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自动控制理论论文范文第1篇
（一）计算机病毒的入侵。病毒入侵是计算机管理过程中经常遇见的情况，计算机病毒主要分为优盘病毒与网络病毒两种形式，网络病毒又被分为多种形式，如可以不经允许就进行自身复制的蠕虫病毒，隐藏性的特洛伊木马病毒等。这些病毒的侵入轻则会使计算机的运行速度降低，重则会损坏计算机系统，使计算机中存储的数据丢失，甚至损坏主板。计算机病毒的危害力度是不可估量的，当其进入某个运行程序中时，便会扩散到整个计算机系统当中。
（二）人为因素。人为因素主要分为两种，一种是当人际关系出现不融洽现象时，有人利用毁坏计算机中重要信息，或对计算机中的相关数据进行篡改、删除的手段进行恶意报复，达到制造麻烦的目的的有意行为；另一种是指计算机操作或管理人员由于自身技术水平较为低下，在对计算机的操作过程中产生了错误操作导致计算机安全配置不当等无意行为。但无论是有意还是无意，在众多可能的人为因素面前，计算机仍然面临着许多安全威胁。
（三）相关法律规定不完善。相关法律体系的不健全现象无法为计算机安全管理提供有效的保障，即使国家已经对其加以关注，制定了相关的法律，但这些法律法规还是存在着许多漏洞，许多不法分子仍然在法律的制约下轻而易举的钻了空子。因此，国家还需对计算机安全保护的问题加以重视，使不法分子没有可乘之机。
（四）系统运维管理不规范。计算机的运行维护管理主要包括制度、机构建设、人员三个方面。制度管理主要是使得计算机操作人员或管理人员在对计算机进行操作时有理可循，有据可依，不会使计算机系统出现无序运行的现象，避免安全漏洞的产生；机构建设管理则是在计算机系统安全出现问题时可以将其有效解决的重要途径，对于防止问题频发起着关键作用；内部人员对单位计算机的操作情况极为熟悉，因此加强内部人员的管理是防止人为因素中有意破坏行为的关键。但在许多单位都存在着系统运维管理不规范的行为，把握不好制度、机构建设与人员管理三者的关系，对计算机安全产生威胁。
二、计算机控制自动化中的安全管理技术
（一）网络加密。计算机网络加密技术是对重要信息数据进行保护的重要手段，在信息传递的过程中采用乱码的形式，之后再进行信息数据的还原。其主要包括算法与密钥；两种元素，算法用来生成密文，密钥用来解密、编码。
（二）隐通道技术。运用隐通道可以实现由低安全级别向高安全级别主体发送信息，且不易被检查与控制，用户可以以反向思维进行信息传递。隐通道技术的运用可以有效的预防重要信息、数据、文件的泄露。
（三）水印技术。在不影响原内容的情况下，通过某些算法将需要隐藏的信息加印到原内容载体上，这种水印技术的运用能够有效的避免非法盗取信息的现象发生，也是进行数据信息保护的重要研究发展方向。
（四）防火墙技术。防火墙技术为网络通信进行访问控制，对每一个连接进行检查，防止网络遭到外界的干扰。在防火墙使用的过程中一定要保证使用方法的准确性与防火墙设计的合理性，只有这样才能保障网络的安全性，才能将不安全服务进行屏蔽，降低风险，提高网络环境的安全度。
三、计算机安全管理工作中的防范措施
（一）提高管理人员素质。在计算机的安全管理工作中人的作用是非常关键的，对于相关管理人员进行工作技能的培训，加强对其思想道德、职业道德的培养，使其加强对计算机安全管理工作的重视。计算机安全管理工作是不可以仅靠控制自动化来完成的，因此发挥人的主观能动性对计算机安全进行管理是非常必要的。
（二）完善计算机运维管理机制。实现计算机网络系统的绝对安全是不可能的，只有建立具有科学规章制度，高效管理机构，优秀管理人员的计算机运维管理机制才能为其安全性提供保障。日常工作中可以提前对计算机系统可能出现的问题进行预测，并根据预测结果制定出补救措施，使计算机系统出现故障时能采取积极有效的补救措施，将损失降到最低。此外，还要对管理人员的工作流程进行严格的要求，制定奖罚措施，且落到实处，避免人为因素导致计算机无法正常运作的现象发生。
自动控制理论论文范文第2篇
关键词：自动控制风机盘管变风量系统制冷装置新风机组恒温控制器电动阀
一、工程概况：
本空调工程全部采用吊顶暗装风机盘管加独立新风系统。室内风机盘管承担全部的室内冷负荷和湿负荷，新风机组把引入的室外新风处理到室内焓值，再按需求分配到各个房间。按舒适性空调设计，采用露点送风。系统冷热源选用风冷式空气源热泵，安置于天台上。空调水系统采用一次泵定水量系统，双管制，闭式循环。系统主机采用远程控制，各房间的风机盘管可单独控制调节。
二、空气房间温度自动控制是通过接通或断开电加热器，以增加或减少精加热器的热量，而改变送风温度来实现的。
空调温度自动控制系统常用的改变送风温度方法有：控制加热空气的电加热器，空气加热器（介质为热水或蒸汽）的加热量或改变一、二次回风比等。室温控制规律有位式、比例、比例积分、比例积分微分以及带补偿与否等几种。设计时应根据室温允许波动范围大小的要求，被控制的调节机构及设备形式，选配测温传感器、温度调节器及执行器，组成温度自动控制系统。
（1）控制电加热器的功率
控制电加热器的功率来控制室温的系统，其原理图及方框图见下
①是室温位式控制方案，由测温传感器TN，位式温度调节器TNC，及电接触器JS组成。当室温偏离设定值时，调节器TNC输出通断指令的电信号，使电接触器闭合或断开，以控制电加热器开或停，改变送风温度，达到控制室温的目的
②是室温PID控制方案，由测温传感器TN，PID温度调节器TNC及可控硅电压调整器ZK组成，可实现室温PID控制。
（2）控制空气加热器的热交换能力
控制进入空气加热器热媒流量的室温控制系统及其原理如下：
该方案是由测温传感器TN，温度调节器TNC，通断仪ZJ及直通或三通调节阀组成。当室温偏离设定值时，调节器输出偏差指令信号，控制调节阀开大或关小，改变进入空气热交换器的蒸汽量或热水量，从而改变送风温度，达到控制室温的目的。
（3）制进入空气加热器的热水温度
该温控方案组成与上面相同，不同的是控制三通阀来改变进入空气加热器的水温，改变热交换能力，达到控制室温的目的。
三、房间空气相对湿度自动控制的方法
空调房间温湿度控制：
空调房间温湿度的干扰因素的多样性，气候变化的多工况性以及房间存在的较大的热惯性等因素使得利用单回路直接控制房间温湿度的方法难以达到满意的调节效果。因此，应该另选有效的方法。针对空调房间的热特性，采用串级调节较适宜。其调节框图如图所示
室温调节器用于克服维护结构传热，室内热源散热引起的室温干扰。室温调节器根据房间内实际温度与设定温度的偏差调整送风温度的设定值。送风温度调节器则用来控制送风温度。这一环节主要克服在不同的季节，新风、回风混合比的变化引起的对换热器的出口状态干扰。使其在进入房间前受到一定的抑制，减少对室内状态的影响。采用串级调节后，还能改变对象的时间特性，提高系统的控制质量。
四、风机盘管空调系统的自动控制
（一）温控器
（1）风机盘管宜采用温控器控制电动水阀，手动控制风机三速的控制方式。风机启停与电动水阀连锁。
（2）冬夏季均运行的风机盘管，其温控器应有冬夏转换措施。一般以各温控器独自设置冬夏转换开关为好。
（二）节能钥匙
（1）房间设有节能钥匙系统时，风机盘管宜与其连锁以节能。
（2）当要求不高时，可采用插、拔钥匙使风机盘管启动或断电停转的方式。使用要求较高时，可增设一个温度开关。
（三）定流量水系统
风机盘管定流量水系统自控方式较简单易行，但节能效果没有变流量自控方式好。
五、风机盘管的定流量水系统自动控制
该工程使用定流量二管制，其风机盘管机组的控制通常采用两种方式。
（1）三速开关手控的二管制定流量系统
采用二管制水系统时，表面冷却器中的水是常通的。水量依靠阀门的一次性调整，而室温的高低是由手动选择风机的三档转速来实现的。
（2）温控器加三速开关的二管制定流量水系统
采用这种控制的水系统时，表面冷却器中的水是常通的，水量依靠阀门一次性调整。室内温度控制器控制风机启停，而手动三档开关调节风机的转速。
温控器选择AFT06*系列即可满足要求。该系列是带浸入式套管的。
六、变风量系统的监控
变风量系统的基本思想是当室内空调负荷改变以及室内空气参数设定值变化时，自动调节空调系统送入房间的送风量，使通过空气送入房间的负荷与房间的实际负荷相匹配，以满足室内人员的舒适要求或工艺生产要求。同时送风量的调节可以最大限度的减少风机的动力，节约运行能耗。
除了节能的优势外，VAV系统还有以下特点：（1）能实现局部区域的灵活控制，可根据负荷变化或个人舒适度要求调节。（2）由于能自动调节送入各房间的冷量，系统内各用户可以按实际需要配置冷量，考虑各房间的同时使用系数和负荷分布，系统冷源配置可以减少20%~30%左右，设备投资相应较大减少。（3）室内无过冷过热现象。
该系统采用单风管再加热VAV空调系统，其原理和控制系统图如下：
七、空调用制冷装置的自动控制
1、蒸发器的自动控制
空调用制冷装置系统的蒸发器和冷凝器温度的自动控制如图所示
空调负荷是经常变化的，因此，要求制冷装置的制冷量也要相应地变化。而制冷量的变化，就是循环的制冷剂流量的变化，所以需要对蒸发器的供液量进行调节，实现对载冷剂即被冷却物质的温度控制。空调用制冷装置的中常用的供液量自动控制的设备是热力膨胀阀。
热力膨胀阀的一种直接作用式调节阀，安装在蒸发器入口管上，感温包安装在蒸发器的出口管上。DV1和DV2是电磁阀，压缩机停时，电磁阀立即关闭，切断冷凝器至蒸发器的供液。
2、冷凝器的自动控制
在制冷装置上通常用冷却水量调节阀来调节冷凝温度。冷却水量调节阀是一种直接作用式调节阀，安装在冷凝器的冷却水进水管上，它的压力测量温包安装在压缩机的排气端，或冷凝器的制冷剂入口端，以感受Pl的变化。
3、制冷装置的自动保护
为了保证制冷装置的安全运行，在制冷系统中常有一些自动保护器件。制冷系统常用的自动保护包括排气压力保护、吸气压力保护、减压保护、断水保护、冷冻水防冻保护等。其系统图如下：
（一）排气与吸气压力自动保护
在制冷设备中设置了安全阀，还使用压力控制器来控制排气压力。当排气压力超过设定值时，压力控制器立即切断压缩机电动机电源，起高压保护作用；控制吸气压力的采用压力控制器PxS。它对吸气压力有保护作用。
（二）油压的自动保护
在制冷压缩机运转过程中，它的运动部件会摩擦生热。为了防止部件因发热而变形而发生事故，必须不断供给一定压力的油。油压控制器是一个压差控制器，用它可以实现制冷装置油压的自动保护。
（三）断水自动保护
为了保证压缩机的安全，在压缩机水套出水口和冷凝器出水口，装设了断水保护装置。该装置是由测量冷凝器出水口水的电阻的两个电极，配以晶体管控制电路的水流控制器SLS及继电器所组成。
（四）冻水防冻自动保护
在制冷装置运行中，蒸发器中冷冻水温度过低，容易发生冻结影响压缩机的正常运行，因此设置了冷冻水防冻自动保护系统。该系统是在蒸发器出口端安装了温度控制器TfS，当冷冻水出口处温度降至较低时，温度控制器使中间继电器断开，压缩机也就停止运转；在压缩机停转后，若蒸发器冷冻水温度回升到某一温度时，温度控制器使中间继电器接通，冷冻水泵和冷却水泵就重新启动，而压缩机也恢复运转。
4、水量调节阀的选择：
根据系统水管管径尺寸为：DN25DN32DN50三种，选择相应阀门口径的电动调节阀。结果如下：（品牌：丹佛斯）
阀门口径KV值经过阀们的流量（m^3/h）
压降(bar)压降(bar)压降(bar)压降(bar)压降(bar)压降(bar)压降(bar)压降(bar)压降(bar)
0.20.250.30.350.40.450.50.550.6
DN25104.475.005.485.926.326.717.077.427.75
DN32167.168.008.769.4710.1210.7311.3111.8712.39
DN504017.8920.0021.9123.6625.3026.8328.2829.6630.98
二通阀选择：DN25Kvs=10m^3/h编号：065Z3420法兰连接VL2（PN6）
065B1725法兰连接VF2（PN16）
065B1525法兰连接VFS2（PN25）
DN32Kvs=16m^3/h编号：065Z3421法兰连接VL2（PN6）
065B1732法兰连接VF2（PN16）
065B1532法兰连接VFS2（PN25）
DN50Kvs=40m^3/h编号：065Z3423法兰连接VL2（PN6）
065B1750法兰连接VF2（PN16）
065B1550法兰连接VFS2（PN25）
三通阀选择：DN25Kvs=10m^3/h编号：内螺纹：065B1425外螺纹：065B1325
法兰连接VF3，VL3
DN32Kvs=16m^3/h编号：内螺纹：065B1432外螺纹：065B1332
DN50Kvs=40m^3/h编号：内螺纹：065B1450外螺纹：065B1350
模拟量控制驱动器：AME15，AME16，AME25，AME35
AME电子驱动器用在DN50以下的VRB，VRG，VF，VL，VFS2，VEF2阀门。该驱动器自动适应行程到阀的终端位置以减少调试时间。电源电压：24V~。适配器编号：065Z7548，介质温度超过150℃。阀杆加热器，用于DN15~DN50的阀门，编号是065B2171。
手动平衡阀：MSV-C该阀用于平衡制冷、供热和生活用水系统的流量。其特点有：固定的测量孔板；带有2件针式测量接头；手轮具有关断功能，一圈360度均可读数；数字刻度指示，并具有锁定功能；固定孔板测量精度是+-5%，MSV-C为内螺纹。
八、风机盘管系统的监控
风机盘管系统的控制通常包括风机转速控制和室内温度控制两部分。
1、风机盘管系统的监控功能
（1）室内温度测量；（2）冷、热水阀开关控制；（3）风机变速及启停控制
其监控原理图如图
九、新风机组的监控
新风机组通常与风机盘管配合进行使用，主要是为各房间提供一定的新鲜空气，满足人员卫生要求。其基本监控功能有：（1）监测功能检查风机电机的工作状态，确定是处于开或关；检测风机电机的电流是否过载；测量风机出口处的空气温湿度，以了解机组是否已将新风处理到要求的状态；测量空气过滤器两侧的压差，以了解过滤器是否要求清洗；检查新风阀状态，确定是开还是关。（2）控制功能根据要求启停风机；控制水量调节阀的开度；控制干蒸汽加湿器调节阀的开度；换热器的冬季防冻保护（3）集中管理功能显示新风机组启停状态，送风温湿度，风阀，水阀状态。通过中央控制管理机启停机组，修改送风参数设定值
为实现上述功能，相应的硬件配置如下：
新风机组的新风阀配置开关式风阀控制器。这是因为新风机组的风量是根据工作区内人员数量计算出来的，一般不做调节，因此新风门只有开、闭两种状态。在风机开启时，风阀全开，停机时，风阀全关。风阀的控制通过一路DO通道完成。当输入为高电平时，风阀全开；低电平时，风阀全关。若要了解风阀的实际状态，还可以用一路DI接受风阀执行器的反馈信号。
十、电子机械房间恒温控制器RMTE
该控制器广泛应用于商业、工业和住宅建筑。适用于供热，制冷和全年空调系统的室温控制，特别是风机盘管和电加热器等。特点是：高度敏感，无基准振动问题，硬防火塑料底座和上盖，一体结构，易于安装，系统OFF位置，切断所有环路。RMTE-HC2适用于2管制供热/关断/制冷，温度范围是10~30℃。电源等级：230V+-10%50/60HZ电流等级：恒温控制器1A230V/AC风机6（2）A230V/AC
十一、区域电动阀ZV-2/3
该系列阀门与时间温度控制器一起用来控制家庭和商业的中央供热，热水及冷水系统中的水量。主要参数：适用于各种安装要求和偏好，适用于供热和供冷应用，性能可靠，使用寿命长，易于安装和接线，结构坚固。相关数据如下：
类型产品编号种类DN关闭压力KV螺纹（外）介质
ZV-215087N72402-通开/关152.5bar3.2G1/2”制冷/热水（+5/+90）
ZV-220087N7241202bar3.2G3/4”
ZV-225087N7242250.8bar6.8G1”
ZV-315087N72373-通分流器152.5bar4.3G1/2”
ZV-320087N7238201bar4.6G3/4”
ZV-325087N7239251bar5.7G1”
十二、SIEMENS3LD主控和急停开关
3LD1开关可用于控制主回路、辅助回路以及三相电机和其它负载。应用
它是手动隔离开关，符合IEC947-3/DINVDE0660第107部分(EN60947-3)标准，并且满足隔离要求。3LD1控制开关可以用于：起/停(ON/OFF)。控制该开关有三个相邻的主触头，在开关的任何一边都可以装第四个触头。这个触头可以是N触头或一个带1常开和1常闭触点的开关
SIEMENS3TH中间继电器
3TH系列中间继电器，适用于交流50Hz或60Hz，电压至660V和直流电压至600V的控制电路中，用来控制各种电磁线圈及作为电信号的放大和传递，符合IEC947，VDE0660，GB14048等标准。继电器动作机构灵活，手动检查方便，结构设计紧凑，可防止外界杂物及灰尘落入继电器的活动部位。接线端都有罩覆盖，人手不能直接接触带电部位，安全防护性很高；继电器电磁铁工作可靠、损耗小、噪音小、具有很高的机械强度，线圈的接线端装有电压规格标志牌，标志牌按电压等级著有特定的颜色，清晰醒目，接线方便，可避免因接错电压规格而导致线圈烧毁。
十三、压差控制器
根据阀门口径，选择以下几种：ASV-PVDN25ASV-PVDN32AIPDN50
ASV压差平衡阀可自动保证供热和制冷系统的水力平衡。该工程中采用的是定水量系统，压差控制器用在排气与吸气压力自动保护中。使用ASV阀门，可避免烦琐的调试过程，安装完阀门即可。在所有负荷下自动平衡系统，也有助于节能。安装时需安在回水管，且流向应与阀体上的箭头一致。
十四、参考文献
建筑环境与设备的自动化刘耀浩天津大学出版社
建筑设备自动化卿晓霞重庆大学出版社
自动控制理论论文范文第3篇
【关键词】分层递阶控制理论；自动化；电力系统
随着电力业的发展以及科学技术的进步，电力系统的结构组成及运行方式越来越复杂多变，对电力系统的可靠性及运行的经济性都提出了更高的要求。近年来，控制技术在不断地拓展，控制方法也越来越多样化，尤其是智能控制技术，在电力、冶金、化工、建材等行业得到了广泛的应用。本文探讨了职能控制技术在电力系统中的应用。
一、分层递阶控制理论
（一）分层递阶控制理论产生及发展
1977年，Saridis在针对机器人控制提出了一种智能控制的三级递阶结构。该思想在智能控制中有广泛应用，并进一步推广到了结合信息融合的集散递阶智能控制系统。分层递阶是人们分析和组织复杂系统的一种常用方法。无论是信息分析、还是行为控制，都有其层次性，在高层负责宏观的信息和决策，在低层负责具体的数据和控制。其基本控制原理是精度随智能降低而增大，即IPDI（Increasing Precision with Decreasing Intelligence）原理。分级递阶控制系统是由一个三层结构组成的，三层结构的主要内容包括组织级、协调级和执行级三个层次。分级递阶控制系统的结构示意图见图1。
1.组织级
组织级代表控制系统的主导思想具有最高的智能水平，负责整个系统的推理、规划、决策、长期记忆、信息交流，并由人工智能起主导作用，主要进行基于知识的各种信息处理和决策。
2.协调级
协调级为组织级和执行级之间的连接装置，涉及决策方式的表示，主要负责将组织级的指令进行整合分配成为各项子任务，并将任务的执行信息反馈出来，由人工智能和运筹学起主导作用。
3.执行级
执行级是智能控制系统的最低层次，要求具有最高的控制精度，并由常规控制理论进行控制，一般是由多个硬件控制器组成的，负责具体过程的控制。
（二）仿人智能控制
我国著名学者周其鉴、李祖枢教授提出的仿人智能控制理论（HSIC）是分层递阶控制理论的一个重要发展分支。仿人智能控制理论（HISC）研究的基本方法是：从分级递阶智能控制系统的最低层（运行控制级）着手，充分应用已有的控制理论成果和计算机仿真结果，直接对人的控制经验、技巧和各种直觉推理逻辑进行测辨、概括和总结；并将其编制成各种简单实用、精度高、能实时运行的控制算法，并直接应用于实际控制系统。仿人智能控制理论认为，智能控制为对控制问题求解的二次映射的信息处理过程，即从“认知”到“判断”的定性推理过程和从“判断”到“操作”的定量控制过程。
类似与Saridis的三元机构，仿人智能控制提出了由任务自适应级（TA）、参数自校正级（ST）和运行控制级（MC）组成的2阶产生式系统结构，作为仿人智能控制体系中最基本的单元控制器（UC），如图2所示。
仿人智能控制系统（如图3）的单元控制级UC具有二阶产生式系统结构，能够独立地面向实际被控制的对象，自组织、自适应和自校正地完成实时控制任务。作为一高阶产生式系统的各级，MC、ST和TA三级都有各自的规则库RB、各自的特征辨识器Cl和推理机IE，三级之间蕴含的信息交换通过对公共数据库CDB直接存取数据来完成。这种紧藕合的并行运行机制，便于单元控制器快速自适应过程的完成。对于某一个单一的被控对象，一个单元控制器已足以自主地完成控制问题的求解。同时，其中各级产生式系统还可通过特征记忆，实现学习功能，不断提高控制品质。
此外，仿人智能控制理论提出了智能控制的分层信息处理与决策机构，是求解控制问题的一种高阶产生式系统结构.按层次高低可分为，中枢司令级（CC）、组织协调级（（X二）和单元控制级UC。
总之，仿人智能控制系统在结构和功能上具有以下基本特征：分层递阶的信息处理和决策机构（高阶产生式系统结构）、在线的特征辨识和特征记忆、开闭环控制结合和定性决策与定量控制、结合的多模态控制、启发式和直觉推理逻辑的应用。
二、仿人智能控制理论和电力系统自动化
（一）仿人控制理论在电力系统自动化中的应用
1995年，汪涛基和吕林等人把仿人智能控制理论中的部分理论和成果运用到了同步发电机组励磁控制器中。由于励磁控制过程可以理解为一个单输人单输出的单一被控对象，一个单元控制器已足以自主地完成控制问题的求解，汪涛基和吕林等人只使用了单元控制级中的ST和MC两层。采用同步发电机组的Pe、、I、UG及其导数作为特征量，制定9条推理规则，即达到了比常规控制以及PSS控制方式更为优越的控制效果。1996年6月，依据仿人智能控制理论设计的励磁控制器在云南省大寨电厂1#机组上正式投人运行，设备运行情况良好，性能稳定。但目前还没有明确给出其设计的理论来源。对HSIC理论的应用在于对基本理论的应用。因此将HSIC理论全面地引人电力系统运行与控制中来，有利于集思广义，促进电力系统自动化的进一步发展。
（二）电力自动化系统结构
电力系统自动化通常指对电力设备及系统的自动监视、控制和调度。按电力系统运行管理区域，可以将电力系统自动化分成电力系统调度白动化、发电厂自动化和变电站自动化。调度自动化系统的基本构成如图4所示。其中主站（MS）安装在调度所，远动终端（RTU）安装在各发电厂和变电站。MS和RTU之间通过远动通道相互通信实现数据采集和监视与控制。主计算机是主站的核心，负责信息加工和处理，检测一些参数是否越限，断路器是否有变位等，将结果通过人机联系设备向调度员报告，或向上级调度中心转发等。电力系统调度自动化系统构成的一个重要特点是其分层结构。电力系统调度控制一般分为主调度中心、区域调度中心和地区调度中心三级。电力系统调度自动化的结构，与分层递阶的高阶产生式智能控制系统非常一致。
电力自动化系统运作过程中，符合Sar-idis的“精度随智能降低而提高”的原理。主调度中心只分配大的电网运行指标，低层的单元控制器只负责根据上级的指令，具体地实施对本单元内设备的控制。层次越低，则控制系统的被控量、控制量和参考值等指标越具体。
三、结束语
自动控制理论在电力系统的控制与运用中的应用有利于促进电力系统的自动化、智能化水平的提升，在今后的电力系统自动化发展过程中，广大科研人员还应加强对分层递阶控制理论等先进的控制理论的理解和应用，并将其利用与仿人智能控制理论的研究和发展中，以加快电力系统自动化的发展，提高供电的安全性和可靠性。
参考文献
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[3]智静.电力系统自动化与智能技术分析[J].机电信息，2011（30）：39-39，41.
自动控制理论论文范文第4篇
关键词：相似论；自动控制理论；课堂教学；应用
中图分类号：TP13-4 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 14-0000-01
相似论，即自然界和工程中各相似现象相似原理的学说，主要是研究自然现象中个性与共性以及特殊与一般关系的研究，同时还是研究内部矛盾与外部条件之间的关系的理论。由于事物之间是相互联系的，相似的现象不仅存在于自然界、社会科学，而且还存在于人们的思维活动中，在特别是在“自动控制论”课堂教学中，能够促进学生更好地学习。“自动控制论”主要服务于信息类专业的学生，主要存在三大特点：一是概念抽象，二是计算方法复杂；三是知识含量大。在实际的学习中，基于“相似论”下的“自动控制论”课堂教学，能够提高教学效率。
一、“自动控制理论”数学模型之间的相似关系
模型，即将抽象的实际问题转化成数学问题，主要便于理解和计算某些观念性很强的难点知识。在课程的学习中，由于分析方法非常繁杂，因而很多学生在实际的学习中往往不能够理解以及掌握，常见的分析方法主要有三种：一是时域分析法，即通过直接求解系统在典型输入信号作用下的时域响应来分析系统性能的，在方法上主要按照公式从而求上升时间，一般需要复杂的高阶微分方程运算；二是频域分析法，主要根据系统的频率特性，从而研究系统的动态特性以及稳态特性，不需要复杂的运算，主要的方法是奈氏稳定判据；三是根轨迹分析法，在这种方法中，特征根与系统参数的数值关系主要通过用图解来表示，适用于高阶系统，运算不繁杂。在实际学习的过程中，时域分析法具有直观以及准确的优点，使得学生更偏向于时域分析法。但是在实际的发展中，频域分析法更具有实践意义，有利于解决在工程中出现的实际问题。在教学过程中，通过研究发现了一种有利于学生学习的相似关系，这种相似关系的确立可以帮助学生理解不同区域的数学模型，从而建立系统的精准模型，便于学生掌握全局，具体的关系详见图一。
二、“自动控制理论”与课程内容相似
在课程教学的内容体系建设中，主要以“相似论”为指导，从而创建模块化式结构，从而能够从整体上把握每个教学环节，使每个教学内容都能够有机结合起来，从而提高教学效率，实现教学目标。例如学生在学习正弦交流电路的相关知识时，通过向量法从而分析电路的稳态以及动态。在整体系统的教学过程中，主要的教学模式可以分为四个步骤：一是课堂教学演示，通过运用向量法，进行稳态响应以及动态响应的分析；二是课堂讨论，要充分发挥学生的主体作用，通过分析正弦交流电路的稳态以及动态，从而思考频率、幅值以及相位差的变化；三是课堂学习，在讨论的基础上，从而加深对频率特性的理解以及掌握；四是模拟实验，通过将理论知识运用到实际的试验中，从而加强学生的学习。
三、“相似论”在“自动控制理论”课程教学中的运用效果
随着现代科学技术的不断发展，计算机技术、微电子技术、网络技术应用的领域越来越广泛，因此自动控制理论的内容也越来越丰富。在课程教学的不断改革的大背景下，“自动化控制理论”在整个教学过程中起着重大的作用。由于现代教学的内容越来越偏重实践，主要强调提高解决实际工程问题的能力，所以在实际的教学过程中，主要通过模拟相关的实验，从而帮助学生更好地理解以及掌握知识，从而提高学生分析问题以及解决问题的能力。在将相似论运用于“自动控制理论”课堂教学中，能够培养学生对实验的浓厚兴趣，提高学生学习的主观能动性。同时，学生在相关模拟实验的学习中，通过参与实验设计方案、实验步骤以及实验现象分析和实验结果谈论这一整个教学过程，加深了学生对于整个知识框架的了解以及把握，能够扩散学生的思维，有利于提高学生的动手能力以及分析问题并解决问题的能力。
四、结束语
综上所述，随着我国教育事业的不断发展，将“相似论”在“自动控制理论”课程教学中充分运用起来，能够营造良好的学习氛围，提高学生的学习能力以及教学效率，从而能够满足现代市场上对于人才的要求，促进学生更好地就业。
参考文献：
[1]耿玉茹.“相似论”在“自动控制理论”课程教学中的运用[J].成都电子机械高等专科学校学报，2012（03）.
[2]吴涛.自动控制理论课程教学探析[J].赤峰学院学报：自然科学版，2011（04）.
自动控制理论论文范文第5篇
关键词 现代控制理论 经典控制理论 差异
中图分类号：O23 文献标识码：A
0前言
控制这一概念本身就反映了人们对战胜自然的渴望，控制理论也自然而然的在人们认识与改造自然的历史中发展起来。经典控制理论与现代控制理论作为控制理论的主要部分，两者之间有区别又有联系。笔者于此通过分析对比研究对象、数学模型、基本方法等方面介绍它们的不同。
1 控制理论简介
1.1 控制理论的性质
控制理论研究如何改进动态系统的性能以达到所需目标，这个广义定义包含了人类活动的许多方面。自动控制领域有两个不同但又相互联系的主题：其一是反馈的概念，反馈概念的精髓是可以得到各种输出和它们的各个所需值的实时比较的度量-各种误差，再由以此测量到的误差来减少误差。其二是最优控制的概念，控制的目标是使以数字量表示的显示在一段时间上的所需性能和系统实际性能间的差异的性能指标为最小，要寻求一个使性能指标最小的时间函数的控制。
1.2 控制理论的发展
自动控制原理及其实践的历史悠久，它是在人类认识和改造世界的过程中产生的。古代中国、古埃及和古巴比伦都使用过自动计时漏斗。1788年，瓦特制造蒸汽离心调速器。1868年，麦克斯韦解释了瓦特速度控制系统中出现的不稳定现象，开辟了用数学方法研究控制系统中运动现象的途径。劳斯、赫尔维茨分别在1877年、1895年独立建立了直接根据代数方程的系数判别系统稳定性的准则。1927年，布莱克发明了负反馈放大器。1932年，奈奎斯特提出了根据频率响应判别系统稳定性的奈奎斯特稳定性判据，而且给出了稳定裕量的概念。1940年，伯德进一步将频率响应法加以发展，经典控制理论开始形成。1942年，哈里斯引入传递函数概念。1948年，埃文斯提出根轨迹法。1948年，维纳出版了《控制论》，论述了控制理论的一般原理及方法，推广了反馈的概念。1954年，钱学森出版了《工程控制论》。20世纪50年代，经典控制理论发展到相当成熟的地步。
20世纪50年代中期，科学技术及生产力的发展，特别是空间技术的发展，迫切要求解决更复杂的多变量系统、非线性系统的最优控制问题。实践的需求推动了控制理论的进步。1956年，贝尔曼等人提出了状态分析法和动态规划法。1958年，庞特里亚金提出了极大值原理。1959年，卡尔曼创建了卡尔曼滤波理论，1960年，卡尔曼把状态空间法系统地引入控制理论中，提出了能控性和能观性的概念。到1960年初，现代控制理论应运而生。
2 两种控制理论概述
2.1 经典控制理论
经典控制理论主要描述系统单输入单输出特性，应用传递函数法和拉普拉斯变换法作为研究方法和工具。研究问题的着眼点是系统的输出，分析和设计方法主要是在复频域，运用频率法、根轨迹法等校正系统，设计PID控制。频率法物理概念清楚，直观且实用，但难于实现最优控制。经典控制理论在系统设计和分析时无法考虑系统的初始条件，难以达到高精度的位置、速度等控制系统设计的要求。
2.2 现代控制理论
现代控制理论主要用来解决多输入-多输出、多变量系统的问题，系统可以是线性的或非线性的、定常和时变的。这一理论的特点是采用处理状态空间描述作为系统的数学模型，以状态空间分析方法为核心。以线性代数、矩阵理论为研究工具。研究问题的着眼点是系统的状态，分析方法在实域、复域进行。现代控制理论从理论上解决了系统的可控性、可观性、稳定性以及许多复杂系统的控制问题。
3 经典控制理论与现代控制理论的差异
现代控制理论是在经典控制理论的基础上发展起来的，虽然两者在数学工具、理论基础和研究方法上有着本质的区别，但对动态系统进行分析研究时，两种理论可以互相补充，而不是相互排斥。特别是对线性定常系统的研究，越来越多的经典控制理论中行之有效的方法已渗透到现代控制理论内部，如零极点配置和频域方法，大大丰富了现代控制理论的研究内容。下面将从研究对象、数学模型及应用领域对两者进行对比分析。
3.1 研究对象
经典控制理论的控制对象主要是较为简单的单输入-单输出线性定常控制系统。无法表示时变系统、非线性系统和非零初始条件下的线性定常系统。但是实际上，理想的线性系统并不存在，可以说都是非线性系统，但是，在系统非线性不严重的情况下，某些条件可以近似看成线性。对性能要求不必太精准的系统来说，经典控制理论已被全世界控制界和工程应用界证明是完全合适而且很有成效的。
现代控制理论相对于经典控制理论，应用的范围更广。现代控制理论采用的是时域的直接分析方法，能对给定的性能或综合指标设计出最优控制系统。但并不能说现代控制理论更优于经典控制理论，我们要根据实际情况，选择合适的理论进行分析。
例如研究电枢控制直流电动机的工作过程，电枢电压ua（t）为输入量，电动机转速wm（t）为输出量，机构图如下：
其中，Ra，La分别是电枢电路的电阻和电感，Mc是折合到电动机轴上的总负载转矩。这是一个单输入单输出的系统，采用两种控制理论都可以对其求解与设计。人们常采用经典控制理论的方法，应用起来方便可靠、问题相对简单、求解比较直接，更可省许多经济支出。
3.2 数学模型
数学模型能反映系统固有的稳态、动态特性。从数学模型上来看，经典控制理论主要采用常微分方程、传递函数和动态结构图，仅描述了系统的输入和输出之间的关系，不能描述系统内部结构和处于系统内部的变化，且忽略了初始条件。不能对系统内部状态的信息进行全面的描述。因此，经典控制理论的数学描述属于系统的外部描述。当系统是多输入多输出时，传递函数变成一个函数矩阵，用原来的传递函数方法、频率特性方法处理问题变得复杂，难以应用。
现代控制理论的数学模型通常是状态空间表达式或状态变量图来描述的，这种描述又称为系统的“内部描述”，能够充分揭示系统的全部运动状态。而且，用矩阵形式表示的状态空间表达式，在数学符号和运算上得以简化，适于计算机求解，为复杂系统的工程实现带来便利。易于实现最优控制和实时控制。
从两个图中可看出，传递函数只可以描述系统的外部动态特征，而状态空间模型却可以反映出内部的特征。两个系统的结构图不相同，虽然反映的输入输出关系与传递函数相同，但描述不同的系统特性。所以用传递函数比较适合研究系统输出特性，用状态空间模型比较适合内部特性的研究。
3.3 应用领域
经典控制理论主要用于解决工程技术中的各类控制问题，尤其在航空航天技术、武器控制、通信技术等方面。现代控制理论发展后，自动控制理论的概念广泛应用于工业、农业、交通运输及国防建设等领域。比起经典控制理论，现代控制理论考虑问题更全面、更复杂，主要表现在考虑系统内部之间的耦合，系统外部的干扰，但符合从简单到复杂的规律。可以说自动控制应用领域遍及众多的科技和生活方面，但并不是说现代控制理论取代了经典控制理论，前者是后者的进步和补充，二者在其相应领域有着不可替代的作用。
4 结语
通过对两种控制理论的分析，可以认识到经典控制理论是直观整体的认识控制系统，而在改进控制系统内部特征方面作用不大；然而现代控制理论却能很好地改进和设计控制系统，对认识一个低阶控制系统却不直接简便。总的来说，每种控制理论都有它的缺点和优点，两种理论共行并举才是解决实际问题、发展科技和社会的可行之道。
参考文献
[1] 贺良华.现代控制理论及应用[M].中国地质大学出版社，2013.
[2] 刘豹，唐万生.现代控制理论[M].机械工业出版社，2011.
[3] 姚寿文.自动控制理论基础[M].北京理工大学出版社，2006.
