摘要：自動化技術(shù)已經(jīng)滲透到了我們生活的方方面面，可以說，自動化技術(shù)是現(xiàn)代化社會最重要的幾個支撐點之一。本文從對于自動化技術(shù)的概述出發(fā)，總結(jié)了其實現(xiàn)過程中的基本原理，并對當(dāng)前自動化技術(shù)的應(yīng)用及趨勢進行了分析和探討，旨在為這方面的研究起到一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；自動化工程；控制

中圖分類號：TM714.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007—9599 （2012） 14—0000—02

一、引言

隨著社會的發(fā)展，越來越多的行業(yè)中應(yīng)用了自動化技術(shù)，其不僅僅減少了我們?nèi)说墓ぷ髁?，對于提升我們生產(chǎn)過程中的效率也有著重要的作用。因此，對于當(dāng)前自動化技術(shù)的研究及應(yīng)用的探討對于我們的工作有一定的指導(dǎo)作用。

二、關(guān)于自動化技術(shù)的概述

所謂自動化，是指在無人進行操作的情況下機器或者設(shè)備能夠按照程序進行操作以及控制的過程。由于其具有“穩(wěn)，準(zhǔn)，快”的特點，這一技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運輸以及商業(yè)等領(lǐng)域，通過自動化技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠?qū)⑽覀儚膭诶鄯敝氐捏w力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，還可以對人的器官功能進行擴展，這就在很大的程度上提升了勞動生產(chǎn)率，并增強了我們改造世界的能力?；诖?，自動化技術(shù)已經(jīng)成為了衡量一個國家的工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的標(biāo)志。

自動化技術(shù)還是一個綜合性非常強的技術(shù)。一般來說，其與控制論、計算機技術(shù)、信息論、系統(tǒng)工程、電子學(xué)以及自動控制等的關(guān)系都很緊密，在這些技術(shù)中，控制理論對于自動化技術(shù)的影響最大。

三、自動化技術(shù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)

（一）自動化技術(shù)實現(xiàn)的理論基礎(chǔ)

自動化技術(shù)的理論基礎(chǔ)有很多，其中最為重要、最為核心的就是自動控制理論。它經(jīng)歷了三代的發(fā)展，最早的是經(jīng)典控制理論，而第二代則形成于上世紀(jì)50年代，是在線性代數(shù)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，被我們現(xiàn)代控制理論；而我們現(xiàn)在使用最多的理論是綜合了人工智能、運籌學(xué)、信息論以及自動控制理論的智能控制理論。

此外，目前，我們的自動控制系統(tǒng)一般來說可以分為：恒指自動控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及程序自動控制系統(tǒng)。不過這三類系統(tǒng)的組成大致是相同的，都是可以分為以下部分：

（1）給定環(huán)節(jié)，所給的輸入信號；

（2）反饋環(huán)節(jié)，測量完輸入信號以后，將其轉(zhuǎn)換成的反饋信號；

（3）比較環(huán)節(jié)，把所給的輸入與反饋進行比較以后所產(chǎn)生的誤差信號；

（4）控制器，結(jié)合誤差信號，并遵循規(guī)律所形成的控制信號，這是實現(xiàn)自動控制的核心；

（5）執(zhí)行環(huán)節(jié)，對控制信號進行功率放大，且使被控對象的被控量變化；

（6）被控對象，控制系統(tǒng)所要控制的設(shè)備或生產(chǎn)過程，它的輸出就是被控量；

（7）擾動，除輸入信號外能使被控量偏離輸入信號所要求的值或規(guī)律的控制系統(tǒng)內(nèi)、外的物理量；

（8）校正環(huán)節(jié)，在某些不使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化控制器的伺服系統(tǒng)中，誤差信號的處理是由校正環(huán)節(jié)來實現(xiàn)的。

隨著理論的發(fā)展，目前已經(jīng)形成了很多分支：系統(tǒng)辨識（system identification）、建模（Modelling）與仿真（Simulation）；自適應(yīng)控制（Self—adaptive Control）和自校正控制器（Self—turing Regulator）；遙測（Telemetry）、遙控（Remote Control）和遙感（Remote Sensing）；綜合自動化；大系統(tǒng)（Large—scale system）理論；模式識別（Pattern Recognition）和人工智能（Artificial Intelligence）；智能控制（Intelligent Control）。

在智能控制理論中，其最根本的原理可以總結(jié)為反饋控制以及前饋控制。其中，反饋控制主要是利用控制量的變化來控制輸出，也就是先產(chǎn)生變化，然后在進行控制；而前饋控制則是通過在輸出發(fā)生變化之前對其施加作用，以抵消干擾量變化引起的控制量變化，進而起到控制的作用，但是需注意的是，在前饋控制的過程中，干擾量應(yīng)該是可預(yù)測的。

（二）自動化技術(shù)實現(xiàn)的設(shè)備及工具

在自動化技術(shù)的實現(xiàn)過程中，僅有理論是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要有設(shè)備及工具的支持。而且，以目前的情況來看，很多控制方法實現(xiàn)中的難點就在于工具或者設(shè)備上。筆者認(rèn)為，實現(xiàn)自動化技術(shù)的過程中，我們較常使用的設(shè)備或者工具可以分為硬件和軟件兩種：

（1）硬件，在我們的工作過程中，所使用的硬件種類非常多，比如最常見的單片機、PLC、DSP等等，這些設(shè)備往往是我們工作的基礎(chǔ)。舉例來說，PLC作為成型的單片機，操作方便，穩(wěn)定型好，易于維護，檢修，目前已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了非常廣泛的應(yīng)用，為降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)安全起到了非常大的作用。

（2）軟件，軟件對于自動化技術(shù)的實現(xiàn)也至關(guān)重要，比如各種仿真軟件等。其中最為有效也最為常見的是matlab，它以友好的界面、易于操作、以及豐富的庫函數(shù)等特點而獲得了非常廣泛的應(yīng)用。此外，其計算的功能特別強大，對于我們自動控制過程的仿真效果也非常好。因此，我們經(jīng)常利用這一軟件對我們的控制過程進行仿真。通過這些軟件的應(yīng)用，無論是在科研上，還是在生產(chǎn)上，都會對降低成本、提升工作效率起到非常明顯的效果。

四、當(dāng)前自動化技術(shù)的應(yīng)用及趨勢

（一）前自動化技術(shù)的應(yīng)用

自動化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面：

其中，自動化技術(shù)應(yīng)用中，最主要的方向是工業(yè)自動化。在這一方面主要應(yīng)用的領(lǐng)域有：CAD、CAM、OA過程控制以及自動化儀器儀表，這種技術(shù)的應(yīng)用使得工業(yè)生產(chǎn)效率得到了極大地提高，在石油、化工、冶金、輕工業(yè)等領(lǐng)域表現(xiàn)尤為明顯。舉例來說：在我們的生產(chǎn)過程中，很多的自動化裝置或者設(shè)備得以應(yīng)用，比如自動化小車、數(shù)控機床、柔性生產(chǎn)線和計算機集成制造系統(tǒng)等，完成產(chǎn)品的加工、裝配、運輸、存儲等工作。另外，在鋼鐵、石化、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和畜牧業(yè)等領(lǐng)域，自動化儀表和自動化裝置對于控制生產(chǎn)參數(shù)，進而實現(xiàn)生產(chǎn)過程以及管理過程的自動化起到了不可忽視的作用。

自動化技術(shù)以及控制技術(shù)也在我們的生活中獲得了非常大的應(yīng)用，甚至已經(jīng)滲透到了我們生活的方方面面，舉例來說：全自動洗衣機，可以幫助我們節(jié)省很多勞動力；使用自動化技術(shù)的微波爐，不僅能夠進行很好的調(diào)時，還可以做出更加可口的飯菜；自動控制的電冰箱，在其調(diào)溫的過程中不僅實現(xiàn)了自動化，而且還可以有效地減少我們的耗電量等。

此外，在我們的工作中，特別是辦公室里面，自動化技術(shù)也得到了非常廣泛的應(yīng)用。比如微型電腦及信息網(wǎng)絡(luò)、文字處理機、電子傳真機、專用交換機、多功能復(fù)印機和秘書機器人等，這些之所以能夠得以應(yīng)用，都離不開自動化技術(shù)。

（二）自動化技術(shù)的趨勢

根據(jù)筆者的經(jīng)驗，自動化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢會體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）機電一體化。這將是自動化技術(shù)未來最主要的趨勢之一，所謂機電一體化，指的是傳感器、傳動系統(tǒng)、動力原、計算機以及執(zhí)行機構(gòu)等部分構(gòu)成的機電一體化系統(tǒng)。它相較于傳統(tǒng)的機械，設(shè)計更加簡潔、合理，而且各種先進技術(shù)的融合也會更加科學(xué)，未來這一技術(shù)必將在設(shè)計、控制以及制造等領(lǐng)域產(chǎn)生非常深遠(yuǎn)的變化，甚至?xí)砀锩缘母淖儭?/p>

（2）控制智能化。智能化雖然目前在一定程度上已經(jīng)有所實現(xiàn)，但是，針對目前的需要，這些工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。未來自動化應(yīng)用的領(lǐng)域會越來越多，而在每個領(lǐng)域，智能化都將是一種趨勢。筆者相信，隨著科技的不斷發(fā)展，人工智能、遺傳算法以及免疫算法等各種設(shè)計智能控制的理論將會有更大的發(fā)展以及更多的應(yīng)用。

（3）與信息技術(shù)的融合。信息技術(shù)也是現(xiàn)代化的一大支撐點，未來，這兩種技術(shù)必將會有更加深層的融合，這是社會發(fā)展的必然要求。

（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、模組化。隨著對于自動化技術(shù)應(yīng)用的需求進一步深入，結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、模組化必然也會成為一種趨勢。

（5）與生活的結(jié)合將會更多。隨著社會的發(fā)展，人們消費水平的進一步提升，這種情況下，以前很多由于消費能力跟不上而無法進行量產(chǎn)的產(chǎn)品會進入到我們的生活。自動化技術(shù)也會有這樣的發(fā)展趨勢，舉例來說，以前很多我們無法想象的、涉及生活的自動化設(shè)備目前已經(jīng)有了很大的應(yīng)用，未來這種現(xiàn)象將會有進一步的深化。

五、結(jié)語

自動化技術(shù)為我們的社會的飛速發(fā)展提供了有力的基礎(chǔ)，未來，伴隨著科技的不斷發(fā)展，其一定會有更大的發(fā)展及更多的應(yīng)用。這對于我們工作人員而言，這既是機遇，也是挑戰(zhàn)，因此，針對這一趨勢，我們要加強自身的學(xué)習(xí)，在工作中要善于總結(jié)、善于思考。只有這樣，才能使我們的工作時刻處于最前沿，進而保證我們先進的生產(chǎn)力得以提高。

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