時(shí)間：2022-03-09 06:32:34
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇自動(dòng)控制原理論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】《自動(dòng)控制原理》；多媒體課件；教學(xué)模式
《自動(dòng)控制原理》是一門理論性很強(qiáng)的課程，教師在教學(xué)過(guò)程中就要滿足本科教育的需要，讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)這門課程，既能學(xué)會(huì)分析系統(tǒng)性能指標(biāo)的基本方法，又能應(yīng)用自動(dòng)控制理論對(duì)實(shí)際控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和改善。因此多媒體課件作為教學(xué)輔助的手段，在開(kāi)發(fā)前，必須進(jìn)行必要的需求分析。
一、建立課件系統(tǒng)的整體框架
多媒體課件開(kāi)發(fā)平臺(tái)由多媒體軟件工具來(lái)完成，按其功能可分為多媒體加工軟件如Word、Photoshop、Free-hand、Corel Draw、Animator Pro、Flash、Cool Edit、Cakewalk等；多媒體編著軟件如Authorware、Powerpoint、Dreamweaver、Visual Basic等；VCD光盤刻錄軟件如Video Pack4.0、Easy CD Creator、Winon
-CD3.X等。由于每個(gè)多媒體軟件工具的特點(diǎn)以及功能各不相同，所以目前課件的制作都是根據(jù)課件開(kāi)發(fā)的具體情況，如課程特點(diǎn)和課件規(guī)模，教學(xué)課件使用對(duì)象來(lái)選擇合適的軟件工具。但事實(shí)往往是單一的制作工具很難滿足課件開(kāi)發(fā)的全部需要，而自行開(kāi)發(fā)專用的平臺(tái)又費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本過(guò)高，并且在多媒體課件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，常由于對(duì)教學(xué)規(guī)律了解不夠，對(duì)教學(xué)大綱把握不準(zhǔn)，對(duì)學(xué)生接受知識(shí)的規(guī)律掌握不夠全面，且又不做認(rèn)真的需求分析，缺乏完備的文檔資料和審查，因而開(kāi)發(fā)的課件常難以滿足實(shí)際教學(xué)需要，又難以維護(hù)。因此，本課題根據(jù)《自動(dòng)控制原理》課程的特點(diǎn)，以三本院校學(xué)生為對(duì)象采取一種折中而有效的方法：采用多種平臺(tái)相結(jié)合，即選取一種通用的制作工具作為多媒體課件制作的主要平臺(tái)或主環(huán)境，再根據(jù)需要選另一、兩種工具作為輔助平臺(tái)，二者在功能上形成互補(bǔ)。以軟件工程作為課件開(kāi)發(fā)的一種工程思想，從而有效的合理組織整個(gè)課件開(kāi)發(fā)過(guò)程，以提高和保證課件的質(zhì)量，較好滿足實(shí)際教學(xué)需要。還可大大提高開(kāi)發(fā)的成功率和可靠性、可維護(hù)性，共同滿足開(kāi)發(fā)的要求。
二、課件局部及細(xì)節(jié)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)
《自動(dòng)控制原理》需要描繪大量曲線，比如伯德圖，奈氏曲線，根軌跡等。所以我們開(kāi)發(fā)的多媒體課件將采用Flash等工具，將曲線繪制過(guò)程制作成動(dòng)畫形式。繪圖的每一步驟可制作一個(gè)動(dòng)畫，通過(guò)動(dòng)畫的連續(xù)播放使學(xué)生掌握繪圖的動(dòng)態(tài)過(guò)程。同時(shí)將會(huì)使教學(xué)過(guò)程變得輕松活潑，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)也更加容易。例如緒論我們就可以采用多媒體教學(xué)，用它來(lái)展示自動(dòng)控制理論和系統(tǒng)的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。通過(guò)演示水位自動(dòng)控制系統(tǒng)和爐溫自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，用圖像、動(dòng)畫、聲音，使學(xué)生置于生動(dòng)、形象的立體化教學(xué)環(huán)境中，從而引出自動(dòng)控制原理、自動(dòng)控制系統(tǒng)的概念，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們進(jìn)入學(xué)習(xí)本課程的最佳狀態(tài)。
三、測(cè)試使用效果，課件系統(tǒng)的維護(hù)
在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，會(huì)對(duì)課件的各個(gè)部分進(jìn)行多次調(diào)試，以確保效果，盡管如此，在整個(gè)課件合成后仍有很多問(wèn)題，所以有必要進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，從而發(fā)現(xiàn)并修改各種不穩(wěn)定因素和難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，特別是基于多種平臺(tái)制作的多媒體課件系統(tǒng)，通過(guò)多次調(diào)試可以避免多種平臺(tái)在匹配的過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題。測(cè)試方法可以從幾個(gè)方面進(jìn)行：錯(cuò)誤測(cè)試、功能測(cè)試及效果測(cè)試。經(jīng)過(guò)調(diào)試沒(méi)有錯(cuò)誤的多媒體教學(xué)系統(tǒng)就可以投入運(yùn)行使用。在運(yùn)行使用中，要定期對(duì)課件使用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，課件評(píng)價(jià)是課件設(shè)計(jì)不可缺少的一部分，它既是課件設(shè)計(jì)的結(jié)束，也是軟件設(shè)計(jì)的開(kāi)始。對(duì)課件的評(píng)價(jià)主要檢查它是否達(dá)到預(yù)期的教育、教學(xué)要求和技術(shù)要求。所以必須根據(jù)軟件使用人員（主要是學(xué)生和教師）的意見(jiàn)，對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)維護(hù)，不斷提高軟件的質(zhì)量。
四、總結(jié)
本課件開(kāi)發(fā)以Authorware為主要開(kāi)發(fā)平臺(tái)，文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、視頻等媒體的綜合使用使教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)得豐富多彩、形象生動(dòng)。仿真平臺(tái)的創(chuàng)建使學(xué)習(xí)過(guò)程簡(jiǎn)單化，并且能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，從而有效地提高課程的教學(xué)質(zhì)量。另外，該課件系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)友好，導(dǎo)航措施完善，能夠清晰簡(jiǎn)潔地呈現(xiàn)課件內(nèi)容，方便地實(shí)現(xiàn)各知識(shí)點(diǎn)間的選擇與跳轉(zhuǎn)，既有助于教師教學(xué)，也能提供給學(xué)生一個(gè)輕松自學(xué)的平臺(tái)。論文中的制作課件的方法，可使教師在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)高職學(xué)生層次的高低，調(diào)整課件中實(shí)例的難易程度，使學(xué)生能“聽(tīng)得懂，會(huì)分析”，對(duì)后續(xù)課件的使用與發(fā)展有著積極的作用。
參 考 文 獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理；雙語(yǔ)教學(xué)；梯進(jìn)式；立體交互
作者簡(jiǎn)介：任金霞（1970-），女，山西孝義人，江西理工大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，副教授；溫如春（1972-），女，江西上猶人，江西理工大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，副教授。（江西贛州341000）
基金項(xiàng)目：本文系2009年江西省雙語(yǔ)教學(xué)示范課程《自動(dòng)控制原理》的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）16-0035-02
雙語(yǔ)教學(xué)是我國(guó)高等教育與國(guó)際接軌的必然趨勢(shì)，是培養(yǎng)具有國(guó)際視野和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力人才的戰(zhàn)略選擇。雙語(yǔ)教學(xué)能夠培養(yǎng)并提高學(xué)生的專業(yè)英語(yǔ)能力，使他們能閱讀國(guó)外的英文論文或訪問(wèn)相關(guān)的英文網(wǎng)站，及時(shí)準(zhǔn)確地獲取學(xué)科前沿領(lǐng)域知識(shí)和理論，提升學(xué)科知識(shí)，具備國(guó)際交流與合作能力。自動(dòng)化專業(yè)是一門多學(xué)科交叉的專業(yè)，和前沿技術(shù)密切相關(guān)，這就要求自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生具備過(guò)硬的英語(yǔ)素質(zhì)，能了解世界科技的最新成果。“自動(dòng)控制原理”作為自動(dòng)化專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程對(duì)該課程開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)，就是為培養(yǎng)學(xué)生閱讀專業(yè)資料、接受最新專業(yè)知識(shí)的能力而搭建的平臺(tái)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
一、“梯進(jìn)式+立體交互式”雙語(yǔ)教學(xué)的提出
雙語(yǔ)教學(xué)的質(zhì)量取決于很多方面，比如師資隊(duì)伍的建設(shè)問(wèn)題、學(xué)生的英語(yǔ)水平、教學(xué)方法、考試改革、教材選用等問(wèn)題。很多高校也對(duì)雙語(yǔ)教學(xué)進(jìn)行了探索，所采用的教學(xué)方式各不相同，一些學(xué)校主張采用全英文授課的方式。“自動(dòng)控制原理”這門課程本身理論性強(qiáng)，學(xué)生理解起來(lái)比較抽象，而學(xué)生本身的英語(yǔ)水平又參差不齊，如果采用全英文授課，不但學(xué)生的英語(yǔ)水平?jīng)]有提高，最終專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)也沒(méi)有掌握，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)障礙。為此，筆者認(rèn)為“自動(dòng)控制原理”雙語(yǔ)教學(xué)應(yīng)該循序漸進(jìn)，采用“梯進(jìn)式+交互式”雙語(yǔ)教學(xué)模式，使學(xué)生逐漸適應(yīng)，去除恐懼感，讓學(xué)生愿意學(xué)，喜歡學(xué)，從而提高雙語(yǔ)教學(xué)的效果，讓學(xué)生既掌握了專業(yè)知識(shí)，又提高了英語(yǔ)水平，進(jìn)而具備國(guó)際交流與合作能力。
二、“梯進(jìn)式+立體交互式”雙語(yǔ)教學(xué)實(shí)施方案
1.“梯進(jìn)式”雙語(yǔ)教學(xué)模式
雙語(yǔ)教學(xué)中堅(jiān)持循序漸進(jìn)的原則。一方面在內(nèi)容上要循序漸進(jìn)，另一方面在授課方式上也要采用梯進(jìn)式。如果一開(kāi)始就用大量英語(yǔ)授課，學(xué)生的聽(tīng)力還有困難，再加上課程內(nèi)容理解上的困難，學(xué)生便會(huì)容易感到焦慮，甚至?xí)⒓与p語(yǔ)教學(xué)的興趣。采用梯進(jìn)式教學(xué)，讓學(xué)生有從陌生到熟悉的過(guò)程。梯進(jìn)式分為三個(gè)階段：
（1）采用譯文教材和原版教材相結(jié)合的方式。授課過(guò)程中簡(jiǎn)單的課堂組織用語(yǔ)、緒論、結(jié)束語(yǔ)用英語(yǔ)講授，授課的前幾分鐘用英語(yǔ)復(fù)習(xí)與總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和關(guān)鍵詞需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，為以后的學(xué)習(xí)打下詞匯基礎(chǔ)，其余大部分講授用漢語(yǔ)。要求學(xué)生對(duì)指定的原版教材的部分內(nèi)容預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，可以結(jié)合比照譯文教材，熟練專業(yè)術(shù)語(yǔ)的表達(dá)；習(xí)題也要盡量多地用英文，但不做硬性規(guī)定。這一階段中，學(xué)生對(duì)“自動(dòng)控制原理”最基本的概念如反饋控制（FEEDBACK CONTROL）、穩(wěn)定性（STABILITY）、暫態(tài)響應(yīng)（TRANSIENT RESPONSE）、穩(wěn)態(tài)誤差（STEADY ERROR）等都應(yīng)有很好的接受程度。
（2）以原版教材為主，譯文教材為輔，對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容的板書和講解用漢語(yǔ)，對(duì)理解起來(lái)比較容易的部分及數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和定理的表達(dá)大部分采用英語(yǔ)授課。這樣達(dá)到了讓學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的主要目的，同時(shí)又能具有一定的用英語(yǔ)解決問(wèn)題的能力。課后布置的作業(yè)，要求學(xué)生讀懂教材中的原理和定理及其中的專業(yè)知識(shí)，熟悉專業(yè)內(nèi)容的表達(dá)方式和特點(diǎn)，要求學(xué)生至少用50%的英文對(duì)習(xí)題作答，讓學(xué)生逐步學(xué)會(huì)其表達(dá)方法和準(zhǔn)確理解其內(nèi)容。這一階段中，如應(yīng)用根軌跡和頻率響應(yīng)法分析系統(tǒng)的性能、對(duì)根軌跡方程的推導(dǎo)和穩(wěn)定性判據(jù)的英文表達(dá)也有較好的理解和接受能力。
（3）完全采用英文原版教材。大部分板書和講解用英文，讓學(xué)生完全接觸原汁原味的英文教材，學(xué)習(xí)專業(yè)內(nèi)容的表達(dá)方式和思路，最終形成英語(yǔ)思維。課后布置的習(xí)題，要求學(xué)生至少用80%的英文作答，鼓勵(lì)學(xué)生100%作答，培養(yǎng)他們用英文進(jìn)行思考和書面表達(dá)的習(xí)慣。如學(xué)習(xí)“離散控制系統(tǒng)”時(shí)，第二階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了連續(xù)系統(tǒng)的分析方法，有了一定的理論基礎(chǔ)，而離散系統(tǒng)的分析也很類似連續(xù)系統(tǒng)，這時(shí)采用全英文講授，學(xué)生就能理解和接受了。
梯進(jìn)式教學(xué)中這三個(gè)階段時(shí)間的長(zhǎng)短可以根據(jù)學(xué)生當(dāng)時(shí)的英語(yǔ)水平和接受的能力等情況，靈活安排。
2.采取“立體化交互式”的教學(xué)方法
教學(xué)過(guò)程本身是一個(gè)互動(dòng)的過(guò)程，“立體化交互式”的教學(xué)方法，就是利用課堂教學(xué)、課后活動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等多種教學(xué)方法全方位地激發(fā)學(xué)生認(rèn)知接受和英語(yǔ)思維。其中教師起主導(dǎo)作用，網(wǎng)絡(luò)化多媒體教學(xué)則起重要的輔助功能。
教學(xué)與導(dǎo)學(xué)相結(jié)合是雙語(yǔ)教學(xué)的有效方式，在課堂講授過(guò)程中采取交互式的教學(xué)方法，避免學(xué)生被動(dòng)式聽(tīng)課。注意活躍課堂氣氛，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性；老師與學(xué)生共同參與，讓學(xué)生在輕松的環(huán)境中自然而然地說(shuō)出專業(yè)英語(yǔ)詞匯；并讓學(xué)生關(guān)注學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容，不必過(guò)多地關(guān)注語(yǔ)言的形式；幫助他們建立自信心，敢于發(fā)言。譬如課堂提問(wèn)、案例討論：自動(dòng)控制原理中對(duì)改進(jìn)控制系統(tǒng)的性能有哪些方法？對(duì)系統(tǒng)校正有哪些方案？鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，用英語(yǔ)發(fā)言，不過(guò)分糾正學(xué)生的語(yǔ)法錯(cuò)誤，不斷地鼓勵(lì)學(xué)生，培養(yǎng)其自信心。
為了加強(qiáng)學(xué)生的英語(yǔ)表達(dá)能力和鍛煉其英語(yǔ)思維能力，僅僅依靠課堂上有限的時(shí)間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)對(duì)學(xué)生雙語(yǔ)教學(xué)是非常必要的。提前指定原版教材一些相關(guān)的內(nèi)容讓學(xué)生閱讀，使學(xué)生上課時(shí)有重點(diǎn)地聽(tīng)，并逐步學(xué)會(huì)其表達(dá)方法和準(zhǔn)確理解教學(xué)內(nèi)容。課后布置相應(yīng)的作業(yè)題，要求用英語(yǔ)作答，采用教材上對(duì)問(wèn)題描述的方式，教師對(duì)作業(yè)給予適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)。設(shè)計(jì)專題，提供解決問(wèn)提的思路，讓學(xué)生去檢索英文資料，發(fā)展學(xué)生的“自主學(xué)習(xí)”能力；撰寫小論文或者報(bào)告，鍛煉專業(yè)技術(shù)文獻(xiàn)的讀寫能力，做成幻燈片形式在專題討論會(huì)上發(fā)表演講，展開(kāi)討論。“自動(dòng)控制原理”中學(xué)生學(xué)習(xí)了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)了專題“倒立擺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”、“ 直流電機(jī)轉(zhuǎn)速單閉環(huán)PID控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，要求他們寫出報(bào)告，并在課堂上討論，這鍛煉了學(xué)生信息檢索和英語(yǔ)書面表達(dá)能力。舉辦和自動(dòng)化相關(guān)學(xué)科的外籍專家的專業(yè)講座，加強(qiáng)國(guó)外大學(xué)師生與本校校師生進(jìn)行交流和互訪，提高同學(xué)們的興趣，拓寬其視野。
網(wǎng)絡(luò)化、多媒體教學(xué)軟件、資源網(wǎng)站作為教學(xué)信息整合的主要工具和載體，對(duì)高度交互的教學(xué)模式有重要的輔助功能。引導(dǎo)學(xué)生合理有效利用互聯(lián)網(wǎng)資源，利用“自動(dòng)控制原理”雙語(yǔ)教學(xué)的課程網(wǎng)站和現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生直接閱讀相關(guān)英語(yǔ)網(wǎng)站如國(guó)外專業(yè)論壇及相關(guān)研究網(wǎng)站，培養(yǎng)學(xué)生的信息能力和探究能力和創(chuàng)新精神，使學(xué)生得到全面的發(fā)展。
3.“梯進(jìn)式+立體交互式”雙語(yǔ)教學(xué)模式的教學(xué)要求
根據(jù)克拉申二語(yǔ)習(xí)得理論，在課堂上盡量提供可理解輸入和降低情感過(guò)濾。將克拉申二語(yǔ)習(xí)得理論應(yīng)用到雙語(yǔ)教學(xué)中，對(duì)課堂教學(xué)提出了要求。第一，要求教師的發(fā)音要準(zhǔn)確而且具備豐富的學(xué)科知識(shí)；第二，教師的語(yǔ)速要適中、最好使用常用詞匯和短句，符合學(xué)生當(dāng)前的英語(yǔ)理解水平，避免使用過(guò)多修辭語(yǔ)言，可以借助黑板或多媒體課件及時(shí)地給予學(xué)生幫助，從而提高輸入的可理解性。第三，要有足夠的輸入量，要擴(kuò)大學(xué)生的詞匯量，提供沉浸式的環(huán)境，不是教師一味地提供輸入。雙語(yǔ)教學(xué)更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)課堂的互動(dòng)，學(xué)生要“說(shuō)”，不要過(guò)多地關(guān)注語(yǔ)言的形式；教師要鼓勵(lì)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生自信心，讓他們?cè)敢庥谜Z(yǔ)言交流思想。教師應(yīng)該設(shè)計(jì)活動(dòng)、創(chuàng)設(shè)情境而進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生放松，降低學(xué)生在語(yǔ)言表達(dá)方面的焦慮，情感過(guò)濾降低，則容易得到更多的輸入。第四，對(duì)專業(yè)知識(shí)采用英文教學(xué)，講課的速度不宜太快，因?yàn)閷W(xué)生長(zhǎng)期習(xí)慣母語(yǔ)授課，適應(yīng)這種雙語(yǔ)教學(xué)需要較長(zhǎng)過(guò)程，是一個(gè)逐步的過(guò)程。教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)精簡(jiǎn)內(nèi)容，精講多練。
在雙語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中，老師要對(duì)自己和學(xué)生有明確的定位，并且使學(xué)生明白他們是學(xué)習(xí)的主體，主動(dòng)參與者；而老師只是學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、啟發(fā)者和組織者，讓學(xué)生有明確的學(xué)習(xí)目的和動(dòng)力。教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，要注重課堂交互式的表現(xiàn)、課后的自主學(xué)習(xí)能力以及協(xié)作能力，達(dá)到鼓勵(lì)學(xué)生樂(lè)意學(xué)習(xí)的目的；要加強(qiáng)與學(xué)生之間的交流反饋，采取座談會(huì)和問(wèn)卷調(diào)查的方式與學(xué)生交流，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和進(jìn)度。
三、結(jié)束語(yǔ)
雙語(yǔ)教學(xué)的模式一直是教師研究的重點(diǎn)，幾年的教學(xué)實(shí)踐使筆者體會(huì)到：在“自動(dòng)控制原理”課程開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的情況，采用“梯進(jìn)式+立體交互式”雙語(yǔ)教學(xué)模式，提高了雙語(yǔ)教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生的外語(yǔ)能力，使他們具備了學(xué)科能力，能追蹤學(xué)科發(fā)展前沿，把握學(xué)科發(fā)展方向。
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[4]劉云.“自動(dòng)控制原理”雙語(yǔ)教學(xué)的探索[J].長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2009,(3).
關(guān)鍵詞 自動(dòng)控制原理 實(shí)踐教學(xué) 教學(xué)改革
自動(dòng)控制原理是自動(dòng)化相關(guān)專業(yè)的一門非常重要的基礎(chǔ)課程，它在整個(gè)自動(dòng)化相關(guān)專業(yè)教學(xué)體系中有著極其重要的地位，學(xué)好它可以為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。但是從以前的自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)中可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，它的教學(xué)效果并不是很理想。為了提高自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，本著為國(guó)家培養(yǎng)應(yīng)用型人才的原則，自動(dòng)控制原理教學(xué)改革勢(shì)在必行。
1教學(xué)中存在的問(wèn)題
（1）課程理論性太強(qiáng)，概念過(guò)于抽象，各個(gè)章節(jié)所講內(nèi)容相互獨(dú)立，沒(méi)有考慮到前后聯(lián)系，知識(shí)跨越性大。
（2）教學(xué)方式中絕大部分教師僅在課堂上講解理論知識(shí)，缺少理論聯(lián)系實(shí)際，造成理論與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生接受較困難。
（3）考核方式單一， 往往以一張?jiān)嚲頉Q定此門課程的最終成績(jī)，缺少對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程考核和實(shí)際動(dòng)手能力的考核。
（4）實(shí)驗(yàn)課主要是一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而且采用兩種模式，一種是基于MATLAB軟件仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑环N是基于電子線路的控制系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑浖Ｊ讲唤佑|實(shí)際器件，容易造成學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)不夠，也不能鍛煉學(xué)生的硬件調(diào)試能力。硬件模式能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，但由于系統(tǒng)構(gòu)建和測(cè)試會(huì)消耗掉較長(zhǎng)時(shí)間而導(dǎo)致學(xué)生專注于電路的實(shí)現(xiàn)，忽略對(duì)所搭建的控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和思考。
2教學(xué)內(nèi)容和方法的改革
2.1教學(xué)內(nèi)容選擇
在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，三本院校應(yīng)以崗位能力的培養(yǎng)為目標(biāo)，分析該崗位所應(yīng)具有的技能和知識(shí)，選擇相應(yīng)的課程內(nèi)容；將課程內(nèi)容與國(guó)家職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)和崗位技能進(jìn)行有效銜接，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容。另外教學(xué)內(nèi)容還要考慮實(shí)用性， 與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合。可以把實(shí)用性作為知識(shí)點(diǎn)評(píng)判的重要標(biāo)志，教學(xué)內(nèi)容要選擇工程實(shí)踐中用的比較多的作為教學(xué)重點(diǎn)。除此之外， 適度性也是三本院校此門課程教學(xué)內(nèi)容需要強(qiáng)調(diào)的，所謂適度性，是指對(duì)所選的教學(xué)內(nèi)容，原理不能太復(fù)雜、內(nèi)容不能太多，難度要適中。對(duì)于一些難于理解的原理和概念可以不做詳細(xì)的分析和復(fù)雜的推導(dǎo)，在闡明原理的內(nèi)涵后，直接引用。重要的概念和基本分析問(wèn)題的方法一定要講清楚，剩下的知識(shí)可以在實(shí)踐中補(bǔ)充。
2.2章節(jié)關(guān)系的把握
現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的自動(dòng)控制原理的教材一般更傾向于把各個(gè)章節(jié)的內(nèi)容獨(dú)立出來(lái)，這便造成一個(gè)后果，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中常常搞不清楚各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，就無(wú)法做到融會(huì)貫通，在遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)，便束手無(wú)策，不知從何下手，不知道用哪一章的理論知識(shí)去解決，這就需要授課老師在授課過(guò)程中幫其理清線索，弄清各章節(jié)之間的相互關(guān)系，各章節(jié)在整門課程中的位置。例如第二章數(shù)學(xué)模型的建立，建立方法：微分方程，傳遞函數(shù)，差分方程等，這一章是我們研究控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)；第三章時(shí)域分析法，第四章根軌跡分析法，第五章頻域分析法，這三章介紹分析系統(tǒng)的方法，也可稱為分析系統(tǒng)的工具；第六章系統(tǒng)校正，是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方法。從圖一中我們可以清楚的看到各章之間的關(guān)系。
2.3教學(xué)方法改革
2.3.1引用項(xiàng)目教學(xué)法
項(xiàng)目教學(xué)法就是師生以團(tuán)隊(duì)的形式共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在教師預(yù)先給定“項(xiàng)目”的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且緊密結(jié)合MATLAB等系統(tǒng)仿真軟件在自動(dòng)控制方面的應(yīng)用。這些項(xiàng)目可以是教師熟悉的所教學(xué)生專業(yè)的一些工程系統(tǒng)，或是自己工程實(shí)例或課題，在項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施中，教師將需要解決的問(wèn)題以項(xiàng)目的形式布置給學(xué)生，學(xué)生以小組的形式，在教師指導(dǎo)下按照實(shí)際工作的完整過(guò)程，共同制訂計(jì)劃，團(tuán)體協(xié)作完成整個(gè)項(xiàng)目，目的是引導(dǎo)學(xué)生由簡(jiǎn)到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列“項(xiàng)目”，在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，學(xué)生能夠體驗(yàn)實(shí)際工程項(xiàng)目的流程，并理解把握相關(guān)知識(shí)和技能，培養(yǎng)其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。采用項(xiàng)目教學(xué)法組織教學(xué)，不但可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力，而且還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高學(xué)生的系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的能力。
2.3.2任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法
講新課前，由教師向?qū)W生布置本次工作任務(wù)，教師為學(xué)生分析說(shuō)明工作任務(wù)，講解工作任務(wù)中所涉及的新理論知識(shí)，由學(xué)生自行學(xué)習(xí)并完成工作任務(wù)。在這過(guò)程中教師只是學(xué)習(xí)的組織者，起引導(dǎo)作用，最后由教師進(jìn)行歸納總結(jié)，對(duì)新的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化。使學(xué)生通過(guò)完成任務(wù)來(lái)學(xué)習(xí)新的知識(shí)，予理論于實(shí)踐中，擺脫了直接講授理論知識(shí)而帶來(lái)的枯燥感。使學(xué)生愿意去學(xué)，主動(dòng)去學(xué)。
2.3.3互動(dòng)教學(xué)法
課堂教學(xué)也可采用討論的方式， 學(xué)生是討論課的主體 ， 教師的作用是組織、引導(dǎo) ， 由學(xué)生對(duì)討論題進(jìn)行分析、綜合、歸納、推理， 得出結(jié)論。教師在完成一個(gè)章節(jié)的教學(xué)后，可以布置幾個(gè)綜合性的問(wèn)題，讓學(xué)生自由分組形成課題組。利用課余時(shí)間通過(guò)查閱資料完成題目的分析、方案選擇、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)果分析，并制作出一份電子文檔，說(shuō)明原理、分析過(guò)程，由課題組選派一名同學(xué)在課堂上進(jìn)行講解，并且接受教師和同學(xué)的提問(wèn)，進(jìn)行討論。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不僅培養(yǎng)了邏輯思維能力，也提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，而且還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和科技論文的寫作能力。而且還可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在自學(xué)過(guò)程中薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)加以彌補(bǔ)，對(duì)理論知識(shí)能更好地理解。教師可以根據(jù)討論中學(xué)生反映出的興趣點(diǎn)對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，起到教學(xué)相長(zhǎng)的效果。教學(xué)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課堂討論，對(duì)于教師給的題目學(xué)生可以充分發(fā)表意見(jiàn)和看法，與老師同學(xué)探討，將其由被動(dòng)學(xué)習(xí)者變成主動(dòng)學(xué)習(xí)者，在這過(guò)程中學(xué)生處于主體地位，教師只是引領(lǐng)者。
2.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
2.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁母?/p>
結(jié)合實(shí)驗(yàn)的軟件模式和硬件模式的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建適合學(xué)生應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由操作臺(tái)和實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成，實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供電路模塊，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要組合構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)的各種典型環(huán)節(jié)或系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)設(shè)計(jì)有數(shù)據(jù)處理單元，輸出以及與上位機(jī)通信。操作臺(tái)PC機(jī)裝有MATLAB軟件和虛擬電子工作平臺(tái)Multisim可以進(jìn)行控制系統(tǒng)的模型仿真和電路仿真，這就形成了集模型仿真、電路仿真、硬件系統(tǒng)調(diào)試、軟硬件結(jié)合的一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。
2.4.2編寫實(shí)用的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
教師應(yīng)該自己編寫適合學(xué)生能力培養(yǎng)的應(yīng)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。在指導(dǎo)書里保留典型的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在這本指導(dǎo)書中不要有實(shí)驗(yàn)步驟，只有實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)思路。讓學(xué)生自己去思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程，完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。讓學(xué)生扮演課堂的主角，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考分析問(wèn)題、進(jìn)而想辦法解決問(wèn)題。這不僅能調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，還能鍛煉了學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
2.5合理利用各種資源
除課堂教學(xué)外，可充分利用校園豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，把好的微課、慕課教學(xué)資源及課件于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，使學(xué)生可以不受時(shí)間地點(diǎn)的限制進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可以在網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置難題解析，在線討論等，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)自動(dòng)控制原理的興趣。并且鼓勵(lì)學(xué)生參加相關(guān)的知識(shí)講座或?qū)I(yè)社團(tuán)及大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，在豐富學(xué)生課余生活的同時(shí)又是對(duì)課堂教學(xué)的補(bǔ)充；設(shè)立獎(jiǎng)勵(lì)政策，獎(jiǎng)勵(lì)相應(yīng)的學(xué)分或獎(jiǎng)學(xué)金，旨在鼓勵(lì)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2.6師資隊(duì)伍的建設(shè)
教育離不開(kāi)教師，一支優(yōu)秀的教師隊(duì)伍，是教學(xué)改革的前提條件，同時(shí)也是加強(qiáng)素質(zhì)教育和應(yīng)用教育的基礎(chǔ)。所以學(xué)校要努力創(chuàng)造條件，讓教師經(jīng)常有機(jī)會(huì)接受繼續(xù)教育和業(yè)務(wù)培訓(xùn)，及時(shí)更新知識(shí)，不斷提高教師素質(zhì)。可以采用企業(yè)鍛煉、掛職頂崗等方式定期到生產(chǎn)第一線學(xué)習(xí)實(shí)際應(yīng)用技術(shù)， 積累應(yīng)用于教學(xué)需要的職業(yè)技能、專業(yè)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；逐步建立起一支適合三本學(xué)校應(yīng)用型教育的新型師資隊(duì)伍。
2.7考核制度的完善
考試是教學(xué)過(guò)程中的必要環(huán)節(jié)，是檢測(cè)教師傳授知識(shí)的情況和學(xué)生掌握知識(shí)效果的一種手段。自動(dòng)控制原理課程的考試應(yīng)該注重理論聯(lián)系實(shí)際，把筆試和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，以此來(lái)檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，以及動(dòng)手能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況可以通過(guò)筆試來(lái)考察；學(xué)生的應(yīng)用能力和動(dòng)手能力則要通過(guò)實(shí)踐來(lái)考察，確定這兩項(xiàng)考核所占的比例，算出總成績(jī)記入成績(jī)表。這種多元化考試的目的是為了檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況和運(yùn)用知識(shí)的能力，給學(xué)生一個(gè)全面客觀的評(píng)價(jià)。
將現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革，更新教學(xué)理念，豐富教學(xué)內(nèi)容采用多樣化教學(xué)模式，有力提高課自動(dòng)控制原理的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制，教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)結(jié)構(gòu)，實(shí)踐教學(xué)
“自動(dòng)控制原理”是研究控制系統(tǒng)的一般規(guī)律，為進(jìn)行控制系統(tǒng)的理論分析和綜合運(yùn)用，提供基本的理論依據(jù)和使用方法的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。同時(shí)，自動(dòng)化專業(yè)的很多后續(xù)課程，如：“現(xiàn)代控制理論”、“過(guò)程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”、“控制系統(tǒng)仿真”等，在較多地方都用到了該課程的基本理論和基本方法。因此，教師教好和學(xué)生學(xué)好該課程，對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生來(lái)講，具有十分重要的意義。但由于該課程理論性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣、分析方法多、對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)要求高，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中常感覺(jué)內(nèi)容抽象、難于理解，進(jìn)而不能很好地掌握。為有效解決這一問(wèn)題，結(jié)合在教學(xué)工作中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，認(rèn)為應(yīng)重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面的工作。
1 加強(qiáng)對(duì)教材內(nèi)容的理解和把握，重組教學(xué)內(nèi)容
一是統(tǒng)觀全局，分清層次，有詳有略，著力使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)，形成科學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。如：該課程的主要內(nèi)容是經(jīng)典控制，即重點(diǎn)在線性系統(tǒng)理論的學(xué)習(xí)，但由于在實(shí)際應(yīng)用中，大多系統(tǒng)是非線性的，因此，有關(guān)非線性系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容需要進(jìn)一步加強(qiáng)；計(jì)算機(jī)技術(shù)已在控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，需要適當(dāng)增加一些系統(tǒng)分析工具的介紹，如Matlab相關(guān)軟件內(nèi)容的學(xué)習(xí)；另外，根軌跡校正、等M圓、等N圓設(shè)計(jì)等內(nèi)容在當(dāng)前的工程設(shè)計(jì)中已很少使用，可只作簡(jiǎn)要介紹。
二是深入理解和把握教材內(nèi)容間的橫向和縱向聯(lián)系，按由整體到部分、由一般到個(gè)別、由淺入深、由易到難、由已知到未知的順序安排教學(xué)內(nèi)容。該課程雖然內(nèi)容多、涉及知識(shí)面廣，但教學(xué)內(nèi)容間有著非常緊密的聯(lián)系。分析認(rèn)為，在縱向上，應(yīng)沿系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩條線，逐步深入地安排教學(xué)內(nèi)容；在橫向上，應(yīng)始終以“穩(wěn)、快、準(zhǔn)”的基本要求為核心，加強(qiáng)有關(guān)內(nèi)容的相互滲透。
2 優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，提高課堂教學(xué)效率
課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)是為了完成一定的教學(xué)目標(biāo)，教師在時(shí)間和空間上，對(duì)各種教學(xué)因素的排列和組合，對(duì)課堂教學(xué)的整體安排。優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)就是使教師的教和學(xué)生的學(xué)的活動(dòng)處于和諧、高效的最佳狀態(tài)。。
一是精心設(shè)計(jì)引言。“良好的開(kāi)端是成功的一半”，一個(gè)好的引言能喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)靈活多變的方式設(shè)置問(wèn)題是課堂導(dǎo)入的有效途徑，如：借助于多媒體手段，在引言中，先演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，其后圍繞實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象講解教學(xué)內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的求知欲望。
二是妥善處理教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)。教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)是課堂教學(xué)的精髓，如果處理不當(dāng)會(huì)使學(xué)生思維受阻，注意力分散，長(zhǎng)此下去就會(huì)因疑問(wèn)越來(lái)越多，造成學(xué)習(xí)障礙，從而對(duì)學(xué)習(xí)失去興趣。因而一定要采用多種教學(xué)方法，妥善處理重、難點(diǎn)，以達(dá)到突出教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)的目的。對(duì)于抽象知識(shí)的重、難點(diǎn)應(yīng)采用形象、直觀的教學(xué)方法，如：對(duì)于非線性中的死區(qū)現(xiàn)象，以齒輪傳動(dòng)為例，通過(guò)演示其傳動(dòng)中的死區(qū)產(chǎn)生過(guò)程，使抽象內(nèi)容變得直觀、具體。學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲得，應(yīng)是一個(gè)由淺入深，循序漸進(jìn)的過(guò)程。在教學(xué)中，要注意從回憶舊知開(kāi)始，再逐漸引入新知，以幫助學(xué)生全面把握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，建立起整體性、連貫的概念。對(duì)于學(xué)生從未接觸過(guò)、難度較大、理解起來(lái)有一定困難的知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)分散難點(diǎn)，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單，以讓學(xué)生能夠比較輕松的理解和掌握。對(duì)于內(nèi)涵相近或相似、容易混淆的知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)多用類比的方法加深學(xué)生的理解和把握。
三是合理設(shè)計(jì)板書。板書是課堂教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，好的板書能喚起學(xué)生的求知欲，吸引學(xué)生專心聽(tīng)課，方便學(xué)生記筆記并做好課后復(fù)習(xí)。每堂課的板書都應(yīng)有一定的技巧性和實(shí)用性，要盡可能運(yùn)用最簡(jiǎn)潔的文字或符號(hào)使教材內(nèi)容形象化、復(fù)雜問(wèn)題條理化，要使學(xué)生僅通過(guò)板書，就能領(lǐng)略到全課的要點(diǎn)和應(yīng)掌握的內(nèi)容。需要特別指出的是，盡管應(yīng)用多媒體教學(xué)手段，使得教學(xué)更加形象、直觀，但為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)整體性和重點(diǎn)、難點(diǎn)的理解和把握，板書仍是不可替代的。
四是師生共同歸納小結(jié)。課后小結(jié)是一節(jié)課重點(diǎn)和難點(diǎn)的概括，此環(huán)節(jié)完成得好，可起到“畫龍點(diǎn)睛”的作用，如果這一步只由教師來(lái)做，不利于學(xué)生的提高，為此，可采用教師提示、學(xué)生歸納的方法。通過(guò)讓學(xué)生參與歸納一節(jié)課所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，可促使學(xué)生加深對(duì)課堂內(nèi)容完整性的理解和認(rèn)識(shí)，并可有效提高學(xué)生整體思維和口頭表達(dá)能力，這也是加強(qiáng)教、學(xué)和諧性和素質(zhì)教育的重要體現(xiàn)。
五是用規(guī)范、幽默的教學(xué)語(yǔ)言。課堂教學(xué)中的語(yǔ)言一定要規(guī)范。。規(guī)范是技巧的前提。教師對(duì)原始概念的剖析，定理、原理的闡述等都必須用專業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)準(zhǔn)確表達(dá)，應(yīng)堅(jiān)決摒棄似是而非、模棱兩可的語(yǔ)言；同時(shí)，課堂教學(xué)中的語(yǔ)言應(yīng)有一定的幽默性。應(yīng)善于在“標(biāo)準(zhǔn)化”的語(yǔ)言中適時(shí)地加入一些幽默的語(yǔ)言，以此作為課堂教學(xué)的“調(diào)味劑”，以不斷提高學(xué)生的注意力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，緩解學(xué)習(xí)中的壓力。
3加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，鞏固理論教學(xué)效果
一是大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。該課程理論性很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)課是其教學(xué)中的一個(gè)至關(guān)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)具有形象、生動(dòng)的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含著諸多實(shí)際因素，會(huì)出現(xiàn)很多意想不到的問(wèn)題，有利于加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解和掌握，有利于激發(fā)學(xué)生解決問(wèn)題的興趣和熱情，有利于加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。
二是增設(shè)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，由于該課程理論性強(qiáng)、比較抽象，學(xué)生常對(duì)課程知識(shí)缺乏系統(tǒng)性的概念，缺乏綜合分析問(wèn)題的能力，遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)，常感覺(jué)無(wú)從下手。為此，增設(shè)了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，如：給出一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)及其要求的性能指標(biāo)，由學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)建模和系統(tǒng)性能分析，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)校正裝置，使系統(tǒng)滿足給定的要求。。實(shí)踐證明，通過(guò)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用能力，有效提高綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
以上是對(duì)“自動(dòng)控制原理”教學(xué)的幾點(diǎn)建議和思考，并且在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行了多次嘗試，取得了較好的教學(xué)效果，受到了學(xué)生的好評(píng)。
參考文獻(xiàn)
1 胡壽松. 自動(dòng)控制原理. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社. 1999
2 高國(guó)焱, 余文. 自動(dòng)控制原理. 廣州：華南理工大學(xué)出版社. 1999
3Richard C.Dorf, Robert H.Bishop. 現(xiàn)代控制理論. 北京：高等教育出版社. 2001
材料成型及控制工程專業(yè)主要課程
1、主干學(xué)科：機(jī)械工程、材料科學(xué)與工程。
2、主要課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、基礎(chǔ)外語(yǔ)、哲學(xué)原理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、電工電子技術(shù)、金屬學(xué)、金屬工藝學(xué)、材料冶金與成型工藝、材料成型設(shè)備及方法、材料成型微機(jī)應(yīng)用、先進(jìn)制造技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)與控制工程、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、CAD/CAM基礎(chǔ)、表面工程學(xué)等。
3、實(shí)踐教學(xué)：包括軍訓(xùn)，金工、電工、電子實(shí)習(xí)，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)，社會(huì)實(shí)踐，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等，一般應(yīng)安排40周以上。
材料成型及控制工程專業(yè)就業(yè)前景
材料成形及控制工程專業(yè)既不完全是按照行業(yè)特點(diǎn)設(shè)立的專業(yè)，也不是按照學(xué)科特征設(shè)立的專業(yè)，因此其發(fā)展具有其特殊性。
按照本專業(yè)的情況及市場(chǎng)需求情況進(jìn)行分析，估計(jì)本專業(yè)今后的發(fā)展將主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：
1.先進(jìn)制造技術(shù)將成為本專業(yè)今后的主導(dǎo)技術(shù)發(fā)展方向。
2.厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)將成為本專業(yè)人才培養(yǎng)的主要模式。
3.在今后一段時(shí)期內(nèi)，分類培養(yǎng)仍將占據(jù)主要的地位。
材料成型及控制工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；節(jié)能技術(shù)
中圖分類號(hào)：S210文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
近年來(lái)，伴隨著人們追求更高的物質(zhì)文化生活水平，要求創(chuàng)造舒適而健康的室內(nèi)空氣環(huán)境，中央空調(diào)勢(shì)必成為21世紀(jì)健康環(huán)境不可或缺的重要組成部分之一。但中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行耗能很大，在某些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，供暖和空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗約占國(guó)家總能源消耗的1/3。因此，提高空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率已成為空調(diào)工程技術(shù)的一項(xiàng)重要課題。為了降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，在世界能源日益緊張、環(huán)境保護(hù)日益重要的今天，探討空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保問(wèn)題意義重大。
一、中央空調(diào)的特點(diǎn)
1、對(duì)象特性
不同的被控對(duì)象,在相同的干擾作用下,被控量隨時(shí)間的變化過(guò)程也不同。空調(diào)自控系統(tǒng)的任務(wù)就是克服這些干擾因素,維持空調(diào)房間一定的溫、濕度和空氣品質(zhì)。但溫、濕度的控制效果不僅取決于自控系統(tǒng),更是取決于空調(diào)系統(tǒng)的合理性及空調(diào)的對(duì)象特性。
2、溫濕度相關(guān)性
多數(shù)情況下，空調(diào)控制主要是對(duì)空調(diào)房間內(nèi)溫度和濕度的控制,這兩個(gè)參數(shù)常常是在一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)象里同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)的兩個(gè)被調(diào)量，且這兩個(gè)參數(shù)在調(diào)節(jié)過(guò)程中又相互影響。
3、干擾性
空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中,由于氣溫、太陽(yáng)輻射、風(fēng)、晴、雨、雪等外部條件和空調(diào)房間中設(shè)備、投入運(yùn)行的多少,以及人員的增減等內(nèi)部條件的變化,都會(huì)干擾空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。
4、整體控制性
空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)一般是以空調(diào)房間內(nèi)的空氣溫度和相對(duì)濕度控制為中心,通過(guò)工況轉(zhuǎn)換與空氣處理過(guò)程每個(gè)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起的整體控制系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)中空氣處理設(shè)備的啟停都要根據(jù)系統(tǒng)的工作程序,按照有關(guān)的操作規(guī)程進(jìn)行,處理過(guò)程的各個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)及聯(lián)鎖控制都是與室內(nèi)溫、濕度密切相關(guān)的。
5、多工況運(yùn)行及轉(zhuǎn)換控制
由于空調(diào)系統(tǒng)是在全年的室內(nèi)外條件變化下,按照一定的運(yùn)行方式(即工況)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。同時(shí)在內(nèi)外條件發(fā)生顯著變化時(shí)要改變運(yùn)行調(diào)節(jié)方式,即進(jìn)行運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換。
二、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的意義
1、建筑節(jié)能法規(guī)要求空調(diào)系統(tǒng)降低能耗
長(zhǎng)期以來(lái)，當(dāng)季節(jié)變化、晝夜溫差變化、溫室效應(yīng)和空調(diào)實(shí)際使用工況發(fā)生變化時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)在傳統(tǒng)的運(yùn)行模式下，能源浪費(fèi)很大。就我國(guó)情況而言，現(xiàn)代建筑中采用中央空調(diào)的民用、公用及商用建筑，中央空調(diào)能耗約占整個(gè)建筑總能耗的50％左右，商場(chǎng)和綜合大樓等的能耗甚至可能高達(dá)60％以上。我國(guó)屬能源消耗大國(guó)，能源有限，利用率不高且依賴性強(qiáng)。近年來(lái)能源短缺的現(xiàn)實(shí)迫使國(guó)家把公共建筑節(jié)能提升到戰(zhàn)略高度，相應(yīng)制定了節(jié)約能源法，對(duì)公共建筑能耗國(guó)家實(shí)施國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
2、產(chǎn)業(yè)辦公樓宇的發(fā)展對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能提出了更高的要求
現(xiàn)階段，產(chǎn)業(yè)辦公樓從發(fā)展初期的以“產(chǎn)權(quán)式商鋪”為主要銷售模式逐漸被經(jīng)營(yíng)持有型物業(yè)所取代，從投資者的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)，過(guò)去一段時(shí)間由于利潤(rùn)的實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)辦公樓多以出售為主，受短期利益的驅(qū)動(dòng)，往往只追求建設(shè)階段的低成本和銷售時(shí)的高收益，對(duì)后期實(shí)際使用階段的效果和運(yùn)營(yíng)成本很少考慮，后期往往中央空調(diào)系統(tǒng)效率低、能耗大。而目前越來(lái)越多的項(xiàng)目——主要為商業(yè)辦公地產(chǎn)，以持有物業(yè)持續(xù)經(jīng)營(yíng)為主要贏利模式，這勢(shì)必使投資者及發(fā)展商從一開(kāi)始就關(guān)注能耗問(wèn)題。現(xiàn)階段我國(guó)中央空調(diào)能耗現(xiàn)狀概述我國(guó)現(xiàn)階段中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用中，更多的關(guān)注的是空調(diào)系統(tǒng)溫濕度控制效果及空氣品質(zhì)控制效果，往往忽略了空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況。
三、中央空調(diào)節(jié)能環(huán)保技術(shù)
1、太陽(yáng)能空調(diào)
太陽(yáng)能是一種可持續(xù)利用的清潔能源。利用太陽(yáng)能供熱與制冷是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外新能源研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。利用太陽(yáng)能真空集熱管與溴化鋰雙效吸收式制冷技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，形成夏季制冷、冬季供熱和全年生活熱水供應(yīng)的空調(diào)熱水機(jī)組，做到一機(jī)多用，從而可以顯著提高太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的利用率和經(jīng)濟(jì)性。
太陽(yáng)能空調(diào)熱水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：季節(jié)適應(yīng)性好。太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力是隨著太陽(yáng)輻射能量的增加而增大的，這正好與夏季人們對(duì)空調(diào)的迫切要求相匹配；太陽(yáng)能吸收式空調(diào)熱水系統(tǒng)以不含氟氯烴化合物的溴化鋰為工作介質(zhì)，無(wú)臭、無(wú)毒，減少了溫室氣體的排放量，有利于環(huán)境保護(hù)。
2、變頻空調(diào)系統(tǒng)
變頻空調(diào)是指采用變頻原理得到可變化交流電源來(lái)控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而根據(jù)需要控制空調(diào)器的輸出能力。在中央空調(diào)系統(tǒng)中目前運(yùn)行使用的大部分空調(diào)輸送系統(tǒng)，大都按傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)運(yùn)行，即根據(jù)空調(diào)的最大負(fù)荷設(shè)計(jì)水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)，而空調(diào)系統(tǒng)大部分時(shí)間處于部分負(fù)荷狀態(tài)，一般水系統(tǒng)通過(guò)閥門節(jié)流，風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)再加熱等措施以適應(yīng)部分負(fù)荷運(yùn)行的需要，而采用此種調(diào)節(jié)方式能量浪費(fèi)嚴(yán)重。有資料統(tǒng)計(jì)表明，此類調(diào)節(jié)方式中，定速泵和風(fēng)機(jī)所耗電能有60％一70％消耗于調(diào)節(jié)閥、節(jié)流控制壓降等處，因此改變空調(diào)輸送系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方式，節(jié)能潛力巨大，而變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展成熟，可將其應(yīng)用于空調(diào)輸送系統(tǒng)中，當(dāng)空調(diào)負(fù)荷下降時(shí)，通過(guò)變頻裝置調(diào)節(jié)水泵(風(fēng)機(jī))的轉(zhuǎn)速，從而減少水(風(fēng))量，節(jié)省電機(jī)的耗電量，達(dá)到節(jié)能目的。
3、智能控制技術(shù)
智能控制技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展到高級(jí)階段的產(chǎn)物，融合了控制技術(shù)、信息技術(shù)和人工智能等多種技術(shù)，包括模糊控制技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等。對(duì)于現(xiàn)代空調(diào)日益復(fù)雜的系統(tǒng)，傳統(tǒng)控制技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)精確、可靠且有效的控制，智能控制技術(shù)因此應(yīng)運(yùn)而生。
（1）模糊控制技術(shù)
模糊控制是模糊數(shù)學(xué)、人工智能和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種學(xué)科相互滲透而產(chǎn)生的一種具有很強(qiáng)理論性的控制技術(shù)。模糊控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是模糊集合論、模糊邏輯推理規(guī)則和模糊語(yǔ)言變量，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是其系統(tǒng)的主要實(shí)現(xiàn)形式，其核心為智能模糊語(yǔ)言控制器。這種控制系統(tǒng)具有智能性和自學(xué)習(xí)性，并且并不需要建立精確的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，適用于復(fù)雜的系統(tǒng)和過(guò)程。目前模糊控制已經(jīng)在中央空調(diào)的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)和變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。
利用模糊控制技術(shù)對(duì)空調(diào)回風(fēng)溫度和濕度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以受到不錯(cuò)的節(jié)能效果。利用溫度傳感器將測(cè)得的回風(fēng)溫度信號(hào)輸入到模糊語(yǔ)言控制器中，并與給定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果自動(dòng)調(diào)節(jié)回水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，以實(shí)現(xiàn)控制冷凍水流量的目的，從而使室內(nèi)溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。對(duì)于這個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，新風(fēng)溫度的變化是系統(tǒng)的一個(gè)干擾量，為了提高系統(tǒng)的控制精確性，可以將新風(fēng)溫度傳感器的信號(hào)作為一個(gè)反饋信號(hào)加入到系統(tǒng)中。采用模糊控制的回風(fēng)濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)與回風(fēng)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理相類似。
（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制融合了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和系統(tǒng)控制理論，屬于智能控制的另一個(gè)分支。其原理是模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)的工作方式，以大量簡(jiǎn)單的處理單于相互連接，構(gòu)成一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可分為輸入層、隱含層、和輸出層。在中央空調(diào)的控制系統(tǒng)中，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代替原來(lái)的控制器或辨識(shí)器，就構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。這種控制方式對(duì)于復(fù)雜的、不確定的系統(tǒng)具有良好的控制效果，整個(gè)控制系統(tǒng)可以獲得較高的穩(wěn)定性和動(dòng)靜態(tài)性能。并且對(duì)于變化的環(huán)境有著良好的適應(yīng)性。基于這些優(yōu)秀的性能，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在中央空調(diào)的控制系統(tǒng)中也得到較多的應(yīng)用。
結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)的建筑施工中的中央空調(diào)的施工建設(shè)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足地發(fā)展，節(jié)能環(huán)保技術(shù)成為施工技術(shù)中控制的重點(diǎn)，同樣的現(xiàn)今我國(guó)的很多的施工建設(shè)都是和節(jié)能相關(guān)聯(lián)，我國(guó)的科學(xué)家也在不斷地研究和探索節(jié)能的新理念，相信我國(guó)的中央空調(diào)的建設(shè)施工會(huì)更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保這兩個(gè)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]譚胤.張德源智能中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[期刊論文]-工業(yè)控制計(jì)算機(jī)2013.
[關(guān)鍵詞] 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 教學(xué)改革 教學(xué)實(shí)踐
隨著高等教育逐步實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的應(yīng)試教育向現(xiàn)代的綜合素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化，傳統(tǒng)的教學(xué)模式正朝著學(xué)習(xí)理論知識(shí)、提高綜合素質(zhì)、增強(qiáng)實(shí)踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的目標(biāo)發(fā)展。
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程是高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，課程的特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)、與專業(yè)課密切相關(guān)，它涉及的基礎(chǔ)理論和知識(shí)面較廣，牽涉電氣、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制理論等綜合知識(shí)，在同類課程中占有十分重要的地位。
一、課程的性質(zhì)與任務(wù)
《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》是自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課，和畢業(yè)設(shè)計(jì)前后銜接，共同完成本專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和實(shí)際工作能力的任務(wù)，培養(yǎng)自動(dòng)化專業(yè)本科生熟悉計(jì)算機(jī)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，掌握計(jì)算機(jī)在自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生獲得：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成與典型應(yīng)用方式；控制系統(tǒng)信號(hào)的輸入/輸出接口與通道；常規(guī)數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)；常用應(yīng)用程序設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾措施等方面的基本概念、基本理論和基本設(shè)計(jì)技能，學(xué)生在學(xué)完本課程后，結(jié)合其他課程內(nèi)容和畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，可具備一定的開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的能力。
二、教學(xué)方法的改革
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求我們培養(yǎng)的學(xué)生不是單純的繼承型、守業(yè)型人才，而是能夠獨(dú)立思考、善于進(jìn)取、有創(chuàng)造性思維能力、能適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展需要的開(kāi)拓型人才。為適應(yīng)人才培養(yǎng)的需要，改革課程教學(xué)方法和教學(xué)手段，是擺在我們面前十分重要的任務(wù)。
在課堂教學(xué)中采用知識(shí)點(diǎn)講授、課堂討論、演示輔導(dǎo)、工程實(shí)例分析相結(jié)合的方法，變單向灌輸為雙向交流；注重處理好難點(diǎn)與重點(diǎn)、概念與應(yīng)用的關(guān)系，做到精講多練、邊講邊練、講練結(jié)合。選擇實(shí)用性、趣味性、有典型特色的教學(xué)實(shí)例，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，增強(qiáng)專業(yè)課學(xué)習(xí)的興趣。
1.在本課程的教授過(guò)程中應(yīng)特別注意計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的教學(xué)目的和要求，由此決定在本課程的教學(xué)過(guò)程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)基本概念、基本規(guī)律的講授，有關(guān)計(jì)算方法講授的目的是期望通過(guò)計(jì)算所得的結(jié)果進(jìn)一步幫助學(xué)生對(duì)基本概念或基本規(guī)律的理解和掌握, 而不是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力。
2.“學(xué)而必知其用”觀念貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程。因?yàn)檫@門課程是前面幾門課程的綜合，它把前面的自動(dòng)控制理論、單片機(jī)原理及應(yīng)用、微機(jī)原理及應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)等幾門課程綜合在一起，形成一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)對(duì)課程中各章節(jié)的作用有清楚的認(rèn)識(shí)，應(yīng)當(dāng)明確課程各部分內(nèi)容在實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)中的作用。
3.采用“教、學(xué)、做相結(jié)合”的教學(xué)方法。教學(xué)中從最基本的應(yīng)用實(shí)例出發(fā)，由實(shí)際問(wèn)題入手通過(guò)技能訓(xùn)練引入相關(guān)知識(shí)和理論，并且提出學(xué)習(xí)的內(nèi)容、目的、要求及其他相關(guān)事項(xiàng)，后面由學(xué)生自主學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容，再通過(guò)自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的方式來(lái)加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，同時(shí)獲得相關(guān)技能的訓(xùn)練。這種在教師指導(dǎo)下，感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)交互進(jìn)行，對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)起到良好的促進(jìn)作用。
4.探究型教學(xué)。在教材的每章結(jié)尾或正文敘述中提出了一些思考題，這些思考題可以幫助學(xué)生對(duì)有些概念的深入理解和掌握，在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)某些思考題組織學(xué)生進(jìn)行討論或給予啟發(fā)說(shuō)明，以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)的能力。
5.利用小型的課程設(shè)計(jì)作業(yè)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)真正意義上的控制系統(tǒng)。激發(fā)學(xué)生自主的創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行有益的嘗試。
三、教學(xué)手段的改革
采用現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用。目前，現(xiàn)代電化教育手段和多媒體技術(shù)等手段已全面引入各專業(yè)的教學(xué)，大大提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。本課程中部分章節(jié)采用CAI課件授課，數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)部分要求的理論性較強(qiáng)，采用傳統(tǒng)的黑板教授的方式，使學(xué)生更好的理解數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法。
在教學(xué)手段上，開(kāi)發(fā)了相關(guān)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，將傳統(tǒng)教學(xué)方法與多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、幻燈錄像等現(xiàn)代化的手段相結(jié)合，互相彌補(bǔ)，使教學(xué)內(nèi)容形象直觀，易于理解，使教學(xué)過(guò)程更生動(dòng)鮮明，更符合學(xué)生的年齡特征和思維特點(diǎn)，提高了教學(xué)效率，突出課程了重點(diǎn)和難點(diǎn)，更激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。但是，通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，教師們深刻認(rèn)識(shí)到多媒體教學(xué)在增加教學(xué)信息量，提高講課效率的同時(shí)，也在某種程度上影響師生互動(dòng)以及對(duì)教材與教學(xué)內(nèi)容的感性掌握，為此，要注重做到傳統(tǒng)與現(xiàn)代結(jié)合，板書與電子課件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)手段的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
四、考試內(nèi)容和方法的改革
結(jié)合本課程實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，本課程考試應(yīng)該由3部分組成：1.平時(shí)成績(jī)，此部分占最后考試成績(jī)的20%。2.一般的閉卷考試，此部分占最后考試成績(jī)的60%。考試內(nèi)容的重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分：輸入輸出接口和通道設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，其他部分的知識(shí)作為一些小知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考試。此部分考試主要是讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中常用的一些芯片，控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的設(shè)計(jì)方法，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的各種組成形式等一些常用內(nèi)容。3.課程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)題目是設(shè)計(jì)一個(gè)常用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。此部分占最后考試成績(jī)的20%。在這個(gè)過(guò)程中，可以查閱任何資料，包括網(wǎng)絡(luò)上豐富的內(nèi)容。通過(guò)課程設(shè)計(jì)來(lái)不僅可以鍛煉學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的能力，掌握在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的一些問(wèn)題，還可以使學(xué)生學(xué)習(xí)查閱資料的方法，為將來(lái)的工作和繼續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化技術(shù) 應(yīng)用電力系統(tǒng) 發(fā)展前景
中圖分類號(hào)： TM712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一．引言
我國(guó)對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究與發(fā)展始于上世紀(jì)50年代，它是一門綜合性較強(qiáng)的技術(shù)學(xué)科，也是生產(chǎn)現(xiàn)代化的一種標(biāo)志，近些年，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)及嵌入式技術(shù)迅猛發(fā)展，也促進(jìn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用取得了很大的進(jìn)展。也引發(fā)了工程領(lǐng)域的一場(chǎng)技術(shù)革命。電氣自動(dòng)化讓各個(gè)行業(yè)都走進(jìn)了現(xiàn)代的、先進(jìn)的生產(chǎn)方式與管理領(lǐng)域，走入了自動(dòng)化發(fā)展階段。電力系統(tǒng)的發(fā)展使對(duì)電力的生產(chǎn)、傳輸及計(jì)量等提出了更高的要求，因此，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)是行業(yè)發(fā)展的必要，自動(dòng)化技術(shù)也是電力行業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用。
二．自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)。
自動(dòng)控制技術(shù)正趨向于智能化、最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、適應(yīng)化、區(qū)域化發(fā)展。在設(shè)計(jì)分析上日益要求面對(duì)多機(jī)系統(tǒng)模型來(lái)處理問(wèn)題。在理論工具上越來(lái)越多地借助于現(xiàn)代控制理論。在控制手段上日益增多了微機(jī)、電力電子器件和遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用，保證了控制操作的高可靠性。在研究人員的構(gòu)成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。
自動(dòng)化的發(fā)展則趨向于：
（1）. 由開(kāi)環(huán)監(jiān)測(cè)向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)；
（2）. 由高電壓等級(jí)向低電壓擴(kuò)展，例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng))；
（3）. 由單個(gè)元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCADA(監(jiān)測(cè)控制與數(shù)據(jù)采集)的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展；
（4）. 由單一功能向多功能、一體化發(fā)展，例如變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展；
（5）. 裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展，例如繼電保護(hù)技術(shù)的演變；
（6）. 追求的目標(biāo)向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展，例如勵(lì)磁控制、潮流控制；
（7）. 由以提高運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)、效率為完成向管理、服務(wù)的自動(dòng)化擴(kuò)展，例如管理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。
三．機(jī)電自動(dòng)化中電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方向。
1. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的應(yīng)用。
該仿真系統(tǒng)在可提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的前提下，還可多種電力系統(tǒng)的暫態(tài)及穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，還能用以協(xié)助科研人員測(cè)試新裝置，且多種控制裝置都能與其構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，從而為靈活輸電系統(tǒng)及研究智能保護(hù)的控制策略提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的引進(jìn)，方便了對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真建模等方面進(jìn)行深入研究，從而建成具備混合實(shí)時(shí)仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。
2. 綜合自動(dòng)化技術(shù)與智能保護(hù)的應(yīng)用。
目前，國(guó)內(nèi)的綜合自動(dòng)化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，智能自動(dòng)化保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的研究相對(duì)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，研制的分層式綜合自動(dòng)化裝置能夠適用于各種電壓等級(jí)電站。將國(guó)內(nèi)外最新的人工智能、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)、自適應(yīng)理論、綜合自動(dòng)控制理論等應(yīng)用于電氣自動(dòng)化保護(hù)裝置中，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，可以大大提高電力系統(tǒng)的安全水平，使得新型保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)。
3. 電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用。
電力系統(tǒng)及其元件的故障診斷、運(yùn)行分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面將模糊邏輯、專家系統(tǒng)以及進(jìn)化理論應(yīng)用到實(shí)際研究，并且結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開(kāi)展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究，同時(shí)也開(kāi)展了在上述實(shí)用軟件研究的基礎(chǔ)上以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制的智能化水平。
4. 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)。
該技術(shù)采用的模型為最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)公共信息模型，輸電網(wǎng)的理論算法采用與配網(wǎng)實(shí)際與高級(jí)應(yīng)用軟件相結(jié)合，負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)配合應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行，最后進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)采用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法。電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)取得了重大技術(shù)突破，主要表現(xiàn)在信息配網(wǎng)一體化、高級(jí)應(yīng)用軟件、配網(wǎng)模型、中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字方面，最終，解決了載波正在配電網(wǎng)上應(yīng)用的路由、衰耗等技術(shù)難題，正是因?yàn)椴捎脭?shù)字信號(hào)處理技術(shù)，才得以提高了載波接收靈敏度。
四．電氣自動(dòng)化在辦公自動(dòng)化中的應(yīng)用。
1. 辦公系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
辦公系統(tǒng)主要應(yīng)用于企事業(yè)單位的管理系統(tǒng)等方面，構(gòu)建企業(yè)自動(dòng)化管理系統(tǒng)需要很多技術(shù)的支持，例如計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)。自動(dòng)化辦公系統(tǒng)是提高工作效率與管理效率的有效方法，因此，實(shí)施辦公自動(dòng)化信息戰(zhàn)略是企事業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化辦公的需求與趨勢(shì)。企業(yè)的辦公系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化可以基于軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可基于硬件與軟件相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是要注意到系統(tǒng)的開(kāi)放性，可擴(kuò)充性及升級(jí)的簡(jiǎn)易性。現(xiàn)行的辦公系統(tǒng)還要具有良好的兼容性，這樣可以有效的節(jié)約系統(tǒng)的資源，還可以節(jié)約成本，在實(shí)際的辦公自動(dòng)系統(tǒng)中已經(jīng)有了很多成功的案例。
2. 辦公自動(dòng)化的技術(shù)平臺(tái)。
當(dāng)前，有代表性的三種主流的辦公自動(dòng)化技術(shù)主要有三種，既LotusDomino/Notes平臺(tái)上辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，它也是最早的辦公自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)；基于Microsoft平臺(tái)的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)模式，主要采用WinNT/2000操作系統(tǒng)，以ASP為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言提供內(nèi)容存儲(chǔ)；還有就是基于基于Jsp/Java平臺(tái)的辦公系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)原理與上一種技術(shù)基本是一樣的，只在是使用的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言上略有不同，且其在系統(tǒng)的維護(hù)上費(fèi)用較高。這三種技術(shù)平臺(tái)在設(shè)計(jì)與實(shí)施辦公自動(dòng)化系統(tǒng)上有不同的應(yīng)用領(lǐng)域，也是推動(dòng)辦公系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)程的主要技術(shù)。現(xiàn)在已經(jīng)演變出更多的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化。
3. 辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的核心功能的實(shí)現(xiàn)。
辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的核心功能主要是公文的收文、批閱、流轉(zhuǎn)與存檔等。但在對(duì)公文處理一岙會(huì)涉及到公文的流轉(zhuǎn)，其過(guò)程實(shí)現(xiàn)是較為復(fù)雜的，在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中也會(huì)受到很多方面的制約。其中有公文的查閱權(quán)限調(diào)協(xié)，公文的、修改、刪除等操作，都要在辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，其中的關(guān)鍵技術(shù)主要有數(shù)字簽名技術(shù)、傳輸加密技術(shù)以及審批身份驗(yàn)證技術(shù)等。辦公自動(dòng)化系統(tǒng)核心功能的劃分與實(shí)現(xiàn)要與客戶的需求分析為依據(jù)，其主要原則則是要達(dá)到理念優(yōu)先、技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能優(yōu)良、價(jià)格合理。這些也是辦公自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)前的前景與方向。
五．電氣自動(dòng)化在汽車性能設(shè)計(jì)上的應(yīng)用。
近些年，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)取得了很大的發(fā)展，但是伴隨著汽車數(shù)量的增加與路況復(fù)雜程度的不斷提高，駕駛的難度也越來(lái)越高，并且開(kāi)始逐漸融入人類的能力范疇。當(dāng)前，汽車駕駛自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)主要借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)及控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在，汽車的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)進(jìn)入了白熱化的狀態(tài)，汽車生產(chǎn)廠家都下大力氣在汽車性能的提升上，其中自動(dòng)化就是它發(fā)展的一個(gè)重要方向。駕駛者可以在計(jì)算機(jī)的協(xié)助下將駕駛工作逐漸轉(zhuǎn)移到用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)廠商的大力發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在提升道路利用率，降低車輛的制造成本及燃油消耗方面都取得了進(jìn)展與突破，收獲了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
六．發(fā)展前景。
1. 電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)的統(tǒng)一化。統(tǒng)一電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)對(duì)電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、測(cè)試、開(kāi)機(jī)、維護(hù)都有重要意義。能夠把開(kāi)發(fā)系統(tǒng)從運(yùn)行系統(tǒng)中獨(dú)立出來(lái)，這對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是跨越性的一步，能夠?qū)⑾到y(tǒng)通用化。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該保證現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)施、監(jiān)管體系、企業(yè)工程的管理數(shù)據(jù)保持共通。
2. 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的市場(chǎng)化。產(chǎn)品想長(zhǎng)久的發(fā)展，就要深化制造部門的體制改革，還要關(guān)注市場(chǎng)化的影響，以便保證產(chǎn)品能夠滿足市場(chǎng)的需要。同時(shí)，企業(yè)不僅要在技術(shù)的開(kāi)發(fā)上投入，還要使零件的配套生產(chǎn)市場(chǎng)化、專業(yè)化。產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這對(duì)提升資源配置效率有著顯著的促進(jìn)作用。
3. 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化接口。采用微軟公司的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)后，工程的成本大大降低了，成功地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的共享。考慮到自動(dòng)化系統(tǒng)策劃方案的重要，當(dāng)企業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)連接時(shí)，必須采用微軟操作系統(tǒng)，那么這種情況下辦公室使用的就是 IP 系統(tǒng)，管理系統(tǒng)和自動(dòng)化控制之間聯(lián)系的建立就是通過(guò) PC 系統(tǒng)。程序標(biāo)準(zhǔn)化接口使廠家之間的數(shù)據(jù)交換有了保證，解決了通訊產(chǎn)生的難題。
4. 電氣自動(dòng)化工程的生產(chǎn)將更加的安全。安全防范技術(shù)的集成化是電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向，重點(diǎn)就是保證系統(tǒng)的安全。在非安全狀態(tài)下，用戶要如何選擇才能實(shí)現(xiàn)安全。在分析我國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展特性后，我們應(yīng)該從最高安全級(jí)別開(kāi)始，逐漸延伸到安全級(jí)別低的領(lǐng)域，硬件設(shè)備與軟件設(shè)備，公共設(shè)施層與網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)對(duì)此系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)的全面研究。
5. 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)。在我國(guó)電氣自動(dòng)化發(fā)展計(jì)劃的指導(dǎo)之下，隨著市場(chǎng)化的環(huán)境，不斷提升電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新能力。并且企業(yè)不斷吸收創(chuàng)新技術(shù)以提升自身的創(chuàng)新能力，而科研的投入，為電氣自動(dòng)化的創(chuàng)新提供了更加廣闊的空間，加強(qiáng)政策上的扶持，健全、完善機(jī)制對(duì)創(chuàng)新都是非常有利的。目前我國(guó)企業(yè)主要生產(chǎn)一些中低檔次的產(chǎn)品，產(chǎn)品主要服務(wù)于中小型的項(xiàng)目，企業(yè)應(yīng)該打開(kāi)自主創(chuàng)新的新局面，轉(zhuǎn)換經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，逐漸提升創(chuàng)新能力。
電氣自動(dòng)化可以與地球數(shù)字化互相結(jié)合。此設(shè)想包含了自動(dòng)化的創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)，可以把大量的相關(guān)數(shù)據(jù)整體為坐標(biāo)，最終成為一個(gè)電氣自動(dòng)化數(shù)字地球。將信息全部放入計(jì)算機(jī)中，與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，不管人們?cè)谑裁吹胤剑鶕?jù)地球地理坐標(biāo)，便能知道任何地方的數(shù)據(jù)信息。還可以加強(qiáng)企業(yè)與相關(guān)院校之間的合作。鼓勵(lì)企業(yè)到此專業(yè)的學(xué)校中建立車間，進(jìn)行技術(shù)生產(chǎn)等，建立學(xué)習(xí)形生產(chǎn)培訓(xùn)基地。還可以走入企業(yè)進(jìn)行教學(xué)。將實(shí)踐能力和理論學(xué)習(xí)結(jié)合在一起。此外，還要與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)，積極利用已有的科學(xué)技術(shù)。加強(qiáng)專業(yè)培訓(xùn)，提供研究人員水平等。
七．結(jié)束語(yǔ)
電氣自動(dòng)化技術(shù)我國(guó)有幾十年的發(fā)展歷程，其中經(jīng)過(guò)了多次變革與專業(yè)的調(diào)整，但是由于其應(yīng)用范圍廣泛，在社會(huì)的各種生產(chǎn)層面都會(huì)有所應(yīng)用，與其他科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，也對(duì)推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，促進(jìn)了各個(gè)行業(yè)的發(fā)展。電氣自動(dòng)化技術(shù)與其他科學(xué)技術(shù)的結(jié)合與滲透革新了傳統(tǒng)的方法與理念，必將為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：超超臨界，直流鍋爐，給水控制
0 引言
火電站直流鍋爐給水控制系統(tǒng)主要用來(lái)滿足機(jī)組運(yùn)行需要，以維持燃燒穩(wěn)定及保證鍋爐經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。論文參考網(wǎng)。天津北疆發(fā)電廠2×1000MW機(jī)組鍋爐為超超臨界直流循環(huán)鍋爐，給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括鍋爐運(yùn)行所需燃料所對(duì)應(yīng)的給水以及由中性點(diǎn)溫度控制偏置維持鍋爐干態(tài)運(yùn)行的控制系統(tǒng),本文對(duì)給水控制系統(tǒng)各部分進(jìn)行分析論述，并給出控制功能的DCS實(shí)現(xiàn)。
1給水控制的特點(diǎn)
直流鍋爐不同于汽包鍋爐，由于帶有汽包，主汽溫度擾動(dòng)不大，直流鍋爐不帶有汽包，煤量與給水偏差過(guò)大會(huì)直接影響主汽溫度變化過(guò)大，極大地增加了鍋爐爆管的可能性，在鍋爐干態(tài)運(yùn)行的條件下，給水控制的任務(wù)就是要保持進(jìn)入分離器的蒸汽具有合適的過(guò)熱度。一方面要維持分離器的干態(tài)運(yùn)行，防止其返回濕態(tài)；另一方面又要控制好分離器出口蒸汽的過(guò)熱度，以防止過(guò)熱器超溫。當(dāng)機(jī)組工況發(fā)生變化，尤其是給水流量或燃燒率等擾動(dòng)時(shí)，鍋爐的蒸發(fā)段和過(guò)熱段受熱面將隨之發(fā)生變化，可能引起蒸汽溫度劇烈變化，危及機(jī)組安全運(yùn)行。因此，研究直流鍋爐變工況時(shí)汽溫特性，改善控制策略，對(duì)于機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提出了更高的要求。
在汽包鍋爐中給水流量的變化，僅影響汽包水位，而在燃料量變化時(shí)又僅僅改變蒸汽壓力和流量，因此鍋爐給水量、燃料量、汽溫控制等都是相對(duì)獨(dú)立的，亦即：給水→水位；燃料→產(chǎn)汽量及汽壓；噴水→汽溫。在直流鍋爐中，由于沒(méi)有汽包，蒸發(fā)與過(guò)熱受熱面之間沒(méi)有固定的分界線，當(dāng)給水量或燃料量變化時(shí)都會(huì)引起蒸發(fā)量、汽溫和汽壓的同步變化，相互有牽制，關(guān)系密切，這樣給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)整增加了靈活性，也增添了復(fù)雜性。隨著超超臨界機(jī)組蒸汽壓力的升高，直流鍋爐中間點(diǎn)汽溫（通常取啟動(dòng)分離器出口汽溫）和過(guò)熱器出口汽溫控制點(diǎn)的溫度變動(dòng)慣性增加（亦即比熱增加），時(shí)間常數(shù)和延遲時(shí)間相應(yīng)增大，在燃料或給水量擾動(dòng)時(shí)，超超臨界鍋爐的蒸汽溫度變化具有更大慣性。
在超超臨界機(jī)組起動(dòng)和低負(fù)荷（小于最低直流負(fù)荷）運(yùn)行期間，必須投入啟動(dòng)系統(tǒng)，因此也增加了鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)對(duì)控制的要求。對(duì)于直流爐來(lái)講，為了確保水冷壁在低負(fù)荷時(shí)有效的冷卻，通過(guò)水冷壁的流量不能小于某個(gè)值，即最低直流負(fù)荷。當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)和停爐時(shí)，啟動(dòng)系統(tǒng)投入使用，由于啟動(dòng)系統(tǒng)要經(jīng)歷不同的運(yùn)行狀態(tài)（濕態(tài)和干態(tài)），故須采用不同的控制方式（濕態(tài)和干態(tài)）且能平穩(wěn)自動(dòng)地切換。
在鍋爐點(diǎn)火以前，循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)投運(yùn)；分離器水位由控制鍋爐母管給水流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)給水旁路調(diào)節(jié)閥控制分離器水位，循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)閥控制給水流量，并有循環(huán)泵進(jìn)出口差壓保護(hù)回路。鍋爐點(diǎn)火后，省煤器入口的給水流量保持在某個(gè)最小常數(shù)值；當(dāng)燃料量逐漸增加時(shí)，隨之產(chǎn)生的蒸汽量也增加，從分離器下降管返回的水量逐漸減小，鍋爐給水流量逐漸增加，以保證省煤器入口的給水流量保持在某個(gè)最小常數(shù)值，分離器入口濕蒸汽的焓值增加。當(dāng)分離器入口蒸汽逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，蒸汽流入分離器，此時(shí)沒(méi)有水可分離，鍋爐給水流量等于省煤器入口的給水流量，但仍保持在某個(gè)最小常數(shù)值。此時(shí)給水調(diào)節(jié)切換到給水流量控制。隨著燃燒率繼續(xù)增加，在分離器中的蒸汽慢慢地過(guò)熱。分離器出口實(shí)際溫度仍低于設(shè)定值（由鍋爐主控指令經(jīng)函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生），溫度控制還未起作用。所以此時(shí)增加的燃燒率不是用來(lái)產(chǎn)生新的蒸汽，而是用來(lái)提高直流鍋爐運(yùn)行方式所需的蒸汽蓄熱。當(dāng)分離器出口的蒸汽溫度達(dá)到設(shè)定值，進(jìn)一步增加燃燒率，給水量也相應(yīng)增加，鍋爐開(kāi)始由定壓運(yùn)行轉(zhuǎn)入滑壓運(yùn)行。汽溫信號(hào)通過(guò)選大器，溫度控制系統(tǒng)投入運(yùn)行，分離器出口的蒸汽溫度由“煤水比”控制。當(dāng)鍋爐主蒸汽流量增加至40%BMCR，鍋爐轉(zhuǎn)入干態(tài)運(yùn)行。在干態(tài)自動(dòng)方式時(shí)，循環(huán)泵自動(dòng)停，隨即暖管系統(tǒng)投入運(yùn)行，啟動(dòng)系統(tǒng)暖管調(diào)節(jié)閥控制分離器下降管水位。
從以上幾點(diǎn)可知，超超臨界鍋爐給水系統(tǒng)更難于控制，情況更復(fù)雜了一些。在規(guī)定的運(yùn)行工況下，必須維持某些比例常數(shù)，而在變工況下必須使這些比例按一定規(guī)律變化，而在啟動(dòng)和低負(fù)荷時(shí)，要求更大幅度地改變這些比例，以得到寬范圍領(lǐng)域的自動(dòng)控制。為此，必須設(shè)計(jì)更完善的給水閉環(huán)控制系統(tǒng)，在啟動(dòng)工況更多的采用變參數(shù)變定值技術(shù)，所有控制功能應(yīng)在前饋技術(shù)的基礎(chǔ)上完成，并連續(xù)地校正控制系統(tǒng)的增益。
2給水控制系統(tǒng)的工作原理
給水控制的總體思路是以燃水比為基礎(chǔ)，利用分離器出口蒸汽焓值和一級(jí)過(guò)熱器兩端的溫度變化進(jìn)行修正，計(jì)算得到總的給水量需求。實(shí)現(xiàn)這一思路的方法為考慮省煤器出口到分離器出口這一段的焓值變化，計(jì)算出這一段總的焓增和單位工質(zhì)的焓增，從而計(jì)算出給水量的需求。根據(jù)鍋爐主控指令以及鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出一級(jí)過(guò)熱器入口單位工質(zhì)設(shè)計(jì)焓值和省煤器出口單位工質(zhì)設(shè)計(jì)焓值，兩者相減得到設(shè)計(jì)單位工質(zhì)焓增。根據(jù)鍋爐主控指令以及鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出相應(yīng)鍋爐負(fù)荷下設(shè)計(jì)蒸汽流量和減溫噴水流量，兩者相減得到設(shè)計(jì)給水流量需求。設(shè)計(jì)單位工質(zhì)焓增和設(shè)計(jì)給水流量需求兩者的乘積即為設(shè)計(jì)總焓增。以上計(jì)算均考慮其蓄熱遲延時(shí)間。利用飽和溫度變化率乘以水冷壁管的金屬質(zhì)量的熱容量來(lái)計(jì)算得到金屬部件所吸收的熱量，設(shè)計(jì)總焓增減去金屬部件所吸收的熱量得到設(shè)計(jì)有效焓增。
飽和溫度按照IFC-97 公式計(jì)算：
為減少計(jì)算負(fù)荷，分離器出口過(guò)熱蒸汽的焓采用下面的簡(jiǎn)單擬合公式：
h = 2022.7 +1.6675T + 2.9593×10−4T2 −1.2690×109 P / T2.7984 −1.0185×1023 P2 / T8.3077
（適用范圍：0～40MPa，273.15～1073.15K），省煤器出口不飽和水的焓采用下式擬合：
h = 130.06 + 0.947711× t1.2521 + P × (0.7234 − 9.2384×10−10 × t3.6606 )
（適用范圍：10～40MPa，160～250℃）。
其中：h —— 焓，KJ/Kg
P，p —— 壓力，MPa
P* —— 基準(zhǔn)壓力，MPa
T —— 溫度，K（℃＋273）
T* —— 基準(zhǔn)溫度，1K
t —— 溫度，℃
3給水控制系統(tǒng)的DCS實(shí)現(xiàn)
由鍋爐主控指令以及鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出分離器出口單位工質(zhì)設(shè)計(jì)焓值，同時(shí)考慮一級(jí)過(guò)熱減溫要求分離器出口增減的蒸汽焓，得到分離器出口蒸汽焓設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)方式是利用T 控制器。論文參考網(wǎng)。T 控制器設(shè)定值為根據(jù)一級(jí)減溫器出口溫度和設(shè)計(jì)溫降推算出一級(jí)減溫器前溫度（原理類似一級(jí)減溫主回路設(shè)定值的生成），測(cè)量值端為實(shí)際的一級(jí)減溫器前溫度，若設(shè)定值比實(shí)測(cè)值大，說(shuō)明一級(jí)減溫器前溫度偏低，需增加分離器出口蒸汽焓。論文參考網(wǎng)。經(jīng)過(guò)一級(jí)過(guò)熱減溫器兩端的溫度降修正的分離器出口蒸汽焓設(shè)定值進(jìn)入焓值調(diào)節(jié)器與實(shí)際的蒸汽焓進(jìn)行偏差運(yùn)算，輸出作為省煤器出口到分離器出口單位工質(zhì)焓增的修正值。修正的分離器出口蒸汽焓設(shè)定值減去省煤器出口實(shí)際焓值得到省煤器出口到分離器出口單位工質(zhì)焓增的基本值，基本值與修正值之和作為單位工質(zhì)在此段內(nèi)的最終焓增。為防止焓值調(diào)節(jié)器工作時(shí)低于本生點(diǎn)，需對(duì)焓值調(diào)節(jié)器的輸出進(jìn)行限制，同時(shí)也利用省煤器流量裕度對(duì)T調(diào)節(jié)器輸出進(jìn)行限制，兩者限制值隨鍋爐負(fù)荷變化而變化。將焓值控制器的輸出送到鍋爐主控回路中作為其前饋，以減少燃料和給水間的影響。為保證給水流量總是超過(guò)本生流量和循環(huán)流量，對(duì)給水流量設(shè)定進(jìn)行最小值限制。防止儲(chǔ)水箱水位和給水控制系統(tǒng)間的相互影響，將循環(huán)水流量的實(shí)際微分信號(hào)引入到給水流量需求生成回路中，當(dāng)循環(huán)水流量呈增加趨勢(shì)時(shí)，適當(dāng)減少給水流量需求，這樣就可減少兩者間的影響，當(dāng)鍋爐停運(yùn)或循環(huán)水調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時(shí)，取消此前饋信號(hào)。本設(shè)計(jì)方案對(duì)鍋爐側(cè)采用水跟煤的控制方案，即用燃料量校正主汽壓力的穩(wěn)態(tài)偏差，燃料量改變時(shí)，根據(jù)一個(gè)函數(shù)發(fā)生器改變給水流量設(shè)定值，以粗調(diào)水煤比，用主給水流量校正中間點(diǎn)溫度的穩(wěn)態(tài)偏差。邏輯原理如下圖
下列情況下鍋爐給水主控強(qiáng)制手動(dòng)：
汽水分離器出口溫度壞質(zhì)量
鍋爐給水流量信號(hào)故障
小汽機(jī)均手動(dòng)
電泵耦合器投自動(dòng)
在實(shí)現(xiàn)給水控制的系統(tǒng)中，Ovation系統(tǒng)是EMERSON公司開(kāi)發(fā)的一套集過(guò)程控制和企業(yè)管理一體的新一代集散控制系統(tǒng)(DCS)，功能強(qiáng)大。系統(tǒng)主要功能塊新型PID控制器，功能如圖4所示。
圖4：新型功能塊示意圖
此功能塊與傳統(tǒng)PID控制算法相比有如下特點(diǎn):對(duì)微分作用的算法做了改進(jìn);在串級(jí)組態(tài)方式時(shí)，當(dāng)遇到限制值時(shí)，禁止增加和禁止減少信號(hào)，防止主回路出現(xiàn)積分飽和;顯著提高了控制器在飽和狀態(tài)時(shí)對(duì)控制偏差信號(hào)方向突然變化的響應(yīng)時(shí)間，既可執(zhí)行無(wú)相互影響的PID控制算法，也可執(zhí)行有相互影響的經(jīng)典的PID控制算法;具有快速飽和恢復(fù)選擇的功能等。形成的給水控制邏輯如下圖：
4給水控制系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題及改進(jìn)措施
給水控制系統(tǒng)在電泵與汽泵負(fù)荷轉(zhuǎn)移以及并泵過(guò)程中容易引起給水流量大幅波動(dòng)。由于直流鍋爐不象汽包爐那樣有汽包緩沖，給水流量的波動(dòng)會(huì)直接影響汽溫、汽壓和負(fù)荷的穩(wěn)定。為了穩(wěn)定機(jī)組的運(yùn)行，切換過(guò)程必須十分緩慢地進(jìn)行，運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度較大。這主要是控制系統(tǒng)自動(dòng)分配轉(zhuǎn)速控制指令的結(jié)果。為此，可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行兩點(diǎn)改進(jìn)：一是以泵出口壓力和給水母管壓力的差值作為邏輯信號(hào)。當(dāng)其差值大于零時(shí)，泵就開(kāi)始帶負(fù)荷。當(dāng)差壓小于零時(shí),泵未帶負(fù)荷，限制器VL起作用,其轉(zhuǎn)速指令的變化對(duì)處于自動(dòng)狀態(tài)的泵指令基本不產(chǎn)生影響,運(yùn)行人員可以較快地手動(dòng)調(diào)整待并泵的轉(zhuǎn)速,使之較快地帶上負(fù)荷。處于自動(dòng)狀態(tài)的給水泵能在不受手動(dòng)泵轉(zhuǎn)速變化干擾的條件下控制好給水流量。一旦泵出口逆止門開(kāi)啟，泵帶上負(fù)荷，限制器就不起限制作用，運(yùn)行泵分享調(diào)節(jié)器輸出的自動(dòng)控制指令，共同完成給水調(diào)節(jié)任務(wù)。二是在取消限制作用的瞬間，對(duì)副調(diào)節(jié)器的輸出進(jìn)行一次跟蹤計(jì)算。跟蹤計(jì)算就是要使副調(diào)節(jié)器的輸出指令與和取消限制之前的各泵實(shí)際轉(zhuǎn)速指令相適應(yīng)，以防止取消限制器可能產(chǎn)生的擾動(dòng)。
總之，超超臨界機(jī)組與相同容量的亞臨界汽包爐相比，自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)模，即所需的自動(dòng)控制和儀表裝置大致相同，但超超臨界鍋爐的給水控制更為復(fù)雜一些，要求自控設(shè)計(jì)人員與鍋爐設(shè)計(jì)人員配合，了解直流鍋爐運(yùn)行特點(diǎn)，運(yùn)用更先進(jìn)的控制理論和更完美的控制策略。
【關(guān)鍵詞】熱工設(shè)備保護(hù)設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)保護(hù)火電廠設(shè)備 優(yōu)化研究
中圖分類號(hào)：G267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一．引言
隨著我國(guó)電力工業(yè)的快速發(fā)展，火電廠的機(jī)組裝機(jī)容量和供電區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)容量的逐步擴(kuò)大，電力系統(tǒng)成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的重要支柱，電力生產(chǎn)穩(wěn)定及供電穩(wěn)定成為電力系統(tǒng)中被廣泛關(guān)注的話題。火電廠熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)就是通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)控，在發(fā)生危及情況時(shí)，采用措施預(yù)防和制止、降低事故發(fā)生，減少事故損失程度。熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化是提升設(shè)備保護(hù)的必經(jīng)之路，同時(shí)也是提升設(shè)備安全的有效手段。
一.優(yōu)化熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的重要作用。
火電廠隨著裝機(jī)容量的增大，以及為了提供高容量的電力輸出，就需要使用更多需要監(jiān)視的熱力系統(tǒng)參數(shù)。熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)就是建立于對(duì)需要監(jiān)視的熱力系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量之上的，對(duì)熱力系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行范圍確定，一旦超過(guò)正常范圍后立即報(bào)警并觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組設(shè)備保護(hù)的功能。
優(yōu)化熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)，是立足于人性化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的功能增強(qiáng)和提高保護(hù)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對(duì)操作人員生命安全、機(jī)組生產(chǎn)安全以及電網(wǎng)正常運(yùn)行提供強(qiáng)有力的安全保障。火電廠的生產(chǎn)安全是影響未來(lái)發(fā)展和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的主要條件，而熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組安全保護(hù)，通過(guò)提高熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的功能，來(lái)達(dá)到對(duì)機(jī)組保護(hù)的目的，因此，熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)通常被視為火電廠的靈魂所在。優(yōu)化熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)，提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力，進(jìn)一步完善了設(shè)備在處理突發(fā)事件上的反映和緊急事件的處理方式。通過(guò)優(yōu)化設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)，創(chuàng)造了安全的生產(chǎn)環(huán)境，進(jìn)而提升了火電廠的安全系數(shù)，保障火電廠的正常生產(chǎn)，同時(shí)對(duì)提高電網(wǎng)供應(yīng)能力，減少國(guó)家經(jīng)濟(jì)損失具有積極作用。
二.熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)。
熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)是基于先進(jìn)控制的策略，以提高設(shè)備在不同事件中的自適應(yīng)能力，通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)校和控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作的工作狀態(tài)接近或保持在最佳工作狀態(tài)。熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)是根據(jù)對(duì)象的參數(shù)變化來(lái)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)的優(yōu)化控制方法，是對(duì)設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的深入優(yōu)化。
1.自適應(yīng)控制系統(tǒng)運(yùn)行原理。
在火電廠的熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)中采用了自適應(yīng)控制方法的控制系統(tǒng)，就是自適應(yīng)控制系統(tǒng)。自適應(yīng)系統(tǒng)是通過(guò)在工作過(guò)程中對(duì)熱工設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行不斷檢測(cè)，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)變化和運(yùn)行指標(biāo)變化，及時(shí)改變?cè)O(shè)備控制參數(shù)，必要時(shí)改變控制作用，保障系統(tǒng)維持在最佳工作狀態(tài)下。在自適應(yīng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量控制輸入、參考輸入和對(duì)象輸出以及已知外部干擾等性能指標(biāo)，與給定的性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，適應(yīng)機(jī)構(gòu)在發(fā)現(xiàn)誤差后改變控制器參數(shù)，或者是對(duì)被控對(duì)象產(chǎn)生輔助的控制輸入量，來(lái)保證系統(tǒng)接近給定的性能指標(biāo)。熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)運(yùn)行圖如下：
2.自適應(yīng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。
熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)包括三種類型：采用簡(jiǎn)單方法進(jìn)行信息收集和控制的簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制系統(tǒng)、采用參考模型進(jìn)行控制引導(dǎo)的模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)、采用在線辨別、認(rèn)知，實(shí)時(shí)獲得設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)給定的性能指標(biāo)進(jìn)行自行校正的自校正控制系統(tǒng)。
2.1熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制系統(tǒng)。
采用簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制系統(tǒng)主要是通過(guò)對(duì)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性以及對(duì)擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性來(lái)進(jìn)行控制，調(diào)整控制器的系統(tǒng)參數(shù)，可根據(jù)偏差對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整和控制，也可根據(jù)擾動(dòng)動(dòng)態(tài)情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器的自動(dòng)調(diào)整。根據(jù)系統(tǒng)在過(guò)渡過(guò)程中的曲線形狀，實(shí)現(xiàn)對(duì)PID參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)能維持或接近最佳工作狀態(tài)，提高設(shè)備運(yùn)行安全。
簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制系統(tǒng)模式切換需要人工控制，需要采取以下步驟進(jìn)行：
（1）在系統(tǒng)控制模式下，采取人工控制系統(tǒng)使系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定的狀態(tài)，將整定開(kāi)關(guān)S切換到測(cè)試模式，同時(shí)接通繼電器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出的等幅振蕩，系統(tǒng)檢測(cè)出振蕩的幅度和振蕩的周期，計(jì)算出臨界的比例度，調(diào)整控制器的規(guī)定參數(shù)。
（2）切換整定開(kāi)關(guān)S到自動(dòng)模式的位置上，使控制系統(tǒng)保持正常運(yùn)行。
2.2采用模型參考的自適應(yīng)控制系統(tǒng)。
模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)是由參考模型、反饋控制器、被控對(duì)象和調(diào)整控制器系統(tǒng)參數(shù)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)組成。系統(tǒng)控制包括外回路和內(nèi)回路，外回路調(diào)整控制器的系統(tǒng)參數(shù)，內(nèi)回路是控制器和被控對(duì)象組合而成的反饋回路。
采用模型參考的自適應(yīng)控制系統(tǒng)是由控制器的輸入，產(chǎn)生控制作用，對(duì)被控設(shè)備對(duì)象進(jìn)行控制，通常系統(tǒng)將信息輸入?yún)⒖寄Ｐ停杉男畔⑴c給定的期望要求進(jìn)行比較，如發(fā)生偏差立即進(jìn)行調(diào)整，將控制信息輸出到自適應(yīng)機(jī)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象特征的及時(shí)調(diào)整，提高運(yùn)行安全。模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)關(guān)鍵是建立理想的參考模型，利用參數(shù)最優(yōu)化技術(shù)控制系統(tǒng)參數(shù)，使預(yù)定的性能指標(biāo)達(dá)到給定的要求。
2.3自校正控制系統(tǒng)。
自校正控制系統(tǒng)是將被控制過(guò)程中的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)傳輸給系統(tǒng)過(guò)程參數(shù)辨識(shí)器，采取對(duì)被控過(guò)程中的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行在線辨識(shí)，系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整機(jī)構(gòu)根據(jù)辨識(shí)結(jié)果計(jì)算出自動(dòng)校正的控制程度，調(diào)整和修改控制器的參數(shù)，通過(guò)改變控制器的控制作用，使控制的性能和指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。自校正控制系統(tǒng)中也包含兩個(gè)回路，其外回路是由遞推參數(shù)估計(jì)器和參數(shù)調(diào)整控制機(jī)構(gòu)組合二次，內(nèi)回路是被控過(guò)程和線性反饋控制器組成，其控制器的系統(tǒng)參數(shù)通過(guò)外回路進(jìn)行調(diào)整。
自校正控制系統(tǒng)能通過(guò)在線辨識(shí)和信息收集，及時(shí)獲得過(guò)程中的真實(shí)動(dòng)態(tài)的特性，并能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行校正，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱工設(shè)備保護(hù)的及時(shí)信息反饋，提高事件反映和處理能力，能提高設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保障熱工設(shè)備在安全范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。
三．結(jié)束語(yǔ)。
火電廠熱工設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)是保障電廠人身、財(cái)產(chǎn)安全的必要手段，通過(guò)對(duì)設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備保護(hù)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)適應(yīng)、自動(dòng)控制，達(dá)到對(duì)熱工設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的及時(shí)調(diào)整和系統(tǒng)參數(shù)控制，通過(guò)信息輸入和信息反饋，與給定的預(yù)設(shè)性能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)存在偏差立即輸出控制和調(diào)整信號(hào)，調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)的校正，維持熱工設(shè)備在最佳工作狀態(tài)運(yùn)行，達(dá)到設(shè)備保護(hù)的目的。
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關(guān)鍵詞：公路隧道，避雷，接地裝置
該隧道位于江山市峽口鎮(zhèn)與廿八都鎮(zhèn)之間的群山峻嶺之中,在達(dá)塢隧道出口的群山腳下為收費(fèi)所、達(dá)塢隧道所辦公大樓,兩者和隧道之間有近百條電力電纜、控制電纜、通信電纜及視頻信號(hào)電(光)纜相連接,收費(fèi)站廣場(chǎng)邊有一排高度為20m的高桿金屬照明燈，離其幾十米處的互通有4桿25米高桿金屬照明燈，隧道與隧道之間都有25米的高桿金屬照明燈及室外可變情報(bào)板。隧道所辦公樓倚山而建,其下方是地勢(shì)低的多的廿八都古鎮(zhèn),土質(zhì)為砂質(zhì)土壤,土壤電阻率約為400Ω.m,土壤電阻率較高。但在雨季時(shí),由于地下水豐富,其地理地貌十分有利于雷暴的生成發(fā)展。免費(fèi)論文。根據(jù)江山市中心氣象臺(tái)提供的資料,該地區(qū)平均雷暴日為57天,經(jīng)計(jì)算,該建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為0.31次/天,屬于雷電活動(dòng)頻繁、雷擊事故高發(fā)地區(qū)。免費(fèi)論文。該建筑物為二類防雷建筑物。近年來(lái),頻繁的雷擊已對(duì)隧道的監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及室外情報(bào)板等造成了一定的危害,因此隧道及建筑物的防雷工作刻不容緩。
一、雷擊的特性
雷電破壞作用與峰值電流及其波形有最密切的關(guān)系,雷電波頻譜是研究避雷的重要依據(jù)。從雷電波頻譜結(jié)構(gòu)可以獲悉雷電波電壓、電流的能量在各頻段的分布,根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以估算通信系統(tǒng)頻帶范圍內(nèi)雷電沖擊的幅度和能量大小,進(jìn)而確定避雷措施;即使在電力系統(tǒng)中,了解雷電波頻譜分析,也有助于采取相應(yīng)的避雷措施。典型的雷電流為近似的雙指數(shù)函數(shù)曲線,可用下式表示:
i= I0 (e-α-e-β)
式中: I0――雷電流峰值(從數(shù)kA到數(shù)百kA);
α――波前衰減系數(shù);
β――波尾衰減系數(shù);
i――雷電流瞬時(shí)值。
雷電流曲線峰值的左邊部分稱為波前,從峰值至電流下降到峰值的一半的E點(diǎn)這部分稱為波尾。雷電流波形的波前很陡,通常只有零點(diǎn)幾微秒到十幾微秒,并包含豐富的諧波電流。通過(guò)計(jì)算(過(guò)程從略),可求得雷電波的能量比率積累的頻率分布。雷電波能量比率積累的頻率分布:低頻部分增值快,頻率越高,增值越慢,說(shuō)明雷電的能量大多分布在低頻部分。從典型雷電波計(jì)算得到的數(shù)據(jù)可知,90%以上雷電能量分布在20 kHz以下。免費(fèi)論文。即在防雷工程中,只要防止20kHz以下頻率的雷電波侵入,就能把雷電波的能量削減掉90%以上。
二、隧道電氣設(shè)備防雷工程設(shè)計(jì)
該隧道監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備屢遭雷擊損壞,從損壞的電氣設(shè)備分析,都是弱電部分的接口電路或電源電路(如:攝像機(jī)解碼板、電源板及攝像頭等)損壞,而且無(wú)嚴(yán)重?zé)辜皺C(jī)械性破壞,推斷應(yīng)是受到感應(yīng)雷即雷電電磁脈沖的沖擊影響所致。根據(jù)我國(guó)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-94》,參照國(guó)際電工委員會(huì)IEC1024防雷與接地的有關(guān)規(guī)定采取屏蔽、泄放、消峰、分流、均壓等電位聯(lián)接的原理進(jìn)行防雷工程的綜合設(shè)計(jì)和改進(jìn)。
（一）接地系統(tǒng)及措施
接地是防雷的基礎(chǔ),接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工直接影響防雷的效果。只有良好的接地才能為入侵的雷電流提供暢順的入地泄放通道,同時(shí)才能使屏蔽效果得到保障。該隧道建在花崗巖石之中,洞內(nèi)無(wú)法利用基礎(chǔ)鋼筋作接地體,只能在電纜溝底部建造接地裝置。為了減小接地電阻,可采用復(fù)合接地體,即水平接地體和垂直接地體相結(jié)合的方式,并在接地極周圍填充長(zhǎng)效降阻劑。垂直接地體的優(yōu)點(diǎn)是在雷雨季節(jié)能積聚一定的山水,有利于改良接地極周圍的土壤電阻率,降低接地電阻。而水平接地體能擴(kuò)大地網(wǎng)的接地面積,使隧道成為一個(gè)大的均壓體,減少閃擊放電的機(jī)會(huì),提高泄放雷電流的能力。
（二）屏蔽
隧道內(nèi)的電氣設(shè)備,外部電磁干擾主要有三種:雷電的電磁脈沖;電力系統(tǒng)中各種操作過(guò)電壓;靜電放電。由于雷電波主要是通過(guò)電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng),在隧道內(nèi)的電源線和信號(hào)線上產(chǎn)生過(guò)電壓波,并沿電纜向兩端傳播沖擊,使得隧道及監(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控設(shè)備被擊壞,而雷電從隧道口繞擊進(jìn)洞內(nèi)的可能性很小。因此屏蔽只側(cè)重于隧道外及洞口附近的各種電纜,將電源線和信號(hào)線分別敷設(shè)于鍍鋅線槽內(nèi),線槽每隔一定距離,按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接地,從而使雷電作為干擾源的影響大大減小。
（三）均壓、等電位聯(lián)接
在隧道的電纜溝內(nèi)及監(jiān)控室內(nèi)建立等電位連接帶,將設(shè)備外殼及金屬架構(gòu)物進(jìn)行可靠的搭接,就近接地,使整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)處于準(zhǔn)等電位水平,在隧道內(nèi)形成一個(gè)均壓帶,避免被保護(hù)設(shè)備之間在雷擊瞬間形成電位差而產(chǎn)生二次閃擊、閃絡(luò)現(xiàn)象而遭損壞。
（四）專用避雷器
在采取以上措施的同時(shí),為防止感應(yīng)雷電對(duì)一些重要的電氣設(shè)備的沖擊,須在其電源或信號(hào)輸入端加裝專用避雷器。避雷器的性能必須滿足以下幾點(diǎn)要求:
(1)避雷器不會(huì)對(duì)線路的正常運(yùn)行造成影響;
(2)要有較好的箝位效果,沖擊殘壓盡量小,并在設(shè)備的耐壓范圍內(nèi);
(3)要有足夠的雷電通流容量,雷電發(fā)生時(shí)自身不會(huì)損壞,并能反復(fù)使用;
(4)能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境;
(5)漏電流要小。響應(yīng)時(shí)間要盡可能短,一般要求達(dá)ns級(jí)。
根據(jù)理論分析及實(shí)際經(jīng)驗(yàn),在下列易受感應(yīng)雷影響的電氣設(shè)備前加裝相應(yīng)的專用避雷器:
(1)在低壓母線、監(jiān)控系統(tǒng)電源輸出端加裝三相或單相電源避雷器,以防止感應(yīng)雷電通過(guò)電源線損壞監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備;
(2)在隧道內(nèi)攝像機(jī)部分解碼器輸入輸出端加裝控制信號(hào)避雷器,以防止雷電通過(guò)控制信號(hào)線損壞攝像機(jī)解碼器;
(3)在攝像機(jī)視頻信號(hào)輸入輸出端加裝同軸電纜避雷器;
(4)在通信機(jī)房配線架裝設(shè)交換機(jī)配線避雷器;
(5)洞外廣場(chǎng)攝像機(jī)安裝云臺(tái)、鏡頭控制線避雷器。
通過(guò)以上的技術(shù)處理,可有效防止雷電對(duì)隧道內(nèi)電氣設(shè)備的影響,最大限度地將雷擊災(zāi)害減至最小。
三、結(jié)語(yǔ)
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,公路隧道機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化程度越來(lái)越高,計(jì)算機(jī)用于自動(dòng)控制及營(yíng)運(yùn)管理也越來(lái)越普遍。隧道內(nèi)機(jī)電系統(tǒng)包括:照明、通風(fēng)、火災(zāi)報(bào)警、閉路電視監(jiān)控、通信、交通監(jiān)測(cè)控制及供配電系統(tǒng)等都不可避免地會(huì)受到雷電災(zāi)害的影響,如何將雷電災(zāi)害的影響降至最低,是隧道機(jī)電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、施工及管理中一項(xiàng)非常重要的工作,必須予以充分重視。
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關(guān)鍵詞：pH值；酸堿中和；PID
Abstract: The traditional acid-base and manually adjust itself difficult to solve the shortcomings such as difficult to find the right dosage, resulting in the neutralizer waste manually control the security and reliability, low efficiency, it is difficult to meet the requirements of real-time control. Theoretically first analyzes the principle of PID control, and then combined with the South China Paper Industry Co., Ltd. in the pulp and paper companies, the process design of a PID control the pH of the system of the pulp and paper companies.
Key words: pH value; acid-base; the PID
中圖分類號(hào)：TS7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）06-0020-02
一、前言
隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和城市人口的急劇增加，環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日益成為影響和制約人類社會(huì)發(fā)展的原因之一，大量工業(yè)和生活污水的處理問(wèn)題受到越來(lái)越廣泛的重視。為了環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)性發(fā)展，必須進(jìn)行污水處理。現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)往往產(chǎn)生大量工業(yè)污水，pH值是控制污水排放的一個(gè)重要指標(biāo)，國(guó)家環(huán)保總局在工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了排放工業(yè)污水的pH值必須在6.5-8.5之間。工業(yè)污水的酸堿度值一般遠(yuǎn)偏離中和值7，直接排放會(huì)導(dǎo) 致嚴(yán)重的污染，因此，工業(yè)廢水必須進(jìn)行pH 值檢測(cè)并根據(jù)測(cè)量的結(jié)果用中和劑處理，水質(zhì)達(dá)標(biāo)后方可排放。但是由于污水處理的酸堿中和過(guò)程通常呈現(xiàn)嚴(yán)重的非線性，主要表現(xiàn)為混和溶液的pH 值在中和點(diǎn)附近的增益很大，此時(shí)添加的中和劑略有變化，就能引起pH值較大變化，而當(dāng)pH值遠(yuǎn)離中和點(diǎn)時(shí)的增益很小，pH值變化較緩慢，加入大量中和劑才能使pH值上升或下降。處理過(guò)程一般在大 容器或循環(huán)管路中進(jìn)行，使得系統(tǒng)存在較大的時(shí)值，不僅給pH值控制帶來(lái)極大困難，而且大量浪費(fèi)中和劑。
二、模擬PID控制原理
看場(chǎng)合應(yīng)用,PID 是由比例、微分、積分三個(gè)部分組成的，在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常只使用其中的一項(xiàng)或者兩項(xiàng)，如 P、 PI、 PD、 PID 等。就可以達(dá)到控制要求，PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。
比例（P）控制
比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。
積分（I）控制
在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)（System with Steady-state Error）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。
微分（D）控制
在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。 自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。
PID控制器各控制環(huán)節(jié)的作用如下：
比例環(huán)節(jié)：為了及時(shí)成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)e(t)，以最快速產(chǎn)生控制作用，使偏差向減少的趨勢(shì)變化。積分環(huán)節(jié)：為了保證被控制量y(t)在穩(wěn)定時(shí)對(duì)給定量r(t)的無(wú)靜差控制，即當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，控制輸出量和控制偏量都保持在某一個(gè)常值上。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)，積分時(shí)間常數(shù)越大積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。
微分環(huán)節(jié)：為了改善閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的速度，能反映偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)，并能在偏差信號(hào)變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。
三、PID在造紙污水處理調(diào)節(jié)pH值的應(yīng)用
1、工藝流程見(jiàn)圖2
未處理污水在循環(huán)的生物氧化池內(nèi)，中和處理后排放到快慢攪拌池。加中和劑過(guò)程如下：
儲(chǔ)存在1#、2#、3#、4#罐中的中和劑，通過(guò)1#、2#加藥泵經(jīng)電磁流量計(jì)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥后加入生化池。
2、PID控制見(jiàn)圖3
控制過(guò)程為：pH計(jì)實(shí)際測(cè)得的值pH2與目標(biāo)設(shè)定值pH1相比較，所得偏差信號(hào)e(t)送入PID控制器，內(nèi)部運(yùn)算后，輸出信號(hào)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)加藥量隨目標(biāo)設(shè)定值的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
3、硬件選型
電磁流量計(jì)：SAT8-1-9D2；量程：2-15m3/h；輸出：4-20mA；pH計(jì)：SAT8-1-92DX100 ；量程：0-14 ；輸出：4-20mA；PID控制器：SAT8-1-92X100
量程：0-14 ；輸出：4-20mA；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：SAT8-1-9JYIK ；輸入：4-20mA ；輸出：4-20mA
四、小結(jié)
將南華紙業(yè)造紙的酸堿調(diào)節(jié)改為PID控制后，大大節(jié)約了人力，提高了加藥系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且南華紙業(yè)造紙選用的PID控制器帶自整定功能，通過(guò)自整定，大大簡(jiǎn)化了參數(shù)的調(diào)整。同時(shí)本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、成本低、實(shí)用性強(qiáng)，很好地滿足了南華紙業(yè)造紙污水處理pH值自動(dòng)化控制的要求。
參考文獻(xiàn)
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