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時(shí)間：2022-11-11 00:24:34
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一、EPB與傳統(tǒng)手制動(dòng)相比的優(yōu)點(diǎn)
1.1EPB系統(tǒng)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后自動(dòng)施加駐車(chē)制動(dòng)。駐車(chē)方便、可靠，可防止意外的釋放（比如小孩、偷盜等）。
1.2不同駕駛員的力量大小有別，手駐車(chē)制動(dòng)桿的駐車(chē)制動(dòng)可能由此對(duì)制動(dòng)力的實(shí)際作用不同。而對(duì)于EPB，制動(dòng)力量是固定的，不會(huì)因人而異，出現(xiàn)偏差。
1.3可在緊急狀態(tài)下組委行車(chē)制動(dòng)用。
二、EPB的功能
2.1基本功能：通過(guò)按鈕實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)手剎的靜態(tài)駐車(chē)和靜態(tài)釋放功能。
2.2動(dòng)態(tài)功能：行車(chē)時(shí)，若不踩踏板剎車(chē)，通過(guò)EPB按鈕，一樣也可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。
2.3“熄火控制”模式：當(dāng)汽車(chē)拔鑰匙熄火時(shí)，自動(dòng)啟用駐車(chē)制動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)不打火駐車(chē)不能解除。
2.4開(kāi)車(chē)釋放功能：當(dāng)駕駛員開(kāi)車(chē)時(shí)，踩油門(mén)，掛擋后自動(dòng)解除駐車(chē)。
2.5啟動(dòng)約束：點(diǎn)火關(guān)閉，釋放約束模式（保護(hù)兒童），不用操作制動(dòng)踏板，即可釋放約束模式。
2.6緊急釋放功能：當(dāng)電子駐車(chē)沒(méi)電需要解除駐車(chē)時(shí)，可用專(zhuān)門(mén)的釋放工具釋放駐車(chē)。
三、拉線(xiàn)式EPB的組成及各部件的作用
3.1拉線(xiàn)。拉線(xiàn)和傳統(tǒng)的駐車(chē)系統(tǒng)中拉線(xiàn)所起的作用完全一樣，就是把力從EPB總成傳遞到駐車(chē)制動(dòng)器上實(shí)現(xiàn)駐車(chē)功能。拉線(xiàn)式EPB有單拉線(xiàn)和雙拉線(xiàn)兩種。
單、雙拉線(xiàn)有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。相比較起來(lái)雙拉線(xiàn)有較大的拉線(xiàn)效率，拉線(xiàn)行程短，但布置沒(méi)單拉線(xiàn)靈活，產(chǎn)生相同的拉力，控制器需要加載的力大。工作時(shí)，雙拉線(xiàn)EPB控制器同時(shí)帶動(dòng)兩根拉線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)制動(dòng)器駐車(chē)，而單拉線(xiàn)時(shí)，EPB控制器是只帶動(dòng)了一根拉線(xiàn)，然后通過(guò)拉索平衡器此拉線(xiàn)帶動(dòng)后面的兩根拉線(xiàn)駐車(chē)。
單拉線(xiàn)式樣的EPB，一根拉線(xiàn)帶動(dòng)兩根拉線(xiàn)的原理為：第一根拉線(xiàn)的芯線(xiàn)在控制器的帶動(dòng)下產(chǎn)生移動(dòng)，其帶動(dòng)拉線(xiàn)向右移動(dòng)，然后因?yàn)榈谝桓€(xiàn)受力彎曲，第一根拉線(xiàn)通過(guò)固定在其拉線(xiàn)護(hù)套上面的平衡器帶動(dòng)拉線(xiàn)1向左移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了一根拉線(xiàn)帶動(dòng)兩根拉線(xiàn)移動(dòng)的目的。
3.2按鈕。通過(guò)按或者拉按鈕控制EPB駐車(chē)和解除駐車(chē)，按鈕上有背景燈，提醒駕駛者是否已工作。
3.3緊急工具。在EPB因斷電不工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)駐車(chē)解除功能。
3.4電機(jī)。EPB工作時(shí)的動(dòng)力來(lái)源，由其來(lái)帶動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)工作實(shí)現(xiàn)駐車(chē)。（有人僅靠電子駐車(chē)紙面意思可能會(huì)擔(dān)心駐車(chē)后，出現(xiàn)沒(méi)電的情況怎么辦？實(shí)際上電子駐車(chē)只是靠電觸發(fā)齒輪機(jī)構(gòu)工作，最終使車(chē)長(zhǎng)時(shí)間駐車(chē)的還是機(jī)械機(jī)構(gòu)，并且國(guó)家法規(guī)中也明確要求，駐車(chē)要用可靠的機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)完成）。
3.5齒輪機(jī)構(gòu)。不同廠家EPB的此部分機(jī)構(gòu)的工作原理不一定相同但其作用是一樣的。都是力的傳遞機(jī)構(gòu)，把力由電機(jī)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成拉線(xiàn)方向上力。其齒輪結(jié)構(gòu)的工作原理如右圖電機(jī)帶動(dòng)拉線(xiàn)所在的外齒輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)齒輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樾D(zhuǎn)方向相反，帶動(dòng)連接在內(nèi)外齒輪機(jī)構(gòu)的拉線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)駐車(chē)。
3.6ECU和傳感器。ECU用來(lái)控制EPB對(duì)外的信息交流和反饋。傳感器用來(lái)感應(yīng)拉力的大小。
四、EPB總成的工作原理和其功能的實(shí)現(xiàn)原理
4.1EPB總成的工作原理。拉線(xiàn)式EPB工作原理為：通過(guò)開(kāi)關(guān)給ECU一個(gè)通斷信號(hào)，EPB的ECU控制電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后由內(nèi)部的齒輪機(jī)構(gòu)把此力輸出到拉線(xiàn)上，由拉線(xiàn)帶動(dòng)制動(dòng)器進(jìn)行駐車(chē)。
4.2EPB各功能的實(shí)現(xiàn)原理
（1）基本功能。最基本的功能，靜態(tài)釋放和靜態(tài)駐車(chē)功能，通過(guò)按鈕駐車(chē)和解除駐車(chē)此工作原理簡(jiǎn)單，也就是上面的EPB工作原理。
（2）EPB賣(mài)點(diǎn)之一的動(dòng)態(tài)功能。當(dāng)車(chē)在行車(chē)狀態(tài)，速度大于12km/h,若按下EPB按鈕，ECU指揮馬達(dá)帶動(dòng)拉線(xiàn)駐車(chē)，當(dāng)車(chē)輪要抱死，有滑移的傾向時(shí)，ECU通過(guò)CAN得到這個(gè)信號(hào)后，會(huì)使拉線(xiàn)力減小，以便不使車(chē)輪抱死，如此循環(huán)，直至車(chē)停下為止。雖然EPB有此功能，但各個(gè)EPB廠家，并不推薦客戶(hù)把EPB當(dāng)作行車(chē)制動(dòng)器使用，并且還明確要求客戶(hù)，此功能只能在常規(guī)制動(dòng)器失效或不可使用踏板的緊急情況下才能使用，這是因?yàn)樵谛熊?chē)中，駐車(chē)制動(dòng)器啟動(dòng)后，那么就把制動(dòng)力全部加在后輪，對(duì)后制動(dòng)器的損害是很大的。
（3）“熄火控制”模式。發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，通過(guò)CAN把此信息傳遞給ECU，ECU指揮EPB駐車(chē)。
（4）EPB的另一賣(mài)點(diǎn)功能：開(kāi)車(chē)釋放功能。要實(shí)現(xiàn)該功能，則EBP系統(tǒng)需要知道駕駛員是否希望車(chē)輛開(kāi)始行駛。對(duì)自動(dòng)擋車(chē)輛來(lái)說(shuō)，EPB可以通過(guò)變速器信息及油門(mén)信息了解車(chē)輛狀態(tài)。然后ECU指揮EPB釋放駐車(chē)。而對(duì)手動(dòng)擋車(chē)輛來(lái)說(shuō)，原有的配置所能提供的信息無(wú)法確認(rèn)駕駛員的期望。為了實(shí)現(xiàn)該功能，需要在車(chē)輛上加裝檔位傳感器及離合器傳感器。
（5）緊急釋放功能。用專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的緊急釋放工具來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。工具的工作原理為，用專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的EPB工具，先插入緊急工具孔，然后旋轉(zhuǎn)，使齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)渦桿移動(dòng)，解除駐車(chē)。有時(shí)為了使解除駐車(chē)方便，或者不便于使用剛性的緊急釋放工具，也可以使用易曲工具，實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：把緊急釋放工具由剛性改成可彎曲的易曲工具，然后根據(jù)EPB的布置位置，設(shè)計(jì)合理的導(dǎo)向管，設(shè)計(jì)導(dǎo)向管的原則為將來(lái)在使用工具時(shí)比較方便，不需要拆卸其它零件，或者鉆到車(chē)下。導(dǎo)向管一端，另一端固定死在電子駐車(chē)工具孔上，使用時(shí)，取出緊急工具，把工具從導(dǎo)向管端插入，順著導(dǎo)向管，把工具連接到電子駐車(chē)上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)工具搖把，即可釋放駐車(chē)。在開(kāi)發(fā)易曲工具中需要注意的是：1.工具的易曲長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)否則會(huì)因工具彎曲端過(guò)長(zhǎng)而使傳遞到電子駐車(chē)的力矩解除不了駐車(chē)。2.導(dǎo)向管扭曲的幅度不能過(guò)于大，否則工具在通過(guò)導(dǎo)管時(shí)的難度就很大，甚至通不過(guò)導(dǎo)管。
五、拉線(xiàn)式EPB的布置
5.1EPB的布置
EPB的布置需要注意以下幾點(diǎn)：
（1）若EPB布置在車(chē)身下，要設(shè)計(jì)合理的支架，力求把EPB包起來(lái)，防止車(chē)底下高速飛起的石子打在EPB殼體上。（2）注意保證EPB周?chē)臏囟炔荒苓^(guò)高，要在其工作溫度范圍內(nèi)。（3）注意選擇合理的緩沖墊來(lái)起到防震的效果。（4)EPB位置的選擇，要考慮到將來(lái)緊急工具使用的方便性。
5.2拉線(xiàn)的布置
拉線(xiàn)的布置需要注意以下幾點(diǎn)：
（1）拉線(xiàn)之間的間隙要求，需要滿(mǎn)足一定要求。（2）單拉線(xiàn)式。EPB是由一根拉線(xiàn)帶動(dòng)后面兩根拉線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)駐車(chē)的，為了實(shí)現(xiàn)一根拉線(xiàn)帶動(dòng)二根拉線(xiàn)，所以布置時(shí)一定要保證第一根拉線(xiàn)的末端是可移動(dòng)的，不能在此處做支架給其固定死。
六、結(jié)論
EPB是近來(lái)研究的重要成果之一。它替代了手駐車(chē)制動(dòng)，用電子按鈕實(shí)現(xiàn)停車(chē)制動(dòng)，且節(jié)省了車(chē)廂內(nèi)部的空間。符合現(xiàn)在消費(fèi)者們希望在車(chē)內(nèi)安裝更多的基本配置和功能的這個(gè)趨勢(shì)。因此設(shè)計(jì)小巧的EPB倍受青睞。目前電子駐車(chē)在國(guó)外已應(yīng)用的比較普遍。在不久的將來(lái)電子駐車(chē)也會(huì)頻頻裝配在中國(guó)的汽車(chē)上。
參考文獻(xiàn)：
舒華，姚國(guó)平.汽車(chē)電子控制技術(shù).北京．人民交通出版社，2002.
二、智能化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
（一）免去了控制模型的建立
在電氣工程的傳統(tǒng)工作中，自動(dòng)化系統(tǒng)控制的實(shí)現(xiàn)必須有控制模型的建立。但是，在實(shí)際的操作中，被控制對(duì)象往往需要十分復(fù)雜的動(dòng)態(tài)方程，這就影響了精確效果的獲得。由此，在設(shè)計(jì)對(duì)象模型的環(huán)節(jié)中，經(jīng)常會(huì)遇到無(wú)法科學(xué)預(yù)測(cè)、無(wú)法準(zhǔn)確估量的一系列困難。然而，智能化系統(tǒng)的出現(xiàn)，使這些困難得到了較好解決，極大促進(jìn)了工作效率的提升，同時(shí)對(duì)于一些不可控制的因素，也實(shí)現(xiàn)了較好的控制，大大提升了自動(dòng)化控制器的準(zhǔn)確性。
（二）實(shí)現(xiàn)了便捷的電氣系統(tǒng)控制
智能化控制器的實(shí)際應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了更加便捷的電氣系統(tǒng)控制，隨時(shí)都可以完成對(duì)系統(tǒng)控制程度的有效調(diào)整，極大提升了系統(tǒng)的整體工作性能，是對(duì)自動(dòng)化控制順利實(shí)現(xiàn)的進(jìn)一步保障。從這一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)中就可以看到，和傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制器相比較，在任何條件下，智能化控制器都具有更加完善的調(diào)解控制功能，在電氣工程的自動(dòng)化實(shí)踐應(yīng)用中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
（三）實(shí)現(xiàn)了一致性的智能化控制
在自動(dòng)化控制中的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，智能化控制器可以實(shí)現(xiàn)一致性的智能化控制，很好解決了不同數(shù)據(jù)的處理困難。而且，在自動(dòng)化控制的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行上，即使遇到陌生的數(shù)據(jù)，也依舊可以獲得具有較高準(zhǔn)確度的估計(jì)。但是，如果發(fā)現(xiàn)智能化控制器在實(shí)際的應(yīng)用中沒(méi)有發(fā)揮出理想的效果，一定要全面排查工程的各個(gè)細(xì)節(jié)，細(xì)致地進(jìn)行分析，不能盲目的否定智能化控制技術(shù)。
三、智能化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用
（一）系統(tǒng)病因診斷
在電氣工程診斷工作中，采用傳統(tǒng)的人工手段具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，雖然對(duì)工作人員要求十分嚴(yán)格，但是也無(wú)法獲得較為準(zhǔn)確的診斷病因。在電氣工程工作中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到一些如設(shè)備、數(shù)據(jù)等方面的問(wèn)題，這是不可能避免的，采用傳統(tǒng)的人工診斷辦法不能確保病因處理的及時(shí)性，而且處理效果也不佳。但是，智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得自動(dòng)化控制工作的診斷效率得到大幅度提升。而且，定時(shí)檢測(cè)診斷應(yīng)用，有效避免了一些不必要的問(wèn)題。
（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化
在電氣工程發(fā)展中，傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)需要工作人員進(jìn)行多次重復(fù)的實(shí)驗(yàn)操作和改良，而且，在這一工作過(guò)程中，對(duì)工作人員的工作素質(zhì)也有著較高的要求，既需要工作人員掌握一定的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)，還需要工作人員能夠很好的將知識(shí)理論應(yīng)用于實(shí)踐工作中。但是，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，工作人員往往不能做到全面的考慮，經(jīng)常會(huì)漏掉一些具體的問(wèn)題。所以，一旦發(fā)現(xiàn)復(fù)雜問(wèn)題，很多情況下都不能做到及時(shí)解決。而智能化技術(shù)的出現(xiàn)，較好解決了這一問(wèn)題。設(shè)計(jì)工作可以借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完成，也可以借助于相關(guān)的軟件完成，既保證了設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)樣式的豐富化，更能夠做到對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的及時(shí)處理，較好保證了自動(dòng)化控制的穩(wěn)定性。
（三）系統(tǒng)的自動(dòng)化控制
在電氣工程中，智能化技術(shù)可以應(yīng)用于多個(gè)控制環(huán)節(jié)，能夠很好的實(shí)現(xiàn)整體性的自動(dòng)化控制。智能化技術(shù)的主要控制工作是借助于三種手段實(shí)現(xiàn)的，一是模糊控制，二是專(zhuān)家系統(tǒng)控制，三是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。運(yùn)用這三種控制手段，極大提升了自動(dòng)化控制效率，使遠(yuǎn)距離的自動(dòng)化控制成為可能，增強(qiáng)了對(duì)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行反饋。特別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)算法的反向?qū)W習(xí)，在信號(hào)處理方面得到了較大應(yīng)用。
目前日益流行的智能建筑(inteuigentbuidings)是建筑技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是信息社會(huì)的需要，也是未來(lái)建筑發(fā)展的方向。智能建筑主要由樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(buidingautomationsystem，縮寫(xiě)為bas)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)(cas)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(oas)三大系統(tǒng)組成。其中，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是智能建筑中最基本和最重要的組成部分。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)建的高度自動(dòng)化的綜合管理和控制系統(tǒng)，將大樓內(nèi)部各種設(shè)備連接到一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行綜合的控制，這些設(shè)備包括空調(diào)、照明設(shè)備、電梯、消防設(shè)備、安防設(shè)備等等。它確保建筑物內(nèi)的舒適和安全的辦公環(huán)境，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的要求。
2現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)fcs的出現(xiàn)以及在樓宇自控中的應(yīng)用
上個(gè)世紀(jì)七八十年代，伴隨著計(jì)算機(jī)可靠性提高，價(jià)格大幅下降，出現(xiàn)了由多個(gè)計(jì)算機(jī)遞階構(gòu)成的集中、分散相結(jié)合的分布式控制系統(tǒng)(distributedcontrolsystem，簡(jiǎn)稱(chēng)dcs)。dcs是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統(tǒng)。它的測(cè)量變送儀表一般是模擬儀表，因此它屬于一種模擬數(shù)字混合控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)較以前的各種控制系統(tǒng)有了較大的進(jìn)步。dcs在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，也開(kāi)始應(yīng)用到樓宇自動(dòng)化控制領(lǐng)域。但是dcs存在如下一些缺點(diǎn)：
(1)安裝費(fèi)用高。采用一臺(tái)儀表、一對(duì)傳輸線(xiàn)的接線(xiàn)方式，導(dǎo)致接線(xiàn)龐雜、工程周期長(zhǎng)、安裝費(fèi)用高、維護(hù)困難；
(2)可靠性差。模擬信號(hào)傳輸精度低，而且抗干擾性差；
(3)系統(tǒng)封閉。各廠家的產(chǎn)品自成系統(tǒng)，系統(tǒng)封閉、不開(kāi)放，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的互換與互操作以及組成更大范圍的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的控制系統(tǒng)(fcs)，fcs克服了dcs的缺點(diǎn)，它是一種全數(shù)字化的、全分散的、全開(kāi)放、可互操作和開(kāi)放式互連的新一代控制系統(tǒng)。目前，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)成為自動(dòng)化技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn)，備受?chē)?guó)內(nèi)外自動(dòng)化設(shè)備制造商與用戶(hù)的關(guān)注。fcs極大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)繁瑣且技術(shù)含量較低的布線(xiàn)工作量，使其系統(tǒng)檢測(cè)和控制單元的分布更趨合理。與傳統(tǒng)的dcs(分布式控制系統(tǒng))相比，fcs具有可靠性高、可維護(hù)性好、成本低、實(shí)時(shí)性好、實(shí)現(xiàn)了控制管理一體化的結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的出現(xiàn)，為工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)了一場(chǎng)深層次的革命，從而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)自動(dòng)控制的新紀(jì)元，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。鑒于fcs的許多優(yōu)點(diǎn)，控制專(zhuān)家們紛紛預(yù)言“fcs將取代dcs成為2l世紀(jì)控制系統(tǒng)的主流。”現(xiàn)在，fcs已經(jīng)被應(yīng)用到樓宇自動(dòng)化控制領(lǐng)域。
2．1應(yīng)用于樓字自動(dòng)化領(lǐng)域的幾種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)
由于誘人的市場(chǎng)商機(jī)和不同的應(yīng)用領(lǐng)域的存在，世界一些大公司或公司聯(lián)盟紛紛提出自己的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)際上有40種宣稱(chēng)為開(kāi)放型的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。這些協(xié)議根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(iso)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放式互連系統(tǒng)的osi參考模型來(lái)制定的。大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)只是用其中的一、二和七層協(xié)議。于是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)呈現(xiàn)雜亂紛呈的局面。在這些現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中不乏優(yōu)異的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，如can、modbus、profibus、lonworks、bacnet、devicenet等等。其中l(wèi)onworks、bacnet、can、eib等現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域獲得了、較廣泛的應(yīng)用。盡管基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的fcs克服了dcs的許多缺點(diǎn)，但還是有一些不如人意的地方，最明顯的缺點(diǎn)：多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)并存而互不兼容，導(dǎo)致fcs的可互操作性只能在同一種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。后面將對(duì)fcs的缺點(diǎn)做進(jìn)一步說(shuō)明。
(1)lonworks
美國(guó)echelon公司1991年推出了lon(local0penationnetworks)技術(shù)，又稱(chēng)lonworks技術(shù)。它得到了眾多計(jì)算機(jī)廠家、系統(tǒng)集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持，已經(jīng)在樓宇自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化、電力系統(tǒng)供配、消防監(jiān)控、停車(chē)場(chǎng)管理等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。具體地說(shuō)lonworks具有以下優(yōu)點(diǎn)：
①網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、組網(wǎng)方便。它支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?，包括總線(xiàn)型、星型、樹(shù)型、自由拓?fù)湫偷?，這樣可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，方便現(xiàn)場(chǎng)布線(xiàn)；
②支持多種傳輸介質(zhì)。包括雙絞線(xiàn)、同軸電纜、電力線(xiàn)、光纖、無(wú)線(xiàn)射頻等；兩種傳輸速率：78bps和1．25mbps，最大傳輸距離由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问胶蛡鬏斀橘|(zhì)決定，一般可從500m到2700m。可接人的節(jié)點(diǎn)最多為32385個(gè)；
③完善的玨發(fā)工具。提供完善的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用開(kāi)放的neuronc語(yǔ)言，它是ansic語(yǔ)言的擴(kuò)展；
④無(wú)主的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。lonworks網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的地位相同，網(wǎng)絡(luò)管理可設(shè)在任一節(jié)點(diǎn)處，并可安裝多個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理器；
⑤開(kāi)發(fā)lonworks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間較短，也易于維護(hù)。lonworks采用的lontalk協(xié)議固化在echelon公司的neuron芯片中，這樣可以節(jié)省開(kāi)發(fā)lonworks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，也方便維護(hù)。
同其它現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)一樣，lonworks也有自身的缺點(diǎn)。首先，lonworks的實(shí)時(shí)性、處理大量數(shù)據(jù)的能力有些欠缺；其次，由于lonworks依賴(lài)于echelon公司的neuron芯片，所以它的完全開(kāi)放性也受到一些質(zhì)疑。盡管lonworks存在一些不足，但是lonworks的fcs還在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。世界上有2萬(wàn)多家oem廠商生產(chǎn)lonworks相關(guān)產(chǎn)品，其中種類(lèi)已達(dá)3500多種。目前世界上已安裝有500多萬(wàn)個(gè)lonworks節(jié)點(diǎn)，lont~k協(xié)議也被接納為歐洲centc247、centc205的一部分。自1996年以來(lái)，lonworks也開(kāi)始在國(guó)內(nèi)獲得大量的應(yīng)用。在建設(shè)部的支持下，國(guó)內(nèi)一些研究所和企業(yè)開(kāi)始陸續(xù)開(kāi)發(fā)出基于lonworks的樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并在一些新建智能大廈和建設(shè)部智能化小區(qū)試點(diǎn)工程中得到應(yīng)用。
(2)bacnet
bacnet是作為世界上第一個(gè)樓宇自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。它代表了智能建筑發(fā)展的主流趨勢(shì)。bacnet不是軟件或硬件，也不是固件，嚴(yán)格地說(shuō)，bacnet并不是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，而是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即通信規(guī)則。為不同商家產(chǎn)品的系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交流提供平臺(tái)和支持。bacnet詳細(xì)闡述了系統(tǒng)組成單元相互分享數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的途徑、使用的通信介質(zhì)、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規(guī)則。bacnet采用了etherent、arcnet、ms／tp、ptp、lontalk五種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行通信?？筛鶕?jù)系統(tǒng)通信是和通信速度選擇不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。相對(duì)其它現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，bacnet標(biāo)準(zhǔn)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以與etherent、lonworks等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)縫集成。不過(guò)bacnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統(tǒng)相互間的通訊問(wèn)題設(shè)計(jì)，并不太適用于智能傳感器、執(zhí)行器等末端設(shè)備。bacnet標(biāo)準(zhǔn)已在全球得到了廣泛的應(yīng)用，全球生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)樓宇設(shè)備和樓宇自控設(shè)備的主要廠商均支持bacnet標(biāo)準(zhǔn)。bacnet在不到10年的時(shí)間內(nèi)就從一個(gè)行業(yè)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)迅速成為樓宇自控領(lǐng)域中唯一的iso標(biāo)準(zhǔn)。雖然我國(guó)是wto和iso成員國(guó)，但是bacnet在我國(guó)建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還是相對(duì)較小，而且在工程中采用的bacnet產(chǎn)品和技術(shù)也基本上全部是從國(guó)外引進(jìn)的，還沒(méi)有真正意義上的國(guó)產(chǎn)化bacnet相關(guān)產(chǎn)品。
(3)can
can總線(xiàn)最初是德國(guó)bosch公司為汽車(chē)監(jiān)控控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出的，現(xiàn)在它已經(jīng)成為一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在電力、石化、空調(diào)、建筑等行業(yè)均有應(yīng)用。can具有以下優(yōu)點(diǎn)：
①采用8字節(jié)的短幀傳送，故傳輸時(shí)間短、抗干擾性強(qiáng)：
②具有多種錯(cuò)誤校驗(yàn)方式，形成強(qiáng)大的差錯(cuò)控制能力。而且在嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況下，節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)離線(xiàn)，避免影響總線(xiàn)上其它節(jié)點(diǎn)；
③采用無(wú)損壞的仲裁技術(shù)；
4can芯片不但價(jià)格低而且供應(yīng)商多。
can缺點(diǎn)是：can總線(xiàn)上最多可掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn)，這不完全能滿(mǎn)足整個(gè)智能建筑的需要。不過(guò)可以通過(guò)利用中繼器進(jìn)行擴(kuò)展，相對(duì)其它一些現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，can總線(xiàn)技術(shù)比較簡(jiǎn)單，can相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)費(fèi)用也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。因此，很早國(guó)內(nèi)就有一些企業(yè)推出了基于can總線(xiàn)的樓宇自控的相關(guān)產(chǎn)品。如獅島、索龍集團(tuán)開(kāi)發(fā)出了$2000樓宇自控系統(tǒng)。
(4)eib
eib是歐洲安裝總線(xiàn)(europeaninstallationbus)的縮寫(xiě)。它在1990年被提出，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，成為歐洲最有影響的建筑智能化現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，在歐洲得到了進(jìn)300家廠商的支持。1999年eib被引進(jìn)中國(guó)的智能化建筑領(lǐng)域，并在上海同濟(jì)大學(xué)建立了eib認(rèn)證技術(shù)培訓(xùn)中心。在短短的幾年里，國(guó)內(nèi)的會(huì)展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場(chǎng)所的燈光、窗簾、空調(diào)等控制和安防系統(tǒng)方面獲得了廣泛應(yīng)用，如廈門(mén)國(guó)際會(huì)展中心、大連國(guó)貿(mào)中心、浙江人民大會(huì)堂等。國(guó)內(nèi)的eib項(xiàng)目基本上被abb公司和simens公司所壟斷。
3以太網(wǎng)開(kāi)始進(jìn)入樓宇自控領(lǐng)域
以太網(wǎng)發(fā)展至今已有20年歷程，作為局域網(wǎng)組網(wǎng)的主要技術(shù)，以其簡(jiǎn)單、價(jià)廉、高帶寬、維護(hù)方便以及不斷發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)一直在局域網(wǎng)領(lǐng)域中牢牢占據(jù)著統(tǒng)治地位。近年來(lái)，以太網(wǎng)技術(shù)獲得了快速地發(fā)展。交換型和全雙功以太網(wǎng)的出現(xiàn)，克服了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的共享公共傳輸媒體和半雙功傳輸?shù)娜觞c(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了站點(diǎn)獨(dú)占傳輸媒體并同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，也減少了網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)碰撞。以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)不斷更新和擴(kuò)展，目前的以太網(wǎng)不僅在物理層(包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸速率、傳輸媒體)，并且在數(shù)據(jù)鏈路層與原來(lái)的傳統(tǒng)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有了很大的進(jìn)步，以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列已擴(kuò)展成20余個(gè)?，F(xiàn)在已太網(wǎng)不但由局域網(wǎng)向著接入網(wǎng)和城域網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展，同時(shí)開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)控制和樓宇自控領(lǐng)域。新的ieee802．3af標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始對(duì)以太網(wǎng)供電作出了規(guī)定，它消除了以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)控制領(lǐng)域的一個(gè)嚴(yán)重障礙。目前，3com、華為、dlink等公司開(kāi)始提供符合ieee802．3af標(biāo)準(zhǔn)的交換機(jī)產(chǎn)品。另外，一些現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的協(xié)會(huì)或組織也開(kāi)始提出基于其現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的開(kāi)放式以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，即工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，如odva(開(kāi)放devicenet供貨商協(xié)會(huì))和ci(contolnet國(guó)際組織)的ethernet／ip標(biāo)準(zhǔn)、ff(現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì))的hse(hig}lspeedethemet，高速以太網(wǎng))、profibus國(guó)際組織的profinet。支持這些工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的交換機(jī)、網(wǎng)卡等產(chǎn)品也開(kāi)始出現(xiàn)，如moxa公司的eds-508系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)(支持ethernet／ip)、北京航天華輝自動(dòng)化技術(shù)有限公司的anybus-sio／100m(支持ethemet／ip和modbus／tcp)等。美國(guó)vdc(venturedevelopmentcorp．)調(diào)查報(bào)告指出，ethemet在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，市場(chǎng)占有率將從2000年的ll％增加到2005年的23％。
伴隨著以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的成功應(yīng)用，以太網(wǎng)技術(shù)也必將越來(lái)越多地滲透到樓宇自控領(lǐng)域。目前，以太網(wǎng)多用于基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的樓宇自控網(wǎng)絡(luò)集成到智能建筑中的信息網(wǎng)(如圖l所示)，在一些新開(kāi)發(fā)的樓宇自控系統(tǒng)中，以太網(wǎng)直接進(jìn)入了控制層，如北京樓宇自動(dòng)化中心開(kāi)發(fā)的基于以太網(wǎng)的enc-2001ip智能建筑測(cè)控系統(tǒng)。enc-200lip控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。一般的空調(diào)、照明等系統(tǒng)通過(guò)enc參量控制模塊集成到以太網(wǎng)上；帶有rs232或rs485接口的系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換模塊集成到以太網(wǎng)上；ip電話(huà)以及ip攝像機(jī)直接連接到以太網(wǎng)上。
在樓宇自控網(wǎng)絡(luò)中采用基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的fcs的優(yōu)點(diǎn)是：
①可靠性、實(shí)時(shí)性好?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)為工業(yè)控制設(shè)計(jì)
圖1樓宇自控網(wǎng)絡(luò)集成到信息網(wǎng)的，有屏蔽、接地與防爆等措施，同時(shí)其實(shí)時(shí)性也比采用csma／cd的以太網(wǎng)的時(shí)實(shí)性好；
②用戶(hù)的投資成本低?，F(xiàn)在，開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，有很多公司提供的相關(guān)產(chǎn)品可供選擇。其缺點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)無(wú)縫接人以太網(wǎng)復(fù)雜，當(dāng)多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)共存在一個(gè)系統(tǒng)中時(shí)，集成起來(lái)更復(fù)雜，系統(tǒng)的擴(kuò)展性差。
在樓宇自控網(wǎng)絡(luò)中采用以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了從管理層(信息網(wǎng))到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層(控制網(wǎng))的“一網(wǎng)到底”，即實(shí)現(xiàn)人們期望的通信協(xié)議的兼容和統(tǒng)一；這樣系統(tǒng)擴(kuò)展起來(lái)也比較方便；與智能建筑中其它系統(tǒng)(信息網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng))集成起來(lái)更加容易。其缺點(diǎn)是：首先，目前開(kāi)發(fā)基于以太網(wǎng)的控制系統(tǒng)產(chǎn)品的難度較大，開(kāi)發(fā)費(fèi)用和成本相對(duì)還是較高，用戶(hù)可以選擇的廠商也很有限，壟斷利潤(rùn)較高，研發(fā)成本還沒(méi)有被消化，這些都導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格過(guò)高。其次，以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性、可靠性等方面還有待進(jìn)一步完善。
4結(jié)束語(yǔ)
就目前而言，不管是應(yīng)用在樓宇自控網(wǎng)絡(luò)中的基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的fcs還是以太網(wǎng)，都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的進(jìn)步，它們也必將會(huì)被進(jìn)一步完善。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前有從事樓宇自動(dòng)化業(yè)務(wù)的企業(yè)3000家以上，產(chǎn)品供應(yīng)商約3000家。另外，隨著我國(guó)紹濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，建筑和社區(qū)的數(shù)字化建設(shè)正在興起，fcs和以太網(wǎng)都必將在樓宇自控領(lǐng)域中獲得更廣泛的應(yīng)用，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，兩者在競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)也將繼續(xù)并存。
參考文獻(xiàn)
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0 引言
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是建立在電子信息和自動(dòng)化技術(shù)之上的，以電氣控制系統(tǒng)為核心，以電動(dòng)機(jī)為主要傳輸動(dòng)力，具有自動(dòng)檢測(cè)、信息控制等多項(xiàng)功能，利用自動(dòng)化技術(shù)可使各項(xiàng)電氣設(shè)備自主控制完成電力生產(chǎn)任務(wù)。將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，可有效解決其復(fù)雜結(jié)構(gòu)帶來(lái)的一系列問(wèn)題，降低工作難度，減少人工勞動(dòng)量，進(jìn)而維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率。然而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還有一些不足之處應(yīng)引起重視，促進(jìn)該技術(shù)在未來(lái)有更好的發(fā)展。
1 電氣自動(dòng)化技術(shù)的功能及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.1 功能
首先是自動(dòng)控制功能，即對(duì)電力設(shè)備的自動(dòng)控制，是自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要體現(xiàn)。多采用分散式控制方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)操作系統(tǒng)的控制，運(yùn)行中若有設(shè)備出現(xiàn)異常，自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)， 并將故障電路切除，以免有電流經(jīng)過(guò)，使得故障進(jìn)一步擴(kuò)大。而電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，線(xiàn)路復(fù)雜，要想準(zhǔn)確切斷電路，還需依靠分散控制來(lái)完成，所以說(shuō)自動(dòng)控制功能是維護(hù)系統(tǒng)整體穩(wěn)定的一個(gè)重要保障。
其次是保護(hù)功能，受內(nèi)部運(yùn)行或外部環(huán)境影響，電力設(shè)備難免會(huì)出現(xiàn)各種故障，進(jìn)而影響到系統(tǒng)安全。而電氣自動(dòng)化控制技術(shù)則能夠保護(hù)設(shè)備運(yùn)行安全，如輸入電壓不穩(wěn)定時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)控制設(shè)備自動(dòng)將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，保護(hù)設(shè)備內(nèi)部的元件和導(dǎo)線(xiàn)不被損壞，將可能會(huì)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，盡可能地保護(hù)設(shè)備安全。電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)的承受能力有限，一旦電流過(guò)大，必將受損，所以說(shuō)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，可提高設(shè)備的使用壽命。
此外是監(jiān)督功能，主要是監(jiān)督不穩(wěn)定電流，因?yàn)殡娏鞑环€(wěn)定時(shí)，對(duì)設(shè)備危害較大，自動(dòng)化控制系統(tǒng)則能對(duì)其加以監(jiān)督。此時(shí)顯示器上的指針會(huì)有所偏移，且信號(hào)燈閃爍，提示工作人員對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行檢查。進(jìn)而控制不穩(wěn)定電流，避免故障發(fā)生。
1.2 應(yīng)用
首先是電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，為生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)者必須具備極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并了解當(dāng)前需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，以及產(chǎn)品的用途和工作環(huán)境。以往多以經(jīng)驗(yàn)為主，缺少科學(xué)性，而且工作量較大，精確度低。而現(xiàn)代化產(chǎn)品則要利用高科技和現(xiàn)代化工具，如計(jì)算機(jī)等。另外，控制理論也越來(lái)越成熟，尤其是專(zhuān)家系統(tǒng)、遺傳算法等的應(yīng)用，為產(chǎn)品提供了質(zhì)量保障。
其次是設(shè)備故障的診斷，現(xiàn)代化電氣設(shè)備功能增多，智能化程度越來(lái)越高，故障也變得更加復(fù)雜，具有非線(xiàn)性的特點(diǎn)，檢測(cè)處理難度加大。傳統(tǒng)的方法顯然已不適用，而當(dāng)前則逐漸形成了一套設(shè)計(jì)理論，以此對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)。這是一大創(chuàng)新，在智能化產(chǎn)品故障檢測(cè)中較為適用，效率很高。當(dāng)然還可以結(jié)合模糊邏輯系統(tǒng)等使用，進(jìn)一步提升檢測(cè)效率。
2 新型電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用分析
2.1 案例
某電力企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，降低故障發(fā)生頻率，于2003年引進(jìn)了DCS系統(tǒng)。隨著用電需求的增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)變得更加復(fù)雜多變，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用可控制輸入輸出設(shè)備，從而采集系統(tǒng)的有關(guān)信息，并進(jìn)行分析處理，然后對(duì)功率計(jì)電壓等加以適當(dāng)調(diào)整。該系統(tǒng)以控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，具有分散控制、分級(jí)管理、集中操作等功能，在電力生產(chǎn)中一度發(fā)揮著重要作用。但隨著電網(wǎng)事業(yè)的改革，這種系統(tǒng)的弊端日益顯現(xiàn)，信息處理量有限，抗干擾能力較差，接線(xiàn)復(fù)雜，成本昂貴，且反應(yīng)太慢，往往不能很好地處理瞬態(tài)電信號(hào)。為此，企業(yè)于2007年開(kāi)始引進(jìn)并應(yīng)用電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（Electric Control System），簡(jiǎn)稱(chēng)ESC系統(tǒng)，這是對(duì)計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等技術(shù)的綜合應(yīng)用，可對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化裝置進(jìn)行有效的測(cè)量控制，并保護(hù)其安全。
2.2 ESC系統(tǒng)
該系統(tǒng)包括以下3層：（1）間隔層：由多個(gè)智能元件構(gòu)成，如直流接地選線(xiàn)裝置、常用電壓保護(hù)裝置、自動(dòng)準(zhǔn)同期控制裝置等，可完成系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)化功能。多是通過(guò)嵌入式軟硬件技術(shù)開(kāi)發(fā)的，由CPU、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等設(shè)備；（2）通信管理層：主要由通信網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的管理裝置組成，利用以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將DSC系統(tǒng)、各項(xiàng)智能設(shè)備及其他子系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)通信工作；（3）站控層：包括各種專(zhuān)業(yè)軟件、通訊接口、服務(wù)器和監(jiān)控設(shè)備，且軟件都具有數(shù)據(jù)采集、故障診斷的功能。
2.3 特點(diǎn)和功能
ECS 系統(tǒng)采用通信管理層和站控層組態(tài)一體化的設(shè)計(jì)， 可保證組態(tài)調(diào)試的一次性完成， 進(jìn)行調(diào)試時(shí)可以更加方便， 并且符合人的操作習(xí)慣。 并且從整體出發(fā)綜合考慮系統(tǒng)的通信功能，保證站控層、通信層、間隔層的通信速度，并開(kāi)設(shè)與 DCS、 MIS、 SIS 的通訊接口。并且 ECS 與 DCS 互相通信是不受限制， 還可以節(jié)省大量的通信纜線(xiàn)和變送器。 ECS 采用先進(jìn)可靠地自動(dòng)化電氣裝置， 完全可以不受通訊功能限制并可以獨(dú)立運(yùn)行， 保證了系統(tǒng)的安全性和可靠程度。
ECS 系統(tǒng)的間隔層采用保護(hù)測(cè)控裝置， 抗干擾能力強(qiáng)，適用于復(fù)雜環(huán)境。且系統(tǒng)還采用了冗余容錯(cuò)技術(shù)， 包括雙現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、 站控層設(shè)備冗余等多種措施，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定。系統(tǒng)保護(hù)測(cè)控裝置局采用高性能的 DSP 并 IJ 微處理器，硬件系統(tǒng)采用多 CPU 智能化結(jié)構(gòu)，大大提高了數(shù)據(jù)的處理速度。
3 結(jié)束語(yǔ)
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中起著重要作用，可保護(hù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定，提高工作效率。在今后，將進(jìn)一步朝著智能化方向發(fā)展，有很多事項(xiàng)需注意，對(duì)于其中存在的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)解決。
參考文獻(xiàn)：
[1]蔣志榮.電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的研究[J].黑龍江科技信息，2014（01）：109-110.
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化，提升工藝的運(yùn)行水平。電氣自動(dòng)化控制是一類(lèi)新型的技術(shù)，核心是電子技術(shù)，可以大面積地應(yīng)用到設(shè)備行業(yè)中。電氣自動(dòng)化控制的技術(shù)能力高，通過(guò)不同技術(shù)的相互配合，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的運(yùn)行控制，而且自動(dòng)化控制是電氣運(yùn)行中的核心，保障生產(chǎn)的精確性和運(yùn)行速率。電氣自動(dòng)化控制能夠以少量程序控制多個(gè)變量，各個(gè)控制對(duì)象處于相互配合的狀態(tài)，提升了系統(tǒng)操作的水平，監(jiān)督被控對(duì)象的運(yùn)行過(guò)程，期間修正被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，使其具備準(zhǔn)確、合理的運(yùn)行方式。
2 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展
2.1 智能化
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)下的產(chǎn)品、系統(tǒng)等，能夠根據(jù)指令智能化的完成操作，簡(jiǎn)化操作服務(wù)的流程。智能化是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的首要發(fā)展方向，正是由于智能化的要求，促使電氣自動(dòng)化控制技術(shù)與信息技術(shù)、通訊技術(shù)相互融合，注重技術(shù)中的性能開(kāi)發(fā)，體現(xiàn)技術(shù)控制的速率。
2.2 節(jié)約化
節(jié)約化發(fā)展，是指電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。例如：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，其可輔助使用新能源，同時(shí)控制照明燈具的使用，延長(zhǎng)燈具的使用壽命，既可以保障能源利用的效率，又可以提高照明設(shè)備的質(zhì)量。
2.3 信息化
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的信息化發(fā)展，改進(jìn)了技術(shù)運(yùn)行的方式，使電氣自動(dòng)化中，以信息控制為基礎(chǔ)，引進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等理論，支持電氣自動(dòng)化的控制運(yùn)行。
2.4 統(tǒng)一化
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)拉近了各個(gè)行業(yè)之間的距離，融入各項(xiàng)技術(shù)的同時(shí)，朝向統(tǒng)一化的方向發(fā)展。在電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的作用下，行業(yè)間遵循相同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用方法、維護(hù)策略等，都逐步統(tǒng)一，在降低行業(yè)建設(shè)難度的同時(shí)，體現(xiàn)統(tǒng)一化發(fā)展的優(yōu)勢(shì)[1]。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的統(tǒng)一化發(fā)展，消除了行業(yè)之間潛在的發(fā)展矛盾，提升行業(yè)資源的利用效率，加快了信息傳輸、使用的速率。
3 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用
3.1 工業(yè)
工業(yè)是應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，因?yàn)楣I(yè)規(guī)模較大，對(duì)電氣自動(dòng)化控制的需求大，所以我國(guó)積極推進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，致力于改善傳統(tǒng)工業(yè)的運(yùn)營(yíng)方式[2]。PLC是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的主要元件，其為一項(xiàng)可編程邏輯控制器，以工業(yè)企業(yè)為例，分析PLC的應(yīng)用。該工業(yè)為機(jī)械制造企業(yè)，基于PLC的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，為機(jī)械制造系統(tǒng)提供了相關(guān)的控制，PLC根據(jù)機(jī)械制造的需求，編寫(xiě)了操作指令和邏輯運(yùn)算程序，簡(jiǎn)化了機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的操作，而且PLC的準(zhǔn)確度高，規(guī)避了該企業(yè)生產(chǎn)的誤差，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的自動(dòng)化、信息化生產(chǎn)，PLC寫(xiě)入編程后，控制了機(jī)械制造的過(guò)程，同時(shí)控制機(jī)械制造的參數(shù)，包括尺寸、溫度信息等，按照該企業(yè)機(jī)械制造的指令，構(gòu)成閉環(huán)生產(chǎn)方式，優(yōu)化機(jī)械制造的工藝流程，而且該企業(yè)在PLC中設(shè)計(jì)了PID模塊，通過(guò)PID子程序，準(zhǔn)確控制PLC的內(nèi)部編程，預(yù)防機(jī)械制造中出現(xiàn)問(wèn)題。
3.2 交通業(yè)
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在交通業(yè)中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在車(chē)輛運(yùn)輸上，還表現(xiàn)在紅綠燈、監(jiān)控系統(tǒng)等方面。車(chē)輛上的元件、器件等，基本都是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的體現(xiàn)，提供專(zhuān)業(yè)的自動(dòng)化控制，保障車(chē)輛通行的安全[3]。例如：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在電子眼中的應(yīng)用，代替警察執(zhí)法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的違章取證，電子眼監(jiān)督交通系統(tǒng)中的車(chē)輛運(yùn)行，抓拍違法行為，提交到交通局的操作系統(tǒng)內(nèi)，減輕了交通執(zhí)法的工作負(fù)擔(dān)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)彌補(bǔ)了電子眼的缺陷，促使其可更準(zhǔn)確、更快速、更清晰地實(shí)現(xiàn)抓拍取證，提升電子眼對(duì)交通運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控能力，有效控制電子眼的運(yùn)行，以免交通執(zhí)法中出現(xiàn)漏洞。我國(guó)各地政府在交通業(yè)建設(shè)中，積極引進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，完善交通監(jiān)控體系，目前，測(cè)速器、屏顯等多個(gè)交通項(xiàng)目中，均涉及到電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的使用。
3.3 農(nóng)業(yè)
農(nóng)業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支持，為了推進(jìn)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，引入電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，全面建設(shè)智能農(nóng)業(yè)，加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展速度。以某地區(qū)農(nóng)業(yè)中的大棚種植為例，分析電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。該地區(qū)傳統(tǒng)的大棚種植，是根據(jù)農(nóng)民種植經(jīng)驗(yàn)分配工作，一旦控制不好溫度、濕度，即會(huì)影響大棚種植的經(jīng)濟(jì)效益。研究人員將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)引入到大棚種植內(nèi)，以育秧大棚為對(duì)象，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，大棚內(nèi)安裝不同屬性的無(wú)線(xiàn)傳感器，專(zhuān)門(mén)收集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如：光照、含水量等，進(jìn)行自動(dòng)化的信息采集，傳感器采集的信號(hào)傳輸?shù)娇刂浦行?，比?duì)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)指標(biāo)，種植人員掌握大棚育秧的實(shí)際情況，同時(shí)根據(jù)對(duì)比結(jié)果調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境，遠(yuǎn)程控制特定的設(shè)備。該大棚內(nèi)部安裝了高清視頻，同樣接入到控制中心，種植人員可以隨時(shí)查看育秧的狀態(tài)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，輔助構(gòu)建管理平臺(tái)，劃分為四個(gè)功能模塊，分布是傳感采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠(yuǎn)程控制，整體控制育秧大棚的生長(zhǎng)環(huán)境，為幼苗的培育提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。
3.4 服務(wù)業(yè)
人們對(duì)服務(wù)業(yè)的需求非常大，目的是方便人們的日常生活，特別是在電子產(chǎn)品上，更是體現(xiàn)出服務(wù)業(yè)對(duì)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的需求。生活中的電子產(chǎn)品，大多應(yīng)用了電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，如：智能手機(jī)、ipad、跑步機(jī)等，表明電氣自動(dòng)化對(duì)服務(wù)業(yè)市場(chǎng)的推進(jìn)作用[4]。近幾年，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，由服務(wù)業(yè)的電子產(chǎn)品，逐步轉(zhuǎn)型到企業(yè)內(nèi)，例如：餐飲服務(wù)中的“機(jī)器換人”概念，餐廳內(nèi)，機(jī)器人取代人工服務(wù)，提供點(diǎn)菜、傳菜等服務(wù)，機(jī)器人是餐飲業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，表明電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的重要性，此項(xiàng)技術(shù)在“機(jī)器換人”中，起到自動(dòng)化的控制作用，是機(jī)器人開(kāi)發(fā)中不可缺少的技術(shù)。
4 結(jié)束語(yǔ)
電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，表明了該項(xiàng)技術(shù)在行業(yè)運(yùn)營(yíng)中的重要性，滿(mǎn)足我國(guó)社會(huì)行業(yè)建設(shè)的基本需求。根據(jù)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，落實(shí)發(fā)展策略，充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的潛力，保障其在未來(lái)的應(yīng)價(jià)值。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必須符合現(xiàn)代企業(yè)的需求，由此才能規(guī)范控制技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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0 引言
目前中國(guó)電力系統(tǒng)正經(jīng)歷著一場(chǎng)以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)向的據(jù)大變革。以數(shù)字電力系統(tǒng)（DPS）為代表的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制理論及信息處理技術(shù)、新材料、新技術(shù)的高速發(fā)展，使得電力系統(tǒng)的技術(shù)更新速度大大加快，不同技術(shù)之間的相互滲透、相互融合也越來(lái)越普遍。電力系統(tǒng)高速發(fā)展，發(fā)電廠和變電站相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，應(yīng)用遠(yuǎn)動(dòng)通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視、控制和調(diào)度。為了更好的保證安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行并保證電能質(zhì)量，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化提出了更高的要求，從而促成了電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展。
1 GPS技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)控制中的應(yīng)用
GPS（Global Positioning System）又稱(chēng)為全球定位系統(tǒng)，隨著電力系統(tǒng)往大容量大網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，以及自動(dòng)化水平的不斷提高，GPS由于其高精度的定時(shí)功能，必將在電力系統(tǒng)發(fā)揮更加廣泛的應(yīng)用。利用GPS同步測(cè)量可以快速精確的獲得電力系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)狀態(tài)，GPS技術(shù)的應(yīng)用必將對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制帶來(lái)革命性的變革，因此必然成為今后發(fā)展的重點(diǎn)，必將為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定控制和保護(hù)開(kāi)辟一個(gè)新的領(lǐng)域。
2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)自動(dòng)控制中的應(yīng)用
經(jīng)過(guò)近十幾年的高速發(fā)展， 電力系統(tǒng)的規(guī)模已迅速地?cái)U(kuò)大， 對(duì)于這樣一個(gè)存在著大量非線(xiàn)性的動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 傳統(tǒng)的控制、診斷、保護(hù)、預(yù)測(cè)等方式已不再能完全適應(yīng)這種發(fā)展的需要。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN Artificial Neural Networks） 理論， 作為人工智能的一個(gè)最活躍的分支， 其模擬人腦的工作方式， 為解決復(fù)雜的非線(xiàn)性、不確定性、不確知性系統(tǒng)的問(wèn)題開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)嶄新的途徑。因而在電力系統(tǒng)應(yīng)用研究中受到了廣泛的關(guān)注。目前已在電力系統(tǒng)故障診斷、智能控制、繼電保護(hù)和暫穩(wěn)態(tài)計(jì)算、短期負(fù)荷預(yù)報(bào)等系統(tǒng)計(jì)算優(yōu)化中獲得了大量的研究成果。
作為一個(gè)新的信息處理理論，ANN 的應(yīng)用在理論與實(shí)踐中還有一些問(wèn)題有待于進(jìn)一步的研究和探討。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，ANN 與專(zhuān)家系統(tǒng)和模糊控制的綜合對(duì)電力系統(tǒng)這樣一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 應(yīng)用潛力更大。
3 自動(dòng)發(fā)電控制新技術(shù)應(yīng)用研究
AGC是一種控制性能比較完善和作用較好的發(fā)電機(jī)輸出功率的自動(dòng)控制。它利用電子計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，是一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，有時(shí)也稱(chēng)為AGC系統(tǒng)。
早期的AGC系統(tǒng)多采用模擬式的控制設(shè)備，近幾年來(lái)由于數(shù)字系統(tǒng)的靈活性和可靠性是模擬式的AGC系統(tǒng)，逐漸被數(shù)字系統(tǒng)所取代。 在現(xiàn)代數(shù)字電力系統(tǒng)（DPS）中，AGC的執(zhí)行，要求每隔2-4s測(cè)量一次聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率、系統(tǒng)頻率和發(fā)電功率等數(shù)據(jù)，并通過(guò)遙測(cè)裝置送到AGC的發(fā)電機(jī)控制回路和負(fù)荷分配回路，是這兩個(gè)回路的程序計(jì)算開(kāi)始工作。然后計(jì)算出需要增加或減少發(fā)電量的信息，再由遙控裝置將此信息發(fā)送到發(fā)電機(jī)組已完成對(duì)發(fā)電機(jī)功率的控制和調(diào)整。由于AGC 資源需在更大范圍內(nèi)被調(diào)用，以及分級(jí)控制引起的時(shí)間延遲，還需對(duì)這種方式下電力系統(tǒng)的安全和控制的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究。
4 電力系統(tǒng)自動(dòng)控制其它新技術(shù)的應(yīng)用
4.1 電力負(fù)荷控制技術(shù)作用
電力負(fù)荷控制技術(shù)是指在高峰用電時(shí)，斷開(kāi)一部分可間斷供電的負(fù)荷，以減少對(duì)電網(wǎng)的壓力，可以將各用戶(hù)的負(fù)荷按照改善負(fù)荷曲線(xiàn)的總要求，通過(guò)某種與用戶(hù)聯(lián)系的信道和裝在用戶(hù)處的終端裝置，對(duì)用戶(hù)的可間斷負(fù)荷進(jìn)行集中控制。在高峰之后，又可將這些負(fù)荷投入，增加系統(tǒng)的低谷用電，達(dá)到削峰填谷的目的，使電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線(xiàn)更加平坦，以保證電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
我國(guó)電力供應(yīng)長(zhǎng)期短缺，負(fù)荷的監(jiān)督和控制尤其顯得重要。目前不少地方采用的在高峰時(shí)強(qiáng)行拉路的分片輪流停電的辦法，給用戶(hù)帶來(lái)了極大的不便，對(duì)有些重要用戶(hù)造成經(jīng)濟(jì)損失。在用戶(hù)方面，由于電力使用不合理，浪費(fèi)能源的現(xiàn)象也十分嚴(yán)重。因而有關(guān)方面對(duì)電力負(fù)荷控制十分重視，原國(guó)務(wù)院曾出資支持了四個(gè)試點(diǎn)，取得了可喜的效果。如今，以配電線(xiàn)載波、有線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)電為通道的系統(tǒng)均有運(yùn)行。在分散控制方面，我國(guó)自行研制的電力定量器都是適合我國(guó)國(guó)情的產(chǎn)品。但總的說(shuō)來(lái)，我國(guó)的負(fù)荷控制水平和工業(yè)化國(guó)家的差距還是比較大的。
4.2 靈活交流輸電系統(tǒng)控制技術(shù)
靈活交流輸電系統(tǒng)控制技術(shù)（Flexible AC Transmission System）是現(xiàn)代電力電子技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，其主要內(nèi)容是在輸電系統(tǒng)的主要部位，采用具有單獨(dú)或綜合功能的電力電子裝置，對(duì)輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)（如電壓、相位差、電抗等）進(jìn)行靈活快速的適時(shí)控制，以期實(shí)現(xiàn)輸送功率合理分配，降低功率損耗和發(fā)電成本，大幅度提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，靈活交流輸電技術(shù)的發(fā)展前景不可估量，必將改變電力系統(tǒng)的傳統(tǒng)面貌，并促使電力系統(tǒng)發(fā)生重大變革。
電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和不斷擴(kuò)大，使其結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式變得越來(lái)越復(fù)雜多變，對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)水平的要求也越來(lái)越高。因此，研究電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展具有重要的意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 汪德星. 電力系統(tǒng)運(yùn)行中AGC 需求的分析[J ] . 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004 .
[2] 吳捷.現(xiàn)代控制技術(shù)在電力系統(tǒng)控制中的應(yīng)用[J].全國(guó)高校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)年會(huì)，廣州，1997
中圖分類(lèi)號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973(2011)004-102-02
在當(dāng)今自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，但隨著生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)要求的不斷提高，這樣對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)也有著相應(yīng)的提高，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不在滿(mǎn)足其現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，這樣MATALAB仿真技術(shù)相應(yīng)產(chǎn)生，而且越來(lái)越多的應(yīng)用在自動(dòng)控制系統(tǒng)中。下面從以下幾個(gè)方面去介紹其在控制系統(tǒng)的應(yīng)用。
1 在經(jīng)典控制的應(yīng)用
我們知道雖然現(xiàn)代控制方法和控制技術(shù)不斷的發(fā)展，但是我國(guó)的很多廠家的生產(chǎn)中均采用的是經(jīng)典PID的控制方法，經(jīng)典PID有著控制簡(jiǎn)單，快速等優(yōu)點(diǎn)，但是要想采用PID算法必須要先確定控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，而確定數(shù)學(xué)模型有兩種方法：一種是機(jī)理建模而另外一種是實(shí)驗(yàn)建模，但是第一種方法雖然建立數(shù)學(xué)模型比較準(zhǔn)確，但是在實(shí)際工況中機(jī)理建模實(shí)際很難用到的，因?yàn)閷?shí)際工況中工藝很復(fù)雜，并且被控對(duì)象會(huì)隨著環(huán)境的改變而改變，通常會(huì)才用第二種實(shí)驗(yàn)建模，實(shí)驗(yàn)建模是要描繪出被控對(duì)象的輸出曲線(xiàn)，以前被控對(duì)象的輸出曲線(xiàn)很難描繪，隨著MATLAB仿真技術(shù)的應(yīng)用這種問(wèn)題迎刃而解了，比如在電阻爐溫度控制中，就得用MATLAB仿真技術(shù)建立電阻爐的數(shù)學(xué)模型。電阻爐是一純滯后一階對(duì)象，其傳遞函數(shù)為W0(s)=Y(s)／C(s)=Ketos／I+TS其飛升曲線(xiàn)如圖所示：
K=輸出穩(wěn)態(tài)值，初始值／240=158-13／240=0.6
TO與τ按工程計(jì)算法求得取
tl=τ+T0／3
t2=τ+TO
其中t1、t2分別對(duì)應(yīng)階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值的28％和 63％的時(shí)間
t1=24 τ=5 t2=62 TO=57
這樣確定電阻爐的數(shù)學(xué)模型就迎刃而解了。
2 在經(jīng)典控制理論計(jì)算的應(yīng)用
在經(jīng)典控制系統(tǒng)中，頻率分析和時(shí)域分析對(duì)系統(tǒng)都很重要。但對(duì)于二階的系統(tǒng)人手算的工作量還不大，但超過(guò)二階以上的系統(tǒng)用人工計(jì)算就非常繁復(fù)了，這樣必須通過(guò)MATA，LB仿真來(lái)完成例如：
某系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳函為G(S)=20／S3+8S3+36S+40求該系統(tǒng)的響應(yīng)和波特圖。
綜上所述，隨著MATALB仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，會(huì)大大促進(jìn)控制系統(tǒng)的發(fā)展并上一個(gè)新的臺(tái)階的。
現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展中，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化是重要標(biāo)志。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)使得傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式發(fā)生了變化，對(duì)中國(guó)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)生非常大的影響，不僅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量提高了，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率也明顯提高。當(dāng)前過(guò)存在耕地資源短缺的問(wèn)題，眾多的中國(guó)人民對(duì)農(nóng)業(yè)有很強(qiáng)的依賴(lài)性，。農(nóng)業(yè)走現(xiàn)代化發(fā)展道路是一種必然。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加便利，對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展也可以起到一定的促進(jìn)作用。
1農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)的設(shè)計(jì)方案
將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率理念融入到農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)中在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中發(fā)揮提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的作用，要在設(shè)計(jì)意圖中樹(shù)立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的理念，在設(shè)計(jì)思想中強(qiáng)調(diào)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重要性，指導(dǎo)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)向著正確的方向發(fā)展[1]。
1.1明確設(shè)計(jì)意圖
在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，需要明確設(shè)計(jì)意圖，捋順設(shè)計(jì)思路，指導(dǎo)工作的有序展開(kāi)。進(jìn)入到機(jī)械設(shè)計(jì)的初期階段，就需要將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率理念融入到具體的工作中，使得整個(gè)的機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造過(guò)程都是伴隨著提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率展開(kāi)的，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率不僅是一種意識(shí)，而且是一種習(xí)慣。對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，除了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之外，還要考慮到成本、故障處理措施以及廢棄用品的回收等等問(wèn)題?？偸菍⑻岣咿r(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率理念放在首位，所生產(chǎn)的弄產(chǎn)品才能滿(mǎn)足市場(chǎng)，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。
1.2將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率滲入其中
自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以不斷地?cái)U(kuò)大農(nóng)業(yè)生領(lǐng)域，從農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸開(kāi)始，到產(chǎn)品的收割以及銷(xiāo)售，都要將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率融入其中，可以使得產(chǎn)品有更大的適用范圍，產(chǎn)品的技術(shù)維修、運(yùn)輸?shù)某杀镜玫娇刂?，能源消耗量降低，資源被充分利用起來(lái)[2]。只有將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率作為重要的條件，才能將機(jī)械制造中的提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率思想體現(xiàn)出來(lái)。在機(jī)械制造以及自動(dòng)化領(lǐng)域中，各種資源都能夠充分利用，使得提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率更具有科學(xué)合理性。
1.3發(fā)揮信息數(shù)據(jù)庫(kù)功能
將信息數(shù)據(jù)庫(kù)建立起來(lái)，將提高信息技術(shù)水平的思想在設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用中，將機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)化為數(shù)字成果，所有的農(nóng)業(yè)信息都存儲(chǔ)在信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，將其作為用于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的可參考資源，當(dāng)需要資源的時(shí)候，就可以將儲(chǔ)備資源充分利用起來(lái)。數(shù)據(jù)庫(kù)的功能不僅僅是儲(chǔ)存信息，還可以對(duì)信息進(jìn)行加工處理，這個(gè)環(huán)節(jié)是發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)的所用，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙信息傳遞[3]。
2農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
2.1農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)辟智能化發(fā)展的基本路徑
目前，智能技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)機(jī)械中自動(dòng)化，可以推動(dòng)產(chǎn)品的智能化發(fā)展。在機(jī)械制造的智能化道路中，農(nóng)業(yè)要跟得上時(shí)代的步伐才有機(jī)會(huì)步入世界的前列，還可以將智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分利用起來(lái)，發(fā)揮智能平臺(tái)的作用，合理應(yīng)用智能設(shè)備，使得機(jī)械設(shè)備的的科技含量與世界先進(jìn)水平的距離拉近。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備中，需要重點(diǎn)關(guān)注的就是降低能源消耗，提高智能化技術(shù)水平，合理應(yīng)用智能技術(shù)，使得農(nóng)業(yè)形成新業(yè)態(tài)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)健康、協(xié)調(diào)發(fā)展，走上綠色化的發(fā)展道路。
2.2農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色化發(fā)展
學(xué)院2016年計(jì)劃招收博士研究生46名，實(shí)際招生人數(shù)以總部下達(dá)計(jì)劃為準(zhǔn)。
二、報(bào)考條件
我院博士研究生只面向現(xiàn)役軍人招生，報(bào)考2016年博士研究生應(yīng)當(dāng)具備以下條件：
1、品德優(yōu)良，遵紀(jì)守法，立志獻(xiàn)身國(guó)防事業(yè)；未受過(guò)紀(jì)律處分。
2、軍隊(duì)在職干部按師（旅）級(jí)單位推薦、軍級(jí)單位政治部審批、軍區(qū)級(jí)單位政治部干部部門(mén)核準(zhǔn)、總政治部干部部備案的程序進(jìn)行審批，由師（旅）級(jí)單位干部部門(mén)開(kāi)具介紹信。軍隊(duì)院校應(yīng)屆碩士畢業(yè)生經(jīng)所在院校政治機(jī)關(guān)審批同意。
3、身體健康，體能達(dá)標(biāo)，年齡不超過(guò)40周歲（1976年9月1日以后出生）。
4、在職干部須獲得碩士學(xué)位，其中本院在職干部報(bào)考工學(xué)博士須有被SCI或EI收錄的以第一作者發(fā)表的學(xué)術(shù)論文；應(yīng)屆碩士畢業(yè)生須完成學(xué)位論文初稿，在中文核心期刊（含錄用通知）或國(guó)際會(huì)議發(fā)表2篇以上學(xué)術(shù)論文。
5、有兩名與報(bào)考學(xué)科相關(guān)的高職人員推薦。
三、報(bào)名手續(xù)
考生持公民身份證和軍官證（學(xué)員證）于2015年9月20日至30日到學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合樓研究生招生辦公室（1127室）報(bào)名，外地考生可函報(bào)。報(bào)名時(shí)應(yīng)提交：
1、填制完畢的《2016年報(bào)考攻讀博士學(xué)位研究生登記表》和《報(bào)考軍隊(duì)院校研究生政治審查表》（9月1日后，院內(nèi)考生可從學(xué)院研究生處網(wǎng)站下載；院外考生可來(lái)電索要）。
2、已獲碩士學(xué)位者，提交碩士課程成績(jī)單、碩士學(xué)位論文及評(píng)閱意見(jiàn)書(shū)復(fù)印件；應(yīng)屆碩士畢業(yè)生提交碩士課程成績(jī)單、碩士學(xué)位論文初稿、已發(fā)表學(xué)術(shù)論文版權(quán)頁(yè)或錄用通知。
3、碩士學(xué)歷、學(xué)位證書(shū)原件及復(fù)印件(應(yīng)屆生于獲得證書(shū)后補(bǔ)交)。
4、檔案所在師（旅）級(jí)單位干部部門(mén)同意報(bào)考的證明信。
5、一寸正面半身免冠照片3張，報(bào)名費(fèi)300元。
上述手續(xù)齊備，審查合格者發(fā)放準(zhǔn)考通知，考生可于10月9日到研招辦領(lǐng)取《準(zhǔn)考證》。
四、考試安排
博士研究生入學(xué)考試總分值為600分，包括六項(xiàng)內(nèi)容：英語(yǔ)筆試、數(shù)學(xué)筆試、科研學(xué)術(shù)成果計(jì)分、碩士學(xué)位論文評(píng)分、專(zhuān)業(yè)綜合面試、綜合素質(zhì)面試，每項(xiàng)內(nèi)容滿(mǎn)分100分。
考試時(shí)間擬定于2015年10月11至12日，考試地點(diǎn)和具體安排詳見(jiàn)《準(zhǔn)考證》。
五、其他
1、考生可于2015年11月初查詢(xún)錄取情況，入學(xué)時(shí)間為2016年3月份（詳見(jiàn)通知書(shū)）。
2、我院提供部分往年考試試題，考生可登錄學(xué)院研究生處網(wǎng)站下載。
六、聯(lián)系方式
聯(lián)系人：譚繼帥（參謀） 手機(jī)：13831189507座機(jī)：0311-87992123（地）；0221-92123（軍）
E-mail：tanjishuai@126.com 通信地址：河北省石家莊市和平西路97號(hào)研究生招生辦公室（050003）
招生專(zhuān)業(yè)目錄
專(zhuān)業(yè)代碼、名稱(chēng)及研究方向
導(dǎo)師
專(zhuān)業(yè)綜合（面試）
數(shù)學(xué)（筆試）
080200機(jī)械工程
01機(jī)械性能檢測(cè)與診斷
張英堂
測(cè)試技術(shù)與信號(hào)處理
矩陣?yán)碚?/p>
02地面運(yùn)載平臺(tái)維修理論與技術(shù)
張培林
狀態(tài)監(jiān)測(cè)與智能診斷技術(shù)
03機(jī)械振動(dòng)與沖擊防護(hù)
白鴻柏
振動(dòng)理論
04機(jī)電液集成系統(tǒng)控制技術(shù)
何忠波
車(chē)輛工程
05機(jī)械制造及其自動(dòng)化
倪新華
斷裂力學(xué)
080300光學(xué)工程
01軍用光電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
劉秉琦
陳志斌
應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)、光電測(cè)試技術(shù)
矩陣?yán)碚?/p>
02激光技術(shù)
沈?qū)W舉
激光原理及應(yīng)用
03光學(xué)信息安全
光學(xué)信息技術(shù)原理與應(yīng)用、光學(xué)信息安全
04微納光學(xué)
汪岳峰
光電子技術(shù)
080402測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器
01測(cè)試性設(shè)計(jì)與分析
黃考利
測(cè)試技術(shù)
矩陣?yán)碚?/p>
02精密儀器與微系統(tǒng)
王廣龍
03裝備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)測(cè)
李洪儒
測(cè)試與診斷技術(shù)
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)
04網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
王 韜
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
081100控制科學(xué)與工程
01裝備測(cè)試與故障診斷
尚朝軒
測(cè)試與診斷
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)
02火力與指揮控制理論及應(yīng)用
全厚德
孫世宇
數(shù)字信號(hào)處理
矩陣?yán)碚?/p>
03武器系統(tǒng)建模與仿真
朱元昌
系統(tǒng)仿真
04電子裝備自動(dòng)測(cè)試、故障診斷及可靠性
蔡金燕
測(cè)試與診斷
05目標(biāo)識(shí)別與信息處理技術(shù)
王春平
圖像工程
06精確制導(dǎo)理論與技術(shù)
楊鎖昌
精確制導(dǎo)、控制與仿真技術(shù)
07無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈抗干擾技術(shù)
陳自力
線(xiàn)性系統(tǒng)理論、數(shù)字信號(hào)處理
08目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別
馬彥恒
數(shù)字信號(hào)處理、現(xiàn)代控制理論
09飛行器控制
齊曉慧
線(xiàn)性系統(tǒng)理論
10無(wú)人機(jī)協(xié)同控制
李小民
現(xiàn)代飛行控制理論、導(dǎo)航控制技術(shù)
11無(wú)人機(jī)信息處理與傳輸技術(shù)
王長(zhǎng)龍
數(shù)字信號(hào)處理
12非線(xiàn)性系統(tǒng)的穩(wěn)定性與控制
徐 瑞
動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定性理論
082600兵器科學(xué)與技術(shù)
01裝備輕量化技術(shù)
鄭 堅(jiān)
火炮與自動(dòng)武器原理、材料學(xué)
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)
02兵器試驗(yàn)理論與技術(shù)
秦俊奇
火炮專(zhuān)業(yè)相關(guān)理論
矩陣?yán)碚?/p>
03裝備維修理論與技術(shù)
陶鳳和
火炮與自動(dòng)武器原理、現(xiàn)代機(jī)械測(cè)試技術(shù)
04兵器性能檢測(cè)與診斷技術(shù)
房立清
機(jī)械裝備故障診斷與預(yù)測(cè)、武器系統(tǒng)裝備知識(shí)
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)
馮廣斌
火炮與自動(dòng)武器原理、工程信號(hào)處理、現(xiàn)代機(jī)械測(cè)試技術(shù)
矩陣?yán)碚?/p>
05兵器結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論與應(yīng)用
王瑞林
槍炮設(shè)計(jì)原理、振動(dòng)理論、電磁場(chǎng)理論
06武器系統(tǒng)仿真與虛擬樣機(jī)技術(shù)
馬吉?jiǎng)?/p>
振動(dòng)理論、動(dòng)力學(xué)仿真
07彈道學(xué)理論及應(yīng)用
宋衛(wèi)東
彈道學(xué)理論、制導(dǎo)理論與技術(shù)
08彈道修正理論與技術(shù)
彈道學(xué)、自動(dòng)控制與導(dǎo)彈設(shè)計(jì)理論
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)
09兵器性能檢測(cè)與故障診斷
唐力偉
振動(dòng)理論
10兵器新材料技術(shù)
王建江
材料學(xué)
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)
11彈藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)評(píng)估
高欣寶
系統(tǒng)仿真技術(shù)及其在信息化彈藥工程中的應(yīng)用
矩陣?yán)碚?/p>
羅興柏
爆炸及其防護(hù)技術(shù)在彈藥保障中的應(yīng)用
12彈藥保障與安全技術(shù)
安振濤
炸藥理論、彈藥保障及安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
穆希輝
彈藥保障
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)
13信息感知與控制技術(shù)
齊杏林
彈藥引信論證、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及評(píng)估理論與技術(shù)
14防護(hù)材料與特種能源技術(shù)
杜仕國(guó)
防護(hù)材料與特種能源技術(shù)及其在彈藥工程中的應(yīng)用
矩陣?yán)碚?/p>
15電磁發(fā)射理論與技術(shù)
雷 彬
電磁場(chǎng)理論、測(cè)試技術(shù)
16武器系統(tǒng)建模與仿真
蘇群星
武器系統(tǒng)仿真與模擬器設(shè)計(jì)
17紅外圖像末制導(dǎo)技術(shù)
高 敏
彈道學(xué)、自動(dòng)控制與導(dǎo)彈設(shè)計(jì)理論
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)
18裝備維修保障理論與技術(shù)
賈希勝
石 全
康建設(shè)
趙建民
可靠性、維修性、維修工程
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)
朱小冬
可靠性、維修性、維修工程、建模與仿真
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)
19裝備維修性理論與應(yīng)用
郝建平
可靠性、維修性、維修工程、虛擬仿真
20電磁防護(hù)理論與技術(shù)
劉尚合
魏光輝
電磁場(chǎng)理論、微波與天線(xiàn)
矩陣?yán)碚?/p>
王慶國(guó)
大學(xué)物理、有機(jī)化學(xué)、固體物理、電磁場(chǎng)理論
譚志良
電子技術(shù)基礎(chǔ)、通信原理、微波與天線(xiàn)
21脈沖電磁場(chǎng)測(cè)試技術(shù)
朱長(zhǎng)青
電路分析、電磁場(chǎng)理論和微波技術(shù)、數(shù)電模電
110900軍事裝備學(xué)
01裝備保障信息化
盧 昱
網(wǎng)絡(luò)信息安全保障
軍事運(yùn)籌學(xué)
02裝備保障理論與應(yīng)用
石 全
軍事裝備學(xué)、戰(zhàn)役基本理論
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)或軍事運(yùn)籌學(xué)
于永利
可靠性、維修性、維修工程、建模與仿真
軍事運(yùn)籌學(xué)
柏彥奇
中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）21-0042-02
控制理論是自動(dòng)化及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要核心專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，在武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，控制理論所授主要內(nèi)容為以經(jīng)典控制論為核心的“自動(dòng)控制原理”和以卡爾曼的狀態(tài)空間分析法為核心的“現(xiàn)代控制理論”。
其中，“自動(dòng)控制原理”是研究控制系統(tǒng)的一般規(guī)律，并為系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論和方法的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)核心課程。該課程又是“現(xiàn)代控制理論”“過(guò)程控制系統(tǒng)”“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”“智能控制”等許多后續(xù)課程的基礎(chǔ)。而作為其后續(xù)課程的“現(xiàn)代控制理論”仍作為碩士研究生“線(xiàn)性系統(tǒng)理論”與“最優(yōu)控制”等學(xué)位課程的基礎(chǔ)。這兩門(mén)課程理論性強(qiáng)，概念多且雜，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高。而我院作為一個(gè)三本院校，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生相比較一本和二本的學(xué)生而言，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，故學(xué)好這兩門(mén)課對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)至關(guān)重要且具有一定的難度。
而教好上述兩門(mén)課程也是教師必須思考和解決的重要問(wèn)題。筆者經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，摸索出一套比較適合三本院校學(xué)生的系統(tǒng)化教學(xué)方法，致力于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀，進(jìn)行了一些嘗試，且取得了一定的效果。
一、工程背景系統(tǒng)性
任何一種理論的產(chǎn)生都有其歷史背景，都是在實(shí)踐中產(chǎn)生的。自動(dòng)控制技術(shù)萌芽在18世紀(jì)，在第一次世界工業(yè)革命期間，自動(dòng)控制技術(shù)逐漸應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）發(fā)明的蒸汽機(jī)離心調(diào)速器，一種憑借直覺(jué)的實(shí)證性發(fā)明。飛球調(diào)節(jié)器有時(shí)使蒸汽機(jī)速度出現(xiàn)大幅度振蕩，其他自動(dòng)控制系統(tǒng)也有類(lèi)似現(xiàn)象。
由于當(dāng)時(shí)還沒(méi)有自控理論，所以不能從理論上解釋這一現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問(wèn)題，盲目探索了大約一個(gè)世紀(jì)之久。1868年英國(guó)麥克斯韋爾的“論調(diào)速器”論文指出：不應(yīng)單獨(dú)研究飛球調(diào)節(jié)器，必須從整個(gè)系統(tǒng)分析控制的不穩(wěn)定。麥克斯韋爾的這篇著名論文被公認(rèn)為自動(dòng)控制理論的開(kāi)端，接著就進(jìn)入了經(jīng)典控制理論發(fā)展的孕育期。1875年，英國(guó)勞斯提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。1895年，德國(guó)赫爾維茲提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。1892年，俄國(guó)李雅普諾夫提出穩(wěn)定性定義和兩個(gè)穩(wěn)定判據(jù)。1932年，美國(guó)奈奎斯特提出奈氏穩(wěn)定判據(jù)。戰(zhàn)中自動(dòng)火炮、雷達(dá)、飛機(jī)以及通訊系統(tǒng)的控制研究直接推動(dòng)了經(jīng)典控制的發(fā)展。1948年，維納出版《控制論》，形成完整的經(jīng)典控制理論，標(biāo)志控制學(xué)科的誕生。維納成為控制論的創(chuàng)始人。
經(jīng)典控制理論的主要內(nèi)容包括：系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立、時(shí)域分析法、頻率特性法、根軌跡法、系統(tǒng)綜合與校正、非線(xiàn)性系統(tǒng)和采樣控制系統(tǒng)分析法等。
從四十年代到五十年代末，經(jīng)典控制理論的發(fā)展與應(yīng)用使整個(gè)世界的科學(xué)水平出現(xiàn)了巨大的飛躍，幾乎在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸及國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域都廣泛采用了自動(dòng)化控制技術(shù)（可以說(shuō)工業(yè)革命和戰(zhàn)爭(zhēng)促使了經(jīng)典控制理論的發(fā)展）。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅需要迅速地發(fā)展控制理論，而且也給現(xiàn)代控制理論的發(fā)展準(zhǔn)備了兩個(gè)重要的條件――現(xiàn)代數(shù)學(xué)和數(shù)字計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代數(shù)學(xué)，例如泛函分析、現(xiàn)代代數(shù)等，為現(xiàn)代控制理論提供了多種多樣的分析工具；而數(shù)字計(jì)算機(jī)為現(xiàn)代控制理論發(fā)展提供了應(yīng)用的平臺(tái)。[1]
在二十世紀(jì)五十年代末，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了核能技術(shù)、空間技術(shù)的發(fā)展，并且為多輸入多輸出系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)提供了新的手段。
五十年代后期，貝爾曼（Bellman）等人提出了狀態(tài)分析法，在1957年提出了動(dòng)態(tài)規(guī)劃。1959年卡爾曼（Kalman）和布西創(chuàng)建了卡爾曼濾波理論；1960年在控制系統(tǒng)的研究中成功地應(yīng)用了狀態(tài)空間法，并提出了可控性和可觀測(cè)性的新概念。
由上面的歷史背景介紹可以看出，現(xiàn)代控制理論是在自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)上發(fā)展得到的，盡管兩種理論在方法和思路上有顯著的不同，但是在教授的時(shí)候不能將兩者視為單獨(dú)的個(gè)體。筆者每次在緒論部分都會(huì)系統(tǒng)化地講解理論的產(chǎn)生，以讓學(xué)生對(duì)兩門(mén)課程形成一個(gè)初步的比較清晰的認(rèn)識(shí)。
二、理論教學(xué)的系統(tǒng)性
在這兩門(mén)課程的理論教學(xué)過(guò)程中，雖然涉及到的知識(shí)點(diǎn)有差異，但是經(jīng)筆者研究，在具體教學(xué)中，兩門(mén)課程的教學(xué)有些許共性，比如說(shuō)兩門(mén)課程的教學(xué)流程就基本一致。如圖1所示：相對(duì)于現(xiàn)代控制原理而言，自動(dòng)控制原理理論推導(dǎo)較少，同時(shí)其工科背景較強(qiáng)，實(shí)例較多。在學(xué)習(xí)之初，可先幫助學(xué)生搭建起分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本框架，形成一個(gè)較為初步的系統(tǒng)觀。
自動(dòng)控制原理分析問(wèn)題的核心是數(shù)學(xué)建模，穩(wěn)定性判斷和性能指標(biāo)的計(jì)算，[2]主要分析方法是時(shí)域分析法、頻域分析法和根軌跡分析法。時(shí)域分析法直觀易懂，頻域分析法是自動(dòng)控制原理的核心，根軌跡分析法在目前的工程實(shí)踐中已用的很少，在學(xué)時(shí)有限的情況下可略講。在實(shí)際講解的過(guò)程中，要合理安排學(xué)時(shí)，適當(dāng)加快時(shí)域分析法的講授，略講根軌跡分析法，重點(diǎn)講解頻域分析法及系統(tǒng)校正。
現(xiàn)代控制理論包含了大量的理論概念機(jī)數(shù)學(xué)公式，在實(shí)際講授中，應(yīng)弱化理論推導(dǎo)，在教學(xué)過(guò)程中可結(jié)合倒立擺工程實(shí)例，從建模、穩(wěn)定性分析、能控能觀性分析、極點(diǎn)配置到狀態(tài)反饋，形成一個(gè)較為完整的分析過(guò)程。[3]
總而言之，在講解的過(guò)程中，注重引言，初步建立系統(tǒng)觀，結(jié)合實(shí)例，比較異同，突出重難點(diǎn)，最后再通過(guò)總結(jié)強(qiáng)化各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系。[4]
三、實(shí)踐教學(xué)的系統(tǒng)性
1.重視實(shí)驗(yàn)，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)化[5]
以往，控制理論的實(shí)驗(yàn)課和理論課教學(xué)是獨(dú)立的，理論課教師和實(shí)驗(yàn)課教師各行其道，相互交流匱乏。目前，學(xué)院已明確提出，理論課教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的一致性，理論課教師必須參與進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)手段要豐富、系統(tǒng)。
2.實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)和仿真教學(xué)的系統(tǒng)化
首先在實(shí)驗(yàn)箱上搭建模擬電路，利用信號(hào)發(fā)生器、示波器等測(cè)量波形和數(shù)據(jù)。同時(shí)引入MATLAB仿真，先引出數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB強(qiáng)大的系統(tǒng)工具箱分析并繪制各種相應(yīng)曲線(xiàn)，利用Simulink工具箱進(jìn)行校正和狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)。[6]最后，對(duì)比電路測(cè)試波形和仿真結(jié)果，可讓學(xué)生深入了解理論和實(shí)際參數(shù)之間的差異，進(jìn)而尋找原因，加深理解。
四、今后教學(xué)方向
在今后的教學(xué)過(guò)程中，可進(jìn)一步加強(qiáng)比較，加強(qiáng)學(xué)生的系統(tǒng)觀，并且嘗試遷移到其他相關(guān)學(xué)科，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)整個(gè)學(xué)科的理解。
參考文獻(xiàn)：
[1]萬(wàn)雄波，楊方.基于“自動(dòng)控制原理”與“現(xiàn)代控制理論”課程異同點(diǎn)分析的教學(xué)探索[J].科教文匯，2013，（7）：56-57.
[2]孫韻鈺.“相似論”在“自動(dòng)控制理論”課程教學(xué)中的運(yùn)用[J].消費(fèi)電子，2013，（7）.
[3]王斌，李斌.“現(xiàn)代控制理論”教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013，（10）：61-62.
1研發(fā)背景
魯寧線(xiàn)目前在用加熱爐15臺(tái)，是由徐州管道技術(shù)作業(yè)分公司生產(chǎn)的管式快裝加熱爐，型號(hào)GW8000（5000）-Y/6.4-Y。每年在加熱爐退出運(yùn)行后，都要對(duì)加熱爐爐膛積灰進(jìn)行清理，以往的做法是人工采用掃帚和鏟子等工具清理爐管表面和爐膛內(nèi)的積灰，這種清灰的方式在爐膛內(nèi)造成極大揚(yáng)塵，盡管對(duì)進(jìn)入爐膛內(nèi)的人員，全部采取了必要的防護(hù)措施，但是，在有限的空間內(nèi)，飛揚(yáng)的灰塵密度很大，清灰人員普遍感覺(jué)喉嚨干澀，幾天后咳出的痰仍有灰塵，伴隨著頭暈、惡心等癥狀，被灰污染的皮膚甚至出現(xiàn)過(guò)敏現(xiàn)象。
為此需要一種清灰裝置來(lái)替代人工清灰，該裝置應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求，1清灰效率高；2無(wú)污染，易于操作；3清灰時(shí)，爐膛內(nèi)無(wú)揚(yáng)塵；4自動(dòng)化程度高。經(jīng)調(diào)研自動(dòng)控制，目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)沒(méi)有現(xiàn)成的設(shè)備達(dá)到使用的技術(shù)要求。
2研發(fā)條件
2.1實(shí)際條件
燃油加熱爐爐膛內(nèi)的灰塵大多沉積在底部及爐管上部，爐膛的底部又有加熱爐管，清理操作的空間比較狹小，一般機(jī)械清理易揚(yáng)塵且又費(fèi)時(shí)。再者燃油加熱爐的灰分比較復(fù)雜，且在爐內(nèi)結(jié)塊大小不一、容重相差較大，其主要由油滴、瀝青、碳黑及雜質(zhì)組成，易飛揚(yáng)、易粘連，加熱爐停爐后，爐膛內(nèi)積灰較多，每年積灰量能達(dá)到400Kg/臺(tái)。
加熱爐清灰過(guò)程是在四周布滿(mǎn)爐管的爐膛內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，需要自上而下將每一根爐管灰塵清理干凈，然后清理保溫襯里表面的浮灰。由于爐膛是一個(gè)相對(duì)封閉的空間，一旦出現(xiàn)揚(yáng)塵，往往造成局部環(huán)境污染，人員視線(xiàn)模糊，清灰作業(yè)只能停止。因此人工清灰不僅危害身體健康，而且清灰時(shí)間長(zhǎng)，粗略計(jì)算平均每臺(tái)加熱爐4人清灰時(shí)間不低于4個(gè)工作日。
2.2技術(shù)條件
濾袋過(guò)濾粉塵是一種比較成熟、應(yīng)用廣泛的技術(shù)，袋式收塵器是工業(yè)粉塵處理中使用最廣泛的一種收塵器。它對(duì)細(xì)塵粒（1 μm～5 μm）的過(guò)濾效率在99%以上，還可以除去1 μm以下的塵粒。袋式收塵器的適應(yīng)性比較強(qiáng)，不受粉塵比電阻的影響，也不存在其他的污染問(wèn)題，更加適合于微細(xì)粉塵、吸濕性粉塵、磨啄性粉塵、易燃易爆粉塵的收集、過(guò)濾?；谶@些特點(diǎn)，在工業(yè)粉塵處理中基本上都使用袋式收塵器。我國(guó)經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，袋式除塵技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，主機(jī)、濾料、自動(dòng)控制的質(zhì)量和技術(shù)水平都有很大的提高，并且在加強(qiáng)清灰、提高效率、降低消耗、減少故障、方便維修方面達(dá)到了更高的水平。
3工作原理
加熱爐爐膛清灰器利用強(qiáng)力負(fù)壓泵的強(qiáng)大吸力，通過(guò)連接管把塵粒吸入殼體的室內(nèi)，氣流放大下行出風(fēng)筒底部迅速上反進(jìn)入過(guò)濾室，較大顆?；覊m被下行的氣流甩入儲(chǔ)灰箱，微小顆粒被上反的氣流帶入過(guò)濾室，經(jīng)過(guò)濾袋隔離附著在濾袋上，清灰器頂部的潔凈室設(shè)有“噴管”，空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣由噴管?chē)姵?，高壓氣體使濾袋振動(dòng)，使附著在濾袋上的微小顆粒脫落掉入灰斗，潔凈氣體隨強(qiáng)力負(fù)壓泵引至出氣管排出。
清灰器工作原理具體為：當(dāng)其中1#室的儲(chǔ)灰箱塵粒聚積量大時(shí)，光電感應(yīng)器感應(yīng)到1#灰箱滿(mǎn)時(shí)，則由PLC控制器按程序關(guān)閉該室的氣閥自動(dòng)控制，該室的入口、出口被密封，5秒（時(shí)間可調(diào)）后開(kāi)始兩次振灰（0.2秒1次時(shí)間可調(diào)）；振完5秒后升降氣缸落下，5秒后推動(dòng)氣缸把灰箱頂出；此時(shí)可拿出裝滿(mǎn)灰的袋子，儲(chǔ)灰箱內(nèi)裝入新袋子，頂出3分鐘（時(shí)間可調(diào)）后收回，5秒后升降氣缸再升起，5秒后進(jìn)出氣閥打開(kāi)，完成該室儲(chǔ)灰箱的清理。第一室積灰清理完畢后，該室工作，再清理第二室，過(guò)程同第一室積灰清理。如此反復(fù)進(jìn)行，達(dá)到雙室輪換卸灰，從而提高了清灰效率。
加熱爐膛清灰器基本結(jié)構(gòu)由清灰手持器、強(qiáng)力負(fù)壓泵、空壓機(jī)、進(jìn)氣閥、過(guò)濾室、儲(chǔ)灰室、出風(fēng)口等主要部件構(gòu)成核心期刊目錄。
清灰器結(jié)構(gòu)及工作原理圖
4技術(shù)特點(diǎn)
4.1性能指標(biāo)
1、整套清灰系統(tǒng)具有數(shù)字自動(dòng)控制功能。2、采用重力除塵技術(shù)與布袋過(guò)濾技術(shù)集成化設(shè)計(jì)，適用于加熱爐對(duì)流室、輻射室等特殊環(huán)境內(nèi)積灰及浮塵的清掃，能夠滿(mǎn)足爐膛內(nèi)清灰的要求，無(wú)揚(yáng)塵和二次污染。3、裝置的結(jié)構(gòu)新穎，清灰效率高，能在在不同輸油站移動(dòng)使用。4、通過(guò)控制濾袋濾塵運(yùn)行中氣流通過(guò)濾料的速度（稱(chēng)為過(guò)濾速度），對(duì)于大于0.1 μm的微粒，濾塵效率可達(dá)99％以上。
4.2特點(diǎn)
1、加熱爐爐膛清灰器結(jié)構(gòu)采用創(chuàng)新的模塊組設(shè)計(jì)理念，通過(guò)控制氣動(dòng)閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)不同兩室灰袋自動(dòng)切換，達(dá)到兩室輪轉(zhuǎn)不停清灰。2、自動(dòng)化程度高，應(yīng)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)清灰過(guò)程自動(dòng)控制。3、具備數(shù)字控制清除積灰，吸力強(qiáng)大、吸管長(zhǎng)、效果理想，集過(guò)濾除塵組合于一體的特點(diǎn)。4、過(guò)濾袋采用先進(jìn)方法做拒水防油處理。5、清灰器桿的頭部可以根據(jù)清理場(chǎng)合的不同，變換使用不同形狀的頭部清潔刷。如：清理加熱爐底部的積灰，可以使用平形的清潔刷；清理爐管上部的積灰時(shí)，可以更換使用爐管等弧度的清潔刷；清理邊角部位的積灰，可以使用清灰桿直接吸收積灰。
5實(shí)際應(yīng)用效果與市場(chǎng)情景分析
5.1實(shí)際應(yīng)用效果分析
2010年，加熱爐爐膛清灰器研制成功并在睢寧輸油站試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，加熱爐爐膛清灰器滿(mǎn)足了各項(xiàng)技術(shù)要求，清灰效率高，無(wú)揚(yáng)塵，操作、移動(dòng)方便。該裝置徹底解決加熱爐長(zhǎng)期依賴(lài)人工清灰的技術(shù)難題，提高了加熱爐清灰效率，達(dá)到爐內(nèi)清灰無(wú)粉塵飛揚(yáng)，實(shí)現(xiàn)保障員工身心健康的目的。實(shí)際效益分析如下
1、經(jīng)濟(jì)效益：應(yīng)用加熱爐爐膛清灰器每年每臺(tái)加熱爐節(jié)約資金0.8萬(wàn)元自動(dòng)控制，魯寧處總計(jì)在用加熱爐15臺(tái)，每年節(jié)約清理費(fèi)用12萬(wàn)元，這些還不包括生產(chǎn)管理人員往返的其他費(fèi)用。
2、社會(huì)效益：采用人工清灰時(shí)，一般加熱爐人工清灰需5～6人輪流進(jìn)入爐膛內(nèi)，用掃帚和鏟子等工具，對(duì)爐管表面積灰和爐膛內(nèi)積灰進(jìn)行清理，將清除下的爐灰裝入袋子或桶內(nèi)運(yùn)至爐膛外。使用加熱爐爐膛清灰器后，可有效解決加熱爐人工清灰時(shí)，對(duì)清灰者個(gè)人的粉塵傷害。避免爐內(nèi)的清灰人員容易出現(xiàn)的塵肺、皮膚過(guò)敏、視力模糊、喉嚨干澀等職業(yè)病的發(fā)生。
5.2市場(chǎng)應(yīng)用前景分析
魯寧線(xiàn)15臺(tái)加熱爐分布于六個(gè)輸油站，使用加熱爐爐膛清灰器，只需一人進(jìn)入爐膛內(nèi)，另外一人路外配合即可完成清灰工作。加熱爐爐膛清灰器工作時(shí)，灰塵被過(guò)濾，收集在儲(chǔ)灰袋內(nèi)，積灰集滿(mǎn)后，可更換另一個(gè)儲(chǔ)灰袋，灰的清理和運(yùn)出過(guò)程都是在密閉過(guò)程中進(jìn)行，減輕了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免粉塵對(duì)人肌體和呼吸系統(tǒng)損害，達(dá)到了預(yù)期的效果。現(xiàn)在，中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司多條輸油管道共有70多臺(tái)在用加熱爐，每年都需進(jìn)行清灰，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。
參考文獻(xiàn)：
