顧擁軍
紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院 226002
二十世紀(jì)以來,自動化技術(shù)發(fā)展迅速且得到廣泛的應(yīng)用,不僅影響到了人類的生活,更改變了人類的命運(yùn),因而理所當(dāng)然成為21世紀(jì)最深受關(guān)注的高端技術(shù)之一。自動控制技術(shù)在推動人類社會不斷發(fā)展與進(jìn)步中起到了重要的作用。
自動控制技術(shù)在各個領(lǐng)域中都已經(jīng)發(fā)揮著不可或缺的作用,在技術(shù)、生產(chǎn)、軍事、管理以及生活中的方方面面都離不開自動控制技術(shù)。自動控制技術(shù)指的是將控制論的技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,通過具有控制功能的自動控制系統(tǒng)來控制和完成某種任務(wù),旨在保證過程按預(yù)想的進(jìn)行,并實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)。
關(guān)于自動控制技術(shù)運(yùn)用的原理,從控制方式而言,自動控制系統(tǒng)主要分為閉環(huán)控制與開環(huán)控制兩種方式。
閉環(huán)控制原理與人和動物的目的性行為極為相似,也屬于一種反饋控制。該系統(tǒng)的組成包括傳感器、控制裝置以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分。在閉環(huán)控制中首先通過傳感器來檢測被控制對象的狀態(tài)信息,并且及時轉(zhuǎn)換成物理信號,再傳輸給控制裝置。由控制裝置將被控制對象的當(dāng)前狀態(tài)與希望狀態(tài)進(jìn)行比對得出偏差而產(chǎn)生一個控制信號。隨后再經(jīng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)對被控制對象進(jìn)行驅(qū)動,最終使其與希望狀態(tài)接近。
在實(shí)際利用中,閉環(huán)控制方式受其方法多樣的影響,實(shí)際運(yùn)用領(lǐng)域廣泛。
開環(huán)控制又名程序控制,是按照預(yù)先確定的程序來依次發(fā)出信號控制對象。因?yàn)槭苄盘柈a(chǎn)生條件的影響,開環(huán)控制受到了時限、次序、條件等的影響。上世紀(jì)八十年代以來,電子信息技術(shù)迅速發(fā)展,特別是由微電子技術(shù)生產(chǎn)的可編程序控制器在工業(yè)控制領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,例如電梯、多工步機(jī)床、自來水廠等領(lǐng)域。
自動控制技術(shù)的運(yùn)用為用戶提供了極大的便利,不僅避免了開發(fā)過程的困難,而且提高了開發(fā)效率,加快了新產(chǎn)品上市的速度,并且實(shí)現(xiàn)了新產(chǎn)品的差異化、個性化,提高了企業(yè)的核心競爭力水平。
隨著信息技術(shù)與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,自動控制技術(shù)的水平將日漸提高,因而其應(yīng)用領(lǐng)域也將越來越廣泛,并將發(fā)揮愈加重要的作用。
關(guān)于自動控制技術(shù)的應(yīng)用,必將在生產(chǎn)過程自動化、機(jī)器人技術(shù)、工廠自動化、航天工程軍事技術(shù)以及綜合管理工程等領(lǐng)域發(fā)揮到越來越重要的作用。自動控制技術(shù)在未來的市場發(fā)展中呈現(xiàn)出十分廣闊的前景。
現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展以綜合型大企業(yè)居多,因而對整個生產(chǎn)過程要實(shí)現(xiàn)綜合控制,不管是運(yùn)行工況、設(shè)備狀態(tài)、能源利用,還是經(jīng)濟(jì)效益等各個環(huán)節(jié)都要保證實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化與最合理的狀態(tài)。特別反映在自動控制技術(shù)中的技術(shù)基礎(chǔ)上,必須將所需要的各個自動化系統(tǒng)有機(jī)集結(jié)起來,構(gòu)成一個能夠利于生產(chǎn)環(huán)境與市場需求的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。當(dāng)前計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS能夠?qū)⒏鱾€自動化環(huán)節(jié)通過計(jì)算機(jī)有機(jī)集成,并有效地完成工作,制造多品種、中小批量的產(chǎn)品,最終提高整體效益。
在CIMS工程的實(shí)踐中,理論與方法需要不斷發(fā)展。從過去強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)與制造過程等技術(shù)和功能的集成,到現(xiàn)在重視經(jīng)營與技術(shù)以及人的集成,CIMS緊緊圍繞著滿足用戶需求的目標(biāo),以用戶需求作為系統(tǒng)工程的追求。
此外,CIMS全面考慮,從及時性、高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、服務(wù)好以及環(huán)境保護(hù)等多個方面著手,最終保證和實(shí)現(xiàn)了市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及售后服務(wù)的控制和管理等多個方面的集成。
特別是在21世紀(jì),自動控制技術(shù)不僅注重控制功能,還重視與設(shè)計(jì)、管理、決策等多方面的功能相聯(lián)系,并不斷進(jìn)行創(chuàng)新,最終使自動控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。
當(dāng)前,為了使自動控制技術(shù)向多個領(lǐng)域發(fā)展,同時滿足市場的需求,還需要在多個方面加大力度發(fā)展。首先,要不斷提升自動控制技術(shù)的專業(yè)化水平,實(shí)現(xiàn)伺服加速與納秒同步等多種自動控制技術(shù)的發(fā)展;其次,與國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)兼容,提高參加國際化競爭的水平;再次,是將圖像技術(shù)與運(yùn)動控制技術(shù)緊密結(jié)合,保證圖像處理的質(zhì)量和效率,為圖像伺服的實(shí)現(xiàn)提供保證;最后,提供專門行業(yè)自動控制技術(shù)的研發(fā),使其發(fā)展具有開放性、共性與標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。
本文通過對自動控制技術(shù)在當(dāng)前實(shí)際生活中的運(yùn)用的論述,對自動控制技術(shù)原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析,同時對未來自動控制技術(shù)在工業(yè)各領(lǐng)域中所起到的重要作用給予了肯定,最終預(yù)見了自動控制技術(shù)在未來市場發(fā)展中起到的關(guān)鍵作用。
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