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自動控制論文范文1
主要是用作配電網的改造，其廣闊的覆蓋范圍和迅速的傳播速度使配電效率得到大幅度提升。計算機技術在發電、配電、變電、輸電等環節起到十分重要的作用，形成了主站、子站、光纖終端組成的網絡系統，這種合理化的格局，能夠有效提升傳輸速度。（3）變電系統能使高負荷供電站運行更加穩定，自動化技術主要通過現代通信技術、信號處理和計算機技術實現對設備的檢測，實現功能的優化和重組，有效控制電力系統的安全運行。
2計算機遠動控制技術的應用分析
計算機遠動控制技術的應用主要是通過遙測、遙信、遙控以及遙調等功能實現的，計算機遠動控制技術是電力系統自動化技術中的核心技術，其在電力系統運行中發揮著重要的作用，尤其是在電力系統中的數據采集、通信傳輸以及信道編譯碼等環節中占據著重要的地位。其中，計算機遠動控制技術的工作原理如圖1所示。2．1遠動控制技術中的數據采集技術遠動控制技術中的數據采集技術主要有A／D技術和變送器技術等，其處理的信號多數為0～5V的TTL電平信號，而在電力系統自動化技術中，多數采用大功率參數，為了實現采用遠動控制技術處理電力系統中的信號，只有通過變送器將大功率參數轉變為TTL電平信號，從而達到遙信信息的編碼和遙測信息的采集任務。其中在電力系統中，其遙信信息需要經過采集遙信對象的狀態，將采集到的描述遙信對象狀態的二進制位編進具體的遙信碼中這2個途徑進行傳送，然后再通過數字多路開關將電力系統各路的遙信狀態輸出到接口電路中，最后通過接口電路將遙信信息送入到CPU系統中進行處理，從而實現遙信信息編碼。2．2信道編譯碼技術分析在計算機遠動控制技術中的信道編譯碼技術主要有編碼、譯碼以及信息傳輸協議（規約）等。在電力系統自動化控制中，想要實現采用遠動控制技術進行信息采集，則必須通過通信信道傳輸到調控中心才能使用。因此在電力系統自動化控制中，為了進一步保證傳送的信息具有非常好的抗干擾能力，必須要對信息進行信道編譯碼，其中數字傳輸系統模型如圖2所示。在上述電力系統自動化系統中，通過采用遠動控制進行數字傳輸中，其干擾是不可避免的，而通過信道編譯碼能夠有效克服通道中的干擾，其中，信道編譯碼的方法主要采用線性分組碼中的循環碼進行編譯碼。2．3循環式數據傳送規約遠動控制技術在變電站、電廠以及調度中心的數據通信應用中，首先需要在信道編譯碼前，預先設定通信方式和數據格式，也就是通信信息傳輸協議（規約），以保證電力系統中數據通信的可行性。另外，在電力系統遠動控制技術中，其數據傳輸主要是以幀結構的形式進行傳輸的，其中重要的遙測信息主要安排在A幀，次要遙測信息安排在B幀，一般遙測信息安排在C幀。通過采用幀格式進行包裝后，電力系統中的數據就能夠有效按照規約進行傳送，從而實現信道全部編譯工作，實現對電力系統的全方位監控。
3電力系統自動化技術的發展及建議
對于電力系統自動化的發展方向，應從以下幾點出發：（1）兼顧提高經濟效益和改善自動化服務水平，我們追求的自動化技術應向著更優化、更具實效性、更加智能化、區域覆蓋更廣的方向前進。（2）加強電力自動化系統的設備穩定性，有效保障其安全運行，盡量減少大面積停電，建立一系列行之有效的處理機制，將停電損失降到最低。（3）開拓電力系統自動化的數字化之路，使數據更加全面，數字更加精準，力求節省更多時間和人力。（4）隨著科技的不斷進步，各種先進設備相繼出現，對電力企業的工作人員提出了更高的要求，加強電力企業人員的技能培訓和技術隊伍建設，注重對新技術高素質人才的引進和吸收，培養全面發展的技術人才，鼓勵員工以先進的理論知識和豐富的實踐武裝自身，投入更多精力到電力自動化的發展中去，推進電力自動化的發展進程。（5）在全球能源危機的嚴峻形勢下，正是挑戰電氣自動化進程的關鍵時期，要以可持續的發展觀，改善傳統的管理模式，從整體化逐步轉變為分布式、集約化的運營模式，實現能源利用的最大化、功耗的最小化、資金節約化。
4結語
自動控制論文范文2
變配電系統，顧名思義，就是保證建筑物供電與用電安全的系統，實現建筑物正常用電運行是變配電系統的主要監控目標。首先，變配電系統通過對建筑物各類型的電力開關設備進行監測，對配電柜高壓與低壓的運行狀態進行控制來實現對建筑物內部電力供應與使用的監督與管理。其次，變配電系統還會對建筑物電路回路的電流與電壓、功率因數這些電力關鍵參考值進行監測。變壓器與電纜的溫度、發電機的運行狀態的好壞都是變配電系統的重要監督。電力系統本身具有一定的特殊性，其可以在瞬間發生很多的變化，所以在利用計算機系統對電力系統進行控制之時，其監測的頻率是很高的，在監測的同時，要對這些監測中設備開關的狀態與參數的變化進行準確且連續的記錄，只有這樣，變配電系統才能夠準確地預測事故發生的機率，在自動狀態下對變電系統事故地點進行分析。樓宇自動化系統中的變配電系統可以利用計算機對供電設備的開關進行遠程控制，在停電發生后，可以對開關進行自動的順序控制。另外，變配電系統還可以對應急的發電設備進行運行狀態的監測，使其在有應急需要之時可以正常運行，自動切斷不主要的電路回路，保證應急發電機的負荷在合理的范圍之內。變配電系統除了對建筑物進行供電之外，還會對用電量進行計算，對每家每戶的電費進行分析與計算，還可以對我國的供電政策進行有效的落實與執行，在供電高峰期超負荷的情況下對不主要的回路進行切斷。
2給排水系統
使建筑物內部的中水系統得到正常的運行是智能建筑中給排水系統的運行目標與任務，給排水系統的主要功能是將建筑物內水泵與排水泵、污水泵等運行狀態進行監測與管理，使建筑內各水箱的水位保持在安全可靠的限制值當中。另外，給排水系統還會對給水系統的壓力進行測量，使水位與壓力保持在安全范圍內，根據水位與壓力的變化及時進行水泵的關閉與開啟。
3照明系統
智能建筑中的照明系統是建筑物內主要的節能系統，節能減排主要體現在照明系統的運行之中。照明系統的協調程度與運行力度是建筑物自動化與智能化的重要體現。在智能建筑中，電能是不可缺少的，照明系統是除了空調系統之外最大的電能消耗系統。與傳統的建筑管理方法相比，智能建筑中的自動化系統可以實現40%左右電能的節省。照明系統的節能，主要利用于自動化系統對于停車場、走廊與對門廳等照明進行開啟與關閉控制，對建筑物內的照明回路進行分組控制，使用電量過大、電路負荷過多時進行自動切斷，對辦公室與廳堂這些地方的照明系統進行無人熄燈的自動控制。這些控制的實現可以利用計算機中設定的開關開啟與關閉時間進行遠程控制，門鎖與紅外線也是比較好的照明系統控制手段。
4電梯系統
電梯系統屬于智能建筑中的交通系統，對電梯系統的自動化管理也是樓宇交通管理的重要內容。對于電梯而言，其本身具有全套的自動控制裝置，但是，要使其成為智能建筑中樓宇自動化系統的一部分，要將電梯本身的控制裝置與樓宇的自動化系統相聯系，使其實現數據的共享，使建筑物的管理者可以對電梯的運行狀況進行及時的掌握與分析，在有意外事故發生的時候，可以利用自動化系統對電梯進行有效的控制。
5保安監控系統
保安監控系統主要由三部分組成。第一，閉路電視監視系統。閉路電視監視系統主要是利用攝像機完成的，管理人員將攝像機安放在需要進行監控的各個區域之間，利用電纜這一中介將圖像傳達到建筑控制中心，使建筑物的管理人員可以對大樓內部的實時情況進行觀察與管理。還可以利用現代化的計算機技術對這些上傳的圖像進行分析，使影視中的物體與煙霧等不安全因素得到確認，為事故的處理提供證據。第二，出入口控制系統。對建筑物的出入口進行控制，就是利用電子鎖或者是門磁開關這些設備對建筑物的人群進行控制。將讀卡機等設備安裝在建筑物當中，使建筑物的進入具有一定的權限性，對進入到建筑物的對象與建筑物的開放時間進行控制，隨時掌握人員的出入情況。第三，防盜報警系統。防盜功能的實現，是利用各種敏感軟件的安裝實現對建筑物內部空間的控制，比如說紅外線與震動傳感器等等，將其安裝在重要的防盜部位，如果監測區域內出現異常，報警系統可以做出相應的反應，通過建筑物管理人員對異常情況進行及時的處理。
6結束語
自動控制論文范文3
關鍵詞：洗碗機；控制器；鍵盤／顯示
1引言
隨著數字信息家用電器應用的普及，洗碗機已經廣泛進入人民大眾的家庭之中，從而使得人們能夠從繁雜的家務勞動中逐步解放出來。作為一種家庭自動化設備，洗碗機一般需要實現諸如自動控制進水、自動加洗滌劑、冷洗、自動加溫洗、清洗、排水、殺菌消毒，以及定時和故障報警等功能。從被控制量角度出發，一個洗碗機通常需要滿足圖1所示的一些具體要求，其中涉及的開關量信號有兩種，一種是傳感器的高、低電平信號檢測，如機門開關、水位高低、溫度調節保護器和行程開關等；另一種開關信號經由固態繼電器控制強弱電壓信號的斷開和加載，如進水電磁閥門的開合、恒溫加熱器的開合、瞬間加熱器的開合、清潔劑控制盒和消毒劑控制盒的工作等。圖1中所涉及的模擬量信號主要用于實現以下幾方面的功能：
（1）用溫度傳感器實現水溫／消毒水溫度檢測；
（2）通過人機接口的顯示輸出、鍵盤輸入和聲音輸出等實現水溫顯示、洗滌過程顯示以及故障類型顯示等；
（3）根據用戶需要通過設置鍵選擇洗滌模式，并通過功能鍵啟動相關功能；
（4）機器使用情況統計、清潔劑和消毒劑劑量的使用情況計數等；
（5）故障報警以及、洗滌完成報告等。
2洗碗機控制系統的硬件設計
針對上述功能及可靠性、成本和方便使用維護等因素，筆者設計了圖2所示的洗碗機控制系統。
單片機最小系統采用與MCS－51兼容的AT-MEL公司低功耗高性能CMOS芯片AT89LS8252設計，其中片內8k字節在線可編程閃存用以存放系統程序，可通過SPI接口來下載程序；而2k字節的EEPROM則用以存放關鍵參數，如開機維護密碼、產品的序列號、開機次數、洗滌設置參數等；256字節的RAM用來存放臨時變量。
鑒于本洗碗機有較多的開關量信號，故此，設計中使用并行芯片8255來擴展I／O接口，以配合P1和P3口部分管腳的使用，其輸出和輸入的比例為21／14，其中蜂鳴器由P1．3控制。從可靠性角度出發，輸入和輸出部分都采用光電隔離措施?？紤]到部分驅動信號所要求的驅動電流較大，因此，本設計選用功率驅動器件ULN2803來驅動。
溫度采集有兩種方案：一是使用熱敏電阻配合芯片MAX150進行AD轉換，然后通過存放在程序存儲器里的表格來求得當前溫度；二是使用三端溫度傳感器DS18B20進行采集，直接得到溫度數據。相比之下，后一種方案較為經濟簡捷。
鍵盤和LED顯示選用HD7279A3來進行控制，其電路圖如圖3所示。HD7279A無需元件即可直接驅動8位共陰式LED數碼管；引腳DIG0～3對應0～3位數字輸出驅動；引腳SA～SG和DP則對應于段a～g及小數點的驅動輸出；各位可獨立控制譯碼／不譯碼及消隱和閃爍等屬性。
該芯片共有三種類型的指令：第一種是6條不帶數據的8位純指令，如復位、測試、左／右（循環）移位等；第二種是7條16位帶數據指令，包括下載數據按方式0／1譯碼、下載不譯碼、閃爍、消隱、段點亮、關閉等；第三種是讀取鍵盤數據指令。它們均采用串行方式與AT89LS8252進行通訊，串行數據從DATA引腳送入芯片并由CLK端同步。當片選信號CS變為低電平后，DATA引腳上的數據將在CLK引腳的上升沿時被寫入HD7279A的緩沖寄存器。
此外，HD7279內含有去抖動電路，可控制64鍵鍵盤矩陣。圖3中，元件JKEY為4×4鍵盤接口，當有鍵按下時，KEY引腳輸出低電平，發光二極管LED1發亮，該狀態一直保持到按鍵松開。此時如果接收到“讀鍵盤”指令15H，在指令前半段，DATA引腳將處于高阻狀態以接受來自微處理器的指令。而在指令后半段，DATA引腳則從輸入狀態轉為輸出狀態，用以輸出所按下的鍵代碼值。
3洗碗機控制系統的軟件設計
本系統功能模塊按洗碗過程可分為六個階段：進水過程、加溫過程、注入清潔劑過程、控制電機旋轉清洗過程、注入消毒水消毒過程和排水過程。同時為確保洗碗機正常工作，對容易出故障的過程，系統還設置了故障報警或停機功能。系統軟件可按照洗碗機的工作流程進行編寫。主要的軟件模塊有開機自檢、狀態初始化、顯示當前默認狀態，進入鍵盤掃描狀態并等待操作鍵按下，以及根據操作鍵轉入相應流程等，其主程序流程見圖4所示。
圖3
用戶使用前，應首先檢查洗碗機狀態是否正常，若狀態正常，按下弱電源開關，根據洗滌要求設置洗滌模式（或使用默認方式），將碗放入清洗室，然后關上機門，按下開始鍵。之后，控制器檢測水位高低和水溫，以決定是否進水與恒溫加熱，至此準備工作完成，啟動電機進行清洗。接下來再把清潔劑注入清洗室，同時檢測水位高低，若水位較低，則立即進水，以保證清洗效果。清洗完成后，等碗上的水空一段時間后，洗碗機再注入高溫消毒水進行消毒。洗滌完成后，蜂鳴器鳴叫，表明洗滌完成，同時控制器回到用戶初始設置模式。洗滌中每一過程和按鍵均對應有一發光二極管的亮滅，用以顯示過程和按鍵的正常與否。洗滌完成后，用戶打開機門，取出碗盤，然后斷電即可結束整個洗碗過程。
在該系統軟件子程序中，需要對鍵盤／顯示管理模塊進行說明，包括初始化子程序、發送子程序、接收子程序、中斷子程序、顯示子程序等。其中用戶通過鍵盤設置模塊可以設定洗滌模式、每一過程的時間長短以及洗滌劑量大小，也可隨時按相應的功能鍵暫停或中止洗滌過程。技術維護人員可以通過鍵盤／顯示管理模塊輸入正確密碼來查詢機器的使用狀況，如機器序列號、機器的使用次數等，也可對關鍵參數根據實際情況進行設置。
故障報警功能模塊可在工作電壓故障、進水閥故障、加熱器故障、電機故障、清潔劑注入故障以及高溫消毒水注入故障發生時用蜂鳴器報警，同時斷掉強電控制信號，以確保系統安全。
自動控制論文范文4
“智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統應用研究”是哈爾濱工業大學（原哈爾濱建筑大學）承接的項目，由哈爾濱工業大學和北京德達數據系統有限責任公司合作開發。該項目采用LONWORKS技術開發研究并在住宅示范小區工程中試運行。1、對住宅居住環境（濕度、濕度）及設備進行監控；2、住戶三表（水表、電表、煤氣表）遠傳；3、住戶三防（防火、防災、防盜）；4、廚房設備監控；5、衛生間排風控制。這些功能用LON總線一節點實施，即每一住戶為一LON節點，然后再用棗服務器管理各個用戶的節點構成LON總線系統。該項研究已在北京翌景嘉園示范小區通過試運行，下面對其自評估如下：
一、攻關的任務、考核目標及主要技術指標：
經過論證，我們在專題合同中將各種指標定位在：
本專題的攻關任務：研究智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統，該系統包括兩項任務，其一是開發家用管理軟件，其二是開發家庭智能控制裝置，實現對居室溫度、濕度進行自動調節；對廚房用具進行時序控制；對衛生間的排風進行控制。而家用電腦管理軟件要對家庭設施進行管理并提供若干家政服務程序。
本專題的考核目標：提供具有居室空調、廚房監控、衛生間自動排風功能的微機控管裝置一套；提供家用電腦管理軟件一套；住宅溫、濕度等參數應滿足智能住宅規定標準；在示范工程中應用該項成果。
本專題的技術經濟指標：溫度、濕度等主要被控參數應滿足智能小康住宅標準（溫度18℃～28℃，濕度30％～70％）；系統運行可靠。
在進行該項專題的進一步研究的過程中，結合當前先進技術的發展以及我國智能住宅發展狀況，在原有的合同的基礎上，我們對家庭智能控制器又增加了三表遠傳、安防等功能。
二、專題執行情況評價
本專題按兩個部分實施，即家庭智能控制器和家用電腦管理軟件的研究：
1、家庭智能控制器
（1）功能
本專題所開發的家庭智能控制器即智能節點具有4路模擬輸入，12路數字輸入，12路數字輸出，其所實現的功能如下：
通過對室內溫度監測，得到實際溫度與設定溫度比較：當實際溫度低于設定溫度一定值時，在夏季關空調，在冬季開暖氣；當實際溫度高于設定溫度一定值時，在夏季開空調，在冬季關暖氣。溫度控制達到智能小康住宅規定標準：18～28℃。
通過對室內濕度監測，得到實際濕度與設定濕度比較：當實際溫度高于設定溫度一定值時，關加濕器；當實際濕度低于設定濕度一定值時，開加濕器。濕度控制達到智能小康住宅規定標準：30～70％。
對三表實行脈沖計數，并發送到上位機。
當門磁或紅外報警時，在設防狀態下，聲光報警和自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位機。
玻璃破碎報警時，聲光報警啟動；在設防狀態下，自動撥號器啟動：有報警信號傳到上位機。
緊急按鈕報警時，自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位機。
排風扇按鈕控制排風扇，排風扇運行一段時間自動關閉。
煙感探頭報警時，煤氣閉閥器關閉，聲光報警和自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位，此外，通過判斷煙感探頭輸入信號可識別探頭是否有故障。
煤氣泄漏報警時，排風扇啟動，煤氣閉閥器關閉，聲光報警和自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位機。
探頭復位輸入控制火災探頭掉電復位及開啟煤氣閉閥器。
通過上位機運作，可以控制廚房設備按一定時序啟動。
溫度的設置可以通過上位機或者設定按鈕實現。
濕度的設置可以通過上位機或者設定按鈕實現。
與本專題預期目標相比，我們在設備監控的基礎上，增加了安防功能，三表遠傳功能；我們經過認真研究，考慮研發產品的應用和推廣，我們單片機來完成這些功能，而是采用了先進的現場總線棗LON總線。
（2）應用的LONWORKS技術特點
本專題采用了LONWORKS技術進行開發，該技術有如下特點：
開放性：網絡協議開放，對用戶平等；
通信媒介的多樣性：可采用任何媒介進行通信，如雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜、無線電波、紅外等，并且同一網絡可以有多種通信媒介；
互操作性：其通信協議Lontalk是符合ISO定義的OSI模型，任何制造商的產品都可以實現互操作性；
網絡拓撲：有星型、總線型、環型以及自由型；
網絡結構：主從式、對等式或客戶/服務式結構；
通信的每幀有效字數可從0至228個字節；
通信速率可達1.25MB/S，此時有效距離為130M；78KB/S的雙絞線，直線通信距離可達2700M；
其技術核心器件棗Neuron芯片內部裝有三個8位微處理器、34種I/O對象和定時器以及LONTALK通信協議等。該芯片具有通信和控制功能。
近年來，該技術在國內外的智能建筑領域都得到了應用和發展，其開發工具平臺強大，開發者在短期內就可以完成開發工作；在韓國、日本、澳大利亞、加拿大等國都已經利用該技術完成多項工程；并且，總體來看，該技術適用于中國，而且還在無線擴頻等方面有繼續加強的潛力，能在家庭智能系統上有更大的突破。
（3）解決的技術關鍵
功能集成：在目前智能住宅產品中，實現單一功能（如抄表、安防）的產品很多，本裝置將三表收費、三防、廚房設備監控、室內環境監測、衛生間排風扇控制等功能集成在一起，真正實現了功能集成。
采用了Lonworks技術：Lonworks技術作為先進的總線技術，在本專題得以采用，將會更有利于家庭智能控制裝置的推廣。
模擬量的引入：從長遠來看，將模擬量引入智能住宅將是必然，而目前國內幾乎沒有智能住宅產品將其引入，本裝置將模擬量引入，也體現裝置的前瞻性。
軟件編程語言采用NeuronC語言，利用該語言事件驅動任務的特點，增強了裝置的實時性。
本裝置可靈活組態：如果用戶不需要該模塊中的模擬輸入，我們就會在設計硬件電路時預留出端口，而不焊接模數轉換模塊，這樣可為用戶省下投資，也為其將來擴展做好準備；12路數字輸入點被開關量或脈沖信號來觸發，其可以配置成電表水表煤氣表輸入，可以配置成安防信號輸入，也可以是二者結合；12路輸出只是一個開關信號，也可根據實際情況進行靈活配置。
與目前系統集成商所提出智能小區方案相比，本專題將家用電腦引入家庭智能控制系統來管理家庭設施。
住宅節能：我們認為，智能住宅在提供給人們安全、舒適的環境的同時，也應將節能的概念引入智能住宅中。在本專題中，我們對衛生間排風采取實時控制，使其在滿足室內排風要求的同時做到節省電能；我們通過對室內溫度的設定，在不同季節內對空調或供暖設備進行控制，使其在一定的條件下工作，當達到預期要求時，立刻停止工作，進而達到節能的目的。
模數轉換通信匹配問題：在本專題中，我們利用Max186芯片對采樣的溫濕度信號進行模數轉換。Max186芯片具有12位精度，其與LONWORKS技術的neurowire方式進行通信需要匹配，本專題解決了這個問題。
本專題所開發出來的家庭智能控制器比較成熟，可作為產品投入市場，并且，該家庭智能控制器已經在北京翌景嘉園使用。與目前國內同類產品相比，其性能價格比是最優的（具體情況見效益分析）。
2、家用電腦管理軟件
家用電腦管理軟件是在Delphi5.2平臺上開發而成，其功能、設計特點如下：
（1）功能
提供家庭生活服務信息。主要有：醫療保健知識、家庭菜肴、點心制作方法及飲食科學知識、女性美容裝飾常識、花鳥魚種值飼養方法、旅游知識、保險知識及家庭生活中的一些常用信息等。
提供家庭事物管理手段。這部分主要內容有：家庭財務、親友通訊錄、個人檔案管理。
該軟件通過網卡直接對家庭設施進行管理：三表計費、設備狀態顯示、廚房設備時序控制、溫濕度設定。
（2）軟件特點：
是軟、硬件技術成功結合的典范：考慮到“小康住宅”的特點，將計算機硬件、軟件技術相結合，通過LON控制模塊成功地實現了對住宅內的環境監測及設備監控。
實用性強：在本軟件中，我們以科學實用為原則，從醫學、美食、旅游、保險、美容裝飾、花鳥魚種植飼養、財務管理、通信錄管理等方面為用戶提供了及其豐富的生活服務信息，以便為用戶的工作、學習提供更多的方便。
易學易用：在軟件開發過程中，我們在不影響功能及生動性的前提下，盡量使界面簡潔、直觀，并具有邏輯性，從而使得用戶容易掌握軟件的思路及操作方法。
三、成果應用前景及效益分析
建筑業是國家的支柱產業，住宅建設占總房產建設投資的80％左右，國家十分關注住宅建設，繼“解困”、“安居”工程后，又努力實施“小康”工程。為了加大“小康”工程力度，國家把“2000年小康城鄉科技產業工程”列為國家重大科技產業項目?？梢姡渡碛谧≌^智能化以及相關產品的研發，既有利于推動建筑業的發展，又能帶來可觀的經濟效益和社會效益。
1、國內智能小區市場預測
隨著計算機技術、現代通信技術和自動控制技術等高新技術的延伸，智能建筑應運而生。智能小區是智能大廈的基本含義中擴展出來的。以1999年為例，國家在99年對住宅的投資1700～1800億元人民幣，根據建設部對小區初、中、高三個等級的劃分，小區智能化為住宅小區總投資的1％～3％。以此比例計算，則僅99年度對小區智能化的需求就達17～54億元人民幣，而隨著住房體制改革的不斷深入及人們對住宅環境要求的不斷提高，該數值還會將大幅度提高。由此可見，小區智能化市場前景廣闊。
2、本專題的實用性及前瞻性
“智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統應用研究”作為2000年小康城鄉科技產業工程“的一個專題，該項研究應用LONWORKS技術開發并在住宅示范小區工程中試運行。該家庭智能控制器具有很強的靈活必一，根據用戶需要，可以進行靈活配置，例如：如果用戶不需要該模塊中的模擬輸入，我們就會在設計硬件電路時預留同端口，而不焊接模數轉換模塊，這樣可為用戶省下投資，也為其將來擴展做好準備；12路數字輸入點被開關量或脈沖信號來觸發，其可以配置成電表水表煤氣氣輸入，可以配置成安防信號輸入，也可以是二者結合；12路輸出只是一個開關信號，也可根據實際情況進行靈活配置。總之，該家庭智能控制器即適合現在智能住宅的要求，也會在一定程度上滿足將來發展的需要。
我們開發的家庭智能控制器再加上各種傳感器構成的控制系統，其價格為4000元左右，即每個住戶用于智能化投資在4000元左右，與當前國家制定普及型智能住宅價格（5000元）相比，相對價位下降20％；而從長遠來看，隨著人民生活水平的提高以及家庭智能控制器各類相關器件價格的下調，大多數用戶對智能化的投資是可以接受的，并且其所帶來的各種效益是無法估量的。
4、本專題的社會效益
本專題是以小康住宅智能化宗旨，旨在為人們提供舒適、安全、健康的環境。這一方面提高了人們生活水平，另一方面也為人們的高效率快節奏提供了條件。
智能住宅設施的自動控制和管理，既需要相關行業的支持，也促進相關行業的發展。智能住宅建設的興起，將使許多相關企業投入建筑市場，又為許多人提供了就業機會。
此外，對于生產智能控制器的廠商來說，他們在推廣應用這項成果中，將會獲得可觀的經濟效益。
四、專題調協的科學性和合理性的后評估
本專題設置的科學性和合理性可從以下幾方面反映出來：
1、專題在智能小區的地位
智能小區在智能化大樓的基礎上擴展和延伸出來，人們通過對小區建筑群的四個基本要素（結構、系統、服務、管理）進行優化考慮，提供一個投資合理，又擁有高效率、舒適、溫馨、便利以及安全的人居環境。從以上的定義可以看出，人們通常提出的智能大廈的3A（建筑設備自動化、辦公自動化、通信自動化）或5A（在“3A”的基礎上加上安防自動化和防火自動化）也適合智能小區，所以智能小區的“智能”很大一部分都體現在其自動化的程度。此次國家制定的該課題與以往課相比，其對智能建筑的功能定位更加合理（功能多而必要），并且具有一定的前瞻性（廚房設備的自動化以及模擬量的引入隨著人民生活的提高也將會被人們接受）?？傊緦ｎ}對智能小區“智能”的研究，在智能小區的整體研究中起著相當重要的作用。
2、未來市場走向
筆者認為，建筑業是國家的支柱產業，住宅建設將占房產建設投資的80％左右，其中對智能小區投資占總房產建設投資的8～24％，在這種背景下，國家將會進一步加大對智能化建筑的投資。由于智能小區的概念是近幾年才形成的，單個功能或系統如抄表、報警功能在一些住宅小區中已經有些應用，但是還沒有哪個廠家能夠推出從總體上設計和規劃成熟的智能小區網絡化綜合管理系統，目前的市場還處于群龍無首階段。此時，國內市場急需一種性能價格比較高的智能化產品，這時研究智能型住宅家庭設施控制和管理系統將有更重要的意義。
3、用戶需求
隨著生活水平的提高，一方面，人們對住宅的追求不僅僅局限于外表的裝飾，人們對住宅的智能已經有了初步的認識；另一方面，在一些發達的城市中已經出現智能小區并為人們所接受。此時研究本專題開發出適合人們要求的智能化產品也具有很重要的意義。
4、科技含量
可以說智能小區是隨著計算機技術、通信技術、自動控制等的發展而提出和發展起來的。智能小區的“智能”也可理解成為其科技含量，其科技含量的高低反映了智能小區智能化的水平。本專題所采用的LONWORKS技術是最近幾年內流行的先進的現場總線技術，運用該項技術研究本專題并開發出基于該技術的產品，將更有利于該產品的推廣，并且隨著LONWORK技術本身的改進和提高，智能化產品也利于更新換代。
總之，“智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統應用研究”專題的完成，一方面，為家庭設施智能化的可行性提供了依據；另一方面，也為制定家庭設施智能化規范提供了參考。并且，本專題開發出來的成果正在轉換成產品，這進一步證明了專題設置的科學性和合理性。
五、經費決算和經費使用評價
國家科委為“智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統應用研究”專題攻關撥款10萬元，于1999年9月撥款到哈爾濱建筑大學，課題組將其分成兩個子項實施，即智能家庭控制裝置和家用電腦管理軟件，經過一年多的研發，現已完成。其經費使用情況如下：
收入
支出
科目實際數（萬元）科目金額（萬元）單位自籌2儀器設備費1.5國家撥款10材料費0.5加工費0.5試驗費1.0管理費3.0勞務費2.0軟硬件費1.0調研費1.5其他1.0合計12合計122、經費使用評價
本專題的研究采用LONWORK技術，并要求在示范小區試運，這樣做可保證技術的先進性和成果的推廣。但應用該技術必須在其開發平臺上完成，我們沒有（國內僅少數單位具有）開發工具，該開發系統由美國ECHLON公司專賣，價值二十萬元。其次選擇示范小區，也要花費相當數量的費用。面對這兩項主要開銷，國家科委下撥的十萬元是明顯不足的。為了解決經費的不足，我們采取如下措施：
（1）將該專題分成兩個子項，即智能住宅家庭控制裝置和家用電腦管理軟件。其中智能住宅家庭控制裝置由于采用LONWORKS技術，我們決定采用合作開發的辦法，而家用電腦管理軟件采用自主開發，經費分項使用。
（2）選擇北京德達數據系統有限責任公司作為合作伙伴，主要原因是該公司作為國內智能建筑領域起步最早的企業之一，其在智能建筑科研、設計、安裝頗具實力，并且還備有開發技術產品的成套設備。與該公司合作，他們可提供開發設備和安裝調試條件，我們出技術、人力，這樣做就不需購買專題開發用的設備，也就節省了這筆大的開銷。
（3）確定北京翌景嘉園示范小區作為試運點，該智能住宅小區是北京德達數據系統有限責任公司承接工程，其中有該公司科研、開發、實驗樣板間，利用該樣板間提供的條件（其中包括智能住宅的多種傳感器），可以節省現場安裝調試所需的硬件費用。
（4）本著節省的原則辦事情，由于合作單位、示范小區均在北京，而我們在哈爾濱，兩地的差旅費將要占科研經費的三分之一，我們利用北京德達數據系統有限責任公司提供給校方人員的食宿條件以及按每次出差要集中高效辦事的原則，使差旅費的花銷僅用原計劃的一半。
由于利用以上一些措施，使得該項目實際用費基本與國家科委撥款持平。
六、存在的問題
目前，國內沒有一個完整的智能小區規范，這為定位智能住宅的功能帶來一定難度，本專題對家庭智能控制裝置的功能是結合我國智能小區現狀及各種技術資料定位的，并且對每個家庭所配置節點數還有待進一步研究。
在本專題中，由于目前廚房設備的種類和數量的不可預測性，我們僅定義了兩個廚房設備，并對其進行一定的時序控制，對廚房設備數量及實時監控還需深入探討；家庭智能控制裝置對設備控制只局限于開關控制，對設備的進一步控制有待于進一步研究。
自動控制論文范文5
基于自動控制原理課程特點，一般意義上的Sem-inar教學并不適用?？稍谡n程教學過程中穿插Seminar教學模式，一個學期內進行2~3次即可。歸結起來，這種Seminar教學模式可分三部分：任務布置，課堂交流，成績評定。
1.任務布置。在課程進行到某一階段，將任務分配給學生。任課教師向學生提供一份詳細的Seminar課程計劃，內容包括Seminar教學目標、Seminar選題范圍、成績考評標準以及關于各個選題的相關參考。根據班級人數具體情況和選題范圍，將學生分成若干小組，此環節教師要干預，保證每個小組既有成績好的學生也有成績較差的學生，這樣既避免了小組間的優劣懸殊，又可以達到好學生帶動差學生的目的。然后學生自由選題，每個小組領到一個題目，經過1~2周的課下準備，進行具體的課堂交流。
2.課堂交流。不同于一般的Seminar教學，每次只進行一個主題。在自動控制原理課程的Seminar中，要進行多個題目的討論，每個題目為時20~30分鐘，共計100分鐘。首先每個小組選擇代表宣講或演示所選題目的分析研究結果，然后其他組員給予補充，時間約為8~10分鐘。其后，教師和學生們在此基礎上展開積極提問和熱烈討論，發表自己的不同意見，時間約為10~15分鐘。隨著討論的不斷深入，新的問題和觀點會不斷涌現，教師在Seminar上除了傾聽、參與和評價學生們的討論之外，還要注意控制討論節奏，引導學生發言，保證課堂上每一個學生都有機會充分表達自己觀點。最后，再由教師對整堂課的內容做出簡明的梳理、總結、擴展和引申，時間約為3~5分鐘。Seminar的目的在于使學生處于一個相對輕松、平等的環境，對課堂上學習過的一些知識，勇于發表自己的見解，進行觀點交流、碰撞、融合和分享，使存在于學生內心深處的問題浮出表面。
3.成績評定。教師對學生在Seminar的成績評定，將作為期末成績的組成部分。學生Seminar成績的評定由課堂宣講、個人發言對集體討論的貢獻情況、書面報告、出勤率四部分組成。課堂宣講以小組為單位，或以多媒體輔助進行，它是學生口頭展示分析結果，引發Seminar討論的基礎，教師根據學生準備情況評分，口頭表達的學生代表酌情加分。Seminar上的集體討論有助于學生在現有的分析總結基礎上深化對于自己題目的認識，開展進一步的探索和分析，以形成完整的書面報告。書面報告所涉及分值將占Seminar成績評定的較大分值，教師對書面報告要嚴格把關，同一小組的學生的書面報告不能雷同，應給予學生充裕的時間去完成。個人發言和出勤率，是用于衡量學生在參與Seminar討論時的表現。一般情況下，個人發言和參與討論情況所占分值比例較出勤率要高，因為討論部分是Seminar最核心內容，是用于激勵學生不再僅僅滿足于“身在課堂上”，從而脫離他人討論時的“旁觀者”的身份，改被動為主動，積極參與發言。教師根據發言情況和發言的質量評定成績。
二、實施Seminar教學的關鍵問題
1.構建具有自動控制原理課程特色的Seminar模式。自動控制原理課程是本科專業的專業基礎課，其內容繁多，理論性和基礎性較強，課程的特點并不適合一般意義上的Seminar教學模式。需根據自動控制原理課程的實際情況構建適合它的Seminar模式。不適合整個學期采用Seminar教學，最好在學期中，課程進行到某一階段，適當地組織Seminar教學。任課教師根據實際情況制定選題范圍，并給出成績評定，作為學期成績的重要組成部分。這樣，教師應用兩種不同的教學模式———傳統的課堂講授的教學模式和Seminar教學模式，引導學生進行探究式的教學活動。Seminar的引入，不是原有的課堂教學的對立或重復，而是對整個教學過程的一種有益補充、深化和應用。在這期間，采用一種任務驅動模式，引導學生探索主動學習。因此，適時引入Seminar教學模式進行教學改革，不失為自動控制原理教學過程的一種有益的嘗試和探索。
2.制定合適的選題范圍。Seminar的主題內容要兼顧課程的整體性、層次性，且具有一定的系統性、可討論性和拓展性。任課教師需擬定詳細的、條理清晰的整體籌劃綱要，形成一以貫之的學術脈絡，并將課程內容分割形成具體的、可操作性的相關主題，能夠使討論有序進行。
3.設立嚴格規范的課堂交流制度。Seminar教學活動不能簡單化地等同一般的課堂討論，否則將失去Seminar教學的意義，因此必須制定嚴格規范的交流制度。在制度的運作上，必須嚴格、公正、一視同仁，獎懲分明，評分嚴格。若有的同學出現抄襲報告的情況，雷同報告一起作廢。表現優秀的同學要適當加分。交流過程中，及時控制討論節奏，避免使活動流于一般的泛泛而談，甚至出現游離于主題之外的閑聊和不負責任的空發議論，從而走向歧途。
4.任課教師應具備良好的素養和較強的控場能力。Seminar教學模式對任課教師的綜合素質提出了更高的要求，要求任課教師具有較高的專業水平和奉獻精神。能夠即時把握學科發展動向，收集相關素材，提煉升華課程內容，以戰略性的眼光制定選題范圍，既能適合目前學生特點，又能體現專業課程內容的特點。Seminar教學模式的引入，無形中增加了教師的工作量，備課難度增大，課外指導學生的時間增加，批閱書面報告的時間和精力增加。這都要求教師具有敬業奉獻精神，孜孜不倦，無怨無悔。在學生的討論交流過程中，教師要善于及時地捕捉有價值的信息，例如新觀點、建議和學生的困惑，以便有效進行下一步的教學。
三、Seminar教學模式在本科生培養中的積極意義
1.全面調動學生的積極性，變被動為主動。Semi-nar模式最大的特點是改變傳統的學生只聽不講這一垂直的單向教學模式。要求學生根據指定任務主動去探索，尋找答案，然后在相對開放的平等空間里，亮出自己的答案，也亮出自己。這種模式也為參與者提供了相互激勵的空間背景。
2.培養學生的查閱資料能力、表達能力。Seminar教學模式的引入，要求學生課前準備階段必須廣泛查閱資料，自主分析總結，這樣他們將提前接觸各類數據庫的文獻檢索，并熟練操作技能。在語言表達能力方面，Seminar的討論需要學生邏輯清晰地表達觀點，重點明確地回答疑問，有理有據地進行辯論，積極理性地說服他人；在書面寫作能力方面，學生對于選題的最終研究成果都要以報告的形式出現。
3.培養學生的團隊合作精神。自動控制原理是專業基礎課，面向學生90人左右，必須分成若干小組進行Seminar教學，設一組長負責聯絡本組同學，同一小組的同學面向同一任務，這時候需要小組成員分工合作，共同查閱資料，分析整理研究，課堂交流進程中，作為一個團體，回答其他小組的發問質疑，并提出問題。在整個準備過程中，相互學習，相互促進，相互激勵，增進同學之間的學習情誼和集體榮譽感，培養他們的團隊合作精神。
4.平等互動的獨特模式，達到教學相長、共同提高的目的。Seminar教學模式的獨特性體現在師生之間的平等關系，大家可以任意提出問題，發出質疑，雙方平等互動。這個平等、公正、親和的結構空間，“師不必賢于弟子，弟子不必不如師”，為“教學相長”的現實化提供了真正的可能。教師在整個討論過程中，根據學生的提問、回答，不斷地總結自己的教學經驗和處理問題的經驗。教與學有機地、動態地融合在一起。
四、結論
自動控制論文范文6
1．1傳感器信號采集
本系統的傳感器采用電位器(見圖2)，它通過連桿機構和軸承與提升臂相連接，與提升臂旋轉軸線同軸［4］。當耕深改變時，拖拉機的下拉桿隨之上下運動，與下拉桿連接的提升臂也會有一個相應的轉角變化;同時，電位器的轉軸也在連桿機構的作用下隨提升臂同步轉動，根據電位器阻值的變化檢測出提升臂轉動的角度，從而根據對應的幾何關系所建立起的數型間接檢測出此時的耕深［5］;微機接收到反饋信號后，把該信號和預設耕深信號進行分析對比，然后控制步進電機的正反轉，調節耕深。
1．2微機控制
本系統控制模塊采用微芯公司的PIC18F23K20系列單片機作為微機控制單元。該單片機運行速度快、功耗較低，并且其內部集成A/D轉換器模塊、增強型CCP模塊以及單片機通信需要的USART模塊等，從而大大減少了外接的專業電路模塊，簡化了整個控制電路，能夠實時、高效地實現該裝置所需的各種功能的控制［6］。本系統的步進電機驅動芯片是東芝公司生產的TA8435H，其電路簡單、工作可靠。該芯片是單片正選細分二相步進電機驅動專用芯片，具有以下特點:1)工作電壓范圍在10～40V;2)輸出電流平均可達1．5A，峰值可達2．5A;3)運行方式有整步、半步、1/4細分和1/8細分多種選擇;4)采用的是脈寬調試式斬波驅動方式;5)具有正反轉控制功能，帶有復位和時能引腳;6)可選擇使用單時鐘輸入或雙時鐘輸入［7］。微機和步進電機聯合控制的程序流程如圖3所示。系統對PIC18F23K20單片機的各個模塊進行初始化設置，然后通過電位器進行耕深檢測。當提升臂轉動時，電位器轉軸隨著轉動，引起電位器內部阻值變化，進而引起電壓值的變化，通過線路傳給微機處理。微機把反饋信號和預設值進行比較、分析，如果實測值在預設值范圍內，則繼續檢測;如果實測值不在預設值范圍內，且比標準值小，則微機發送控制信號控制步進電機正轉調整實測值大小，直到實測值在預設值范圍內;同理，若實測值比預設值大，則控制步進電機反轉。
1．3執行機構
本系統的執行機構(見圖4)是在原液壓懸掛系統的基礎上經過加裝步進電機實現手動和自動聯合控制。步進電機通過鉸鏈安裝在拖拉機上，可以隨著分配器操縱桿轉動，電機桿上安裝1根絲桿，當微機控制信號控制電機動作時，電機的正反轉可以推動操作手桿移動，實現分配器油液的流量和流向的改變，進而調節農具耕深。聯合控制如圖5所示。當需要手動控制耕深時，斷開步進電機與操縱桿鏈接即可。
2試驗與分析
為了檢測該系統的可靠性和穩定性，在西南大學農機試驗田里進行了田間試驗。試驗工具采用西南大學農機實驗室的福田雷沃M1200－D型拖拉機，配套的農具為西南大學農機實驗室的東方紅1LH－535鏵式犁。根據農藝要求，試驗前預設耕深范圍為0～20cm，安裝好本裝置的拖拉機在實驗田進行直線行駛作業后，通過多點實測耕深，得到試驗數據如表1所示。試驗數據表明，該系統在使用中基本可以反映田間實測耕深，且在預設耕深允許的范圍內。
3結論
