淺談自動(dòng)控制技術(shù)及其應(yīng)用

張其建

摘要：自動(dòng)控制技術(shù)作為當(dāng)前新興的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，該技術(shù)的應(yīng)用不僅在生產(chǎn)方面大大提升了生產(chǎn)效率，在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用也帶了很大的便利，基于此，文章對其進(jìn)行討論研究。文章首先對自動(dòng)控制技術(shù)概念以及相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述介紹，重點(diǎn)對其在各方面的具體應(yīng)用以及發(fā)展方向進(jìn)行了歸納總結(jié)，希望為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制技術(shù)；概念；應(yīng)用

引言

隨著我國工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)多被應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域中，自動(dòng)控制的應(yīng)用能夠有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，減少人工的成本，并且能夠大大提升生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。該技術(shù)不只是在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用，很多領(lǐng)域都得到了該技術(shù)有效的滲入，并且獲得非常好的應(yīng)用效果。

1自動(dòng)化控制技術(shù)介紹

自動(dòng)化控制技術(shù)涉及到自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)等，通過對諸多相互關(guān)聯(lián)的設(shè)備設(shè)置觸發(fā)條件與工作流程，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。當(dāng)前的自動(dòng)化控制技術(shù)主要有三種控制方式，分別是開環(huán)控制、閉環(huán)控制及復(fù)合控制。其中開關(guān)控制指的是輸出量與輸入量之間不存在反饋的通道，只存在單方面的順序控制過程，這種方式受外界干擾較小、運(yùn)行過程穩(wěn)定，但精度較低，沒有自動(dòng)糾偏的能力。閉環(huán)控制指的是輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程有直接影響，這種控制方式精度較高，對外部干擾不敏感，但存在一定的震蕩、超調(diào)問題。復(fù)合控制則是將偏差控制與按擾動(dòng)控制結(jié)合起來，消除擾動(dòng)帶來的偏差。

自動(dòng)控制系統(tǒng)是由許多有相互關(guān)聯(lián)的設(shè)備組成的具有特定功能的控制系統(tǒng)。開環(huán)控制是指在控制執(zhí)行過程中只有順向作用的控制過程；閉環(huán)控制是指在開環(huán)控制的基礎(chǔ)上，加入測速發(fā)電機(jī)與電機(jī)轉(zhuǎn)速測量單元構(gòu)成的負(fù)反饋控制系統(tǒng)；復(fù)合控制是補(bǔ)償控制和偏差控制的結(jié)合。

自動(dòng)控制系統(tǒng)按不同的特點(diǎn)可以分為三大類。按系統(tǒng)輸入信號特點(diǎn)：如果輸入信號是一穩(wěn)定不變的值，那么這類系統(tǒng)就稱為恒值控制系統(tǒng)；如果輸入信號要求系統(tǒng)按照一已知的時(shí)間函數(shù)運(yùn)行，那么這類系統(tǒng)就稱為程序控制系統(tǒng)；如果輸入信號要求系統(tǒng)輸出信號能夠準(zhǔn)確隨著輸入信號的變化而變化，那么這類系統(tǒng)就稱為隨動(dòng)控制系統(tǒng)。按系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)：當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)可以用線性微分方程來說明時(shí)，那么這類系統(tǒng)就稱為線性系統(tǒng)；非線性系統(tǒng)。系統(tǒng)中只要某一部件具有非線性特性，這類系統(tǒng)就稱為非線性系統(tǒng)。按系統(tǒng)時(shí)間變量特點(diǎn)：如果系統(tǒng)控制過程中的輸入和輸出都是連續(xù)時(shí)間函數(shù)時(shí)，那么這類系統(tǒng)就稱為連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)；離散時(shí)間系統(tǒng)。在系統(tǒng)控制過程中有脈沖序列或者數(shù)字編碼信號時(shí)，那么這類系統(tǒng)就稱為離散時(shí)間系統(tǒng)。

2自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用

在軍事方面，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用也已經(jīng)趨于成熟，如雷達(dá)可以在千里之外發(fā)現(xiàn)目標(biāo)對象，并及時(shí)將預(yù)警信息傳達(dá)給部隊(duì)，以便部隊(duì)能有足夠的時(shí)間進(jìn)行防御或攻擊準(zhǔn)備，這其中就少不了自動(dòng)控制技術(shù)。又如航天領(lǐng)域，科研人員實(shí)現(xiàn)經(jīng)過精密的運(yùn)算，為衛(wèi)星與月球探測器的發(fā)射設(shè)置程序，并利用自動(dòng)控制技術(shù)使之能夠自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行軌跡、進(jìn)入預(yù)定的軌道，為科研人員傳回珍貴的科研數(shù)據(jù)與現(xiàn)場圖像。另外，導(dǎo)彈發(fā)射之后之所以能夠自動(dòng)識別目標(biāo)、調(diào)整飛行狀態(tài)，也是因?yàn)橛凶詣?dòng)控制技術(shù)的參與。

2.2在數(shù)控領(lǐng)域中的應(yīng)用

將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控領(lǐng)域是促進(jìn)我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，也是提高數(shù)控加工技術(shù)的基礎(chǔ)。自動(dòng)控制技術(shù)的編程優(yōu)勢促使其在數(shù)控領(lǐng)域具有廣泛地應(yīng)用價(jià)值，例如，在數(shù)控機(jī)床加工中，隨著加工技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對機(jī)械零件的精密度要求越來越高，因此就需要機(jī)床設(shè)備要嚴(yán)格控制機(jī)床工藝的參數(shù)，保證機(jī)床在預(yù)定的參數(shù)范圍內(nèi)完成相應(yīng)的操作，因此通過自動(dòng)控制技術(shù)可以將機(jī)床的加工優(yōu)勢發(fā)揮出來，保證機(jī)床參數(shù)的準(zhǔn)確性。

2.3在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

當(dāng)前我國在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化上的探索與研究已經(jīng)逐漸趨于成熟，農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置自動(dòng)化、排灌機(jī)械自動(dòng)化、溫室自動(dòng)化控制，轉(zhuǎn)變了以往我國粗放式的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸朝精準(zhǔn)化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。隨著自動(dòng)化控制技術(shù)、電子技術(shù)以及通信技術(shù)的不斷發(fā)展，我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也利用現(xiàn)代化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)控與管理。不僅可以實(shí)現(xiàn)合理灌溉、自動(dòng)施肥，有效的提高水資源與化肥資源的利用率，還能實(shí)現(xiàn)有效節(jié)水、降低成本，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一些不必要的資源浪費(fèi)。另外，溫室自動(dòng)控制也可以自動(dòng)調(diào)控溫度、光照，為農(nóng)作物的生產(chǎn)提供良好的生長環(huán)境，以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。

2.4在日常生活中的應(yīng)用

自動(dòng)控制技術(shù)在智慧生活中的應(yīng)用也十分的廣泛，例如，每當(dāng)夜幕降臨時(shí)，城市道路兩邊的路燈會(huì)由于周圍光線變暗自動(dòng)開啟；當(dāng)人們乘坐電梯時(shí)，只需按下數(shù)字按鍵就能把乘客安全送到目的樓層；家中使用的空調(diào)提前設(shè)置好溫度時(shí)，空調(diào)的自動(dòng)控制系統(tǒng)就會(huì)始終將室內(nèi)溫度維持在設(shè)置好的溫度，為人們提供一個(gè)舒適的環(huán)境；當(dāng)人們有看電影或旅行需求時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)上就能購票、選座，免去了排隊(duì)這一環(huán)節(jié)；商場、小區(qū)停車場的自動(dòng)泊車系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)顯示車位的使用情況，方便人們停車。

2.5在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用

自動(dòng)控制技術(shù)目前在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用十分普遍，企業(yè)通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、儀表儀器、控制設(shè)備以及自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)檢測、控制調(diào)度、優(yōu)化管理，既能保證生產(chǎn)過程的安全性、穩(wěn)定性，還能實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，達(dá)到提升生產(chǎn)產(chǎn)量、節(jié)省耗能、提升經(jīng)濟(jì)效益的作用。在工業(yè)生產(chǎn)方面，自動(dòng)控制技術(shù)對企業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的提升作用顯而易見，在很大程度上提高了企業(yè)的核心競爭力。

3自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向

3.1設(shè)備更精小

從計(jì)算機(jī)設(shè)備、通信設(shè)備的發(fā)展歷程來看，設(shè)備的外形越來越小、技術(shù)復(fù)雜度越來越高是不可更改的規(guī)律，而自動(dòng)控制設(shè)備也會(huì)按照這一規(guī)律，向小、微方向發(fā)展。就目前而言，一些自動(dòng)控制設(shè)備的體積略顯龐大、控制操作較為繁瑣，并且精準(zhǔn)度、可靠性也有待進(jìn)一步提升，這些問題都制約著自動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。而在未來，這些自動(dòng)控制設(shè)備將朝著小型化、微型化、智能化的方向發(fā)展，提高自動(dòng)控制設(shè)備的可操作性與精準(zhǔn)度，為人們的生產(chǎn)生活提供更加便利的條件。

3.2控制精度更加精細(xì)

對于精度的控制特別是在機(jī)械加工、制造、飛行控制、無人駕駛等領(lǐng)域要求極其嚴(yán)格，即便是當(dāng)前普通器件的加工也對精度要求越來越高，因此在實(shí)現(xiàn)智能化中也要追求精度標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)相符合的程度。它們之間的差異稱為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低，誤差越小加工精度越高。

3.3綜合度更高

自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展必須與相聯(lián)系的領(lǐng)域結(jié)合起來，研究高效率、高精度的和可靠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)，廣泛采用自控控制設(shè)備，發(fā)展以應(yīng)用為主的自動(dòng)控制技術(shù)，從實(shí)際出發(fā)扎實(shí)做好自動(dòng)控制技術(shù)項(xiàng)目研究和開發(fā)。各種控制系統(tǒng)、控制軟件、專用計(jì)算機(jī)、PLC控制器、傳感器等將是自動(dòng)控制發(fā)展的主要技術(shù)基礎(chǔ)。

結(jié)束語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)控制技術(shù)也將向更深、更廣的領(lǐng)域邁進(jìn)，在人類現(xiàn)代生活中也將扮演越來越重要的角色，作為相關(guān)研究人員，應(yīng)該在摸索中不斷的尋求更加有效的應(yīng)用途徑，同時(shí)還應(yīng)該提升自身的專業(yè)技術(shù)水平，相信自動(dòng)控制技術(shù)一定會(huì)為人類社會(huì)進(jìn)步做出更大貢獻(xiàn)。

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