自动控制范文10篇

摘要：根据中国工程教育认证标准的要求，文章结合“自动控制原理”课程的特点，通过引用实用型、设计型实验，实现“理论—实验”一体化教学的目的。同时以“二阶系统的瞬态响应与稳定性”为案例，阐述了实验的设计目标和设计思路。教学实践表明，通过自动控制实验教学，不仅充分发挥学生的创造能力，而且进一步加深对自动控制原理课程基本理论与基本概念的理解，取得良好的教学效果。

关键词：自动控制原理；Labact实验箱；实验教学

中国工程教育认证标准要求高校培养的学生具有综合运用所学科学理论和技术手段分析并解决工程问题的基本能力。掌握必要的工程基础知识以及本专业的基本理论、基本知识；受到本专业实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练，具有创新意识和对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力[1]。在大学本科教学过程中，实验教学是非常重要的一个环节，是理论教学的有益补充，可以培养学生的创新精神和创新能力，训练学生基本技能。

1理论教学过程中存在的问题

“自动控制原理”是东北电力大学电气工程及其自动化专业的一门专业基础课程，知识覆盖面广、内容多、理论性强[2]。老师在本科教学的过程中，通常采用理论教学，复杂的理论和公式推导过程枯燥无味，学生们学习的积极性不高，老师无法通过课堂教学把知识点传授给学生。

2实验教学的主要目标

摘要：机电控制技术具有很强的综合性，需要多种技术配合，机电一体化设计需要实践产品的智能性和人性化等，这种理念比较先进，可以促进发展机电系统的控制系统。本文概述了机电控制系统自动控制技术与一体化设计，有助于进一步发展我国的机电控制技术。

关键词：机电控制系统；主动控制技术；一体化；设计方式

近些年我国生产力水平不断提高，开始广泛推广自动化技术。利用自动化技术可以扩大企业的规模，保证技术的先进性。在制造业当中利用机电控制系统自动控制技术，在科学发展的支持下，人们对于机电控制系统自动控制技术提出更高的要求，为了满足时展要求，机电控制系统自动控制技术开始进行一体化的设计。

1概述机电控制系统和自动控制技术

1.1机电控制系统机电控制系统的核心元素是控制，在无人操作的状态下，控制装置可以根据设计方案指令控制管理机械设备，完成指定的任务。机电控制系统可以联系控制器和设备等部件，在这个过程中利用了微电子技术和信息处理技术以及通信技术等，因此机电控制技术融合各种技术。近些年我国不断提升计算机信息技术水平，进一步发展了机电控制系统，在生产制造领域广泛利用机电控制系统。

1.2自动控制技术自动控制技术主要利用控制器控制设备和产品，使产品和设备可以根据规律进行运动。自动控制技术利用自动控制的原理，有效关联机械和电器以及设备等，可以完成任务。传统的自动控制技术利用精确数学模型，在信息化和智能化技术的支持下，智能控制系统开始占据主流，在多个方面领域都开始广泛利用。自动控制技术的作用比较大，直接影响到产品的精度和加工效率等方面，此外机电控制技术居于工程化和实用化等特征，在未来具有良好的发展空间。

摘要：自动控制原理课程是自动控制类专业的基础课,具有较强的理论性和抽象性，掌握起来有很大的难度，所以，要加强对该课程的教学改革。文章提出了教学模式、教学内容、教学方法等方面的许多改革措施，这些改革方案可以有效改善课堂教学，提高学生的学习兴趣和主体参与意识。

关键词：控制基本原理；课堂；教学

自动控制理论的蓬勃发展开始于二十世纪三十年代，但真正进入大学课堂却是在二十世纪五六十年代，它的诞生为高等学校带来了全新的生命力。自动控制原理课程的专业知识覆盖面广，教学内容多，应用性非常强，对于学习者形成系统和工程的思想有着非常重要的作用。目前，自动控制原理课程已成为自动控制类专业最主要的专业基础课之一，其内容涉及:手动体系的基础组织与构造、手动体系的特性指数以及手动体系的种类和特性、手动体系的分析方式(时域法、根轨迹法、频域法等)以及工程设计方法等。该课程的设立目的主要是为了训练学生的专业素质以及设计、分析系统问题的能力，在自动控制类专[2]业的课程体系中，占据非常关键的地位。自动控制原理课程对数学和自然科学的应用能力要求很高，通过该课程的学习，能够为日后处理实际工程问题打下重要的理论基础。在新型工科背景下，如果学校仍然采取以教师为主体的传统教学方法，那么将很难培养学生处理复杂工程问题的能力。专科类院校学生的动手能力相对较强，但基础知识薄弱。根据这类院校学生的实际状况，为培养学生学习的主动性，增强学生处理复杂实际问题的能力，在教学模式与教学手段等方面都必须作出改变。

1.课堂教学中存在的问题

⑴学生的综合知识能力相对薄弱。该教程主要涉及到了高中数学、复变函数、大学物理、集成电路等的基本知识，并涉及大量公式推导，学生在学习过程中往往感到内容简单乏味,无法很好地将知识融会贯通。⑵学生学习目标不明确。学习者往往很难认识到自动控制学科在工程实际中的潜在意义，只重视教材中简单公式化的习题，从而造成学生在实际学习过程中无法正确理解所学理论知识的实际应用。⑶配套教材的缺乏。目前，该课程的教材大都基础理论性较强，复变函数等基础数学领域的专业知识以及集成电路等基础知识较多，能够完全符合新工科特点的内容相对较少，教材中涉及处理复杂工程问题的介绍尤为稀少，基本上都是根据传统理论知识点设置。尽管任课教师采用了一些新颖方式开展课程，比如，在课程讲解过程中，把典型的炉温、液位高度及其调速系统等知识点穿插其中，帮助学生深入了解课程内容，从而训练学生独立分析问题并解决矛盾的能[3]力，但是，由于教材中并无这些知识点，教师只能讲解一些与之相关的较为简单的知识点，因此，很难训练学生独立处理复杂工程问题的能力。⑷教学方法简单、成效不理想。教师在教学中广泛运用了多媒体技术，形象展现了教学中的公式推理等内容，但教学中其他教学内容还是需要更为多样化的教学手段进行生动呈现，这样才能达到相应的教学效果，激发学生的学习兴趣。另外，由于考试方法陈旧传统，很难反映对学生创造力的训练效果，和新工科理念也不太吻合。⑸实践环节的创新程度不足。课程实验环节中没有实际研究对象，只在试验箱和模拟软件上进行现场模拟试验和演示性试验。而且，由于试验设施不够，很难适应新的工科专业课程规划要求。

2.教学改革

随着计算机技术、现代通信技术、自动控制技术的迅速发展，智能化建筑在世界应运而生。智能小区在智能化大楼基础上扩展和延伸出来的，人们通过对小区建筑群的四个基本要素（结构、系统、服务、管理）进行优化考虑，提供一个投资合理，又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及安全的人居环境。为适应我国加快住宅建设发展，增强住宅建设的科技含量的要求，我国在继“解困”、“安居”工程后，又加大了小康工程的力度。“智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”作为国家重大科技产业项目棗“2000年小康城乡科技产业工程”的专题，就是这一背景下提出的。

“智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”是哈尔滨工业大学（原哈尔滨建筑大学）承接的项目，由哈尔滨工业大学和北京德达数据系统有限责任公司合作开发。该项目采用LONWORKS技术开发研究并在住宅示范小区工程中试运行。1、对住宅居住环境（湿度、湿度）及设备进行监控；2、住户三表（水表、电表、煤气表）远传；3、住户三防（防火、防灾、防盗）；4、厨房设备监控；5、卫生间排风控制。这些功能用LON总线一节点实施，即每一住户为一LON节点，然后再用棗服务器管理各个用户的节点构成LON总线系统。该项研究已在北京翌景嘉园示范小区通过试运行，下面对其自评估如下：

一、攻关的任务、考核目标及主要技术指标：

经过论证，我们在专题合同中将各种指标定位在：

本专题的攻关任务：研究智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统，该系统包括两项任务，其一是开发家用管理软件，其二是开发家庭智能控制装置，实现对居室温度、湿度进行自动调节；对厨房用具进行时序控制；对卫生间的排风进行控制。而家用电脑管理软件要对家庭设施进行管理并提供若干家政服务程序。

本专题的考核目标：提供具有居室空调、厨房监控、卫生间自动排风功能的微机控管装置一套；提供家用电脑管理软件一套；住宅温、湿度等参数应满足智能住宅规定标准；在示范工程中应用该项成果。

近年来，随着各领域自动化水平的提升，PLC自动控制技术成为新时期自动化生产、自动化管理的重要基础手段。PLC自动控制技术的本质是“微型逻辑编辑器”，该技术在实际应用中需要以变频器为载体，促进变频器的自动化控制，从而确保各领域生产活动中变频器自动控制的灵活性、可靠性，帮助各企业建立自动化的生产、工作模式，促进社会经济事业的可持续发展。

PLC自动控制技术相关概述

PLC是一种可编程的控制器，PLC自动控制技术是计算机、自动化技术、通信技术集成应用后的产物，属于工业自动化控制技术。PLC自动控制技术的主要功能是优化传统继电器执行逻辑，完善其控制功能，同时建立可远程控制、自动控制的系统或网络。PLC自动控制技术具有高效性、稳定性、便捷性等特点，在各领域中有着不可忽视的应用价值。PLC自动控制技术的基本原理是通过循环扫描的方式，将依据用户需求所编制的控制程序布设在系统内部。使该系统能够结合用户指令操控系统中程序，完成生产、自动化控制任务。完成后PLC程序可重新回归首条指令，循环扫描后重复上述运行步骤。微处理器、电源、输入组件、输出组件、存储器是实现PLC自动控制技术的主要硬件设施。另外，PLC产品不同，其产品特点会有着明显差异性，以西门子公司的PLC产品为例，具体产品信息如表1所示。PLC自动控制系统的特点分析PLC自动控制系统是实现PLC自动控制技术的关键载体，在工业生产、企业发展中，PLC自动控制系统有着不可替代的作用，该系统的主要特点如下：（1）编译高效。编译PLC自动控制系统时，程序编写较为清晰、高效，可利用“梯形逻辑流程图”实现PLC自动控制技术，同时使系统中的控制器更易修改，能够结合工业、企业实际需求，设计PLC自动控制系统的程序功能，提升各类生产活动、工程建设的整体效率。（2）可靠性强。PLC自动控制系统联合变频器后，可直接应用在企业生产活动中，且系统运行稳定、可靠。通过相关人员对PLC自动控制系统的测试可知，该系统的抗干扰性较强，系统运行中的故障频率低，能够充分的维持企业生产、自动控制平台的稳定性，保证企业生产效益。（3）安装便捷。PLC自动控制系统安装过程中非常便捷，且系统本身能够适应不同的生产活动，具有较强的耐腐蚀性、耐毒性。与变频器联合应用中，PLC自动控制系统的可操作性明显强，能够为企业、工业活动创造更多的经济效益。

变频器中应用PLC自动控制技术的前期准备

（一）合理选择PLC及变频器

变频器是大型机电设备中用于调控电源设备频率的设备，逆变器、主电路、平波回路、整流器是变频器的主要结构。企业生产活动中，变频器能够改变电气设备的原有电压，使其频率、赋值符合生产要求，从而确保电机设备运行的稳定性。在变频器中引进PLC自动控制技术时，还应结合企业实际需求，选择对应的PLC和变频器。不同电机设备对电压频率控制需求会产生较大差异性，相关人员可基于电压频率控制需求，充分考虑PLC产品特点、变频器的功能及容量，合理选择对应规格的变频设备、PLC产品。除此之外，应用PLC自动控制技术控制变频器时，还需科学地设置变频器的相关参数，如表2所示。

摘要：如今中国经济不断发展，科学技术也随之不断提高，自动控制技术在农业机械中的应用也愈加广泛，相较于传统手工耕作，农业机械化已经成为主流，于是为了进一步的发展，有必要对农业机械中自动控制技术的应用进行进一步分析与提高。

关键词：自动控制技术；传感器；农业机械；发展

农业自动控制技术的发展使得农业机械设计实现了功率、宽幅、速度以及舒适度的提升，然而我国传统的农业机械与发达国家相比，还有很大的发展空间，即使是科技发达的现代，我国传统农业机械也没有办法跟上时展的潮流。于是通过计算机及电子技术的发展与进步使农业机械工程发展更趋于人工智能化成为了当前主要目标。

一、自动控制技术在农业机械中的应用现状

（一）农业自动化在中国的发展现状

自动化控制技术已经广泛地渗透到了农业机械化生产中，农业机械自动控制技术减轻了人力劳动与低效的耕作，并且人类社会对资源的需求量越来越大，对生产效率的要求越来越高，现有的市场及经济体制以及格局需要不断完善，并且各个行业都需要合理科学的目标与计划，根据中国可持续发展的宗旨与节约能源的原则，农业机械生产需要自动控制技术来提高生产效率。在农业生产主要依靠人力和动物的新中国初期，农业机械化水平非常低，全国不超过8万千瓦的农业机械设备。然而随着改革开放与国家一系列政策的有效实施，农业机械化水平迅速提高，普及范围越来越广泛，农业机械设备快速增长，对自动控制技术与机械操作的要求也越来越多。

一、自动控制技术的主要控制方式

(一)开环控制。开环控制也被称为程序控制，具体控制方式是用预先编制好的程序，利用信号传送控制指令，被控对象就会按照控制质量进行运行。在其控制过程中，按照信号产生的条件不同还会将开环控制分为条件控制、次序控制、时限控制等几种类型，如果在一些程度较高以及运行过程较为复杂的系统中还会通过更多种类型的程序进行控制，以便保障控制过程的有效性。(二)闭环控制。闭环控制也被称为反馈控制，其在控制过程中具有较大的目的性。闭环控制通常由传感器、控制装置以及执行机构三个部分组成，其中传感器更像是人的感觉器官，在控制过程中起到检测被控对象状态信息的作用，同时还能将这些信息转化成物理信号传送给控制装置，控制装置则会以此自动生成控制信号来实现对被控对象的控制行为。［1］

二、自动控制技术在机械中的应用

机械是机器和机构的统称，当前在社会生产的各个领域中，人们通过利用机械生产来实现降低工作难度、减轻人的劳动强度、节省工作时间等目的，而自动控制技术的应用更是最大限度的解放了人工生产，进一步提高了生产效率与生产质量，以下是自动控制技术在农业机械、矿山机械以及纺织机械等机械类型中的具体应用分析。(一)自动控制技术在农业机械中的应用。(1)应用优势。①对农业机械进行实时控制。目前的自动控制技术主要是以电气控制为主，实际控制过程中是以信号的传输达到控制效果，因此可以有效实现对农业机械的实时控制。②提升农业机械的整体性能。自动控制技术中应用到的传输信号为I/O信号，可使农业机械的内部电路与外部环境之间被隔离开，在通过滤波装置的时候还能够有效的移植干扰因素，大大提高农业机械的整体性能。③实现故障自诊断。在农田工作的机械在生产过程中会产生各种各样的故障，自动控制技术中的故障自诊断技术可以在农业机械发生故障的第一时间检测到并进行自我修复或者发出报警指示以最大程度上确保机械的安全生产。(2)具体应用。在我国的农业生产中，机械的利用已经较为普及，但是传统的农业机械很难满足现代农业的生产，而自动控制技术的应用能够有效提高农业机械的整体性能，比如大型联合收割机，不仅可以进行收割，而且还能利用计算机控制使其完成晾晒、脱粒等作业，减少人力劳动强度，提高了生产效率。(二)自动控制技术在纺织机械中应用。(1)PLC技术。PLC是具有可编程功能的电子系统，编辑好的程序可以直接存储至存储器中，在纺织机械的实际作业中，其可以按照存储器中相应的代码指令来完成生产任务。当前在纺织生产中，自动控制技术常应用于清花机和并纱机上，使其工作效率大大提升的同时还能够保证生产质量。(2)交流伺服。伺服是一个反馈控制系统，其常见于纺织机械生产中的梳棉机、粗纱机和并条机等设备当中，能够使以上这些设备的稳定性、精准性等等得到大幅度的提升，而且机械的反映速度也会得到增强，能够较好的满足现代纺织生产中的巨大需求。(三)自动控制技术在煤矿机械中的应用。(1)在采煤机中的应用。在采煤机中应用自动控制技术主要就是实现对采煤机的实时定位和视频跟踪，而且借助于远程操控中心还能够自动控制采煤机的启停及运行速度进行自动控制，使其在作业过程中能够按照实际情况进行，大大提高采煤机的采煤效率以及采煤质量，同时也能够有效防止采煤过程中的安全事故。(2)在刮板输送机中的应用。刮板输送机是煤矿生产中重要的机械设备，将自动控制技术融入到刮板输送机中主要是实现对输送机整个运行过程的在线监测、实时控制等，以便保证刮板输送机的运行稳定。［2］

三、自动控制技术的发展趋势

(一)数字化。数字化要求自动控制技术在发展过程中能够利用计算机技术和制造技术以及网路技术等各种先进技术，并利用数字形式展现出生产中的各种图形和数据，进一步提升机械自动控制技术的信息化。(二)虚拟化。虚拟技术的发展应用为自动控制技术的虚拟化发展提供了可能，其可以利用网络技术传递信息数据，对于操作交流过程进行模拟，不断的提升自动化控制能力和水平。(三)集成化。集成化发展方向是自动控制技术的重要趋势，要求自动控制技术在发展过程中应重视起多个方面、多个功能的发展，应综合利用计算机技术和电子技术以及网络技术等各项先进的技术手段，保证机械自动控制系统的整体性能，同时还能够使自动控制系统更加完善。［3］在研究开发的过程中也需要借助国外先进的理论知识以及实践经验，不断优化整体自动控制系统，不断发挥自动控制技术在现代生产生活中的重要作用。

摘要：随着环保意识的不断增强，人们开始越来越重视对环境的保护。然而，在经济迅速发展的今天，工厂污水的随意排放，给人们的生产和生活带来巨大影响的现象随处可见。因此，做好污水的处理工作显得尤为重要。本文主要从当今国际国内社会污水处理的现状入手，明确这一领域中自动控制系统的组成、特点及其在污水处理过程中所起的作用，进而能为我国自动控制系统在污水处理中得到更充分、更合理的运用找到有效方法和途径。

关键词：自动控制系统；污水处理；运用

随着资源节约型—环境友好型社会提出，生态文明建设得到了不断地发展，人们的环保意识也在不断增强。但是，面对经济发展所带来的污水肆意排放问题却始终没有得到彻底的解决。究其原因，有企业的环保意识不强，但同时也不乏有处理污水的技术设备不过关，不能很好的对企业排出的污水进行处理等原因。因此，要真正解决这一问题，需要更好地运用一些先进的技术，其中就包括自动控制系统。我们要通过采取各种措施，让自动控制系统在污水处理中充分发挥它的作用。

1污水处理中的自动控制系统的组成、特点

污水处理中的自动控制系统即是要求采用一些先进的技术，包括计算机技术、虚拟的网络技术、数据的组成分析系统、图像的呈现的手段等来实现对污水处理的全程的监控和管理，在确保把污水中的杂质从中分离出来的同时还要求确保处理过的杂质和清水能够进行再次的循环利用。通过自动控制系统来实现污水处理的这一目标，要求其必须具备一定的基础硬件，比如说，能够精确监测水质酸碱度的设备要具备、能够及时准备对这些监测数据进行整合梳理的数据的组成分析系统要具备，能够将这些数据汇集在一起的数据网络也需要建立，还包括一些显示器、打印机等等也都是这一系统的必备要素。当然，在这一体统在运用实施的过程中，还有一个更加关键的因素，即能够掌握控制分析这一系统的人。对于污水处理中的自动控制系统，他需要的设备的技术含量较高，精确度较强，对人综合素质的要求也极其严格。但从这一系统的使用过程来看，它仍然具有其他系统所无法比拟的优越性，例如，他的适应性较强，减少人为因素的影响使得数据的准确度甚至精确度较高，开放性也比较强，同时，在这一污水处理过程中，由于自动控制系统的应用还能省去更多的人了和物力，可以为企业节约更多的经济成本和劳动力成本，从而可以为企业的扩大再生产提供保障。

2自动控制系统在污水处理中的运用现状

【摘要】本文针对“自动控制原理”课程中开闭环、误差传递函数，系统类型，典型数学模型之间转换关系三个易混淆关键问题，运用举例、专题教学、课程讨论等教学方法由浅入深开展课程学习。结果表明，教学效果良好，学生不仅对三个易混淆关键问题进一步加深印象，理清课程知识主线，同时也在一定程度上增强了学习兴趣，为后续课程学习奠定了良好的基础。

【关键词】自动控制原理；传递函数；系统类型；数学模型

1引言

“自动控制原理”是自动化、电气等工科类专业的必修课程，该课程理论性强，物理概念多，数学推导过程复杂[1]。如果以传统教学方法构建课堂，势必会导致学生滋生抵触情绪，对于关键问题概念模糊，影响课程学习，最终自暴自弃只求通过期末考试，达不到工程教学的目的。本文以开闭环、误差传递函数，系统类型，典型数学模型之间转换关系三个易混淆关键问题为研究对象，利用举例、专题教学、课程讨论等教学方法开展课程学习，由浅入深帮助学生理清关键问题的概念，有助于学生更好的掌握课程知识主线，开展后续课程学习。

2开闭环、误差传递函数

2.1开闭环、误差传递函数概念分析

摘要:随着农业机械技术的发展，农业机械对自动化技术的要求越来越高，近年来，自动化控制技术在农业机械中的应用也越来越广泛。以自动化在农业机械使用中的重要作用为中心，介绍了农机自动化的发展现状、优缺点以及技术应用，说明了自动化是农业机械发展的大趋势，强调了农业机械化发展中信息化和智能化的作用，倡导了农机自动化通用标准的制定与相关要求的完善。

关键词:农业机械;自动化控制;规范化;智能化

当今时代，农业生产是每个国家的重中之重，农业机械化的程度直接影响了一个国家的经济与未来，这是国计民生的头等大事。科学技术的快速发展使得自动化技术逐渐成为机械与电气合作开发的主流方向，现阶段逐步使用虚拟仪器代替过去的微处理器，促进了信息的沟通和交流。随着计算机技术、智能传感技术以及网络通信技术被广泛应用于各个领域之间，农业机械的发展也面向了自动化和信息化，这有别于传统的农业机械，结合了先进控制设备的农业机械已经不是简单的代替农业劳动力生产，而是向着更为先进的智能化和信息化方向发展。更加重视从产前到产后的全产业链中农业机械化水平的整体提高。如今，我国已经全面进入信息社会，农业机械信息化的发展关乎着每个人的生活，以现阶段农业机械发展为前提，传感器等电气控制元件在农业机械领域的应用也越来越广泛，这对播种与收获的精确定位和农业产品的品质分析，提供了更多的可能性以及广阔的发展空间，对于现代农业机械技术，在农作物的播种、生产、收获、贮藏与运输的过程中，多种多样的传感器可以发挥重要作用。因此，农业机械的自动化系统仍需进一步发展，向着更加完善的集成化、智能化方向积极探究。

1农机自动化发展现状

美国的农业机械化发展极其迅速。是目前世界上技术最发达的农机化国家之一，其研究水平也较为领先。近年来，美国开始广泛在农业机械上安装GPS系统来进行农业作业监控，并向着农业机械作业的精准化方向发展。日本如今的农机作业从耕种到收获也已经全面实现了自动化控制，并将自动化技术应用到了饲养业等方面。随着进一步研发，日本农业机械的研究比较注重大型高性能农业机械装备的发展。欧洲很多国家的农业生产以旱作物为主，这些国家在小麦、玉米等粮食作物的各个生产环节均已全部实现机械自动化，其中一部分农业机械还安装了GPS系统来进行更为精确的农业机械作业。近年来，欧洲农业机械市场趋向于饱和，更加广阔的农业机械现代化市场已在中国形成。

2自动控制农业应用的优点