控制技术论文篇(1)

关键字：自动化智能控制应用

随着信息技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，这对自动控制技术提出犷新的挑战，促进了智能理论在控制技术中的应用，以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。

一、智能控制的主要方法

智能控制技术的主要方法有模糊控制、基于知识的专家控制、神经网络控制和集成智能控制等，以及常用优化算法有:遗传算法、蚁群算法、免疫算法等。

2.1模糊控制

模糊控制以模糊集合、模糊语言变量、模糊推理为其理论基础，以先验知识和专家经验作为控制规则。其基本思想是用机器模拟人对系统的控制，就是在被控对象的模糊模型的基础上运用模糊控制器近似推理等手段，实现系统控制。在实现模糊控制时主要考虑模糊变量的隶属度函数的确定，以及控制规则的制定二者缺一不可。

2.2专家控制

专家控制是将专家系统的理论技术与控制理论技术相结合，仿效专家的经验，实现对系统控制的一种智能控制。主体由知识库和推理机构组成，通过对知识的获取与组织，按某种策略适时选用恰当的规则进行推理，以实现对控制对象的控制。专家控制可以灵活地选取控制率，灵活性高；可通过调整控制器的参数，适应对象特性及环境的变化，适应性好；通过专家规则，系统可以在非线性、大偏差的情况下可靠地工作，鲁棒性强。

2.3神经网络控制

神经网络模拟人脑神经元的活动，利用神经元之间的联结与权值的分布来表示特定的信息，通过不断修正连接的权值进行自我学习，以逼近理论为依据进行神经网络建模，并以直接自校正控制、间接自校正控制、神经网络预测控制等方式实现智能控制。

1.4学习控制

(1)遗传算法学习控制

智能控制是通过计算机实现对系统的控制，因此控制技术离不开优化技术。快速、高效、全局化的优化算法是实现智能控制的重要手段。遗传算法是模拟自然选择和遗传机制的一种搜索和优化算法，它模拟生物界/生存竞争，优胜劣汰，适者生存的机制，利用复制、交叉、变异等遗传操作来完成寻优。遗传算法作为优化搜索算法，一方面希望在宽广的空间内进行搜索，从而提高求得最优解的概率；另一方面又希望向着解的方向尽快缩小搜索范围，从而提高搜索效率。如何同时提高搜索最优解的概率和效率，是遗传算法的一个主要研究方向。

(2)迭代学习控制

迭代学习控制模仿人类学习的方法、即通过多次的训练，从经验中学会某种技能，来达到有效控制的目的。迭代学习控制能够通过一系列迭代过程实现对二阶非线性动力学系统的跟踪控制。整个控制结构由线性反馈控制器和前馈学习补偿控制器组成，其中线性反馈控制器保证了非线性系统的稳定运行、前馈补偿控制器保证了系统的跟踪控制精度。它在执行重复运动的非线性机器人系统的控制中是相当成功的。

二、智能控制的应用

1.工业过程中的智能控制

生产过程的智能控制主要包括两个方面:局部级和全局级。局部级的智能控制是指将智能引入工艺过程中的某一单元进行控制器设计，例如智能PID控制器、专家控制器、神经元网络控制器等。研究热点是智能PID控制器，因为其在参数的整定和在线自适应调整方面具有明显的优势，且可用于控制一些非线性的复杂对象。全局级的智能控制主要针对整个生产过程的自动化，包括整个操作工艺的控制、过程的故障诊断、规划过程操作处理异常等。

2.机械制造中的智能控制

在现代先进制造系统中，需要依赖那些不够完备和不够精确的数据来解决难以或无法预测的情况，人工智能技术为解决这一难题提供了有效的解决方案。智能控制随之也被广泛地应用于机械制造行业，它利用模糊数学、神经网络的方法对制造过程进行动态环境建模，利用传感器融合技术来进行信息的预处理和综合。可采用专家系统的“Then-If”逆向推理作为反馈机构，修改控制机构或者选择较好的控制模式和参数。利用模糊集合和模糊关系的鲁棒性，将模糊信息集成到闭环控制的外环决策选取机构来选择控制动作。利用神经网络的学习功能和并行处理信息的能力，进行在线的模式识别，处理那些可能是残缺不全的信息。

3.电力电子学研究领域中的智能控制

电力系统中发电机、变压器、电动机等电机电器设备的设计、生产、运行、控制是一个复杂的过程，国内外的电气工作者将人工智能技术引入到电气设备的优化设计、故障诊断及控制中，取得了良好的控制效果。遗传算法是一种先进的优化算法，采用此方法来对电器设备的设计进行优化，可以降低成本，缩短计算时间，提高产品设计的效率和质量。应用于电气设备故障诊断的智能控制技术有:模糊逻辑、专家系统和神经网络。在电力电子学的众多应用领域中，智能控制在电流控制PWM技术中的应用是具有代表性的技术应用方向之一，也是研究的新热点之一。

以上的三个例子只是智能控制在各行各业应用中的一个缩影，它的作用以及影响力将会关系国民生计。并且智能控制技术的发展也是日新月异，我们只有时课关注智能控制技术才能跟上其日益加快的技术更新步伐。

参考文献：

[1]严宇，刘天琪.基于神经网络和模糊理论的电力系统动态安全评估[J].四川大学学报，2004，36(1):106-110.

[2]张利平，唐德善，刘清欣.遗传神经网络在凝汽器系统故障诊断中的应用[J].水电能源科学，2004，22(1):77-79.

控制技术论文篇(2)

[摘 要]技术的本质是控制，技术通过精心算计的时间分割和空间变换，达到了资本所要求的高效率，从而越来越成为控制自然和人类社会的力量。在这个过程中，技术凭借资本的力量，依托科学，重构了人的生活世界，并以现代化的名义向全球扩展，最终导致对人类社会的全面控制。 [关键词]技术控制 资本 时空重构 培根提出的“知识就是力量”，表达了人类控制自然的强烈愿望，标志着一个新的时代即技术全面控制时代的来临。这个过程改变人类社会是如此彻底，以至于当福柯宣告“知识就是权力”的时候，人们已无意对此作出任何反驳。 利奥塔在《后现代知识状态》中深刻地指出，人们对科学和技术进步的追求，首先来自发财的欲望而不是求知的欲望。技术与利润的“有机结合”先于技术与科学的结合。“在今天，购买学者、技师和仪器不是为了掌握真理，而是为了增加力量” .这个力量即控制的力量，它表现为追逐更多的利润，其后果是对人和自然更大程度的控制。但技术控制的力量来源于何处？ 1 现代技术的本质是控制 （1）技术本质是控制 海德格尔相信，当柏拉图开始用理念试图去把握自然呈现出来的事物时，已经表明出一种控制的趋向。存在为存在者所取代。随着形而上学的开始，人也被赋予用理念来识见事物、进行思考的能力，有了把他的知识当做控制和设计他所面对的世界（包括他自己）的工具的可能。这种控制和设计，是现代技术最显著的特征。海德格尔说：“解蔽贯通并统治着现代技术。……在现代技术中起支配作用的解蔽乃是一种促逼（herausfordern），此种促逼向自然提出蛮横要求，要求自然提供本身能够被开采和贮藏的能量。”现代技术在促逼的意义上摆置自然。这种促逼的要求被海德格尔命名为座架（Ge-stell）。海德格尔认为“座架”是技术的本质，它限定、强求。事物和自然物被从物质存在、对象性、可统治性、功能等方向上被限定，被定位，从而强求某种东西进入一种非自然状态，达到对技术需要来说是合适的内容。如水电厂被置于莱茵河水流之中，它把莱茵河水限定为水压，使水流的意义在于发电上。这样，技术就以一种强力统治的方式，使事物放弃其真正的存在，被迫变成单纯的物质性和功能性的存在。 故技术最本质的特征体现了它的控制和统治这一方面。技术统治的对象最初是自然物，但随后把人也纳入其统治的对象之中。如果说培根要求人们顺从自然，只体现了对自然控制的单纯意愿的话，那随后而来的工业革命，不仅使自然物被分割，而且人也被分割、组织起来，成为生产线上的固定工具。全面发展的人被技术分工分裂为机器系统中的一个个可替换的零件。而按理性原则组织起来的官僚体制，是一种更加精致的统治机制，它使生活在现代社会的每一个人，都陷入一个无可逃避的“现代化的铁笼”（韦伯语）之中。 技术控制的合法性 但是，技术作为一种控制的力量，在其产生之初就受到怀疑。在希腊人那里，“科学”是指来自人类心灵的理性的直接把握的一种知识，它是自然秩序的流露。希腊科学体现了学者理性的智慧的自然流露，但工匠的技艺，由于是一种非自然的“人工”活动，往往超越其界限，因而其正当性却受到怀疑：关于普罗米修斯的希腊神话，就表达了对技术正当性的怀疑。普罗米修斯把火从众神那里偷来，并教会人们如何使用这个礼物（技术），但 这个礼物却具有某种意义的不正当性。它导致了神界与人间力量的不平衡，这无可逃避地要受到复仇女神的报复，以恢复自然的秩序。而且，希腊人对技术的使用也是小心翼翼的，达代罗斯的悲剧就在于他的儿子忘记了使用技术的界限，飞得太高，让太阳融化粘羽毛的蜡，从而摔到海中淹死。这些神话无疑是对使用人工制品的警告。 亚里士多德对工匠技艺的鄙薄就在于技术制成品的“不自然”，因为它不具备“自我运动”的能力，即它是依附于外在目的的，而我们很难保证这种外在目的总是善的。无独有偶，技术的合法性在古代中国也受到怀疑，《庄子》中老叟对“机心”的担忧，使得他宁愿抱瓮汲水而不是借助机械的桔槔。因此，不解决技术在道德上的合法性，技术就永远得不到学者的同情和关心，也无法得到充分的发展。 技术控制的合法性在希腊传统中受到质疑，但在犹太一基督教传统中得到肯定。基督教认为，对自然界的支配与控制是上帝赋予人类的权力，这种权力具有不容置疑的正当性，只是由于人类祖先的堕落，人们丧失了这部分权力。在培根看来，宗教与科学进行着共同的努力，即补偿被逐出伊甸园所受到的伤害：“人由于堕落而同时失去了其清白和对创造物的统治。不过所失去的这两方面在此生都可能部分地恢复，前者依靠宗教和信仰，后者靠技艺科学”.认识到这一点对现代科学的产生非常重要，因为宗教与科学的和解就建立在这个基础之上。对基督徒来说，“得救” 是尘世生活惟一的目标，如果对自然的研究不会威胁到上帝的权威和对神的信仰，相反还能够增加上帝的荣耀，那还有什么必要去阻止人们对自然的研究呢？对清教徒来说，技艺和科学，都不过是人类得救的手段和途径，因此，运用技术实现社会功利的目标具有了宗教上的合法性。 （3）资本与技术控制 清教徒的社会功利主义被韦伯认为与资本主义的兴起有莫大的关联，而默顿发现这种社会功利主义，有助于科学的兴盛。而我们发现，由于资本的参与，技术呈现出与过去完全不同的特征：效率成为技术追求的首要目标。在资本参与技术生产之前，传统的技艺多是对自然小心翼翼的模仿和有限度的利用，工匠并不干涉自然的进程，如同风车听任风的吹拂而不强制开发风的能量。但是资本参与技术过程之后，满足资本增殖的要求成为技术的第一目标。实际上，技术的高效率实现了资本对效益的追求，而以提高效率为目标的技术进步掩盖不了资本支配的特征。因此，在资本参与的技术过程中，高效率实质就是高效益。为了达到资本所要求的高效益，技术是通过对时间和空间的分割与重构，完成了对自然和社会的重新设计，而这种重构，改变了人们的生活世界，从而使人类社会和自然界完全被控制、被摆置。 当资本进入生产领域后，传统技艺就被现代技术所取代了：工人不需要经过长期的学徒训练，也不需要参与产品的整个生产过程，而仅仅是限定于某一个生产工序，因而他并不能像传统工匠那样在生产过程中拥有创造的乐趣，而仅仅是从属于技术系统的一个部分。在这个技术系统中，最具生活意义的个人经验，被资本以效率最大化的名义，分解为枯燥、单调的动作，从而使人附属于这个系统。 按照马克思的看法，工场手工业 取代行会作坊在技术上并没有多大改善，改变的只是资本的雇佣关系：具体劳动为资本（抽象劳动）所代替。手工工匠经过长期积累的、引以为傲的技术经验（具体劳动）不再重要，相反，他们被迫聚集在工场里，受 抽象劳动（资本）的支配，听从工场主的安排，领取一定的报酬，同时丧失了对自己技术产品的支配权。所谓的资本，就是对别人劳动的支配权。为了实现资本的增值，资本追求效率最大化的原则，大工业采用了新的生产组织方式：进一步延续工场手工业时期的技术分工，同时引入机器。 机器的引入是传统技艺向现代技术发展上重要的一步。在机器引入之前手工工具不过是人的器官的延伸，之后人却成为机械装置的一部分。机器并不是单纯的中立存在物，它的使用具有资本的特征，也就是就说，在大工业中，资本的控制取代了人的技术经验，成为支配性的原则。而原先工场手工业时期占支配地位的技术分工（等级）被工厂的自然差别分工所代替：“过去是终身专门使用一种局部工具，现在是终身专门服侍一台局部机器。滥用机器的目的是要使工人自己从小就变成局部机器的一部分。”这样就使工人依赖于整个技术系统，从而依赖于资本。 2 技术控制的实现方式：时空重构 如何能够满足资本的要求，达到资本所期望的高效益（最少投入，最大产出）？现代技术系统通过对时间和空间的分割、重组，达到了其对效率的追求。在这个过程中，技术的控制本质充分显现出来。技术不仅控制了自然，而且把人也作为控制的对象，一并纳入到技术系统之中，完成其对自然和人的全面控制。 （1）时间体现为一种控制 在《存在与时间》中，海德格尔谈到了有两种时间：一种是生命的时间，一种是物理的时间。由于物理的机械时间的侵入，使我们忘记了我们的本真存在状态，从而使我们的生命被分割，沦为生产过程的一个环节，进而丧失生命存在的意义。事实上，日出而作、日落而息的生活节奏，因为时间被意识到而被打断。机械钟的出现，最初就体现了一种控制。 时间在传统教会体现了一种消极的控制，教堂的钟声原先是为了引导信徒按时祈祷，防止人们因放纵而放弃对精神的修行；而在新教徒那里，由于时间被认为是上帝计算，由世人付出的，因此浪费时间既是一种道德犯罪又是一种经济欺诈，所以强化的时间表以及随之而来的纪律（descipline）提供了一种积极的机制，通过对时间的强化使用，通过对每一短暂时刻的精心安排，人们就能达到最大效率的理想极限。这种精心安排的尘世工作能够极大增加作为社会财富的“上帝的荣耀”，因此虚度光阴便是丧失为上帝荣耀而效劳的宝贵时辰，这在原则上乃是最不可饶恕的罪孽。当获取社会财富具有道德合法性并成为新教徒正当的目标时，如何高效地利用时间，实现财富的增殖，成为人们首先考虑的问题。因此，对时间的分割（时间表），体现了资本增殖的意愿。 重构时间节奏 要有效地利用时间，就要打破数千年来人们在田园生活中形成的生命时间概念。人们按照自然的节律行事，春种秋收冬藏，日出而作，日落而息。因此，时间表不可能在农民那里，必须把农民从土地上隔离，把他们放逐到陌生的城市，让其除了出卖自己的劳动力外一无所有，这样人们才会甘心服从这个时间表。一天的时间被精确地划分为24等份，在这一天中，什么时候该做工，什么时候该休息，什么时间属于工厂，什么时间属于自己，都被规定得明明白白。对于时间这样的区分，进入城市的工人逐渐被驯服得心甘情愿。早期工人对时间的抗议，不是对时间表本身，而是对精确时钟的迫切要求，因为早期不良资本家常常在时间上作弊，通过延长工时并故意以迟到的方式克扣工人工资。 马克思分析了资本对时间的精心算计。工人的劳动时间首先被精心地区分为必要劳动时间和剩余劳动时间，必要劳动时间是支付工资以养活工人及其家庭，并再生产出新的劳动力所需之最低限度的时间，而剩余劳动时间是利润，是资本增值的 部分，是可以用来支配更多劳动力的部分。因此，资本引入机器的目标，不是减轻工人的劳动负担，而是为了榨取更多剩余时间。同样，采用新的精心构造的时间表，来规定人们的节奏、安排日常活动、调节重复周期，也不过是为了满足对效率的追求。 精心算计的时间表很快出现在学校、军队、工厂和医院中.人们日复一日地按照同样的节奏，安排工作与生活，以至时间观念也渗入到肉体之中。人体的姿势也按时间严格执行，这一点在军队的队列训练中表现出来。随着人的动作被预先规定好了，各种精心的力量控制也随之渗透进去。通过时间节奏的强制，肉体被驯服了：这种肉体可以接纳特定的、具有特殊的秩序、步骤、内在条件和结构因素的操作。而个人的能力，也根据其在这个控制过程能够满足被操纵的需要而得到界定、评估和购买。正如早期的工厂及随后福特的生产线所宣称的，工厂并不需要完整的人，他们不过是雇佣了一些“手”、“脚”而已。这一点正是通过对人的空间分割完成的。 （3）空间重构肉体 随着人的生命被时间所分割、被规定，人的空间也被分割了。人的空间分割表现为肉体的驯服。福柯发现，之所以能够使肉体驯服，首先就在于使用一个封闭的空间，这种自我封闭的场所，能够最大限度保证纪律（节奏）的形成，如修道院、工场、学校和监狱。其次，通过对空间的细致划分，以使每一个人都对应于特定的位置，从而隔断他与其他人的联系，并可据以评估和有效控制，这是现代社会的岗位和职能意识的前身。第三，这种相对固定的空间因为知识或能力的等级关系而流动，人们通过变动在由间隔序列划分的空间中替换位置。这种复杂的分割与流动的序列保证了权力的有效控制。这样，每一个独立的、具有无限意义的生命个体变成了特定岗位上可替换的“操作工”，他的动作被机器所规定而不是规定机器。他成为整个技术系统的一个可替代部分。 实际上，对人的时间与空间的分割之所以能够完成，是通过技术分工达到的，且技术分工又加强了这种对时间与空间的分割。 人的空间分割始于人与大地的疏离。如果说早先逃到城市的手工工匠是自愿的话，那么由于资本的扩张，诗意地栖居在土地上的农民，现在被迫从农村进入城市，成为单纯出卖劳动力的无根的存在。在农村里，农民的农舍与其耕作的土地紧密相依，他得细心照料土地的生产，他的生活与工作是同一的。但在城市中，由于技术分工，人们的生活与工作完全被分隔开，一切按照效率最大化原则被重新安置：首先是生活区域与工作区域的分离；其次是生产与消费的分离；再次是根据其拥有的技能和社会资源被划分为不同社会阶层，扮演不同的社会角色。 （4）被限定的自然 在人被重构的同时，自然界也被技术所限定和分割：一 切都以对资本的有用性重新加以估价。“资源”的概念体现了资本的偏好，这表明我们对待自然的态度是何等的狭隘。当我们不再把我们栖居的地球看成是上帝交付我们看护的家园，既然自然界是一种有无穷“资源”的宝库，那么恣意分割和摆置自然就没有道德上的困难。可悲的是，我们把对自然的改变看成是人类主体能力的实现。在 “征服自然和改造自然”的过程中，自然被祛魅化，浪漫主义的充满诗意的自然界变成冷冰冰的存在者，它丧失了自身的价值，成为技术摆置和控制的对象，我们并没有意识到这种对自然的技术控制是多么的可怕，当海德格尔从电视中看到从月球上拍摄到 的地球照片时，就感到非常震惊和恐惧。在一次访谈中他提出：“……我们并不需要什么原子弹，人类已经被连根拨起。惟一留下的是纯技术的关系。这不再是人能生活的地球了。”对自然的重构和控制，实际上就是对人自身的重构和控制。当人类赖以生活的大地被摆置、被设计时，人类也丧失了根基，成为无根的存在了。 3 科学在技术控制中的作用 最后我们来看看科学在技术实现控制中所扮演的角色。科学为什么有助于技术控制的实现？ （1）近代科学为技术的全面控制提供了理论根据 牛顿以来的近代科学为我们提供了一个便于控制的机械的世界图景。空间被等同于几何学王国，时间被等同于数的连续性。“真正重要的外部世界是一个坚硬、冷漠、五色、无声的死寂的世界；是一个量的世界，一个按照力学规律可以从数学上加以计算的运动的世界。” 人是这个庞大数学体系不相干的渺小旁观者。在这个世界中，人被排除在外，成为一个无关紧要的存在物，甚至这个存在物也可以被量化为质点。这样，近代科学为技术的全面控制提供了理论依据。这种在绝对时空坐标内的严格决定的因果关系，可以通过精心的数学计算加以掌控。拉普拉斯决定论表达了近代科学的自信。这种自信为资本进行技术控制提供了条件：不仅自然界成为科学研究的对象，而且人体甚至人的精神也成为科学研究的对象。在医学解剖中，人体如同一架机器，被细致地分解、重组，“人是机器”的宣言表达了这样的看法，现代的基因分析和重组技术更强化了这一信念。对于人的精神，正如福柯在《疯癫与文明》中，考察了把人特定的精神状态纳入医学研究的过程，指出对非理性激情的禁闭隔离，实际是以理性秩序的名义压制一切非理性行为。这种控制权力因为自然科学的成功而加强。 科学研究为技术控制提供示范 现代科学也对自然和人进行时间与空间的分割与重组。科学的成功强化了这种分割与重组的合法性。 科学首先要做的是对世界的空间分割。海德格尔发现，“任何一门科学作为研究都以对一种限定的对象区域的筹划为根据，因而必然是具体科学。但任何一门具体科学都必然在筹划的展开过程中，通过它们的方法而专门化为特定的探究领域”.对世界的空间分割就体现为科学的专业化：专业化的物理学、天文学、化学、生物学研究各自关心的领域，而根本不考虑其他领域的内容。随着科学专业化的发展，世界也因而分离成不同的世界图像。其次，在专业学科中，对空间的分离在实验室的操作中表现得十分突出：人们建立独立的实验场所，区别于其他空间，同时精心地从大量现象中分离出需要观察的对象，然后在极度简化的实验环境中，予以控制性的变量，试图观察有限变量条件下的实验对象状态的改变。因此，科学研究，首先是对自然和人的空间分离，然后是时间上的重组。例如对科学发现的可重复性要求表现了对自然时间的漠视。例如温室可以改变自然的时间节奏，再如原始大气模拟实验，可以在极短的时间内重演地球大气数百万年的缓慢演化。同时，科学发现的可重复性要求（即按一定程序，严格地依据一定操作方式，得到绝对一致的结果）强化了对自然的控制。胡塞尔发现，我们科学研究的对象是纯化了的自然，是脱离了生活世界的极其理想化的抽象，这导致了控制的有效性。 事实上，科学通过对时间和空间的分割与重组，达到了其极其单一的目标：对规律的发现。我们把这看成是理性的胜利。殊不知，我们在这个过程中，失去了自身。启蒙的胜利，实际上是启蒙的暴政。我们以理性的名义，去控制自然界，同时也控制了人自身。启蒙以来的理性，实际上导致了一种全面的控制，一种全面的统治。 （3）科研成果加强了技术控制的力量 随着工业化的进程 ，科学开始卷入到技术生产中，主动为提高技术系统的效率而提供知识上的支持。科学的这种功能为资本所熟知并得到资本的大力资助。资本家不仅求助于科学家帮助解决技术生产难题，而且还有意识地通过资助科学研究，期望获得的成果能有助于促进技术进步，以获得更大的收益回报。这种科学—资本—技术的关联通过专利和知识产权制度得以强化。 在古希腊时期，人们从事科学研究的目的是，它“试图在自然。的理性秩序中体察出作为合理的社会秩序的规范，寻找一种美好生活的标准，以及人们不受惩罚地超越的界限”.这是一种内在的价值追求。可是在现代性社会中，随着资本参与到技术的进程，科学也被纳入到技术系统之中。科学研究失去其内在价值，不再是“为知识而知识”，科学首先被假定有助于改进技术并因而最终改善产品的价格和质量，从而得到资本的资助。在大科学时代，科学研究的选题很少不受到资助者意愿的限制，而科研成果的专利化策略，体现了资本对增殖的渴望。科学研究的成果，也强化了技术控制的能力。实际上，科学与技术在资本的支配下共同完成了对人类社会的控制。 利奥塔。后现代知识状态——关于知识的报告[M].北京：三联书店，1997.96. 海德格尔选集[C].上海：三联书店，1996.932. 威廉·莱斯。自然的控制[M].重庆：重庆出版社，1993.44. 资本论（第1卷）[M].北京：人民出版社，1975.462. 福柯。规训与惩罚[M].北京：三联书店，1999.169-171. Simon Cooper.Technoclnlture and Critiacl Theory[M].New York：Routledge Press，2002.23. 伯特。近代物理科学的形而上学基础[M].北京：北京大学出版社。2003.202. 海德格尔。林中路[M ].上海：上海译文出版社，1997.79. 冯·赖特。知识之树[M].北京：三联书店，2003.4. 何兵

控制技术论文篇(3)

一、虚拟仪器与运动控制

1.虚拟仪器与图形化编程语言-LabVIEW

虚拟仪器(即VirtualInstrument，简称NI)是一种基于计算机的仪器，就是在通用计算机上加上软件和(或)硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户(而不是厂家)可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。

虚拟仪器系统是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用PC计算机强大的图形编程环境和在线帮助功能，结合相应的硬件，快速建立人机交互界面的虚拟仪器面板，完成对仪器或设备的控制、数据分析与显示，提高仪器的功能和使用效率，大幅度降低仪器的价格，使用户可以根据自己的需要定义仪器的功能，方便地对其进行维护、扩展、升级等。

LabVIEW是美国NI公司利用虚拟仪器(virtualinstnlments)技术开发的32位，主要面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台。LabVIEW同时也是一一种功能强大的图形编程语言，但它与传统的文本编程语言(如c语言)不同，采用了一种基于流程图的图形化编程形式，因此也被称为G语言(graphicallanguage)。这种图形化的编程形式，方便了非软件专业的工程师快速编制程序。LabVIEW也不同于传统文本式的编程语言的顺序执行方式，而是采用了数据流的执行方式，这种方式要求程序仅在各节点已获得它的全部数据后才执行。

多任务并行处理一般是通过多线程技术来实现的，不同的任务实际上通过各自的线程轮流占用CPU时间片来达到“同时”处理的目的。LabVIEW也采用了多线程技术，而且与传统文本式的编程语言相比，有两大优点：LabVIEW把线程完全抽象出来，编程者不需对线程进行创建、撤销及同步等操作；LabVIEW使用图形化的数据流的执行方式，因此在调试程序时，可以非常直观地看到代码的并行运行状态，这使编程者很容易理解多任务的概念。

LabVIEW图形化编程语言有效地利用了当今图形用户接口的点击特性。编写程序只包含以下的一些简单步骤：

用鼠标选择仪器函数作为对象；

描述测试步骤和对象之间的关系；

建立初始条件。

2.运动控制

运动控制卡是一种基于PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为：

为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；

在各种工业设备、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；

PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等)；控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在相应系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，步进电机由于具有转子惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点，成了控制系统的主要执行元件之一。步进电机的控制方法包括开环控制和闭环控制两种。

二、基于虚拟仪器的步进电机控制系统整体结构与原理

一般运动控制系统主要由五部分构成：被移动的机械设备、运动I/O的马达(伺服或步进)、马达驱动单元、智能运动控制器、以及编程/操作接口软件。

本系统的目标是利用笔者实验室已有美国国家仪器公司(NI)的NIPCI7354伺服/步进运动控制卡及其配套软件、NI7604伺服/步进驱动器及其配套软件、两相步进电机、LabVIEW软件、多轴精密电移台(负载)、PC机等构建一套步进电机运动控制系统，分别实现单轴、两轴、三轴和四轴的运动控制，要求系统具有数控系统的基本功能，能实现不同坐标系下的直线、圆弧插补、速度控制、电子传动等功能，以供实验教学应用。系统整体结构框图如图1示。

图1系统整体结构框图

1.NIPCI7354运动控制卡

NIPCI7354控制卡可同时控制包括交流和步进电机的4轴运动，能实现诸如点到点位置控制、速度控制、三维直线、圆弧、螺旋型和球形运动、电子传动、混合运动、回程和限位控制、Trigger输入和Breakpoint输出等功能。NIPCI7354的嵌入式固件是基于RT0S(实时操作系统)内核的，实时性强，通过简单易用的运动控制器、软件、以及外设提供集成方案的功能与能力，为一般伺服与步进应用提供精确、高性能的运动功能。该运动控制器可以使用支持Windows2000/NT/Me/xp操作系统的LabVIEW、MeasurementStudio(LabWindows/CVI、VisualBasic)以及C/C++进行编程。

NIPCI7354运动控制卡是高性能PCI步进/伺服控制器，可用于所有运动控制系统中，控制器采用先进的技术，在嵌入式实时运动或者以主机为中心的编程环境中提供混合运动轨迹控制和完全协同的圆形、线性、点到点、齿轮和空间矢量控制。其丰富的功能可以满足最为严格的要求。

NIPCI7354运动控制卡的主要特点：通过PCI总线与主机(上位机)通信；68芯VHDCI输出电缆；普通数字输出电压：0-32V；高电平3.5--30V，低电平0—2V；最大脉冲速率：100KHZ；运行电流：3-14mA；触发输出最大脉冲速率：1MHz；

2.运动控制软件

利用NILabVIEW图形化编程语言以及各种应用软件可以开发功能强大的运动控制程序，运动控制器配备NI-Motion驱动软件提供的LabVIEWVI、固件更新程序、DLL程序，可以利用其它开发工具(比如MeasurementStudio，LabWindowsCVI)或其它编程语言开发运动控制应用。NI运动助手(MotionAssistant)是一个采用LabVIEW代码生成方法的附加工具，运用该工具您只需进行极少编程甚至无需编程即可开发LabVIEW运动控制应用。

3.NI7604驱动器

NI7604驱动器将NI7354提供的四轴运动控制信号放大，以驱动两相步进电机运转，带动精密电移台运动。该驱动器将运动控制器与特定应用马达、编码器、限位器、用户I/O连接在一起。一根控制电缆连接运动控制器与驱动器，为全部的命令集与反馈信号提供一个通道。

NI7604的主要特点：输入电压：115V/23V，2/1A，60/50Hz；步进放大器：IM481H；每相电流：0.2—1.4A；电源连续输出容量：80W；输入电缆：68芯VHDCI型；输出电压：24VDC；+5V输出：1A。

4.运动控制外设

两相步进电机4台，四轴精密电移台一套，电移台是滚珠丝杠/螺母驱动结构。系统原理图如图2示。

三、系统工作原理

通过上位机(PC机)的数据终端设备设置步进电机的目标位置、加速度、速度和减速度(即发出运动控制任务)，NIPCI7354运动控制卡根据设置信息控制电机的运动时间(输出脉冲个数)和方向，即控制卡完成实时运动规划，NI7604驱动器放大脉冲信号以驱动电机运转。

在电机运行过程中，控制脉冲的频率f应随时变化以满足电机低速起停及高速运行的需要。脉冲频率由发送数据的波特率(B)决定，每发出一个脉冲需用两个二进制位1和0来构成其高、低电平，所以f＝B/2，通过调整发送数据的波特率可改变所发出的控制脉冲的频率。按常规波特率系列发送数据时所产生的控制脉冲频率变化较大，不能满足电机正常起停及调速的要求，为此计算机需按非标准的波特率发送数据以产生任意频率的控制脉冲。一般在电机起动及停止阶段每发送一个字节调整一次波特率，以使电机起停得尽量平滑。

四、软件研究与实现

在系统硬件环节构建完成后，先后逐步完成了单轴直线运动控制、两轴平面运动控制、三轴空间运动控制系统的软件研究与开发。

控制软件利用LabVIEW7这种虚拟仪器软件开发平台设计，每个程序分为前面板和框图程序两部分。前面板用于设置控制参数和显示控制过程及结果，框图程序是程序的代码。两轴平面螺旋运动前面板如图3示，两轴平面螺旋运动框图程序(局部)。

控制技术论文篇(4)

关键词：机械制造数控技术

引言

在机械制造业中，数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧，传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大，产品交货质量和成本要求的提高，要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力，就需要我们能利用现代数控技术的灵活性，最大限度的应用于机械制造行业。将机械设备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新的水平，从而满足现代市场的竞争需求。

一、技术特点

数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。

目前是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成，这样极大的增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。

二、机械制造中数控技术的应用

2.1工业生产工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上，或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下，完成人类难以完成的工作，很大程度上改善了劳动条件，保证了生产质量和人身安全。

在实际操作中，控制单元是由计算机系统组成，指挥机器人按照写入内核的程序向驱动单元发出指令，完成预想的操作，同时同步检测执行动作，一旦出现错误或发生故障，由传感系统和检测系统反馈到控制单元，发出报警信号和相应的保护动作。而执行机构是由伺服系统和机械构件组成。有动力部分向执行机构提供动力，使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作。

2.2煤矿机械现代采煤机开发速度快、品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。

2.3汽车工业汽车工业近20年来发展尤为迅猛，在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。

将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现，不仅如此，数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。

2.4机床设备机械设备是机械制造中的重中之重，面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上，从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需零件。

三、数控技术的发展

从第一台数控机床开发成功到现在已有50多年的历史，由传统的封闭式数控系统发展到现今的开放式PC数控系统。传统的计算机数控系统，由于采用封闭的体系结构，它的通用性、软件移植性、功能扩展和维修都比较困难；开放式体系结构的计算机数控系统的发展，使传统的计算机数控系统的市场正在受到挑战。开放式计算机数控系统，采用软件模块化的体系结构，显示了优良的性能，能适应各种计算机的软件平台，具有统一风格的用户交互环境，操作、维护、更新换代和软件开发都比较方便，具有较高的性能价格比，已成为数控系统发展的方向。

四、结束语

机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。PC机进入数控领域，极大的促进了数控技术的发展，也为我国在数控生产领域赶超发达国家提供了机遇。跟上发展先进数控制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，尽快缩小与发达国家的差距，在激烈的市场竞争中立于不败之地。同时，数控加工技术的发展孕育产生大量的数控专业技术人才，进而推动我国现代机械制造业进一步走向繁荣。

参考文献：

马岩.中国木材工业数控化的普及[J].木材工业.2006(02).

陈光明.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].制造业自动化.2005(09).

控制技术论文篇(5)

在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中，交流伺服系统的应用越来越广泛，其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流，而且调试、使用十分简单，因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统，并充分发挥DSP的高速运算能力，自动完成整个伺服系统的增益调节，甚至可以跟踪负载变化，实时调节系统增益；有的驱动器还具有快速傅立叶变换（FFT）的功能，测算出设备的机械共振点，并通过陷波滤波方式消除机械共振。

一般情况下，这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式，即伺服电机上的编码器反馈既作速度环，也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度，应在最终的运动部分安装高精度的检测元件（如：光栅尺、光电编码器等），即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是：伺服系统只接受速度指令，完成速度环的控制，位置环的控制由上位控制器来完成（大多数全闭环的机床数控系统就是这样）。这样大大增加了上位控制器的难度，也限制了伺服系统的推广。目前，国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统，使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。

该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷，伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等)，作为位置环，而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙（如齿轮间隙、丝杠间隙等），补偿机械传动件的制造误差（如丝杠螺距误差等），实现真正的全闭环位置控制功能，获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成，无需增加上位控制器的负担，因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中，开始采用这种伺服系统。

2直线电机驱动技术

直线电机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。

在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台（拖板）之间的机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。

1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如丝杠等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。

2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。

3.动刚度高由于"直接驱动"，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。

4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进个速度（要求达60～100M/min或更高）当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度，一般可达2～10g（g=9.8m/s2），而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。

6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。

7.效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，传动效率大大提高。

直线传动电机的发展也越来越快，在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品，其中美国科尔摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动；德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。

3可编程计算机控制器技术

自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）问世以来，PLC控制技术已走过了30年的发展历程，尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器（PCC）就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。

与传统的PLC相比较，PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，而是由操作系统的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来，满足了实时控制的要求。当然，这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意修改。

基于这样的操作系统，PCC的应用程序由多任务模块构成，给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求，如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等，分别编制出控制程序模块（任务），这些模块既独立运行，数据间又保持一定的相互关联，这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后，可一同下载至PCC的CPU中，在多任务操作系统的调度管理下并行运行，共同实现项目的控制要求。

PCC在工业控制中强大的功能优势，体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS（分布式工业控制系统）技术互相融合的发展潮流，虽然这还是一项较为年轻的技术，但在其越来越多的应用领域中，它正日益显示出不可低估的发展潜力。

4运动控制卡

运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。它的出现主要是因为：（1）为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；（2）在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位系统等）、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；（3）PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；控制卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。

这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行，运动控制卡也形成了一个独立的专门行业，具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现，如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。

5结束语

计算机技术和微电子技术的快速发展，推动着工业运动控制技术不断进步，出现了诸如全闭环交流伺服驱动系统、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等许多先进的实用技术，为开发和制造工业自动化设备提供了高效率的手段。这也必将促使我国的机电一体化技术水平不断提高。

控制技术论文篇(6)

焙烧控制系统应用的控制技术

1边火道控制技术

由于边火道侧墙密封问题易造成漏风、温度低和边火道挥发分析出量少的特点，预热区温度不易控制，在控制模块中，提供边火道温度单独设定的方法，通过提高边火道的温度设定，解决预热区边火道温度低的问题。在焙烧实际操作时，如果高温炉室采用远程控制火道设定温度为1200℃，边火道增加30℃偏移值即设定为1230℃，这样可使高温炉室各个料箱的水平温差控制在5℃以内；处于挥发阶段的炉室，边火道加15℃的偏移值时，各料箱的水平温差最小。

2料箱温差控制技术

制品在焙烧过程中能否均匀升温，直接影响了制品品质、能耗、产能及炉口设备寿命，是焙烧控制的重要目标。公司环式炉料箱深度为6600mm，是国内最深的炉型。缩小前后温差与上下温差是面临的难题。通过优化燃烧器、负压控制、燃烧架上下游功率控制及燃烧架各火道的均衡控制等一系列技术，使得火道及料箱上下、左右、前后温差在要求的范围内。为了缩小火道的上下温差，加强了对各火道负压的调整。通过排烟架的蝶阀控制，各火道负压控制在-100~-130Pa，零压控制在-10~0Pa，现在火道上下温差由以前的50℃缩小到30℃以内，保证温度场均匀分布和产品均匀受热，保证了上层和下层产品的均质性。为了缩小炉室的前后温差，在自动控制时，采取调节上下游功率的方法，根据实际情况，控制好上下游给气量，从而达到缩小前后温差的目的。手动控制时，采用只点下游烧嘴的方法，根据实际温度情况，控制好给气量，掌握好升温速度。通过采取这些措施，目前环式炉的前后温差已经由以前的100℃左右缩小到50℃以内。

3火道负压综合控制技术

通过系统运行在许可的负压范围内，实现焙烧区和预热区火道温度的自动控制，使其保持跟踪对应区域的温度设定曲线变化，从而保证各炉室实际温度曲线满足焙烧工艺的要求。上述所有控制都与火道负压综合控制相关，彼此互相影响，互相牵制，由于是在同一条火道中，因此必须对负压进行综合控制。在中控室管理机上设置优化控制软件，通过模糊控制，多变量最优控制等先进控制方法，对负压进行综合控制，以达到最优效果。

4预热炉室温度控制技术

在炭电极焙烧运行过程中，预热炉室只靠高温炉室和挥发炉室的余热，无法满足正常的升温需求，造成焙烧时间长，生产效率低。根据这一问题，利用辅助燃烧架提前加热的方法，提高预热的升温速度。投产时，工艺设定产品温度达到230℃后停止加热，出现了部分废品，因火道局部温度高导致上部保温料过烧氧化严重。根据这些问题，采取逐步降低提前加热温度的方法，经过多次试验，最终降低到180℃的预热温度。目前，挥发前期升温速度得到了有效控制，杜绝了上部保温料氧化现象，而且还降低了天然气消耗。

5焙烧炉数学模型技术

通过大量的实验及数据分析发现，焙烧炉的升温曲线对于炭电极的质量有着重要的影响，但对于6600mm深的火道来说，燃烧装置仅用少量热电偶来测量温度，不能全面反映温度场分布状况。因此通过对焙烧炉火道温度进行测试，了解火道内其他各点的温度数据，对于保证炭电极的质量、炉体的使用寿命及天然气的能耗有重要的影响。针对不同的电极规格、不同的质量要求进行了认真的摸索与试验，现在已经取得了大量成熟的数据，并建立了焙烧炉温度场、挥发分析出、烟气排放、热平衡及制品焙烧过程等一系列数学模型。

控制技术论文篇(7)

变频技术与水泵的应用密切相关，变频器因为与水泵具有不同的功率，就会造成电流和电压的不稳，造成水泵工作效率下降，影响水泵的基本功率发展，甚至造成水泵无法工作。因此，合理的控制变频器的功率变化，实现与水泵功率的有效统一，是提高变频器有效工作的主要目标，从而实现事半功倍的效果。变频器的基本工作原理有自动控制和手动控制。在闭环条件下，变频器通过自动控制实现系统的有效测量，调节，确定变频水泵的电机功率，完成对电动机组、变频器的有效控制。变频器的有效额定电流是电动机整体额定电流的一倍以上，水泵电动机的内部测量值中，水管压力的主要测定仪器是变速器，通过对水压的速度测量，确定水管内的水流动压力，将水流动的压力以信号等等形式传递为电信号，通过传输系统进行调节，完成变频系统的压力分析。变频技术中的重要设备是调节器，系统通过调节器完成电信号的有效输出和输入，其基本输出的电信号由PID系统控制，而后面的几个基本零部件依据逻辑技术基础完成有效系统设计过程。水源从水泵处将水输入，经过管道完成压力测试，将测试的水管压力与水流量进行比例分析。在一定的时刻条件下，水管的压力保持一定的值，这样的压力会通过电信号完成系统传递，传送到系统调节器内部，通过对电信号进行工业压力测试转换，再将其输送到系统内部。确定有效电信号在一定的基础误差范围内，对传输系统中的设备进行基础调整，确定变频器可以调整的电源输出最大功率和最小功率，实现有效的水泵使用，完成电机转动转速调整。

2水泵自动控制的应用

水泵自动化可以采用电路系统内的软件和硬件系统进行结构设计和调整，通过编程操控，对数据进行设置，实现多台水泵的自动开启、停止、功能叠加或转换。实现自动控制，应急处理。采用浮球水位控制原理，调节自动控制标准。在实际的电机传动水泵自动调节过程中，通过调节电动机的频率确定功能效果，对水泵的基本效率进行节约处理。减少未使用调频水泵的调频次数，提高水泵能源的调频使用效果，从而提高企业的经济效益，实现水厂工业频率调整，结节约不必要的电能费用。变频技术调节分为交流变直流、直流变交流两种。在工业生产活动中，交流变直流的应用较为常见，广泛的应用于工业生产和日常生活中。前者的组成电路由整流器、电路逆流器、过滤器综合组合，形成变频装置设备。将交流电转换为直流电是依靠整流器完成。整流器是供电设备的逆变装置。在电路交直流转换过程中，电路会剩余一部分交流电，将直流电中的交流部分过滤的设备是过滤器装置。电流过滤器是将电流重新分化，去电电流中不稳定的元素，完成交流电或直流电的平稳过渡，最终实现电流的逆变过程，输出需要的直流电流或交流电流。电流逆变和电流整流是相互对立的，也是通过调频控制电路，完成电路桥接。电机应用电路中的电流进行交换处理，实现有效输出。调节电机的运转频率，从而提高电机的运转速度，确保水泵的有效功率。电机在使用过程中，通过调频控制技术完善电源的有效功率设定，逐步改善电源的有效频率，确保频率的使用效果。逐步增加电机转速。通过控制电流的使用频率，提高水泵的使用寿命，改善水泵基础运行环境，逐步减少水泵的基础维修费用，降低人力消耗，降低物力消耗，减少噪声污染水平，确保工作人员的基本工作环境。

3结语