毛曉琦哈爾濱工程大學(xué)

淺析自動控制理論的發(fā)展及應(yīng)用

毛曉琦
哈爾濱工程大學(xué)

摘要：人類社會的發(fā)展和自動控制理論的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系，二者相輔相成。在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，自動控制理論更是為整個世界的進(jìn)步都做出了卓越貢獻(xiàn)。本篇文章對自動控制技術(shù)做了深入分析，簡要介紹了其技術(shù)原理和在人類社會生活當(dāng)中的相關(guān)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自動控制；原理；應(yīng)用；發(fā)展；技術(shù)

引言

自動控制理論的發(fā)展為人類能夠從復(fù)雜繁瑣并且危險的生活環(huán)境中走出來有著極其重要的作用，在提高了人們勞動效率的同時增大了生產(chǎn)量。直到今天為止，自動控制技術(shù)已經(jīng)為人類做出了許多無與倫比的貢獻(xiàn)。隨著目前世界經(jīng)濟(jì)不斷飛速發(fā)展，科學(xué)界也對自動控制技術(shù)提出了更高的要求。

一、自動控制的簡介以及相關(guān)原理

在當(dāng)今科學(xué)界，自動控制技術(shù)已經(jīng)占據(jù)了十分重要的位置。從實質(zhì)上講，自動控制技術(shù)就是指在無人工環(huán)境下，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)控制裝置來遙控相關(guān)設(shè)備進(jìn)行工作，使其按照人為設(shè)定的規(guī)律實現(xiàn)自主運(yùn)行。而自動控制理論是指研究自動控制技術(shù)的一門專業(yè)知識，是以專門傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)來研究線形常數(shù)。自動控制理論最早起源于二戰(zhàn)期間，主要研究系統(tǒng)運(yùn)動的穩(wěn)定性和系統(tǒng)運(yùn)動的相關(guān)特性，以及一些系統(tǒng)的控制原理與控制方法等等。它包括了三個組成部分，分別是：采樣控制和線性控制以及非線性控制三種理論。早期的經(jīng)典控制理論有很大價值是不置可否的，但是同時也存在著許多不足的地方。如今的自動控制理論則很好的彌補(bǔ)了過去存在的缺陷，它可以說是自動科學(xué)的技術(shù)核心。現(xiàn)代自動控制理論相較于過去額外引入了一個新概念“狀態(tài)”。用概念來描述相關(guān)系統(tǒng)。這樣能更好的體現(xiàn)出系統(tǒng)的本質(zhì)與特點。如果從數(shù)學(xué)的角度來看狀態(tài)變量法，就好比是將高階微分方程轉(zhuǎn)換成低階方程，然后低階方程直接就可以稱之為“狀態(tài)方程”。狀態(tài)方程最大的優(yōu)點就是概念特別清晰、形式特別簡單、算法特別簡便，越是針對復(fù)雜繁瑣的系統(tǒng)其特點就體現(xiàn)的越是明顯。目前針對現(xiàn)代控制理論分析主要包括：最優(yōu)控制、多變量線性控制還有最優(yōu)估計和系統(tǒng)辨識四個部分。

二、自動控制理論的應(yīng)用

隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在當(dāng)今時代科技發(fā)展中自動控制技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)越來越來廣泛。從化工到熱電，從農(nóng)業(yè)到交通，大到衛(wèi)星上天，小到企業(yè)生產(chǎn)，每一行業(yè)都離不開自動控制理論的應(yīng)用。它已經(jīng)逐漸成為了促進(jìn)社會發(fā)展不可分割的一部分。

1.處理污水時自動控制理論在其中的相關(guān)應(yīng)用

經(jīng)過不斷深入研究與分析發(fā)現(xiàn)：自動控制在發(fā)展途徑主要有兩種方式，一種是將多個不一樣的方法融合在一起，互相滲透、取長補(bǔ)短、去粗取精，把原有的系統(tǒng)相結(jié)合形成新的系統(tǒng)，從而達(dá)到更好的效果；另一種方式是將理論和技術(shù)分開，分別單獨進(jìn)行研究，將原有優(yōu)勢進(jìn)一步發(fā)揮。目前在控制污水的時候我們主要應(yīng)用的是第一種辦法，原因是我們在控制理論的研究上已經(jīng)非常成熟，而在處理污水的過程中需要更多的則是設(shè)備智能化的提高以及技術(shù)上的創(chuàng)新。[3]

2.在光伏逆變電源中自動控制理論的相關(guān)應(yīng)用

在光伏逆變電源的研究中主要包括模糊控制理論以及控制方法。（1）.首先來說下模糊控制的理論研究：模糊控制理論在光伏逆變電源中把參考電流和誤差電流都變成了系統(tǒng)的參考量，同時采用最少的控制參數(shù)，在減少模糊判斷時間的同時達(dá)到最好的控制效果；（2）.然后再來研究模糊控制技術(shù)的應(yīng)用：模糊控制實際上就是把數(shù)字電路和模擬電路混合到一起，然后進(jìn)行對逆變電壓的監(jiān)督好控制。（3）.然后是研究控制方法：在如今的控制方式中，基本上都是集成技術(shù)占據(jù)著主導(dǎo)地位，這種現(xiàn)象的形成導(dǎo)致智能芯片逐漸代替了小型元件。（4）.最后是對復(fù)合控制理論應(yīng)用的研究：復(fù)合控制理論是屬于在內(nèi)膜原理基礎(chǔ)上的一種控制策略，主要方法就是把動力模型放在逆變電源的控制器里，然后形成高精度的新型逆變電源。

3.在煤炭發(fā)電中自動控制技術(shù)的應(yīng)用

（1）.控制發(fā)電裝置

過去的發(fā)電企業(yè)采用的基本上都是功能單一的發(fā)電保護(hù)裝置，而且監(jiān)控技術(shù)也比較過時，保護(hù)作用難以實現(xiàn)，工作效率很難提高，所以已經(jīng)逐漸被市場淘汰。而如今運(yùn)用了自動控制技術(shù)，則有效的緩解了這個問題。

（2）.整合單元爐機(jī)組

隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)方面取得了很大的進(jìn)步，先進(jìn)的自動控制技術(shù)也已經(jīng)被運(yùn)用到了煤炭發(fā)電站中。這個技術(shù)的應(yīng)用使得煤炭發(fā)電站各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)成功實現(xiàn)了統(tǒng)一整合。目前大多數(shù)發(fā)電站采用的都是高新單元爐機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)方式，不僅使以往繁瑣復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)變得簡單明了，而且還大大減少了企業(yè)投資成本，提高了發(fā)電機(jī)組的整體實力。

4.自動控制理論在糧油加工中的運(yùn)用

在糧油加工中逐漸采用了自動控制技術(shù)。例如目前管理糧油生產(chǎn)加工的自動控制系統(tǒng)，它主要是以PID控制器為核心內(nèi)容，大大保證了生產(chǎn)加工的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，提高了生產(chǎn)效率。

5.自動控制在小農(nóng)戶滴灌中的應(yīng)用

這里的自動控制系統(tǒng)主要是用于小農(nóng)戶對棉花的滴灌方面。它是建立在原有的棉花滴灌系統(tǒng)基礎(chǔ)上的，只適用于面積大約12 到50公頃的小農(nóng)戶使用。而且十分簡單易懂，沒經(jīng)過培訓(xùn)也可輕松掌握。其主要的內(nèi)容就是針對各種基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制，以此來實現(xiàn)全自動化灌溉。

三、總結(jié)

隨著計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子信息技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動控制理論在社會生活、企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸變得越來越廣泛。眼下它隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也在不斷的改革和完善中。要想讓自動控制理論在社會生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用，我們首先要做的就是加大企業(yè)相關(guān)投資力度，同時促進(jìn)系統(tǒng)硬件和軟件的有力結(jié)合，使其逐步實現(xiàn)完全智能化發(fā)展；其次要做的就是努力實現(xiàn)自動控制技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子信息科學(xué)技術(shù)等相關(guān)系統(tǒng)科學(xué)的有力結(jié)合。然后根據(jù)企業(yè)實際情況，切合實際的提供新技術(shù)與新思想，從而在加快自動控制技術(shù)發(fā)展的同時促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪家權(quán)，陳立愛，侯紅勛.自動控制在污水處理中的應(yīng)用[J].工業(yè)用水與廢水，2012（6）：1-5.

[2]周多多.自動控制技術(shù)在光伏逆變電源中的應(yīng)用[J].科技資訊，2012（29）.2

[3]連晗，史增芳.煤炭發(fā)電中自動控制技術(shù)的應(yīng)用與探討[J].煤炭技術(shù)，2014（33）：172-175.

[4]馬繼征，王雨，張志強(qiáng).自動控制在糧油加工領(lǐng)域中的應(yīng)用簡介[J].糧油加工，2007（1）：71-72.

[5]崔春亮，阿不都沙拉木，雷建花.適合小農(nóng)戶的滴灌自動控制系統(tǒng)在裕民縣的推廣應(yīng)用[J].節(jié)水灌溉，2011（4）：51-55.