自動控制技術(shù)

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自動控制技術(shù)范文第1篇

【關(guān)鍵字】：自動控制技術(shù) 模糊控制 魯棒控制

1. 自動控制技術(shù)基本原理

自動控制技術(shù)是能夠在沒有人直接參與的情況下，利用附加裝置（自動控制裝置）使生產(chǎn)過程或生產(chǎn)機(jī)械（被控對象）自動地按照某種規(guī)律（控制目標(biāo)）運(yùn)行，使被控對象的一個(gè)或幾個(gè)物理量（如溫度、壓力、流量、位移和轉(zhuǎn)速等）或加工工藝按照預(yù)定要求變化的技術(shù)。它包含了自動控制系統(tǒng)中所有元器件的構(gòu)造原理和性能，以及控制對象或被控過程的特性等方面的知識；自動控制系統(tǒng)的分析與綜合；控制用計(jì)算機(jī)（能作數(shù)字運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的控制機(jī)）的構(gòu)造原理和實(shí)現(xiàn)方法。自動控制技術(shù)是當(dāng)展迅速，應(yīng)用廣泛，最引人矚目的高技術(shù)之一；是推動新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)革命的核心技術(shù)；是自動化領(lǐng)域的重要組成部分。

2. 自動控制技術(shù)的應(yīng)用背景

自動控制技術(shù)有很強(qiáng)的應(yīng)用背景，無論是在煉鋼、軋鋼、化工、石油、電力等工業(yè)上，或是造紙、紡織、皮革和食品等工業(yè)上；無論是在航空、航海、汽車和鐵路運(yùn)輸工業(yè)和國防工業(yè)上，或是圖書資料的管理、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)設(shè)備上都得到廣泛應(yīng)用。自動控制技術(shù)對導(dǎo)彈和人造地球衛(wèi)星是非常重要的，對于研究原子能的應(yīng)用，研究飛機(jī)和導(dǎo)彈的空氣動力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也是有用的。沒有應(yīng)用背景的“控制理論”就缺乏生命力。如何巧妙地運(yùn)用控制的基礎(chǔ)理論來解決實(shí)際問題是和研究控制理論本身不同的另一種創(chuàng)造性工作。

3.自動控制應(yīng)用實(shí)例

3.1魯棒控制

魯棒控制（Robust Control）方面的研究始于20世紀(jì)50年代。上世紀(jì)60年代，狀態(tài)空間結(jié)構(gòu)理論的形成，與最優(yōu)控制、卡爾曼濾波以及分離性理論一起，使現(xiàn)代控制理論成了一個(gè)嚴(yán)密完整的體系。在過去的20年中，魯棒控制一直是國際自控界的研究熱點(diǎn)。

所謂魯棒控制，是使受到不確定因素作用的系統(tǒng)保持其原有能力的控制技術(shù)。魯棒控制的主要思想是針對系統(tǒng)中存在的不確定性因素，設(shè)計(jì)一個(gè)確定的控制律，使得對于系統(tǒng)中所有的不確定性，閉環(huán)系統(tǒng)能保持穩(wěn)定并具有所期望的性能。

具有魯棒性的控制系統(tǒng)稱為魯棒控制系統(tǒng)。一般魯棒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以一些最差的情況為基礎(chǔ)，因此一般系統(tǒng)并不工作在最優(yōu)狀態(tài)。

根據(jù)對魯棒控制性能的不同定義，可分為穩(wěn)定魯棒性和性能魯棒性。

3.1.1魯棒穩(wěn)定性（絕對穩(wěn)定性）

魯棒穩(wěn)定性是系統(tǒng)受到擾動作用時(shí)，保持其穩(wěn)定性的能力。這種擾動是不確切知道的，但是是有限的。穩(wěn)定性是對一個(gè)系統(tǒng)正常工作的起碼要求，所以對不確定系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性檢驗(yàn)是必要的。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不具有保證魯棒穩(wěn)定性的能力，包括七十年展起來的各種方法，INA（逆奈氏陣列）、CL（特征軌跡）、LQR（線性二次型調(diào)節(jié)器）等，都不能保證系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性。從九十年代起，大多數(shù)飛機(jī)、導(dǎo)彈、航天器都提出了魯棒性要求。魯棒穩(wěn)定性分為頻域分析及時(shí)域分析兩類，每一類又包含多種不同的方法。常用的魯棒穩(wěn)定性分析方法有：

1）矩陣特征值估計(jì)方法； 2）Kharitonov方法； 3）Lyapunov方法； 4）矩陣范數(shù)及測度方法。

3.1.2性能魯棒性（相對穩(wěn)定性）

對不確定系統(tǒng)，僅僅滿足魯棒穩(wěn)定性要求是不夠的。要達(dá)到高精度控制要求，必須使受控系統(tǒng)的暫態(tài)指標(biāo)及穩(wěn)態(tài)指標(biāo)都達(dá)到要求。按名義模型設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)在攝動作用下仍能滿足性能指標(biāo)要求，則說該系統(tǒng)具有性能魯棒性。大多數(shù)設(shè)計(jì)方法不能保證性能魯棒性，因而對不確定系統(tǒng)進(jìn)行性能魯棒性的檢驗(yàn)是必要的。性能指標(biāo)的魯棒性分析方法也可分為頻域和時(shí)域兩種，使用何種性能指標(biāo)，要視提出的性能指標(biāo)是在頻域還是在時(shí)域而定。性能魯棒性有時(shí)又稱為相對穩(wěn)定性、D-穩(wěn)定性等。所謂D-穩(wěn)定性，即為了保證系統(tǒng)的性能，要求在攝動作用下，系統(tǒng)的閉環(huán)特征值保持在某個(gè)區(qū)域D 內(nèi)。

3.2模糊控制

在傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域里，控制系統(tǒng)動態(tài)模式的精確與否是影響控制優(yōu)劣的最主要關(guān)鍵，系統(tǒng)動態(tài)的信息越詳細(xì)，則越能達(dá)到精確控制的目的。然而，對于復(fù)雜的系統(tǒng)，由于變量太多，往往難以正確的描述系統(tǒng)的動態(tài)，于是工程師便利用各種方法來簡化系統(tǒng)動態(tài)，以達(dá)成控制的目的，但卻不盡理想。換言之，傳統(tǒng)的控制理論對于明確系統(tǒng)有強(qiáng)而有力的控制能力，但對于過于復(fù)雜或難以精確描述的系統(tǒng)，則顯得無能為力了。因此便嘗試著以模糊數(shù)學(xué)來處理這些控制問題。

一般控制系統(tǒng)的架構(gòu)包含了五個(gè)主要部分，即：定義變量、模糊化、知識庫、邏輯判斷及反模糊化，底下將就每一部分做簡單的說明：

1）定義變量：也就是決定程序被觀察的狀況及考慮控制的動作，例如在一般控制問題上，輸入變量有輸出誤差E與輸出誤差之變化率CE，而控制變量則為下一個(gè)狀態(tài)之輸入U(xiǎn)。其中E、CE、U統(tǒng)稱為模糊變量。

2）模糊化（fuzzify）：將輸入值以適當(dāng)?shù)谋壤D(zhuǎn)換到論域的數(shù)值，利用口語化變量來描述測量物理量的過程，依適合的語言值（linguisitc value）求該值相對之隸屬度，此口語化變量我們稱之為模糊子集（fuzzy subsets）。

3）知識庫：包括數(shù)據(jù)庫（data base）與規(guī)則庫（rule base）兩部分，其中數(shù)據(jù)庫是提供處理模糊數(shù)據(jù)之相關(guān)定義；而規(guī)則庫則藉由一群語言控制規(guī)則描述控制目標(biāo)和策略。

4）邏輯判斷：模仿人類下判斷時(shí)的模糊概念，運(yùn)用模糊邏輯和模糊推論法進(jìn)行推論，而得到模糊控制訊號。此部分是模糊控制器的精髓所在。

5）解模糊化（defuzzify）：將推論所得到的模糊值轉(zhuǎn)換為明確的控制訊號，做為系統(tǒng)的輸入值。

4.自動控制技術(shù)發(fā)展趨勢

近年來自動控制技術(shù)發(fā)展迅猛，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，使人們籍助于許多使能技術(shù)的進(jìn)步和一些開發(fā)工具的擴(kuò)大，將人們構(gòu)思的自動操作得以付諸實(shí)現(xiàn)。如網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、可編程控制器等均屬于自動化控制技術(shù)中的使能技術(shù)。自動控制技術(shù)正向著網(wǎng)絡(luò)化、集成化、分布化、節(jié)點(diǎn)節(jié)能化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

1.?模糊控制?，李士勇，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社

2.?魯棒控制理論及應(yīng)用?，王娟，張濤，徐國凱，電子工業(yè)出版社

3.?自動控制技術(shù)?，肖建章，中國勞動社會保障出版社

作者信息

自動控制技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：機(jī)電；控制技術(shù)；自動化；應(yīng)用

引言

機(jī)電控制技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著電子科技以及機(jī)械工程技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展完善，機(jī)電控制技術(shù)的已經(jīng)得到了更加廣泛的應(yīng)用。而機(jī)電控制技術(shù)自動化的發(fā)展是未來發(fā)展的大方向，無論是在工廠中，還是家庭，機(jī)電控制技術(shù)的自動化都會給人們帶來極大的便利，為人類社會的發(fā)展提供更加強(qiáng)勁的動力。

1.機(jī)電控制技術(shù)的內(nèi)涵及自動化的原理

1.1機(jī)電控制技術(shù)的內(nèi)涵

機(jī)電控制技術(shù)是指將機(jī)械工程與電子科技有效的結(jié)合在一起，應(yīng)用與生產(chǎn)生活各個(gè)方面的控制性技術(shù)。同時(shí)在高科技領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用，工廠中的機(jī)械手臂，探月機(jī)器人這些都是機(jī)電控制技術(shù)的產(chǎn)物。

1.2自動化的原理

自動化是指在沒有人為直接干預(yù)的情況下，機(jī)電產(chǎn)品自行根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的程序有序的對某個(gè)狀態(tài)重復(fù)運(yùn)行。自動化能夠最大化的保證產(chǎn)品的規(guī)格，能夠達(dá)到人類很難達(dá)到的準(zhǔn)確度，且不會產(chǎn)生勞累，在某些及其危險(xiǎn)的領(lǐng)域還能更好的保護(hù)工人的人身安全，是人類社會發(fā)展的重要推動力。

2.機(jī)電自動控制技術(shù)在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用

2.1數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電自動控制技術(shù)應(yīng)用與生產(chǎn)領(lǐng)域的典型代表，是現(xiàn)代社會高科技領(lǐng)域的發(fā)展成果。數(shù)控機(jī)床是電子控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)床的有機(jī)結(jié)合，技術(shù)工人將特殊的加工工藝通過數(shù)字技術(shù)傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床的電子控制系統(tǒng)，由電子控制系統(tǒng)控制機(jī)床進(jìn)行復(fù)雜的加工工藝。使繁雜的加工工藝變得簡單易行，解放了機(jī)床工人，極大的增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

2.2機(jī)械手

機(jī)械手是工廠生產(chǎn)流水線中不可或缺的一部分。通過實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)好的程序?qū)C(jī)械手進(jìn)行控制，使其重復(fù)的完成一個(gè)動作。機(jī)械手在工廠流水線中極好的代替了人工，極大的減少了產(chǎn)品生產(chǎn)的成本，而且更大的提高了產(chǎn)品生產(chǎn)的精確度，是機(jī)電自動控制技術(shù)在生產(chǎn)流水線中的成功應(yīng)用。

2.3數(shù)控加工中心

數(shù)控加工中心是通過對一系列及其復(fù)雜的生產(chǎn)工藝進(jìn)行程序編輯，由數(shù)控部分作為主腦控制，由電動系統(tǒng)等一系列系統(tǒng)進(jìn)行合作共同完成這一系列復(fù)雜的生產(chǎn)工藝。這一技術(shù)是數(shù)控機(jī)床的進(jìn)一步發(fā)展，跟進(jìn)一步的解放了人力，提高了個(gè)系統(tǒng)的合作性，以及產(chǎn)品生產(chǎn)的效率。

2.4電梯

電梯是現(xiàn)代人生活中常見的工具，現(xiàn)代化都市中高樓大廈林立，電梯已經(jīng)成為了現(xiàn)代人類離不開的工具。而電梯是機(jī)電自動控制系統(tǒng)在人類生活中的典型應(yīng)用，由技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)好的程序控制對電梯進(jìn)行控制，能通過程序分析人們的需求并進(jìn)行合理的升降。為人類生活帶來了極大的便利，是現(xiàn)代化都市發(fā)展中不可或缺的重要部分。

2.5軍事仿真模擬訓(xùn)練器械

仿真模擬訓(xùn)練是機(jī)械與電子有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，在仿真訓(xùn)練中，士兵能夠看到電子信息系統(tǒng)模擬出的真是化的場景，能夠親手操作軍事機(jī)械。能夠?qū)崿F(xiàn)對任何特殊地理環(huán)境的模擬，是士兵能熟練各種特殊地形的戰(zhàn)斗，極大的減少了軍事訓(xùn)練投入的資金，使士兵在某些特殊的危險(xiǎn)地形進(jìn)行訓(xùn)練變成了可能，能更好的提高士兵的作戰(zhàn)能力。

2.6探月機(jī)器人

探月機(jī)器人是人類高科技發(fā)展的產(chǎn)物，是人類對外太空進(jìn)行探索的工具，能夠在及其惡劣的太空環(huán)境工作，是人類太空探索的先頭部隊(duì)。探月機(jī)器人是通過地面的技術(shù)人員的控制，做出特定的指令，對月球的土壤，大氣等各種因素進(jìn)行探索，為人類對外太空的探索提供了便利，代替人類完成了人類本身無法去完成的任務(wù)。

3.機(jī)電自動控制技術(shù)的組成要素及發(fā)展方向

3.1機(jī)電控制技術(shù)的組成要素

結(jié)構(gòu)組成要素是機(jī)電自動控制技術(shù)的機(jī)械框架，就好比人類的骨架，是機(jī)電自動控制系統(tǒng)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的先決條件，為機(jī)電自動控制系統(tǒng)提供了一個(gè)基本動力要求。動力組成要素是機(jī)電自動控制結(jié)束的動力輸出結(jié)構(gòu)，就好比人類的心臟，為整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供源源不斷的動力，確保機(jī)電自動控制系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行。感知組成要素主要是各種傳感機(jī)構(gòu)，熱傳感機(jī)構(gòu)，光傳感機(jī)構(gòu)等等，就好比人類的眼睛及感知器官，是機(jī)電自動控制系統(tǒng)對外界要素進(jìn)行感知的機(jī)構(gòu)，將外界的各種信息轉(zhuǎn)化為機(jī)電自動控制系統(tǒng)能夠識別的信息。運(yùn)動組成要素是確保機(jī)電自動控制系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)構(gòu)，就好比人類的四肢，是直接進(jìn)行一切運(yùn)動的組織，能夠?qū)⒆陨淼男畔⑥D(zhuǎn)化為對外界的運(yùn)動。智能組成要素是是機(jī)電自動控制系統(tǒng)進(jìn)行工作的控制機(jī)構(gòu)，就好比人類的大腦，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，是對外界信息作出處理，并作出反應(yīng)將反應(yīng)信息通過運(yùn)動要素反饋給外界環(huán)境的總指揮，是一個(gè)機(jī)電自動控制系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的核心結(jié)構(gòu)。機(jī)電自動控制系統(tǒng)由這五個(gè)要素進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，通過對不同部位的改變而成為各種不同的機(jī)電自動控制系統(tǒng)，每一個(gè)組成要素的發(fā)展都會推動機(jī)電自動控制技術(shù)的發(fā)展。

3.2機(jī)電自動控制技術(shù)的發(fā)展方向

機(jī)電自動控制技術(shù)在現(xiàn)代社會中得到了廣泛的引用與好評，隨著社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對機(jī)電自動控制技術(shù)提出了更多新的要求：智能化，綠色化，微型化，網(wǎng)絡(luò)化，模塊化。

智能化是未來機(jī)電自動控制技術(shù)的重要發(fā)展方向，雖然說現(xiàn)在的機(jī)電自動控制系統(tǒng)已經(jīng)具有了一點(diǎn)的智能化，但是這些智能化只是保證機(jī)電自動控制系統(tǒng)能夠完成一些特定的簡單或較為復(fù)雜的工作，完全不能達(dá)到自主進(jìn)行工作的要求。

4.結(jié)語

綜上所述，機(jī)電自動控制技術(shù)在在現(xiàn)今社會中的應(yīng)用廣泛且在未來具有很好的發(fā)展前景，是推動人類社會發(fā)展的重要部分。

參考文獻(xiàn)：

[1]張錫忠.淺析機(jī)電自動控制技術(shù)的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2012，03：94-95.

[2]尹剛.淺析工程機(jī)電自動控制技術(shù)的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2012，21：284.

[3]熊彥明.機(jī)電自動控制技術(shù)的應(yīng)用研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014，10：259-260.

[4]梁治河.機(jī)電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng)，2011，09：37.

[5]張士恩.探討機(jī)電自動控制技術(shù)的應(yīng)用[J].成功（教育），2013，24：92.

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自動控制技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：自動控制 自動化技術(shù) 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0073-01

現(xiàn)階段我國在自動控制技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得很大進(jìn)步，但相對與發(fā)達(dá)國家的自控水平來講，我國的自動控制技術(shù)仍然處于初期階段。為提高自動控制水平，就需要對原有的設(shè)備通過調(diào)整機(jī)械布局，研發(fā)新的設(shè)備和手段，改造并提高自動化程度。對于新的生產(chǎn)線要充分合理的規(guī)劃自動化程度和未來發(fā)展趨勢，重視自動化信息流的基礎(chǔ)性作用，提高我國自動控制水平增強(qiáng)國際競爭能力。

1 以提高生產(chǎn)效率為目的自動控制技術(shù)現(xiàn)狀

自動控制技術(shù)的目的就是為了提高效率，我國在發(fā)展自動控制技術(shù)中盡管圍繞實(shí)際情況，并且摒棄盲目實(shí)行自動化的做法，但是仍然存在宏觀發(fā)展思路不明確，效益水平層次比較低的現(xiàn)象。國產(chǎn)自動控制設(shè)備由于精度差，可靠性低、實(shí)用性差，開工率僅僅之只有55%左右。加之正處在制造業(yè)轉(zhuǎn)型的初期，以往以人口紅利優(yōu)勢建立的手工制造業(yè)隨著成本的增加，逐步喪失優(yōu)勢，自動控制發(fā)展顯得尤為突出。在全國的近12萬家制造企業(yè)中，其自控技術(shù)發(fā)展也很不平衡，大部分自動控制水平都比較落后，服裝、玩具、電子元器件等手工勞動占有相當(dāng)大的比重，我國能夠運(yùn)用的自動控制設(shè)備不多。在已經(jīng)裝備的設(shè)備中，自動化水平低，產(chǎn)品合格率低。在產(chǎn)品品。

2 現(xiàn)有設(shè)備的自動控制技術(shù)改造

低成本的自控技術(shù)一方面能夠提高生產(chǎn)效率，另一方面降低了投資陳本，適合我國現(xiàn)階段的國情。利用數(shù)控技術(shù)、數(shù)顯、專家系統(tǒng)等自動控制技術(shù)改造通用設(shè)備，提高了傳統(tǒng)通用設(shè)備的自動化程度；在組合機(jī)床、通用機(jī)床上通過PCL技術(shù)改造，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)移植方便、編程靈活、抗干擾能力強(qiáng)的有點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)設(shè)備乃至整個(gè)生產(chǎn)線的自動控制的改造，提高自動控制水平。

例如C650機(jī)床的控制方式是將繼電器、定時(shí)器、接觸器等器件和觸電按照一定的邏輯關(guān)系鏈接的以繼電器控制器為主的控制系統(tǒng)個(gè)，這種機(jī)床操作性好，價(jià)格便宜，結(jié)構(gòu)簡單，能夠滿足一定范圍內(nèi)的控制需求，在工業(yè)控制中大量采用，特別是機(jī)械加工領(lǐng)域。但是這種控制手段存在動作反映速度慢、設(shè)備體積大、功能單一、精準(zhǔn)度不高，難以滿足復(fù)雜控制需求。特別是依靠硬件建立的邏輯關(guān)系，線路復(fù)雜，抗干擾能力弱。當(dāng)工藝要要求變化后需要對相應(yīng)的硬件電路做修正，控制盤和接線都要重新調(diào)試，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。這種已經(jīng)大量使用的機(jī)床設(shè)備，只需要解決以繼電器控制系統(tǒng)為主的缺點(diǎn)，找到比繼電接觸功能更齊全、反映速度更快、功能跟齊全的新型控制器就可以。因此可以利用PLC技術(shù)進(jìn)行改造，改造后，主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)啟動時(shí)為Y/起動，點(diǎn)動和制動為Y接法，照明電路用PLC控制。主軸電機(jī)、冷卻泵電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)、照明電路都可以通過觸摸屏來控制其動作和監(jiān)控各自的工作狀態(tài)。達(dá)到非常理想的效果。這為通用設(shè)備的自動控制發(fā)展指明了很好的發(fā)展方向。

3 綜合自動控制發(fā)展方向

現(xiàn)代控制技術(shù)建立了模糊控制、智能控制、專家系統(tǒng)等方向，但都呈現(xiàn)綜合特性。這些自動控制系統(tǒng)的建立都是以自動控制在盧綸為基礎(chǔ)，對整個(gè)流程和設(shè)備進(jìn)行的綜合應(yīng)用。包含包含計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)、電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等等。自動控制技術(shù)發(fā)展必須與相聯(lián)系的領(lǐng)域結(jié)合起來，研究高效率、高精度的和可靠的自動化控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)，廣泛采用自控控制設(shè)備，發(fā)展以應(yīng)用為主的自動控制技術(shù)，從實(shí)際出發(fā)扎實(shí)做好自動控制技術(shù)項(xiàng)目研究和開發(fā)。各種控制系統(tǒng)、控制軟件、專用計(jì)算機(jī)、PLC控制器、傳感器等將是自動控制發(fā)展的主要技術(shù)基礎(chǔ)。發(fā)展各種自控技術(shù)，要不斷引入多學(xué)科的新理論、新概念和新技術(shù)。

將原有的自控制技術(shù)不斷更新和發(fā)展，需要大量的在研究、技術(shù)開發(fā)上的人才。隨著自動控制技術(shù)的發(fā)展，新的制造模式對工人、管理和技術(shù)人員在經(jīng)驗(yàn)和技能要求上逐步降低，但是對于知識的要求迅速上升，相關(guān)人員必須基本較高層次的知識結(jié)構(gòu)。在自動控制設(shè)備已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平，由于技術(shù)以及管理上的原因，導(dǎo)致產(chǎn)品的廢品率上升，這是由于人的原因而不是設(shè)備的原因，因此要大量培養(yǎng)新型的技術(shù)人才，相關(guān)人員要學(xué)習(xí)和掌握各種自動控制設(shè)備的新方法、新的原理及其應(yīng)用。只有有了比較豐富的人才儲備，才能大量推廣自動控制技術(shù)，提高我國的自動控制水平。

4 智能化、高精化和遠(yuǎn)程化發(fā)展

智能化是自動控制技術(shù)發(fā)展的更高水平，總的來看智能化是制造發(fā)展的方向。智能化主要表現(xiàn)在控制的多功能，多用途。例如在對通用機(jī)床C650改造后，可以對伺服驅(qū)動的電壓、電流進(jìn)行監(jiān)測，對刀片的磨損程度進(jìn)行測量，分別處理后進(jìn)行綜合補(bǔ)償。

對于精度的控制特別是在機(jī)械加工、制造、飛行控制、無人駕駛等領(lǐng)域要求極其嚴(yán)格，即便是當(dāng)前普通器件的加工也對精度要求越來越高，因此在實(shí)現(xiàn)智能化中也要追求精度標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)相符合的程度。它們之間的差異稱為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低，誤差越小加工精度越高。

目前自動控制技術(shù)要求運(yùn)行好、安全新高、能耗低、產(chǎn)質(zhì)好。目前無線通信技術(shù)能夠?yàn)樽詣涌刂瓢l(fā)展提供更廣闊的發(fā)函空間，在技術(shù)支撐條件基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)控制的通信的無線化后，控制設(shè)備的布局可以靈活調(diào)整，降低線纜維護(hù)成本。在研發(fā)低功率，高精準(zhǔn)的無線控制設(shè)備之后，可以使的控制技術(shù)很好的的滿足運(yùn)行好、安全新高、能耗低、產(chǎn)質(zhì)好的要求。

總之我國自動控制技術(shù)的發(fā)展要與國情想結(jié)合，積極改造通用設(shè)備，提高現(xiàn)有設(shè)備的自控技術(shù)水平，與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域結(jié)合，發(fā)展綜合自動控制技術(shù)。并且培養(yǎng)與自動控制發(fā)展相匹配的人才儲備，使得自動控制技術(shù)發(fā)展又人才支撐。最后從自動控制要求出發(fā)大力發(fā)展智能化、精度高實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的自控技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李靜鋒.機(jī)械自動化發(fā)展的探索[J].長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，2008：139-140.

自動控制技術(shù)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】自動控制技術(shù)；農(nóng)業(yè)機(jī)械；應(yīng)用

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展中，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化是重要標(biāo)志。機(jī)械自動化技術(shù)使得傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式發(fā)生了變化，對中國的農(nóng)業(yè)產(chǎn)生非常大的影響，不僅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量提高了，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率也明顯提高。當(dāng)前過存在耕地資源短缺的問題，眾多的中國人民對農(nóng)業(yè)有很強(qiáng)的依賴性，。農(nóng)業(yè)走現(xiàn)代化發(fā)展道路是一種必然。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備應(yīng)用自動化技術(shù)，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加便利，對于農(nóng)業(yè)發(fā)展也可以起到一定的促進(jìn)作用。

1農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用自動控制技術(shù)的設(shè)計(jì)方案

將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率理念融入到農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化設(shè)計(jì)中在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化領(lǐng)域中發(fā)揮提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的作用，要在設(shè)計(jì)意圖中樹立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的理念，在設(shè)計(jì)思想中強(qiáng)調(diào)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重要性，指導(dǎo)機(jī)械自動化設(shè)計(jì)向著正確的方向發(fā)展[1]。

1.1明確設(shè)計(jì)意圖

在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化設(shè)計(jì)中，需要明確設(shè)計(jì)意圖，捋順設(shè)計(jì)思路，指導(dǎo)工作的有序展開。進(jìn)入到機(jī)械設(shè)計(jì)的初期階段，就需要將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率理念融入到具體的工作中，使得整個(gè)的機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造過程都是伴隨著提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率展開的，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率不僅是一種意識，而且是一種習(xí)慣。對機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用中，除了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之外，還要考慮到成本、故障處理措施以及廢棄用品的回收等等問題。總是將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率理念放在首位，所生產(chǎn)的弄產(chǎn)品才能滿足市場，對農(nóng)業(yè)發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

1.2將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率滲入其中

自動化技術(shù)的應(yīng)用可以不斷地?cái)U(kuò)大農(nóng)業(yè)生領(lǐng)域，從農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸開始，到產(chǎn)品的收割以及銷售，都要將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率融入其中，可以使得產(chǎn)品有更大的適用范圍，產(chǎn)品的技術(shù)維修、運(yùn)輸?shù)某杀镜玫娇刂疲茉聪牧拷档停Y源被充分利用起來[2]。只有將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率作為重要的條件，才能將機(jī)械制造中的提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率思想體現(xiàn)出來。在機(jī)械制造以及自動化領(lǐng)域中，各種資源都能夠充分利用，使得提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率更具有科學(xué)合理性。

1.3發(fā)揮信息數(shù)據(jù)庫功能

將信息數(shù)據(jù)庫建立起來，將提高信息技術(shù)水平的思想在設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用中，將機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)化為數(shù)字成果，所有的農(nóng)業(yè)信息都存儲在信息數(shù)據(jù)庫中，將其作為用于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的可參考資源，當(dāng)需要資源的時(shí)候，就可以將儲備資源充分利用起來。數(shù)據(jù)庫的功能不僅僅是儲存信息，還可以對信息進(jìn)行加工處理，這個(gè)環(huán)節(jié)是發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)的所用，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)無障礙信息傳遞[3]。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用

2.1農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用開辟智能化發(fā)展的基本路徑

目前，智能技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)機(jī)械中自動化，可以推動產(chǎn)品的智能化發(fā)展。在機(jī)械制造的智能化道路中，農(nóng)業(yè)要跟得上時(shí)代的步伐才有機(jī)會步入世界的前列，還可以將智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分利用起來，發(fā)揮智能平臺的作用，合理應(yīng)用智能設(shè)備，使得機(jī)械設(shè)備的的科技含量與世界先進(jìn)水平的距離拉近。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備中，需要重點(diǎn)關(guān)注的就是降低能源消耗，提高智能化技術(shù)水平，合理應(yīng)用智能技術(shù)，使得農(nóng)業(yè)形成新業(yè)態(tài)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)健康、協(xié)調(diào)發(fā)展，走上綠色化的發(fā)展道路。

2.2農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色化發(fā)展

中國的農(nóng)業(yè)發(fā)展中，機(jī)械設(shè)備自動化是需要高度重視的，將科學(xué)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系建立起來，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)保效率[4]。在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用中，要在環(huán)保思想的指導(dǎo)下更好地應(yīng)用自動化技術(shù)，各種資源得到有效利用，與外部環(huán)節(jié)建立和諧關(guān)系，這也是機(jī)械自動化發(fā)展的的基本前提。將農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備予以優(yōu)化，將各種提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率方法在技術(shù)中合理運(yùn)用，有助于實(shí)現(xiàn)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)，這也是農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備自動化發(fā)現(xiàn)的重要方向，也是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的主要途徑。

自動控制技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵字：氯化爐 流化床 PLC 自動控制

一、 引言

隨著鈦冶金技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國萬噸級海綿鈦生產(chǎn)所需的沸騰氯化爐和還原-蒸餾聯(lián)合爐等裝備基本實(shí)現(xiàn)了大型化。但是需要提高生產(chǎn)工藝技術(shù)水平，降低環(huán)境污染。主要通過研究大型化高鈣鎂鈦渣沸騰氯化制造四氯化鈦技術(shù)研究，進(jìn)一步提高氯化率、氯氣的利用率、TiCl4的回收率；四氯化鈦精制除釩工藝技術(shù)；大型鎂還原-蒸餾聯(lián)合爐提高海綿化率技術(shù)；高效的廢料處理新技術(shù)和綜合回收技術(shù)；氯化和精制過程中的自動控制技術(shù)。形成先進(jìn)的大規(guī)模（萬噸級）海綿鈦的生產(chǎn)技術(shù)。本文主要探討沸騰氯化過程中的自動控制技術(shù)。

二、 控制難點(diǎn)

沸騰氯化又稱流態(tài)化氯化，其生產(chǎn)工藝流程是：石油焦通過破碎達(dá)到一定的粒度，并按照一定的配比與高鈦渣混合，得到混合料；然后將混合料加入氯化爐，通入一定量的氯氣進(jìn)行氯化；將沸騰爐頂排出的爐氣通過除塵，再通過冷凝、冷卻而得到粗四氯化鈦液體，此粗四氯化鈦液體的懸浮物較多，不能直接進(jìn)入下一道工序，所以要通過沉降過濾得到工藝粗四氯化鈦。從爐底排出的爐渣返回鈦渣電爐進(jìn)行回收處理：沉降渣、過濾渣返回氯化爐內(nèi)回收四氯化鈦，尾氣送入尾氣處理站回收鹽酸。

沸騰氯化爐作為氯化生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其在生產(chǎn)中的控制是一個(gè)難題，目前國際上僅有少數(shù)一兩個(gè)國家具有較為成熟的沸騰氯化爐自動控制技術(shù)，可供參考的技術(shù)文獻(xiàn)幾乎沒有。而我國的氯化爐基本采用的人工手動控制，控制效果不是十分理想，難于滿足連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)的需要。通過分析沸騰氯化爐的控制，主要有以下幾個(gè)難點(diǎn)：

1、 混合物料的加料速度—控制混合物料的適宜加料速度，就可以保持合適的爐內(nèi)料層堆積高度（即固定層高度），合適的料層高度，就可以加長氯氣在料層中的停留時(shí)間，提高氯氣的利用率，但料層太高，容易出現(xiàn)不正常流化狀態(tài)；料層太矮，氯氣在料層中的停留時(shí)間太短，會降低氯氣的利用率，增加尾氣中的含氯量。因此，控制混合物料的合適加入速度是正常氯化操作的重要工藝條件之一。具體大小要由進(jìn)入爐內(nèi)的氯氣實(shí)際流量與料量和氯氣流量的比值來決定。

2、 氯氣流量的確定—進(jìn)入氯化爐的氯氣流量既要滿足流態(tài)化層內(nèi)流體力學(xué)的條件，又要滿足反應(yīng)動力學(xué)的要求，它與采用的物料顆粒特征、爐子的結(jié)構(gòu)尺寸和反應(yīng)溫度等有關(guān)。實(shí)踐表明，適宜的氯氣流量控制范圍也比較寬。在一般情況下，為了提高生產(chǎn)率，在滿足流體力學(xué)的條件下，常控制較大的氯氣流量。最佳的氯氣流量可以通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算確定。

3、 爐內(nèi)物料的反應(yīng)溫度的控制—較高的反應(yīng)溫度可使氯化速度加快，其反應(yīng)溫度一般應(yīng)高于800℃，但是太高的反應(yīng)溫度，容易腐蝕爐體，理想的溫度在900℃至1000℃范圍內(nèi)。因此，爐內(nèi)反應(yīng)溫度是該控制系統(tǒng)的被控量（被調(diào)參數(shù)）。然而，影響沸騰氯化爐爐內(nèi)反應(yīng)溫度的因素很多，例如：工藝物料TiO2進(jìn)料的料量和溫度，氯氣的壓力、濃度等。顯然，該系統(tǒng)屬于典型的多變量、強(qiáng)耦合的系統(tǒng)。

三、控制思路

在實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)的可控制點(diǎn)主要有三個(gè)：混合了石油焦的精鈦礦的進(jìn)爐量、補(bǔ)充氯氣流量、電解氯氣流量。由于沸騰氯化爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵在于流化床層厚度的合理性和爐內(nèi)溫度的穩(wěn)定性。根據(jù)這一特點(diǎn)，擬采用的控制思路是：

1、料層高度控制在0.5～1.0m之間，最佳為0.8m左右；由于爐體為金屬全密封和氯氣的強(qiáng)腐蝕，使得料層高度不管是采用目測法和儀表測量都比較困難。所以在實(shí)際生產(chǎn)中常借助于床層壓降（Δp）來進(jìn)行判斷；流態(tài)化層床層壓降值和單位面積的氣體分布板上堆積的料層重量是接近的，在流態(tài)化狀態(tài)下，可用下式表示：

Δp=9.8?γsh0 （1）

在一般情況下，實(shí)際爐料的重度γs是不變的，而且當(dāng)氯氣流速變化不大時(shí)，壓降縮小系數(shù)?基本上是為一常數(shù)。因此，床層壓降隨料層堆積高度h0變化而變化。也就是說，Δp隨混合物料加料速度而變化著。實(shí)際操作時(shí)，通過控制一定的床層壓降變化范圍來達(dá)到合適的混合物料加料速度范圍。因此，可以采用變頻器調(diào)節(jié)給料機(jī)的方式來控制混合物料的加料速度。設(shè)計(jì)進(jìn)料量的控制采用設(shè)定初始進(jìn)料量進(jìn)行調(diào)節(jié)，在正常運(yùn)行中以床層厚度（上下壓差）為主要控制因素，而以爐頂溫度為輔助控制因素。

2、影響氯化反應(yīng)動力學(xué)的因素還包括氯氣流量和濃度。要提高反應(yīng)速度必須提高氯氣濃度，最好是使用純氯。但是在大規(guī)模生產(chǎn)過程中，過多地使用純氯會大大增加生產(chǎn)成本，不利于生產(chǎn)建設(shè)。一般在實(shí)際生產(chǎn)中，采用電解氯氣來進(jìn)行氯化反應(yīng)，為了提高氯氣濃度再適當(dāng)補(bǔ)充一些純氯。在實(shí)踐中表明，采用濃度較低的氯氣（如果濃度>75%）對氯化反應(yīng)速度沒有明顯的不良影響。同時(shí)單單提高氯氣濃度來增加反應(yīng)速度是不夠的，還需要加大氯氣流量。由于適宜的流化操作速度范圍比較寬，適當(dāng)?shù)丶哟舐葰饬髁縼砑铀倭骰僮魇强尚械摹榱吮３至己玫牧骰癄顩r，使?fàn)t內(nèi)反應(yīng)快速充分，需要調(diào)節(jié)參加反應(yīng)的氯氣流量和濃度。實(shí)際應(yīng)用中設(shè)計(jì)電解氯氣流量的控制采用跟蹤氯/料比的方式，以爐頂溫度的變化作輔助控制；根據(jù)進(jìn)料配比值適當(dāng)調(diào)節(jié)氯/料比，以滿足反應(yīng)需要；補(bǔ)充氯氣流量以電解氯氣濃度為跟蹤目標(biāo)值，控制電解氯氣濃度>75%。

3、控制算法的選取。

作為粗四氯化鈦生產(chǎn)的主要反應(yīng)爐—沸騰氯化爐，對它的控制格外重要。從國內(nèi)目前的生產(chǎn)狀況來看，還沒有一套完整的自動化控制方案，在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)方法（串級控制、比值控制、選擇控制、前饋控制、PID控制等）中，對于這種多變量、強(qiáng)耦合的系統(tǒng)是無法實(shí)現(xiàn)其控制的，即使勉強(qiáng)進(jìn)行控制，其控制效果亦是可想而知的，鑒于此，設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的人工智能及模糊控制技術(shù)。

模糊控制是一種基于規(guī)則的控制方法。它直接采用語言型控制規(guī)則，出發(fā)點(diǎn)是現(xiàn)場操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)或相關(guān)專家的知識，在設(shè)計(jì)中不需要建立被控對象的精確數(shù)學(xué)模型，因而使得控制機(jī)理和策略更易于接受和理解，控制模型設(shè)計(jì)簡單，便于現(xiàn)場應(yīng)用。

并且模糊控制算法是基于啟發(fā)性的知識及語言決策規(guī)則設(shè)計(jì)的，這有利于模擬人工控制的過程和方法，增強(qiáng)控制系統(tǒng)的適應(yīng)能力，使之具有自學(xué)習(xí)的智能水平。模糊控制系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，干擾和參數(shù)變化對控制效果的影響被大大減弱，尤其適合于氯化爐這種非線性、時(shí)變及純滯后系統(tǒng)的控制。

4、由于被控參數(shù)具有時(shí)變、非線性、不確定等多種因素，在實(shí)際應(yīng)用中還需要結(jié)合氯化爐人工控制的經(jīng)驗(yàn)，采用仿人規(guī)則對控制參數(shù)或者控制對象進(jìn)行在線整定，以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)運(yùn)行的長期穩(wěn)定性。規(guī)則的語言描述如下：

IF　爐底壓力　AND　氯氣流量　THEN　布?xì)饪锥氯?（1）

IF　爐溫　AND　給料量　THEN　減少氯氣量 （2）

IF　爐溫　AND　給料量　THEN　增加氯氣量 （3）

這些規(guī)則根據(jù)人工控制的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，在現(xiàn)場調(diào)試和試運(yùn)行過程中進(jìn)行添加和修改。

四、結(jié)束語

從系統(tǒng)長期穩(wěn)定性考慮，一套完整的沸騰氯化爐生產(chǎn)控制系統(tǒng)，對影響爐內(nèi)反應(yīng)的混合物料配料階段以及電解氯氣生產(chǎn)車間的自動控制都應(yīng)納入系統(tǒng)控制范圍。自動化系統(tǒng)的投運(yùn)對提高海綿鈦生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、“三廢”治理、設(shè)備配套水平和自動控制等方面，實(shí)現(xiàn)“清潔、文明、無公害化”的現(xiàn)代化生產(chǎn)具有巨大影響和積極作用。