自動控制理論、發展與應用研究

【文章摘要】
自動化控制的目的是利用各種儀器、設備、生產裝置來代替人們以往的手工操作和替代部分人腦計算的過程。能夠在很多領域發揮巨大的作用。比如汽車制造、排水、電力等方面，人工實現是有很大局限性的。近年來，人們越來越多的關注信息技術、數據網絡技術的快速發展。對自動化技術的關注下滑。這對于自動化控制來說是挑戰也是機遇。自動化可以和網絡技術、計算機信息技術相互融合。解決更加復雜的問題，完成更加精準高效的控制操作工程。
【關鍵詞】
自動化控制; 原理; 水處理; 汽車制造; 仿真軟件
1 自動控制技簡介
自動控制技術從技術革命中誕生， 已經有了悠久的歷史。理論不斷更新與完善。不是寥寥數語可以概括的。這里主要是深入淺出的介紹自動化技術的發展，已經基礎原理。它誕生于技術革命，在《控制論》這一著作誕生后，自動控制學科被認同由此產生。早期的控制理論是實現輸入與輸出問題的研究。研究方式是利用函數、軌跡等方法。作用是讓機器能夠進行穩定的生產工作�，F代的理論，是為了解決多項輸入輸出，非線性變換的控制問題進行研究。利用到了大量的高等數學中的理論知識。自動控制還歷經了第三代的革新過程。服務對象更多，服務不再局限于數學算法進行數據模型的構造后的應用。而是對控制器研究投入精力，采用人工智能的思想。目的是解決一些具備不確定性、模糊性的高端控制工作。自動化技術發展到今天，理論與原理已經細化，分支話。它服務于各個行業各個領域。但是不能說自動化控制理論已經趨于成熟。它還有很遠的路可走，還有探索的空間。對于非線性的操作與控制，針對時變的特性， 它的研究才只能說剛剛起步。
從深入淺出生活與工作角度，來理解自動化控制。就是利用該技術，替代人類的部分工作。讓人們避免危險、從高危以及大量的重復性工作中走出來。它所以能實現自動的控制操作，是因為通過人們生產中總結的經驗，對生產標準具有數據要求。而我們利用自動化技術，讓它在不斷生產中始終接近這個我們希望得到的數值。（也就是符合我們需求的標準）。它的實現方法是通過某些具體的設備，我們來調控設置數據。設備在這種控制下進行成產工作。
2 自動控制中的重要工具：Matlab
提到自動控制技術，Matlab 這種仿真工程軟件就不得不為大家介紹。無論是從自動化控制的教學還是從自動化技術的實驗探索，它都發揮了巨大的作用。它最初為矩陣實驗室的含義，起源這里就不再贅述。它主要能夠實現數值以及符合的計算，對于矩陣的多種操作實現便捷。能夠進行多種復雜的線性計算。在編程方面，它有自己的編程語言。它的編程語言更加適用于自動化控制的應用。更加容易理解，可以不斷的跨平臺使用。但是它也有自身的缺點，就是程序執行效率不高。最令人稱贊的是它的圖形功能和可視化功能。利用可以輕而易舉地繪制二維、三維曲線，三維曲面，并可進行圖形和坐標的標識、坐標控制、圖形的迭繪、視角和光照設計、色彩精細控制等等。另外還可以非常方便地完成動畫的繪制工作
3 自動控制原理
工作原理角度: 自動控制要完成工作，需要形成有效的控制系統。一般情況下此系統由自動控制的相關裝備和加工設備（宏觀為被控對象）兩者構成。前者起到主動調節作用，包含元器件、調節器等部件。后者包含交換器、反應器等。在自動控制系統中，被控對象中需要控制的那個參數叫被控參數。被控參數要求保持的那個規定值， 成為給定值。凡影響被控參數偏離給定值的各種因素，統稱為干擾。 最基本的一種就是基于反饋控制原理的反饋控制系統。在反饋控制系 統中，控制裝置對被控裝置施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息， 用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實現對被控量進行控制的任務，這就是反饋控制的原理。
4 自動控制技術的應用
自動化控制技術的應用領域極廣。從軍事方面到生活方面、從工業生產到機械加工、從我們每天接觸汽車、電力、排水等各個方面都有自動化控制技術的應用。這里以工業自動化控制中的變頻技術為例。作為變頻器技術來說，它是一門綜合性的技術，是建立在電力電子技術. 自動控制技術. 計算機技術的基礎之上而逐漸發展起來的。而變頻器也可以看作是一個頻率可調節器的交流電源。它通過改變變頻器的輸出頻率，就可以實現電動機的速度控制。只需要改變變頻器內部逆變管的開關順序，即可實現輸出換相，實現電動機的正反轉切換。與此同時，變頻器還具有直流制動的功能，不需要增加制動控制電路了，就能順利實現制動功能。在需要制動時，只要通過變頻器給電動機加上一個直流電壓，利用自己的制動回路，將機械負載的能量消耗在制動電阻上進行制動即可。變頻器在使用時，只需要在電網電源和現有的電動機之間接人變頻器和相應設備，不需要對電動機和系統本身進行大的設備改造，就可以適用各種工作環境和工藝要求。另外，變頻器的節能效果也非常顯著。尤其是對于工業中大量使用的二次負載來說，當用戶需要的平均流量較小時，風機. 水泵的轉速較低，其節能效果是非常顯著的。
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