生產技術面貌。

一、基于現場總線技術的紡織生產控制系統

現場總線是當今3C(Computer、Communication、Control)技術發展的結合點，也是過程控制技術、自動化儀表技術和計算機網絡技術發展的交匯點，是信息技術、網絡技術的發展在控制領域的集中體現，是信息技術、網絡技術延伸到現場的必然結果。紡織工業的信息化建設是未來幾年紡織工廠的追求和建設重點，而數字化的紡織生產體系正是其不可或缺的基礎。它將全面提升紡織工廠的管理水平，對工廠的技術、質量、經濟和服務推動的進步都將產生直接的明顯的推進作用。

數字化的紡織機械采用現代先進的控制技術：以CPU為核心的控制器，以電力電子技術為基礎的新型驅動技術，以現場總線技術為代表的網絡及高速數據通訊技術。實現數據的實時準確采集和高速傳輸，實現分布式、現場化和抗干擾性能的提高，實現生產過程的自動化、智能化，完成紡織機械與現代先進控制技術的結合，為紡織企業的信息化從設備層打下堅實的基礎。

現場總線控制層是各種生產信息的來源。各種棉紡、織造、印染機械的控制器只要具有現場總線通訊接口，通過適當的編程，就可以將機械的運行數據實時傳送到監控系統。現場總線監控層完成車間級設備檢測和控制。應用組態軟件編程和現場總線網絡，整合車間內各個單臺機械設備控制系統，以清晰友好的人機界面實現全車間設備的生產狀態、產量、效率的監視，同時還可以對設備的工藝參數進行統一設置，故障報警、參數記錄、顯示歷史趨勢和實時曲線，生成和打印各種生產報表。管理層是工廠級的信息管理系統。控制系統均可以按照用戶的需求，通過多種總線、工業網絡建立數據庫，對數據進行處理并分類送到各個管理部門，實現數據的查詢、統計、分析和數據報表。現場總線信息層將控制過程、信息管理、通信網絡融為一體，實現數據共享，有關人員登陸到Web服務器，就可根據各自的權限監控到生產現場的設備的運行情況。

二、PLC、變頻器、人機界面三大自動化產品大量應用

PLC、變頻器、人機界面三大主要自動化產品的應用面已經覆蓋到我國紡織機械行業的紡紗設備、織造設備、非織造布設備、染整設備、化纖設備等絕大多數設備領域，用于構成紡織機械設備的控制系統。近年來紡織機械每年新機配套用的三大自動化產品需求量均已達到相當的規模：變頻器的主機配套用量約為15萬臺以上，如果再加上紡織企業的老機改造和公用工程的需求，整個紡織機械行業變頻器的年需求量約為20萬臺以上；PLC的主機配套用量約在7萬套以上，整個紡織機械行業的年需求量在10萬套以上；人機界面是PLC的“姊妹產品”，一般情況下，采用PLC的設備必用人機界面，因此其年需求量接近于PLC，目前紡織機械正在逐步以觸摸屏人機界面替代文本式人機界面。

三、單軸驅動、多電機同步傳動技術得到廣泛應用

紡織機械行業機電一體化的主要技術特點就是單軸驅動和多電機同步傳動技術，目前該技術已經廣泛應用于我國紡機的整個領域。這項技術的應用使得機械結構簡化、工藝調整方便，可以充分滿足工藝對設備的要求，同時適應高品質、多品種、小批量的市場需求。具有代表性的紡織機械如粗紗機，國內各紡織機械廠均推出四軸單獨驅動的新型粗紗機，已成為粗紗機競爭的技術標志；又如國內各紡織機械廠推出了七軸單獨驅動的漿紗機，該機實現了對紗線伸長率、卷繞張力等工藝參數的精確控制，為后道工序提高無梭織機織造效率創造了有利條件。

四、過程控制技術應用逐步深入

4.1自動化技術應用于清梳聯設備，保證了成紗質量和穩定性

國產清梳聯設備配用的高產梳棉機采用混合環控制，對喂入棉層的厚度進行檢測，控制短片段不勻；采用喇叭口壓力檢測或采用凹凸羅拉、階梯羅拉檢測輸出棉條的粗細，控制長片段不勻。論文參考網。兩處檢測到的信號，送入控制器經計算機運算，控制給棉羅拉的速度，達到自調勻整的目的。清梳聯單機和全流程采用的光電檢測、壓力傳感、位移傳感、信號轉換、伺服系統控制、計算機處理、變頻凋速、自調勻整、計算機綜合監控等技術提高了全流程運行的穩定性、可靠性，保證了全流程連續、同步、平穩運行，使輸出棉條長片段、超長片段、甚至短片段的均勻度都能穩定在一定范圍內，從而保證了成紗質量和穩定性。

4.2自動化技術應用于并條工序，穩定了棉條支數

國外產的RSB-D30型并條機及HSR-1000機，除配有開環或閉環自調勻整裝置以外，還配有質量監控系統，發生質量超限故障立即停車報警，自調勻整裝置很靈敏，傳感器對棉條發生的探測信號可保持每1.5～4mm勻整一次，這相對于高速并條機，單位時間里控制頻率很高，勻整頻率達毫秒級，因此棉條均勻質量高，可將土25％的棉條均整到土1％以內。這種并條機生產的棉條不必再由試驗室控制支數偏差，因此在組成新的轉杯紡工藝過程中可不再考慮棉條重量偏差的離線檢測試驗。

4.3自動化技術應用粗紗機，改善粗紗條干水平

新型的粗紗機均由計算機控制多臺變頻器，交流伺服驅動器，再分別控制多臺電動機的同步傳動系統，從而簡化了復雜的機械結構，取消了錐輪變速裝置、三自動成形機構、計長裝置等。利用計算機儲存多品種的最佳工藝，更換品種十分方便；采用傳感技術，檢測紗線張力，通過計算機實現張力控制；采用計算機軟件來完成粗紗的卷繞成形功能和實現經軸、織軸的理想卷繞，使機構簡化，操作方便，性能改善，質量提高，提升了設備的檔次和水平。

4.4自動化技術應用于環錠紡紗系統，使之向全流程連續化生產發展

自動化程度的不斷發展，使環錠紡紗技術進入了新的發展階段。有些機型將檢測結果通過變頻調速直接改變工藝參數，簡化了機械結構，有的機型通過檢測、顯示還能直接勻整輸出紗條的質量。操作自動化發展到了更高的水平，自動清潔、自動調速、定位停車、自動落卷、自動落紗、自動換筒、自動接頭、自動排除落棉等等，凡是需要人工操作的部位和動作，都盡可能地實現機器自動操作。不僅減少了操作治理人員，減輕了勞動強度，提高了勞動生產率，更為重要的是，由機器代替手工操作，消除了人為因素對生產的影響，提高了操作的可靠性和穩定性，因而保證了產品質量。論文參考網。在大幅度提高單機生產水平和操作自動化的基礎上，環錠紡紗正向全流程連續化生產發展。

4.5新型氣流紡紗機已基本上實現了生產自動化

微機控制的紡紗系統可以自動檢測、顯示各種生產參數并自動打印。可以自動檢測和記錄紗線條干，并能超限自停，能按設定要求自動控制紡紗長度。還設有接頭質量自動檢測裝置，號稱無疵點接頭。此外，如紡杯自動清潔、自動落筒、防疊裝置、上臘裝置、機臺自動啟動裝置等都有利于提高產品質量，方便操作治理，提高勞動生產率。

4.6自動化技術應用于無梭織機，實現織造生產自動化

自動化技術的推廣應用，使無梭織機的技術水平和品種適應性不斷創造新水平，使織機操作實現了自動化，如開關車的程序控制，定期自動加油，利用微機自動收集、顯示織機的各種生產參數和運行情況，包括速度、產量、效率、停臺及原因分析、織軸經紗存量、在機織物卷裝等等，因而提高了治理水平，提高了生產效率；電子送經和電子卷取組成了經紗張力的自動控制，基本上消除了緯向疵點；電子選色，微機自動變換織紋組織，集中改變織物圖形，通過單機和中心控制臺的雙向通訊還能實現群控；有些機型還能自動排除緯向疵點。

篇8

1 電力電子的研究方向

就目前情況而言，我國電力電子的研究范圍與研究內容主要包括：1）電力電子元器件及功率集成電路；2）電力電子變換器技術的研究主要包括新的或電力能源的節約和新能源電力電子，軍事和空間應用等作為特殊的電力電子轉換器技術的智能電力電子變換器技術，控制電力電子系統和計算機仿真建模；3）電力電子技術的應用，其研究內容包括超高功率轉換器，在能源效率，可再生能源發電，鋼鐵，冶金，電力，電力牽引，船舶推進應用，電力電子系統的信息化和網絡；電力電子系統的故障分析和可靠性；復雜的電力電子系統的穩定性和適應性；4）電力電子系統集成，其研究內容包括標準化電力電子模塊；單芯片和多芯片系統設計，集成電力電子系統的穩定性和可靠性。

2 我國電力電子發展中存在的問題

當前的主要問題是：中國的電力電子產品和設備目前生產的大部分是也主要是晶閘管，雖然它可以創造一些高科技電子產品和電氣設備，但他們都使用電力電子外國生產設備和多組分組裝集成的制造方法，尤其是先進的全控型電力電子器件全部依賴進口，而許多關系到國民經濟和國家安全，在一些關鍵領域的核心技術，軟件，硬件和關鍵設備，我國的外資控制和封鎖。特別是在關系國民經濟和國家安全，更多先進水平的核心技術差距的關鍵領域，這種情況正在迅速變化的挑戰和我們的道德律令。

在過去，雖然我國國民經濟的各個部門，先后引進了國外先進技術，已開始注意到國內突出的問題，從表面上看，雖然對引進技術的絕大多數可以在幾年后達到國產化率70％的要求，但只要仔細分析，不難發現，并最終拒絕外國公司轉讓技術和關鍵部件，都涉及到高科技的電力電子技術和動力傳動產品在核心技術。

目前國外和問題的主要區別是：電力電子器件的全面控制，不能制造國內制造的高功率轉換器，低技術，設備可靠性差，電力電子數字控制技術水平仍處于初級階段；應用程序的控制技術和系統控制軟件的水平較低；缺乏經驗的重大項目等。高性能高功率轉換器設備幾乎全部從國外進口。

3 電力傳動系統的發展現狀分析

目前我國電力傳動系統的研究主要圍繞交流轉動系統展開，隨著交流電動機調速理論的突破和調速裝置（主要是變頻器）性能的完善，電動機的調速從直流發電機-電動機組調速、晶閘管可控整流器，直流調壓調速逐步發展到交流電動機變頻調速。交流傳動系統之所以發展得如此迅速，和一些關鍵性技術的突破性進展有關。它們是功率半導體器件（包括半控型和全控型）的制造技術、基于電力電子電路的電力變換技術、交流電動機控制技術以及微型計算機和大規模集成電路為基礎的全數字化控制技術。為了進一步提高交流傳動系統的性能，國內有關研究工作正圍繞以下幾個方面展開：

1）輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑

高性能交流驅動系統電壓型PWM逆變器中的應用日益廣泛，PWM技術的研究更深入。 PWM功率半導體器件采用高頻開啟和關閉，成為一個在一定寬度的電壓脈沖序列法律的變化，為了實現頻率，變壓器，有效地控制和消除諧波的直流電壓。 PWM技術可分為三類：正弦PWM，優化PWM及隨機PWM。正弦PWM的電壓，電流和磁通正弦PWM計劃的目標包括。正弦PWM普遍提高功率器件的開關頻率將是一個非常出色的表現，在中小功率交流驅動系統等被廣泛使用。但為大容量的電源轉換設備，高開關頻率將導致大的開關損失，以及高功率設備，如GTO的開關頻率仍不做的非常高的在這種情況下，在最佳的PWM技術只是滿足的需求該設備。

2）應用矢量控制技術、直接轉矩控制技術及現代控制理論

交流電機交流驅動系統是一個多變量、非線性、強耦合、時變控制對象，變頻調速控制，電機控制的穩定狀態方程的研究動態控制非常令人滿意的結果的特點。 70年代初提出研究交流電機的控制過程的動態，不僅要控制每個變量的振幅，而控制的階段，為了實現交流電機磁通和轉矩的解耦矢量變換方法，促使高性能交流驅動系統逐漸向實際使用。高動態性能的電流矢量控制變頻器已成功應用于軋機主傳動，電力牽引系統和數控機床。此外，為了解決系統的復雜性和控制精度之間的矛盾，但也提出一個新的控制方法，如直接轉矩控制，方向控制電壓，特別是與微處理器控制技術，現代控制理論在各種控制方法也得到了應用，如二次型性能指標最優控制和雙位模擬調節器控制，可以提高系統的動態性能，滑（滑模）變結構控制可以提高系統的魯棒性，狀態觀測器和卡爾曼濾波器可以得到狀態信息不能測量，自適應控制能夠全面提高系統的性能。此外，智能控制技術，如模糊控制，神經網絡控制，也開始在交流變頻調速驅動系統用于提高控制精度和魯棒性。

3）廣泛應用微電子技術

隨著微電子技術的發展，數字式控制處理芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數字化控制系統取代以前的模擬器件控制系統成為可能。目前適于交流傳動系統的微處理器有單片機、數字信號處理器（Digital Signal Processor——DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的計算機結構形式采用超高速緩沖儲存器、多總線結構、流水線結構和多處理器結構等。核心控制算法的實時完成、功率器件驅動信號的產生以及系統的監控、保護功能都可以通過微處理器實現，為交流傳動系統的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標準化程度高，成本低，使得微處理器組成的全數字化控制系統達到了較高的性能價格比。

4 結論

雖然我國電力電子與電力系統傳動系統技術得到了長足的發展，但與發達國家相比仍然存在較大差距，許多關鍵技術有待突破，關鍵部件還長期依賴進口的局面還沒有打破。

篇9

在電氣時代的今天，電動機一直在現代化生產和生活中起著十分的重要的作用。無論是在農業生產、交通運輸、國防、醫療衛生、上午與辦公設備，還是在日常的生活中的家用電器，都大量地使用著各種各樣的電動機。對電動機的控制可分為簡單控制和復雜控制兩種，簡單控制是只對電動機進行啟動、制動、正反轉控制和順序控制。這類控制可通過繼電器、可編程控制器和開關元件來實現。復雜控制是只對電動機的轉角、轉矩，電壓、電流等物理量進行控制，而且有時往往需要非常精確的控制。以前對電動機的簡單控制的應用很多，但是，隨著現代步伐的邁進，人們對自動化的要求越來越高，使電動機的復雜控制逐漸成為主流。

國內外研究現狀

PID控制器最先出現在模擬控制系統中，傳統的模擬控制器PID控制是通過硬件（電子元件和液壓元件）來實現它的功能。隨著計算機的出現，把他一直到計算機控制系統中來，將原來的硬件實現的功能用軟件來代替，因此稱為數字PID控制器，所形成的一整套算術則稱為數字PID算術。數字PID控制器與模擬PID控制器相比，具有非常強的靈活性。電動機的的控制技術的發展得力于微電子技術，電力電子技術、傳感器技術、微機應用技術、自動控制技術、微機應用技術的最新發展成就。正是這些技術的進步使電動機控制技術在近二十年內發生了翻天覆地的變化。其中電動機的控制部分已由模擬控制逐漸讓位予以單片機為主的微機處理控制，形成數字與模擬的混合控制系統和純數字控制系統的應用，并正相全數字控制方向發展。電動機的驅動部分所用的功率器件經歷了幾次更新換代，目前開關速度更快，控制更容易的全控制功率件MOSFET和IGBT成為主流。功率器件控制條件的變化和微電子技術的使用也使新型的電動機控制方法能夠得到實現，脈寬調控方法、變頻技術在直流調速

由單片機作為電動機的控制器具有以下特點：

1．使電路更簡單。

模擬電路為了實現控制邏輯需要很多電子元件，使電路復雜。采用微機處理后，絕大多數控制邏輯可通過軟件來實現。

2．可以實現復雜的控制。

為基礎理由很強的邏輯功能，運算速度快、精度高，與大容量的存儲單元，因此有能力實現復雜的控制。

3．靈活性和適應性

微處理得控制方式是由軟件來完成的。如果需要修改控制規律，一般不必修改系統的硬件電路，只修改程序即可。在系統調試和升級時，可以不斷嘗試選擇最優參數，非常方便。

4．無需零點飄逸，控制精度高

數字控制不會出現模擬電路中經常出現的零點漂移問題。無論被控制量的大小，都可以保證足夠的控制精度。

5．可提供人機界面，多機聯網工作

現在普遍采用單片機作為電動機的控制器。實際上可作為電動機控制器的元件還有很多種，例如工業控制計算機、可編程控制器、數字信號處理器。

工業控制計算機科委功能強大，它有極高的速度、強大的運算能力和接口功能、方便的軟件環境；但由于成本太高、體積大，所以只用于大型控制系統。

可編程控制器則正好相反，它只能完成邏輯判斷、定時、計數和簡單的運算。由于功能太弱，所以它只能用于簡單的電動機控制。

單片機介于工業控制計算機和可編程控制器之間，它有較強的控制功能，低廉的成本。人們在選擇電動機的控制器時，常常是再先滿足功能的需要的同時，優先選擇成本低的控制器。因此，單片機往往成為優先選擇的目標。從最近的統計數字也可以看出，世界上每年要有25億片各種單片機投入使用。彈片及時目前世界上使用量最大的微機處理器。

三、主要內容與待解決的問題

主要內容:

1、學習直流電動機原理及驅動技術，掌握數字PID控制技術；

2、完成相關設備的接口硬件設計；

3、通過MCS-51單片機編寫軟件控制程序；

4、系統聯合調試，寫出相應的使用說明。

現有條件： 直流電動機、直流發電機、MCS-51單片機、微型計算機

重點解決的問題：

利用數字PID技術實現對電動機的閉環控制

四、設計方法與實施方案

畢業設計的實施主要是結合直流電動機及單片機的理論知識，利用與其配套的實驗箱，完成預期要解決的實驗項目和實訓項目，從而對其結果進行分析與總結，通過數字PID技術提高電動機的效率。通過收集各種資料，完成畢業論文的撰寫。

五．進度計劃 畢業設計課題的相關資料的收集與整理，熟悉系統的相關操作和原理，完成開題報告。

第3周至第4周

系統學習直流電動機、直流發動機原理，完成硬件安裝與線路聯接。

第5周至第12周

系統學習數字PID控制技術、數字濾波技術。通過MCS-51單片機編寫軟件控制程序；完成直流電動機閉環控制系統；

第13周至第14周

聯機調試；開始整理相關資料，撰寫使用說明書和畢業論文。

第15周至第16周

全面完成畢業設計，準備進行答辯

預期成果：通過該系統的設計開發，為實現直流電動機閉環控制系統數字化控制奠定基礎。

六、參考資料

[1] 全.直流電動機實際應用技巧 北京：科技出版社

[2] 何立民.單片機初級教程[M].北京：北京航空航天大學出版社

[3] 孫涵芳、徐愛卿. 單片機原理及應用[M].北京：北京航空航天大學出版社

[4] 郝鴻安. 常用數字集成電路應用手冊[M].北京：中國計量出版社

篇10

目前中國電力系統正經歷著一場以市場經濟為主導向的據大變革。以數字電力系統（DPS）為代表的計算機技術、通信技術、控制理論及信息處理技術、新材料、新技術的高速發展，使得電力系統的技術更新速度大大加快，不同技術之間的相互滲透、相互融合也越來越普遍。電力系統高速發展，發電廠和變電站相應的實現了自動化，應用遠動通訊技術和計算機技術，對電力系統進行自動監視、控制和調度。為了更好的保證安全、經濟的運行并保證電能質量，對電力系統自動化提出了更高的要求，從而促成了電力系統自動控制技術的不斷發展。

1 GPS技術在電力系統自動控制中的應用

GPS（Global Positioning System）又稱為全球定位系統，隨著電力系統往大容量大網絡的不斷發展，以及自動化水平的不斷提高，GPS由于其高精度的定時功能，必將在電力系統發揮更加廣泛的應用。利用GPS同步測量可以快速精確的獲得電力系統的歷史數據和實時狀態，GPS技術的應用必將對電力系統的安全穩定控制帶來革命性的變革，因此必然成為今后發展的重點，必將為電力系統的穩定控制和保護開辟一個新的領域。

2 人工神經網絡在電力系統自動控制中的應用

經過近十幾年的高速發展， 電力系統的規模已迅速地擴大， 對于這樣一個存在著大量非線性的動態大系統來說， 傳統的控制、診斷、保護、預測等方式已不再能完全適應這種發展的需要。人工神經網絡（ANN Artificial Neural Networks） 理論， 作為人工智能的一個最活躍的分支， 其模擬人腦的工作方式， 為解決復雜的非線性、不確定性、不確知性系統的問題開創了一個嶄新的途徑。因而在電力系統應用研究中受到了廣泛的關注。目前已在電力系統故障診斷、智能控制、繼電保護和暫穩態計算、短期負荷預報等系統計算優化中獲得了大量的研究成果。

作為一個新的信息處理理論，ANN 的應用在理論與實踐中還有一些問題有待于進一步的研究和探討。隨著人工智能技術的發展，ANN 與專家系統和模糊控制的綜合對電力系統這樣一個復雜的動態大系統來說， 應用潛力更大。

3 自動發電控制新技術應用研究

AGC是一種控制性能比較完善和作用較好的發電機輸出功率的自動控制。它利用電子計算機來實現控制功能，是一個小型的計算機閉環控制系統，有時也稱為AGC系統。

早期的AGC系統多采用模擬式的控制設備，近幾年來由于數字系統的靈活性和可靠性是模擬式的AGC系統，逐漸被數字系統所取代。 在現代數字電力系統（DPS）中，AGC的執行，要求每隔2-4s測量一次聯絡線功率、系統頻率和發電功率等數據，并通過遙測裝置送到AGC的發電機控制回路和負荷分配回路，是這兩個回路的程序計算開始工作。然后計算出需要增加或減少發電量的信息，再由遙控裝置將此信息發送到發電機組已完成對發電機功率的控制和調整。由于AGC 資源需在更大范圍內被調用，以及分級控制引起的時間延遲，還需對這種方式下電力系統的安全和控制的動態特性進行研究。

4 電力系統自動控制其它新技術的應用

4.1 電力負荷控制技術作用

電力負荷控制技術是指在高峰用電時，斷開一部分可間斷供電的負荷，以減少對電網的壓力，可以將各用戶的負荷按照改善負荷曲線的總要求，通過某種與用戶聯系的信道和裝在用戶處的終端裝置，對用戶的可間斷負荷進行集中控制。在高峰之后，又可將這些負荷投入，增加系統的低谷用電，達到削峰填谷的目的，使電力系統負荷曲線更加平坦，以保證電網的安全經濟運行。

我國電力供應長期短缺，負荷的監督和控制尤其顯得重要。目前不少地方采用的在高峰時強行拉路的分片輪流停電的辦法，給用戶帶來了極大的不便，對有些重要用戶造成經濟損失。在用戶方面，由于電力使用不合理，浪費能源的現象也十分嚴重。因而有關方面對電力負荷控制十分重視，原國務院曾出資支持了四個試點，取得了可喜的效果。如今，以配電線載波、有線通信和無線電為通道的系統均有運行。在分散控制方面，我國自行研制的電力定量器都是適合我國國情的產品。但總的說來，我國的負荷控制水平和工業化國家的差距還是比較大的。

4.2 靈活交流輸電系統控制技術

靈活交流輸電系統控制技術（Flexible AC Transmission System）是現代電力電子技術與電力系統相結合的產物，其主要內容是在輸電系統的主要部位，采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統的主要參數（如電壓、相位差、電抗等）進行靈活快速的適時控制，以期實現輸送功率合理分配，降低功率損耗和發電成本，大幅度提高系統穩定性和可靠性。隨著電力電子技術的飛速發展，靈活交流輸電技術的發展前景不可估量，必將改變電力系統的傳統面貌，并促使電力系統發生重大變革。

電力系統的高速發展和不斷擴大，使其結構和運行方式變得越來越復雜多變，對電力系統的自動控制技術水平的要求也越來越高。因此，研究電力系統自動控制技術的現狀和發展具有重要的意義。

參考文獻

[1] 汪德星. 電力系統運行中AGC 需求的分析[J ] . 電力系統自動化，2004 .

[2] 吳捷.現代控制技術在電力系統控制中的應用[J].全國高校電力系統及其自動化專業年會，廣州，1997

篇11

1 課程開發的必要性

1.1 課程性質

《道路工程質量控制技術》為公路監理專業的核心課程，其作用就是培養學生能夠熟練完成道路工程施工工序檢測、分項工程交工檢測與質量評價、分部工程交工檢測與質量評價的能力，這些都是質量監理崗位最為重要和基本的能力。

1.2 課程開發的必要性

目前針對道路工程質量控制的教材大部分采用原有的教學模式，主要以理論教學為主線，與實際工作脫節，缺乏現代化的教學工具，大部分教學的編寫也把該門課程按照控制要點來進行組織，而對于具體質量要點檢測的具體操作過程并沒有涉及。所以必須對該課程進行開發，建立基于工作過程的課程體系，滿足職業教育的需要。

2 課程開發思路

2.1 對課程進行整體化的職業分析

2.1.1 公路監理職業崗位分析

本學習領域的設計是在企業調研、崗位調查的基礎上，大量聽取和學習職業教育專家的專題報告和學習指導書的前提下，聘請行業、企業專家和學校專任教師針對新疆公路建設市場公路監理行業職業崗位（群）分析，與本課程專職教師共同研討開發的。目前公路監理從業人員主要來源于公路工程試驗檢測企業、施工企業、公路設計企業、公路管理部門等，再經過崗前培訓而從事公路監理工作。因此，公路監理專業的畢業生所面臨的就業崗位（群）主要為公路監理企業、公路工程試驗檢測企業、以及施工企業的部分崗位。

2.1.2 公路監理崗位職業能力分析

公路監理人員在施工過程中的監理任務主要為施工準備階段的監理、施工階段的監理和交工驗收階段的監理，在不同的監理階段，監理人員所面對的工作任務各不相同，所要求的能力也不同。《道路工程質量控制技術》課程在公路施工監理工作過程中所對應的工作崗位就是公路檢測監理員。

2.2 分析課程的典型工作任務

2.2.1 工作任務分析

根據本課程所對應的工作崗位“公路檢測監理員”，對該工作崗位進行詳細的分解：

（1）公路檢測監理員崗位，需要招聘對象一般具有：公路工程相關專業大專以上學歷；公路水運試驗檢測員資格證書；1年以上道路工程質量控制的經驗；良好的職業道德和組織溝通協調能力；工作認真、謹慎細心、勇于承擔工作任務；

（2）公路檢測監理員崗位要求的工作內容為：負責確定各分項工程的質量控制要點；負責對質量控制要點進行檢測；負責對檢測結果進行評定；負責用試驗報告顯示檢測的結果；完成試驗檢測工程師交代的相關工作。

2.2.2 典型工作任務劃分

根據對確定的工作崗位分析，研究該工作崗位的要求和工作的內容，對《道路工程質量控制技術》課程提出學習型的典型工作任務，（見表1）。

表1

序號 學習項目名稱 典型工作任務

項目一 質量控制的程序 任務一、制定工程施工質量控制任務書

任務二、設置工序質量控制點

任務三、制定質量問題分析處理程序

項目二 路基工程施工質量的控制技術 任務一、熟悉路基工程質量控制要點

任務二、進行幾何尺寸檢測

任務三、進行內在質量檢測

任務四、進行外觀評定

任務五、進行綜合評定

項目三 路面基層和底基層施工質量的控制技術 任務一、熟悉路面基層和底基層施工質量控制要點

任務二、進行基層混合料質量檢測

任務三、進行基層幾何尺寸檢測

任務四、進行基層內在質量檢測

任務五、進行基層綜合評定

項目四 瀝青路面施工質量的控制技術 任務一、熟悉瀝青路面施工質量控制要點

任務二、進行面層混合料質量檢測

任務三、進行面層幾何尺寸檢測

任務四、進行面層內在質量檢測

任務五、進行面層綜合評定

2.3 對課程的學習情境和課業進設計

通過對典型工作任務的分析，我們把該門課程分為4個項目，每個項目按照項目化教學的方式的組織教學，通過這種方式來讓學生了解實際工作的過程，這4個項目（見表2）。

經過學習領域的課程開發，任課教師根據給課程的典型工作任務和學習情境的設計制定適用于不同教學班級的教案。教案應該針對每個典型工作任務設計，最好為每2學時設計一次有針對性教學實施方案，每個教學步驟都應該有達成的相應的學習目標。

3 結束語

基于工作過程的課程開發和設計是目前高職院校課程改革的一項重要任務它強調職業工作的整體性，強調技能操作的重要性，培養學生的專業素質、綜合素質以及職業素質。通過學習情境的模擬，使學生真實的體驗工作過程。然而高職教育的改革如果只依靠學校的努力，僅僅開發基于工作過程的教材是不能解決所有的問題，還需要得到政府和廣大企業的支持，開辦各種教學企業、實行頂崗實習，讓學生能在學習的過程中真正接觸到企業和工作，能接觸到真實的項目使學生在走出校門的時候真正具備了一個高職人的素質和技能。

參考文獻：

[1]洪軍明.高職工程監理專業人才培養模式改革研究開發研究[J]，2009（07）.

[2]曾波.林冰.裘漢琦.工程監理專業工學交替人才培養模式探索[J].廣東水利電力職業技術學院學報，2009（12）.

篇12

技師技能考核或鑒定首先應注重的是工作者專業素質——崗位工作能力水平的評價。寫作和提交論文是申報鑒定者應對技能考核鑒定的準備過程，同時是個人技能水平的展示過程。

技術工人的專業工作目的一般要求是：保證生產質量、提高生產率、降低物質消耗——有效益價值核算或向好性預期。憑借論文關于專業工作項目立論確定、技術路線解析、工藝方法選擇、調試過程記錄等的描述，充分顯示工作者的能力水平——專業規范把握、主流技術運用、工藝方法適當、工序工步明晰。

技師論文應該強調較高級工藝性內容，應該是工作技藝和業績展示、以專業文獻范式表述的文章，并不一定要用某效益指標來顯示工作價值。如工藝改進型課題論文，突出的是專業技巧水平；又如新技術應用型課題論文，突出的是對工程新技術或復雜工藝的理解和駕馭能力。

1.強調論文項目的工藝性價值。技能，應理解為專業工作的技能工藝能力。也許是簡稱，總易誤認為技能偏指技術能力，而忽視工藝能力。技術一般是指工業過程的方法論，即一般是可行性確定后在標準化設計前提下選材、加工手段、加工流程以盡可能的高效率獲得目標產品的方法。而工藝，可以理解為加工的“藝術”，強調工作過程中獲得目標產品的技巧性、保障性和完美性。技術工藝能力，可以理解為技術與工藝互滲而形成的知識型、技巧型、成熟型的生產力。

較高級的專業技能型人員的工作，應能體現技術工藝引人入勝的技巧性，工作項目論文也理所當然要求顯示出工藝性價值——論文應顯示出寫作者關于工作項目的基本技術理解能力和工藝質量層次。基本技術能力包括專業理論的引用或引證，工藝質量則涵括改進能力、工作技巧、專業理論與實際的連接和補足能力、安全防護構思能力、提高工作對象商品化的能力。工藝質量直接決定了目標產品的實用性、適用性和市場性。

2.注重專業性表述的標準化概念。技師的基本技術理論理解力是其工作的重要基礎之一，但其工作的方式、目標往往約束了專業理論的擴充速度和應用空間。許多長期在特殊電氣工程崗位工作、工藝經驗豐富的技藝型人員理論水平并不高，但他們的本職工作很出色，工作質量的工藝價值突現。一般認為長期的專職工作經驗中積累著較高的專業工藝悟性。應該看到，高專業工藝性主要表現為相對行業標準、生產規范有很強的理解力，對生產流程有很強的連接、補足、改進的能力。正是高的專業悟性使得技藝型人員與技術設計人員的工作配合相得益彰。

3.把握過程分析的理論深度。一些技師工作項目論文中，用大量篇幅闡述理論的依據——數理公式推導過程或教科書式論說，然后繪出基本原理圖，最后給出相當肯定的可行性結論。必須注意，這種論文往往是有缺陷的——項目的實施有效性沒有表達—作者的操作工藝技能水平得不到顯示。缺少相關工程經驗公式或者經驗系數（理論公式受客觀實際過程條件的約束），易使得項目實施性這一關鍵工藝環節受到鑒定評價者質疑。這類論文的缺陷在論文大辯的有限時間里難以彌補。

4.妥當運用“技術進步手段”、“技術創新理念”、“精湛工藝過程”。機電工程崗位特征——專業智能成分較多，技巧思維保持，非連續性非周期性的操作。視下述工作能力為工藝能力；把握專業標準和規范的運用方法、流暢的專業語言（術語，編程，工程圖，解析圖表等）表述、撰適用的工程文檔、規劃工作技巧和效率。

技術進步：在產業規范約束下，采用現代的、主流的專業技術成果。

技術工藝創新：在產業規范約束下的工作能夠在去除隱患、操作便捷、安全可靠、形式優化、節能提效、減污去噪、降低維護成本、智能化診斷運行等某些方面有顯明的特色成果。

基本完備和適配的資料：是指可以作為施工提綱或設備的檔案基本資料。

二、電學原理在工程運用中的本征性理解

機電技術中的電工技術是關于電能量分配和智能控制的技術，應用電工技術的基礎原理是歐姆定律和麥克斯韋電磁方程組。

1.本征性理解。客觀導電材料上的電量分析應劃分為以電壓（電動勢能信息）為主量的“信息變換及傳遞系統”和以電流為主量的“能量傳輸電路”。控制信息傳遞系統的第一要素是“保證信息的準確”，控制系統傳遞信息不一定依賴固形材料（例如可通過空間電磁場感應傳遞）。

使用電動機為電能耗用終端的設備繼電器線路形式控制電路主要形成運動控制“邏輯、時間、順序”機制，自保、互鎖、延時、中繼等都是形成控制信息的電路。

采用集成運放器為核心的信號電壓調節器主要解決比例（信號放大）、微分（信號即時變化率）、積分（信號的時間積累效應），而整流、檢波、限幅、隔離、跟隨、調零、保護等都是附加電路。

電能量傳輸的第一要素是電路成為回路，依賴有形的導電材料，再者就是能量規模（大小）和傳輸時間可控。因此，控制電路的關鍵功能是信息“變換（如電壓放大器）”和“調節”。

主電路的關鍵功能是能量的“被控”和“驅動”，而反饋電路則是對于完成基本運轉功能的、由基本控制器和驅動器（主電路）組成的開環系統輸出量檢測并形成修正信號的“智能化”部件。

現時的機電“主流技術”指由集成PID運算器件、邏輯運算器件（CPU）及大容量數據存儲器件為核心的控制器運用技術、由可高頻全控大功率無觸點開關元件為核心的驅動器運用技術及由新型傳感器為核心的傳感信號接收變換電路技術。

2.機電能量轉換技術離不開磁材料技術，也離不開磁路分析技術；傳統的磁路材料由于磁傳導敏感于溫度和介質成分，其電氣特性檢定比較困難。但是近些年來，新型合成磁性材料技術迅猛發展，其運用空間（特別是在機電技術領域）急速擴展。

再者，材料科學技術和信息技術是工業技術發展的雙引擎，感知設備運動狀態和形成系統信息的傳感器技術是智能系統的前端。

從對于控制方式本質的理解判斷機電控制技術的發展方向：以一個四端電路（網絡）為例，若以改變激勵能夠實現相應響應，則控制方式可分為：a.電流控制電流（控制機制參數體現為電流放大系數），b.電壓控制電流（控制機制參數體現為轉移電導（跨導）），c.電壓控制電壓（控制機制參數體現為電壓放大倍數），d.電流控制電壓（控制機制參數體現為轉移電阻（跨阻）），實現電能利用的機電設備的電路多以電流為被控量，所以上述a，b兩種控制方式是驅動器電路，c是信息處理電路，d不是機電設備電路優選形式（能量控制信號）。

上述a、b方式分別代表著兩個時代的電能傳輸電路（主電路、驅動器）形式。

a方式中，電流控制電流的中心技術是：實現小電流控制大電流、一路電流控制多路電流。代表性功能器件有三極管和繼電器。

三極管，響應速度高，無動作觸點，但控制電路與被控電路有公共支路，控制量與被控量的高次諧波相互影響或制約，而且可承受功率在瓦特級，一般不符合機電設備功率規模要求。

繼電器（接觸器），以電-磁-力形式驅動開關觸點動作，實現電流的小控大和一控多。但觸點動作時間不準、電弧現象、線圈斷電反電動勢高并形成高頻干擾源、體積大等固有弱點，長期以來被視為“非理想器件”。

b方式是經典控制技術體系中理想的控制方式——信息控制能量。

上世紀后半期，業界使用大功率半控型電子器件晶閘管加之PWM技術的移相觸發器實現有缺陷的“信息控制能量”方式于機電設備能量控制——主要是直流電動機的荷載調速。

上世紀末期大功率全控型電子器件IGBT（一種增強型絕緣柵場效應管器件）的商品化普及，機電設備用全控型的信息控制能量方式成為現實，例如在結構簡單價格低廉的交流電動機實現寬范圍荷載的變頻調速。

3.電氣主流技術發展的瞻望。機電設備機械構件的技術進步程度受制于材料技術發展及其成果的商品化程度。通用機電電工技術范疇的技術開發重點有：

電力電子技術：利用電力電子器件實現工業規模電能變換的技術，是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科成果。器件以半導體為基本材料，根據器件的特點和電能轉換的要求，開發電能轉換電路，包括各種控制、觸發、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。

電動機技術：強磁材料與低溫環境技術。

虛擬現實技術：軟件型傳感系統分析與儀表。

機電液智能控制技術：機械、液壓、電子融合控制技術使得機器的效率、性能、品質、可靠性等大大提升，如大型工程機械設備、深海或隧道的巨力液壓控制系統。

微機電系統技術：常規電氣系統元器件微型化組件化甚至實現“疊層組件—集成化”，即把微型化的敏感元器件、微處理器、執行器、各種機械構件、電動機、能源、光學系統等都集成于一個極小的幾何空間內，并且能像集成電路一樣大批量、廉價地生產。

電致流體相變技術：電場作用下電流變液（ERF，electrorheologicalfluid）可在“固”—“液”兩相之間轉換，轉換過程可控而且可逆，轉換時間為ms級，利用其電控力學行為，可以預期得到較之傳統力學元件更為理想的（機—電能量轉換控制的）響應指標。

磁致流體相變技術：磁流變液是由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混合而成的懸浮體。在零磁場條件下呈現出低黏度的牛頓流體特性；而在強磁場作用下，則呈現出高黏度、低流動性。磁流變液在磁場作用下的流變是瞬間的、可逆的，而且其流變后的剪切屈服強度與磁場強度具有穩定的對應關系。

硅膠導電與絕緣的智能化控制技術；作為可以在電磁場發揮“柔性”功能的新型器件必將影響機電設備電路構造技術。導電硅膠是具備導電性能的硅膠制品，用于一些電子硅膠產品上發揮開關接通的作用，現時應用于一些電子設備、家用設備、辦公設備中，比如導電硅膠按鍵、電線連接管、影印機滾軸、電纜插頭、連接器襯墊等。

三、要強調通用電學知識與電工新技術運用銜接的工藝能力

機電設備技術標準（國家標準、國際電工委員會文件、超級公司企業標準）的意志和執行能力。標準化是機電設備可靠性的保障。國家標準中對機床的控制方式、接地方式、抗干擾、容錯、機械連鎖、危險部件防護等，作了較完善規定，有效保障了機床的安全可靠運轉。經驗證明，符合標準的機床，故障率較低，反之故障率則高，可靠的保護措施是防止器件和裝置損壞的重要方面。

當前的國家職業技能鑒定技師和高級技師考評體系強調了標準化水平是素質和技術能力的體現。如技術資料規范化編整能力、微機控制應用程序解析能力、逆向工程能力（逆向于在確定材料條件下設計制造的路徑對產品拆解—解析技術工藝特征，提交改進或改性方案，以期獲得結構或功能更優化的產品）、工程數學與物理運動現實的映射解釋能力。

四、提高論文的精致程度和新技術含量的著眼點

維修電工崗位工作的技術工藝核心領域（空間范圍，對象）。

維修電工崗位工作的主流技術、前端發展技術（如機器人，城市電動載人設備（電梯，搜索救生設備，無人駕駛運行設備，物流基地自動化設備等），注意：在機電前端技術領域；與電路系統運行規律模式相似的流體智能控制系統正在迅速地發生著微型化、精準化、多種指標信息傳遞同道化的技術水平提升。

機器的電氣系統運用主流技術改造的工藝路線和工步流程。

一些控制系統設計方案的實用性（技術改造方案的功能指標的得失）和適用性。

專業技術文獻資料的引用和“創新價值”的保障。

五、論文正文的編輯策略

通過這里的工作全過程的描述而展示個人的工作實力狀況，明喻達到專業技師水平。正文應涵括以下內容：

1.詳盡細致的立論表述：現實性、可行性、績效預期等。立論的過程是運用專業范疇的概念、判斷和推理等邏輯思維形式，簡述預期的項目工作的流程、效益目標、專業技術層次特征和工藝精華綜合；證明自己的主張。立論應具備論點、論據和論證三要素。

現實性：有重點而且簡單的描述工作環境，儀器工具，基礎性技術資料等工作先期條件，適配一些示意性插圖、流程框圖、曲線圖、簡表等。

可行性：有重點而且簡單的描述工作團隊情況，已經具備的知識基礎和經驗，主流技術采用的決定，需要增加的儀器工具，實施方案或技術工藝路線。

績效預期：有重點而且簡單的、與現實性情況可比較的談說，重點是預期的技術或形式先進性、工程安全性、設備的控制或運行可靠性、節能減排等的定性談說。

2.主流技術采用、工藝方案、實施過程等的詳述。例如：可編程序控制器（PLC）技術基于用計算機軟件實現繼電器電路中的中繼、延時、順序、串并邏輯、傳感信息處理等的硬件功能而提升了機電設備控制的可靠性。又如：基于用計算機軟件對全控型大功率電力電子器件編程控制而實現交流電源變頻控制，使得電動機“寬范圍、恒功率或恒轉矩的調速”成為普適技術。

工藝方案：展示工作者專業軟實力的平臺，以分類的技術工藝設計資料及對其簡單注解說明文字為主項。資料文件要符合專業規范，要基本完備，要適配。例如：機床設備電氣系統檔案基本資料文件一般有電路原理圖、電器件位置示意圖、接線圖、元件明細表、電氣原理說明或控制流程注解、維修或改造記錄等。

三項資料：工作對象技術改造之前的電路原理圖及工況表述、改進工程技術路線設計（流程圖與功能框圖）和主要零部件明細，是工藝方案論證的骨干依據。

對于要遵循物理規律，以推演、論證、解析為主要技術路線的項目論文，建議采用機電工程手冊為理論藍本，引用工程計算方法處理數據。

調試過程：調試工作的工序、工步羅列，調試過程狀況和數據的記錄。

3.結果與討論。這是全文的重心，應精心篩選技術工藝成果，把那些必要而充分的數據、現象、樣品、認識等選出來，寫進去，作為分析的依據。在對結果做定性和定量分析時，應說明數據的處理方法及誤差分析，說明現象出現的條件及其可證性。

概括項目工作的總結：所得結果與已有結果的比較；聯系實際結果，解說它的工程意義、應用價值和在實際中推廣應用的可能性；在本項目實施過程中尚存在的問題，對相關進程記錄資料進一步標準化編整的見解、意愿與建議。

參考文獻： 

篇13

一、引言

計算機控制技術是結合自動控制技術、計算機技術、自動檢測和傳感技術、微電子等技術逐步發展起來的。隨著該技術的發展和普及，控制系統趨向于利用計算機進行控制。計算機控制技術課程是自動化專業普遍開設的一門重要的專業課。自動化專業的學生或從事該專業的工程技術人員需要掌握分析設計與實現計算機控制系統的方法，并能完成控制系統的軟件開發、系統安裝與調試等[1]。上海電機學院定位為技術應用型本科教育，為了滿足本校自動化專業培養人才的要求，在分析了該課程的實踐性強的特點以及教學過程中存在的某些問題，從理論教學、實踐教學及考核方式等方面進行了教學改革。

二、課程特點及課程教學中存在的問題

計算機控制技術課程安排在第6學期開設，該課程內容既是這些專業的學生畢業設計中要大量運用的，更是學生畢業后從事自動控制系統、智能儀器儀表和機電一體化產品的設計與運行中要長期應用的。在學完本課程后，學生應能根據不同的應用對象，運用離散控制理論，設計符合要求的計算機控制系統。由于該課程涉及的知識面和基礎理論較廣，具有較強的實踐性，與專業課密切相關等特點。在授課中，教師應把有關課程的相關內容融合到該課程中，處理好與先修課程和后續專業課程的關系，形成系統的課程知識體系。

現有的“計算機控制技術”教材種類繁多，就涉及的內容而言，有的偏重于理論分析，有的以單片機為基礎，介紹系統的硬件組成和應用軟件開發[2]。受課時限制，學生很難全面掌握主要內容，制約了其提高自身應用該課程知識，完成系統的設計分析與安裝調試能力。因此，學生在遇到實際問題時，由于缺乏面向工程實際經驗，不能從問題本身分析，難以運用綜合知識解決問題。這不符合我校應用型本科人才的培養目標。因此我們對該課程內容進行了一些研究與探討。

三、課程教學改革的思路及對策

1.理論教學改革。（1）正確定位教學目標，優化教學內容。在課程內容設置上應以計算機在控制系統過程中涉及到的技術問題為主，突出實踐性。計算機控制系統是一種建立在一整套完整的控制理論基礎上的自動控制系統。在確定課程內容時需要考慮理論知識和深度，處理好計算機控制系統的理論知識與應用技術的關系。教師可以嘗試選擇一兩個完整的應用實例，貫穿在整個教學過程中，讓學生在開始階段就對實際的計算機控制系統有感性認識，例如，一種計算機溫度控制系統，學生學完第一章對這個系統進行定性分析，使學生對溫度控制系統中各組成部分的作用以及系統的工作原理有初步的了解。學完離散控制系統的數學模型理論內容后，學生能夠建立溫度控制系統的數學模型；在學完控制算法和控制方法后，學生能夠利用常用的控制算法或改進控制算法，實現對系統的設計和控制，并能借助于Matlab仿真工具進行建模與仿真；學生在學完計算機控制系統的相關內容后學生可以在實驗室實現所設計的溫度控制系統。學生在學習該課程的整個過程中，借助于一些應用實例逐步把理論知識轉化為實際的系統，提高自己的系統設計與調試能力。（2）改進教學方法，建立以學生為中心的學習模式。啟發式、互動式的教學方法易于激發學生聽課的熱情和積極性，達到加深理解的效果。在教學過程中應注重設計出啟發學生思維的問題，尊重學生的主體地位。從工程實際中提出問題或從已有問題中提出新問題容易調動學生的學習積極性，滿足學生解決實際問題的好奇心。教師應事先精心研究和設計在授課過程時何時提問，提什么問題。要能根據提出的問題啟發學生進行問題分析與討論，達到解決問題的目的[3]。（3）充分利用現代教育手段。靈活運用傳統的黑板教學方法與多媒體等現代化手段，使教學內容易于理解，形象直觀地呈現給學生。把自動化監控系統在工業生產現場的視頻材料作為教學錄像，使學生對計算機監控系統有初步的了解，并讓學生感受理論知識的實際運用，擴大知識面。還可以采用Matlab等仿真軟件設計一些算法、進行系統建模，增強學生解決實際工程問題的能力。例如，在講授計算機控制規律如PID數字控制等理論性較強的內容時引入Matlab/Simulink仿真工具，可以把難以理解的理論知識通過仿真模型以圖形化的方式向同學演示，從而增加教學信息量。學生可以利用Matlab/Simulink工具建立系統的數學模型，并進行仿真調試與結果分析，總結不同的控制規律對控制結果的影響。（4）鼓勵學生探究式或研究性學習。探究式學習是學生在對課程有一定興趣、帶著了解問題或解決實際問題的愿望之后的一種自主性的學習方式。教師要充分發揮引領作用，以保證這種學習持續有效的進行。例如，在講授PID控制算法及改進的PID控制算法問題后，以作業的方式指導學生學習有關控制技術和控制方法等方面的論文，進行理論推導及分析，對知識進行總結，并在課堂上討論。通過閱讀文獻資料，學生會更加清楚地認識到計算機控制技術的應用領域，理解一個控制系統該如何建立，進一步提高學生的分析問題和解決問題的能力。

2.實踐教學改革與創新能力的培養。該課程安排了8個課時的實驗，在實驗過程中注重仿真實驗和實物操作相結合，培養學生的理論研究能力和思維能力。在實驗教學過程中，發揮學生的主體作用，培養學生的自主學習能力。

實驗教學內容的確定。實驗內容主要分為驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗[4]。驗證性實驗主要有“A/D轉換”、“數字PID控制算法的研究”等。通過此類實驗讓學生驗證實驗結果、理解相關的基本理論知識，從而培養學生的實驗操作能力。設計性實驗主要有“直流電機轉速計算機控制”等，通過此類實驗學生結合實驗要求和條件，自行設計實驗方案并加以實現。綜合性實驗主要有“水箱液位控制系統”等，通過此類實驗，學生可運用掌握的綜合知識、技能和方法進行的一種復合型實驗[5]。

實驗類型的改革。增大了設計性和綜合性的實驗[6]。學生設計并實現簡單的控制系統，通過系統搭建和整體調試以提高運用綜合知識的能力和動手能力。

增加實踐教學環節。本課程增開了1.5周的課程設計，安排在課程教學結束后進行。可由4～5名學生組成一個團隊，要求學生結合工程實際，設計完成一個完整的計算機控制系統。通過對計算機控制系統的設計、分析和調試，提高學生的實際應用能力和動手能力，為以后開展畢業設計以及從事實際工程設計、維護等工作打下良好基礎。

3.多種考核方式考查學生的綜合能力。為激發學生對該課程的學習興趣，我們對原有的卷面考試和測驗的考核方法及考核內容進行了完善，以利于創新精神培養和技術應用能力的提高。評價學生的總評成績由三部分組成：平時成績、實驗成績和閉卷考試成績，比例為2∶2∶6。把課外作業、研究報告作為平時考核內容，增加實驗成績，以調動學生做實驗的興趣和學習主動性。

四、結束語

“計算機控制技術”是自動化專業的一門專業課。根據該課程的特點以及課程教學中存在的某些問題，從理論教學、實踐教學和考核方式等方面進行了探討。理論教學方法的使用效果良好，實踐教學環節的改革也在不斷地嘗試。在教學過程中，結合多種教學方式，激發學生的學習興趣，提高學生的動手能力和創新精神，增強學生綜合運用知識的能力。

參考文獻：

[1]陸鋒，陳桂，林健.自動化特色專業控制類專業課程改革探討[J].中國電力教育，2011，（13）.58-59，67.

[2]張向鋒，劉軍，丁斗章.《計算機控制技術》課程建設探討[A]//第6屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集[C].2009年8月15-17日.

[3]陳桂，陸鋒，宋麗蓉.計算機控制技術課程教學改革研究與實踐[J].中國現代教育裝備，2009，（3）：52-54.