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第1篇：自動控制原理論文范文

關鍵詞：自動控制原理 過程考核 一紙開卷

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

“自動控制原理”作為自動化及相關專業的專業基礎課程，在自動化專業中，起到承上啟下的核心作用。同時，在化工、機械等專業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、學生難學的雙重困惑，特別是其考核方式和考核內容在某種程度上直接影響學生的學習態度和積極性。進行考核制度改革，是調動學生學習積極性，提高教學質量的一種重要方法。傳統的考核方式大多采用閉卷或者開卷考試，存在不少弊端。

1 傳統考核方式及弊端

（1）不能有效促進學生對課程知識的積累，而且難以客觀評價學習效果。目前，獨立學院考試沿襲了傳統的課程考核模式，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效果和學生學習水平的主要依據。這樣會造成學生考試易存在作弊心理，考試臨時抱佛腳現象。

（2）使教與學不能較好結合。在獨立學院中，大多數學生學習只是為了考試及格，平時在課堂上和課后都不用心，不操心，得過且過，敷衍了事，很少主動總結教師課堂內容和找教師答疑。在傳統考核模式中，閉卷考試容易照成學生死記硬背，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生創新和個性的成長。開卷考試容易形成學生不勞而獲的意識，往往把考試寄托在課本和作業上，不會主動學習。這就達不到教與學的有機結合，不能取得較好的教學效果。

2 自動控制原理考核改革的思路及方法

（1）改革考核內容，培養學生創新應用能力。自動控制原理在實際生活中應用非常廣泛，因此，在制定課程考核內容時，要與實際生活、先進技術和先進思想相鏈接，考核學生創新和靈活運用知識的能力。考核中要注重學生個性的培養和發揮，使具有特殊學習興趣和有想法學生的才能得到發揮。比如，自動控制原理也是一門自動化專業和相關專業的考研課程，一部分學生需利用本課程學習考研，因此在制定課程考核時，可通過適當增加與考研內容相關的考核試題，同時，加大考研課堂討論力度。這樣，即能滿足一部分學生考研需要，也能滿足大部分學生的學習需要。考試不能完全限制答案，除了原理性、原則性的問題，對于學生似是而非、較牽強的答案，特別是比較新穎的答案，要給以肯定，不能全盤否定，以利于加強學生的學習積極性、創新能力、主動思考和發散性思維的培養。

（2）加強過程考核。傳統考核模式可能會導致教與學相脫節。實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、理論知識與實踐知識的分割、知識排序方式與知識學習方式分割的缺陷。[2]過程考核是課程教學體制中不可或缺的一部分，即體現了考核成績的科學性，也體現了公平性，一定程度上也杜絕作弊和臨時抱佛腳的心理，有利于培養學生重結果更重過程的人生觀和世界觀，為以后進入社會，進入職場有更好地發展。

例如，在自動控制原理課程教學中，為了增強學生的自主學習性，加大平時成績的比重，把平時成績提高到總成績的50%，同時，將考勤、課堂考核、課堂討論、課堂提問、答疑、課后作業、學生互動和課程論文等納入平時成績。在平時成績中，還要加大課堂討論和課堂提問在平時成績中的比重。這樣，既體現了公平性，又增加了學生的學習積極性，同時，開擴了學生的思維，培養了學生思考問題、分析問題和解決問題等多方面培養的能力，充分調動學生的自主學習性。

（3）引入“一紙開卷”。“一紙開卷”是指在考試開始前兩周由系部統一發給學生印有“自動控制原理考試專用紙”字樣的試卷紙，學生可在試卷紙上書寫與考試內容有關的公式、內容等，考試時允許帶進考場。[3] 考試結束后與試卷一起上交，否則視為作弊處理。

采用“一紙開卷”考核的優點主要體現在以下2個方面：（1）可有效避免學生死記硬背公式和知識點，減輕學生負擔。自動控制原理課程具有理論性強、含有大量公式和圖形曲線等特點。采用“一紙開卷”的考試形式，學生可以不用死記硬背公式，可以把大量時間和精力放在知識點的理解和歸納總結上，有利于提高學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。考試前，學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的知識點寫下來，這樣，考試時，部分基礎薄弱、學習成績較差的學生基本上不需要攜帶一些采用閉卷考試時常用的作弊小抄，而且也有利于調節學生的考場氣氛，緩解考試時的緊張。

（4）加強考核反饋機制。考核的目的，是為了檢查學生是否掌握所學知識解決問題的能力。考核結束后，要形成反饋機制，及時的把考核結果反饋給學生，完善學生知識點的理解。特別在過程考核時，比如，在學生完成課后作業、課堂測試和課程論文后，教師要及時的根據完成情況，對學生解題或理解錯誤問題進行案例講解，對重點知識點特別強調，要求學生及時修改錯誤，加強和完善知識點的理解。

3 結語

在獨立學院學生教學過程中，自動控制原理考核改革還任重而道遠，但教師應圍繞以培養一線應用型人才為理念的原則，培養學生的創新和實踐應用能力，培養面向現代社會的高新技術產業所需的復合應用型人才。實行“一紙開卷”和加強課程過程考核相結合的考核思路，推動了教學改革，促進了學生的主動學習能力，加強了學生的創新和綜合應用能力，避免了過去傳統考試模式作弊、臨時抱佛腳、單純應付考試和只要60分及格等心里和行為，提高教學質量。

參考文獻

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

第2篇：自動控制原理論文范文

論文關鍵詞：自動控制原理；教學改革；知識線索；創新

“自動控制原理”是高校自動化專業的專業基礎課，是電氣信息類、機械類、環境工程類等專業的學科基礎課。在整個專業知識體系中占據非常重要的地位，具有承上啟下的作用。通過對控制理論知識的學習，使學生掌握分析、測試和設計自動控制系統的基本方法，培養學生對控制系統的工程實踐能力和創新能力，為后續如“計算機控制技術”、“過程控制系統”、“電氣控制”、“先進控制系統”等專業課程提供理論基礎和分析設計方法。該課程內容涉及數學、物理、電子、電機、機械等多學科領域，還與實際工程系統的控制密切相關，具有內容豐富、理論性強、涉及知識面廣、更新發展快等特點，有一定的深度和學習難度。學生在學習過程中容易感到枯燥乏味，產生厭學情緒。教師在教授過程中也容易過分強調理論知識的數學推導，忽視工程應用。為了促進教學質量的提高，對該課程進行教學改革是十分必要的。

一、優化課程內容，把握知識線索

1.重點突出

隨著專業口徑的不斷擴寬，各門課程的教學內容也不斷膨脹和加深，自動控制原理課程也面臨著內容多和課時少的矛盾，所以要精選課程內容，突出重點。下面將每章中的一些重點分別加以闡述：

“控制系統基本概念”重點是自動控制系統的基本工作原理，自動控制系統的結構及特點、組成和基本環節，自動控制系統的性能指標，自動控制系統的類型。

“控制系統的數學模型”重點是動態微分方程的建立，傳遞函數求解，系統動態結構圖變換。

“線性連續系統的時域分析”重點是自動控制系統的暫態過程分析，代數穩定判據，穩態誤差求解，根軌跡的繪制，用根軌跡法分析系統的性能。

“線性連續系統的頻域分析”重點是頻率特性的繪制，頻率特性與系統時域指標之間的關系，頻域指標，Nyquist判據。

“線性系統的校正”重點是系統設計的思想，串聯校正的特性及作用，校正方法。

“非線性系統分析”重點是非線性系統動態過程的特點，描述函數法，改善非線性系統性能的措施及非線性特性的利用，相平面法。

“線性離散系統”重點是離散時間函數的數學表達式及采樣定理，線性常系數差分方程與脈沖傳遞函數，采樣控制系統的時域分析，采樣控制系統的頻域分析與數字校正。

2.線索清晰

自動控制原理課程理論性強、內容多、涉及大量數學知識。同學們在學習過程中常常不清楚各個知識點之間的相互聯系，以及各個章節之間的因果關系，總感覺“不識廬山真面目”，學習起來很費力。所以在教學過程中，教師應當理清線索。就自動控制原理本身的內在體系而言，是按照“系統建模、系統分析、系統綜合”這個主線展開。系統建模是系統分析和系統綜合的基礎，數學模型有時域模型、復域模型和頻域模型。系統分析是圍繞穩定性、穩態性能和瞬態性能展開，系統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“時域法、根軌跡法和頻域法”。如果以系統為線索，可以分為“線性系統、離散系統、非線性系統”。這幾條線索相互交叉，教師在講授知識點時應抓住這幾條線索，讓同學們先從宏觀上知道各個知識板塊章節間的因果關系，再從微觀上來具體消化每個知識點，這樣學習起來就更輕松。

二、結合工程實際，培養創新思維

自動控制原理課程不僅理論性強，而且工程實踐性也強。在原理的講授中要注重培養學生的工程思維習慣，不僅可以使學生更好理解理論知識，也可以培養學生的創新意思。例如在講授反饋原理時，可以結合生活當中的空調溫度控制系統工作原理進行講解。并注意引導學生自己聯系生活中的事例結合控制原理的知識進行分析，激發學生的學習興趣。在引用工程實例的同時還應注意結合專業學科方向，針對我校是農業院校的特點，可以對溫室大棚的控制系統工作原理進行介紹。另外，還應注意引用自動化領域的一些前沿技術。例如哈勃太空望遠鏡指向系統能在644km處將視野聚集在一枚硬幣上，望遠鏡的偏差在一次太空任務中得到了大規模的校正。根據這個工程背景，讓學生對哈勃太空望遠鏡指向系統建立數學模型，并按照設計要求進行系統分析。對興趣濃厚的學生，還可啟發如果在控制結構中，引入串聯PI控制器，可否進一步優化系統性能。通過這些示例的講解，使學生對自動控制原理實際應用有更深刻的認識。

三、豐富教學手段，提高教學效果 　1.引入多媒體輔助教學

傳統的板書式教學，教師需花費大量的時間在公式推導和曲線繪制上，課堂氣氛枯燥而沉悶。隨著計算機的普及，采用多媒體輔助授課方式可以在繪圖的準確性和快速性方面有較大提高，從而提高教學效率，另外有助于學生對抽象知識的理解。但是，任何事物都有兩面性，多媒體教學也存在教學內容大，學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為主，對于一些重點難點適當的輔以板書，放慢速度。同時要注重師生之間的課堂互動，充分發揮兩種教學手段的優點，提高教學效果。

2.加強MATLAB的應用

MATLAB軟件功能強大，具有先進的視覺化功能，是一種完善的科學計算語言。通過MATLAB仿真教學，使學生對新知識印象深刻。特別是研究系統中某個參數或環節變化時對系統的影響，可以很直觀的通過MATLAB展現出來。例如若已知某系統的開環傳遞函數為：，求當K分別取1300和5200時，試繪制系統的奈奎斯特圖，并判斷系統的穩定性。

通過用MATLAB編程，可繪制出系統的奈奎斯特圖如下：

當K=1300，系統穩定，對應的階躍響應是衰減振蕩；K=5200，系統為臨界穩定，其階躍響應則表現為等幅振蕩。

筆者編寫了《MATLAB程序設計及其應用》教材，充分發揮MATLAB在自動控制原理教學中的應用，取得了滿意的教學效果。

3.結合網絡教學

網絡教學是課堂教學的延伸。通過網絡教學，學生可以加深對課堂教學內容的理解，擴大知識面，并提高學生分析問題、解決問題的能力。充分發揮網絡資源的優勢，在增加知識面、提高效率、因材施教等方面對課堂教學起到了很好地補充作用，有利于充分發揮學生的主觀能動性。

四、改進實驗教學，強化動手能力

實驗教學不僅是對理論知識的驗證，更重要的是培養學生動手能力、基本科研能力和創新能力的重要環節。

1.仿真實驗和物理實驗相結合

傳統的自動控制原理實驗課程為物理實驗，利用實驗箱，將相應的有源網絡模塊連接成典型環節或系統，再施加典型信號，通過示波器觀察實驗結果。學生在實驗中對于所調節的參數和系統性能的關系難以真正理解，并且在使用中也容易損壞元件，而且元件的非線性，也會影響實驗結果。利用MATLAB軟件的SIMULINK仿真平臺作仿真實驗，能很好解決物理實驗的不足，并加深對課程知識的理解，還可以將實驗延伸到課外進行。

2.驗證實驗和設計實驗相結合

傳統的實驗一般都是驗證實驗，教師給出實驗目標和要求，學生根據實驗步驟來進行實驗，這類實驗對于知識點的學習和理解是有必要的，但是按部就班的實驗過程不能培養學生的創新思維。因此，在課程設計的形式上可開展一些設計性的實驗。教師給出設計題目，學生進行方案的設計、選擇、實施，從而培養學生的創新熱情。

3.課堂實驗和開放實驗相結合

課堂實驗的時間是有限的，應充分利用課外時間展開開放性實驗。開放性實驗應結合工程應用背景和教師的科研項目，以鍛煉學生的科研能力。

第3篇：自動控制原理論文范文

關鍵詞 自動控制原理 實踐教學 教學改革

自動控制原理是自動化相關專業的一門非常重要的基礎課程，它在整個自動化相關專業教學體系中有著極其重要的地位，學好它可以為后續課程的學習打好基礎。但是從以前的自動控制原理課程的教學中可以發現，傳統的理論教學和實踐教學，它的教學效果并不是很理想。為了提高自動控制原理課程的教學質量和教學效果，本著為國家培養應用型人才的原則，自動控制原理教學改革勢在必行。

1教學中存在的問題

（1）課程理論性太強，概念過于抽象，各個章節所講內容相互獨立，沒有考慮到前后聯系，知識跨越性大。

（2）教學方式中絕大部分教師僅在課堂上講解理論知識，缺少理論聯系實際，造成理論與實踐脫節，學生接受較困難。

（3）考核方式單一， 往往以一張試卷決定此門課程的最終成績，缺少對學生的學習過程考核和實際動手能力的考核。

（4）實驗課主要是一些驗證性實驗，而且采用兩種模式，一種是基于MATLAB軟件仿真實驗模式，一種是基于電子線路的控制系統硬件實驗模式，軟件模式不接觸實際器件，容易造成學生對控制系統的感性認識不夠，也不能鍛煉學生的硬件調試能力。硬件模式能鍛煉學生的動手實踐能力，但由于系統構建和測試會消耗掉較長時間而導致學生專注于電路的實現，忽略對所搭建的控制系統的實驗結果分析和思考。

2教學內容和方法的改革

2.1教學內容選擇

在教學內容的選擇上，三本院校應以崗位能力的培養為目標，分析該崗位所應具有的技能和知識，選擇相應的課程內容；將課程內容與國家職業資格標準和崗位技能進行有效銜接，優化整合教學內容。另外教學內容還要考慮實用性， 與實際工程應用相結合。可以把實用性作為知識點評判的重要標志，教學內容要選擇工程實踐中用的比較多的作為教學重點。除此之外， 適度性也是三本院校此門課程教學內容需要強調的，所謂適度性，是指對所選的教學內容，原理不能太復雜、內容不能太多，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的分析和復雜的推導，在闡明原理的內涵后，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踐中補充。

2.2章節關系的把握

現在市面上出現的自動控制原理的教材一般更傾向于把各個章節的內容獨立出來，這便造成一個后果，學生學習過程中常常搞不清楚各章節知識點之間的關系，就無法做到融會貫通，在遇到實際問題時，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，弄清各章節之間的相互關系，各章節在整門課程中的位置。例如第二章數學模型的建立，建立方法：微分方程，傳遞函數，差分方程等，這一章是我們研究控制系統的基礎；第三章時域分析法，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的方法，也可稱為分析系統的工具；第六章系統校正，是設計系統的方法。從圖一中我們可以清楚的看到各章之間的關系。

2.3教學方法改革

2.3.1引用項目教學法

項目教學法就是師生以團隊的形式共同實施一個完整的項目而進行的教學活動，讓學生在教師預先給定“項目”的驅動下進行學習，并且緊密結合MATLAB等系統仿真軟件在自動控制方面的應用。這些項目可以是教師熟悉的所教學生專業的一些工程系統，或是自己工程實例或課題，在項目教學法實施中，教師將需要解決的問題以項目的形式布置給學生，學生以小組的形式，在教師指導下按照實際工作的完整過程，共同制訂計劃，團體協作完成整個項目，目的是引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“項目”，在完成項目的過程中，學生能夠體驗實際工程項目的流程，并理解把握相關知識和技能，培養其分析問題和解決問題的能力。采用項目教學法組織教學，不但可以調動學生的主觀能動性，挖掘學生的創造力，而且還能培養學生的團隊協作精神，提高學生的系統綜合設計的能力。

2.3.2任務驅動教學法

講新課前，由教師向學生布置本次工作任務，教師為學生分析說明工作任務，講解工作任務中所涉及的新理論知識，由學生自行學習并完成工作任務。在這過程中教師只是學習的組織者，起引導作用，最后由教師進行歸納總結，對新的知識點進行強化。使學生通過完成任務來學習新的知識，予理論于實踐中，擺脫了直接講授理論知識而帶來的枯燥感。使學生愿意去學，主動去學。

2.3.3互動教學法

課堂教學也可采用討論的方式， 學生是討論課的主體 ， 教師的作用是組織、引導 ， 由學生對討論題進行分析、綜合、歸納、推理， 得出結論。教師在完成一個章節的教學后，可以布置幾個綜合性的問題，讓學生自由分組形成課題組。利用課余時間通過查閱資料完成題目的分析、方案選擇、系統設計、結果分析，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在課堂上進行講解，并且接受教師和同學的提問，進行討論。在這個過程中，學生不僅培養了邏輯思維能力，也提高了分析問題和解決問題的能力，而且還培養了團隊協作能力和科技論文的寫作能力。而且還可以發現學生在自學過程中薄弱環節，及時加以彌補，對理論知識能更好地理解。教師可以根據討論中學生反映出的興趣點對教學過程進行優化，起到教學相長的效果。教學過程中，鼓勵學生進行課堂討論，對于教師給的題目學生可以充分發表意見和看法，與老師同學探討，將其由被動學習者變成主動學習者，在這過程中學生處于主體地位，教師只是引領者。

2.4實驗教學改革

2.4.1實驗模式改革

結合實驗的軟件模式和硬件模式的優點，構建適合學生應用的實驗平臺，實驗平臺主要由操作臺和實驗臺組成，實驗臺提供電路模塊，實驗過程中根據實驗需要組合構成自動控制系統的各種典型環節或系統。實驗臺內設計有數據處理單元，輸出以及與上位機通信。操作臺PC機裝有MATLAB軟件和虛擬電子工作平臺Multisim可以進行控制系統的模型仿真和電路仿真，這就形成了集模型仿真、電路仿真、硬件系統調試、軟硬件結合的一體化實驗教學模式。

2.4.2編寫實用的實驗指導書

教師應該自己編寫適合學生能力培養的應用性強的實驗指導書。在指導書里保留典型的驗證性實驗，增加綜合性和設計性實驗內容。在這本指導書中不要有實驗步驟，只有實驗要求，實驗原理和實驗思路。讓學生自己去思考實驗過程，完成控制系統的設計。讓學生扮演課堂的主角，讓學生在實驗操作中去發現問題、思考分析問題、進而想辦法解決問題。這不僅能調動了學生的積極性，還能鍛煉了學生獨立分析問題和解決問題的能力。

2.5合理利用各種資源

除課堂教學外，可充分利用校園豐富的網絡資源，實行網絡教學，把好的微課、慕課教學資源及課件于網絡教學平臺，使學生可以不受時間地點的限制進行學習，也可以在網絡上設置難題解析，在線討論等，以激發學生學習自動控制原理的興趣。并且鼓勵學生參加相關的知識講座或專業社團及大學生創新項目，在豐富學生課余生活的同時又是對課堂教學的補充；設立獎勵政策，獎勵相應的學分或獎學金，旨在鼓勵和培養學生的創新能力。

2.6師資隊伍的建設

教育離不開教師，一支優秀的教師隊伍，是教學改革的前提條件，同時也是加強素質教育和應用教育的基礎。所以學校要努力創造條件，讓教師經常有機會接受繼續教育和業務培訓，及時更新知識，不斷提高教師素質。可以采用企業鍛煉、掛職頂崗等方式定期到生產第一線學習實際應用技術， 積累應用于教學需要的職業技能、專業技術和實踐經驗；逐步建立起一支適合三本學校應用型教育的新型師資隊伍。

2.7考核制度的完善

考試是教學過程中的必要環節，是檢測教師傳授知識的情況和學生掌握知識效果的一種手段。自動控制原理課程的考試應該注重理論聯系實際，把筆試和實踐結合起來，以此來檢查學生對知識的掌握情況，以及動手能力和應用能力的培養。學生對理論知識的掌握情況可以通過筆試來考察；學生的應用能力和動手能力則要通過實踐來考察，確定這兩項考核所占的比例，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生對知識的掌握情況和運用知識的能力，給學生一個全面客觀的評價。

將現有的教學內容和方法進行改革，更新教學理念，豐富教學內容采用多樣化教學模式，有力提高課自動控制原理的教學質量和教學效果。

參考文獻

[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.自動控制原理實驗教程[M].北京：國防工業出版社，2010.

第4篇：自動控制原理論文范文

關鍵詞：自動控制，教學內容，教學結構，實踐教學

 

“自動控制原理”是研究控制系統的一般規律，為進行控制系統的理論分析和綜合運用，提供基本的理論依據和使用方法的一門專業基礎課程。同時，自動化專業的很多后續課程，如：“現代控制理論”、“過程控制”、“計算機控制”、“控制系統仿真”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，教師教好和學生學好該課程，對于自動化專業的學生來講，具有十分重要的意義。但由于該課程理論性強、涉及知識面廣、分析方法多、對數學知識要求高，學生在學習過程中常感覺內容抽象、難于理解，進而不能很好地掌握。為有效解決這一問題，結合在教學工作中的經驗和體會，認為應重點做好以下幾個方面的工作。

1 加強對教材內容的理解和把握，重組教學內容

一是統觀全局，分清層次，有詳有略，著力使學生掌握基礎知識，形成科學的知識結構。如：該課程的主要內容是經典控制，即重點在線性系統理論的學習，但由于在實際應用中，大多系統是非線性的，因此，有關非線性系統的教學內容需要進一步加強；計算機技術已在控制領域廣泛應用，需要適當增加一些系統分析工具的介紹，如Matlab相關軟件內容的學習；另外，根軌跡校正、等M圓、等N圓設計等內容在當前的工程設計中已很少使用，可只作簡要介紹。

二是深入理解和把握教材內容間的橫向和縱向聯系，按由整體到部分、由一般到個別、由淺入深、由易到難、由已知到未知的順序安排教學內容。該課程雖然內容多、涉及知識面廣，但教學內容間有著非常緊密的聯系。分析認為，在縱向上，應沿系統分析和系統設計兩條線，逐步深入地安排教學內容；在橫向上，應始終以“穩、快、準”的基本要求為核心，加強有關內容的相互滲透。

2 優化課堂教學結構，提高課堂教學效率

課堂教學結構是為了完成一定的教學目標，教師在時間和空間上，對各種教學因素的排列和組合，對課堂教學的整體安排。優化課堂教學結構就是使教師的教和學生的學的活動處于和諧、高效的最佳狀態。。

一是精心設計引言。“良好的開端是成功的一半”，一個好的引言能喚起學生的學習動機，激發學習興趣。通過靈活多變的方式設置問題是課堂導入的有效途徑，如：借助于多媒體手段，在引言中，先演示實驗現象，其后圍繞實驗現象講解教學內容，以激發學生的求知欲望。

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

三是合理設計板書。板書是課堂教學的一個重要組成部分，好的板書能喚起學生的求知欲，吸引學生專心聽課，方便學生記筆記并做好課后復習。每堂課的板書都應有一定的技巧性和實用性，要盡可能運用最簡潔的文字或符號使教材內容形象化、復雜問題條理化，要使學生僅通過板書，就能領略到全課的要點和應掌握的內容。需要特別指出的是，盡管應用多媒體教學手段，使得教學更加形象、直觀，但為了加強學生對課堂知識整體性和重點、難點的理解和把握，板書仍是不可替代的。

四是師生共同歸納小結。課后小結是一節課重點和難點的概括，此環節完成得好，可起到“畫龍點睛”的作用，如果這一步只由教師來做，不利于學生的提高，為此，可采用教師提示、學生歸納的方法。通過讓學生參與歸納一節課所學習的內容，可促使學生加深對課堂內容完整性的理解和認識，并可有效提高學生整體思維和口頭表達能力，這也是加強教、學和諧性和素質教育的重要體現。

五是用規范、幽默的教學語言。課堂教學中的語言一定要規范。。規范是技巧的前提。教師對原始概念的剖析，定理、原理的闡述等都必須用專業術語來準確表達，應堅決摒棄似是而非、模棱兩可的語言；同時，課堂教學中的語言應有一定的幽默性。應善于在“標準化”的語言中適時地加入一些幽默的語言，以此作為課堂教學的“調味劑”，以不斷提高學生的注意力，增強學習興趣，緩解學習中的壓力。

3加強實踐教學，鞏固理論教學效果

一是大力加強實驗課教學。該課程理論性很強，實驗課是其教學中的一個至關重要的實踐環節。實驗具有形象、生動的特點，實驗中蘊含著諸多實際因素，會出現很多意想不到的問題，有利于加深學生對課程內容的理解和掌握，有利于激發學生解決問題的興趣和熱情，有利于加強學生的感性認識，有利于培養學生的創新意識和動手能力。

二是增設課程設計環節。教學中發現，由于該課程理論性強、比較抽象，學生常對課程知識缺乏系統性的概念，缺乏綜合分析問題的能力，遇到實際問題時，常感覺無從下手。為此，增設了課程設計環節，如：給出一個隨動系統及其要求的性能指標，由學生進行系統建模和系統性能分析，在此基礎上，設計校正裝置，使系統滿足給定的要求。。實踐證明，通過課程設計環節，可進一步加強學生對理論知識的理解和應用能力，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”教學的幾點建議和思考，并且在教學過程中進行了多次嘗試，取得了較好的教學效果，受到了學生的好評。

參考文獻

1 胡壽松. 自動控制原理. 北京：國防工業出版社. 1999

2 高國焱, 余文. 自動控制原理. 廣州：華南理工大學出版社. 1999

3Richard C.Dorf, Robert H.Bishop. 現代控制理論. 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主要課程

1、主干學科：機械工程、材料科學與工程。

2、主要課程：高等數學、大學物理、基礎外語、哲學原理、計算機應用、機械制圖、理論力學、材料力學、機械原理、電工電子技術、金屬學、金屬工藝學、材料冶金與成型工藝、材料成型設備及方法、材料成型微機應用、先進制造技術、檢測技術與控制工程、技術經濟、CAD/CAM基礎、表面工程學等。

3、實踐教學：包括軍訓，金工、電工、電子實習，認識實習，生產實習，社會實踐，課程設計，畢業設計(論文)等，一般應安排40周以上。

材料成型及控制工程專業就業前景

材料成形及控制工程專業既不完全是按照行業特點設立的專業，也不是按照學科特征設立的專業，因此其發展具有其特殊性。

按照本專業的情況及市場需求情況進行分析，估計本專業今后的發展將主要表現為以下幾個方面：

1.先進制造技術將成為本專業今后的主導技術發展方向。

2.厚基礎、寬專業將成為本專業人才培養的主要模式。

3.在今后一段時期內，分類培養仍將占據主要的地位。

材料成型及控制工程專業培養目標

第6篇：自動控制原理論文范文

關鍵詞：中央空調；節能技術

中圖分類號：S210文獻標識碼： A

引言

近年來，伴隨著人們追求更高的物質文化生活水平，要求創造舒適而健康的室內空氣環境，中央空調勢必成為21世紀健康環境不可或缺的重要組成部分之一。但中央空調系統運行耗能很大，在某些工業發達國家，供暖和空調系統的能源消耗約占國家總能源消耗的1/3。因此，提高空調系統的能源利用效率已成為空調工程技術的一項重要課題。為了降低空調系統的能耗，在世界能源日益緊張、環境保護日益重要的今天，探討空調系統的節能環保問題意義重大。

一、中央空調的特點

1、對象特性

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

2、溫濕度相關性

多數情況下，空調控制主要是對空調房間內溫度和濕度的控制,這兩個參數常常是在一個調節對象里同時進行調節的兩個被調量，且這兩個參數在調節過程中又相互影響。

3、干擾性

空調系統運行中,由于氣溫、太陽輻射、風、晴、雨、雪等外部條件和空調房間中設備、投入運行的多少,以及人員的增減等內部條件的變化,都會干擾空調系統的運行。

4、整體控制性

空調自動控制系統一般是以空調房間內的空氣溫度和相對濕度控制為中心,通過工況轉換與空氣處理過程每個環節緊密聯系在一起的整體控制系統。空調系統中空氣處理設備的啟停都要根據系統的工作程序,按照有關的操作規程進行,處理過程的各個參數調節及聯鎖控制都是與室內溫、濕度密切相關的。

5、多工況運行及轉換控制

由于空調系統是在全年的室內外條件變化下,按照一定的運行方式(即工況)進行調節的。同時在內外條件發生顯著變化時要改變運行調節方式,即進行運行工況的轉換。

二、中央空調系統節能的意義

1、建筑節能法規要求空調系統降低能耗

長期以來，當季節變化、晝夜溫差變化、溫室效應和空調實際使用工況發生變化時，中央空調系統在傳統的運行模式下，能源浪費很大。就我國情況而言，現代建筑中采用中央空調的民用、公用及商用建筑，中央空調能耗約占整個建筑總能耗的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。近年來能源短缺的現實迫使國家把公共建筑節能提升到戰略高度，相應制定了節約能源法，對公共建筑能耗國家實施國家節能標準。

2、產業辦公樓宇的發展對空調系統節能提出了更高的要求

現階段，產業辦公樓從發展初期的以“產權式商鋪”為主要銷售模式逐漸被經營持有型物業所取代，從投資者的經濟效益來說，過去一段時間由于利潤的實現，產業辦公樓多以出售為主，受短期利益的驅動，往往只追求建設階段的低成本和銷售時的高收益，對后期實際使用階段的效果和運營成本很少考慮，后期往往中央空調系統效率低、能耗大。而目前越來越多的項目——主要為商業辦公地產，以持有物業持續經營為主要贏利模式，這勢必使投資者及發展商從一開始就關注能耗問題。現階段我國中央空調能耗現狀概述我國現階段中央空調系統的應用中，更多的關注的是空調系統溫濕度控制效果及空氣品質控制效果，往往忽略了空調系統的能耗情況。

三、中央空調節能環保技術

1、太陽能空調

太陽能是一種可持續利用的清潔能源。利用太陽能供熱與制冷是近年來國內外新能源研究領域的熱點課題。利用太陽能真空集熱管與溴化鋰雙效吸收式制冷技術的有機結合，形成夏季制冷、冬季供熱和全年生活熱水供應的空調熱水機組，做到一機多用，從而可以顯著提高太陽能空調系統的利用率和經濟性。

太陽能空調熱水系統的優點：季節適應性好。太陽能空調系統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的迫切要求相匹配；太陽能吸收式空調熱水系統以不含氟氯烴化合物的溴化鋰為工作介質，無臭、無毒，減少了溫室氣體的排放量，有利于環境保護。

2、變頻空調系統

變頻空調是指采用變頻原理得到可變化交流電源來控制壓縮機的轉速，從而根據需要控制空調器的輸出能力。在中央空調系統中目前運行使用的大部分空調輸送系統，大都按傳統方法設計運行，即根據空調的最大負荷設計水系統和風系統，而空調系統大部分時間處于部分負荷狀態，一般水系統通過閥門節流，風系統通過再加熱等措施以適應部分負荷運行的需要，而采用此種調節方式能量浪費嚴重。有資料統計表明，此類調節方式中，定速泵和風機所耗電能有60％一70％消耗于調節閥、節流控制壓降等處，因此改變空調輸送系統的流量調節方式，節能潛力巨大，而變頻調速技術的發展成熟，可將其應用于空調輸送系統中，當空調負荷下降時，通過變頻裝置調節水泵(風機)的轉速，從而減少水(風)量，節省電機的耗電量，達到節能目的。

3、智能控制技術

智能控制技術是自動化技術發展到高級階段的產物，融合了控制技術、信息技術和人工智能等多種技術，包括模糊控制技術和神經網絡控制技術等。對于現代空調日益復雜的系統，傳統控制技術難以實現精確、可靠且有效的控制，智能控制技術因此應運而生。

（1）模糊控制技術

模糊控制是模糊數學、人工智能和計算機科學等多種學科相互滲透而產生的一種具有很強理論性的控制技術。模糊控制系統的理論基礎是模糊集合論、模糊邏輯推理規則和模糊語言變量，計算機控制技術是其系統的主要實現形式，其核心為智能模糊語言控制器。這種控制系統具有智能性和自學習性，并且并不需要建立精確的系統數學模型，適用于復雜的系統和過程。目前模糊控制已經在中央空調的定風量空調系統和變風量空調系統中得到了應用。

利用模糊控制技術對空調回風溫度和濕度進行自動調節，可以受到不錯的節能效果。利用溫度傳感器將測得的回風溫度信號輸入到模糊語言控制器中，并與給定值進行比較，根據比較結果自動調節回水調節閥的開度，以實現控制冷凍水流量的目的，從而使室內溫度穩定在設定值。對于這個自動控制系統，新風溫度的變化是系統的一個干擾量，為了提高系統的控制精確性，可以將新風溫度傳感器的信號作為一個反饋信號加入到系統中。采用模糊控制的回風濕度自動控制系統與回風溫度自動控制系統工作原理相類似。

（2）神經網絡控制。神經網絡控制融合了人工神經網絡理論和系統控制理論，屬于智能控制的另一個分支。其原理是模擬人腦神經系統的工作方式，以大量簡單的處理單于相互連接，構成一種復雜的網絡。神經網絡的結構可分為輸入層、隱含層、和輸出層。在中央空調的控制系統中，采用神經網絡代替原來的控制器或辨識器，就構成了神經網絡控制系統。這種控制方式對于復雜的、不確定的系統具有良好的控制效果，整個控制系統可以獲得較高的穩定性和動靜態性能。并且對于變化的環境有著良好的適應性。基于這些優秀的性能，神經網絡控制技術在中央空調的控制系統中也得到較多的應用。

結束語

我國的建筑施工中的中央空調的施工建設已經取得了長足地發展，節能環保技術成為施工技術中控制的重點，同樣的現今我國的很多的施工建設都是和節能相關聯，我國的科學家也在不斷地研究和探索節能的新理念，相信我國的中央空調的建設施工會更好的實現節能和環保這兩個目標。

參考文獻

[1]譚胤.張德源智能中央空調節能系統設計實現[期刊論文]-工業控制計算機2013.

第7篇：自動控制原理論文范文

[關鍵詞] 計算機控制技術 教學改革 教學實踐

隨著高等教育逐步實現由傳統的應試教育向現代的綜合素質教育轉化，傳統的教學模式正朝著學習理論知識、提高綜合素質、增強實踐能力、培養創新精神和創新能力的目標發展。

計算機控制技術課程是高等學校自動化專業的一門重要技術基礎課，課程的特點是實踐性強、與專業課密切相關，它涉及的基礎理論和知識面較廣，牽涉電氣、計算機、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、課程的性質與任務

《計算機控制技術》是自動化專業的專業課，和畢業設計前后銜接，共同完成本專業培養學生專業知識和實際工作能力的任務，培養自動化專業本科生熟悉計算機的最新發展動態，掌握計算機在自動化領域中的應用，通過本課程的學習，要使學生獲得：計算機控制系統的組成與典型應用方式；控制系統信號的輸入/輸出接口與通道；常規數字控制器的設計；常用應用程序設計；計算機控制系統設計；計算機控制系統的抗干擾措施等方面的基本概念、基本理論和基本設計技能，學生在學完本課程后，結合其他課程內容和畢業論文設計，可具備一定的開發計算機控制系統的能力。

二、教學方法的改革

現代科學技術的發展，要求我們培養的學生不是單純的繼承型、守業型人才，而是能夠獨立思考、善于進取、有創造性思維能力、能適應新形勢發展需要的開拓型人才。為適應人才培養的需要，改革課程教學方法和教學手段，是擺在我們面前十分重要的任務。

在課堂教學中采用知識點講授、課堂討論、演示輔導、工程實例分析相結合的方法，變單向灌輸為雙向交流；注重處理好難點與重點、概念與應用的關系，做到精講多練、邊講邊練、講練結合。選擇實用性、趣味性、有典型特色的教學實例，以激發學生的創新思維，增強專業課學習的興趣。

1.在本課程的教授過程中應特別注意計算機控制技術課程的教學目的和要求，由此決定在本課程的教學過程中應強調對基本概念、基本規律的講授，有關計算方法講授的目的是期望通過計算所得的結果進一步幫助學生對基本概念或基本規律的理解和掌握, 而不是培養學生的計算能力。

2.“學而必知其用”觀念貫穿整個教學過程。因為這門課程是前面幾門課程的綜合，它把前面的自動控制理論、單片機原理及應用、微機原理及應用、程序設計等幾門課程綜合在一起，形成一個自動控制系統。在教學過程中應對課程中各章節的作用有清楚的認識，應當明確課程各部分內容在實現培養目標中的作用。

3.采用“教、學、做相結合”的教學方法。教學中從最基本的應用實例出發，由實際問題入手通過技能訓練引入相關知識和理論，并且提出學習的內容、目的、要求及其他相關事項，后面由學生自主學習有關內容，再通過自己動手做實驗的方式來加深對所學知識的理解，同時獲得相關技能的訓練。這種在教師指導下，感性認識與理性認識交互進行，對學生自主學習起到良好的促進作用。

4.探究型教學。在教材的每章結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生對有些概念的深入理解和掌握，在教學過程中，對某些思考題組織學生進行討論或給予啟發說明，以培養學生的獨立思考、自主學習的能力。

5.利用小型的課程設計作業，進行計算機控制系統的設計，使學生自己動手設計一個真正意義上的控制系統。激發學生自主的創新意識，對學生綜合利用所學知識，進行有益的嘗試。

三、教學手段的改革

采用現代教育技術和傳統教學手段相結合，充分利用現代信息技術，大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用。目前，現代電化教育手段和多媒體技術等手段已全面引入各專業的教學，大大提高了課堂教學質量。本課程中部分章節采用CAI課件授課，數字控制器的設計部分要求的理論性較強，采用傳統的黑板教授的方式，使學生更好的理解數字控制器的設計原理和設計方法。

在教學手段上，開發了相關計算機輔助教學軟件，將傳統教學方法與多媒體、網絡教學、幻燈錄像等現代化的手段相結合，互相彌補，使教學內容形象直觀，易于理解，使教學過程更生動鮮明，更符合學生的年齡特征和思維特點，提高了教學效率，突出課程了重點和難點，更激發了學生學習的主動性。但是，通過教學實踐，教師們深刻認識到多媒體教學在增加教學信息量，提高講課效率的同時，也在某種程度上影響師生互動以及對教材與教學內容的感性掌握，為此，要注重做到傳統與現代結合，板書與電子課件結合，實現多種教學手段的有機結合，實現兩者優勢互補。

四、考試內容和方法的改革

結合本課程實踐性較強的特點，本課程考試應該由3部分組成：1.平時成績，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%。考試內容的重點放在計算機控制系統的重要組成部分：輸入輸出接口和通道設計兩個部分，其他部分的知識作為一些小知識點進行考試。此部分考試主要是讓學生掌握計算機控制系統中常用的一些芯片，控制系統的各個組成部分的設計方法，計算機控制系統的各種組成形式等一些常用內容。3.課程設計，設計題目是設計一個常用的計算機控制系統。此部分占最后考試成績的20%。在這個過程中，可以查閱任何資料，包括網絡上豐富的內容。通過課程設計來不僅可以鍛煉學生設計計算機控制系統的能力，掌握在計算機控制系統設計時應該注意的一些問題，還可以使學生學習查閱資料的方法，為將來的工作和繼續學習打下堅實的基礎。

第8篇：自動控制原理論文范文

關鍵詞：電氣自動化技術 應用電力系統 發展前景

中圖分類號： TM712 文獻標識碼： A 文章編號：

一．引言

我國對電氣自動化技術的研究與發展始于上世紀50年代，它是一門綜合性較強的技術學科，也是生產現代化的一種標志，近些年，計算機技術、通信技術、電子技術及嵌入式技術迅猛發展，也促進了電氣自動化技術在各行各業的應用取得了很大的進展。也引發了工程領域的一場技術革命。電氣自動化讓各個行業都走進了現代的、先進的生產方式與管理領域，走入了自動化發展階段。電力系統的發展使對電力的生產、傳輸及計量等提出了更高的要求，因此，將自動化技術應用于電力系統是行業發展的必要，自動化技術也是電力行業的發展中發揮出越來越重要的作用。

二．自動化發展趨勢。

自動控制技術正趨向于智能化、最優化、協調化、適應化、區域化發展。在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用，保證了控制操作的高可靠性。在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。

自動化的發展則趨向于：

（1）. 由開環監測向閉環控制發展，例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)；

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

（3）. 由單個元件向部分區域及全系統發展，例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展；

（4）. 由單一功能向多功能、一體化發展，例如變電站綜合自動化的發展；

（5）. 裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展，例如繼電保護技術的演變；

（6）. 追求的目標向最優化、協調化、智能化發展，例如勵磁控制、潮流控制；

（7）. 由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展，例如管理信息系統在電力系統中的應用。

三．機電自動化中電氣自動化技術應用方向。

1. 電力系統自動化實時仿真系統的應用。

該仿真系統在可提供大量實驗數據的前提下，還可多種電力系統的暫態及穩態實驗同步進行，還能用以協助科研人員測試新裝置，且多種控制裝置都能與其構成閉環系統，從而為靈活輸電系統及研究智能保護的控制策略提供了一流的實驗條件。電力系統數字模擬實時仿真系統的引進，方便了對電力系統負荷動態特性監測、電力系統實時仿真建模等方面進行深入研究，從而建成具備混合實時仿真環境的實驗室。

2. 綜合自動化技術與智能保護的應用。

目前，國內的綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平，智能自動化保護技術領域的研究相對處于國際領先水平，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。將國內外最新的人工智能、網絡通信、微機新技術、自適應理論、綜合自動控制理論等應用于電氣自動化保護裝置中，對電力系統自動化保護的新原理進行了研究，可以大大提高電力系統的安全水平，使得新型保護裝置具有智能控制的特點。

3. 電力系統中人工智能的應用。

電力系統及其元件的故障診斷、運行分析、規劃設計等方面將模糊邏輯、專家系統以及進化理論應用到實際研究，并且結合電力工業發展的需要，開展了電力系統智能控制理論與應用的研究，同時也開展了在上述實用軟件研究的基礎上以提高電力系統運行與控制的智能化水平。

4. 電力系統配電網自動化技術。

該技術采用的模型為最新國際標準公共信息模型，輸電網的理論算法采用與配網實際與高級應用軟件相結合，負荷預測時配合應用人工智能灰色神經元算法進行，最后進行潮流計算時采用配網遞歸虛擬流算法。電力系統配電網自動化技術取得了重大技術突破，主要表現在信息配網一體化、高級應用軟件、配網模型、中低壓網絡數字方面，最終，解決了載波正在配電網上應用的路由、衰耗等技術難題，正是因為采用數字信號處理技術，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用。

1. 辦公系統需要實現自動化。

辦公系統主要應用于企事業單位的管理系統等方面，構建企業自動化管理系統需要很多技術的支持，例如計算機技術，通信技術及自動化技術。自動化辦公系統是提高工作效率與管理效率的有效方法，因此，實施辦公自動化信息戰略是企事業實現現代化辦公的需求與趨勢。企業的辦公系統實現自動化可以基于軟件來實現，也可基于硬件與軟件相結合的方法來實現，但是要注意到系統的開放性，可擴充性及升級的簡易性。現行的辦公系統還要具有良好的兼容性，這樣可以有效的節約系統的資源，還可以節約成本，在實際的辦公自動系統中已經有了很多成功的案例。

2. 辦公自動化的技術平臺。

當前，有代表性的三種主流的辦公自動化技術主要有三種，既LotusDomino/Notes平臺上辦公自動化系統，它也是最早的辦公自動化應用系統；基于Microsoft平臺的辦公自動化系統模式，主要采用WinNT/2000操作系統，以ASP為開發語言提供內容存儲；還有就是基于基于Jsp/Java平臺的辦公系統，其實現原理與上一種技術基本是一樣的，只在是使用的開發語言上略有不同，且其在系統的維護上費用較高。這三種技術平臺在設計與實施辦公自動化系統上有不同的應用領域，也是推動辦公系統自動化進程的主要技術。現在已經演變出更多的技術來實現辦公自動化。

3. 辦公自動化系統的核心功能的實現。

辦公自動化系統的核心功能主要是公文的收文、批閱、流轉與存檔等。但在對公文處理一岙會涉及到公文的流轉，其過程實現是較為復雜的，在開發的過程中也會受到很多方面的制約。其中有公文的查閱權限調協，公文的、修改、刪除等操作，都要在辦公自動化系統中實現，其中的關鍵技術主要有數字簽名技術、傳輸加密技術以及審批身份驗證技術等。辦公自動化系統核心功能的劃分與實現要與客戶的需求分析為依據，其主要原則則是要達到理念優先、技術先進、功能齊全、性能優良、價格合理。這些也是辦公自動化系統發前的前景與方向。

五．電氣自動化在汽車性能設計上的應用。

近些年，我國的經濟取得了很大的發展，但是伴隨著汽車數量的增加與路況復雜程度的不斷提高，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。當前，汽車駕駛自動化的實現主要借助于計算機技術及控制技術來實現。現在，汽車的競爭已經進入了白熱化的狀態，汽車生產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展的一個重要方向。駕駛者可以在計算機的協助下將駕駛工作逐漸轉移到用自動化技術來實現，通過廠商的大力發展，自動化技術在提升道路利用率，降低車輛的制造成本及燃油消耗方面都取得了進展與突破，收獲了可觀的經濟效益。

六．發展前景。

1. 電氣自動化工程系統的統一化。統一電氣自動化工程系統對電氣自動化產品的設計、測試、開機、維護都有重要意義。能夠把開發系統從運行系統中獨立出來，這對電氣自動化工程控制系統來說，是跨越性的一步，能夠將系統通用化。系統的網絡應該保證現場的設施、監管體系、企業工程的管理數據保持共通。

2. 電氣自動化工程控制系統的市場化。產品想長久的發展，就要深化制造部門的體制改革，還要關注市場化的影響，以便保證產品能夠滿足市場的需要。同時，企業不僅要在技術的開發上投入，還要使零件的配套生產市場化、專業化。產業市場化是產業發展的必然趨勢，這對提升資源配置效率有著顯著的促進作用。

3. 電氣自動化控制系統的標準化接口。采用微軟公司的標準化技術后，工程的成本大大降低了，成功地實現了數據資源的共享。考慮到自動化系統策劃方案的重要，當企業進行系統連接時，必須采用微軟操作系統，那么這種情況下辦公室使用的就是 IP 系統，管理系統和自動化控制之間聯系的建立就是通過 PC 系統。程序標準化接口使廠家之間的數據交換有了保證，解決了通訊產生的難題。

4. 電氣自動化工程的生產將更加的安全。安全防范技術的集成化是電氣自動化工程控制系統的一個發展方向，重點就是保證系統的安全。在非安全狀態下，用戶要如何選擇才能實現安全。在分析我國市場的發展特性后，我們應該從最高安全級別開始，逐漸延伸到安全級別低的領域，硬件設備與軟件設備，公共設施層與網絡層，實現對此系統的安全設計的全面研究。

5. 電氣自動化工程控制系統的創新技術。在我國電氣自動化發展計劃的指導之下，隨著市場化的環境，不斷提升電氣自動化工程控制系統的創新能力。并且企業不斷吸收創新技術以提升自身的創新能力，而科研的投入，為電氣自動化的創新提供了更加廣闊的空間，加強政策上的扶持，健全、完善機制對創新都是非常有利的。目前我國企業主要生產一些中低檔次的產品，產品主要服務于中小型的項目，企業應該打開自主創新的新局面，轉換經濟增長模式，逐漸提升創新能力。

電氣自動化可以與地球數字化互相結合。此設想包含了自動化的創新經驗，可以把大量的相關數據整體為坐標，最終成為一個電氣自動化數字地球。將信息全部放入計算機中，與網絡結合，不管人們在什么地方，根據地球地理坐標，便能知道任何地方的數據信息。還可以加強企業與相關院校之間的合作。鼓勵企業到此專業的學校中建立車間，進行技術生產等，建立學習形生產培訓基地。還可以走入企業進行教學。將實踐能力和理論學習結合在一起。此外，還要與現代網絡聯系起來，積極利用已有的科學技術。加強專業培訓，提供研究人員水平等。

七．結束語

電氣自動化技術我國有幾十年的發展歷程，其中經過了多次變革與專業的調整，但是由于其應用范圍廣泛，在社會的各種生產層面都會有所應用，與其他科學技術相結合，也對推動了社會生產力的發展，促進了各個行業的發展。電氣自動化技術與其他科學技術的結合與滲透革新了傳統的方法與理念，必將為我國經濟發展起到了重要的作用。

參考文獻：

[1] 范海蛟. 關于機電自動化實際應用的分析 [期刊論文] 《北京電力高等專科學校學報(社會科學版)》 -2012年8期.

[2] 孫永和Sun Yonghe. 樓宇自動化技術在醫院機電設備管理中的應用 [期刊論文] 《中國醫院管理》 -2005年5期.

[3] 姜新星 姜浩． 電氣自動化技術在煤炭工業中的應用 [期刊論文] 《機電信息》 -2012年21期.

[4] 房付玉. 電氣自動化技術在煤礦生產中的應用 [期刊論文] 《產業與科技論壇》 -2011年23期.

[5] 范翔. 試論機電自動化技術及其發展 [期刊論文] 《科技創新與應用》 -2012年10期.

[6] 董玉泉. 試論機電自動化技術及其發展. [期刊論文] 《科技創業家》 -2013年3期

第9篇：自動控制原理論文范文

關鍵詞：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主要用來滿足機組運行需要，以維持燃燒穩定及保證鍋爐經濟安全運行。論文參考網。天津北疆發電廠2×1000MW機組鍋爐為超超臨界直流循環鍋爐，給水控制系統設計包括鍋爐運行所需燃料所對應的給水以及由中性點溫度控制偏置維持鍋爐干態運行的控制系統,本文對給水控制系統各部分進行分析論述，并給出控制功能的DCS實現。

1給水控制的特點

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，在鍋爐干態運行的條件下，給水控制的任務就是要保持進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運行，防止其返回濕態；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。當機組工況發生變化，尤其是給水流量或燃燒率等擾動時，鍋爐的蒸發段和過熱段受熱面將隨之發生變化，可能引起蒸汽溫度劇烈變化，危及機組安全運行。因此，研究直流鍋爐變工況時汽溫特性，改善控制策略，對于機組的經濟運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立的，亦即：給水→水位；燃料→產汽量及汽壓；噴水→汽溫。在直流鍋爐中，由于沒有汽包，蒸發與過熱受熱面之間沒有固定的分界線，當給水量或燃料量變化時都會引起蒸發量、汽溫和汽壓的同步變化，相互有牽制，關系密切，這樣給控制系統的設計和調整增加了靈活性，也增添了復雜性。隨著超超臨界機組蒸汽壓力的升高，直流鍋爐中間點汽溫（通常取啟動分離器出口汽溫）和過熱器出口汽溫控制點的溫度變動慣性增加（亦即比熱增加），時間常數和延遲時間相應增大，在燃料或給水量擾動時，超超臨界鍋爐的蒸汽溫度變化具有更大慣性。

在超超臨界機組起動和低負荷（小于最低直流負荷）運行期間，必須投入啟動系統，因此也增加了鍋爐啟動系統對控制的要求。對于直流爐來講，為了確保水冷壁在低負荷時有效的冷卻，通過水冷壁的流量不能小于某個值，即最低直流負荷。當機組啟動和停爐時，啟動系統投入使用，由于啟動系統要經歷不同的運行狀態（濕態和干態），故須采用不同的控制方式（濕態和干態）且能平穩自動地切換。

在鍋爐點火以前，循環泵啟動系統投運；分離器水位由控制鍋爐母管給水流量來實現。此時給水旁路調節閥控制分離器水位，循環泵出口調節閥控制給水流量，并有循環泵進出口差壓保護回路。鍋爐點火后，省煤器入口的給水流量保持在某個最小常數值；當燃料量逐漸增加時，隨之產生的蒸汽量也增加，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最小常數值，分離器入口濕蒸汽的焓值增加。當分離器入口蒸汽逐漸達到飽和狀態，蒸汽流入分離器，此時沒有水可分離，鍋爐給水流量等于省煤器入口的給水流量，但仍保持在某個最小常數值。此時給水調節切換到給水流量控制。隨著燃燒率繼續增加，在分離器中的蒸汽慢慢地過熱。分離器出口實際溫度仍低于設定值（由鍋爐主控指令經函數發生器產生），溫度控制還未起作用。所以此時增加的燃燒率不是用來產生新的蒸汽，而是用來提高直流鍋爐運行方式所需的蒸汽蓄熱。當分離器出口的蒸汽溫度達到設定值，進一步增加燃燒率，給水量也相應增加，鍋爐開始由定壓運行轉入滑壓運行。汽溫信號通過選大器，溫度控制系統投入運行，分離器出口的蒸汽溫度由“煤水比”控制。當鍋爐主蒸汽流量增加至40%BMCR，鍋爐轉入干態運行。在干態自動方式時，循環泵自動停，隨即暖管系統投入運行，啟動系統暖管調節閥控制分離器下降管水位。

從以上幾點可知，超超臨界鍋爐給水系統更難于控制，情況更復雜了一些。在規定的運行工況下，必須維持某些比例常數，而在變工況下必須使這些比例按一定規律變化，而在啟動和低負荷時，要求更大幅度地改變這些比例，以得到寬范圍領域的自動控制。為此，必須設計更完善的給水閉環控制系統，在啟動工況更多的采用變參數變定值技術，所有控制功能應在前饋技術的基礎上完成，并連續地校正控制系統的增益。

2給水控制系統的工作原理

給水控制的總體思路是以燃水比為基礎，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行修正，計算得到總的給水量需求。實現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，計算出這一段總的焓增和單位工質的焓增，從而計算出給水量的需求。根據鍋爐主控指令以及鍋爐設計參數計算出一級過熱器入口單位工質設計焓值和省煤器出口單位工質設計焓值，兩者相減得到設計單位工質焓增。根據鍋爐主控指令以及鍋爐設計參數計算出相應鍋爐負荷下設計蒸汽流量和減溫噴水流量，兩者相減得到設計給水流量需求。設計單位工質焓增和設計給水流量需求兩者的乘積即為設計總焓增。以上計算均考慮其蓄熱遲延時間。利用飽和溫度變化率乘以水冷壁管的金屬質量的熱容量來計算得到金屬部件所吸收的熱量，設計總焓增減去金屬部件所吸收的熱量得到設計有效焓增。

飽和溫度按照IFC-97 公式計算：

為減少計算負荷，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* —— 基準壓力，MPa

T —— 溫度，K（℃＋273）

T* —— 基準溫度，1K

t —— 溫度，℃

3給水控制系統的DCS實現

由鍋爐主控指令以及鍋爐設計參數計算出分離器出口單位工質設計焓值，同時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定值，實現方式是利用T 控制器。論文參考網。T 控制器設定值為根據一級減溫器出口溫度和設計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定值的生成），測量值端為實際的一級減溫器前溫度，若設定值比實測值大，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。經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定值進入焓值調節器與實際的蒸汽焓進行偏差運算，輸出作為省煤器出口到分離器出口單位工質焓增的修正值。修正的分離器出口蒸汽焓設定值減去省煤器出口實際焓值得到省煤器出口到分離器出口單位工質焓增的基本值，基本值與修正值之和作為單位工質在此段內的最終焓增。為防止焓值調節器工作時低于本生點，需對焓值調節器的輸出進行限制，同時也利用省煤器流量裕度對T調節器輸出進行限制，兩者限制值隨鍋爐負荷變化而變化。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流量，對給水流量設定進行最小值限制。防止儲水箱水位和給水控制系統間的相互影響，將循環水流量的實際微分信號引入到給水流量需求生成回路中，當循環水流量呈增加趨勢時，適當減少給水流量需求，這樣就可減少兩者間的影響，當鍋爐停運或循環水調節閥關閉時，取消此前饋信號。本設計方案對鍋爐側采用水跟煤的控制方案，即用燃料量校正主汽壓力的穩態偏差，燃料量改變時，根據一個函數發生器改變給水流量設定值，以粗調水煤比，用主給水流量校正中間點溫度的穩態偏差。邏輯原理如下圖

下列情況下鍋爐給水主控強制手動：

汽水分離器出口溫度壞質量

鍋爐給水流量信號故障

小汽機均手動

電泵耦合器投自動

在實現給水控制的系統中，Ovation系統是EMERSON公司開發的一套集過程控制和企業管理一體的新一代集散控制系統(DCS)，功能強大。系統主要功能塊新型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PID控制算法相比有如下特點:對微分作用的算法做了改進;在串級組態方式時，當遇到限制值時，禁止增加和禁止減少信號，防止主回路出現積分飽和;顯著提高了控制器在飽和狀態時對控制偏差信號方向突然變化的響應時間，既可執行無相互影響的PID控制算法，也可執行有相互影響的經典的PID控制算法;具有快速飽和恢復選擇的功能等。形成的給水控制邏輯如下圖：

4給水控制系統運行中的問題及改進措施

給水控制系統在電泵與汽泵負荷轉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、汽壓和負荷的穩定。為了穩定機組的運行，切換過程必須十分緩慢地進行，運行人員勞動強度較大。這主要是控制系統自動分配轉速控制指令的結果。為此，可對系統進行兩點改進：一是以泵出口壓力和給水母管壓力的差值作為邏輯信號。當其差值大于零時，泵就開始帶負荷。當差壓小于零時,泵未帶負荷，限制器VL起作用,其轉速指令的變化對處于自動狀態的泵指令基本不產生影響,運行人員可以較快地手動調整待并泵的轉速,使之較快地帶上負荷。處于自動狀態的給水泵能在不受手動泵轉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，泵帶上負荷，限制器就不起限制作用，運行泵分享調節器輸出的自動控制指令，共同完成給水調節任務。二是在取消限制作用的瞬間，對副調節器的輸出進行一次跟蹤計算。跟蹤計算就是要使副調節器的輸出指令與和取消限制之前的各泵實際轉速指令相適應，以防止取消限制器可能產生的擾動。

總之，超超臨界機組與相同容量的亞臨界汽包爐相比，自動化系統的規模，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雜一些，要求自控設計人員與鍋爐設計人員配合，了解直流鍋爐運行特點，運用更先進的控制理論和更完美的控制策略。