自动控制理论、发展与应用研究

赵昌赣 昆明理工大学津桥学院 650224

【文章摘要】

自动化控制的目的是利用各种仪器、设备、生产装置来代替人们以往的手工操作和替代部分人脑计算的过程。能够在很多领域发挥巨大的作用。比如汽车制造、排水、电力等方面，人工实现是有很大局限性的。近年来，人们越来越多的关注信息技术、数据网络技术的快速发展。对自动化技术的关注下滑。这对于自动化控制来说是挑战也是机遇。自动化可以和网络技术、计算机信息技术相互融合。解决更加复杂的问题，完成更加精准高效的控制操作工程。

【关键词】

自动化控制; 原理; 水处理; 汽车制造; 仿真软件

1 自动控制技简介

自动控制技术从技术革命中诞生，已经有了悠久的历史。理论不断更新与完善。不是寥寥数语可以概括的。这里主要是深入浅出的介绍自动化技术的发展，已经基础原理。它诞生于技术革命，在《控制论》这一著作诞生后，自动控制学科被认同由此产生。早期的控制理论是实现输入与输出问题的研究。研究方式是利用函数、轨迹等方法。作用是让机器能够进行稳定的生产工作。现代的理论，是为了解决多项输入输出，非线性变换的控制问题进行研究。利用到了大量的高等数学中的理论知识。自动控制还历经了第三代的革新过程。服务对象更多，服务不再局限于数学算法进行数据模型的构造后的应用。而是对控制器研究投入精力，采用人工智能的思想。目的是解决一些具备不确定性、模糊性的高端控制工作。自动化技术发展到今天，理论与原理已经细化，分支话。它服务于各个行业各个领域。但是不能说自动化控制理论已经趋于成熟。它还有很远的路可走，还有探索的空间。对于非线性的操作与控制，针对时变的特性，它的研究才只能说刚刚起步。

从深入浅出生活与工作角度，来理解自动化控制。就是利用该技术，替代人类的部分工作。让人们避免危险、从高危以及大量的重复性工作中走出来。它所以能实现自动的控制操作，是因为通过人们生产中总结的经验，对生产标准具有数据要求。而我们利用自动化技术，让它在不断生产中始终接近这个我们希望得到的数值。（也就是符合我们需求的标准）。它的实现方法是通过某些具体的设备，我们来调控设置数据。设备在这种控制下进行成产工作。

2 自动控制中的重要工具：Matlab

提到自动控制技术，Matlab 这种仿真工程软件就不得不为大家介绍。无论是从自动化控制的教学还是从自动化技术的实验探索，它都发挥了巨大的作用。它最初为矩阵实验室的含义，起源这里就不再赘述。它主要能够实现数值以及符合的计算，对于矩阵的多种操作实现便捷。能够进行多种复杂的线性计算。在编程方面，它有自己的编程语言。它的编程语言更加适用于自动化控制的应用。更加容易理解，可以不断的跨平台使用。但是它也有自身的缺点，就是程序执行效率不高。最令人称赞的是它的图形功能和可视化功能。利用可以轻而易举地绘制二维、三维曲线，三维曲面，并可进行图形和坐标的标识、坐标控制、图形的迭绘、视角和光照设计、色彩精细控制等等。另外还可以非常方便地完成动画的绘制工作

3 自动控制原理

工作原理角度: 自动控制要完成工作，需要形成有效的控制系统。一般情况下此系统由自动控制的相关装备和加工设备（宏观为被控对象）两者构成。前者起到主动调节作用，包含元器件、调节器等部件。后者包含交换器、反应器等。在自动控制系统中，被控对象中需要控制的那个参数叫被控参数。被控参数要求保持的那个规定值，成为给定值。凡影响被控参数偏离给定值的各种因素，统称为干扰。 最基本的一种就是基于反馈控制原理的反馈控制系统。在反馈控制系 统中，控制装置对被控装置施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。

4 自动控制技术的应用

自动化控制技术的应用领域极广。从军事方面到生活方面、从工业生产到机械加工、从我们每天接触汽车、电力、排水等各个方面都有自动化控制技术的应用。这里以工业自动化控制中的变频技术为例。作为变频器技术来说，它是一门综合性的技术，是建立在电力电子技术. 自动控制技术. 计算机技术的基础之上而逐渐发展起来的。而变频器也可以看作是一个频率可调节器的交流电源。它通过改变变频器的输出频率，就可以实现电动机的速度控制。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，实现电动机的正反转切换。与此同时，变频器还具有直流制动的功能，不需要增加制动控制电路了，就能顺利实现制动功能。在需要制动时，只要通过变频器给电动机加上一个直流电压，利用自己的制动回路，将机械负载的能量消耗在制动电阻上进行制动即可。变频器在使用时，只需要在电网电源和现有的电动机之间接人变频器和相应设备，不需要对电动机和系统本身进行大的设备改造，就可以适用各种工作环境和工艺要求。另外，变频器的节能效果也非常显著。尤其是对于工业中大量使用的二次负载来说，当用户需要的平均流量较小时，风机. 水泵的转速较低，其节能效果是非常显著的。

【参考文献】

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