浅析自动控制理论的发展及应用

毛晓琦哈尔滨工程大学

浅析自动控制理论的发展及应用

毛晓琦
哈尔滨工程大学

摘要：人类社会的发展和自动控制理论的发展有着密不可分的联系，二者相辅相成。在经济飞速发展的今天，自动控制理论更是为整个世界的进步都做出了卓越贡献。本篇文章对自动控制技术做了深入分析，简要介绍了其技术原理和在人类社会生活当中的相关应用。

关键词：自动控制；原理；应用；发展；技术

引言

自动控制理论的发展为人类能够从复杂繁琐并且危险的生活环境中走出来有着极其重要的作用，在提高了人们劳动效率的同时增大了生产量。直到今天为止，自动控制技术已经为人类做出了许多无与伦比的贡献。随着目前世界经济不断飞速发展，科学界也对自动控制技术提出了更高的要求。

一、自动控制的简介以及相关原理

在当今科学界，自动控制技术已经占据了十分重要的位置。从实质上讲，自动控制技术就是指在无人工环境下，运用网络控制装置来遥控相关设备进行工作，使其按照人为设定的规律实现自主运行。而自动控制理论是指研究自动控制技术的一门专业知识，是以专门传递函数为基础来研究线形常数。自动控制理论最早起源于二战期间，主要研究系统运动的稳定性和系统运动的相关特性，以及一些系统的控制原理与控制方法等等。它包括了三个组成部分，分别是：采样控制和线性控制以及非线性控制三种理论。早期的经典控制理论有很大价值是不置可否的，但是同时也存在着许多不足的地方。如今的自动控制理论则很好的弥补了过去存在的缺陷，它可以说是自动科学的技术核心。现代自动控制理论相较于过去额外引入了一个新概念“状态”。用概念来描述相关系统。这样能更好的体现出系统的本质与特点。如果从数学的角度来看状态变量法，就好比是将高阶微分方程转换成低阶方程，然后低阶方程直接就可以称之为“状态方程”。状态方程最大的优点就是概念特别清晰、形式特别简单、算法特别简便，越是针对复杂繁琐的系统其特点就体现的越是明显。目前针对现代控制理论分析主要包括：最优控制、多变量线性控制还有最优估计和系统辨识四个部分。

二、自动控制理论的应用

随着市场经济的不断发展，在当今时代科技发展中自动控制技术的应用范围已经越来越来广泛。从化工到热电，从农业到交通，大到卫星上天，小到企业生产，每一行业都离不开自动控制理论的应用。它已经逐渐成为了促进社会发展不可分割的一部分。

1.处理污水时自动控制理论在其中的相关应用

经过不断深入研究与分析发现：自动控制在发展途径主要有两种方式，一种是将多个不一样的方法融合在一起，互相渗透、取长补短、去粗取精，把原有的系统相结合形成新的系统，从而达到更好的效果；另一种方式是将理论和技术分开，分别单独进行研究，将原有优势进一步发挥。目前在控制污水的时候我们主要应用的是第一种办法，原因是我们在控制理论的研究上已经非常成熟，而在处理污水的过程中需要更多的则是设备智能化的提高以及技术上的创新。[3]

2.在光伏逆变电源中自动控制理论的相关应用

在光伏逆变电源的研究中主要包括模糊控制理论以及控制方法。（1）.首先来说下模糊控制的理论研究：模糊控制理论在光伏逆变电源中把参考电流和误差电流都变成了系统的参考量，同时采用最少的控制参数，在减少模糊判断时间的同时达到最好的控制效果；（2）.然后再来研究模糊控制技术的应用：模糊控制实际上就是把数字电路和模拟电路混合到一起，然后进行对逆变电压的监督好控制。（3）.然后是研究控制方法：在如今的控制方式中，基本上都是集成技术占据着主导地位，这种现象的形成导致智能芯片逐渐代替了小型元件。（4）.最后是对复合控制理论应用的研究：复合控制理论是属于在内膜原理基础上的一种控制策略，主要方法就是把动力模型放在逆变电源的控制器里，然后形成高精度的新型逆变电源。

3.在煤炭发电中自动控制技术的应用

（1）.控制发电装置

过去的发电企业采用的基本上都是功能单一的发电保护装置，而且监控技术也比较过时，保护作用难以实现，工作效率很难提高，所以已经逐渐被市场淘汰。而如今运用了自动控制技术，则有效的缓解了这个问题。

（2）.整合单元炉机组

随着我国经济不断发展，科学技术方面取得了很大的进步，先进的自动控制技术也已经被运用到了煤炭发电站中。这个技术的应用使得煤炭发电站各个生产环节成功实现了统一整合。目前大多数发电站采用的都是高新单元炉机组运转方式，不仅使以往繁琐复杂的监控系统变得简单明了，而且还大大减少了企业投资成本，提高了发电机组的整体实力。

4.自动控制理论在粮油加工中的运用

在粮油加工中逐渐采用了自动控制技术。例如目前管理粮油生产加工的自动控制系统，它主要是以PID控制器为核心内容，大大保证了生产加工的连续性和准确性，提高了生产效率。

5.自动控制在小农户滴灌中的应用

这里的自动控制系统主要是用于小农户对棉花的滴灌方面。它是建立在原有的棉花滴灌系统基础上的，只适用于面积大约12 到50公顷的小农户使用。而且十分简单易懂，没经过培训也可轻松掌握。其主要的内容就是针对各种基础设备进行相应的控制，以此来实现全自动化灌溉。

三、总结

随着计算机技术、通信技术、互联网技术、电子信息技术等科学技术的不断发展，自动控制理论在社会生活、企业生产相关领域中的应用逐渐变得越来越广泛。眼下它随着科学技术的进步也在不断的改革和完善中。要想让自动控制理论在社会生产中发挥更大的作用，我们首先要做的就是加大企业相关投资力度，同时促进系统硬件和软件的有力结合，使其逐步实现完全智能化发展；其次要做的就是努力实现自动控制技术与计算机技术、互联网技术、电子信息科学技术等相关系统科学的有力结合。然后根据企业实际情况，切合实际的提供新技术与新思想，从而在加快自动控制技术发展的同时促进社会经济产业的发展。

参考文献：

[1]汪家权，陈立爱，侯红勋.自动控制在污水处理中的应用[J].工业用水与废水，2012（6）：1-5.

[2]周多多.自动控制技术在光伏逆变电源中的应用[J].科技资讯，2012（29）.2

[3]连晗，史增芳.煤炭发电中自动控制技术的应用与探讨[J].煤炭技术，2014（33）：172-175.

[4]马继征，王雨，张志强.自动控制在粮油加工领域中的应用简介[J].粮油加工，2007（1）：71-72.

[5]崔春亮，阿不都沙拉木，雷建花.适合小农户的滴灌自动控制系统在裕民县的推广应用[J].节水灌溉，2011（4）：51-55.