芻議自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景

許麗麗+尚夢(mèng)+張玉果

摘 要：自動(dòng)控制技術(shù)作為當(dāng)前科技研究的熱點(diǎn)課題，在社會(huì)各行業(yè)都發(fā)揮著重要的作用。自動(dòng)控制技術(shù)的出現(xiàn)不僅提高了生產(chǎn)的效率，以往一些需要人工完成的工作可以利用現(xiàn)代化技術(shù)交由機(jī)器完成，大大地解放了勞動(dòng)力，改變了人們的生產(chǎn)生活方式?；诖?，文章對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并探討了自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展前景

引言

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

隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)信息化發(fā)展速度不斷提升，給自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的平臺(tái)。自動(dòng)控制技術(shù)多被應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域中，是通過(guò)利用信息技術(shù)與自動(dòng)控制設(shè)備，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)流程提前設(shè)置，避免人為的干預(yù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化控制管理。利用自動(dòng)控制技術(shù)可以根據(jù)具體的生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行合理調(diào)控優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)減少消耗、節(jié)省能源、提高效益的作用。

1 自動(dòng)控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

1.1 自動(dòng)控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

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

1.2 自動(dòng)控制技術(shù)在軍事科研中的應(yīng)用

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

1.3 自動(dòng)控制技術(shù)在智慧生活中的應(yīng)用

仔細(xì)觀察就能發(fā)現(xiàn)，在我們的生活中自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用也非常廣泛，從路邊的光控路燈、電梯的運(yùn)行、空調(diào)溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，到停車場(chǎng)的自動(dòng)泊車系統(tǒng)，銀行、醫(yī)院的自動(dòng)叫號(hào)系統(tǒng)等等，都有自動(dòng)控制技術(shù)的參與。又如當(dāng)前的智能電網(wǎng)技術(shù)、支持智能家居的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)以及智能交通管理系統(tǒng)等，也通過(guò)自動(dòng)控制技術(shù)提高了運(yùn)行效率，降低運(yùn)營(yíng)成本，提高安全性和抗干擾能力，并減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。

1.4 自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

就目前而言，自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中并不是陌生的領(lǐng)域，當(dāng)前我國(guó)在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化上的探索與研究已經(jīng)逐漸趨于成熟，農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置自動(dòng)化、排灌機(jī)械自動(dòng)化、溫室自動(dòng)化控制，轉(zhuǎn)變了以往我國(guó)粗放式的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸朝精準(zhǔn)化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。

隨著自動(dòng)化控制技術(shù)、電子技術(shù)以及通信技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也利用現(xiàn)代化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)控與管理。不僅可以實(shí)現(xiàn)合理灌溉、自動(dòng)施肥，有效的提高水資源與化肥資源的利用率，還能實(shí)現(xiàn)有效節(jié)水、降低成本，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一些不必要的資源浪費(fèi)。另外，溫室自動(dòng)控制也可以自動(dòng)調(diào)控溫度、光照，為農(nóng)作物的生產(chǎn)提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。

2 自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展前景

分析當(dāng)前自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，可以明顯看出，在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)控制技術(shù)依舊是現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展的熱門課題，分析自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展前景與發(fā)展趨勢(shì)，可以總結(jié)出以下幾個(gè)主要方向。

2.1 現(xiàn)代化信息技術(shù)之間的融合應(yīng)用

今后，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越廣泛，也將結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，加快智慧城市的建設(shè)。如電氣企業(yè)可以通過(guò)自動(dòng)控制集成系統(tǒng)功能，自動(dòng)收集掌握各類信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備遠(yuǎn)程控制、用能分析等。另外，各種先進(jìn)信息技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)的融合，可按指定時(shí)段自動(dòng)查詢各單位水、電、氣、熱的使用情況，既節(jié)省了工作人員的時(shí)間與精力，有效解決傳統(tǒng)人工抄表存在的數(shù)據(jù)誤差。同時(shí)各水電企業(yè)也可以通過(guò)信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享與需求調(diào)研，優(yōu)化檔案同步、數(shù)據(jù)展示功能，建立數(shù)據(jù)交互通道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互享，實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展。

2.2 自動(dòng)控制設(shè)備將朝小、微方向發(fā)展

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

2.3 在智慧城市建設(shè)方面的應(yīng)用將更加廣泛

據(jù)媒體報(bào)道，在2017年將會(huì)在北京開通中國(guó)內(nèi)地首條全國(guó)產(chǎn)化無(wú)人駕駛線路——燕房線，據(jù)悉，該地鐵列車幾乎達(dá)到了世界最高自動(dòng)化等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該線路采用中國(guó)自主研發(fā)的無(wú)人駕駛地鐵車輛和技術(shù)，也是北京首條全自動(dòng)駕駛線路，在這條全自動(dòng)駕駛線路中離不開自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。此外，自動(dòng)控制技術(shù)在地下管道的實(shí)時(shí)監(jiān)控上也發(fā)揮著重要的作用，利用自動(dòng)化技術(shù)與現(xiàn)代信息化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市地下管溝內(nèi)的管道設(shè)備、有毒氣體等進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)測(cè)、控制和管理，一旦發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)出現(xiàn)有毒氣體超標(biāo)或設(shè)備異常的情況，自動(dòng)控制系統(tǒng)將立即發(fā)出警報(bào)，將相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與警報(bào)信息傳達(dá)給管理人員，一遍及時(shí)的處理維修，將危險(xiǎn)源控制在源頭，避免出現(xiàn)更大的災(zāi)害，威脅人們的生命安全。自動(dòng)控制技術(shù)除了應(yīng)用在公共交通以及公共設(shè)施的建設(shè)外，還進(jìn)一步的應(yīng)用于智慧城市建設(shè)的其他領(lǐng)域，如機(jī)場(chǎng)航班信號(hào)指揮系統(tǒng)、110報(bào)警指揮系統(tǒng)、城市交通信號(hào)系統(tǒng)、鐵路的自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域，為人們的生活提供了更好的條件。

3 結(jié)束語(yǔ)

雖然我國(guó)當(dāng)前的自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展相較發(fā)達(dá)國(guó)家仍有差距，但今年來(lái)，我國(guó)不斷加大信息化技術(shù)的開發(fā)力度，相信在不久的將來(lái)，我國(guó)的自動(dòng)控制技術(shù)將會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階，在人類生產(chǎn)生活中發(fā)揮更大的作用。

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作者簡(jiǎn)介：許麗麗（1988-），女，籍貫：河南省洛陽(yáng)市，學(xué)歷：本科，助理工程師，研究方向：電氣信息技術(shù)。