淺析自動控制理論的發展及應用

毛曉琦哈爾濱工程大學

淺析自動控制理論的發展及應用

毛曉琦
哈爾濱工程大學

摘要：人類社會的發展和自動控制理論的發展有著密不可分的聯系，二者相輔相成。在經濟飛速發展的今天，自動控制理論更是為整個世界的進步都做出了卓越貢獻。本篇文章對自動控制技術做了深入分析，簡要介紹了其技術原理和在人類社會生活當中的相關應用。

關鍵詞：自動控制；原理；應用；發展；技術

引言

自動控制理論的發展為人類能夠從復雜繁瑣并且危險的生活環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量。直到今天為止，自動控制技術已經為人類做出了許多無與倫比的貢獻。隨著目前世界經濟不斷飛速發展，科學界也對自動控制技術提出了更高的要求。

一、自動控制的簡介以及相關原理

在當今科學界，自動控制技術已經占據了十分重要的位置。從實質上講，自動控制技術就是指在無人工環境下，運用網絡控制裝置來遙控相關設備進行工作，使其按照人為設定的規律實現自主運行。而自動控制理論是指研究自動控制技術的一門專業知識，是以專門傳遞函數為基礎來研究線形常數。自動控制理論最早起源于二戰期間，主要研究系統運動的穩定性和系統運動的相關特性，以及一些系統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了過去存在的缺陷，它可以說是自動科學的技術核心。現代自動控制理論相較于過去額外引入了一個新概念“狀態”。用概念來描述相關系統。這樣能更好的體現出系統的本質與特點。如果從數學的角度來看狀態變量法，就好比是將高階微分方程轉換成低階方程，然后低階方程直接就可以稱之為“狀態方程”。狀態方程最大的優點就是概念特別清晰、形式特別簡單、算法特別簡便，越是針對復雜繁瑣的系統其特點就體現的越是明顯。目前針對現代控制理論分析主要包括：最優控制、多變量線性控制還有最優估計和系統辨識四個部分。

二、自動控制理論的應用

隨著市場經濟的不斷發展，在當今時代科技發展中自動控制技術的應用范圍已經越來越來廣泛。從化工到熱電，從農業到交通，大到衛星上天，小到企業生產，每一行業都離不開自動控制理論的應用。它已經逐漸成為了促進社會發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應用

經過不斷深入研究與分析發現：自動控制在發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、取長補短、去粗取精，把原有的系統相結合形成新的系統，從而達到更好的效果；另一種方式是將理論和技術分開，分別單獨進行研究，將原有優勢進一步發揮。目前在控制污水的時候我們主要應用的是第一種辦法，原因是我們在控制理論的研究上已經非常成熟，而在處理污水的過程中需要更多的則是設備智能化的提高以及技術上的創新。[3]

2.在光伏逆變電源中自動控制理論的相關應用

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的參考量，同時采用最少的控制參數，在減少模糊判斷時間的同時達到最好的控制效果；（2）.然后再來研究模糊控制技術的應用：模糊控制實際上就是把數字電路和模擬電路混合到一起，然后進行對逆變電壓的監督好控制。（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占據著主導地位，這種現象的形成導致智能芯片逐漸代替了小型元件。（4）.最后是對復合控制理論應用的研究：復合控制理論是屬于在內膜原理基礎上的一種控制策略，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.在煤炭發電中自動控制技術的應用

（1）.控制發電裝置

過去的發電企業采用的基本上都是功能單一的發電保護裝置，而且監控技術也比較過時，保護作用難以實現，工作效率很難提高，所以已經逐漸被市場淘汰。而如今運用了自動控制技術，則有效的緩解了這個問題。

（2）.整合單元爐機組

隨著我國經濟不斷發展，科學技術方面取得了很大的進步，先進的自動控制技術也已經被運用到了煤炭發電站中。這個技術的應用使得煤炭發電站各個生產環節成功實現了統一整合。目前大多數發電站采用的都是高新單元爐機組運轉方式，不僅使以往繁瑣復雜的監控系統變得簡單明了，而且還大大減少了企業投資成本，提高了發電機組的整體實力。

4.自動控制理論在糧油加工中的運用

在糧油加工中逐漸采用了自動控制技術。例如目前管理糧油生產加工的自動控制系統，它主要是以PID控制器為核心內容，大大保證了生產加工的連續性和準確性，提高了生產效率。

5.自動控制在小農戶滴灌中的應用

這里的自動控制系統主要是用于小農戶對棉花的滴灌方面。它是建立在原有的棉花滴灌系統基礎上的，只適用于面積大約12 到50公頃的小農戶使用。而且十分簡單易懂，沒經過培訓也可輕松掌握。其主要的內容就是針對各種基礎設備進行相應的控制，以此來實現全自動化灌溉。

三、總結

隨著計算機技術、通信技術、互聯網技術、電子信息技術等科學技術的不斷發展，自動控制理論在社會生活、企業生產相關領域中的應用逐漸變得越來越廣泛。眼下它隨著科學技術的進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中發揮更大的作用，我們首先要做的就是加大企業相關投資力度，同時促進系統硬件和軟件的有力結合，使其逐步實現完全智能化發展；其次要做的就是努力實現自動控制技術與計算機技術、互聯網技術、電子信息科學技術等相關系統科學的有力結合。然后根據企業實際情況，切合實際的提供新技術與新思想，從而在加快自動控制技術發展的同時促進社會經濟產業的發展。

參考文獻：

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

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

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

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

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