導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇自動(dòng)控制論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

由于“自動(dòng)控制基礎(chǔ)”課程比較抽象，不同于一般的專業(yè)課，在授課過(guò)程中，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)比較吃力，不知道這些知識(shí)學(xué)了用在什么地方，某些學(xué)生有“自動(dòng)控制基礎(chǔ)課程難學(xué)又沒(méi)用”的想法，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)目的不明確，上課的注意力很容易不集中，傳統(tǒng)教學(xué)方法嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。針對(duì)這種情況以及學(xué)生對(duì)應(yīng)的偏船舶專業(yè)背景，在課堂教學(xué)中引入船舶中大量的控制系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)例，如把船舶柴油機(jī)氣缸冷卻水溫度控制系統(tǒng)、船舶燃油黏度控制系統(tǒng)、船用輔鍋爐的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、主機(jī)遙控系統(tǒng)和船舶火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)控制等等，穿插到本門課程的教學(xué)中。這種教學(xué)方法通俗易懂，學(xué)生能很快接受，從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，課下經(jīng)常有學(xué)生請(qǐng)教實(shí)例中深層次的問(wèn)題，學(xué)生普遍反映喜歡這種實(shí)例講解。同時(shí)在教學(xué)中注意采用多種教學(xué)手段與方法，上課并不是簡(jiǎn)單地“念”多媒體課件，對(duì)于重要的數(shù)學(xué)推理以及公式，還是在黑板上進(jìn)行推導(dǎo)，現(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合，可以使得課程教學(xué)更加科學(xué)；課上多用啟發(fā)式提問(wèn)，增加學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的感性認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生積極思考和分析，然后積極組織學(xué)生參與課堂討論，最后教師加以總結(jié)。師生之間形成良好的互動(dòng)，課堂教學(xué)氛圍比較活躍，很大程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。

二、注重Matlab軟件

在教學(xué)中的應(yīng)用Matlab軟件在歐美國(guó)家早在20世紀(jì)90年代就正式引入教學(xué)中，如今Matlab已經(jīng)成為線性代數(shù)、控制理論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和數(shù)字信號(hào)處理等課程的基本教學(xué)工具，成為歐美國(guó)家大學(xué)生必須掌握的基本技能。自動(dòng)控制基礎(chǔ)課程理論復(fù)雜，公式也比較多，Matlab控制系統(tǒng)工具箱可以很好地處理以傳遞函數(shù)為主要特征的經(jīng)典控制問(wèn)題。將Matlab引入課堂教學(xué)中，不但可以提高教學(xué)質(zhì)量，也能吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如時(shí)域分析中，系統(tǒng)對(duì)各種典型輸入信號(hào)的響應(yīng)傳統(tǒng)上都是利用拉普拉斯變換法求解出系統(tǒng)輸出的拉普拉斯變換，然后拉普拉斯逆變換得到輸出的時(shí)間函數(shù)。由于江蘇科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生以前沒(méi)有學(xué)過(guò)復(fù)變函數(shù)與積分變換這類課程，加之過(guò)多的數(shù)學(xué)變換干擾了學(xué)生對(duì)時(shí)域分析的理解，特別是二階振蕩系統(tǒng)，得到的系統(tǒng)輸出方程比較復(fù)雜，學(xué)生難以理解。而且課堂教學(xué)中做出準(zhǔn)確的曲線也比較困難。在Matlab環(huán)境下，可以很方便地輸入相應(yīng)的參數(shù)，從而得到相應(yīng)的響應(yīng)曲線。再通過(guò)改變自然頻率和阻尼比的大小，可以很直觀地觀察到這兩個(gè)參數(shù)對(duì)時(shí)間響應(yīng)曲線的影響。整個(gè)過(guò)程清晰明了，教學(xué)形象生動(dòng)，復(fù)雜抽象理論的概念得以具體圖形化，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)易于掌握，對(duì)課程的興趣也得到提升。另外利用此軟件在頻率特性的Nyquist圖、Bode圖的繪制與分析以及系統(tǒng)的校正等傳統(tǒng)教學(xué)難點(diǎn)的教學(xué)中也收到了很好的教學(xué)效果。課下也鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)Matlab軟件，建議課后部分作業(yè)用Matlab來(lái)完成。

三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的實(shí)踐

教學(xué)環(huán)節(jié)在江蘇科技大學(xué)是獨(dú)立授課實(shí)驗(yàn)，授課教師與實(shí)驗(yàn)教師的溝通尤為重要。一方面，目前實(shí)驗(yàn)安排上盡量壓縮講解時(shí)間，減少演示性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，相關(guān)的理論知識(shí)學(xué)完后緊跟實(shí)驗(yàn)，增多設(shè)計(jì)性、綜合性的開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，確保學(xué)生不但能做出結(jié)果，還能知道為什么會(huì)有這樣的結(jié)果；另一方面在Matlab環(huán)境下開展計(jì)算機(jī)輔助虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)，“虛實(shí)”兩種手段有機(jī)結(jié)合。對(duì)于動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，能力非常突出的，吸收到學(xué)校相關(guān)本科生創(chuàng)新計(jì)劃的研究小組。充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性，為畢業(yè)后的工作或深造打下基礎(chǔ)。

四、改革考核方式

篇2

該控制技術(shù)是基于對(duì)人類大腦神經(jīng)元的模擬，它通過(guò)神經(jīng)元的權(quán)值分布和聯(lián)結(jié)來(lái)進(jìn)行有關(guān)信息的表達(dá)，在持續(xù)的權(quán)值調(diào)整和學(xué)習(xí)過(guò)程中，它就可以實(shí)現(xiàn)有效的神經(jīng)萬(wàn)羅模擬，然后通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)、直接和間接自校正等實(shí)行一定的智能控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制具有非線性特點(diǎn)，它可以理論上實(shí)現(xiàn)各種非線性圖像，因此有較好的經(jīng)濟(jì)性；有效的并行能力和并行結(jié)構(gòu)也是該控制方法的重要特點(diǎn)；此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的高效記憶與學(xué)習(xí)的同時(shí)，還可以實(shí)行多變量的處理，及它可以進(jìn)行多輸入和多輸出的同時(shí)數(shù)據(jù)處理。

2復(fù)合智能控制

不同智能控制系統(tǒng)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，復(fù)合智能系統(tǒng)就是將各種不同種類的控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合使用，這樣可以在克服各個(gè)控制系統(tǒng)缺點(diǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的綜合。目前常用的復(fù)合系統(tǒng)主要是有模糊滑模控制、模糊專家控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制。模糊專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)是種特殊的專家系統(tǒng)，即在知識(shí)獲取、表示、處理的整個(gè)環(huán)節(jié)中都加入了模糊技術(shù)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)就是，即使初始信息獲取的不夠完整或者準(zhǔn)確，但該系統(tǒng)還是可以較為有效的人類專家思維模擬，在既有的不完整的信息下提出最優(yōu)化的解決方案。模糊專家系統(tǒng)是模擬人類有關(guān)專家進(jìn)行有關(guān)問(wèn)題解決的思路，因此是一種較容易開發(fā)應(yīng)用的復(fù)合系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)。該系統(tǒng)起源于上世紀(jì)九十年代的日本，它有效的利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)任意函數(shù)映射，具有良好的學(xué)習(xí)性，可處理殘缺、粗糙、模糊的信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)是兩種系統(tǒng)的有效結(jié)合，它在實(shí)現(xiàn)模糊邏輯利用少量信息進(jìn)行知識(shí)表達(dá)的同時(shí)，也可通過(guò)聯(lián)想進(jìn)行有關(guān)知識(shí)的應(yīng)用，這使得該控制方法實(shí)現(xiàn)了表達(dá)和學(xué)習(xí)能力的綜合提升。模糊滑?？刂啤；？刂谱畲蟮膬?yōu)點(diǎn)就是不受系統(tǒng)不確定性的影響，魯棒性較佳；其缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在未建模動(dòng)態(tài)及補(bǔ)償干擾的高控制增益，此外在高頻轉(zhuǎn)換時(shí)易產(chǎn)生一定的抖振。綜合模糊系統(tǒng)以后的模糊滑?？刂凭秃芎玫目朔诉@些問(wèn)題，它將二者不依賴性及魯棒性好的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了一定的結(jié)合，因而可以有效實(shí)現(xiàn)控制對(duì)象的轉(zhuǎn)換。該控制方法具有很好的應(yīng)用前途。

3智能控制在火電廠熱工自動(dòng)化的應(yīng)用

3.1對(duì)單元機(jī)組負(fù)荷的控制

非線性、不確定、時(shí)變以及耦合等是單元機(jī)組負(fù)荷控制的難題所在，對(duì)此，可以設(shè)計(jì)出建立在機(jī)跟爐與爐跟機(jī)上的具有自適應(yīng)性的兩種神經(jīng)元模擬負(fù)荷控制系統(tǒng)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)下各權(quán)系數(shù)學(xué)習(xí)收斂明顯提速，且效果自適應(yīng)性及控制性均較理想。此外，結(jié)合神經(jīng)元控制與模糊邏輯算法并將其應(yīng)用在單元機(jī)組負(fù)荷控制上，此時(shí)控制系統(tǒng)的自適應(yīng)性、抗干擾性、魯棒性都有顯著的增強(qiáng)，系統(tǒng)的響應(yīng)速度也明顯提升。

3.2對(duì)過(guò)熱汽溫的控制

過(guò)熱汽溫對(duì)于鍋爐的正常運(yùn)行有著極為重要的意義。改變減溫水是實(shí)施鍋爐過(guò)熱汽溫控制的常用方法，大慣性、時(shí)滯性，以及動(dòng)態(tài)特性的隨便是該系統(tǒng)主要面對(duì)的問(wèn)題。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)引入到過(guò)熱汽溫系統(tǒng)中來(lái)，這使得系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、控制質(zhì)量及適應(yīng)性都有了明顯的提升。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制下的過(guò)熱汽系統(tǒng)魯棒性較優(yōu)，即使在調(diào)峰機(jī)組變工時(shí)也可以實(shí)行很好的運(yùn)行和控制，因此有效的克服了原先過(guò)熱汽溫控制的時(shí)滯及不穩(wěn)定問(wèn)題。

3.3對(duì)鍋爐燃燒過(guò)程的控制

鍋爐燃燒易受到煤種煤質(zhì)、變量耦合、時(shí)滯等多種因素的干擾，且其燃燒率很難實(shí)行頸椎的測(cè)區(qū)。將專家控制應(yīng)用到鍋爐燃燒過(guò)程的控制中以后，通過(guò)專家系統(tǒng)逐次的判斷、分析和推理，可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)式的系統(tǒng)，具體包括對(duì)緊急事故、工況判斷子集、送風(fēng)調(diào)節(jié)子集、執(zhí)行機(jī)構(gòu)診斷子集、煤厚調(diào)節(jié)子集等多內(nèi)容的判斷。此外，將模糊控制融入鍋爐燃燒系統(tǒng)以后能夠有效解決原系統(tǒng)不確定性問(wèn)題，并同時(shí)提升系統(tǒng)的魯棒性與控制質(zhì)量。

3.4對(duì)中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的控制

磨負(fù)荷信號(hào)較難測(cè)量、數(shù)學(xué)建型復(fù)雜以及被控參數(shù)耦合，是中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)主要的問(wèn)題所在，此時(shí)就可以利用模糊語(yǔ)言規(guī)則克服其延遲與非線性的問(wèn)題，具體內(nèi)容包括，將操作人員的經(jīng)驗(yàn)以數(shù)據(jù)的形式存入計(jì)算機(jī)并進(jìn)行計(jì)算，然后通過(guò)預(yù)測(cè)和分級(jí)進(jìn)行兩種模糊控制。此外，將神經(jīng)元解耦及模糊控制融入到磨煤機(jī)控制系統(tǒng)中，這樣以來(lái)，球磨機(jī)制粉時(shí)滯以及耦合的問(wèn)題就得到了很好的解決。

3.5對(duì)給水加藥的控制

給水加藥工作主要涉及的是氨與聯(lián)胺的加入，前者可以使給水與高凝結(jié)水處于較高的堿性，避免酸性水腐蝕高低壓給水設(shè)備；而后者是通過(guò)聯(lián)胺的化學(xué)作用控制水內(nèi)氧和二氧化碳的含量，從而避免相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)腐蝕、生垢等問(wèn)題。實(shí)際生產(chǎn)中加藥量的大小易受到水處理工況、蒸發(fā)量等因素的影響，因此很難對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效的控制。在給水加藥系統(tǒng)中使用模糊控制系統(tǒng)，這樣以來(lái)，專家有關(guān)經(jīng)驗(yàn)的信息就會(huì)融入到控制系統(tǒng)中，從而使系統(tǒng)控制的質(zhì)量得到大大的提升。在變頻器輸出頻率的控制中使用模糊控制，能夠有效的進(jìn)行加藥泵機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整，這種融入模糊控制的給水加藥系統(tǒng)能夠避免人工加藥引起的各種不良后果，從而提高了給水加藥的工作質(zhì)量。此外，模糊控制下的假藥系統(tǒng)具有較好的魯棒性，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)也比較快速，因此具有很好的使用經(jīng)濟(jì)性。

4結(jié)語(yǔ)

篇3

摘要：遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制閘門單片機(jī)

閘門調(diào)節(jié)是灌區(qū)工程中經(jīng)常采用的手段，閘門控制的探究對(duì)于節(jié)約能源、確保水利工程的正常運(yùn)行、提高水資源的利用效率和節(jié)約用水具有重要的意義。目前國(guó)內(nèi)大部分灌區(qū)已基本實(shí)現(xiàn)流量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和監(jiān)測(cè)，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾聿块T，但是在根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制方面成熟的經(jīng)驗(yàn)非常少。國(guó)外非凡是歐美等先進(jìn)國(guó)家在這方面已經(jīng)達(dá)到較高的水平，如美國(guó)的SRP灌區(qū)自動(dòng)化澆灌系統(tǒng)，可以同時(shí)采集100多點(diǎn)的水位、閘門開度和其他信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，控制幾百座閘門、150多處泵站的運(yùn)行。本文以國(guó)內(nèi)某大型灌區(qū)為例，對(duì)閘門的自動(dòng)監(jiān)控進(jìn)行了探究。

1、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，分一個(gè)主站和若干個(gè)子站，通過(guò)無(wú)線調(diào)制解調(diào)器構(gòu)成一個(gè)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)，對(duì)多個(gè)斷面的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、傳輸、處理和控制。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。下位機(jī)中的傳感器把引水渠中的水位值和各閘門的開度值經(jīng)轉(zhuǎn)換后送給編碼器，編碼器對(duì)水位及閘門開度信號(hào)進(jìn)行編碼，在通過(guò)避雷器將編碼信號(hào)傳給數(shù)采儀，數(shù)采儀將數(shù)據(jù)進(jìn)行初步加工和處理后由無(wú)線調(diào)制解調(diào)器傳給上位機(jī)，上位機(jī)即系統(tǒng)主站，可分別和不同的子站建立聯(lián)系，查詢各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并按照用戶的要求對(duì)各閘門進(jìn)行控制，下位機(jī)中的控制箱接收到此信息，經(jīng)過(guò)計(jì)算，發(fā)出控制信號(hào)自動(dòng)控制閘門到一定的開度，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。

圖1閘門遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制結(jié)構(gòu)圖

2、下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)下位機(jī)重點(diǎn)在于閘門自動(dòng)控制箱的設(shè)計(jì)，本文提出閘門的運(yùn)行控制模式，并進(jìn)行可靠性處理，然后利用無(wú)線傳輸設(shè)備和上位機(jī)進(jìn)行通訊，傳輸數(shù)據(jù)。

2.1下位機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用AT89系列單片機(jī)，采用矩陣式鍵盤進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)，鍵盤提供切換鍵、時(shí)間設(shè)置鍵、控制鍵三個(gè)按鍵，通過(guò)三個(gè)按鍵顯示水位、流量、閘門開度、日期和時(shí)間。切換鍵實(shí)現(xiàn)上述四個(gè)功能的轉(zhuǎn)換，時(shí)間設(shè)置鍵用于修改日期和時(shí)間，控制鍵用于對(duì)電機(jī)啟停進(jìn)行控制。

2.2閘門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)下位機(jī)接收到上位機(jī)傳來(lái)的要求流量值（或水位值），當(dāng)要求的流量值（或水位值）和系統(tǒng)所測(cè)的流量值（或水位值）不一致時(shí)，單片機(jī)啟鍵閉合，閘門電動(dòng)裝置控制箱自動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)，提升或下降閘門，當(dāng)所要求的流量值（或水位值）和當(dāng)前所測(cè)流量值（或水位值）相等時(shí)，單片機(jī)閉鍵閉合，電機(jī)自動(dòng)停止，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。

閘門的運(yùn)行控制模式有實(shí)時(shí)型控制模式和定時(shí)型控制模式兩種，在實(shí)時(shí)型控制模式中，上位機(jī)根據(jù)用戶要求的流量，利用流量—水位關(guān)系曲線把要求的流量換算成要求的水位，然后和下位機(jī)聯(lián)系，下位機(jī)接到信號(hào)后，由電動(dòng)裝置控制箱控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，達(dá)到要求時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。定時(shí)控制模式要求用戶輸入所期望的流量值和要求閘門動(dòng)作的時(shí)間，下位機(jī)的控制箱在規(guī)定的時(shí)間里自動(dòng)開啟和關(guān)閉閘門，進(jìn)行控制。

2.3無(wú)線通訊設(shè)備SRM6100調(diào)制解調(diào)器

SRM6100無(wú)線調(diào)制解調(diào)器原是美國(guó)Data-LincGroup公司生產(chǎn)的軍用產(chǎn)品，現(xiàn)應(yīng)用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行無(wú)線通訊方法，在2.4GHz-2.483GHz頻段應(yīng)用智能頻譜跳頻技術(shù)，在無(wú)阻擋物的情況下，兩調(diào)制解調(diào)器之間的通訊距離可達(dá)32.18公里，可實(shí)現(xiàn)PLC（可編程控制器）和工作站之間的無(wú)線連接。SRM6100應(yīng)用跳頻，擴(kuò)頻和32位誤碼矯正技術(shù)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。無(wú)需昂貴的射頻點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)。射頻數(shù)據(jù)傳輸速率為188kbps。并且不需要FCC點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)許可證。SRM6100支持多種組態(tài)，包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊和多點(diǎn)通訊。多點(diǎn)通訊對(duì)子站數(shù)目無(wú)限制。并且SRM6100可做為中繼器工作，以達(dá)到擴(kuò)展通訊距離或克服阻擋物通訊的目的。

2.4下位機(jī)可靠性處理

為了精確控制電動(dòng)閘門的關(guān)閉，避免電動(dòng)閘門在工作中出現(xiàn)過(guò)載破壞或關(guān)閉不嚴(yán)的現(xiàn)象，本系統(tǒng)在電動(dòng)軸上安裝了轉(zhuǎn)矩傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)閘門輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，以判定閘門是否關(guān)嚴(yán)、是否被卡住。閘門電動(dòng)裝置用于檢測(cè)和控制閘門的開度，本系統(tǒng)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝了光電碼盤，考慮到閘門可能出現(xiàn)頻繁的正反轉(zhuǎn)交替，為了避免錯(cuò)位和丟碼，采用雙光耦技術(shù)，光耦輸出的兩路信號(hào)經(jīng)74221雙單穩(wěn)觸發(fā)器進(jìn)行整形，89C51的INT0和INT1對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)，并判定轉(zhuǎn)動(dòng)方向，計(jì)算閘門開度。電動(dòng)閘門在工作中若出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，切斷電機(jī)電源并顯示故障情況。

2.5下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)分為閘門自動(dòng)裝置控制箱程序設(shè)計(jì)和串行口中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)兩部分。閘門自動(dòng)裝置控制箱程序設(shè)計(jì)主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示、按鍵操作等功能，串行口中斷服務(wù)的程序完成下位機(jī)向上位機(jī)數(shù)據(jù)的傳送和用戶設(shè)定參數(shù)的接收?？刂葡涑绦虻闹骺驁D如下摘要：

圖2、閘門自動(dòng)控制程序流程圖

3、上位機(jī)設(shè)計(jì)

上位機(jī)的軟件部分采用VB6.0為開發(fā)工具，將各個(gè)功能模塊化，分別解決相應(yīng)新問(wèn)題，再將各個(gè)模塊組裝，構(gòu)成上位機(jī)軟件系統(tǒng)的核心，上位機(jī)軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，通信模塊位于最底層，其余模塊功能的實(shí)現(xiàn)都直接或間接建立在此模塊的基礎(chǔ)上，本文利用VB的API函數(shù)編寫串口通訊程序，程序的框圖如圖4所示。數(shù)據(jù)管理模塊的主要功能就是為水位、流量、閘位等建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)其進(jìn)行管理。

圖3、上位機(jī)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖4、通信模塊程序流程圖

4、結(jié)語(yǔ)

本文以國(guó)內(nèi)某灌區(qū)為例，全面分析了灌區(qū)閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)，對(duì)其軟件開發(fā)和硬件選擇作了全面闡述，并總結(jié)了提高自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的經(jīng)驗(yàn)，為提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平提供了有利的工具，具有較高的使用價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)摘要：

[1、水利水文儀器介紹，水利部南京水利水文自動(dòng)化探究所，1997。

篇4

PROFIUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線具有多種組態(tài)方式，即可以構(gòu)成單主站系統(tǒng)又可以組成多主站系統(tǒng)。每個(gè)基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)可包括以下三種不同類型設(shè)備。

PROFIBUS-DP組態(tài)非常的靈活，在一條總線中，既可以有一個(gè)主站，也可以有多個(gè)主站，根據(jù)在總線中的功能不同，總線中的設(shè)備可以分為三類。一類總線主站（DPM1），DPM1是整個(gè)總線通信的控制器，在本案例中，PLC-300作為一類總線主站；除了一類主站，還有二類主站（DPM2），二類主站一般運(yùn)行組態(tài)軟件，屬于操作設(shè)備，在PROFIBUS-DP中，一般采用工控機(jī)作為DPM2，通過(guò)工控機(jī)提供的人機(jī)界面，用戶可以設(shè)置、監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；在PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線中，數(shù)量眾多的是DP從站，這些設(shè)備一方面可以將自身采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到主站，另一方面也可以從主站接收信息以完成相應(yīng)的控制，在本案例的無(wú)縫鋼管生產(chǎn)線種類和數(shù)量都很多，主要有直流驅(qū)動(dòng)器、S7-200PLC以及遠(yuǎn)程I/O設(shè)備等。

二、某公司無(wú)縫熱軋鋼管自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1無(wú)縫鋼管自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)組成整個(gè)無(wú)縫鋼管自動(dòng)化生產(chǎn)線上的設(shè)備由一條PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線相連，所有連接該總線的設(shè)備都需要有PROFIBUS-DP總線電氣相兼容的通信接口，具有這樣通信接口的設(shè)備分散在整個(gè)生產(chǎn)車間，在無(wú)縫鋼管自動(dòng)化生產(chǎn)線上的傳感器、控制儀表以及電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備所需接收和發(fā)送的信息量較少，但為了達(dá)到對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的精準(zhǔn)控制，在生產(chǎn)時(shí)，對(duì)通信的實(shí)時(shí)性要求較高。

從無(wú)縫鋼管自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)圖可以看出，整條總線的控制由一臺(tái)S7-300PLC完成，S7-300PLC作為整條PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線控制中心，是總線中的DPM1，在運(yùn)行中，S7-300PLC以一定格式的報(bào)文形式與總線中的眾多從設(shè)備交換信息。工控機(jī)是PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線中的二類主站（DPM1），通過(guò)配備專門的PROFIBUS-DP總線適配卡與總線相連，工控機(jī)上運(yùn)行WINCC過(guò)程監(jiān)視軟件，該軟件具有良好的開放性和靈活性，完全能夠勝任整個(gè)無(wú)縫鋼管生產(chǎn)線上各設(shè)備的監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置。無(wú)縫鋼管生產(chǎn)線上的設(shè)備種類很多，根據(jù)不同種類設(shè)備的特點(diǎn)，采取了不同的方式接入到總線，其中一些簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備，通過(guò)接入西門子ET200與總線相連，這類設(shè)備數(shù)量眾多，主要分布在矯直機(jī)組區(qū)、軋輥機(jī)區(qū)、穿孔機(jī)組區(qū)以及加熱爐區(qū)；各種主傳動(dòng)電機(jī)通過(guò)西門子的全數(shù)字直流調(diào)速裝置6RA70與總線相連；軋輥的位置控制則由S7-200PLC完成，S7-200PLC通過(guò)擴(kuò)展模塊EM277與PROFIBUS-DP總線相連。

2.2上位機(jī)軟件功能借助工控機(jī)上的WINCC過(guò)程監(jiān)視軟件實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的組態(tài)以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控，上位機(jī)軟件主要實(shí)現(xiàn)如下功能：

（1）對(duì)生產(chǎn)線的監(jiān)控：在組態(tài)成功后，工控機(jī)能夠?qū)崟r(shí)獲取到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，借助這些從系統(tǒng)中獲取的數(shù)據(jù)就可以很容易完成各種可視化的實(shí)時(shí)模擬界面，通過(guò)這些可視化的模擬界面，管理人員就可以很容易知道整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。由于需要監(jiān)控的設(shè)備眾多，為了能夠更清晰了解各區(qū)生產(chǎn)的細(xì)節(jié)，制作了多個(gè)實(shí)時(shí)界面，例如為了監(jiān)控穿孔輥的位置以及設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，制作一個(gè)專門操作界面，借助該界面，用戶可以看到無(wú)縫鋼管生產(chǎn)線穿孔的生產(chǎn)過(guò)程，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，用戶也可以借助界面上的按鈕操作完成急停等操作。

（2）異常報(bào)警記錄：整條無(wú)縫鋼管生產(chǎn)線大部分時(shí)間都能正常平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)于偶爾出現(xiàn)的故障，上位機(jī)軟件具有報(bào)警顯示、記錄功能。操作工作人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并做出相應(yīng)的處理，所有的報(bào)警都會(huì)有記錄，用戶可以借助查詢，很容易發(fā)現(xiàn)某個(gè)設(shè)備在某段時(shí)間出現(xiàn)的故障信息。

篇5

【關(guān)鍵詞】電氣；自動(dòng)化控制；設(shè)備；穩(wěn)定性

1 前言

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在我們?nèi)粘５纳a(chǎn)中扮演著重要的角色，維持其工作的穩(wěn)定性至關(guān)重要，而就當(dāng)前我國(guó)電氣自動(dòng)化運(yùn)行現(xiàn)狀來(lái)看，存在著很多因素影響著電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性，進(jìn)而可能導(dǎo)致電氣自動(dòng)化運(yùn)行的終止，因此，我們?cè)诠ぷ髦袘?yīng)該著重加強(qiáng)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)的安全性。

2 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的重要性

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前電氣自動(dòng)化的水平也正在逐步提高，尤其是電氣自動(dòng)化的智能化水平越來(lái)越高了，需要用到的人員也越來(lái)越少了，雖然這在一定程度上大力的解放了人力資源，減少了人工消耗，但是卻不利于電氣自動(dòng)化設(shè)備的有序運(yùn)行，一旦出現(xiàn)問(wèn)題而又無(wú)法及時(shí)解決的話就會(huì)導(dǎo)致極為嚴(yán)重的后果。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性，指的是在相應(yīng)環(huán)境條件下，或者是在規(guī)定時(shí)間的范圍之內(nèi)，可以完成，或者是可以完成某一特定任務(wù)的能力。然而，要想完成某種特定任務(wù)能力的大小及其完成質(zhì)量的高低，在很大程度上決定著電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的高低。通常來(lái)講，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的高低最容易在相對(duì)惡劣的環(huán)境條件中表現(xiàn)出來(lái)。

目前，在全球范圍內(nèi)，對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的使用范圍界定還比較寬松，不管是較大的系統(tǒng)，還是小的設(shè)備和單元，都需要采用穩(wěn)定性來(lái)加以衡量，在實(shí)際的衡量中最好采用概率來(lái)描述。一般情況下，電氣自動(dòng)化可以依照預(yù)先設(shè)定的程序或者計(jì)劃進(jìn)行操作、控制、監(jiān)視等一系列的必要功能，而且其相關(guān)設(shè)備還能在無(wú)人或者少人的狀態(tài)下自動(dòng)運(yùn)行。由于在電氣自動(dòng)化設(shè)備的工作環(huán)境中，操作和管理無(wú)需更多人員，甚至不需要任何人員即可工作，所以電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性已經(jīng)成為生產(chǎn)者與使用者之間的關(guān)鍵問(wèn)題。在經(jīng)濟(jì)全球化沖擊下，各國(guó)經(jīng)濟(jì)之間的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，只有提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性才能促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，才能提升電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，即探討電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性是當(dāng)前的主要任務(wù)。

3 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性現(xiàn)狀

關(guān)于電氣自動(dòng)化的控制設(shè)備穩(wěn)定性的現(xiàn)狀分析，主要是要考慮工作環(huán)境多樣化的情況下，從而形成的操作維護(hù)不當(dāng)現(xiàn)象。眾所周知，不同行業(yè)具有不同的工作環(huán)境，甚至有的工作環(huán)境極其惡劣，實(shí)際運(yùn)行中，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備必須面對(duì)各種各樣的工作環(huán)境，以便消除環(huán)境因素對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備造成的不良影響。經(jīng)實(shí)踐證明，引起這些不良影響的環(huán)境因素主要有氣候因索、機(jī)械作用力因素，電磁干擾因素等。

3.1 氣候因素

對(duì)氣候因素進(jìn)行分析，主要體現(xiàn)在濕度、電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性措施探究文/王宏友電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性體現(xiàn)于特定時(shí)間和環(huán)境下能達(dá)到規(guī)定功能的能力，特別是在不利環(huán)境中，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性對(duì)于控制和把握設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的細(xì)節(jié)問(wèn)題至關(guān)重要。摘要?dú)鈮?、溫度、大氣污染、厭惡等方面，此類不利的環(huán)境因素會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的性能帶來(lái)嚴(yán)重干擾，進(jìn)而損壞電氣自動(dòng)化的設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)的靈活性，及其溫升過(guò)高等重要環(huán)節(jié)，更嚴(yán)重的情況下，也會(huì)導(dǎo)致電氣自動(dòng)化設(shè)備完全毀壞而無(wú)法正常工作。

3.2 機(jī)械作用力因素

對(duì)機(jī)械作用力因素進(jìn)行分析，具體表現(xiàn)為，在不同運(yùn)載的工具中，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可能會(huì)受到不同種類的機(jī)械作用力，比如：沖擊、震蕩、離心加速力等方面。在這些機(jī)械作用的嚴(yán)重影響下，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的元器件容易受到損壞，參數(shù)易發(fā)生變化，甚至?xí)霈F(xiàn)元器件發(fā)生變形和斷裂情況，以及電氣自動(dòng)化設(shè)備的金屬件也會(huì)因疲勞而受到嚴(yán)重?fù)p壞。

3.3 電磁干擾因素

對(duì)電磁干擾因素進(jìn)行分析，這方面的因素盡管屬于一種看不見(jiàn)、摸不著的因素，但是它對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備所造成的不良影響不可忽視。通常來(lái)講，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的工作運(yùn)行中，同時(shí)充斥著各種各樣的電磁波，這些電磁波會(huì)不同程度地增大設(shè)備的輸出噪聲，由此導(dǎo)致電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行失去穩(wěn)定性，甚至?xí)纬砂踩鹿省?/p>

4 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的作用

4.1 穩(wěn)定性能夠衡量設(shè)備質(zhì)量

產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)其自身價(jià)值，產(chǎn)品質(zhì)量是硬道理，同時(shí)也是一個(gè)企業(yè)生存的生命線，而要確保產(chǎn)品質(zhì)量的要素，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的特性上，涉及其性能、穩(wěn)定性、實(shí)用性、安全性等?？梢?jiàn)，穩(wěn)定性在確保產(chǎn)品質(zhì)量的過(guò)程中起著不可估量的主導(dǎo)作用，即穩(wěn)定性越高，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備發(fā)生的故障次數(shù)就越少，維修費(fèi)用也越低，同時(shí)也大大提高了安全性能。一句話，穩(wěn)定性是產(chǎn)品質(zhì)量的精髓所在，也是每一個(gè)企業(yè)家必須尋求的最高目標(biāo)。

4.2 穩(wěn)定性能夠提高設(shè)備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

當(dāng)今社會(huì)，國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度非?？?，用房對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也在不斷提高，現(xiàn)代人不但要求性能比較優(yōu)的產(chǎn)品，同時(shí)更加重視產(chǎn)品的穩(wěn)定性能，特別是電氣類產(chǎn)品。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的今天，優(yōu)者則勝，劣者就會(huì)被淘汰，只有提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，才能贏得現(xiàn)代化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，才能獲得公眾認(rèn)可和青睞。因此，在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備自動(dòng)化程度、復(fù)雜度的不斷提高下，穩(wěn)定性技術(shù)能夠提高設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

5 提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的措施

5.1合理地制定設(shè)計(jì)方案

首先要認(rèn)識(shí)和把握產(chǎn)品的自身特點(diǎn)、實(shí)際應(yīng)用環(huán)境、應(yīng)用條件，需要依據(jù)這三種影響因素的綜合情況，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定。值得注意的是，在此過(guò)程中，由于各個(gè)廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品都不盡相同，他們之間會(huì)存在許多差異，所以在同一個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中，最好統(tǒng)一使用同一種常見(jiàn)的產(chǎn)品，以便最大程度地保證各個(gè)設(shè)備之間的良好協(xié)調(diào)性。

5.2 選擇合適的零部件

在滿足設(shè)計(jì)合理的條件下，必須選擇合適的零部件，這就要考慮相關(guān)電路的實(shí)際性能，最好選擇專業(yè)常見(jiàn)的零部件，只有這樣，才能有所保證，不論是在產(chǎn)品質(zhì)量上，還是在后期維護(hù)上，都能有效地保障電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。此外，選擇零部件的時(shí)候，還需要高度重視零部件的使用參數(shù)。

5.3 強(qiáng)化控制設(shè)備的散熱防護(hù)

在各種電氣設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，溫度是一個(gè)極其危險(xiǎn)的因素，由于溫度變化容易大大降低電氣設(shè)備的精度和穩(wěn)定性，同時(shí)溫度變化過(guò)大也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故。究其原因，這主要由于電氣自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)行當(dāng)中不斷向外散發(fā)熱量造成的，如果散發(fā)的熱量不能及時(shí)排出，就會(huì)積累在較小空間內(nèi)，從而使設(shè)備周邊環(huán)境溫度不斷升高，結(jié)果不堪設(shè)想。因此，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，要關(guān)注散熱問(wèn)題，合理地確認(rèn)散熱方式，從最大程度上避免設(shè)備本身

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，深入探討電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性，不但要有一定的理論基礎(chǔ)，也要具備充足的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能全面把握電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。與此同時(shí)，研究電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的過(guò)程中，很有必要注意研究方法，堅(jiān)決杜絕盲目操作的不良現(xiàn)象。因此，需要科學(xué)地結(jié)合國(guó)內(nèi)外電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的實(shí)際情況，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，根據(jù)最新的穩(wěn)定性試驗(yàn)方法制定更加合理的控制措施。

參考文獻(xiàn)：

篇6

系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成。其中，上位機(jī)安裝了組態(tài)軟件服務(wù)器，負(fù)責(zé)接收發(fā)回來(lái)的數(shù)據(jù)和發(fā)送相應(yīng)的命令;下位機(jī)由網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)組成。其中，節(jié)點(diǎn)是由電源模塊、ZigBee模塊、傳感器、太陽(yáng)能板、電磁閥等部分組成。在稻田池塊處放置節(jié)點(diǎn)，根據(jù)水稻生長(zhǎng)時(shí)期和土壤狀況確定傳感器埋設(shè)深度，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)池塊變化。設(shè)計(jì)時(shí)，在池塊中布置8個(gè)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)與節(jié)點(diǎn)中采用ZigBee樹狀網(wǎng)絡(luò)通訊，網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)采用GPRS通訊，系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)都通過(guò)太陽(yáng)能板供電。節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集傳感器的數(shù)值，經(jīng)ZigBee傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在組態(tài)屏上，網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)融合后由GPRS傳送到上位機(jī)。上位機(jī)軟件接收并處理數(shù)據(jù)，根據(jù)相應(yīng)的預(yù)設(shè)參數(shù)和采集回來(lái)的參數(shù)，會(huì)自動(dòng)控制電磁閥啟停功能。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)還可以監(jiān)測(cè)電池電量的參數(shù)，并傳送至上位機(jī)。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．1網(wǎng)關(guān)控制芯片的設(shè)計(jì)

STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8～12倍;內(nèi)部集成了MAX810專用復(fù)位電路、2路PWM、8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/s)，針對(duì)電機(jī)控制，適用于強(qiáng)干擾場(chǎng)合。

2．2節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

采用驅(qū)動(dòng)繼電器控制電磁閥的方式。為了提高系統(tǒng)的可靠性，采用5V繼電器。繼電器使用ULN2803驅(qū)動(dòng)，ULN2803使用5V供電，STV12C5A60S2的輸出信號(hào)經(jīng)74HC14傳輸?shù)経LN2803。

2．3傳感器的選擇

傳感器測(cè)量部分包括土壤水分、池塊溫度和池塊水位。各部分的選型如下:1)測(cè)量池塊溫度。選用DSl8B20溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻不同，其可直接將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號(hào)，供單片機(jī)處理。測(cè)量溫度范圍為－55～+125°C，在－10～+85°C范圍內(nèi)精度為±0．5°C，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量。2)測(cè)量池塊水位。選用GB2100A液位傳感器，供電范圍5～12V，具有信號(hào)隔離放大、截頻干擾設(shè)計(jì)及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。根據(jù)寒地水稻控制灌溉技術(shù)規(guī)范，水稻生育轉(zhuǎn)換期要提前曬田，并在生育期轉(zhuǎn)換問(wèn)題上提出“時(shí)到不等苗苗到不等時(shí)”的調(diào)控方法。“時(shí)到不等苗”，即不管水稻處于哪個(gè)生育期(分蘗末期除外)，土壤水分到了土壤控制下限則灌水至上限，土壤水分未達(dá)到控制下限，不需要灌水;“苗到不等時(shí)”即水稻生長(zhǎng)發(fā)育到分蘗末期，不管土壤水分是否控制到下限，都要及時(shí)排水曬田。過(guò)了分蘗末期，到了拔節(jié)孕穗期，(需水敏感期)則必須灌水至土壤水分上限。因此，采用HS－102STR土壤水分傳感器，它是一款基于頻域反射原理，利用高頻電子技術(shù)制造的高精度、高靈敏度的測(cè)量土壤水分的傳感器，通過(guò)測(cè)量土壤的介電常數(shù)，能直接穩(wěn)定地反映各種土壤的真實(shí)水分含量。

2．4ZigBee網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

ZigBee網(wǎng)絡(luò)采用TI公司最新一代ZigBeeSOC芯片，芯片供電電壓為3．3V，內(nèi)部已集成了一個(gè)8051微處理器與高性能的RF收發(fā)器。該芯片在無(wú)外加功放情況下通信距離可以達(dá)到1600m。采用TI公司的ZigBee2007/PRO協(xié)議棧作為開發(fā)背景，在IAREmbeddedWorkbench環(huán)境下開發(fā)。啟動(dòng)網(wǎng)關(guān)后允許采集節(jié)點(diǎn)與其連接，接收節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息;然后，數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee傳送至網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)將其打包成規(guī)定的數(shù)據(jù)幀格式，經(jīng)由GPRS傳送至上位機(jī)。

2．5通訊協(xié)議

在網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)之間通過(guò)GPRS通訊，設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)格式參考了常見(jiàn)的Modbus－RTU協(xié)議的格式，由設(shè)備地址、功能碼、數(shù)據(jù)、結(jié)束符組成。采用求和校驗(yàn)方式，即將功能碼和數(shù)據(jù)位的5個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)(BIT2－BIT6)相加求和，取低16位寫入校驗(yàn)位。設(shè)備地址為設(shè)定的網(wǎng)關(guān)地址，在本設(shè)計(jì)中定義為4A01，功能碼用于區(qū)分實(shí)現(xiàn)不同的功能，包括繼電器控制、讀取采集節(jié)點(diǎn)數(shù)值、讀取電池電量等。其中，功能碼4B1x用于實(shí)現(xiàn)繼電器控制，數(shù)據(jù)位000000表示繼電器閉合，F(xiàn)FFFFF表示繼電器斷開;讀取電池電量檢測(cè)功能碼531x，即數(shù)據(jù)位000000表示電量低，F(xiàn)FFFFF表示電量高;采集傳感器數(shù)據(jù)功能碼73xx，即功能碼7311代表1號(hào)節(jié)點(diǎn)的1號(hào)溫度傳感器。例如，上位機(jī)發(fā)送:4A014B110000005C0D0A，即表示發(fā)送繼電器1閉合命令。

2．6節(jié)點(diǎn)供電電路的設(shè)計(jì)

對(duì)于分散在池塊的采集節(jié)點(diǎn)，由于距離控制室較遠(yuǎn)，因此供電采用太陽(yáng)能電池板與鉛蓄電池相結(jié)合的方式。在陽(yáng)光良好、太陽(yáng)能電池板輸出充足的時(shí)候，采用太陽(yáng)能電池板供電，同時(shí)對(duì)鉛蓄電池進(jìn)行浮充;當(dāng)太陽(yáng)能電池板輸出不足或者出現(xiàn)故障時(shí)，切換到鉛蓄電池端，利用電池進(jìn)行供電。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，采用一只1N5819二極管作為太陽(yáng)能電池板與鉛蓄電池的切換開關(guān):當(dāng)太陽(yáng)能電池板輸出充足時(shí)，則太陽(yáng)能電池板具有優(yōu)先權(quán);當(dāng)太陽(yáng)能電池板輸出不足不能為系統(tǒng)正常供電時(shí)，則二極管導(dǎo)通，采用鉛蓄電池供電，以保證系統(tǒng)能夠連續(xù)工作。

2．7系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件主要是靠對(duì)單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)。其中，對(duì)上位機(jī)無(wú)線通信時(shí)，響應(yīng)幀在上位機(jī)鏈接單元中自動(dòng)生成，在單片機(jī)中無(wú)需用戶再編寫通信程序。因此，單片機(jī)編程主要解決的是現(xiàn)場(chǎng)電磁閥的開啟和關(guān)閉控制、模擬量的數(shù)據(jù)的采集和處理，同時(shí)也可接收上位機(jī)發(fā)送的控制指令完成相應(yīng)的控制操作。系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)可以讓操作員位于監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)終端，進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)控制，各項(xiàng)操作無(wú)需人進(jìn)行，節(jié)省了人力資源，操作的準(zhǔn)確性、連貫性比以往得到顯著提高，從而大幅度提高了生產(chǎn)效率。

2．8上位機(jī)組態(tài)程序設(shè)計(jì)

MCGS是北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于Windows平臺(tái)的、用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)為目標(biāo)，可以為企業(yè)提供一個(gè)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺(tái)，使企業(yè)能夠及時(shí)有效地獲取信息，及時(shí)地做出反應(yīng)，以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。MCGS軟件具有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和處理、趨勢(shì)曲線、報(bào)表輸出、動(dòng)畫顯示等功能，同時(shí)支持多種GPRS模塊，能夠在灌溉遠(yuǎn)程控制中發(fā)揮其優(yōu)越性。

3安裝調(diào)試

本研究選用方正研究院的試驗(yàn)地塊，地勢(shì)較平坦，選取8個(gè)下位機(jī)基站對(duì)水稻內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，檢驗(yàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)。節(jié)點(diǎn)無(wú)線通訊模塊的天線高度為1．5m，與上位機(jī)間距分別為45～55m，每個(gè)工作節(jié)點(diǎn)下設(shè)1個(gè)溫度傳感器、1個(gè)液位傳感器和1個(gè)土壤水分傳感器，分別監(jiān)測(cè)池塊的溫度、水位和土壤水分。

4結(jié)果與分析

對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)7天試驗(yàn)，運(yùn)行狀況良好，當(dāng)時(shí)為水稻分蘗前期。

5結(jié)論

篇7

傳統(tǒng)課堂授課通常一次講授2個(gè)學(xué)時(shí)，針對(duì)課程中的重點(diǎn)難點(diǎn)可以充分講解。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知習(xí)慣，MOOC課程將授課視頻分為了一些10分鐘至20分鐘長(zhǎng)度的小模塊。怎樣在這些小模塊中傳授較為完整的知識(shí)點(diǎn)，需要授課教師轉(zhuǎn)變思路、精心設(shè)計(jì)[3]。在設(shè)計(jì)時(shí)要注意知識(shí)間的聯(lián)系，形成課程的邏輯結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展知識(shí)的深度廣度，使之形成一個(gè)有機(jī)的整體，從而有利于學(xué)生從整體結(jié)構(gòu)上掌握知識(shí)的共同本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。

（一）提煉課程內(nèi)容的總體邏輯關(guān)系

自動(dòng)控制原理課程系統(tǒng)地講述了自動(dòng)控制科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的基本概念和基本規(guī)律，涵蓋了自動(dòng)控制技術(shù)從系統(tǒng)建模到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各種思想和方法，內(nèi)容十分豐富。作為授課教師，首先應(yīng)該瀝青這些內(nèi)容間的邏輯關(guān)系。經(jīng)典控制理論的基本理論包含反饋控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法兩方面的內(nèi)容，具體的包含關(guān)系如圖1所示。為了讓學(xué)生更好地理解各部分知識(shí)的有機(jī)聯(lián)系，對(duì)上述經(jīng)典控制理論體系建立“三縱”和“三橫”兩條知識(shí)主線?？刂葡到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是研究系統(tǒng)的特性，即穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性、靜態(tài)特性。又稱控制系統(tǒng)“三要素”。從性能指標(biāo)是看，就是俗稱的“穩(wěn)，快，準(zhǔn)”。把這三方面的性能指標(biāo)稱為“三橫”。所謂“三縱”是指在不同的域內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，即時(shí)域、復(fù)域、頻域。掌握系統(tǒng)在不同域中的數(shù)學(xué)模型表達(dá)，即可進(jìn)行系統(tǒng)的特性分析與設(shè)計(jì)，因?yàn)樗袉?wèn)題的分析和求解都是建立在數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行的。加強(qiáng)對(duì)這兩條線的理解，可以使學(xué)生統(tǒng)觀全局，把握研究方向。

（二）采用提綱挈領(lǐng)的碎片化原則

要將自動(dòng)控制原理的授課內(nèi)容碎片化為一些短的相對(duì)完整的知識(shí)單元，需要采用提綱挈領(lǐng)的組織方法。首先介紹每個(gè)知識(shí)模塊的內(nèi)容要點(diǎn)，然后交代每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性，精煉舉例推導(dǎo)過(guò)程。貫徹“少而精”的原則。對(duì)于所講的內(nèi)容要分清主次，突出重點(diǎn)，精講內(nèi)容，同時(shí)要注意有較高的系統(tǒng)性、邏輯性，保證知識(shí)的質(zhì)量，難點(diǎn)精心組織，一定要講懂。精講內(nèi)容不是少講內(nèi)容，有些內(nèi)容反而要加強(qiáng)。例如，在講解經(jīng)典控制理論中的數(shù)學(xué)模型時(shí)就可以按照如下思路處理。首先將數(shù)學(xué)模型分為三個(gè)內(nèi)容要點(diǎn)：微分方程模型、傳遞函數(shù)模型和圖形方式的數(shù)學(xué)模型。其中微分方程是時(shí)間域的模型，傳遞函數(shù)是復(fù)數(shù)域的模型，圖形方式的模型是數(shù)學(xué)模型的圖形化語(yǔ)言描述。當(dāng)推導(dǎo)系統(tǒng)的微分方程描述時(shí)，精選兩個(gè)相似系統(tǒng)作為例子來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)的建模過(guò)程。這樣，由于有目的地選擇有啟發(fā)性、可延伸性與典型性的問(wèn)題，使每一節(jié)、每一章的內(nèi)容都具有明確概念、傳授方法、啟發(fā)思維、培養(yǎng)能力的作用。這種提綱挈領(lǐng)的組織方法，層次清楚關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，容易將碎片化內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)。

（三）結(jié)合學(xué)科發(fā)展，適時(shí)更新

基于MOOC模式的教學(xué)過(guò)程由于安排了較多的課程討論環(huán)節(jié)，教師單獨(dú)的講授環(huán)節(jié)要比傳統(tǒng)課堂壓縮。這樣在教學(xué)內(nèi)容就需要有所取舍。根據(jù)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，新的發(fā)展方向和應(yīng)用工具應(yīng)該增加介紹；已經(jīng)被其他方法取代的方法可以忽略介紹。無(wú)論是理論家還是工程師，人們總是把最先進(jìn)最有效的理念和技術(shù)用于控制工程。如：控制與管理的結(jié)合、信息流與物質(zhì)能量流的互動(dòng)、復(fù)雜系統(tǒng)研究與應(yīng)用等均表現(xiàn)出很強(qiáng)的時(shí)代特征。在當(dāng)今這個(gè)信息時(shí)代誕生了網(wǎng)絡(luò)控制、基于數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)控制等新的控制概念。而傳統(tǒng)的手工繪圖方法已經(jīng)可以由計(jì)算機(jī)輔助軟件完成。經(jīng)典控制理論在上個(gè)世紀(jì)四、五十年代已經(jīng)形成了比較完整的理論體系，頻率特性法、根軌跡法等直到現(xiàn)在仍然是系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的主要方法。經(jīng)典控制理論的一個(gè)重要特色就是采用簡(jiǎn)便直觀的圖解方法，因此也得到工程技術(shù)人員廣泛歡迎。在講授這些內(nèi)容的時(shí)候，幾乎有一半的學(xué)時(shí)是在學(xué)習(xí)這些圖形的畫法。例如，頻率特性圖就有伯德圖、乃奎斯特圖和尼柯爾斯圖等幾種，學(xué)生需要記住每種圖形的坐標(biāo)要求及計(jì)算方法。隨著計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)的發(fā)展，目前已有像MATLAB這樣的成熟的軟件可以幫助畫圖。所以在授課時(shí)就減少介紹手工做圖的內(nèi)容，而將分析和設(shè)計(jì)的方法作為重點(diǎn)內(nèi)容，從而訓(xùn)練學(xué)生作為控制工程師的高級(jí)思維能力。當(dāng)然，在這種碎片式的教學(xué)過(guò)程中也要注意邏輯的連續(xù)性。學(xué)生在分析思維之前，往往需要直觀思維，在演繹之前要有歸納，在聯(lián)想之前要有類比，在獲得正確的認(rèn)識(shí)之前要有辨析。在進(jìn)行單元章節(jié)復(fù)習(xí)時(shí)，一定要求學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，然后再重新組合材料，進(jìn)行知識(shí)歸類、延伸與擴(kuò)展。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)常反復(fù)復(fù)習(xí)，循環(huán)螺旋上升，從整體上掌握知識(shí)的脈絡(luò)，保證學(xué)習(xí)者長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)積極性。

二、課程教研組的建設(shè)

MOOC課程作為一種新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，應(yīng)該在學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲取、思維能力和創(chuàng)造力的開發(fā)等方面有自己的特色。尤其是面向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)時(shí)，需要研究與制定結(jié)合專業(yè)發(fā)展需求的教學(xué)大綱與教學(xué)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教育的開放性、交互性和便捷性。一門教學(xué)效果好的MOOC課程可以提供豐富的數(shù)字資源，可以采用在線或離線的方式與學(xué)生互動(dòng)，還可以方便地進(jìn)行一些教學(xué)信息統(tǒng)計(jì)工作。針對(duì)目前高校的現(xiàn)狀，建議以課程教研組的形式承擔(dān)MOOC課程的教學(xué)。因?yàn)檎n程教研組能夠具備單個(gè)教師無(wú)法做到的整體協(xié)調(diào)優(yōu)勢(shì)。專業(yè)教師隊(duì)伍水平的提高是MOOC課程更新發(fā)展的源動(dòng)力。首先，教研組是課程建設(shè)的組織保障。教研組由老中青三代教師組成，定期學(xué)習(xí)新的教學(xué)理念與方法，研討課程中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，有計(jì)劃地安排教師進(jìn)修提高。我單位自控原理課程教研組由7人組成，包括1名教學(xué)帶頭人，2名副教授，3名講師和1名實(shí)驗(yàn)員。教研組定期學(xué)習(xí)控制理論的前沿發(fā)展方向，組織觀摩教學(xué)，有計(jì)劃地派出青年教師到國(guó)內(nèi)外進(jìn)修。這些活動(dòng)從制度上保證了教師的個(gè)人成長(zhǎng)和課程內(nèi)容的不斷更新。教研組通過(guò)教育理論和專業(yè)知識(shí)的不斷學(xué)習(xí)和豐富，大家發(fā)現(xiàn)自己的差距，逐漸形成課程意識(shí)、學(xué)生意識(shí)、開放意識(shí)、問(wèn)題意識(shí)等，發(fā)現(xiàn)存在哪些與新課程理念不相符甚至相違背的問(wèn)題，然后尋求解決問(wèn)題的新理論、新理念、新途徑，以提高教學(xué)效果。這種以教研組形式承擔(dān)MOOC課程的模式可以避免教師個(gè)體缺乏持續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量的動(dòng)力的問(wèn)題。其次，教研組是課程建設(shè)的知識(shí)園地。MOOC課程是一種網(wǎng)絡(luò)課程，由于不受年齡、文化和地域等限制，學(xué)習(xí)對(duì)象可以是在校學(xué)生，也可以是在職的繼續(xù)教育學(xué)生。學(xué)生的職業(yè)背景和基礎(chǔ)知識(shí)差別較大。在MOOC教學(xué)中為了保證網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果，設(shè)計(jì)了較受歡迎的短授課多討論的教學(xué)模式。這些都是MOOC課程開放性和交互性的體現(xiàn)。但這同時(shí)要求教師有多方面的知識(shí)儲(chǔ)備。每位教師都有自己的能力和興趣特長(zhǎng)，很難獨(dú)立解決網(wǎng)絡(luò)交流中的所有問(wèn)題。對(duì)于自動(dòng)控制原理課程來(lái)說(shuō)，教師既需要有深厚的控制理論基礎(chǔ)又需要有一定的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。課程教研組由老中青三代教師組成，保證知識(shí)結(jié)構(gòu)全面。青年教師學(xué)歷高熟悉新的理論方向，老教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富。同時(shí)，也要充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的知識(shí)聚集作用，及時(shí)總結(jié)學(xué)生的反饋信息[4]。

篇8

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化控制，設(shè)備，穩(wěn)定性，措施

中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言：一般情況下，電氣自動(dòng)化可以依照預(yù)先設(shè)定的程序或者計(jì)劃進(jìn)行操作、控制、監(jiān)視等一系列的必要功能，而且其相關(guān)設(shè)備還能在無(wú)人或者少人的狀態(tài)下自動(dòng)運(yùn)行。由于在電氣自動(dòng)化設(shè)備的工作環(huán)境中，操作和管理無(wú)需更多人員，甚至不需要任何人員即可工作，所以電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性已經(jīng)成為生產(chǎn)者與使用者之間的關(guān)鍵問(wèn)題。在經(jīng)濟(jì)全球化沖擊下，各國(guó)經(jīng)濟(jì)之間的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，只有提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性才能促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，才能提升電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，即探討電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性是當(dāng)前的主要任務(wù)。

1 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性簡(jiǎn)介

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性，指的是在相應(yīng)環(huán)境條件下，或者是在規(guī)定時(shí)間的范圍之內(nèi)，可以完成，或者是可以完成某一特定任務(wù)的能力。然而，要想完成某種特定任務(wù)能力的大小及其完成質(zhì)量的高低，在很大程度上決定著電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的高低。通常來(lái)講，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的高低最容易在相對(duì)惡劣的環(huán)境條件中表現(xiàn)出來(lái)。目前，在全球范圍內(nèi)，對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的使用范圍界定還比較寬松，不管是較大的系統(tǒng)，還是小的設(shè)備和單元，都需要采用穩(wěn)定性來(lái)加以衡量，在實(shí)際的衡量中最好采用概率來(lái)描述。

2 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性現(xiàn)狀

關(guān)于電氣自動(dòng)化的控制設(shè)備穩(wěn)定性的現(xiàn)狀分析，主要是要考慮工作環(huán)境多樣化的情況下，從而形成的操作維護(hù)不當(dāng)現(xiàn)象。眾所周知，不同行業(yè)具有不同的工作環(huán)境，甚至有的工作環(huán)境極其惡劣，實(shí)際運(yùn)行中，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備必須面對(duì)各種各樣的工作環(huán)境，以便消除環(huán)境因素對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備造成的不良影響。經(jīng)實(shí)踐證明，引起這些不良影響的環(huán)境因素主要有氣候因索、機(jī)械作用力因素，電磁干擾因素等。

2.1 氣候因素

對(duì)氣候因素進(jìn)行分析，主要體現(xiàn)在濕度、電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性措施探究文/王宏友電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性體現(xiàn)于特定時(shí)間和環(huán)境下能達(dá)到規(guī)定功能的能力，特別是在不利環(huán)境中，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性對(duì)于控制和把握設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的細(xì)節(jié)問(wèn)題至關(guān)重要。摘要?dú)鈮?、溫度、大氣污染、厭惡等方面，此類不利的環(huán)境因素會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的性能帶來(lái)嚴(yán)重干擾，進(jìn)而損壞電氣自動(dòng)化的設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)的靈活性，及其溫升過(guò)高等重要環(huán)節(jié)，更嚴(yán)重的情況下，也會(huì)導(dǎo)致電氣自動(dòng)化設(shè)備完全毀壞而無(wú)法正常工作。

2.2 機(jī)械作用力因素

對(duì)機(jī)械作用力因素進(jìn)行分析，具體表現(xiàn)為，在不同運(yùn)載的工具中，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可能會(huì)受到不同種類的機(jī)械作用力，比如：沖擊、震蕩、離心加速力等方面。在這些機(jī)械作用的嚴(yán)重影響下，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的元器件容易受到損壞，參數(shù)易發(fā)生變化，甚至?xí)霈F(xiàn)元器件發(fā)生變形和斷裂情況，以及電氣自動(dòng)化設(shè)備的金屬件也會(huì)因疲勞而受到嚴(yán)重?fù)p壞。

2.3 電磁干擾因素

對(duì)電磁干擾因素進(jìn)行分析，這方面的因素盡管屬于一種看不見(jiàn)、摸不著的因素，但是它對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備所造成的不良影響不可忽視。通常來(lái)講，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的工作運(yùn)行中，同時(shí)充斥著各種各樣的電磁波，這些電磁波會(huì)不同程度地增大設(shè)備的輸出噪聲，由此導(dǎo)致電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行失去穩(wěn)定性，甚至?xí)纬砂踩鹿省?/p>

3 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的作用

3.1 穩(wěn)定性能夠衡量設(shè)備質(zhì)量

產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)其自身價(jià)值，產(chǎn)品質(zhì)量是硬道理，同時(shí)也是一個(gè)企業(yè)生存的生命線，而要確保產(chǎn)品質(zhì)量的要素，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的特性上，涉及其性能、穩(wěn)定性、實(shí)用性、安全性等?？梢?jiàn)，穩(wěn)定性在確保產(chǎn)品質(zhì)量的過(guò)程中起著不可估量的主導(dǎo)作用，即穩(wěn)定性越高，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備發(fā)生的故障次數(shù)就越少，維修費(fèi)用也越低，同時(shí)也大大提高了安全性能。一句話，穩(wěn)定性是產(chǎn)品質(zhì)量的精髓所在，也是每一個(gè)企業(yè)家必須尋求的最高目標(biāo)。

3.2 穩(wěn)定性能夠提高設(shè)備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

當(dāng)今社會(huì)，國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度非?？?，用房對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也在不斷提高，現(xiàn)代人不但要求性能比較優(yōu)的產(chǎn)品，同時(shí)更加重視產(chǎn)品的穩(wěn)定性能，特別是電氣類產(chǎn)品。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的今天，優(yōu)者則勝，劣者就會(huì)被淘汰，只有提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，才能贏得現(xiàn)代化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，才能獲得公眾認(rèn)可和青睞。因此，在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備自動(dòng)化程度、復(fù)雜度的不斷提高下，穩(wěn)定性技術(shù)能夠提高設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4 提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備穩(wěn)定性的措施

4.1合理地制定設(shè)計(jì)方案

首先要認(rèn)識(shí)和把握產(chǎn)品的自身特點(diǎn)、實(shí)際應(yīng)用環(huán)境、應(yīng)用條件，需要依據(jù)這三種影響因素的綜合情況，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定。值得注意的是，在此過(guò)程中，由于各個(gè)廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品都不盡相同，他們之間會(huì)存在許多差異，所以在同一個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中，最好統(tǒng)一使用同一種常見(jiàn)的產(chǎn)品，以便最大程度地保證各個(gè)設(shè)備之間的良好協(xié)調(diào)性。

4.2 選擇合適的零部件

在滿足設(shè)計(jì)合理的條件下，必須選擇合適的零部件，這就要考慮相關(guān)電路的實(shí)際性能，最好選擇專業(yè)常見(jiàn)的零部件，只有這樣，才能有所保證，不論是在產(chǎn)品質(zhì)量上，還是在后期維護(hù)上，都能有效地保障電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。此外，選擇零部件的時(shí)候，還需要高度重視零部件的使用參數(shù)。

4.3 強(qiáng)化控制設(shè)備的散熱防護(hù)

在各種電氣設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，溫度是一個(gè)極其危險(xiǎn)的因素，由于溫度變化容易大大降低電氣設(shè)備的精度和穩(wěn)定性，同時(shí)溫度變化過(guò)大也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故。究其原因，這主要由于電氣自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)行當(dāng)中不斷向外散發(fā)熱量造成的，如果散發(fā)的熱量不能及時(shí)排出，就會(huì)積累在較小空間內(nèi)，從而使設(shè)備周邊環(huán)境溫度不斷升高，結(jié)果不堪設(shè)想。因此，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，要關(guān)注散熱問(wèn)題，合理地確認(rèn)散熱方式，從最大程度上避免設(shè)備本身

4.4電子設(shè)備的氣候防護(hù)

氣候條件對(duì)電子設(shè)備影響是很大的，特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達(dá)到飽和時(shí)，電子設(shè)備容易受到潮濕空氣的侵蝕，使機(jī)內(nèi)元器件、印制電路板上產(chǎn)色和凝露現(xiàn)象，極容易造成絕緣材料表面電導(dǎo)率增加，及零部件電氣短路、漏電等等情況的發(fā)生。甚至?xí)?dǎo)致覆蓋層起泡至脫落，失去其保護(hù)功能。針對(duì)于這種情況，一般采用密封、浸漬、灌封等等措施進(jìn)行維護(hù)，而我司就在控制電房安裝了工業(yè)除濕機(jī)，使控制電房的濕度保持在安全值以內(nèi)，提高了控制設(shè)備的穩(wěn)定性。遭受破壞。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，深入探討電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性，不但要有一定的理論基礎(chǔ)，也要具備充足的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能全面把握電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。與此同時(shí)，研究電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的過(guò)程中，很有必要注意研究方法，堅(jiān)決杜絕盲目操作的不良現(xiàn)象。因此，需要科學(xué)地結(jié)合國(guó)內(nèi)外電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的實(shí)際情況，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，根據(jù)最新的穩(wěn)定性試驗(yàn)方法制定更加合理的控制措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 費(fèi)磊 . 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的相關(guān)分析 [J]. 科技致富向?qū)?,2013,(24).

篇9

涂序彥曾任中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、學(xué)術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)主席，是中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)的主要?jiǎng)?chuàng)建人、我國(guó)“人工智能”學(xué)科的奠基人之一，他提出的“廣義智能信息系統(tǒng)論”為“人工智能”學(xué)科提供了統(tǒng)一的理論架構(gòu)，他倡導(dǎo)的多學(xué)派兼容、多層次結(jié)合、多智體協(xié)同的“廣義人工智能”學(xué)科體系，為現(xiàn)代“人工智能”學(xué)科的全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展，提供了研究開發(fā)策略，他提出的“廣義智能學(xué)”促進(jìn)了“智能科學(xué)技術(shù)”新學(xué)科的誕生。1988年，他編著的高等學(xué)校教材《人工智能及其應(yīng)用》電子工業(yè)出版社，獲電子工業(yè)部?jī)?yōu)秀教材一等獎(jiǎng)。

1977年，他在中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所工作，主持“控制論組”，與北京市中醫(yī)院合作，研究開發(fā)我國(guó)第一個(gè)中醫(yī)專家系統(tǒng)“關(guān)幼波中醫(yī)肝炎診斷治療程序”，這也是世界第一個(gè)中醫(yī)專家系統(tǒng)。1985年，主持“國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息專家系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)”研究，提出大型“多級(jí)專家系統(tǒng)”新方法，獲國(guó)家“七，五”攻關(guān)重大成果獎(jiǎng)。

1960年，在第一屆國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)IFAC世界大會(huì)，創(chuàng)立多變量控制系統(tǒng)的新原理：“協(xié)調(diào)控制”理論，他提出的升船機(jī)多電機(jī)同步的“協(xié)調(diào)控制”方法應(yīng)用于三峽工程。1981年，在《科技管理與科學(xué)學(xué)》發(fā)表“論協(xié)調(diào)”，提出創(chuàng)建“協(xié)調(diào)學(xué)”新學(xué)科。

1977年，涂序彥發(fā)表我國(guó)“大系統(tǒng)理論及應(yīng)用”首篇論文，1985年，創(chuàng)立“大系統(tǒng)控制論”，1994年，撰寫出版《大系統(tǒng)控制論》專著，發(fā)展“控制論”的新學(xué)科。

1979年，根據(jù)國(guó)情，他創(chuàng)立具有中國(guó)特色的“最經(jīng)濟(jì)控制”理論，提出天文科學(xué)衛(wèi)星“最經(jīng)濟(jì)姿態(tài)控制”新方法，在《自動(dòng)化學(xué)報(bào)》發(fā)表了關(guān)于“最經(jīng)濟(jì)控制”多篇論文。

1980年，總結(jié)有關(guān)“生物控制論”的科研成果，主持編著我國(guó)第一本《生物控制論》專著，由科學(xué)出版社出版，重點(diǎn)研究“人體控制論”，他提出“針麻－多級(jí)協(xié)調(diào)控制過(guò)程”，“經(jīng)絡(luò)－人體控制系統(tǒng)”新學(xué)說(shuō)。

1977年，涂序彥發(fā)表我國(guó)“智能控制及其應(yīng)用”首篇論文，開拓“智能控制”新技術(shù)，1985年，提出“多級(jí)自尋優(yōu)、自協(xié)調(diào)控制”新方法，1990年，參與發(fā)起主辦“全球華人智能控制與智能自動(dòng)化”大會(huì)，任大會(huì)主席之一。2004年，在國(guó)際“人工生命與機(jī)器人”AROB學(xué)術(shù)會(huì)議宣讀論文“Intelligent Control System based onArtificial Life”。

1985年，在IFAC／IFORS／IFIP國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，涂序彥提出“智能管理”(Intelligent Management)新概念，開拓我國(guó)“智能管理”新方法、新技術(shù)，1995年，撰寫《智能管理》專著，由清華大學(xué)出版社出版。2010年，他和馬忠貴博士撰寫《協(xié)調(diào)智能調(diào)度》專著，由國(guó)防工業(yè)出版社出版。

1995年，在“人工智能”與計(jì)算機(jī)“仿真技術(shù)”相結(jié)合的基礎(chǔ)上，涂序彥提出“智能仿真”的概念與系統(tǒng)架構(gòu)，2009年，應(yīng)邀在中國(guó)計(jì)算機(jī)仿真高層論壇作“協(xié)同智能仿真”大會(huì)報(bào)告。

2000年，開發(fā)“智能信息推拉”技術(shù)、“基于公共知識(shí)庫(kù)的智能通信”系統(tǒng)，2004年，在中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)智能信息網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)會(huì)議，作大會(huì)報(bào)告“智能通信與智能網(wǎng)絡(luò)”，2005年，提出“互動(dòng)智能通信”的概念，2008年，他和馬忠貴博士撰寫《智能通信》專著，由電子工業(yè)出版社出版。

2002年，涂序彥發(fā)起并主持中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)首屆“人工生命及應(yīng)用”學(xué)術(shù)會(huì)議，提出“廣義人工生命”的概念和類譜，2003年，在國(guó)際“人工生命與機(jī)器人”AROB學(xué)術(shù)會(huì)議宣讀論文“Generalized Artificial LifeRace＆Model”，2004年，主編《人工生命及應(yīng)用》論文集，2005年，北京郵電大學(xué)出版社。

2002年，涂序彥與曾廣平教授等合作，提出“軟件人”的新概念，2003年，獲國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的虛擬機(jī)器人一軟件人”支持，2004年，提出“廣義軟件人”，2007年，總結(jié)相關(guān)研究開發(fā)成果，撰寫《“軟件人”研究及應(yīng)用》專著，由科學(xué)出版社出版。2008年，主持InternationalConference on Humanized Systems，作大會(huì)主題報(bào)告“Advanced Intelligence，Humanics，SoftMan”。

2002年，涂序彥與韓力群教授合作，提出“多中樞自協(xié)調(diào)人工腦”的新概念，2004年，在AROB國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議“Study of ArtificialBrain based on Multi-Centrum Self-Coordination Mechanism”，2009年，總結(jié)相關(guān)研究開發(fā)成果，撰寫《多中樞自協(xié)調(diào)人工腦》專著，由科學(xué)出版社出版。

2003年，他在中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)第十屆全國(guó)人工智能學(xué)術(shù)大會(huì)報(bào)告中，提出“人工智能”的姐妹學(xué)科：“人工情感”的新學(xué)科架構(gòu)。2004年，在北京主持召開中日國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，作大會(huì)報(bào)告“Artificial Emotionand its Applications”，提出“IntelligentAnimation，Intelligent Game，IntelligentFilm＆Television”。

1991年，在全國(guó)“智能控制”學(xué)術(shù)會(huì)議的大會(huì)報(bào)告中，涂序彥提出“智能控制論”新學(xué)科架構(gòu)，2010年，他與王樅教授等合作，撰寫出版《智能控制論》專著，在科學(xué)出版社出版。

2004年，在“智能系統(tǒng)”國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，涂序彥提出“擬人系統(tǒng)”新概念，2005年，在中國(guó)武漢，發(fā)起并主持第一屆“擬人系統(tǒng)”國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，他提出創(chuàng)建“擬人學(xué)”新學(xué)科，2008年，在中國(guó)北京，主持召開“擬人系統(tǒng)”國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)。

2005年，他的詩(shī)集《糊涂集》包括：理智篇、山水篇、情感篇等涂詩(shī)四百首，由北京郵電大學(xué)出版社出版。

篇10

問(wèn)鼎關(guān)肇直獎(jiǎng)

2014年7月30日，古都南京傳來(lái)喜訊：在第33屆中國(guó)控制會(huì)議（CCC2014）在上，李嬋穎提交的論文，在包括中國(guó)大陸在內(nèi)的27個(gè)國(guó)家和地區(qū)的2377篇投稿中脫穎而出，獲得了第20屆關(guān)肇直獎(jiǎng)?！瓣P(guān)肇直獎(jiǎng)”是為紀(jì)念我國(guó)著名的數(shù)學(xué)家、控制理論專家，我國(guó)現(xiàn)代控制理論的開拓者關(guān)肇直教授而設(shè)立的。這個(gè)獎(jiǎng)由中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)于1994年設(shè)立，旨在鼓勵(lì)我國(guó)青年科技人員從事控制理論及其應(yīng)用開發(fā)研究，對(duì)在這方面做出突出貢獻(xiàn)青年人給予獎(jiǎng)勵(lì)。該獎(jiǎng)以其嚴(yán)格的評(píng)審以及獲獎(jiǎng)?wù)撐母咚降馁|(zhì)量在控制界享有盛譽(yù)，系目前我國(guó)控制理論界最高水平的青年學(xué)術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)。

李嬋穎主要從事控制理論的研究工作，包括反饋機(jī)制的最大能力與局限、自適應(yīng)控制和采樣系統(tǒng)等。眾所周知，線性系統(tǒng)和具有線性增長(zhǎng)率的非線性系統(tǒng)控制理論，以及連續(xù)時(shí)間非線性系統(tǒng)的可鎮(zhèn)定性理論，均已發(fā)展較為完善。但當(dāng)系統(tǒng)的非線性增長(zhǎng)率快于線性速度時(shí)，鎮(zhèn)定離散時(shí)間非線性系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)將遭遇本質(zhì)性困難。事實(shí)上，當(dāng)系統(tǒng)的非線性程度過(guò)高，任何反饋控制律都可能無(wú)法鎮(zhèn)定住該離散時(shí)間不確定系統(tǒng)。由此，李嬋穎的合作者，郭雷院士提出反饋確實(shí)存在可定量刻畫的局限，開啟了一個(gè)重要的研究方向。為探索反饋能力，他們把自己置身于一個(gè)與傳統(tǒng)控制不同的研究框架下，不但要回答反饋能做什么，還要回答更重要更困難的問(wèn)題，反饋不能做什么。經(jīng)過(guò)不斷努力，李嬋穎和她的同事們對(duì)幾類基本的不確定性控制系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)并證明了反饋機(jī)制最大能力的“臨界值”或“不可能性定理”。這一系列成果具有很高的原創(chuàng)性，對(duì)定量理解人類和機(jī)器中普遍存在的反饋行為的最大能力，以及智能反饋設(shè)計(jì)中的根本局限具有重要意義。反饋能力領(lǐng)域的研究結(jié)果多次在重要的國(guó)際會(huì)議上報(bào)告，包括郭雷院士在四年一度的國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)上的特邀報(bào)告以及國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)（IFAC）世界大會(huì)的大會(huì)報(bào)告等，取得強(qiáng)烈的國(guó)際反響，并引起一系列后續(xù)研究。

近十年來(lái)，李嬋穎致力于反饋能力的研究，在非線性系統(tǒng)控制等領(lǐng)域取得了一系列重要和深刻的原創(chuàng)性成果，解決了非線性自適應(yīng)控制中的極具挑戰(zhàn)性的公開問(wèn)題。一是完整給出非線性參數(shù)化不確定系統(tǒng)的反饋能力刻畫，回答了一個(gè)關(guān)于非線性自適應(yīng)控制的公開問(wèn)題，該問(wèn)題由普林斯頓大學(xué)出版社出版的一本關(guān)于控制論的公開問(wèn)題集收錄;二是突破閉環(huán)系統(tǒng)里最小二乘算法激勵(lì)條件難以驗(yàn)證的瓶頸，給出多參數(shù)不確定隨機(jī)系統(tǒng)可鎮(zhèn)定的充要條件，徹底解決了這一個(gè)遺留了十來(lái)年的挑戰(zhàn)性問(wèn)題;三是首次找到任意采樣系統(tǒng)狀態(tài)重構(gòu)的臨界頻率，證明了基于采樣信號(hào)的自適應(yīng)反饋控制器可以將原連續(xù)系統(tǒng)鎮(zhèn)定。這些工作發(fā)表于控制領(lǐng)域的頂級(jí)刊物IEEE匯刊、Automatica以及SIAM雜志上，得到審稿人的高度評(píng)價(jià)，其研究成果也受到國(guó)內(nèi)外同行專家的肯定與引用。同時(shí)，李嬋穎注重理論聯(lián)系實(shí)際，在理論與實(shí)際互為指導(dǎo)的原則下，參與各項(xiàng)國(guó)家航天項(xiàng)目，包括對(duì)近地空間飛行器氣動(dòng)參數(shù)辨識(shí)以及姿態(tài)控制等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，使發(fā)展起來(lái)的關(guān)于非線性系統(tǒng)的反饋能力理論得到很好的應(yīng)用。由于李嬋穎工作的理論重要性與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，部分成果于2014年8月由合作者郭雷院士在三年一次的國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)（IFAC）第世界大會(huì)的1小時(shí)大會(huì)報(bào)告上做了專門的詳細(xì)介紹。她的相關(guān)研究工作被列入中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院2013年度十大科研進(jìn)展，李嬋穎也因此獲得“陳景潤(rùn)未來(lái)之星”特殊人才計(jì)劃以及第33屆中國(guó)控制會(huì)議最佳論文獎(jiǎng)關(guān)肇直獎(jiǎng)。

極具挑戰(zhàn)的反饋理論

反饋是控制論中最根本的概念，是一條基本的系統(tǒng)學(xué)原理，也是人類和機(jī)器智能中普遍存在的重要機(jī)制，在生物系統(tǒng)、工程系統(tǒng)以及社會(huì)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。反饋的主要目的是為了減少系統(tǒng)的不確定性，特別是自適應(yīng)反饋，在反饋回路中嵌入了在線學(xué)習(xí)機(jī)制，能夠?qū)Ω断喈?dāng)大的不確定性?，F(xiàn)代工程技術(shù)中涌現(xiàn)出大量的大型復(fù)雜系統(tǒng)，面臨著被控對(duì)象不確定性大，非線性特性強(qiáng)，控制目標(biāo)精度要求高，反饋機(jī)理復(fù)雜不清的新挑戰(zhàn)，亟需我們跳出傳統(tǒng)反饋控制設(shè)計(jì)的思想局限，從根本上研究反饋機(jī)制，揭示其內(nèi)在本質(zhì)作用。