自動控制原理論文精選(九篇)

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第1篇：自動控制原理論文范文

關(guān)鍵詞：自動控制原理 過程考核 一紙開卷

中圖分類號：TP13.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0066-01

“自動控制原理”作為自動化及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在自動化專業(yè)中，起到承上啟下的核心作用。同時(shí)，在化工、機(jī)械等專業(yè)中也處于非常重要的地位。[1]目前，這門課程存在著教師難教、學(xué)生難學(xué)的雙重困惑，特別是其考核方式和考核內(nèi)容在某種程度上直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和積極性。進(jìn)行考核制度改革，是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量的一種重要方法。傳統(tǒng)的考核方式大多采用閉卷或者開卷考試，存在不少弊端。

1 傳統(tǒng)考核方式及弊端

（1）不能有效促進(jìn)學(xué)生對課程知識的積累，而且難以客觀評價(jià)學(xué)習(xí)效果。目前，獨(dú)立學(xué)院考試沿襲了傳統(tǒng)的課程考核模式，在這種考核模式中，期末考試是課程考核的主要方式，其所占比重較高，因此，期末考試的成績在一定程度上作為衡量課程教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)水平的主要依據(jù)。這樣會造成學(xué)生考試易存在作弊心理，考試臨時(shí)抱佛腳現(xiàn)象。

（2）使教與學(xué)不能較好結(jié)合。在獨(dú)立學(xué)院中，大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)只是為了考試及格，平時(shí)在課堂上和課后都不用心，不操心，得過且過，敷衍了事，很少主動總結(jié)教師課堂內(nèi)容和找教師答疑。在傳統(tǒng)考核模式中，閉卷考試容易照成學(xué)生死記硬背，是典型的記憶力考核。而且，閉卷考試客觀題較多，一定程度上也限制了學(xué)生創(chuàng)新和個(gè)性的成長。開卷考試容易形成學(xué)生不勞而獲的意識，往往把考試寄托在課本和作業(yè)上，不會主動學(xué)習(xí)。這就達(dá)不到教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合，不能取得較好的教學(xué)效果。

2 自動控制原理考核改革的思路及方法

（1）改革考核內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力。自動控制原理在實(shí)際生活中應(yīng)用非常廣泛，因此，在制定課程考核內(nèi)容時(shí)，要與實(shí)際生活、先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)思想相鏈接，考核學(xué)生創(chuàng)新和靈活運(yùn)用知識的能力?？己酥幸⒅貙W(xué)生個(gè)性的培養(yǎng)和發(fā)揮，使具有特殊學(xué)習(xí)興趣和有想法學(xué)生的才能得到發(fā)揮。比如，自動控制原理也是一門自動化專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的考研課程，一部分學(xué)生需利用本課程學(xué)習(xí)考研，因此在制定課程考核時(shí)，可通過適當(dāng)增加與考研內(nèi)容相關(guān)的考核試題，同時(shí)，加大考研課堂討論力度。這樣，即能滿足一部分學(xué)生考研需要，也能滿足大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。考試不能完全限制答案，除了原理性、原則性的問題，對于學(xué)生似是而非、較牽強(qiáng)的答案，特別是比較新穎的答案，要給以肯定，不能全盤否定，以利于加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)新能力、主動思考和發(fā)散性思維的培養(yǎng)。

（2）加強(qiáng)過程考核。傳統(tǒng)考核模式可能會導(dǎo)致教與學(xué)相脫節(jié)。實(shí)施過程考核的考核理念，能較好的克服陳述性知識和過程性知識的分割、理論知識與實(shí)踐知識的分割、知識排序方式與知識學(xué)習(xí)方式分割的缺陷。[2]過程考核是課程教學(xué)體制中不可或缺的一部分，即體現(xiàn)了考核成績的科學(xué)性，也體現(xiàn)了公平性，一定程度上也杜絕作弊和臨時(shí)抱佛腳的心理，有利于培養(yǎng)學(xué)生重結(jié)果更重過程的人生觀和世界觀，為以后進(jìn)入社會，進(jìn)入職場有更好地發(fā)展。

例如，在自動控制原理課程教學(xué)中，為了增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，加大平時(shí)成績的比重，把平時(shí)成績提高到總成績的50%，同時(shí)，將考勤、課堂考核、課堂討論、課堂提問、答疑、課后作業(yè)、學(xué)生互動和課程論文等納入平時(shí)成績。在平時(shí)成績中，還要加大課堂討論和課堂提問在平時(shí)成績中的比重。這樣，既體現(xiàn)了公平性，又增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)，開擴(kuò)了學(xué)生的思維，培養(yǎng)了學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題等多方面培養(yǎng)的能力，充分調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性。

（3）引入“一紙開卷”?！耙患堥_卷”是指在考試開始前兩周由系部統(tǒng)一發(fā)給學(xué)生印有“自動控制原理考試專用紙”字樣的試卷紙，學(xué)生可在試卷紙上書寫與考試內(nèi)容有關(guān)的公式、內(nèi)容等，考試時(shí)允許帶進(jìn)考場。[3] 考試結(jié)束后與試卷一起上交，否則視為作弊處理。

采用“一紙開卷”考核的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面：（1）可有效避免學(xué)生死記硬背公式和知識點(diǎn)，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。自動控制原理課程具有理論性強(qiáng)、含有大量公式和圖形曲線等特點(diǎn)。采用“一紙開卷”的考試形式，學(xué)生可以不用死記硬背公式，可以把大量時(shí)間和精力放在知識點(diǎn)的理解和歸納總結(jié)上，有利于提高學(xué)生分析和主動思考的能力。（2）有利于減小作弊的幾率，端正考風(fēng)?？荚嚽?，學(xué)生通過自動控制原理考試專用紙把需要記憶的公式、基本概念和歸納總結(jié)的知識點(diǎn)寫下來，這樣，考試時(shí)，部分基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)成績較差的學(xué)生基本上不需要攜帶一些采用閉卷考試時(shí)常用的作弊小抄，而且也有利于調(diào)節(jié)學(xué)生的考場氣氛，緩解考試時(shí)的緊張。

（4）加強(qiáng)考核反饋機(jī)制?？己说哪康?，是為了檢查學(xué)生是否掌握所學(xué)知識解決問題的能力?？己私Y(jié)束后，要形成反饋機(jī)制，及時(shí)的把考核結(jié)果反饋給學(xué)生，完善學(xué)生知識點(diǎn)的理解。特別在過程考核時(shí)，比如，在學(xué)生完成課后作業(yè)、課堂測試和課程論文后，教師要及時(shí)的根據(jù)完成情況，對學(xué)生解題或理解錯(cuò)誤問題進(jìn)行案例講解，對重點(diǎn)知識點(diǎn)特別強(qiáng)調(diào)，要求學(xué)生及時(shí)修改錯(cuò)誤，加強(qiáng)和完善知識點(diǎn)的理解。

3 結(jié)語

在獨(dú)立學(xué)院學(xué)生教學(xué)過程中，自動控制原理考核改革還任重而道遠(yuǎn)，但教師應(yīng)圍繞以培養(yǎng)一線應(yīng)用型人才為理念的原則，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)面向現(xiàn)代社會的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需的復(fù)合應(yīng)用型人才。實(shí)行“一紙開卷”和加強(qiáng)課程過程考核相結(jié)合的考核思路，推動了教學(xué)改革，促進(jìn)了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新和綜合應(yīng)用能力，避免了過去傳統(tǒng)考試模式作弊、臨時(shí)抱佛腳、單純應(yīng)付考試和只要60分及格等心里和行為，提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊婕，程麗平.應(yīng)用型本科“自動控制原理”課程改革及實(shí)踐[J].中國電力教育，2010（4）：111-112.

第2篇：自動控制原理論文范文

論文關(guān)鍵詞：自動控制原理；教學(xué)改革；知識線索；創(chuàng)新

“自動控制原理”是高校自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是電氣信息類、機(jī)械類、環(huán)境工程類等專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。在整個(gè)專業(yè)知識體系中占據(jù)非常重要的地位，具有承上啟下的作用。通過對控制理論知識的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握分析、測試和設(shè)計(jì)自動控制系統(tǒng)的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生對控制系統(tǒng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)如“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”、“過程控制系統(tǒng)”、“電氣控制”、“先進(jìn)控制系統(tǒng)”等專業(yè)課程提供理論基礎(chǔ)和分析設(shè)計(jì)方法。該課程內(nèi)容涉及數(shù)學(xué)、物理、電子、電機(jī)、機(jī)械等多學(xué)科領(lǐng)域，還與實(shí)際工程系統(tǒng)的控制密切相關(guān)，具有內(nèi)容豐富、理論性強(qiáng)、涉及知識面廣、更新發(fā)展快等特點(diǎn)，有一定的深度和學(xué)習(xí)難度。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易感到枯燥乏味，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。教師在教授過程中也容易過分強(qiáng)調(diào)理論知識的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，忽視工程應(yīng)用。為了促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高，對該課程進(jìn)行教學(xué)改革是十分必要的。

一、優(yōu)化課程內(nèi)容，把握知識線索

1.重點(diǎn)突出

隨著專業(yè)口徑的不斷擴(kuò)寬，各門課程的教學(xué)內(nèi)容也不斷膨脹和加深，自動控制原理課程也面臨著內(nèi)容多和課時(shí)少的矛盾，所以要精選課程內(nèi)容，突出重點(diǎn)。下面將每章中的一些重點(diǎn)分別加以闡述：

“控制系統(tǒng)基本概念”重點(diǎn)是自動控制系統(tǒng)的基本工作原理，自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)、組成和基本環(huán)節(jié)，自動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，自動控制系統(tǒng)的類型。

“控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型”重點(diǎn)是動態(tài)微分方程的建立，傳遞函數(shù)求解，系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖變換。

“線性連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析”重點(diǎn)是自動控制系統(tǒng)的暫態(tài)過程分析，代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)，穩(wěn)態(tài)誤差求解，根軌跡的繪制，用根軌跡法分析系統(tǒng)的性能。

“線性連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析”重點(diǎn)是頻率特性的繪制，頻率特性與系統(tǒng)時(shí)域指標(biāo)之間的關(guān)系，頻域指標(biāo)，Nyquist判據(jù)。

“線性系統(tǒng)的校正”重點(diǎn)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想，串聯(lián)校正的特性及作用，校正方法。

“非線性系統(tǒng)分析”重點(diǎn)是非線性系統(tǒng)動態(tài)過程的特點(diǎn)，描述函數(shù)法，改善非線性系統(tǒng)性能的措施及非線性特性的利用，相平面法。

“線性離散系統(tǒng)”重點(diǎn)是離散時(shí)間函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式及采樣定理，線性常系數(shù)差分方程與脈沖傳遞函數(shù)，采樣控制系統(tǒng)的時(shí)域分析，采樣控制系統(tǒng)的頻域分析與數(shù)字校正。

2.線索清晰

自動控制原理課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容多、涉及大量數(shù)學(xué)知識。同學(xué)們在學(xué)習(xí)過程中常常不清楚各個(gè)知識點(diǎn)之間的相互聯(lián)系，以及各個(gè)章節(jié)之間的因果關(guān)系，總感覺“不識廬山真面目”，學(xué)習(xí)起來很費(fèi)力。所以在教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)理清線索。就自動控制原理本身的內(nèi)在體系而言，是按照“系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)綜合”這個(gè)主線展開。系統(tǒng)建模是系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)模型有時(shí)域模型、復(fù)域模型和頻域模型。系統(tǒng)分析是圍繞穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能和瞬態(tài)性能展開，系統(tǒng)綜合與校正用到根軌跡法和頻域法。另外以方法為線索，可以分為“時(shí)域法、根軌跡法和頻域法”。如果以系統(tǒng)為線索，可以分為“線性系統(tǒng)、離散系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)”。這幾條線索相互交叉，教師在講授知識點(diǎn)時(shí)應(yīng)抓住這幾條線索，讓同學(xué)們先從宏觀上知道各個(gè)知識板塊章節(jié)間的因果關(guān)系，再從微觀上來具體消化每個(gè)知識點(diǎn)，這樣學(xué)習(xí)起來就更輕松。

二、結(jié)合工程實(shí)際，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

自動控制原理課程不僅理論性強(qiáng)，而且工程實(shí)踐性也強(qiáng)。在原理的講授中要注重培養(yǎng)學(xué)生的工程思維習(xí)慣，不僅可以使學(xué)生更好理解理論知識，也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意思。例如在講授反饋原理時(shí)，可以結(jié)合生活當(dāng)中的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)工作原理進(jìn)行講解。并注意引導(dǎo)學(xué)生自己聯(lián)系生活中的事例結(jié)合控制原理的知識進(jìn)行分析，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在引用工程實(shí)例的同時(shí)還應(yīng)注意結(jié)合專業(yè)學(xué)科方向，針對我校是農(nóng)業(yè)院校的特點(diǎn)，可以對溫室大棚的控制系統(tǒng)工作原理進(jìn)行介紹。另外，還應(yīng)注意引用自動化領(lǐng)域的一些前沿技術(shù)。例如哈勃太空望遠(yuǎn)鏡指向系統(tǒng)能在644km處將視野聚集在一枚硬幣上，望遠(yuǎn)鏡的偏差在一次太空任務(wù)中得到了大規(guī)模的校正。根據(jù)這個(gè)工程背景，讓學(xué)生對哈勃太空望遠(yuǎn)鏡指向系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型，并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行系統(tǒng)分析。對興趣濃厚的學(xué)生，還可啟發(fā)如果在控制結(jié)構(gòu)中，引入串聯(lián)PI控制器，可否進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)性能。通過這些示例的講解，使學(xué)生對自動控制原理實(shí)際應(yīng)用有更深刻的認(rèn)識。

三、豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)效果 　1.引入多媒體輔助教學(xué)

傳統(tǒng)的板書式教學(xué)，教師需花費(fèi)大量的時(shí)間在公式推導(dǎo)和曲線繪制上，課堂氣氛枯燥而沉悶。隨著計(jì)算機(jī)的普及，采用多媒體輔助授課方式可以在繪圖的準(zhǔn)確性和快速性方面有較大提高，從而提高教學(xué)效率，另外有助于學(xué)生對抽象知識的理解。但是，任何事物都有兩面性，多媒體教學(xué)也存在教學(xué)內(nèi)容大，學(xué)生思維速度跟不上等弊端。因此，教師在講授中可以以多媒體教學(xué)為主，對于一些重點(diǎn)難點(diǎn)適當(dāng)?shù)妮o以板書，放慢速度。同時(shí)要注重師生之間的課堂互動，充分發(fā)揮兩種教學(xué)手段的優(yōu)點(diǎn)，提高教學(xué)效果。

2.加強(qiáng)MATLAB的應(yīng)用

MATLAB軟件功能強(qiáng)大，具有先進(jìn)的視覺化功能，是一種完善的科學(xué)計(jì)算語言。通過MATLAB仿真教學(xué)，使學(xué)生對新知識印象深刻。特別是研究系統(tǒng)中某個(gè)參數(shù)或環(huán)節(jié)變化時(shí)對系統(tǒng)的影響，可以很直觀的通過MATLAB展現(xiàn)出來。例如若已知某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，求當(dāng)K分別取1300和5200時(shí)，試?yán)L制系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

通過用MATLAB編程，可繪制出系統(tǒng)的奈奎斯特圖如下：

當(dāng)K=1300，系統(tǒng)穩(wěn)定，對應(yīng)的階躍響應(yīng)是衰減振蕩；K=5200，系統(tǒng)為臨界穩(wěn)定，其階躍響應(yīng)則表現(xiàn)為等幅振蕩。

筆者編寫了《MATLAB程序設(shè)計(jì)及其應(yīng)用》教材，充分發(fā)揮MATLAB在自動控制原理教學(xué)中的應(yīng)用，取得了滿意的教學(xué)效果。

3.結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是課堂教學(xué)的延伸。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，學(xué)生可以加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，擴(kuò)大知識面，并提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢，在增加知識面、提高效率、因材施教等方面對課堂教學(xué)起到了很好地補(bǔ)充作用，有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。

四、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化動手能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是對理論知識的驗(yàn)證，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、基本科研能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。

1.仿真實(shí)驗(yàn)和物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

傳統(tǒng)的自動控制原理實(shí)驗(yàn)課程為物理實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)箱，將相應(yīng)的有源網(wǎng)絡(luò)模塊連接成典型環(huán)節(jié)或系統(tǒng)，再施加典型信號，通過示波器觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中對于所調(diào)節(jié)的參數(shù)和系統(tǒng)性能的關(guān)系難以真正理解，并且在使用中也容易損壞元件，而且元件的非線性，也會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。利用MATLAB軟件的SIMULINK仿真平臺作仿真實(shí)驗(yàn)，能很好解決物理實(shí)驗(yàn)的不足，并加深對課程知識的理解，還可以將實(shí)驗(yàn)延伸到課外進(jìn)行。

2.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)一般都是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，教師給出實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和要求，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這類實(shí)驗(yàn)對于知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)和理解是有必要的，但是按部就班的實(shí)驗(yàn)過程不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。因此，在課程設(shè)計(jì)的形式上可開展一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。教師給出設(shè)計(jì)題目，學(xué)生進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)、選擇、實(shí)施，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。

3.課堂實(shí)驗(yàn)和開放實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

課堂實(shí)驗(yàn)的時(shí)間是有限的，應(yīng)充分利用課外時(shí)間展開開放性實(shí)驗(yàn)。開放性實(shí)驗(yàn)應(yīng)結(jié)合工程應(yīng)用背景和教師的科研項(xiàng)目，以鍛煉學(xué)生的科研能力。

第3篇：自動控制原理論文范文

關(guān)鍵詞 自動控制原理 實(shí)踐教學(xué) 教學(xué)改革

自動控制原理是自動化相關(guān)專業(yè)的一門非常重要的基礎(chǔ)課程，它在整個(gè)自動化相關(guān)專業(yè)教學(xué)體系中有著極其重要的地位，學(xué)好它可以為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。但是從以前的自動控制原理課程的教學(xué)中可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，它的教學(xué)效果并不是很理想。為了提高自動控制原理課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，本著為國家培養(yǎng)應(yīng)用型人才的原則，自動控制原理教學(xué)改革勢在必行。

1教學(xué)中存在的問題

（1）課程理論性太強(qiáng)，概念過于抽象，各個(gè)章節(jié)所講內(nèi)容相互獨(dú)立，沒有考慮到前后聯(lián)系，知識跨越性大。

（2）教學(xué)方式中絕大部分教師僅在課堂上講解理論知識，缺少理論聯(lián)系實(shí)際，造成理論與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生接受較困難。

（3）考核方式單一， 往往以一張?jiān)嚲頉Q定此門課程的最終成績，缺少對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程考核和實(shí)際動手能力的考核。

（4）實(shí)驗(yàn)課主要是一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而且采用兩種模式，一種是基于MATLAB軟件仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，一種是基于電子線路的控制系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑浖Ｊ讲唤佑|實(shí)際器件，容易造成學(xué)生對控制系統(tǒng)的感性認(rèn)識不夠，也不能鍛煉學(xué)生的硬件調(diào)試能力。硬件模式能鍛煉學(xué)生的動手實(shí)踐能力，但由于系統(tǒng)構(gòu)建和測試會消耗掉較長時(shí)間而導(dǎo)致學(xué)生專注于電路的實(shí)現(xiàn)，忽略對所搭建的控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和思考。

2教學(xué)內(nèi)容和方法的改革

2.1教學(xué)內(nèi)容選擇

在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，三本院校應(yīng)以崗位能力的培養(yǎng)為目標(biāo)，分析該崗位所應(yīng)具有的技能和知識，選擇相應(yīng)的課程內(nèi)容；將課程內(nèi)容與國家職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)和崗位技能進(jìn)行有效銜接，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容。另外教學(xué)內(nèi)容還要考慮實(shí)用性， 與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合?？梢园褜?shí)用性作為知識點(diǎn)評判的重要標(biāo)志，教學(xué)內(nèi)容要選擇工程實(shí)踐中用的比較多的作為教學(xué)重點(diǎn)。除此之外， 適度性也是三本院校此門課程教學(xué)內(nèi)容需要強(qiáng)調(diào)的，所謂適度性，是指對所選的教學(xué)內(nèi)容，原理不能太復(fù)雜、內(nèi)容不能太多，難度要適中。對于一些難于理解的原理和概念可以不做詳細(xì)的分析和復(fù)雜的推導(dǎo)，在闡明原理的內(nèi)涵后，直接引用。重要的概念和基本分析問題的方法一定要講清楚，剩下的知識可以在實(shí)踐中補(bǔ)充。

2.2章節(jié)關(guān)系的把握

現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的自動控制原理的教材一般更傾向于把各個(gè)章節(jié)的內(nèi)容獨(dú)立出來，這便造成一個(gè)后果，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中常常搞不清楚各章節(jié)知識點(diǎn)之間的關(guān)系，就無法做到融會貫通，在遇到實(shí)際問題時(shí)，便束手無策，不知從何下手，不知道用哪一章的理論知識去解決，這就需要授課老師在授課過程中幫其理清線索，弄清各章節(jié)之間的相互關(guān)系，各章節(jié)在整門課程中的位置。例如第二章數(shù)學(xué)模型的建立，建立方法：微分方程，傳遞函數(shù)，差分方程等，這一章是我們研究控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)；第三章時(shí)域分析法，第四章根軌跡分析法，第五章頻域分析法，這三章介紹分析系統(tǒng)的方法，也可稱為分析系統(tǒng)的工具；第六章系統(tǒng)校正，是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方法。從圖一中我們可以清楚的看到各章之間的關(guān)系。

2.3教學(xué)方法改革

2.3.1引用項(xiàng)目教學(xué)法

項(xiàng)目教學(xué)法就是師生以團(tuán)隊(duì)的形式共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動，讓學(xué)生在教師預(yù)先給定“項(xiàng)目”的驅(qū)動下進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且緊密結(jié)合MATLAB等系統(tǒng)仿真軟件在自動控制方面的應(yīng)用。這些項(xiàng)目可以是教師熟悉的所教學(xué)生專業(yè)的一些工程系統(tǒng)，或是自己工程實(shí)例或課題，在項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施中，教師將需要解決的問題以項(xiàng)目的形式布置給學(xué)生，學(xué)生以小組的形式，在教師指導(dǎo)下按照實(shí)際工作的完整過程，共同制訂計(jì)劃，團(tuán)體協(xié)作完成整個(gè)項(xiàng)目，目的是引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列“項(xiàng)目”，在完成項(xiàng)目的過程中，學(xué)生能夠體驗(yàn)實(shí)際工程項(xiàng)目的流程，并理解把握相關(guān)知識和技能，培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力。采用項(xiàng)目教學(xué)法組織教學(xué)，不但可以調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力，而且還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高學(xué)生的系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的能力。

2.3.2任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法

講新課前，由教師向?qū)W生布置本次工作任務(wù)，教師為學(xué)生分析說明工作任務(wù)，講解工作任務(wù)中所涉及的新理論知識，由學(xué)生自行學(xué)習(xí)并完成工作任務(wù)。在這過程中教師只是學(xué)習(xí)的組織者，起引導(dǎo)作用，最后由教師進(jìn)行歸納總結(jié)，對新的知識點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化。使學(xué)生通過完成任務(wù)來學(xué)習(xí)新的知識，予理論于實(shí)踐中，擺脫了直接講授理論知識而帶來的枯燥感。使學(xué)生愿意去學(xué)，主動去學(xué)。

2.3.3互動教學(xué)法

課堂教學(xué)也可采用討論的方式， 學(xué)生是討論課的主體 ， 教師的作用是組織、引導(dǎo) ， 由學(xué)生對討論題進(jìn)行分析、綜合、歸納、推理， 得出結(jié)論。教師在完成一個(gè)章節(jié)的教學(xué)后，可以布置幾個(gè)綜合性的問題，讓學(xué)生自由分組形成課題組。利用課余時(shí)間通過查閱資料完成題目的分析、方案選擇、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)果分析，并制作出一份電子文檔，說明原理、分析過程，由課題組選派一名同學(xué)在課堂上進(jìn)行講解，并且接受教師和同學(xué)的提問，進(jìn)行討論。在這個(gè)過程中，學(xué)生不僅培養(yǎng)了邏輯思維能力，也提高了分析問題和解決問題的能力，而且還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和科技論文的寫作能力。而且還可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在自學(xué)過程中薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)加以彌補(bǔ)，對理論知識能更好地理解。教師可以根據(jù)討論中學(xué)生反映出的興趣點(diǎn)對教學(xué)過程進(jìn)行優(yōu)化，起到教學(xué)相長的效果。教學(xué)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課堂討論，對于教師給的題目學(xué)生可以充分發(fā)表意見和看法，與老師同學(xué)探討，將其由被動學(xué)習(xí)者變成主動學(xué)習(xí)者，在這過程中學(xué)生處于主體地位，教師只是引領(lǐng)者。

2.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁母?/p>

結(jié)合實(shí)驗(yàn)的軟件模式和硬件模式的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建適合學(xué)生應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)平臺，實(shí)驗(yàn)平臺主要由操作臺和實(shí)驗(yàn)臺組成，實(shí)驗(yàn)臺提供電路模塊，實(shí)驗(yàn)過程中根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要組合構(gòu)成自動控制系統(tǒng)的各種典型環(huán)節(jié)或系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)臺內(nèi)設(shè)計(jì)有數(shù)據(jù)處理單元，輸出以及與上位機(jī)通信。操作臺PC機(jī)裝有MATLAB軟件和虛擬電子工作平臺Multisim可以進(jìn)行控制系統(tǒng)的模型仿真和電路仿真，這就形成了集模型仿真、電路仿真、硬件系統(tǒng)調(diào)試、軟硬件結(jié)合的一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

2.4.2編寫實(shí)用的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

教師應(yīng)該自己編寫適合學(xué)生能力培養(yǎng)的應(yīng)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。在指導(dǎo)書里保留典型的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在這本指導(dǎo)書中不要有實(shí)驗(yàn)步驟，只有實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)思路。讓學(xué)生自己去思考實(shí)驗(yàn)過程，完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。讓學(xué)生扮演課堂的主角，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中去發(fā)現(xiàn)問題、思考分析問題、進(jìn)而想辦法解決問題。這不僅能調(diào)動了學(xué)生的積極性，還能鍛煉了學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。

2.5合理利用各種資源

除課堂教學(xué)外，可充分利用校園豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，把好的微課、慕課教學(xué)資源及課件于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，使學(xué)生可以不受時(shí)間地點(diǎn)的限制進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可以在網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置難題解析，在線討論等，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)自動控制原理的興趣。并且鼓勵(lì)學(xué)生參加相關(guān)的知識講座或?qū)I(yè)社團(tuán)及大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，在豐富學(xué)生課余生活的同時(shí)又是對課堂教學(xué)的補(bǔ)充；設(shè)立獎(jiǎng)勵(lì)政策，獎(jiǎng)勵(lì)相應(yīng)的學(xué)分或獎(jiǎng)學(xué)金，旨在鼓勵(lì)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.6師資隊(duì)伍的建設(shè)

教育離不開教師，一支優(yōu)秀的教師隊(duì)伍，是教學(xué)改革的前提條件，同時(shí)也是加強(qiáng)素質(zhì)教育和應(yīng)用教育的基礎(chǔ)。所以學(xué)校要努力創(chuàng)造條件，讓教師經(jīng)常有機(jī)會接受繼續(xù)教育和業(yè)務(wù)培訓(xùn)，及時(shí)更新知識，不斷提高教師素質(zhì)?？梢圆捎闷髽I(yè)鍛煉、掛職頂崗等方式定期到生產(chǎn)第一線學(xué)習(xí)實(shí)際應(yīng)用技術(shù)， 積累應(yīng)用于教學(xué)需要的職業(yè)技能、專業(yè)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；逐步建立起一支適合三本學(xué)校應(yīng)用型教育的新型師資隊(duì)伍。

2.7考核制度的完善

考試是教學(xué)過程中的必要環(huán)節(jié)，是檢測教師傳授知識的情況和學(xué)生掌握知識效果的一種手段。自動控制原理課程的考試應(yīng)該注重理論聯(lián)系實(shí)際，把筆試和實(shí)踐結(jié)合起來，以此來檢查學(xué)生對知識的掌握情況，以及動手能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。學(xué)生對理論知識的掌握情況可以通過筆試來考察；學(xué)生的應(yīng)用能力和動手能力則要通過實(shí)踐來考察，確定這兩項(xiàng)考核所占的比例，算出總成績記入成績表。這種多元化考試的目的是為了檢測學(xué)生對知識的掌握情況和運(yùn)用知識的能力，給學(xué)生一個(gè)全面客觀的評價(jià)。

將現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革，更新教學(xué)理念，豐富教學(xué)內(nèi)容采用多樣化教學(xué)模式，有力提高課自動控制原理的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮巧玲.自動控制原理[M].北京：北京航空航天出版社，2007.

[2] 鄭勇，徐繼寧，胡敦利，等.自動控制原理實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2010.

第4篇：自動控制原理論文范文

關(guān)鍵詞：自動控制，教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)結(jié)構(gòu)，實(shí)踐教學(xué)

 

“自動控制原理”是研究控制系統(tǒng)的一般規(guī)律，為進(jìn)行控制系統(tǒng)的理論分析和綜合運(yùn)用，提供基本的理論依據(jù)和使用方法的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。同時(shí)，自動化專業(yè)的很多后續(xù)課程，如：“現(xiàn)代控制理論”、“過程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”、“控制系統(tǒng)仿真”等，在較多地方都用到了該課程的基本理論和基本方法。因此，教師教好和學(xué)生學(xué)好該課程，對于自動化專業(yè)的學(xué)生來講，具有十分重要的意義。但由于該課程理論性強(qiáng)、涉及知識面廣、分析方法多、對數(shù)學(xué)知識要求高，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常感覺內(nèi)容抽象、難于理解，進(jìn)而不能很好地掌握。為有效解決這一問題，結(jié)合在教學(xué)工作中的經(jīng)驗(yàn)和體會，認(rèn)為應(yīng)重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面的工作。

1 加強(qiáng)對教材內(nèi)容的理解和把握，重組教學(xué)內(nèi)容

一是統(tǒng)觀全局，分清層次，有詳有略，著力使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識，形成科學(xué)的知識結(jié)構(gòu)。如：該課程的主要內(nèi)容是經(jīng)典控制，即重點(diǎn)在線性系統(tǒng)理論的學(xué)習(xí)，但由于在實(shí)際應(yīng)用中，大多系統(tǒng)是非線性的，因此，有關(guān)非線性系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容需要進(jìn)一步加強(qiáng)；計(jì)算機(jī)技術(shù)已在控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，需要適當(dāng)增加一些系統(tǒng)分析工具的介紹，如Matlab相關(guān)軟件內(nèi)容的學(xué)習(xí)；另外，根軌跡校正、等M圓、等N圓設(shè)計(jì)等內(nèi)容在當(dāng)前的工程設(shè)計(jì)中已很少使用，可只作簡要介紹。

二是深入理解和把握教材內(nèi)容間的橫向和縱向聯(lián)系，按由整體到部分、由一般到個(gè)別、由淺入深、由易到難、由已知到未知的順序安排教學(xué)內(nèi)容。該課程雖然內(nèi)容多、涉及知識面廣，但教學(xué)內(nèi)容間有著非常緊密的聯(lián)系。分析認(rèn)為，在縱向上，應(yīng)沿系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩條線，逐步深入地安排教學(xué)內(nèi)容；在橫向上，應(yīng)始終以“穩(wěn)、快、準(zhǔn)”的基本要求為核心，加強(qiáng)有關(guān)內(nèi)容的相互滲透。

2 優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，提高課堂教學(xué)效率

課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)是為了完成一定的教學(xué)目標(biāo)，教師在時(shí)間和空間上，對各種教學(xué)因素的排列和組合，對課堂教學(xué)的整體安排。優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)就是使教師的教和學(xué)生的學(xué)的活動處于和諧、高效的最佳狀態(tài)。。

一是精心設(shè)計(jì)引言。“良好的開端是成功的一半”，一個(gè)好的引言能喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。通過靈活多變的方式設(shè)置問題是課堂導(dǎo)入的有效途徑，如：借助于多媒體手段，在引言中，先演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，其后圍繞實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象講解教學(xué)內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

二是妥善處理教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)。教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)是課堂教學(xué)的精髓，如果處理不當(dāng)會使學(xué)生思維受阻，注意力分散，長此下去就會因疑問越來越多，造成學(xué)習(xí)障礙，從而對學(xué)習(xí)失去興趣。因而一定要采用多種教學(xué)方法，妥善處理重、難點(diǎn)，以達(dá)到突出教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)的目的。對于抽象知識的重、難點(diǎn)應(yīng)采用形象、直觀的教學(xué)方法，如：對于非線性中的死區(qū)現(xiàn)象，以齒輪傳動為例，通過演示其傳動中的死區(qū)產(chǎn)生過程，使抽象內(nèi)容變得直觀、具體。學(xué)生對知識的獲得，應(yīng)是一個(gè)由淺入深，循序漸進(jìn)的過程。在教學(xué)中，要注意從回憶舊知開始，再逐漸引入新知，以幫助學(xué)生全面把握相關(guān)知識點(diǎn)，建立起整體性、連貫的概念。對于學(xué)生從未接觸過、難度較大、理解起來有一定困難的知識點(diǎn)，應(yīng)分散難點(diǎn)，化復(fù)雜為簡單，以讓學(xué)生能夠比較輕松的理解和掌握。對于內(nèi)涵相近或相似、容易混淆的知識點(diǎn)，應(yīng)多用類比的方法加深學(xué)生的理解和把握。

三是合理設(shè)計(jì)板書。板書是課堂教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，好的板書能喚起學(xué)生的求知欲，吸引學(xué)生專心聽課，方便學(xué)生記筆記并做好課后復(fù)習(xí)。每堂課的板書都應(yīng)有一定的技巧性和實(shí)用性，要盡可能運(yùn)用最簡潔的文字或符號使教材內(nèi)容形象化、復(fù)雜問題條理化，要使學(xué)生僅通過板書，就能領(lǐng)略到全課的要點(diǎn)和應(yīng)掌握的內(nèi)容。需要特別指出的是，盡管應(yīng)用多媒體教學(xué)手段，使得教學(xué)更加形象、直觀，但為了加強(qiáng)學(xué)生對課堂知識整體性和重點(diǎn)、難點(diǎn)的理解和把握，板書仍是不可替代的。

四是師生共同歸納小結(jié)。課后小結(jié)是一節(jié)課重點(diǎn)和難點(diǎn)的概括，此環(huán)節(jié)完成得好，可起到“畫龍點(diǎn)睛”的作用，如果這一步只由教師來做，不利于學(xué)生的提高，為此，可采用教師提示、學(xué)生歸納的方法。通過讓學(xué)生參與歸納一節(jié)課所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，可促使學(xué)生加深對課堂內(nèi)容完整性的理解和認(rèn)識，并可有效提高學(xué)生整體思維和口頭表達(dá)能力，這也是加強(qiáng)教、學(xué)和諧性和素質(zhì)教育的重要體現(xiàn)。

五是用規(guī)范、幽默的教學(xué)語言。課堂教學(xué)中的語言一定要規(guī)范。。規(guī)范是技巧的前提。教師對原始概念的剖析，定理、原理的闡述等都必須用專業(yè)術(shù)語來準(zhǔn)確表達(dá)，應(yīng)堅(jiān)決摒棄似是而非、模棱兩可的語言；同時(shí)，課堂教學(xué)中的語言應(yīng)有一定的幽默性。應(yīng)善于在“標(biāo)準(zhǔn)化”的語言中適時(shí)地加入一些幽默的語言，以此作為課堂教學(xué)的“調(diào)味劑”，以不斷提高學(xué)生的注意力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，緩解學(xué)習(xí)中的壓力。

3加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，鞏固理論教學(xué)效果

一是大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。該課程理論性很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)課是其教學(xué)中的一個(gè)至關(guān)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)具有形象、生動的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含著諸多實(shí)際因素，會出現(xiàn)很多意想不到的問題，有利于加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和掌握，有利于激發(fā)學(xué)生解決問題的興趣和熱情，有利于加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力。

二是增設(shè)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，由于該課程理論性強(qiáng)、比較抽象，學(xué)生常對課程知識缺乏系統(tǒng)性的概念，缺乏綜合分析問題的能力，遇到實(shí)際問題時(shí)，常感覺無從下手。為此，增設(shè)了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，如：給出一個(gè)隨動系統(tǒng)及其要求的性能指標(biāo)，由學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)建模和系統(tǒng)性能分析，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)校正裝置，使系統(tǒng)滿足給定的要求。。實(shí)踐證明，通過課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用能力，有效提高綜合分析問題和解決問題的能力。

以上是對“自動控制原理”教學(xué)的幾點(diǎn)建議和思考，并且在教學(xué)過程中進(jìn)行了多次嘗試，取得了較好的教學(xué)效果，受到了學(xué)生的好評。

參考文獻(xiàn)

1 胡壽松. 自動控制原理. 北京：國防工業(yè)出版社. 1999

2 高國焱, 余文. 自動控制原理. 廣州：華南理工大學(xué)出版社. 1999

3Richard C.Dorf, Robert H.Bishop. 現(xiàn)代控制理論. 北京：高等教育出版社. 2001

第5篇：自動控制原理論文范文

材料成型及控制工程專業(yè)主要課程

1、主干學(xué)科：機(jī)械工程、材料科學(xué)與工程。

2、主要課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、基礎(chǔ)外語、哲學(xué)原理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、電工電子技術(shù)、金屬學(xué)、金屬工藝學(xué)、材料冶金與成型工藝、材料成型設(shè)備及方法、材料成型微機(jī)應(yīng)用、先進(jìn)制造技術(shù)、檢測技術(shù)與控制工程、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、CAD/CAM基礎(chǔ)、表面工程學(xué)等。

3、實(shí)踐教學(xué)：包括軍訓(xùn)，金工、電工、電子實(shí)習(xí)，認(rèn)識實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)，社會實(shí)踐，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等，一般應(yīng)安排40周以上。

材料成型及控制工程專業(yè)就業(yè)前景

材料成形及控制工程專業(yè)既不完全是按照行業(yè)特點(diǎn)設(shè)立的專業(yè)，也不是按照學(xué)科特征設(shè)立的專業(yè)，因此其發(fā)展具有其特殊性。

按照本專業(yè)的情況及市場需求情況進(jìn)行分析，估計(jì)本專業(yè)今后的發(fā)展將主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

1.先進(jìn)制造技術(shù)將成為本專業(yè)今后的主導(dǎo)技術(shù)發(fā)展方向。

2.厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)將成為本專業(yè)人才培養(yǎng)的主要模式。

3.在今后一段時(shí)期內(nèi)，分類培養(yǎng)仍將占據(jù)主要的地位。

材料成型及控制工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

第6篇：自動控制原理論文范文

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；節(jié)能技術(shù)

中圖分類號：S210文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

近年來，伴隨著人們追求更高的物質(zhì)文化生活水平，要求創(chuàng)造舒適而健康的室內(nèi)空氣環(huán)境，中央空調(diào)勢必成為21世紀(jì)健康環(huán)境不可或缺的重要組成部分之一。但中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行耗能很大，在某些工業(yè)發(fā)達(dá)國家，供暖和空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗約占國家總能源消耗的1/3。因此，提高空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率已成為空調(diào)工程技術(shù)的一項(xiàng)重要課題。為了降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，在世界能源日益緊張、環(huán)境保護(hù)日益重要的今天，探討空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保問題意義重大。

一、中央空調(diào)的特點(diǎn)

1、對象特性

不同的被控對象,在相同的干擾作用下,被控量隨時(shí)間的變化過程也不同?？照{(diào)自控系統(tǒng)的任務(wù)就是克服這些干擾因素,維持空調(diào)房間一定的溫、濕度和空氣品質(zhì)。但溫、濕度的控制效果不僅取決于自控系統(tǒng),更是取決于空調(diào)系統(tǒng)的合理性及空調(diào)的對象特性。

2、溫濕度相關(guān)性

多數(shù)情況下，空調(diào)控制主要是對空調(diào)房間內(nèi)溫度和濕度的控制,這兩個(gè)參數(shù)常常是在一個(gè)調(diào)節(jié)對象里同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)的兩個(gè)被調(diào)量，且這兩個(gè)參數(shù)在調(diào)節(jié)過程中又相互影響。

3、干擾性

空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中,由于氣溫、太陽輻射、風(fēng)、晴、雨、雪等外部條件和空調(diào)房間中設(shè)備、投入運(yùn)行的多少,以及人員的增減等內(nèi)部條件的變化,都會干擾空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。

4、整體控制性

空調(diào)自動控制系統(tǒng)一般是以空調(diào)房間內(nèi)的空氣溫度和相對濕度控制為中心,通過工況轉(zhuǎn)換與空氣處理過程每個(gè)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起的整體控制系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)中空氣處理設(shè)備的啟停都要根據(jù)系統(tǒng)的工作程序,按照有關(guān)的操作規(guī)程進(jìn)行,處理過程的各個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)及聯(lián)鎖控制都是與室內(nèi)溫、濕度密切相關(guān)的。

5、多工況運(yùn)行及轉(zhuǎn)換控制

由于空調(diào)系統(tǒng)是在全年的室內(nèi)外條件變化下,按照一定的運(yùn)行方式(即工況)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。同時(shí)在內(nèi)外條件發(fā)生顯著變化時(shí)要改變運(yùn)行調(diào)節(jié)方式,即進(jìn)行運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換。

二、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的意義

1、建筑節(jié)能法規(guī)要求空調(diào)系統(tǒng)降低能耗

長期以來，當(dāng)季節(jié)變化、晝夜溫差變化、溫室效應(yīng)和空調(diào)實(shí)際使用工況發(fā)生變化時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)在傳統(tǒng)的運(yùn)行模式下，能源浪費(fèi)很大。就我國情況而言，現(xiàn)代建筑中采用中央空調(diào)的民用、公用及商用建筑，中央空調(diào)能耗約占整個(gè)建筑總能耗的50％左右，商場和綜合大樓等的能耗甚至可能高達(dá)60％以上。我國屬能源消耗大國，能源有限，利用率不高且依賴性強(qiáng)。近年來能源短缺的現(xiàn)實(shí)迫使國家把公共建筑節(jié)能提升到戰(zhàn)略高度，相應(yīng)制定了節(jié)約能源法，對公共建筑能耗國家實(shí)施國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

2、產(chǎn)業(yè)辦公樓宇的發(fā)展對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能提出了更高的要求

現(xiàn)階段，產(chǎn)業(yè)辦公樓從發(fā)展初期的以“產(chǎn)權(quán)式商鋪”為主要銷售模式逐漸被經(jīng)營持有型物業(yè)所取代，從投資者的經(jīng)濟(jì)效益來說，過去一段時(shí)間由于利潤的實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)辦公樓多以出售為主，受短期利益的驅(qū)動，往往只追求建設(shè)階段的低成本和銷售時(shí)的高收益，對后期實(shí)際使用階段的效果和運(yùn)營成本很少考慮，后期往往中央空調(diào)系統(tǒng)效率低、能耗大。而目前越來越多的項(xiàng)目——主要為商業(yè)辦公地產(chǎn)，以持有物業(yè)持續(xù)經(jīng)營為主要贏利模式，這勢必使投資者及發(fā)展商從一開始就關(guān)注能耗問題。現(xiàn)階段我國中央空調(diào)能耗現(xiàn)狀概述我國現(xiàn)階段中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用中，更多的關(guān)注的是空調(diào)系統(tǒng)溫濕度控制效果及空氣品質(zhì)控制效果，往往忽略了空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況。

三、中央空調(diào)節(jié)能環(huán)保技術(shù)

1、太陽能空調(diào)

太陽能是一種可持續(xù)利用的清潔能源。利用太陽能供熱與制冷是近年來國內(nèi)外新能源研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。利用太陽能真空集熱管與溴化鋰雙效吸收式制冷技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，形成夏季制冷、冬季供熱和全年生活熱水供應(yīng)的空調(diào)熱水機(jī)組，做到一機(jī)多用，從而可以顯著提高太陽能空調(diào)系統(tǒng)的利用率和經(jīng)濟(jì)性。

太陽能空調(diào)熱水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：季節(jié)適應(yīng)性好。太陽能空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力是隨著太陽輻射能量的增加而增大的，這正好與夏季人們對空調(diào)的迫切要求相匹配；太陽能吸收式空調(diào)熱水系統(tǒng)以不含氟氯烴化合物的溴化鋰為工作介質(zhì)，無臭、無毒，減少了溫室氣體的排放量，有利于環(huán)境保護(hù)。

2、變頻空調(diào)系統(tǒng)

變頻空調(diào)是指采用變頻原理得到可變化交流電源來控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而根據(jù)需要控制空調(diào)器的輸出能力。在中央空調(diào)系統(tǒng)中目前運(yùn)行使用的大部分空調(diào)輸送系統(tǒng)，大都按傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)運(yùn)行，即根據(jù)空調(diào)的最大負(fù)荷設(shè)計(jì)水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)，而空調(diào)系統(tǒng)大部分時(shí)間處于部分負(fù)荷狀態(tài)，一般水系統(tǒng)通過閥門節(jié)流，風(fēng)系統(tǒng)通過再加熱等措施以適應(yīng)部分負(fù)荷運(yùn)行的需要，而采用此種調(diào)節(jié)方式能量浪費(fèi)嚴(yán)重。有資料統(tǒng)計(jì)表明，此類調(diào)節(jié)方式中，定速泵和風(fēng)機(jī)所耗電能有60％一70％消耗于調(diào)節(jié)閥、節(jié)流控制壓降等處，因此改變空調(diào)輸送系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方式，節(jié)能潛力巨大，而變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展成熟，可將其應(yīng)用于空調(diào)輸送系統(tǒng)中，當(dāng)空調(diào)負(fù)荷下降時(shí)，通過變頻裝置調(diào)節(jié)水泵(風(fēng)機(jī))的轉(zhuǎn)速，從而減少水(風(fēng))量，節(jié)省電機(jī)的耗電量，達(dá)到節(jié)能目的。

3、智能控制技術(shù)

智能控制技術(shù)是自動化技術(shù)發(fā)展到高級階段的產(chǎn)物，融合了控制技術(shù)、信息技術(shù)和人工智能等多種技術(shù)，包括模糊控制技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等。對于現(xiàn)代空調(diào)日益復(fù)雜的系統(tǒng)，傳統(tǒng)控制技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)精確、可靠且有效的控制，智能控制技術(shù)因此應(yīng)運(yùn)而生。

（1）模糊控制技術(shù)

模糊控制是模糊數(shù)學(xué)、人工智能和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種學(xué)科相互滲透而產(chǎn)生的一種具有很強(qiáng)理論性的控制技術(shù)。模糊控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是模糊集合論、模糊邏輯推理規(guī)則和模糊語言變量，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是其系統(tǒng)的主要實(shí)現(xiàn)形式，其核心為智能模糊語言控制器。這種控制系統(tǒng)具有智能性和自學(xué)習(xí)性，并且并不需要建立精確的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，適用于復(fù)雜的系統(tǒng)和過程。目前模糊控制已經(jīng)在中央空調(diào)的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)和變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。

利用模糊控制技術(shù)對空調(diào)回風(fēng)溫度和濕度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，可以受到不錯(cuò)的節(jié)能效果。利用溫度傳感器將測得的回風(fēng)溫度信號輸入到模糊語言控制器中，并與給定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果自動調(diào)節(jié)回水調(diào)節(jié)閥的開度，以實(shí)現(xiàn)控制冷凍水流量的目的，從而使室內(nèi)溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。對于這個(gè)自動控制系統(tǒng)，新風(fēng)溫度的變化是系統(tǒng)的一個(gè)干擾量，為了提高系統(tǒng)的控制精確性，可以將新風(fēng)溫度傳感器的信號作為一個(gè)反饋信號加入到系統(tǒng)中。采用模糊控制的回風(fēng)濕度自動控制系統(tǒng)與回風(fēng)溫度自動控制系統(tǒng)工作原理相類似。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制融合了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和系統(tǒng)控制理論，屬于智能控制的另一個(gè)分支。其原理是模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)的工作方式，以大量簡單的處理單于相互連接，構(gòu)成一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可分為輸入層、隱含層、和輸出層。在中央空調(diào)的控制系統(tǒng)中，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代替原來的控制器或辨識器，就構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。這種控制方式對于復(fù)雜的、不確定的系統(tǒng)具有良好的控制效果，整個(gè)控制系統(tǒng)可以獲得較高的穩(wěn)定性和動靜態(tài)性能。并且對于變化的環(huán)境有著良好的適應(yīng)性。基于這些優(yōu)秀的性能，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在中央空調(diào)的控制系統(tǒng)中也得到較多的應(yīng)用。

結(jié)束語

我國的建筑施工中的中央空調(diào)的施工建設(shè)已經(jīng)取得了長足地發(fā)展，節(jié)能環(huán)保技術(shù)成為施工技術(shù)中控制的重點(diǎn)，同樣的現(xiàn)今我國的很多的施工建設(shè)都是和節(jié)能相關(guān)聯(lián)，我國的科學(xué)家也在不斷地研究和探索節(jié)能的新理念，相信我國的中央空調(diào)的建設(shè)施工會更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保這兩個(gè)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]譚胤.張德源智能中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[期刊論文]-工業(yè)控制計(jì)算機(jī)2013.

第7篇：自動控制原理論文范文

[關(guān)鍵詞] 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 教學(xué)改革 教學(xué)實(shí)踐

隨著高等教育逐步實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的應(yīng)試教育向現(xiàn)代的綜合素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化，傳統(tǒng)的教學(xué)模式正朝著學(xué)習(xí)理論知識、提高綜合素質(zhì)、增強(qiáng)實(shí)踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的目標(biāo)發(fā)展。

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程是高等學(xué)校自動化專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，課程的特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)、與專業(yè)課密切相關(guān)，它涉及的基礎(chǔ)理論和知識面較廣，牽涉電氣、計(jì)算機(jī)、自動控制理論等綜合知識，在同類課程中占有十分重要的地位。

一、課程的性質(zhì)與任務(wù)

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》是自動化專業(yè)的專業(yè)課，和畢業(yè)設(shè)計(jì)前后銜接，共同完成本專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識和實(shí)際工作能力的任務(wù)，培養(yǎng)自動化專業(yè)本科生熟悉計(jì)算機(jī)的最新發(fā)展動態(tài)，掌握計(jì)算機(jī)在自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用，通過本課程的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生獲得：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成與典型應(yīng)用方式；控制系統(tǒng)信號的輸入/輸出接口與通道；常規(guī)數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)；常用應(yīng)用程序設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾措施等方面的基本概念、基本理論和基本設(shè)計(jì)技能，學(xué)生在學(xué)完本課程后，結(jié)合其他課程內(nèi)容和畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，可具備一定的開發(fā)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的能力。

二、教學(xué)方法的改革

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求我們培養(yǎng)的學(xué)生不是單純的繼承型、守業(yè)型人才，而是能夠獨(dú)立思考、善于進(jìn)取、有創(chuàng)造性思維能力、能適應(yīng)新形勢發(fā)展需要的開拓型人才。為適應(yīng)人才培養(yǎng)的需要，改革課程教學(xué)方法和教學(xué)手段，是擺在我們面前十分重要的任務(wù)。

在課堂教學(xué)中采用知識點(diǎn)講授、課堂討論、演示輔導(dǎo)、工程實(shí)例分析相結(jié)合的方法，變單向灌輸為雙向交流；注重處理好難點(diǎn)與重點(diǎn)、概念與應(yīng)用的關(guān)系，做到精講多練、邊講邊練、講練結(jié)合。選擇實(shí)用性、趣味性、有典型特色的教學(xué)實(shí)例，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，增強(qiáng)專業(yè)課學(xué)習(xí)的興趣。

1.在本課程的教授過程中應(yīng)特別注意計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的教學(xué)目的和要求，由此決定在本課程的教學(xué)過程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)對基本概念、基本規(guī)律的講授，有關(guān)計(jì)算方法講授的目的是期望通過計(jì)算所得的結(jié)果進(jìn)一步幫助學(xué)生對基本概念或基本規(guī)律的理解和掌握, 而不是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力。

2.“學(xué)而必知其用”觀念貫穿整個(gè)教學(xué)過程。因?yàn)檫@門課程是前面幾門課程的綜合，它把前面的自動控制理論、單片機(jī)原理及應(yīng)用、微機(jī)原理及應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)等幾門課程綜合在一起，形成一個(gè)自動控制系統(tǒng)。在教學(xué)過程中應(yīng)對課程中各章節(jié)的作用有清楚的認(rèn)識，應(yīng)當(dāng)明確課程各部分內(nèi)容在實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)中的作用。

3.采用“教、學(xué)、做相結(jié)合”的教學(xué)方法。教學(xué)中從最基本的應(yīng)用實(shí)例出發(fā)，由實(shí)際問題入手通過技能訓(xùn)練引入相關(guān)知識和理論，并且提出學(xué)習(xí)的內(nèi)容、目的、要求及其他相關(guān)事項(xiàng)，后面由學(xué)生自主學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容，再通過自己動手做實(shí)驗(yàn)的方式來加深對所學(xué)知識的理解，同時(shí)獲得相關(guān)技能的訓(xùn)練。這種在教師指導(dǎo)下，感性認(rèn)識與理性認(rèn)識交互進(jìn)行，對學(xué)生自主學(xué)習(xí)起到良好的促進(jìn)作用。

4.探究型教學(xué)。在教材的每章結(jié)尾或正文敘述中提出了一些思考題，這些思考題可以幫助學(xué)生對有些概念的深入理解和掌握，在教學(xué)過程中，對某些思考題組織學(xué)生進(jìn)行討論或給予啟發(fā)說明，以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)的能力。

5.利用小型的課程設(shè)計(jì)作業(yè)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生自己動手設(shè)計(jì)一個(gè)真正意義上的控制系統(tǒng)。激發(fā)學(xué)生自主的創(chuàng)新意識，對學(xué)生綜合利用所學(xué)知識，進(jìn)行有益的嘗試。

三、教學(xué)手段的改革

采用現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用。目前，現(xiàn)代電化教育手段和多媒體技術(shù)等手段已全面引入各專業(yè)的教學(xué)，大大提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。本課程中部分章節(jié)采用CAI課件授課，數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)部分要求的理論性較強(qiáng)，采用傳統(tǒng)的黑板教授的方式，使學(xué)生更好的理解數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法。

在教學(xué)手段上，開發(fā)了相關(guān)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，將傳統(tǒng)教學(xué)方法與多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、幻燈錄像等現(xiàn)代化的手段相結(jié)合，互相彌補(bǔ)，使教學(xué)內(nèi)容形象直觀，易于理解，使教學(xué)過程更生動鮮明，更符合學(xué)生的年齡特征和思維特點(diǎn)，提高了教學(xué)效率，突出課程了重點(diǎn)和難點(diǎn)，更激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。但是，通過教學(xué)實(shí)踐，教師們深刻認(rèn)識到多媒體教學(xué)在增加教學(xué)信息量，提高講課效率的同時(shí)，也在某種程度上影響師生互動以及對教材與教學(xué)內(nèi)容的感性掌握，為此，要注重做到傳統(tǒng)與現(xiàn)代結(jié)合，板書與電子課件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)手段的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補(bǔ)。

四、考試內(nèi)容和方法的改革

結(jié)合本課程實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，本課程考試應(yīng)該由3部分組成：1.平時(shí)成績，此部分占最后考試成績的20%。2.一般的閉卷考試，此部分占最后考試成績的60%?？荚噧?nèi)容的重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分：輸入輸出接口和通道設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，其他部分的知識作為一些小知識點(diǎn)進(jìn)行考試。此部分考試主要是讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中常用的一些芯片，控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的設(shè)計(jì)方法，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的各種組成形式等一些常用內(nèi)容。3.課程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)題目是設(shè)計(jì)一個(gè)常用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。此部分占最后考試成績的20%。在這個(gè)過程中，可以查閱任何資料，包括網(wǎng)絡(luò)上豐富的內(nèi)容。通過課程設(shè)計(jì)來不僅可以鍛煉學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的能力，掌握在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的一些問題，還可以使學(xué)生學(xué)習(xí)查閱資料的方法，為將來的工作和繼續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

第8篇：自動控制原理論文范文

關(guān)鍵詞：電氣自動化技術(shù) 應(yīng)用電力系統(tǒng) 發(fā)展前景

中圖分類號： TM712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一．引言

我國對電氣自動化技術(shù)的研究與發(fā)展始于上世紀(jì)50年代，它是一門綜合性較強(qiáng)的技術(shù)學(xué)科，也是生產(chǎn)現(xiàn)代化的一種標(biāo)志，近些年，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)及嵌入式技術(shù)迅猛發(fā)展，也促進(jìn)了電氣自動化技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用取得了很大的進(jìn)展。也引發(fā)了工程領(lǐng)域的一場技術(shù)革命。電氣自動化讓各個(gè)行業(yè)都走進(jìn)了現(xiàn)代的、先進(jìn)的生產(chǎn)方式與管理領(lǐng)域，走入了自動化發(fā)展階段。電力系統(tǒng)的發(fā)展使對電力的生產(chǎn)、傳輸及計(jì)量等提出了更高的要求，因此，將自動化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)是行業(yè)發(fā)展的必要，自動化技術(shù)也是電力行業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮出越來越重要的作用。

二．自動化發(fā)展趨勢。

自動控制技術(shù)正趨向于智能化、最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、適應(yīng)化、區(qū)域化發(fā)展。在設(shè)計(jì)分析上日益要求面對多機(jī)系統(tǒng)模型來處理問題。在理論工具上越來越多地借助于現(xiàn)代控制理論。在控制手段上日益增多了微機(jī)、電力電子器件和遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用，保證了控制操作的高可靠性。在研究人員的構(gòu)成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。

自動化的發(fā)展則趨向于：

（1）. 由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動發(fā)電控制)；

（2）. 由高電壓等級向低電壓擴(kuò)展，例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng))；

（3）. 由單個(gè)元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCADA(監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)采集)的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展；

（4）. 由單一功能向多功能、一體化發(fā)展，例如變電站綜合自動化的發(fā)展；

（5）. 裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展，例如繼電保護(hù)技術(shù)的演變；

（6）. 追求的目標(biāo)向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展，例如勵(lì)磁控制、潮流控制；

（7）. 由以提高運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)、效率為完成向管理、服務(wù)的自動化擴(kuò)展，例如管理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

三．機(jī)電自動化中電氣自動化技術(shù)應(yīng)用方向。

1. 電力系統(tǒng)自動化實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的應(yīng)用。

該仿真系統(tǒng)在可提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的前提下，還可多種電力系統(tǒng)的暫態(tài)及穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，還能用以協(xié)助科研人員測試新裝置，且多種控制裝置都能與其構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，從而為靈活輸電系統(tǒng)及研究智能保護(hù)的控制策略提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的引進(jìn)，方便了對電力系統(tǒng)負(fù)荷動態(tài)特性監(jiān)測、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真建模等方面進(jìn)行深入研究，從而建成具備混合實(shí)時(shí)仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。

2. 綜合自動化技術(shù)與智能保護(hù)的應(yīng)用。

目前，國內(nèi)的綜合自動化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國際先進(jìn)水平，智能自動化保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的研究相對處于國際領(lǐng)先水平，研制的分層式綜合自動化裝置能夠適用于各種電壓等級電站。將國內(nèi)外最新的人工智能、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)、自適應(yīng)理論、綜合自動控制理論等應(yīng)用于電氣自動化保護(hù)裝置中，對電力系統(tǒng)自動化保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，可以大大提高電力系統(tǒng)的安全水平，使得新型保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)。

3. 電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用。

電力系統(tǒng)及其元件的故障診斷、運(yùn)行分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面將模糊邏輯、專家系統(tǒng)以及進(jìn)化理論應(yīng)用到實(shí)際研究，并且結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究，同時(shí)也開展了在上述實(shí)用軟件研究的基礎(chǔ)上以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制的智能化水平。

4. 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)。

該技術(shù)采用的模型為最新國際標(biāo)準(zhǔn)公共信息模型，輸電網(wǎng)的理論算法采用與配網(wǎng)實(shí)際與高級應(yīng)用軟件相結(jié)合，負(fù)荷預(yù)測時(shí)配合應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行，最后進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)采用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法。電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)取得了重大技術(shù)突破，主要表現(xiàn)在信息配網(wǎng)一體化、高級應(yīng)用軟件、配網(wǎng)模型、中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字方面，最終，解決了載波正在配電網(wǎng)上應(yīng)用的路由、衰耗等技術(shù)難題，正是因?yàn)椴捎脭?shù)字信號處理技術(shù)，才得以提高了載波接收靈敏度。

四．電氣自動化在辦公自動化中的應(yīng)用。

1. 辦公系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)自動化。

辦公系統(tǒng)主要應(yīng)用于企事業(yè)單位的管理系統(tǒng)等方面，構(gòu)建企業(yè)自動化管理系統(tǒng)需要很多技術(shù)的支持，例如計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)及自動化技術(shù)。自動化辦公系統(tǒng)是提高工作效率與管理效率的有效方法，因此，實(shí)施辦公自動化信息戰(zhàn)略是企事業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化辦公的需求與趨勢。企業(yè)的辦公系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化可以基于軟件來實(shí)現(xiàn)，也可基于硬件與軟件相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)，但是要注意到系統(tǒng)的開放性，可擴(kuò)充性及升級的簡易性?，F(xiàn)行的辦公系統(tǒng)還要具有良好的兼容性，這樣可以有效的節(jié)約系統(tǒng)的資源，還可以節(jié)約成本，在實(shí)際的辦公自動系統(tǒng)中已經(jīng)有了很多成功的案例。

2. 辦公自動化的技術(shù)平臺。

當(dāng)前，有代表性的三種主流的辦公自動化技術(shù)主要有三種，既LotusDomino/Notes平臺上辦公自動化系統(tǒng)，它也是最早的辦公自動化應(yīng)用系統(tǒng)；基于Microsoft平臺的辦公自動化系統(tǒng)模式，主要采用WinNT/2000操作系統(tǒng)，以ASP為開發(fā)語言提供內(nèi)容存儲；還有就是基于基于Jsp/Java平臺的辦公系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)原理與上一種技術(shù)基本是一樣的，只在是使用的開發(fā)語言上略有不同，且其在系統(tǒng)的維護(hù)上費(fèi)用較高。這三種技術(shù)平臺在設(shè)計(jì)與實(shí)施辦公自動化系統(tǒng)上有不同的應(yīng)用領(lǐng)域，也是推動辦公系統(tǒng)自動化進(jìn)程的主要技術(shù)。現(xiàn)在已經(jīng)演變出更多的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)辦公自動化。

3. 辦公自動化系統(tǒng)的核心功能的實(shí)現(xiàn)。

辦公自動化系統(tǒng)的核心功能主要是公文的收文、批閱、流轉(zhuǎn)與存檔等。但在對公文處理一岙會涉及到公文的流轉(zhuǎn)，其過程實(shí)現(xiàn)是較為復(fù)雜的，在開發(fā)的過程中也會受到很多方面的制約。其中有公文的查閱權(quán)限調(diào)協(xié)，公文的、修改、刪除等操作，都要在辦公自動化系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，其中的關(guān)鍵技術(shù)主要有數(shù)字簽名技術(shù)、傳輸加密技術(shù)以及審批身份驗(yàn)證技術(shù)等。辦公自動化系統(tǒng)核心功能的劃分與實(shí)現(xiàn)要與客戶的需求分析為依據(jù)，其主要原則則是要達(dá)到理念優(yōu)先、技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能優(yōu)良、價(jià)格合理。這些也是辦公自動化系統(tǒng)發(fā)前的前景與方向。

五．電氣自動化在汽車性能設(shè)計(jì)上的應(yīng)用。

近些年，我國的經(jīng)濟(jì)取得了很大的發(fā)展，但是伴隨著汽車數(shù)量的增加與路況復(fù)雜程度的不斷提高，駕駛的難度也越來越高，并且開始逐漸融入人類的能力范疇。當(dāng)前，汽車駕駛自動化的實(shí)現(xiàn)主要借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)及控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在，汽車的競爭已經(jīng)進(jìn)入了白熱化的狀態(tài)，汽車生產(chǎn)廠家都下大力氣在汽車性能的提升上，其中自動化就是它發(fā)展的一個(gè)重要方向。駕駛者可以在計(jì)算機(jī)的協(xié)助下將駕駛工作逐漸轉(zhuǎn)移到用自動化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，通過廠商的大力發(fā)展，自動化技術(shù)在提升道路利用率，降低車輛的制造成本及燃油消耗方面都取得了進(jìn)展與突破，收獲了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

六．發(fā)展前景。

1. 電氣自動化工程系統(tǒng)的統(tǒng)一化。統(tǒng)一電氣自動化工程系統(tǒng)對電氣自動化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、測試、開機(jī)、維護(hù)都有重要意義。能夠把開發(fā)系統(tǒng)從運(yùn)行系統(tǒng)中獨(dú)立出來，這對電氣自動化工程控制系統(tǒng)來說，是跨越性的一步，能夠?qū)⑾到y(tǒng)通用化。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該保證現(xiàn)場的設(shè)施、監(jiān)管體系、企業(yè)工程的管理數(shù)據(jù)保持共通。

2. 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的市場化。產(chǎn)品想長久的發(fā)展，就要深化制造部門的體制改革，還要關(guān)注市場化的影響，以便保證產(chǎn)品能夠滿足市場的需要。同時(shí)，企業(yè)不僅要在技術(shù)的開發(fā)上投入，還要使零件的配套生產(chǎn)市場化、專業(yè)化。產(chǎn)業(yè)市場化是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，這對提升資源配置效率有著顯著的促進(jìn)作用。

3. 電氣自動化控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化接口。采用微軟公司的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)后，工程的成本大大降低了，成功地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的共享?？紤]到自動化系統(tǒng)策劃方案的重要，當(dāng)企業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)連接時(shí)，必須采用微軟操作系統(tǒng)，那么這種情況下辦公室使用的就是 IP 系統(tǒng)，管理系統(tǒng)和自動化控制之間聯(lián)系的建立就是通過 PC 系統(tǒng)。程序標(biāo)準(zhǔn)化接口使廠家之間的數(shù)據(jù)交換有了保證，解決了通訊產(chǎn)生的難題。

4. 電氣自動化工程的生產(chǎn)將更加的安全。安全防范技術(shù)的集成化是電氣自動化工程控制系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向，重點(diǎn)就是保證系統(tǒng)的安全。在非安全狀態(tài)下，用戶要如何選擇才能實(shí)現(xiàn)安全。在分析我國市場的發(fā)展特性后，我們應(yīng)該從最高安全級別開始，逐漸延伸到安全級別低的領(lǐng)域，硬件設(shè)備與軟件設(shè)備，公共設(shè)施層與網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)對此系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)的全面研究。

5. 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)。在我國電氣自動化發(fā)展計(jì)劃的指導(dǎo)之下，隨著市場化的環(huán)境，不斷提升電氣自動化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新能力。并且企業(yè)不斷吸收創(chuàng)新技術(shù)以提升自身的創(chuàng)新能力，而科研的投入，為電氣自動化的創(chuàng)新提供了更加廣闊的空間，加強(qiáng)政策上的扶持，健全、完善機(jī)制對創(chuàng)新都是非常有利的。目前我國企業(yè)主要生產(chǎn)一些中低檔次的產(chǎn)品，產(chǎn)品主要服務(wù)于中小型的項(xiàng)目，企業(yè)應(yīng)該打開自主創(chuàng)新的新局面，轉(zhuǎn)換經(jīng)濟(jì)增長模式，逐漸提升創(chuàng)新能力。

電氣自動化可以與地球數(shù)字化互相結(jié)合。此設(shè)想包含了自動化的創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)，可以把大量的相關(guān)數(shù)據(jù)整體為坐標(biāo)，最終成為一個(gè)電氣自動化數(shù)字地球。將信息全部放入計(jì)算機(jī)中，與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，不管人們在什么地方，根據(jù)地球地理坐標(biāo)，便能知道任何地方的數(shù)據(jù)信息。還可以加強(qiáng)企業(yè)與相關(guān)院校之間的合作。鼓勵(lì)企業(yè)到此專業(yè)的學(xué)校中建立車間，進(jìn)行技術(shù)生產(chǎn)等，建立學(xué)習(xí)形生產(chǎn)培訓(xùn)基地。還可以走入企業(yè)進(jìn)行教學(xué)。將實(shí)踐能力和理論學(xué)習(xí)結(jié)合在一起。此外，還要與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，積極利用已有的科學(xué)技術(shù)。加強(qiáng)專業(yè)培訓(xùn)，提供研究人員水平等。

七．結(jié)束語

電氣自動化技術(shù)我國有幾十年的發(fā)展歷程，其中經(jīng)過了多次變革與專業(yè)的調(diào)整，但是由于其應(yīng)用范圍廣泛，在社會的各種生產(chǎn)層面都會有所應(yīng)用，與其他科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，也對推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，促進(jìn)了各個(gè)行業(yè)的發(fā)展。電氣自動化技術(shù)與其他科學(xué)技術(shù)的結(jié)合與滲透革新了傳統(tǒng)的方法與理念，必將為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的作用。

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第9篇：自動控制原理論文范文

關(guān)鍵詞：超超臨界，直流鍋爐，給水控制

 

0 引言

火電站直流鍋爐給水控制系統(tǒng)主要用來滿足機(jī)組運(yùn)行需要，以維持燃燒穩(wěn)定及保證鍋爐經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。論文參考網(wǎng)。天津北疆發(fā)電廠2×1000MW機(jī)組鍋爐為超超臨界直流循環(huán)鍋爐，給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括鍋爐運(yùn)行所需燃料所對應(yīng)的給水以及由中性點(diǎn)溫度控制偏置維持鍋爐干態(tài)運(yùn)行的控制系統(tǒng),本文對給水控制系統(tǒng)各部分進(jìn)行分析論述，并給出控制功能的DCS實(shí)現(xiàn)。

1給水控制的特點(diǎn)

直流鍋爐不同于汽包鍋爐，由于帶有汽包，主汽溫度擾動不大，直流鍋爐不帶有汽包，煤量與給水偏差過大會直接影響主汽溫度變化過大，極大地增加了鍋爐爆管的可能性，在鍋爐干態(tài)運(yùn)行的條件下，給水控制的任務(wù)就是要保持進(jìn)入分離器的蒸汽具有合適的過熱度。一方面要維持分離器的干態(tài)運(yùn)行，防止其返回濕態(tài)；另一方面又要控制好分離器出口蒸汽的過熱度，以防止過熱器超溫。當(dāng)機(jī)組工況發(fā)生變化，尤其是給水流量或燃燒率等擾動時(shí)，鍋爐的蒸發(fā)段和過熱段受熱面將隨之發(fā)生變化，可能引起蒸汽溫度劇烈變化，危及機(jī)組安全運(yùn)行。因此，研究直流鍋爐變工況時(shí)汽溫特性，改善控制策略，對于機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提出了更高的要求。

在汽包鍋爐中給水流量的變化，僅影響汽包水位，而在燃料量變化時(shí)又僅僅改變蒸汽壓力和流量，因此鍋爐給水量、燃料量、汽溫控制等都是相對獨(dú)立的，亦即：給水→水位；燃料→產(chǎn)汽量及汽壓；噴水→汽溫。在直流鍋爐中，由于沒有汽包，蒸發(fā)與過熱受熱面之間沒有固定的分界線，當(dāng)給水量或燃料量變化時(shí)都會引起蒸發(fā)量、汽溫和汽壓的同步變化，相互有牽制，關(guān)系密切，這樣給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)整增加了靈活性，也增添了復(fù)雜性。隨著超超臨界機(jī)組蒸汽壓力的升高，直流鍋爐中間點(diǎn)汽溫（通常取啟動分離器出口汽溫）和過熱器出口汽溫控制點(diǎn)的溫度變動慣性增加（亦即比熱增加），時(shí)間常數(shù)和延遲時(shí)間相應(yīng)增大，在燃料或給水量擾動時(shí)，超超臨界鍋爐的蒸汽溫度變化具有更大慣性。

在超超臨界機(jī)組起動和低負(fù)荷（小于最低直流負(fù)荷）運(yùn)行期間，必須投入啟動系統(tǒng)，因此也增加了鍋爐啟動系統(tǒng)對控制的要求。對于直流爐來講，為了確保水冷壁在低負(fù)荷時(shí)有效的冷卻，通過水冷壁的流量不能小于某個(gè)值，即最低直流負(fù)荷。當(dāng)機(jī)組啟動和停爐時(shí)，啟動系統(tǒng)投入使用，由于啟動系統(tǒng)要經(jīng)歷不同的運(yùn)行狀態(tài)（濕態(tài)和干態(tài)），故須采用不同的控制方式（濕態(tài)和干態(tài)）且能平穩(wěn)自動地切換。

在鍋爐點(diǎn)火以前，循環(huán)泵啟動系統(tǒng)投運(yùn)；分離器水位由控制鍋爐母管給水流量來實(shí)現(xiàn)。此時(shí)給水旁路調(diào)節(jié)閥控制分離器水位，循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)閥控制給水流量，并有循環(huán)泵進(jìn)出口差壓保護(hù)回路。鍋爐點(diǎn)火后，省煤器入口的給水流量保持在某個(gè)最小常數(shù)值；當(dāng)燃料量逐漸增加時(shí)，隨之產(chǎn)生的蒸汽量也增加，從分離器下降管返回的水量逐漸減小，鍋爐給水流量逐漸增加，以保證省煤器入口的給水流量保持在某個(gè)最小常數(shù)值，分離器入口濕蒸汽的焓值增加。當(dāng)分離器入口蒸汽逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，蒸汽流入分離器，此時(shí)沒有水可分離，鍋爐給水流量等于省煤器入口的給水流量，但仍保持在某個(gè)最小常數(shù)值。此時(shí)給水調(diào)節(jié)切換到給水流量控制。隨著燃燒率繼續(xù)增加，在分離器中的蒸汽慢慢地過熱。分離器出口實(shí)際溫度仍低于設(shè)定值（由鍋爐主控指令經(jīng)函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生），溫度控制還未起作用。所以此時(shí)增加的燃燒率不是用來產(chǎn)生新的蒸汽，而是用來提高直流鍋爐運(yùn)行方式所需的蒸汽蓄熱。當(dāng)分離器出口的蒸汽溫度達(dá)到設(shè)定值，進(jìn)一步增加燃燒率，給水量也相應(yīng)增加，鍋爐開始由定壓運(yùn)行轉(zhuǎn)入滑壓運(yùn)行。汽溫信號通過選大器，溫度控制系統(tǒng)投入運(yùn)行，分離器出口的蒸汽溫度由“煤水比”控制。當(dāng)鍋爐主蒸汽流量增加至40%BMCR，鍋爐轉(zhuǎn)入干態(tài)運(yùn)行。在干態(tài)自動方式時(shí)，循環(huán)泵自動停，隨即暖管系統(tǒng)投入運(yùn)行，啟動系統(tǒng)暖管調(diào)節(jié)閥控制分離器下降管水位。

從以上幾點(diǎn)可知，超超臨界鍋爐給水系統(tǒng)更難于控制，情況更復(fù)雜了一些。在規(guī)定的運(yùn)行工況下，必須維持某些比例常數(shù)，而在變工況下必須使這些比例按一定規(guī)律變化，而在啟動和低負(fù)荷時(shí)，要求更大幅度地改變這些比例，以得到寬范圍領(lǐng)域的自動控制。為此，必須設(shè)計(jì)更完善的給水閉環(huán)控制系統(tǒng)，在啟動工況更多的采用變參數(shù)變定值技術(shù)，所有控制功能應(yīng)在前饋技術(shù)的基礎(chǔ)上完成，并連續(xù)地校正控制系統(tǒng)的增益。

2給水控制系統(tǒng)的工作原理

給水控制的總體思路是以燃水比為基礎(chǔ)，利用分離器出口蒸汽焓值和一級過熱器兩端的溫度變化進(jìn)行修正，計(jì)算得到總的給水量需求。實(shí)現(xiàn)這一思路的方法為考慮省煤器出口到分離器出口這一段的焓值變化，計(jì)算出這一段總的焓增和單位工質(zhì)的焓增，從而計(jì)算出給水量的需求。根據(jù)鍋爐主控指令以及鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出一級過熱器入口單位工質(zhì)設(shè)計(jì)焓值和省煤器出口單位工質(zhì)設(shè)計(jì)焓值，兩者相減得到設(shè)計(jì)單位工質(zhì)焓增。根據(jù)鍋爐主控指令以及鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出相應(yīng)鍋爐負(fù)荷下設(shè)計(jì)蒸汽流量和減溫噴水流量，兩者相減得到設(shè)計(jì)給水流量需求。設(shè)計(jì)單位工質(zhì)焓增和設(shè)計(jì)給水流量需求兩者的乘積即為設(shè)計(jì)總焓增。以上計(jì)算均考慮其蓄熱遲延時(shí)間。利用飽和溫度變化率乘以水冷壁管的金屬質(zhì)量的熱容量來計(jì)算得到金屬部件所吸收的熱量，設(shè)計(jì)總焓增減去金屬部件所吸收的熱量得到設(shè)計(jì)有效焓增。

飽和溫度按照IFC-97 公式計(jì)算：

為減少計(jì)算負(fù)荷，分離器出口過熱蒸汽的焓采用下面的簡單擬合公式：

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

（適用范圍：0～40MPa，273.15～1073.15K），省煤器出口不飽和水的焓采用下式擬合：

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

（適用范圍：10～40MPa，160～250℃）。

其中：h —— 焓，KJ/Kg

P，p —— 壓力，MPa

P* —— 基準(zhǔn)壓力，MPa

T —— 溫度，K（℃＋273）

T* —— 基準(zhǔn)溫度，1K

t —— 溫度，℃

3給水控制系統(tǒng)的DCS實(shí)現(xiàn)

由鍋爐主控指令以及鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出分離器出口單位工質(zhì)設(shè)計(jì)焓值，同時(shí)考慮一級過熱減溫要求分離器出口增減的蒸汽焓，得到分離器出口蒸汽焓設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)方式是利用T 控制器。論文參考網(wǎng)。T 控制器設(shè)定值為根據(jù)一級減溫器出口溫度和設(shè)計(jì)溫降推算出一級減溫器前溫度（原理類似一級減溫主回路設(shè)定值的生成），測量值端為實(shí)際的一級減溫器前溫度，若設(shè)定值比實(shí)測值大，說明一級減溫器前溫度偏低，需增加分離器出口蒸汽焓。論文參考網(wǎng)。經(jīng)過一級過熱減溫器兩端的溫度降修正的分離器出口蒸汽焓設(shè)定值進(jìn)入焓值調(diào)節(jié)器與實(shí)際的蒸汽焓進(jìn)行偏差運(yùn)算，輸出作為省煤器出口到分離器出口單位工質(zhì)焓增的修正值。修正的分離器出口蒸汽焓設(shè)定值減去省煤器出口實(shí)際焓值得到省煤器出口到分離器出口單位工質(zhì)焓增的基本值，基本值與修正值之和作為單位工質(zhì)在此段內(nèi)的最終焓增。為防止焓值調(diào)節(jié)器工作時(shí)低于本生點(diǎn)，需對焓值調(diào)節(jié)器的輸出進(jìn)行限制，同時(shí)也利用省煤器流量裕度對T調(diào)節(jié)器輸出進(jìn)行限制，兩者限制值隨鍋爐負(fù)荷變化而變化。將焓值控制器的輸出送到鍋爐主控回路中作為其前饋，以減少燃料和給水間的影響。為保證給水流量總是超過本生流量和循環(huán)流量，對給水流量設(shè)定進(jìn)行最小值限制。防止儲水箱水位和給水控制系統(tǒng)間的相互影響，將循環(huán)水流量的實(shí)際微分信號引入到給水流量需求生成回路中，當(dāng)循環(huán)水流量呈增加趨勢時(shí)，適當(dāng)減少給水流量需求，這樣就可減少兩者間的影響，當(dāng)鍋爐停運(yùn)或循環(huán)水調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時(shí)，取消此前饋信號。本設(shè)計(jì)方案對鍋爐側(cè)采用水跟煤的控制方案，即用燃料量校正主汽壓力的穩(wěn)態(tài)偏差，燃料量改變時(shí)，根據(jù)一個(gè)函數(shù)發(fā)生器改變給水流量設(shè)定值，以粗調(diào)水煤比，用主給水流量校正中間點(diǎn)溫度的穩(wěn)態(tài)偏差。邏輯原理如下圖

下列情況下鍋爐給水主控強(qiáng)制手動：

汽水分離器出口溫度壞質(zhì)量

鍋爐給水流量信號故障

小汽機(jī)均手動

電泵耦合器投自動

在實(shí)現(xiàn)給水控制的系統(tǒng)中，Ovation系統(tǒng)是EMERSON公司開發(fā)的一套集過程控制和企業(yè)管理一體的新一代集散控制系統(tǒng)(DCS)，功能強(qiáng)大。系統(tǒng)主要功能塊新型PID控制器，功能如圖4所示。

圖4：新型功能塊示意圖

此功能塊與傳統(tǒng)PID控制算法相比有如下特點(diǎn):對微分作用的算法做了改進(jìn);在串級組態(tài)方式時(shí)，當(dāng)遇到限制值時(shí)，禁止增加和禁止減少信號，防止主回路出現(xiàn)積分飽和;顯著提高了控制器在飽和狀態(tài)時(shí)對控制偏差信號方向突然變化的響應(yīng)時(shí)間，既可執(zhí)行無相互影響的PID控制算法，也可執(zhí)行有相互影響的經(jīng)典的PID控制算法;具有快速飽和恢復(fù)選擇的功能等。形成的給水控制邏輯如下圖：

4給水控制系統(tǒng)運(yùn)行中的問題及改進(jìn)措施

給水控制系統(tǒng)在電泵與汽泵負(fù)荷轉(zhuǎn)移以及并泵過程中容易引起給水流量大幅波動。由于直流鍋爐不象汽包爐那樣有汽包緩沖，給水流量的波動會直接影響汽溫、汽壓和負(fù)荷的穩(wěn)定。為了穩(wěn)定機(jī)組的運(yùn)行，切換過程必須十分緩慢地進(jìn)行，運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度較大。這主要是控制系統(tǒng)自動分配轉(zhuǎn)速控制指令的結(jié)果。為此，可對系統(tǒng)進(jìn)行兩點(diǎn)改進(jìn)：一是以泵出口壓力和給水母管壓力的差值作為邏輯信號。當(dāng)其差值大于零時(shí)，泵就開始帶負(fù)荷。當(dāng)差壓小于零時(shí),泵未帶負(fù)荷，限制器VL起作用,其轉(zhuǎn)速指令的變化對處于自動狀態(tài)的泵指令基本不產(chǎn)生影響,運(yùn)行人員可以較快地手動調(diào)整待并泵的轉(zhuǎn)速,使之較快地帶上負(fù)荷。處于自動狀態(tài)的給水泵能在不受手動泵轉(zhuǎn)速變化干擾的條件下控制好給水流量。一旦泵出口逆止門開啟，泵帶上負(fù)荷，限制器就不起限制作用，運(yùn)行泵分享調(diào)節(jié)器輸出的自動控制指令，共同完成給水調(diào)節(jié)任務(wù)。二是在取消限制作用的瞬間，對副調(diào)節(jié)器的輸出進(jìn)行一次跟蹤計(jì)算。跟蹤計(jì)算就是要使副調(diào)節(jié)器的輸出指令與和取消限制之前的各泵實(shí)際轉(zhuǎn)速指令相適應(yīng)，以防止取消限制器可能產(chǎn)生的擾動。

總之，超超臨界機(jī)組與相同容量的亞臨界汽包爐相比，自動化系統(tǒng)的規(guī)模，即所需的自動控制和儀表裝置大致相同，但超超臨界鍋爐的給水控制更為復(fù)雜一些，要求自控設(shè)計(jì)人員與鍋爐設(shè)計(jì)人員配合，了解直流鍋爐運(yùn)行特點(diǎn)，運(yùn)用更先進(jìn)的控制理論和更完美的控制策略。