自動控制理論論文大全11篇
時間：2023-04-06 18:38:41緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇自動控制理論論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
篇（1）
一、工程概況：
本空調工程全部采用吊頂暗裝風機盤管加獨立新風系統。室內風機盤管承擔全部的室內冷負荷和濕負荷，新風機組把引入的室外新風處理到室內焓值，再按需求分配到各個房間。按舒適性空調設計，采用露點送風。系統冷熱源選用風冷式空氣源熱泵，安置于天臺上。空調水系統采用一次泵定水量系統，雙管制，閉式循環。系統主機采用遠程控制，各房間的風機盤管可單獨控制調節。
二、空氣房間溫度自動控制是通過接通或斷開電加熱器，以增加或減少精加熱器的熱量，而改變送風溫度來實現的。
空調溫度自動控制系統常用的改變送風溫度方法有：控制加熱空氣的電加熱器，空氣加熱器（介質為熱水或蒸汽）的加熱量或改變一、二次回風比等。室溫控制規律有位式、比例、比例積分、比例積分微分以及帶補償與否等幾種。設計時應根據室溫允許波動范圍大小的要求，被控制的調節機構及設備形式，選配測溫傳感器、溫度調節器及執行器，組成溫度自動控制系統。
（1）控制電加熱器的功率
控制電加熱器的功率來控制室溫的系統，其原理圖及方框圖見下
①是室溫位式控制方案，由測溫傳感器TN，位式溫度調節器TNC，及電接觸器JS組成。當室溫偏離設定值時，調節器TNC輸出通斷指令的電信號，使電接觸器閉合或斷開，以控制電加熱器開或停，改變送風溫度，達到控制室溫的目的
②是室溫PID控制方案，由測溫傳感器TN，PID溫度調節器TNC及可控硅電壓調整器ZK組成，可實現室溫PID控制。
（2）控制空氣加熱器的熱交換能力
控制進入空氣加熱器熱媒流量的室溫控制系統及其原理如下：
該方案是由測溫傳感器TN，溫度調節器TNC，通斷儀ZJ及直通或三通調節閥組成。當室溫偏離設定值時，調節器輸出偏差指令信號，控制調節閥開大或關小，改變進入空氣熱交換器的蒸汽量或熱水量，從而改變送風溫度，達到控制室溫的目的。
（3）制進入空氣加熱器的熱水溫度
該溫控方案組成與上面相同，不同的是控制三通閥來改變進入空氣加熱器的水溫，改變熱交換能力，達到控制室溫的目的。
三、房間空氣相對濕度自動控制的方法
空調房間溫濕度控制：
空調房間溫濕度的干擾因素的多樣性，氣候變化的多工況性以及房間存在的較大的熱慣性等因素使得利用單回路直接控制房間溫濕度的方法難以達到滿意的調節效果。因此，應該另選有效的方法。針對空調房間的熱特性，采用串級調節較適宜。其調節框圖如圖所示
室溫調節器用于克服維護結構傳熱，室內熱源散熱引起的室溫干擾。室溫調節器根據房間內實際溫度與設定溫度的偏差調整送風溫度的設定值。送風溫度調節器則用來控制送風溫度。這一環節主要克服在不同的季節，新風、回風混合比的變化引起的對換熱器的出口狀態干擾。使其在進入房間前受到一定的抑制，減少對室內狀態的影響。采用串級調節后，還能改變對象的時間特性，提高系統的控制質量。
四、風機盤管空調系統的自動控制
（一）溫控器
（1）風機盤管宜采用溫控器控制電動水閥，手動控制風機三速的控制方式。風機啟停與電動水閥連鎖。
（2）冬夏季均運行的風機盤管，其溫控器應有冬夏轉換措施。一般以各溫控器獨自設置冬夏轉換開關為好。
（二）節能鑰匙
（1）房間設有節能鑰匙系統時，風機盤管宜與其連鎖以節能。
（2）當要求不高時，可采用插、拔鑰匙使風機盤管啟動或斷電停轉的方式。使用要求較高時，可增設一個溫度開關。
（三）定流量水系統
風機盤管定流量水系統自控方式較簡單易行，但節能效果沒有變流量自控方式好。
五、風機盤管的定流量水系統自動控制
該工程使用定流量二管制，其風機盤管機組的控制通常采用兩種方式。
（1）三速開關手控的二管制定流量系統
采用二管制水系統時，表面冷卻器中的水是常通的。水量依靠閥門的一次性調整，而室溫的高低是由手動選擇風機的三檔轉速來實現的。
（2）溫控器加三速開關的二管制定流量水系統
采用這種控制的水系統時，表面冷卻器中的水是常通的，水量依靠閥門一次性調整。室內溫度控制器控制風機啟停，而手動三檔開關調節風機的轉速。
溫控器選擇AFT06*系列即可滿足要求。該系列是帶浸入式套管的。
六、變風量系統的監控
變風量系統的基本思想是當室內空調負荷改變以及室內空氣參數設定值變化時，自動調節空調系統送入房間的送風量，使通過空氣送入房間的負荷與房間的實際負荷相匹配，以滿足室內人員的舒適要求或工藝生產要求。同時送風量的調節可以最大限度的減少風機的動力，節約運行能耗。
除了節能的優勢外，VAV系統還有以下特點：（1）能實現局部區域的靈活控制，可根據負荷變化或個人舒適度要求調節。（2）由于能自動調節送入各房間的冷量，系統內各用戶可以按實際需要配置冷量，考慮各房間的同時使用系數和負荷分布，系統冷源配置可以減少20%~30%左右，設備投資相應較大減少。（3）室內無過冷過熱現象。
該系統采用單風管再加熱VAV空調系統，其原理和控制系統圖如下：
七、空調用制冷裝置的自動控制
1、蒸發器的自動控制
空調用制冷裝置系統的蒸發器和冷凝器溫度的自動控制如圖所示
空調負荷是經常變化的，因此，要求制冷裝置的制冷量也要相應地變化。而制冷量的變化，就是循環的制冷劑流量的變化，所以需要對蒸發器的供液量進行調節，實現對載冷劑即被冷卻物質的溫度控制。空調用制冷裝置的中常用的供液量自動控制的設備是熱力膨脹閥。
熱力膨脹閥的一種直接作用式調節閥，安裝在蒸發器入口管上，感溫包安裝在蒸發器的出口管上。DV1和DV2是電磁閥，壓縮機停時，電磁閥立即關閉，切斷冷凝器至蒸發器的供液。
2、冷凝器的自動控制
在制冷裝置上通常用冷卻水量調節閥來調節冷凝溫度。冷卻水量調節閥是一種直接作用式調節閥，安裝在冷凝器的冷卻水進水管上，它的壓力測量溫包安裝在壓縮機的排氣端，或冷凝器的制冷劑入口端，以感受Pl的變化。
3、制冷裝置的自動保護
為了保證制冷裝置的安全運行，在制冷系統中常有一些自動保護器件。制冷系統常用的自動保護包括排氣壓力保護、吸氣壓力保護、減壓保護、斷水保護、冷凍水防凍保護等。其系統圖如下：
（一）排氣與吸氣壓力自動保護
在制冷設備中設置了安全閥，還使用壓力控制器來控制排氣壓力。當排氣壓力超過設定值時，壓力控制器立即切斷壓縮機電動機電源，起高壓保護作用；控制吸氣壓力的采用壓力控制器PxS。它對吸氣壓力有保護作用。
（二）油壓的自動保護
在制冷壓縮機運轉過程中，它的運動部件會摩擦生熱。為了防止部件因發熱而變形而發生事故，必須不斷供給一定壓力的油。油壓控制器是一個壓差控制器，用它可以實現制冷裝置油壓的自動保護。
（三）斷水自動保護
為了保證壓縮機的安全，在壓縮機水套出水口和冷凝器出水口，裝設了斷水保護裝置。該裝置是由測量冷凝器出水口水的電阻的兩個電極，配以晶體管控制電路的水流控制器SLS及繼電器所組成。
（四）凍水防凍自動保護
在制冷裝置運行中，蒸發器中冷凍水溫度過低，容易發生凍結影響壓縮機的正常運行，因此設置了冷凍水防凍自動保護系統。該系統是在蒸發器出口端安裝了溫度控制器TfS，當冷凍水出口處溫度降至較低時，溫度控制器使中間繼電器斷開，壓縮機也就停止運轉；在壓縮機停轉后，若蒸發器冷凍水溫度回升到某一溫度時，溫度控制器使中間繼電器接通，冷凍水泵和冷卻水泵就重新啟動，而壓縮機也恢復運轉。
4、水量調節閥的選擇：
根據系統水管管徑尺寸為：DN25DN32DN50三種，選擇相應閥門口徑的電動調節閥。結果如下：（品牌：丹佛斯）
閥門口徑KV值經過閥們的流量（m^3/h）
壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)
0.20.250.30.350.40.450.50.550.6
DN25104.475.005.485.926.326.717.077.427.75
DN32167.168.008.769.4710.1210.7311.3111.8712.39
DN504017.8920.0021.9123.6625.3026.8328.2829.6630.98
二通閥選擇：DN25Kvs=10m^3/h編號：065Z3420法蘭連接VL2（PN6）
065B1725法蘭連接VF2（PN16）
065B1525法蘭連接VFS2（PN25）
DN32Kvs=16m^3/h編號：065Z3421法蘭連接VL2（PN6）
065B1732法蘭連接VF2（PN16）
065B1532法蘭連接VFS2（PN25）
DN50Kvs=40m^3/h編號：065Z3423法蘭連接VL2（PN6）
065B1750法蘭連接VF2（PN16）
065B1550法蘭連接VFS2（PN25）
三通閥選擇：DN25Kvs=10m^3/h編號：內螺紋：065B1425外螺紋：065B1325
法蘭連接VF3，VL3
DN32Kvs=16m^3/h編號：內螺紋：065B1432外螺紋：065B1332
DN50Kvs=40m^3/h編號：內螺紋：065B1450外螺紋：065B1350
模擬量控制驅動器：AME15，AME16，AME25，AME35
AME電子驅動器用在DN50以下的VRB，VRG，VF，VL，VFS2，VEF2閥門。該驅動器自動適應行程到閥的終端位置以減少調試時間。電源電壓：24V~。適配器編號：065Z7548，介質溫度超過150℃。閥桿加熱器，用于DN15~DN50的閥門，編號是065B2171。
手動平衡閥：MSV-C該閥用于平衡制冷、供熱和生活用水系統的流量。其特點有：固定的測量孔板；帶有2件針式測量接頭；手輪具有關斷功能，一圈360度均可讀數；數字刻度指示，并具有鎖定功能；固定孔板測量精度是+-5%，MSV-C為內螺紋。
八、風機盤管系統的監控
風機盤管系統的控制通常包括風機轉速控制和室內溫度控制兩部分。
1、風機盤管系統的監控功能
（1）室內溫度測量；（2）冷、熱水閥開關控制；（3）風機變速及啟停控制
其監控原理圖如圖
九、新風機組的監控
新風機組通常與風機盤管配合進行使用，主要是為各房間提供一定的新鮮空氣，滿足人員衛生要求。其基本監控功能有：（1）監測功能檢查風機電機的工作狀態，確定是處于開或關；檢測風機電機的電流是否過載；測量風機出口處的空氣溫濕度，以了解機組是否已將新風處理到要求的狀態；測量空氣過濾器兩側的壓差，以了解過濾器是否要求清洗；檢查新風閥狀態，確定是開還是關。（2）控制功能根據要求啟停風機；控制水量調節閥的開度；控制干蒸汽加濕器調節閥的開度；換熱器的冬季防凍保護（3）集中管理功能顯示新風機組啟停狀態，送風溫濕度，風閥，水閥狀態。通過中央控制管理機啟停機組，修改送風參數設定值
為實現上述功能，相應的硬件配置如下：
新風機組的新風閥配置開關式風閥控制器。這是因為新風機組的風量是根據工作區內人員數量計算出來的，一般不做調節，因此新風門只有開、閉兩種狀態。在風機開啟時，風閥全開，停機時，風閥全關。風閥的控制通過一路DO通道完成。當輸入為高電平時，風閥全開；低電平時，風閥全關。若要了解風閥的實際狀態，還可以用一路DI接受風閥執行器的反饋信號。
十、電子機械房間恒溫控制器RMTE
該控制器廣泛應用于商業、工業和住宅建筑。適用于供熱，制冷和全年空調系統的室溫控制，特別是風機盤管和電加熱器等。特點是：高度敏感，無基準振動問題，硬防火塑料底座和上蓋，一體結構，易于安裝，系統OFF位置，切斷所有環路。RMTE-HC2適用于2管制供熱/關斷/制冷，溫度范圍是10~30℃。電源等級：230V+-10%50/60HZ電流等級：恒溫控制器1A230V/AC風機6（2）A230V/AC
十一、區域電動閥ZV-2/3
該系列閥門與時間溫度控制器一起用來控制家庭和商業的中央供熱，熱水及冷水系統中的水量。主要參數：適用于各種安裝要求和偏好，適用于供熱和供冷應用，性能可靠，使用壽命長，易于安裝和接線，結構堅固。相關數據如下：
類型產品編號種類DN關閉壓力KV螺紋（外）介質
ZV-215087N72402-通開/關152.5bar3.2G1/2”制冷/熱水（+5/+90）
ZV-220087N7241202bar3.2G3/4”
ZV-225087N7242250.8bar6.8G1”
ZV-315087N72373-通分流器152.5bar4.3G1/2”
ZV-320087N7238201bar4.6G3/4”
ZV-325087N7239251bar5.7G1”
十二、SIEMENS3LD主控和急停開關
3LD1開關可用于控制主回路、輔助回路以及三相電機和其它負載。應用
它是手動隔離開關，符合IEC947-3/DINVDE0660第107部分(EN60947-3)標準，并且滿足隔離要求。3LD1控制開關可以用于：起/停(ON/OFF)。控制該開關有三個相鄰的主觸頭，在開關的任何一邊都可以裝第四個觸頭。這個觸頭可以是N觸頭或一個帶1常開和1常閉觸點的開關
SIEMENS3TH中間繼電器
3TH系列中間繼電器，適用于交流50Hz或60Hz，電壓至660V和直流電壓至600V的控制電路中，用來控制各種電磁線圈及作為電信號的放大和傳遞，符合IEC947，VDE0660，GB14048等標準。繼電器動作機構靈活，手動檢查方便，結構設計緊湊，可防止外界雜物及灰塵落入繼電器的活動部位。接線端都有罩覆蓋，人手不能直接接觸帶電部位，安全防護性很高；繼電器電磁鐵工作可靠、損耗小、噪音小、具有很高的機械強度，線圈的接線端裝有電壓規格標志牌，標志牌按電壓等級著有特定的顏色，清晰醒目，接線方便，可避免因接錯電壓規格而導致線圈燒毀。
十三、壓差控制器
根據閥門口徑，選擇以下幾種：ASV-PVDN25ASV-PVDN32AIPDN50
ASV壓差平衡閥可自動保證供熱和制冷系統的水力平衡。該工程中采用的是定水量系統，壓差控制器用在排氣與吸氣壓力自動保護中。使用ASV閥門，可避免煩瑣的調試過程，安裝完閥門即可。在所有負荷下自動平衡系統，也有助于節能。安裝時需安在回水管，且流向應與閥體上的箭頭一致。
十四、參考文獻
建筑環境與設備的自動化劉耀浩天津大學出版社
篇（2）
廠址位于XX市西郊雷鋒大道7公里處，占地面積620畝。為加速實施全省農業結構的調整，先后從美國﹑法國﹑埃及﹑日本及國內10多個省市科研育種單位引進優質果茶品種資源158個，優質果茶種苗40多萬株，建成果茶母本園150畝。每年可向社會提供優質果茶苗木200多萬株，果茶母（接）穗1萬公斤以上，生產優質果茶產品1000噸以上。
果茶場也是省城第一座以品茶、園藝、垂釣為主題的農業觀光園。這里空氣清新，景色怡人。春有草莓、櫻桃、“明前”茶；夏有枇杷、蘋果、葡萄、桃、李、楊梅、無花果與瓜類；秋有板栗、柿、棗、梨、獼猴桃；冬有柑桔、橙類等。一年四季。百果飄香，是個名副其實的“百果園”。
該廠第二期工程將于2003年完成，面積將擴至1000多畝。年生產優質果茶苗木將達到1000萬株，優質果茶產品產量也將成倍增加，更多的農業高新技術將落戶該場。果茶苗木和產品的生產、檢測、采后處理、加工和多種農業觀光設施將全部完善和配置。屆時，一個全新的高科技生態農業示范、觀光園將會展現在你的面前。
百果園是農業高科技的結晶，而滴灌系統是其中的重中之重。百果園現建成的620畝果園，全部由從以色列引進的先進滴噴灌系統控制，該園地勢起伏較大，最高處海拔達86.60m，最低處64.72m，傳統灌水方式很難進行，而先進的滴灌系統由于對地形的適應能力強，而且特別適應山地丘陵地區，所以滴灌正好大施其能，由低處水庫中取水，經過過濾加壓，然后由遍布全園的各種管道把帶有肥料、除蟲劑的水準確地送到每片需水地園中，保證果樹的正常需水。不過其系統自動化程度不高，全園僅能使用微機控制電磁閥的開啟，不能精確實現作物的輪灌、對灌水時間和灌水量還不能實現有效的控制，有望進一步提高。
2滴灌系統
滴灌就是滴水灌溉技術，它是利用低壓管道系統，使滴灌水成點滴地、緩慢地、均勻而又定量地浸潤作物根系最發達的區域，使作物主要根系活動區的土壤始終保持在最優含水狀態。滴灌不同于傳統的地面灌溉濕潤全面積土壤，因此滴灌有節約灌溉用水量、促進作物生長和提高產量的作用，是一種很有發展前途的局部灌水技術。
百果園主要種植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果樹，如果采用其它灌水方法，不僅浪費水資源，而且很難保證滿足果樹的需水量，而滴灌具有省水節能、省工省地省肥、操作簡單，易于實現自動化、對土壤地形適應性強、保護和保持生態環境等優點，所以滴灌成為了百果園地首選。
2.1百果園滴灌系統的組成
百果園滴灌系統主要由水源、首部樞紐、輸配水管網和尾部設備灌水器以及流量、壓力控制部件和測量儀表等組成，如圖所示。全園滴灌系統組成示意圖：
1.水源2．水泵3.供水管4.蓄水池5.逆止閥6.施肥開關7.灌水總開關8.壓力表
9.主過濾器10.水表11.支管12.微噴頭13.滴頭14.毛管(滴灌帶、滲灌管)
15.滴灌支管16.尾部開關(電磁閥)17.沖洗閥18.肥料罐19.肥量調節閥20.施肥器21.干管
2.1.1水源
江河、湖泊、水庫、井、渠、泉等水質符合微灌要求的均可作為水源，百果園采用從園中的水庫中取水。
2.1.2首部樞紐
百果園的首部樞紐包括泵組、動力機、肥料罐、過濾設備、控制閥、進排氣閥、壓力表、流量計等。其作用是從水庫中取水增壓并將其處理成符合微灌要求的水流送到系統中去。百果園中采用五級加壓式離心泵，在水庫中取水，現取現用，計劃建一水塔蓄水。
2.1.3輸配水管網
輸配水管網的作用是將首部樞紐處理過的水按照要求輸送分配到每個灌水單元和灌水器。包括干、支管和毛管三級管道，毛管是微灌系統末級管道，其上安裝或連接灌水器。微灌系統中直徑小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材，大于63毫米的常用聚氯乙烯（PVC）管材。百果園中干、支管采用PVC管和UPVC管，毛管采用PE管。
2.1.4尾部設備
尾部設備是微灌系統的關鍵部件，包括微管和與之相聯的灌水器(小微管、滴頭、微噴頭、滴灌帶、滲灌頭、滲灌管等)插桿等。灌水器將微灌系統上游所來的壓力水消能后將水成滴狀、霧狀等施于所需灌溉的作物根部或葉面。
2.2百果園滴灌灌溉系統
灌溉系統的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司負責承建，全園采用先進的滴、噴灌相結合的微灌節水技術，是我國南方發展節水農業的典范，其具體情況見下：
2.2.1設計原則
滴灌灌溉系統設計除了滿足節水、節能、省力等之外，通常應遵循以下主要原則：
①必須滿足果園果樹生長對水分的要求；
②灌溉系統設計應結合耕作實際，便于操作；
③應使所選擇的灌水方法既能滿足作物的灌溉要求，又不因灌溉而造成病害、蟲害的發生；
④在盡可能的情況下，灌溉系統設計時應考慮施肥及噴藥裝置；
⑤在盡可能的情況下，應使灌溉系統在滿足灌溉要求的同時，工程建設的綜合造價最小。
2.2.2設計步驟
2.2.2.1資料的收集在系統設計時，必須掌握以下資料：
①地形資料：根據實際情況測繪大比例尺地形圖，其中包括果園的平面布置、道路、水源位置、高差等。
②土壤資料：主要是土壤理化性質、地下水埋藏深度和土層厚度等。土壤理化性質主要包括土壤類別、干容重、含鹽情況、土壤田間持水率等。
③氣象資料：區域年均降雨量及季節分布、平均氣溫、極端氣溫（包括最高、最低氣溫）、最大凍土層深度、無霜期、蒸騰蒸發資料等。
④水源資料：水源屬性（個人或集體）、種類、水源位置、水質、含沙情況、水位、供水能力、利用和配套情況等。若水源為機井時，還應調查機井的靜水位和動水位，當地下水水位較淺時，一定要調查清楚地下水位及其周年變化規律。若水源為渠水時，應調查清楚水源的含泥沙種類、含沙量、水位、供水時間、可能的配水時間等。同時，還應特別注意水源的保證率問題，不論是只用于果園的水源還是與周圍大田混用的水源，都應考慮這個問題。
⑤百果園作物種植資料：其中包括作物的種類、種植密度（其中最主要的是行距和株距）等。
⑥百果園的環境資料：包括百果園周圍的地形、交通和供電等。
2.2.2.2灌水方法的選擇灌水方法選擇適當與否，除了影響工程投資外，還直接影響著灌溉系統的效益發揮和灌溉保證率。因此，應根據作物種類、作物的種植制度、種植季節、水源情況、果園設施情況、工程區社會經濟情況等，合理地選擇相對投資較省、灌溉保證率較高且有利于果園果樹生長的灌水方法。百果園灌溉系統的灌水方法采用以滴灌為主，滴噴灌相結合的方式。
2.2.2.3滴灌系統布置，百果園滴灌系統的管道分干管、支管和毛管等三級，布置時干、支、毛三級管道要求盡量相互垂直，以使管道長度和水頭損失最小。通常情況下，園內一般出水毛管平行于種植方向，支管垂直于種植方向。
2.2.2.4滴灌灌溉制度的擬定
①灌水定額：是指作為滴灌系統設計的單位面積上的一次灌水量，如果用灌水深度表示，可用式（4-8）計算，即
H——計劃濕潤層深度（米），一般蔬菜0.20-0.30米深根蔬菜或果樹0.3-1.0米；
p——土壤濕潤比，70%-90%。
②設計灌水周期：滴灌設計灌水周期是指按一定的灌水定額灌水后，在作物適宜土壤含水率的條件下，保障作物正常生長的可能延續時間T，用式（4－9）計算，即
③一次灌水延續時間：一次灌水延續時間是指把設計灌水定額水量，在不產生徑流的條件下，均勻分布于果園田間所用的灌水時間，用式（4－10）計算，即
i.輪灌區數目的確定：（a）對于固定式滴灌系統，輪灌區數目可按式（4-11）計算：（b）對于移動式滴灌系統，則有：
ii.一條毛管的控制灌溉面積：（a）對于固定式滴灌系統，毛管固定在一個位置上灌水，控制面積為
f=SeL(4-13)
式中f——每條毛管控制的灌溉面積（平方米）
L——毛管長度（米），移動式滴灌系統中為出流毛管長度。
（b）對于移動式滴灌系統，一條毛管控制的灌溉面積為
2.2.2.5滴灌系統控制灌溉面積大小的計算在灌溉水源能夠得到充分保證的條件下，滴灌面積的大小取決于管道的輸水能力。對于水源流量不能滿足整個區域需要時，滴灌面積為
2.2.2.6管網水力計算滴灌系統各級管道布置好以后，即可從最末端或最不利毛管位置開始，逐級推算各級管道的水頭損失（包括沿程水頭損失和局部水頭損失）。在設計中，同一條支管上的第一條毛管最前端出水孔處水頭與最末一條毛管最末端出水孔處水頭之間的差值，不超過滴頭設計工作壓力的20％，流量差值不超過10％；對于采用壓力補償式滴水器時，僅要求區域內滴頭流量差值不超過10％，并據此確定支、毛管的最大設計長度；在滴灌中，由于管網中水流壓力通常小于0．3兆帕，所以多選用PVC塑料管道。管道中水流在運動過程中的壓力損失通常包括沿程阻力損失和局部阻力損失。工程設計中塑料管道的沿程阻力損失常選用式（4－16）、（4－17）計算，局部阻力損失常用式（4－18）計算。①沿程阻力損失hf
當管道有多個出水口時，管道的沿程阻力應考慮多口出流對沿程阻力的折減問題，多口出流折減系數k，對應計算公式
②局部阻力hj
工程設計中為了計算方便，局部阻力損失也常按沿程阻力損失hf的10％估算。
2.2.2.7管道系統設計包括各級管道的管材與管徑的選擇、各級固定管道的縱剖面設計、管道系統的結構設計。
①管材的選擇：可用于灌溉的管道種類很多，應該根據滴灌區的具體情況，如地質、地形、氣候、運輸、供應以及使用環境和工作壓力等條件，結合各種管材的特性及適用條件進行選擇。一般情況下，對于地理固定管道，可選用鋼筋混凝土管、鋼絲網水泥管、石棉水泥管、鑄鐵管和硬塑料管。鋼管易銹蝕和腐蝕，最好不要選用。隨著材料工業的發展，地埋管道多選用塑料管。選用塑料管時一定要注意，不同材質的塑料管在幾何尺寸相同的情況下可承受的工作壓力相差甚遠，特別是在使用低密度聚乙烯管（PE管）時，一定要注意管壁的厚度是否達到了能承受系統所要求壓力的厚度，若沒有達到，千萬不能使用，否則將會埋下隱患，造成運行時管道發生爆破，甚至導致整個管道系統癱瘓。用于滴灌地埋管道的塑料管，最好選用硬聚氯乙烯管（UPVC管）。對于口徑150毫米以上的地埋管道，硬聚氯乙烯管在性能價格比上的優勢下降，應通過技術經濟分析選擇合適的管材。塑料管經常暴露在陽光下使用，易老化，縮短使用壽命。因此，地面移動管最好不采用塑料管。
②管徑的選擇：當輪灌編組和輪灌順序確定之后，各級管道在每一輪灌組所通過的流量即可知道。通常選用同一級管道在各輪灌組中可能通過的最大流量，作為本級管道的設計流量，依據這個設計流量來確定管道的管徑。若某一級管道，其最大流量通過的時間占管道總過水時間的比例甚小，也可選取一個出現次數較多的次大流量，作為管道的設計流量來確定管徑。同一級管道的不同管段通過的最大流量不同時，可分段確定設計流量。（a）支管管徑的確定：支管是指直接安裝豎管和滴頭的那一級管道。支管管徑的選擇主要依據灌溉均勻的原則。管徑選得越大，支管運行時的水頭損失就越小，同一支管上各滴頭的實際工作壓力和灌水量就越接近，灌溉均勻度就越接近設計狀況。但這樣增大了支管的投資，對移動支管來說還增加了拆裝、搬移的勞動強度。管徑選得小，支管投資減少，移動作業的勞動強度降低，但由于運行時支管內水頭損失增大，同一支管上各滴頭的實際工作壓力和灌水量差別增大，結果造成果園各處受水量不一致，影響滴灌質量。為了保證同一支管上各滴頭實際出水量的相對偏差不大于20％，國家標準GBJ85-85規定：同一支管上任意兩個滴頭之間的工作壓力差應在滴頭設計工作壓力的20％以內。顯然，支管若在平坦的地面上鋪設，其首末兩端滴頭間的工作壓力差應最大。若支管鋪設在地形起伏的地面上，則其最大的工作壓力差并不見得發生在首末滴頭之間。考慮地形高差Z的影響時上述規定可表示為
許的水頭損失即為從式（4－20）
可以看出：逆坡鋪設支管時，允許的hw的值小，即選用的支管管徑應大些；順坡鋪設支管時，因Z的值本身為負值，其允許的hw的值可以比0.2hp大些，也就是說因支管順坡鋪設時，因地形坡降彌補了支管內的部分水力坡降，選用的支管管徑可適當的小些。當一條支管選用同管徑的管子時，從支管首端到朱端，由于沿程出流，支管內的流速水頭逐次減小，抵消了局部水頭損失，所以計算支管內水頭損失時，可直接用沿程水頭損失來代替其總水頭損失，即h''''f=hw，式（4－20）可改寫為
滴頭選定后，滿頭的設計工作壓力可從滴頭性能表中查得。兩滴頭進水口高程差（實際上就是兩滴頭所在地的地面高差）可以從系統平面布置圖中查取。則h''''f即可求出。利用公式h''''f=FfLQm／db，在其他參數已知的情況下反求管徑d，d就是該支管可選用的最小管徑的計算值。因管材的管徑已標準化、系列化。因此，還需按管材的標準管徑將計算出的管徑規范取整。對滴灌系統的支管，考慮到運行與管理的方便，最大的管徑一般不超過100毫米，并且應盡量使各支管取相同的管徑，至少也需在一個作業區中統一。對于固定管道式滴灌系統，地理支管的管徑可以不同，但規格不宜太多，同一條支管一般最多變徑兩次。（b）支管以上各級管道管徑的確定：一般情況下，這些管道的管徑是在滿足下一級管道流量和壓力的前提下按費用最小的原則選擇的。管道的費用常用年費用來表示。隨著管徑的增大，管道的投資造價（常用折舊費表示）將隨之增高，而管道的年運行費隨之降低。因此，客觀上必定有一種管徑，會使上述兩種費用之和為最低，這種管徑就是我們要選擇的管徑，稱之為經濟管徑。經濟管徑中對應的流速稱為經濟流速。圖4-7就是用最小年費用法計算經濟管徑的原理示意圖。用這種方法確定管徑概念清楚，但計算相當繁瑣，往往需要分別計算出多種管徑的年投資和年運行費，比較后再確定。隨著科學技術的進步，計算機技術的飛速發展，許多優化設計方法，如微分法、動態規劃法等已在管道灌溉管網的設計中得到應用，具體方法可參閱有關書籍。對于規模不太大的滴灌工程，也可用式（4－22）、式（4－23）的經驗公式估算管道的直徑：
應該指出的是，由于管道系統年工作小時數少，而所占投資比例又大。因此，一般在灌溉系統壓力能得到滿足的情況下，選用盡可能小的管徑是經濟的，但管中流速應控制在2.5～3米／秒以下。
③管道縱剖面設計：管道縱剖面設計應在系統平面市置圖繪制后進行，設計的主要內容是確定各級固定管道在平面上的位置及各種管道附件的位置。管道的縱剖面應力求平順，減少折點，有起伏時應避免產生負壓。
ⅰ埋深及坡度：地埋管的埋深指管徑距地面的垂直距離，埋深應根據當地的氣候條件、地面荷載和機耕要求確定。一般管道在公路下埋深應為0.7～1.2米；在農村機耕道下埋深為0．5～0．9米。地埋管的坡度主要視地形條件而定，同時也應考慮地基好壞及管徑大小。一般在地形條件許可的情況下，管徑小、基礎穩定性好的管道坡度可陡一點；反之應緩些。總的來說，管道坡度不得超過1:1，通常控制在1:1.5～1:3以下。
ⅱ管道連接及附件：地埋管道的連接多采用承插或黏接的形式，轉向處用彎頭，分水處用三通或四通接頭，管徑改變處采用異徑接頭，管道末端用堵頭。為方便施工和安裝，同類管件應考慮其規格盡量統一。
為了按計劃進行輸水、配水、管道系統上應裝置必要的控制閥。白果園中為了實現灌水的有效控制,設置了30多個電子閥.而且各級管道的首端還設了進水閥或水分閥；當管道過長或壓力變化過大時，設置節制閥。為保證管道的安全運行，還安裝一些附設裝置。自壓系統的進水口和各類水泵吸水管的底端應分別設置攔污棚和濾網，管道起伏的高處應設排氣裝置，自壓系統進水閥后的干管上設高度高出水源水面高程的通氣管，管道起伏的低處及管道末端設泄水裝置，管道可能發生最大水錘壓力處設置安全閥。
2.3評價
從整體上來看,XX白果園的滴灌系統是建設的比較完善的一套滴水灌溉系統,設計施工都符合現代滴灌的要求,是一套先進的現代化滴水灌溉系統，而且產生了很好的經濟效果。不過當時考慮到經濟條件的限制，其毛管采用了單行直線布置，灌水均勻度不高，鑒于對多種毛管布置形式的比較分析，筆者認為百果園應改進為雙行毛管平行布置；而且其控制系統自動化程度不高，全園僅能使用微機控制電磁閥的開啟，不能精確實現作物的輪灌、對灌水時間和灌水量都不能實現有效的控制，故需進一步對其控制系統加以設計改進。正在建設的二期工程應該吸收一期工程中的好的經驗，改進一期工程中的不足，特別是應該實現灌水的全自動控制。
3灌溉自動化控制系統
灌溉中的滴灌系統，能很方便實現自動化控制，灌水的自動化控制能有效的實現節水灌溉，也是農業實現現代化的要求。對微灌的自動化控制，根據控制系統運行的方式不同，一般可分為手動控制、半自動控制和全自動控制三類：
①手動控制系統
系統的所有操作均由人工完成，如水泵、閥門的開啟、關閉，灌溉時間的長短，何時灌溉等等。這類系統的優點是成本較低，控制部分技術含量不高，便于使用和維護，很適合在我國廣大農村推廣。不足之處是使用的方便性較差，不適宜控制大面積的灌溉。
②全自動控制系統
系統不要人直接參與，通過預先編制好的控制程序和根據反映作物需水的某些參數可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。人的作用只是調整控制程序和檢修控制設備。這種系統中，除灌水器、管道、管件及水泵、電機外，還包括中央控制器、自動閥、傳感器（土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器等）及電線等。
③半自動控制系統
系統中在灌溉區域沒有安裝傳感器，灌水時間、灌水量和灌溉周期等均是根據預先編制的程序，而不是根據作物和土壤水分及氣象資料的反饋信息來控制的。這類系統的自動化程度不等，有的一部分實行自動控制，有的是幾部分進行自動控制。
為了對先進的滴灌自動化控制系統有具體認識和了解，下面我們將對滴灌的自動化控制作詳細介紹：
3.1滴灌首部控制樞紐
滴灌自動化系統的基本控制方法有：時間控制、水量控制和反饋控制三種。時間控制系統是按預定好的時間放水或關水；水量控制系統是按照設計的配水量放水或關水；反饋控制系統是根據灌區內濕度感受器的反應，然后將信號傳送到首部控制樞紐部分來關水或放水。滴灌系統更便于完全實現自動化，這在地多人少、勞力緊張的邊遠地區，沙漠地帶的防護林區，鐵路路基沿線，經濟力量雄厚的城郊蔬菜種植區顯得特別重要。目前，國外發達國家在滴灌區普遍使用了計算機管理系統，并通過專用的滴灌系統軟件來控制和檢測作物生長、土壤狀況和氣象趨勢，取得了良好的效果。大大提高了現代化的土壤水分、作物生長測定技術的可能性和實用性，具有農藝上的綜合性，為人們充分利用現代化儀器設備在滴灌系統中應用提供了巨大的潛力。滴灌系統軟件根據作物對水分的需求和土壤墑情制定出合理的灌溉計劃和作物管理計劃。
3.2作物生產管理計劃制定
控制軟件系統應能提供一套科學的管理系統，它通過提高作物產量和品質以及減少用水量來提高水分利用效率，能給農民及有關用戶提供一套針對灌溉方案制定作物生產管理的先進、完善的管理系統，用戶能夠使用它獲得他們的每一塊農田的土壤水分狀況圖，方便的數據資料存取能夠得到每一塊農田的準確土壤水分含量，還能夠確定準確的日水分利用量，能夠給每塊農田制定出合理的灌溉管理決策，能夠根據每一塊農田各自的灌水量需求對不同農田進行灌溉優先排序，以便制定優化灌溉計劃使農場或用戶獲得整體最高產量。
控制軟件系統應能允許灌溉管理者根據作物水分需求和作物對灌溉的反應制定合理的灌溉計劃，作為一個完整的灌溉計劃和作物生產管理軟件包，它能夠對灌溉決策的制定和作物管理進行數據資料存儲、運算處理、顯示輸出。土壤水分數據資料主要由中子探測儀、石膏電阻塊和張力計測定獲得。天氣數據資料由自動氣象站獲得，作物生長資料如籽粒大小（直徑）、株高和葉片硝酸鹽含量等可直接田間測定，根據相應的作物響應，作物生長資料結合土壤水分資料能夠制定出合理的灌溉計劃，通過實際調查能夠提高作物產量、品質和水分利用效率的管理技術能夠詳細地驗證作物生長、土壤水分和氣候之間的關系，因此能很好地解決一些灌溉管理和作物生長問題，其中包括過量灌溉導致的灌溉水排滲問題、肥料向根部以下淋溶損失問題以及為了達到高產穩產目標的籽粒重和穗粒數或結果率的控制管理問題。
3.3滴灌系統灌溉計劃制定
滴灌系統灌溉計劃一般是指確定何時進行灌溉及應該的灌溉量，灌溉計劃的應用可消除代價巨大的不可預測的農業災害，如在作物生長臨界期由于土壤類型和作物自身生長能力，不同的農田具有不同的土壤水分虧缺量和日水分利用量，因此不同的農田需要不同的灌溉計劃。農民通過土壤水分測定技術利用軟件處理和顯示不同層次土壤水分特征，能加深對發生于土壤內的各種過程的理解，以便進行更精細的灌溉計劃和灌溉管理決策的制定，以確保土壤水分總是保持作物生長所需的最佳含水量。
當土壤水分和被作物利用的水分的準確數量被測定后，通過軟件可以計算下一次滴灌的日期和準確的灌水量，它將考慮當前每天水分利用狀況、天氣變化和歷史資料來幫助管理者制定以后的灌水計劃。它把農田從最干到最濕分為不同等級。了解需要灌溉補充的水量有助于協調不同用戶之間和同一用戶內部的水分供給，充分了解雨后何時開始灌溉能使農民最大限度地利用自然降水，而把灌水過多和灌水不及造成地危險減到最小。
3.4土壤水分時間圖和深度圖的應用
3.4.1時間圖時間顯示某一指定土壤容積含水量、根區土壤含水量或作物響應隨時間的變化。時間圖的基本顯示：直線表示根區土壤含水量的飽和點和需灌溉補充點；供給的和有效的灌溉和降雨情況；箭頭指示預測的灌溉日期；關于水分飽和點、需灌溉補充點、當前和過去的土壤水分測定值及計劃安排的灌水日期和灌水量的總結表；作物生長及其對灌溉管理技術措施的響應；該軟件所做的時間圖可進行大小調整，通過調整縱坐標軸上的最大值和最小值及橫坐標上的日期范圍能夠把圖形中用戶想要的區域或作物生長期內的某特定階段的圖形放大。圖形能夠進行疊加來同時比較不同地點的田塊或不同年份的數據。當季和前季的作物的生長，土壤水分和天氣資料的疊加圖形比較灌溉管理達到高度的協調一致。用戶可以選擇任何關鍵數據來建立相互作用關系圖。
3.4.2深度圖深度圖顯示土壤容積含水量沿土壤剖面隨深度的變化而變化的情況，通過該軟件和現代化儀器結合能夠迅速直接測定和分析土壤水的剖面分布情況。根區吸收水分模式可以在深度圖中看到，對深度圖分析能使農民確定每一種農作物包括塊根作物在土壤剖面中被研究的土壤體積范圍和土壤剖面的每一深度層的作物利用的水分數量、土壤緊實度、土壤質地變化、高石灰巖含量、地下水位和鹽分等問題能夠通過對根部活動的仔細分析而發現。深度圖也可以用來確定滲入和排出土壤剖面的水分的運動狀況及深度和數量，從中能夠給定灌溉飽和點和需灌溉補充點的準確設計值。灌溉或降水后從土壤的根區排出的水分數量能夠通過深度圖準確測定，根據可以調節灌溉所用時間以避免水分從土壤剖面排出而損失，控制土壤剖面排出水的數量將防止地下水水位地升高和土壤養分的淋溶損失，同時也將降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度圖是一個非常有用的工具，能夠解決在不同類型土壤中灌溉水的水平和垂直運動的關鍵問題，通過分別繪制灌溉前和灌溉后距滴管不同距離的各個點的土壤水分含量圖可比較灌溉水的運動狀況，用戶能夠利用研究所得的結果來減少水分和肥料排滲，同時確保作物根系能夠一直得到適量的水分。
3.5軟件的程序特點
3.5.1程序結構滴管軟件的數據存儲于一個樹狀結構，這使得制定灌溉方案是查詢數據資料非常方便。管理人員可能負責管理幾個農場或幾塊農田，每個農場或農田可能有許多檢測點，每一個檢測點都有一套不同時間收集的實際測定的讀數記錄。輸入的數據經過計算機軟件處理，能顯示有關每一單個田塊的詳細資料，還能夠向農民分別顯示每一年的作物種植的詳細資料。能夠顯示農場的每個監測田塊或某一年份的每一監測點的情況，指明灌溉飽和點和需灌溉補充點，當前作物日水分使用情況，土壤水分平衡和預測出的三次灌溉的日期，土壤水分含量和作物日用水量的測定值，對未來作物在整個生長季節的長期的用水量作出估算。顯示某一具體的時期的每一深度層的土壤水分含量的讀數記錄和根區的總水分含量，同時顯示土壤水分需要量，中子儀測定并估算的日水分使用量。利用滴灌軟件可進行數據資料綜合分析，從中總結重要的信息形成報告，以幫助制定每日的管理決策方案。同時也可以編輯出前幾個生長季的作物生長、水分管理。土壤等數據資料，并進行綜合分析，為以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的評價標準。該軟件程序的所以結構層次能為所選擇的農場、監測點和某一日期建立報告。報告分為五種：深度圖、時間圖、記錄讀數報告。監測點報告和灌溉計劃報告。用戶可以根據自己的需要已及自己微機系統對程序進行修改編譯，選擇公制和英制計量單位進行數據資料綜合分析，將田間測定得到的數據讀數記錄自動粘貼到沒一個具體的農場欄、監測點欄和日期欄。每一個監測點的測定日期，時間及估計的水分日利用量能夠在粘貼之前輸入。
3.5.2數據輸入在讀數記錄屏幕中可以人工錄入和顯示田間實際收集的數據，如土壤水分張力計的讀數、作物籽粒大小。有關作物的數據可以測定得到，作物生長參數與土壤水分含量相關聯可以確定作物生長期的水分需求量。氣候數據資料可以人工輸入或由氣象站自動裝載。天氣數據參數的個數沒有限制，它可以與任一個作物生長測定值和任一水平的土壤水分含量相關聯制作相互作用關系圖。從氣象數據資料中可以得到蒸發損失的總水分量的數據并且把它與測定的日水分使用量相比較來調整該地區的作物灌溉計劃。
3.5.3軟件的數據處理利用滴管軟件可以計算使土壤剖面達到灌溉飽和點所需的準確時間數。同時計算自從播種或其他生長時期（如發芽、開花等）以來的天數，使土壤水分能夠與過去多年的作物生長資料數據參數同步分析，以確定作物水分利用效率。使用作物累積日水分方程。能夠很好地評估作物總產量，尤其是對于玉米、小麥和棉花。可以通過作物－水分方程和氣象資料估算理論產量。通過速率方程，計算作物生長速率。計算作物當前日水分利用量占整個生長季日水分利用量地比例。同時也可計算不同水分含量地土壤水分變化速率，這些速率地變化表明土壤緊實問題和土壤干旱地程度。滴灌軟件可以分析某一作物在生長季內日水分利用狀況地資料。結合現代先進地土壤水分測定儀器使用，該軟件能夠指導我們最有效地利用有限的水資源獲得最大農業效益。例如能夠確定每次灌溉的準確時間和灌水量。同時減小過量灌溉和水分不足對產量的影響。建立各種不同作物之間水分利用及水分利用效率的差異；建立如不同品種、土壤緊實情況、不同的耕作史等不同條件下水分利用及水分利用效率的差異；建立現代耕作技術和傳統耕作技術條件下的水分利用效率的關系。確定灌溉和降水的利用效率，用以觀察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和鹽化問題，能夠減少土壤養分的淋溶損失問題。建立土壤水分含量、作物長勢及天氣狀況的數據庫以使作物產量和質量獲得持續穩定的提高，使高效農業可持續發展。
3.6灌溉自動化控制系統
要實現灌水的自動化，必須有自動灌溉控制器，該裝置由土壤濕度傳感器、控制器和電磁閥組成，能夠按土壤墑情和作物需水特性實施自動灌溉（溝灌、噴灌、滴灌、滲灌），達到高產、高效、和節水的目的。適用于庭院花圃、苗圃、果園、菜地和農地。隨著經濟發展，庭院花圃、苗圃水分的自動灌溉倍受歡迎。它能省水省事，使花木生長更好。一畝庭院花圃、苗圃地投資1.0－1.5萬元，可以建立自動灌溉控制系統。自動灌溉控制系統可以實現科學灌溉，節能、省水，使菜地和農地產量和質量明顯提高。智能化，精準化灌溉技術是伴隨著計算機應用技術、傳感器制造技術、塑料工業技術的提高而逐步實現的
自動化計算機灌溉控制系統大約在80年代初由雨鳥公司、摩托羅拉等幾家公司開發、研制成功，并投入使用。由于技術復雜、應用難度大，價格高昂，這種控制設備最早應用于高爾夫球場灌溉系統的控制上。90年代，計算機工業的硬件、軟件飛速發展，使得灌溉系統中央計算機系統操作難度越來越小，功能越來越豐富，價格也逐漸降了下來。這種系統在園林綠化上用得也越來越多了起來，雨鳥公司針對不同用途，研制、開發出了中央計算機控制系統：Maxicom
智能化灌溉中央計算機控制系統具有如下功能：
①動采集各種氣象數據，計算并記錄蒸發蒸騰量ET；
②根據前一天的ET值自動編制當天灌溉程序并實施灌溉；
③可由連接的土壤濕度傳感器、風速傳感器、雨量傳感器等干涉程序，啟動、關閉、暫停灌溉系統；
④連接流量傳感器可自動監測、記錄、警示由于輸水管斷裂引起的漏水及電磁閥故障；最大限度利用管網輸水能力；
⑤運行程序而不起動灌溉系統（干運行），測試程序合理性，不合理時預先修改；
⑥自動記錄、顯示、儲存各灌溉站的運行時間；自動記錄、顯示、儲存傳感器反饋數據，以積累資料，修改程序，修改系統等。
⑦頻繁灌溉功能：可將設計好的灌水延續時間分成若干時段，以便提供足夠的土壤入滲時間，減少坡地或粘性土地地面徑流損失。
⑧一套中央計算機系統可控制無數臺田間控制系統（稱為衛星站），一套中央計算機控制系統可控制小到一個公園，大到上百個公園，甚至全城的所有灌溉系統。
⑨儲存數百套灌溉程序；一臺田間控制器（衛星站）可使4個輪灌區獨立灌溉或同時灌溉。
⑩手動干涉灌溉系統：可在閥門上手動啟、閉系統，可在田間衛星站上手動控制系統，也可在計算機上手動啟、閉任何一站，任何一個電磁閥。可控制灌溉系統以外的其它設備，如：道路或公共場所燈光，大門、噴泉、水泵等
自動化中央計算機控制系統主要由中央計算機，集群控制器(CCU)，田間控制器（衛星站），電磁閥構成。中央計算機可裝置在任何一個地方。比如：一套中央計算機系統控制50個公園的灌溉系統。中央計算機可安裝在市園林局認為合適的位置。CCU安裝在各個公園內。中央計算機與CCU之間的通訊，可采用有線連接（近距離），無線連接，電話線連接或移動通訊方法連接。一臺CCU最多可連接28個田間控制器。CCU與田間控制器之間同樣可選上述數種通訊方式。由中央計算機到終端電磁閥的工作過程為：中央計算機編程，并將程序下達到CCU。CCU將各輪灌區灌溉控制程序再發到相關田間控制器。田間控制器依中央計算機制作的程序啟閉各輪灌區電磁閥。如下圖所示：
中央計算機上的初始程序由控制人員編制，之后，計算機每日自動收集由氣象站采集的氣象數據，計算ET值，并不斷對原有程序自動修改。如遇傳感器傳來異常信息（如降雨，過分干燥，系統漏水...），自動中斷或暫停程序，待異常情況排除后，繼續恢復程序運行。
如果將智能泵站連接到中央計算機控制系統上，則效果會更好。這樣從水泵到電磁閥之間復雜的系統將由一個高度智能化的系統管理起來，可做到最大限度地節水、節能，最大限度地保護系統設備運行，避免灌溉系統常發生的下列幾種問題：
①過量灌溉或灌水不足，浪費水資源或不能滿足植物需水；
②管網破裂，漏失水；
③系統運行壓力不合理；
④水泵運行效率低下；
⑤地形起伏不平時或土壤入滲率低產生地面徑流，浪費寶貴的水資源；
⑥降雨時，灌溉系統照常灌溉；
⑦管理、維護成本高。
3.7百果園灌溉的自動化控制設計
百果園一期工程灌水基本實現了半自動化控制，可以使用電腦控制各電磁閥的開啟。我們可在其基礎上加以改進與提高，使其實現灌水的全自動化，具體見下：
3.7.1控制原理
自動化控制采用電子技術對田間土壤溫濕度、空氣溫濕度等技術參數進行采集，輸入計算機，按最優方案，控制各個閥門的開啟及水泵的運行狀態，科學有效地控制灌水時間、灌水量、灌水均勻度，為項目區作物提供一個良好的地、水、肥、氣、熱條件，促使其高產、穩產。同時進行控制軟件及優化灌溉制度的研究，最終形成灌溉專家決策系統。另外，通過變頻器控制改變電機轉速，調節管道壓力，為管道、滴灌等其他灌溉工程的自動化提供依據。具體包括以下幾個方面：
①田間土壤含水量、鹽分、地溫、空氣溫度、濕度、降水、風速、管道壓力等參數的自動化采集
②自動化控制設計安裝
③監控軟件設計
④變頻系統設計，通過改變水壓力，為微噴、滴灌等工程的自動化提供依據
⑤系統運行管理模式評價，包括系統評價、灌水指標、灌溉制度等
3.7.2控制系統的組成
欲實現真正意義上的全自動控制，需要控制田間參數及對象很多，例如土壤濕度、鹽分、空氣溫度、相對濕度、降水量、風速、管道壓力、閥門開啟、水泵電機旋轉等，都要送入控制器。考慮到要控制的對象較多，又要滿足良好的人機界面要求，可以采用工業控制計算機作為整個控制系統的核心，來協調各部分的工作。
系統的組成如下圖所示,整個系統的工作主要工控機和變頻器兩部分來控制，其中變頻器主要用于控制水泵電機的旋轉，工控機主要用來采集田間土壤及氣象指標，按照設定的程序，控制各地塊中電磁閥的開啟，并通過變頻器控制電機的運行狀態，協調整個系統的工作。
3.7.3監控軟件監控軟件是工控機能夠完成控制功能的重要基礎，監控軟件設計的好壞直接關系到整個系統的質量和可靠性。根據項目要求及滴灌的特點，筆者建議百果園采用雨鳥公司的“Maxicom”中央控制系統，該軟件只需用戶輸入各地塊種植作物種類及種植日期，系統便會自動計算當前作物所處生育期，確定出各自要求的土壤狀況及氣象信號，控制水泵電機的運行狀態及閥門的開啟，自動完成整個灌水過程，完全不需要人工干預，實現全自動控制。
該控制軟件在此所完成的主要功能及特點如下：
①自動采集田間數據：系統根據軟件中所預先設定的時間，自動地采集土壤濕度、溫度風速、雨量等參數，進行相應的處理后，實時顯示在屏幕上。
②作物生育期的判斷：當管理人員輸入各地塊所種植的作物及種植日期后，系統便根據計算機時鐘自動計算出各種作物已種植的天數，判斷出作物所處的生育期，自動查找資料庫中所存的原始資料，確定出當前作物最適宜的土壤含水量及灌水定額。
③滴灌的全自動控制：系統采集田間及氣象數據后，將當前各地塊土壤含水量與作物適宜含水量相比較，若土壤實際含水量小于作物要求下限值，便自動開啟該地塊的第一個電磁閥。進行灌溉。達到所需灌水定額后，自動關閉第一個電磁閥，同時開啟下一個電磁閥，直到完成整個地塊的灌溉任務。灌溉過程中，若出現溫度過低、風速過大以及降雨過程等天氣時，系統會自動暫停當前的灌溉任務，并保存當前狀態。當氣象條件滿足時，繼續進行未完成的任務。
④形式多樣的控制方式：全自動控制外，系統還允許管理人員采用半自動、手動等控制方式。全自動方式只需運行人員輸入各地塊的作物信息，系統便會根據作物、土壤、氣象等條件自動完成灌溉的全過程，無需人工干預。所謂半自動方式，是指系統允許用戶根據實際情況控制開停機。用戶可人為啟動某個閥門，或某個地塊，甚至是所有地塊均輪灌一次。當然這些操作全部都是通過鍵盤或鼠標來完成的，而且在工控機屏幕上均有明顯的提示。所謂手動方式是指人工去開啟各個電磁閥，筆者建議百果園選用美國雨鳥公司生產的電磁閥：手動、電動兩用閥門，既可手動，又可電動，使用非常方便。當手動打開某個電磁閥時，噴頭出水，主干管道壓力開始下降，系統會自動通過變頻器升高水泵電機轉速，維持管道壓力的恒定，直到完成灌溉任務。
⑤豐富的辦公自動化功能：系統在運行過程中，可自動生成各種定時、日、月、年報表，并通過打印機打印出來。其內容包括各種氣象及土壤參數，可從各報表中得到土壤濕度變化曲線、日最高風速、月平均氣溫、全年總降水量等原始資料，為用戶研究當地的氣象及土壤變化情況提供翔實的依據。
⑥良好的可維持性：可維護性是衡量軟件質量好壞的重要指標之一，在編寫本系統時我們也充分考慮了這一點，例如用戶在種植一類新作物時，可能系統的資料庫中并沒有該作物，便無法確定其適宜土壤含水量和灌水定額。此時，用戶可按自定義按鈕，通過鼠標各鍵盤輸出這些參數，系統便會根據用戶所定義的數值運行。另外，用戶還可很方便地修改灌水定額、管道壓力等參數，滿足實際情況的需要。
⑥友好的人機界面：系統中大部分界面均為示意圖形，實時顯示各傳感器送來的數值及系統當前的運行狀態，一目了然。需要用戶操作的部分全部為中文界面，工作人員無需學習便可完成所有操作。另外，在任一界面下，用戶都可以通過按幫助按鈕得到相應的提示，指導用戶完成相應的功能。
3.7.4效果
百果園通過增加自動化控制系統后，灌水時間、灌水量和灌溉周期等完全根據果樹某些需水參數自動啟閉水泵和自動灌溉，人的作用僅僅是調整控制程序和檢修控制設備。既提高了水的有效利用率，又節省了人力，同時也提高了果樹的產量，可以產生良好的經濟效果。
3.8第二期工程的設想
正在建設第二期工程計劃今年完工，第二期工程的滴灌系統我建議基本上參照第一期工程建設，也采用滴噴灌相結合的方式，其水源計劃應采用水塔蓄水，用以緩解枯水期水庫少水的矛盾，該可以區采用先進的電腦全自動控制方式，實行精確灌水，管道布置采用固定式（干管、支管）和移動式（毛管）的有機結合。二期工程應該吸收一期工程中的好的經驗，改進一期工程中毛管布置形式的不足，還特別是應該增加灌水的全自動控制部分，實現灌水的全自動化，精確控制作物的有效灌水。
4存在的問題及建議
通過對滴灌系統的學習與認識，筆者系統的學習了滴灌這種先進的果園節水灌溉方法，在實踐的基礎上深化了理論，并對滴灌和滴灌系統有一些不成熟的認識與建議。
4.1滴灌的優缺點
4.1.1百果園滴灌的優點
4.1.1.1水的有效利用率高，在滴灌條件下，灌溉水濕潤部分土壤表面，可有效減少土壤水分的無效蒸發。同時，由于滴灌僅濕潤作物根部附近土壤，其他區域土壤水分含量較低，因此，可防止雜草的生長。滴灌系統不產生地面徑流，且易掌握精確的施水深度，節水效果達50%-90%。
4.1.1.2環境濕度低，滴灌灌水后，土壤根系通透條件良好，通過注入水中的肥料，可以提供足夠的水分和養分，使土壤水分處于能滿足作物要求的穩定和較低吸力狀態，灌水區域地面蒸發量也小，這樣可以有效控制保護地內的濕度，使果園中作物的病蟲害的發生頻率大大降低，也降低了農藥的施用量。
4.1.1.3提高作物產品品質，由于滴灌能夠及時適量供水、供肥，它可以在提高農作物產量的同時，提高和改善農產品的品質，使果園的農產品商品率大大提高，經濟效益高。
4.1.1.4滴灌對地形和土壤的適應能力較強，由于滴頭能夠在較大的工作壓力范圍內工作，且滴頭的出流均勻，所以滴灌適宜于地形有起伏的地塊和不同種類的土壤。同時，滴灌還可減少中耕除草，也不會造成地面土壤板結。
4.1.2百果園滴灌的缺點
4.1.2.1滴灌的滴頭很容易堵塞和磨損，產生灌水的不均，嚴重影響節水效果。
4.1.2.2滴灌的各管道的壓力有所差異，會產生局部壓力過高而使管道容易損壞，滴頭的壓力不均甚至會產生霧化，損壞滴頭，浪費水資源。
4.1.2.3滴灌一般僅潤濕作物根系區土體的一部分，所以作物根系的發展可能限制在圍繞每一滴頭的濕潤區，這樣容易產生作物根系的腐爛，進而引起作物倒伏。
4.1.2.4滴灌的管道布置要充分利用當地地勢與地形，在原則的基礎上加以靈活運用，如干管的布置、毛管的布置，取水方式等。
4.2滴灌的建議
4.2.1百果園應加強灌水的自動化控制，保證各種果樹的精準灌水，實現精確的節水灌溉
4.2.2滴灌的水量應該有保證，應該建一水塔蓄水，確保枯水期各種果樹的需水要求
4.2.3滴灌的毛管布置應采用單行帶環形狀態管布置和雙行平行布置相結合，確保果樹灌水均勻度。
4.2.4滴灌技術的應用應該和其他節水灌溉技術相結合，互相補給，更好的發揮優勢。
篇（3）
2污水處理的管理措施
2．1建立有效的資金保障機制對于污水處理有著很大的公益性，這樣的情況下就需要一定的資金投入。根據研究數據表明，就現在的污水處理相關資金有著一定的承受能力，但是確都不愿意承擔，多數地區內污水處理費用有一定的不明之路。各個地區內政府可以結合地區的建設，可以使用國家扶持以及地方補助、或者居民支持以及企業參與等相關方式，將資金很好地籌集起來，這樣就能形成多元化的投入。相關的地區也可以參考西方先進的運營模式，對于污水處理建設以及運行資金提供保障，推行污水治理的優惠政策，例如增加優惠政策、稅收優惠等等，對于社會各種力量以及資金投入農村污水治理要積極的鼓勵以及指導，這樣污水處理才能順利的實施以及運行。
2．2建立完善的水務基礎設施管理機制由地方聯合當地的水務行政部門以及鄉鎮機關部門進行一定的指導以及監督下，成立一定的水務基礎設施管理部門，對于污水處理的基礎建設積極的配合。水務處理部門可以根據地區的實際情況制定適合地區的水務基礎設施方式，明確居民的權利以及義務，同時可以建立專門的賬號，對于日常污水排放的日常維護費用以及相關管理費用等資金進行統一的管理。
2．3員工意識轉變在污水自動化處理系統設計過程中，工程技術人員也要積極參與進來。在項目開發、安裝、調試過程中，對于系統所具備的自動化性能要完全掌握，這樣在系統后期運行過程中對于設備維護才能做到得心應手。需要定期對員工進行培訓，員工的計算機、網絡技術等方面都需要不斷的提升。員工參與到系統設計過程中能夠及時發現所存在的問題，對于系統進行完善。員工對于自動化控制的觀念也要有所轉變，工作不能全部依賴系統控制，在保證系統安全運行情況下，就地控制柜作用以及繼電信號回路問題才能降低，保證隨時隨地的掌握污水處理廠運行狀況。
篇（4）
通過對雙離合器自動變速器控制系統發生的故障分析，其中的執行機構和傳感器發生的故障率相對較高，因此，設計工作人員在對雙離合器自動變速器控制系統進行故障容錯控制和故障檢測診斷時，要重點對執行機構和傳感器進行診斷，以及與其有著密切關系的被控對象和控制器等相應的同步器、離合器以及控制器驅動電路等模塊。
2雙離合器自動變速器控制系統故障檢測診斷策略
在對車輛進行診斷時，方法有很多種，其中極值法是最為簡單的診斷方法。極值法主要選擇要診斷的信號，然后針對此信號設定一個在正常范圍內的信號值，在進行診斷時，如果發現選擇的信號值超出設定的范圍并且達到一定的時間，根據這類情況就可以看出車輛是否發生故障。在故障檢測診斷的方法中，利用冗余技術的診斷方法是現今最常用的診斷技術，而冗余技術也分為軟件冗余和硬件冗余等兩種方法。軟件冗余的方法主要是根據車輛內的傳感器之間和傳感器信號與車輛輸出的信號之間產生的冗余關系，并從中分析出車輛出現的故障，軟件冗余在診斷的過程中無需添加硬件，但是，這個診斷技術存在著處理器的開銷;硬件冗余，相對于軟件冗余技術來說診斷準確率高，原理簡單等，但是，此技術需要增加冗余傳感器設施，提升了整個系統的復雜度，而且診斷成本更高。除此之外，還有轉動傳感器診斷技術、桿位診斷技術、離合器診斷技術、電磁閥及其驅動電路診斷技術等。
2．1同步器及其位置傳感器的故障檢測診斷雙離合器自動變速器控制系統的整個系統有四個同步器，需要分別檢測這四個位置的傳感器。當同步器在中間位置時傳感器輸出電壓為0V，在兩邊擋位時輸出電壓分別為+2.5V(L)和+5V(H)。在車輛行駛的過程中，如果是按照各固定擋駕駛時，那么，同步器相應位置的傳感器所產的值是保持不變的。如果在車輛行駛過程中，檔位轉換時，會出現預嚙合的階段，在這個過程中檔位的電磁閥或發生動作，在發生動作后同步器實現掛檔狀態，在這個過程中，同步器相應位置的傳感器所產生的值會發生變化。如果在后續情況下，同步器相應的感應器所產生的值未發生變化，則是發生故障的狀態。可以通過對同步器的換檔拔叉進行檢測，計算輸出軸與下一檔的輸入軸的轉速相比，進而分析掛檔操作是否實現，如果這個環境可以實現掛檔成功的話，那么就是同步器及其位置傳感器發生錯誤。
2．2離合器故障檢測診斷技術離合器故障檢測診斷主要使用極值法進行診斷。在車輛行駛的過程中，需要對離合器的結合或分離進行判斷是否執行正確。在車輛行駛中，換檔或固定檔行駛時，離合器相應的也會執行不同的工作，判斷離合器的運行狀態，要對離合器的分離和結合的預定時間對比，當然，在這個過程中可能要多花費一些時間，如果在診斷過程中發現離合器運行的分離和結合的時間超出了預定值，那么，可以根據這個依據推斷出離合器沒有在正常工作狀態下運行，離合器存有故障。
2．3雙離合器自動變速器控制系統綜合故障的診斷技術策略為了能及時發現車輛離合器汽車自動變速器的故障，需要把離合器汽車自動變速器的故障檢測診斷程序設計改為對車輛行駛的整個過程進行監視的狀態。要對離合器汽車自動變速器的綜合故障檢測功能進行設計，使其部分診斷程序能夠有效地協調運行狀態。在汽車鑰匙到ACC的位置后，TCU系統啟動，對PRND桿位進行故障檢測診斷，在對檔位進行診斷時需要注意以下幾點:仔細檢查桿位與TCU中的儲存桿是否正常;仔細排查車輛電磁閥的工作是否正常;檢查車輛的離合器的工作狀態是否正常;檢查車輛同步器以及相應的傳感器的工作狀態是否正常;檢查車輛發動機的工作狀態是否正常;檢查車輛轉速傳感器的工作狀態是否正常等。
3雙離合器自動變速器控制系統故障容錯控制
根據故障對車輛行駛的影響程度大致可以分為嚴重故障、中等故障以及輕微故障等。嚴重故障主要就是指由于發生的故障而導致車輛不能正常使用運行的故障;中等故障指因故障導致車輛的動力傳感受到極大的影響，致使車輛不能使用全部的檔位，只能在部分的檔位可以使用的故障;輕微故障相對來說要比之前的兩種故障形式發生率要高，輕微故障不影響車輛的正常運行，車輛動力傳感以及換檔等都能保持完整性，但是，車輛在運行的過程中的控制精度相對降低了。雙離合器自動變速器控制系統故障容錯控制主要就是當雙離合器自動變速器控制系統的某個部分發生故障的時候，故障檢測診斷系統會自動把檢測出來的數據通過容錯處理程序顯示出相應的錯誤信息。
篇（5）
1.污水處理可能對三峽庫來說還算是一個新星的行業，在三峽庫區新建的污水處理廠中，大部分設置了自動化控制系統，力求對整個污水處理過程實行全面監控。但由于這項工作尚處在實踐摸索階段，與國外水平相比存在較大差距，主要問題是：
（l）主要控制設備功能不穩定，特別是在線儀表的準確性和穩定性來看，不能完全達到由計算機控制的要求。
(2)自控水平低，距智能化自動控制還有很大差距。
(3)運行條件變化范圍大，某些工藝環節尚在不斷調整。
(4)運行操作人員尚不能對工藝進行全方位控制操作。
由于以上條件限制，大多數污水處理廠的自控系統只能發揮監視和對部分設備進行遠程控制的功能。長壽污水處理廠針對以上問題，自2003年5月試運行到現在來看，根據實際運行,并通過對部分設備的改造和完善，加之對現場運行操作人員的技術培訓，使中控室具有集中控制、監視、現場故障報警等功能。操作人員可在中控室進行操作，為安全穩定運行提供了保障。
2.長壽排水公司自控概況
長壽污水處理廠處理長壽區20萬人生活污水及工業廢水，我廠監控系統采用工業以太網集中控制系統。此系統包括1個監控中心（中控室）、6個現場PLC站（模擬屏PLC0、配電間站PLC1加藥間站PLC2、脫水間PLC3、PLC4站和紫外光PLC5站）。配電間站主要控制提升泵站、格柵井、沉砂池、氧化溝、二沉池、回流泵站、剩余泵站、貯泥池的自動運行；模擬屏站主要對模擬屏的數據處理控制；加藥間站主要是對加藥間的自動控制；脫水間2個站分別對1號和2號脫水機進行自動控制，紫外光站是對紫外光消毒系統進行控制。中控室則對全廠設備的控制操作及監視。現場分站采用的PLC可編程控制系統是美國AB公司以太網系統。
3.對設備的改造與完善
長壽污水處理廠從試運行以來，由于現場電氣及機械設備存在一些問題，直接影響了自控系統的正常運行。根據存在的問題，結合實際運行情況及工藝要求，對自動化控制系統的現場控制設備進行了部分技術改造。
3.1對現場一些設備進行改造
由于我廠增加了一臺脫水機和PLC柜，為了把新增的這臺脫水機PLC柜的運行信號聯到中控室，避免重新進行布線。使用交換機聯接兩臺脫水間PLC柜，通過一根信號線接到中控室交換機。改造現場和配電機曝氣機的二次控制回路，解決了中控室不能控制曝氣機啟停的問題。
1號2號氧化溝的變頻曝氣機由于控制轉換開關處在開關柜
控制和機旁控制方式時，變頻器模擬量4～20mA電流輸入電路斷開，使得不能輸入變頻器運行頻率，變頻器控制失效，不能運行。經考慮，短接模擬量電流輸入的轉換開關控制回路。
變頻器頻率信號（模擬量）、運行信號（開關量）沒有輸出給
PLC，使得上位機無法判斷曝氣機是否運行。過后經自動化人員改進后，只給出變頻器頻率信號（模擬量），運行信號可有可無（開關量）。
3.2對PLC源程序的修改、優化
試運行中，我廠由于采用的是巡檢制度，將各分散值班點集中到中心控制室值班操作。所以必須對比較重要的報警參數根據實際情況做進一步的修改。通過對PLC可編程控制器的源程序進行修改、編譯，主要是啟停液位、報警液位、邏輯控制、出水流量、加藥間液位、提升泵站液位差等。不僅實現了設備按工藝流程運行的要求，而且機械設備運行的準確性、安全性有了很大提高，電氣故障大為減少。故障點檢查也很方便，大大降低了電氣設備的故障率，使現場自動運行更加穩定。更主要的是為自動化控制的順利實現創造了條件。
另外對高壓配電系統和一套獨立的監控系統，如出現任何故障不僅有指示燈光報警，而且還配有語音報警系統，使值班人員一目了然，可清楚地判斷故障發生的部位并做及時處理，避免事故的發生。
3．4安裝視頻監視系統的
為了讓操作人員真正在中控室控制全廠、監視全廠、管理全廠，長壽污水處理廠于2002安裝了BAXALL系列攝像機視頻監視系統。它配合原有的自控儀表，對進水粗格柵、細格柵、提升泵、排砂泵、攪拌機、砂水分離機、氧化溝曝氣機、二沉池、回流泵站、剩余污泥泵站、脫水間、辦公室等10多個場所的現場情況，進行24小時全天候監視。
這套視頻監視系統運行可靠。在中控室里，通過對攝像機的遙控。可以監視全廠20多個部位工藝設備的運行情況。如果按工藝流程在現場巡查一遍，需要30分鐘左右，而通過視頻監視系統，幾分鐘就可以對全廠工況瀏覽一遍，大大提高了工作效率。
3.5提升泵站和格柵井的控制
污水提升泵站安裝兩臺潛水泵一用一備，在上位機設定常用/備用，按如下原理進行控制：
當泵站內水位達到1.70m時，一臺泵啟動；
當水位降至0.80m時，水泵停機，并發出報警信號。
粗、細格柵分別有時間控制/液位差控制，2種控制方法，我廠現在用的是時間控制。
格柵井安裝粗、細格柵機兩臺，運行依據其前、后超聲波液位差計測得的水位差進行控制。
當粗格柵機前，后超聲波液位差計測得的水位差超過20cm，粗格柵機、皮帶輪輸送機自動開機。
當粗格柵機前，后超聲波液位差計測得的水位差降至10cm，粗格柵機、皮帶輪輸送機自動停機。
當細格柵機前，后超聲波液位差計測得的水位差超過30cm，細格柵機、螺旋輸送機，壓榨機自動開機。
當細格柵機前，后超聲波液位差計測得的水位差降至20cm，細格柵機、螺旋輸送機，壓榨機自動停機。
粗格柵、細格柵還可以通過在上位機設定運行、停止間隔時間的方式定時開啟停止。當格柵每運行15分鐘后停15分鐘。皮帶輸送機、螺旋輸送機與格柵聯動，及格柵運行時，同時運行。
兩組渦流沉砂池，每組渦流沉砂池內安裝一臺攪拌機和排砂泵，攪拌機長期運行。排砂泵把池底的污物抽送至砂水分離器。排砂泵每運行10分鐘后停20分鐘，時用，砂水分離器與排砂泵同時工作，以上設備均可在中心控制室監控。
3.6氧化溝的自動控制
本工程氧化溝設兩組，日處理污水能力40000m3/d，每組氧化溝設計日處理能力2萬m3/d。每組氧化溝PDSL-325（C）型倒傘型表面曝氣機三臺，其中1#，3#機組為恒速，逆時鐘方向運轉，單臺機組充氧量為119kgO2/h；2#機組為變頻調速，順時針方向運轉，單臺機組充氧量為23～119kgO2/h，電機功率均為55KW；每組氧化溝安裝兩臺溶解氧檢測儀（DO儀）和一臺污泥濃度檢測儀（MLSS儀），一臺DO儀和MLSS儀安裝在接近出水口處，另一臺DO儀安裝在缺氧區。另一組氧化溝設備與該組氧化溝對稱，倒傘型表面曝氣機的運行按照氧化溝內溶解氧值（DO值）進行自動控制，其DO值以接近出水口處的DO儀的測定值為準。
當DO值在0.2mg/L<DO值<1.2mg/L范圍內時三臺電機都開啟；當DO值在1.2mg/L<DO值<3.0mg/L范圍內時開一臺恒速機和一臺變頻調速機；其中變頻調速機的調速頻率分為五段（頻率隨著DO值減小而增大）；當DO值在3.0mg/L<DO值<4.0mg/L范圍內時只開一臺恒速機。如果DO值不在以上范圍內那么開一臺恒速機和一臺變頻調速機（頻率固定）。
氧化溝內設一臺污泥濃度（MLSS）測定儀，將MLSS測定儀測定值傳送至中控室，用于調節活性污泥回流泵站及電動套筒閥的運行。
氧化溝內安裝的各檢測儀器（如DO儀、MLSS儀）的數據，由PLC1進行采集。然后PLC1將采集的數據通過控制層網絡送至中控室用于控制相關設備運轉。
3.7回流泵站的自動控制
污泥回流泵站安裝潛水軸流泵兩臺，按如下原理進行控制：
在泵站出水側及吸水側（套筒閥井處）各設一臺超聲波水位計，出水側設兩個水位，一個正常水位7.8m，一個報警水位8.4m,吸水側設四個水位，一個正常水位5.30m，一個啟動水位5.00m，一個高限報警水位5.80m，一個低限報警水位4.40m；
當兩個氧化溝的污泥濃度同時高于3000mg/L時，開啟1臺污泥回流泵，如果其中任何一個氧化溝的污泥濃度低于3000mg/L時只開啟2臺污泥回流泵。
本控制程序能使兩泵交替工作（統計工作時間），負荷均等，從而延長二泵工作壽命。
3.8剩余泵站和貯泥池的自動控制
本泵站安裝100QW70-7-3型潛水排污泵一臺，其工作原理如下：
當貯泥池液位低于2.0m時,剩余污泥泵自動開啟。當貯泥池液位高于4.5m時，剩余污泥泵站剩余污泥泵根據液位計信號自動停止運行，貯泥池液位在中心控制室顯示及報警。另外，當貯泥池水位計超過貯泥池設定的最高水位或最低0.5m時，水泵亦由中控室控制自動切斷水泵電源，泵站停止工作。
貯泥池安裝超聲波液位計，當液位為1.5m時，向脫水間PLC發出污泥泵停泵停止運行信號。
3.9加藥間的自動控制
溶解、溶液池為兩組，每組2m；每組內安一臺攪拌機，和超聲波液位計一套，工況一用一備；
溶解池加料加水后，攪拌機工作15分鐘，攪拌機停車，溶液池的液位預報警（液位現場確定）；
當一格溶解池最低液位時（液位現場確定），自動關停藥液輸出電磁閥同時開啟另一溶液池的電磁閥；
FeCl3液按照出水流量計信號自動調節頻率，手動調節沖程控制投加量，使其出水水質達到國家一級排放標準。
3.10紫外光的自動控制
紫外光消毒采用的是德國威得高系統，控制方式采用的是液位控制，并由液位控制出水的電動閥門自動行動，使液位始終保持在1.7m，紫外光燈啟動±5%左右。
3.11脫水間的自動控制
脫水間加藥池設有一液位探頭，當液位低于設計標準時，脫水機停止。
脫水機的控制主要還是以人工控制為主，操作人員在PLC柜在啟停各個設備。
3.12現場儀表的控制
我廠的主要儀表有：液位計、進水PH值、溶解氧、污泥濃度、COD在線儀、濁度儀、出水流量計（其中大部分的在線儀表都自帶得有溫度計）。顯示的具體形式以具體數值顯示為主，操作人員可直觀地讀取各種數據。
3.13高壓配電系統監視功能
此功能主要是對高壓配電及供電系統的開關是合是斷，通過在上住機（CRT）顯示來提示有關人員。具體顯示以示意圖的形式實現。
3.14時間累計、故障次數和報警功能
主要功能是對所有設備運行的時間進行統計。報警功能是對設備運行出現的故障都有燈光和聲音提示，準確及時地提示操作人員哪臺設備出現了故障。故障出現時，運行設備立即停止運行。此部分功能的實現，為有關人員確定設備大修時間及日常保養次數提供了依據。
4.自控系統的使用效果
4.1快速準確地反映運行異常情況
當現場現出任何的異常情況，可通過監控系統和上位機系統一目了然的看出問題。有設備出現故障、上位機同時報警并停止該設備的運行，相應地計算機作故障情況記錄，方便設備故障排除、管理、維護等。
4.2促進了職工技求素質的提高
實行自控，運行人員合并值班操作，對職工素質的要求也相應地變為復合型，這就進一步激發了職工特別是青年職工學文化、學技術的積極性。
篇（6）
控制理論是自動化及工業儀表專業的重要專業基礎課，理論性極強，它的基本概念及理論貫穿于許多后續課程中，該門課程也是許多學生報考碩士研究生的一門專業課程，因而控制理論的教學顯得非常重要。為了加強學生對理論知識的理解與應用，根據多年教學經驗，對控制理論中幾個難點問題的解決提供一些簡便的方法。
1 Nyquist穩定判據中D形圍線的推廣
分析一個實際系統的運動，大家都知道首先要判別它是否穩定，因為不穩定的系統在工程實際中是沒有任何意義的。奈魁斯特穩定判據由于它主要靠作圖，計算量小；不僅能判斷閉環系統是否穩定，而且還可判定系統的穩定裕度；可以提示改善系統穩定性的辦法；可以方便的判定帶時滯環節系統的穩定性等優點使其在控制系統穩定性的分析中有十分重要的地位，事實上它是整個控制理論頻率域的基石。論文格式。根據多年關于控制理論的教學與研究，本文對奈魁斯特穩定判據D形圍線（奈魁斯特軌跡）提供一種新的較為實用的選取方式。
篇（7）
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0042-02
控制理論是自動化及其相關專業的一門重要核心專業基礎課程，在武漢理工大學華夏學院（以下簡稱“我院”）自動化專業，控制理論所授主要內容為以經典控制論為核心的“自動控制原理”和以卡爾曼的狀態空間分析法為核心的“現代控制理論”。
其中，“自動控制原理”是研究控制系統的一般規律，并為系統的分析和綜合提供基本理論和方法的專業基礎核心課程。該課程又是“現代控制理論”“過程控制系統”“運動控制系統”“計算機控制技術”“智能控制”等許多后續課程的基礎。而作為其后續課程的“現代控制理論”仍作為碩士研究生“線性系統理論”與“最優控制”等學位課程的基礎。這兩門課程理論性強，概念多且雜，對學生的數學基礎要求較高。而我院作為一個三本院校，自動化專業的學生相比較一本和二本的學生而言，數學基礎較為薄弱，故學好這兩門課對學生來說至關重要且具有一定的難度。
而教好上述兩門課程也是教師必須思考和解決的重要問題。筆者經過幾年的教學實踐，摸索出一套比較適合三本院校學生的系統化教學方法，致力于培養學生的系統觀，進行了一些嘗試，且取得了一定的效果。
一、工程背景系統性
任何一種理論的產生都有其歷史背景，都是在實踐中產生的。自動控制技術萌芽在18世紀，在第一次世界工業革命期間，自動控制技術逐漸應用到現代工業中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）發明的蒸汽機離心調速器，一種憑借直覺的實證性發明。飛球調節器有時使蒸汽機速度出現大幅度振蕩，其他自動控制系統也有類似現象。
由于當時還沒有自控理論，所以不能從理論上解釋這一現象。為了解決這個問題，盲目探索了大約一個世紀之久。1868年英國麥克斯韋爾的“論調速器”論文指出：不應單獨研究飛球調節器，必須從整個系統分析控制的不穩定。麥克斯韋爾的這篇著名論文被公認為自動控制理論的開端，接著就進入了經典控制理論發展的孕育期。1875年，英國勞斯提出代數穩定判據。1895年，德國赫爾維茲提出代數穩定判據。1892年，俄國李雅普諾夫提出穩定性定義和兩個穩定判據。1932年，美國奈奎斯特提出奈氏穩定判據。戰中自動火炮、雷達、飛機以及通訊系統的控制研究直接推動了經典控制的發展。1948年，維納出版《控制論》，形成完整的經典控制理論，標志控制學科的誕生。維納成為控制論的創始人。
經典控制理論的主要內容包括：系統數學模型的建立、時域分析法、頻率特性法、根軌跡法、系統綜合與校正、非線性系統和采樣控制系統分析法等。
從四十年代到五十年代末，經典控制理論的發展與應用使整個世界的科學水平出現了巨大的飛躍，幾乎在工業、農業、交通運輸及國防建設的各個領域都廣泛采用了自動化控制技術（可以說工業革命和戰爭促使了經典控制理論的發展）。科學技術的發展不僅需要迅速地發展控制理論，而且也給現代控制理論的發展準備了兩個重要的條件――現代數學和數字計算機。現代數學，例如泛函分析、現代代數等，為現代控制理論提供了多種多樣的分析工具；而數字計算機為現代控制理論發展提供了應用的平臺。[1]
在二十世紀五十年代末，計算機技術的飛速發展推動了核能技術、空間技術的發展，并且為多輸入多輸出系統、非線性系統和時變系統的分析和設計提供了新的手段。
五十年代后期，貝爾曼（Bellman）等人提出了狀態分析法，在1957年提出了動態規劃。1959年卡爾曼（Kalman）和布西創建了卡爾曼濾波理論；1960年在控制系統的研究中成功地應用了狀態空間法，并提出了可控性和可觀測性的新概念。
由上面的歷史背景介紹可以看出，現代控制理論是在自動控制理論的基礎上發展得到的，盡管兩種理論在方法和思路上有顯著的不同，但是在教授的時候不能將兩者視為單獨的個體。筆者每次在緒論部分都會系統化地講解理論的產生，以讓學生對兩門課程形成一個初步的比較清晰的認識。
二、理論教學的系統性
在這兩門課程的理論教學過程中，雖然涉及到的知識點有差異，但是經筆者研究，在具體教學中，兩門課程的教學有些許共性，比如說兩門課程的教學流程就基本一致。如圖1所示：相對于現代控制原理而言，自動控制原理理論推導較少，同時其工科背景較強，實例較多。在學習之初，可先幫助學生搭建起分析問題和解決問題的基本框架，形成一個較為初步的系統觀。
自動控制原理分析問題的核心是數學建模，穩定性判斷和性能指標的計算，[2]主要分析方法是時域分析法、頻域分析法和根軌跡分析法。時域分析法直觀易懂，頻域分析法是自動控制原理的核心，根軌跡分析法在目前的工程實踐中已用的很少，在學時有限的情況下可略講。在實際講解的過程中，要合理安排學時，適當加快時域分析法的講授，略講根軌跡分析法，重點講解頻域分析法及系統校正。
現代控制理論包含了大量的理論概念機數學公式，在實際講授中，應弱化理論推導，在教學過程中可結合倒立擺工程實例，從建模、穩定性分析、能控能觀性分析、極點配置到狀態反饋，形成一個較為完整的分析過程。[3]
總而言之，在講解的過程中，注重引言，初步建立系統觀，結合實例，比較異同，突出重難點，最后再通過總結強化各知識點之間的聯系。[4]
三、實踐教學的系統性
1.重視實驗，理論教學和實驗教學的系統化[5]
以往，控制理論的實驗課和理論課教學是獨立的，理論課教師和實驗課教師各行其道，相互交流匱乏。目前，學院已明確提出，理論課教學和實驗課教學的一致性，理論課教師必須參與進實驗教學，教學手段要豐富、系統。
2.實驗箱教學和仿真教學的系統化
首先在實驗箱上搭建模擬電路，利用信號發生器、示波器等測量波形和數據。同時引入MATLAB仿真，先引出數學模型，利用MATLAB強大的系統工具箱分析并繪制各種相應曲線，利用Simulink工具箱進行校正和狀態反饋設計。[6]最后，對比電路測試波形和仿真結果，可讓學生深入了解理論和實際參數之間的差異，進而尋找原因，加深理解。
四、今后教學方向
在今后的教學過程中，可進一步加強比較，加強學生的系統觀，并且嘗試遷移到其他相關學科，加強學生對整個學科的理解。
參考文獻：
[1]萬雄波，楊方.基于“自動控制原理”與“現代控制理論”課程異同點分析的教學探索[J].科教文匯，2013，（7）：56-57.
[2]孫韻鈺.“相似論”在“自動控制理論”課程教學中的運用[J].消費電子，2013，（7）.
[3]王斌，李斌.“現代控制理論”教學改革與實踐[J].中國電力教育，2013，（10）：61-62.
篇（8）
中圖分類號：TP13-4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）01-0310-01
隨著控制系統復雜性的增加，不確定因素的增多，要求各控制理論分支有進一步的發展，彌補各理論分支的缺點與不足，以滿足更高的控制性能指標。現有的控制理論在線性系統控制中大都能取得良好的控制效果，但對離散、非線性復雜系統領域的研究大都剛剛起步，或處于初級階段，遠未達到人們的期望。而實際工業生產過程的模型一般都很復雜，通常具有非線性、分布參數和時變等特性。因此將控制理論的研究領域推廣到非線性復雜系統有重要的實際意義。另外與宏觀復雜系統控制相對的量子控制（Quantum Control）也正在作為一個全新的學科領域蓬勃崛起，它的發展也依賴于完善的控制理論和優化控制策略。近年來隨著微電子、半導體、計算機等技術的快速發展也強有力的推動了自動控制理論的發展。
一、現代控制理論的產生及其發展
控制理論作為一門科學，它的產生可追溯到18 世紀中葉的第一次技術革命，1765年瓦特發明了蒸汽機，應用離心式飛錘調速器原理控制蒸汽機，標志著人類以蒸汽為動力的機械化時代的開始，后來工程界用控制理論分別從時域和頻域角度討論調速系統的穩定性題，1872年勞斯（Routh E J）和1890年赫爾維茨（Hurwitz）先后找到了系統穩定性的代數據，1932年奈奎斯特（Nyquist H）發表了放大器穩定性的著名論文，給出了系統穩定性的奈奎斯特判據。美國著名的控制論創始人維納（Wiener N）總結了前人的成果，認為客觀世界存在3大要素：物質、能量、信息，雖然在物質構造和能量轉換方面，動物和機器有顯著的不同，但在信息傳遞、變換、處理方面有驚人的相似之處，1948 年發表了《控制論―或關于在動物和機器中控制和通訊的科學》，書中論述了控制理論的一般方法，推廣了反饋的概念，確立了控制理論這門學科的產生。
1.經典控制理論。第一代稱為“經典控制理論”時期，時間為20 世紀40～50 年代。它研究的主要對象多為線性定常系統，主要研究單輸入單輸出問題，研究方法主要采用以傳遞函數、頻率特性、根軌跡為基礎的頻域分析法，它的控制思想首先旨在對機器進行“調節”，使之能夠穩定運行，其次是采用“反饋的方式，使得一個動力學系統能夠按照人們的要求精確地工作，最終實現對系統按指定目標進行控制。”
2.現代控制理論。第二代稱為“現代控制理論”時期，時間為20 世紀60～70 年代。經典控制理論對線性定常系統可產生良好的控制效果，但是它對多輸入多輸出、時變、非線性系統的控制卻力不從心。所以50 年代末60 年代初，學者卡爾曼等人將古典力學中的狀態、狀態空間概念加以發展與推廣，將經典控制理論中的高階常微分方程轉化為一階微分方程組，用以描述多變量控制系統，并深刻揭示了用狀態空間描述的系統內部結構特性如可控性、可觀性，從而奠定了現代控制理論的基礎。
3.第三代控制理論。以上所提的經典控制理論和現代控制理論都是建立在數學模型之上的，所以統稱為常規（傳統）控制。它們為了控制必須建模，但許多實際系統的高維性及系統信息的模糊性、不確定性、偶然性和不完全性給基于數學模型的傳統控制理論以巨大的挑戰。是否可以改變一下思路，不完全以控制對象為研究主體，而以控制器為研究對象；是否可以用人工智能的邏輯推理、啟發式知識、專家系統解決難于建立數學模型的問題呢？智能控制的出現正源于這一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一詞，1971 年傅京孫教授指出，為了解決控制問題，用嚴格的數學方法研究新的工具來對復雜的“環境2對象”模型進行建模和識別以實現最優控制，或者用人工智能的思想建立對不能精確定義的環境和任務的控制設計方法，這兩者都值得試一試，而重要的是把兩種途徑密切結合起來協調的進行研究。沿著這一思想出發，現代控制理論將微分幾何、微分代數、數學分析與邏輯推理、啟發式知識建立和發展了智能控制理論相結合從而形成第三代控制理論大系統理論和智能控制理論。
篇（9）
中圖分類號：[TU992.3] 文獻標識碼：A 文章編號：
1、前言
污水處理是一門涉及化學、物理、生物等多門科學的綜合性技術，其工藝機理復雜，操作要求十分嚴格，實現起來難度較高。如果只憑現場人員手動操作，往往操作繁瑣，勞動強度大，處理效果差。加之我國水污染控制水平較低，尤其是工業廢水的污染控制，投入不足，給環境帶來了嚴重的威脅。因此為了改變我國污水處理控制技術的這種落后現狀，進行污水處理自動控制系統的研究，具有非常現實的意義。當前，污水處理控制領域將計算機技術、智能技術、網絡技術等運用到過程中，實現優化控制，已成為研究熱點。
2、自動控制理論的發展
在工業和現代科學技術的飛速發展的同時，控制理論的發展至今已有100多年的歷史。各個領域中的自動控制系統對控制精度、響應速度、系統穩定性與適應能力的要求越來越高，應用范圍也更加廣泛。特別是自20世紀80年代以來，計算機技術的高速發展，推動了控制理論研究的深入發展。
3.各單元的自動控制系統
3.1 格柵自動控制系統
根據水位差測量儀檢測的格柵前后水位差閾值自動控制機械格柵的運行。當機械格柵停止運行的時間超過設定值時，系統轉由時間控制，自動啟動機械格柵。PLC系統還將按軟件程序自動控制柵渣輸送機、機械格柵的順序啟動、運行、停車以及安全聯鎖保護。水位差設定值，格柵的運行時間及格柵運行周期可調。3.2 水泵自動控制
在泵池設超聲波液位儀表，根據水位測量儀測得的泵房水位值自動控制多臺水泵的啟停運行。當泵房水位高至某一設定的水位值時，PLC系統將按軟件程序自動增加水泵的運行臺數；相反，當泵房水位降至某一設定的水位值時，PLC系統將按軟件程序自動減少水泵的運行臺數。同時，系統累積各個水泵的運行時間，自動輪換水泵，保證各水泵累積運行時間基本相等，使其保持最佳運行狀態。當水位降至干運轉水位時，自動控制全部水泵停止運行。在監控管理系統和就地控制系統的操作面板上可以設定水位值。
3.3 沉砂池自動控制
沉砂池的設備自成系統，隨設備所帶的就地控制箱將帶有啟動時序和停止時序，以及安全保護程序，自動控制整套沉砂池設備的運行。PLC系統將采集沉砂池全部設備的運行狀態，上位監控管理計算機也可遠控整套沉砂池設備的啟動/停止。
3.4 分段進水多級AO生物池控制
現有AO或AAO生物池改造采用分段進水多級AO工藝。主要測控內容有：
――各段進水流量檢測、配水閥門/堰門監控，自動控制各段流量，保證多級AO工藝進水流量分配比，實現合理利用各段硝化容量,充分利用原水中碳源進行反硝化, 達到有效降低出水TN, 并降低運行費用。
――厭氧池氧化還原電位監測，各級缺氧池入口溶解氧監測，各級缺氧池混合液濃度監測，攪拌器運行控制。
――各級好氧池溶解氧監測、空氣流量檢測、曝氣量自動控制。由于污水處理廠的實際運行中, 進水負荷實時變化，DO串級控制策略可根據進水負荷實時調整DO的設定值, 有效地消除進水擾動。
――生物池出水硝氮在線檢測，作為甲醇投加的過程控制參數，及時調整外碳源的投加量，保證出水水質并節省碳源。
――生物池出水氨氮在線檢測，根據出水氨氮值及時調整曝氣量滿足和保證出水水質的要求。
――分段進水多級AO工藝對C/N比的敏感性，具體水質、水量的實時變化，使得分段進水工藝的運行和優化有很大的空間。利用在線監測及智能控制技術，根據進水水質、水量對系統進行實時控制, 提高污染物的去除效率, 降低運行成本，并可提高分段進水生物脫氮工藝的可操作性。
3.5 鼓風機房出口壓力控制
通過壓力變送器檢測空氣總管的壓力，根據設定的壓力值控制鼓風機的運轉臺數、調節鼓風機的導葉片角度，從而保證生物池對空氣的需求量。在保證空氣需求量的前提下，盡可能地節省能耗，壓力控制系統和曝氣量調節系統相互關聯，相互影響，最終使生物池的生物處理過程處在最佳狀態。通過監控管理系統和現場控制系統的操作屏，可以設定鼓風機出口的壓力控制值。
3.6 污泥回流量自動調節
回流污泥量的控制采用比例控制以保證污泥混合液濃度在一定的范圍內。根據生物池的進水量、回流污泥濃度控制回流污泥泵（工頻泵）的運轉臺數或變頻泵的轉速，保證生物池微生物的需要量。通過監控管理系統和現場控制系統的操作屏，可以設定回流污泥比例。
3.7 沉淀池排泥控制
沉淀池的排泥可以根據裝在沉淀池內的泥位計來控制刮泥車的運行，指導排泥。排泥有二種控制方式：按泥位計設定值進行自動排泥，按定時實現自動排泥。
3.8 污泥濃縮自動控制
污泥濃縮機系統控制采用時間控制和手動控制。該系統中設備的啟動順序依次為輸送機、濃縮機、加藥泵、進泥泵、污泥切割機，停止順序與之相反。當藥液制備段的溶液罐的液位低，進泥泵的進泥流量低、系統中任何一臺設備發生故障時，系統停止運行。采用污泥流量比例投加絮凝劑，通過監控管理系統和現場控制系統的操作屏，可以設定每天允許的運行次數及每次運行的時間。
3.9 污泥脫水自動控制
污泥脫水過程按污泥脫水系統自身PLC預先編制的程序控制運行。污泥脫水的程序控制采用時間控制和手動控制。系統設計帶有啟動時序和停止時序，以及安全保護程序。在藥液已制備完成的前提下，設備的啟動次序依次為傾斜式輸送機、水平式輸送機、濃縮脫水一體機、加藥泵、進泥泵，停止順序與之相反。上位監控管理計算機可遠程監測污泥脫水系統全部設備的運行狀態和故障報警，但不可遠程控制污泥脫水系統的開停。
3.10 加氯的自動控制
根據進水流量和濁度控制加氯機按比例自動加氯，并根據出水余氯值進一步修正加氯量，使加氯量始終處于最佳值。
3.11 電動閘門的控制
重要的電動閘門，旁邊設置的現場手動操作箱面板上設手動/遠動轉換開關。手動狀態下，由操作箱面板上的按鈕控制閘門的開閉；遠動狀態下，由中控室遙控閘門的開閉。閘門的狀態和工況在中控室的模擬屏上顯示。
4.結束語
污水處理運行過程任務要求重，特性復雜，運行管理難度大，目前水處理行業尚缺乏可靠的實時監測儀器，用傳統的控制方式往往達不到精確的控制要求。先進控制理論實現了過程工藝參數的優化，可以改變污水處理廠人工調節操作處理不及時、效率低的現狀。污水處理的社會意義巨大應用計算機控制技術實現污水處理工藝的半自動全自動控制提高污水處理的技術管理水平合理使用和配置處理設施設備具有非常現實的意義。
參考文獻：
篇（10）
中圖分類號：TL372 文獻標識碼： A
引言
自動控制學科是近幾十年來了發展起來的一門很重要的學科。它的發展很迅速，特別是計算機的快速發展，更加快了它的發展，尤其是工業自動化技術近年來的發展。自動化學科研究的范圍也是很廣泛的，對實現我國工業、農業、國防和科學技術現代化、對迅速提升我國綜合國力具有重要和積極作用。
自動控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。
自動控制是相對人工控制概念而言的。指的是在沒人參與的情況下，利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規律運行。自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來并大大提高控制效率。 自動控制是工程科學的一個分支。它涉及利用反饋原理的對動態系統的自動影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數學的系統理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產生的控制論的一個分支。 基礎的結論是由諾伯特?維納，魯道夫?卡爾曼提出的.
自動控制技術是能夠在沒有人直接參與的情況下，利用附加裝置使生產過程或生產機械（被控對象）自動地按照某種規律（控制目標）運行，使被控對象的一個或幾個物理量（如溫度、壓力、流量、位移和轉速等）或加工工藝按照預定要求變化的技術。它包含了自動控制系統中所有元器件的構造原理和性能，以及控制對象或被控過程的特性等方面的知識；自動控制系統的分析與綜合；控制用計算機（能作數字運算和邏輯運算的控制機）的構造原理和實現方法。自動控制技術是當展迅速，應用廣泛，最引人矚目的高技術之一；是推動新的技術革命和新的產業革命的核心技術；是自動化領域的重要組成部分。
自動控制技術有很強的應用背景，無論是在煉鋼、軋鋼、化工、石油、電力等工業上，或是造紙、紡織、皮革和食品等工業上；無論是在航空、航海、汽車和鐵路運輸工業和國防工業上，或是圖書資料的管理、實驗室技術設備上都得到廣泛應用。自動控制技術對導彈和人造地球衛星是非常重要的，對于研究原子能的應用，研究飛機和導彈的空氣動力和結構強度也是有用的。沒有應用背景的“控制理論”就缺乏生命力。如何巧妙地運用控制的基礎理論來解決實際問題是和研究控制理論本身不同的另一種創造性工作。
一、自動化控制原理
自動化控制有半自動與全自動化
例如：機器、設備可以按照生產的要求和目的，進行自動化生產；全自動人只需要作為操作員，確定控制的要求和程序，不用直接參與生產過程的控制技術；半自動化控制要人通過設施、設備、機械、儀器或手工等勞動力的參與。
自動化控制技術廣泛用于工業、農業、軍事、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面。采用自動化控制不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產率，增強人類認識世界和改造世界的能力。因此，自動化控制是工業、農業、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標志。
自動化控制理論是自動化專業的重要學習課程。
二、自動化控制的應用
2.1過程自動化
石油煉制和化工等工業中流體或粉體的化學處理的自動化控制。一般采用由檢測儀表、調節器和計算機等組成的過程控制系統，對加熱爐、精餾塔等設備或整個工廠進行最優控制。采用的主要控制方式有反饋控制、前饋控制和最優控制等。
2.2機械制造自動化
這是機械化、電氣化與自動控制相結合的結果，處理的對象是離散工件。早期的機械制造自動化是采用機械或電氣部件的單機自動化或是簡單的自動生產線。20世紀60年代以后，由于電子計算機的應用，出現了數控機床、加工中心、機器人、計算機輔助設計、計算機輔助制造、自動化倉庫等。研制出適應多品種、小批量生產型式的柔性制造系統（FMS）。以柔性制造系統為基礎的自動化車間，加上信息管理、生產管理自動化，出現了采用計算機集成制造系統（CIMS）的工廠自動化控制系統。
2.3管理自動化
工廠或事業單位的人、財、物、生產、辦公等業務管理的自動化控制，是以信息處理為核心的綜合性技術，涉及電子計算機、通信系統與控制等學科。一般采用由多臺具有高速處理大量信息能力的計算機和各種終端組成的局部網絡。現代已在管理信息系統的基礎上研制出決策支持系統（DSS），為高層管理人員決策提供備選的方案。
三、自動化控制系統
自動化控制系統是指能夠實現自動控制任務的系統，由控制器與控制對象所組成。
自動化控制系統的概念
自動化控制是一種現代工業、農業、制造業等生產領域中機械電氣一體自動化集成控制技術和理論。
自動控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。
四、自動控制系統特點
自動控制能自動調節、檢測、加工的機器設備、儀表，按規定的程序或指令自動進行作業的技術措施。其目的在于增加產量、提高質量、降低成本和勞動強度、保障生產安全等。
自動控制系統理論
自動控制是相對人工控制概念而言的，指的是在沒人參與的情況下，利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規律運行。自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來并大大提高控制效率。
自動控制是工程科學的一個分支，它涉及利用反饋原理的對動態系統的自動影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數學的系統理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產生的控制論的一個分支。
結束語：
隨著科技的發展，自動化控制已經廣泛應用到各行各業。直流調速器在數控機床、造紙印刷、紡織印染、光纜線纜設備、包裝機械、電工機械、食品加工機械、橡膠機械、生物設備、印制電路板設備、實驗設備、焊接切割、輕工機械、物流輸送設備、機車車輛、醫設備、通訊設備、雷達設備、衛星地面接受系統等行業都有應用。相信不久的將來會帶給人們更多的便利。
篇（11）
一、無模型控制思想的產生背景
隨著科學技術的快速發展，自動控制理論必將在民用的工業和軍事技術產業當中得到了廣泛的應用和發展。大型化的工業生產機器和微型化的民用產品是控制科學技術發展的兩大趨勢，本論文的主要研究內容是針對大型化、復雜化的滯后非線性系統的智能控制。隨著各個產業對節能環保的要求越來越高，在化工、煉油、電力、冶金等大型復雜的生產過程中先進的控制系統的使用顯得尤為重要。而諸如此類的生產過程都是典型的非線性滯后系統，這些系統具有控制對象不確定性、多個變量、較大的滯后性和強耦合性等共同特點，所以通過獲取系統的精確數學模型而進行控制的方法是困難的，即便被控系統數學模型可以建立起來，而一些未建模的動態特性也是不可避免的。這是現代控制理論的不足之處，即在很大程度上依賴于受控系統數學模型結構，如不能建立數學模型那么也就不能進行控制了。在以后的研究中主要集中于對被控對象的建模、自適應控制、系統辨識、魯棒控制等方向，試圖打破傳統控制思想的局限，試著針對工業生產過程的特點，力求尋找對數學模型要求不高、辨識計算方便、控制效果好的控制理論和方法。總的來說如果想要解決這個問題，就需要從另外一個角度思索，尋找不同于以往的研究方向，盡量避免過分依賴被控對象數學模型。無模型自適應控制（Model Free Adaptive Control，MFAC）就是為了解決這個現代控制理論的本質問題而產生和發展起來的一種先進的控制理論和方法。無模型自適應控制（MFAC）的實質就是一種在設計控制器的時候不需建立數學模型的自適應控制方法，即控制器的設計過程只使用被控系統的 I/O 數據，控制器中不含有被控對象數學模型的任何信息的控制理論與方法。
二、無模型控制方法的發展現狀
無模型控制理論既包含經典控制理論和現代控制理論的優點，又在很大程度上突破了這些理論局限性，創新性的提出來一個全新的控制方法。自從提出以后就受到國內外許多專家和學者的廣泛關注。在我國，早期的研究方向是圍繞與無模型控制律基本形式有關的問題，這方面的問題最先由韓志剛教授在 1994 年的文獻中正式提出的，隨后其在文獻中又提出了一系列基于功能組合途徑上的一種 MFAC 控制方法和應用實例，此處所說的功能組合的意思是指控制律的推導不建立在被控系統的數學模型上，而是根據被控系統對控制律的控制功能的要求進行組合并且優化系統設計，其重點研究的內容不是被控系統的本身，而是從控制器出發的。經過驗證基于功能組合途徑之上的 MFAC 雖然控制效果比較理想，但是有一個缺點就是控制律算法欠缺數學解析過程，很多的參數需要現場測定，這個缺點使得 MFAC 的控制方法在實際的使用過程困難重重。文獻從被控對象本身出發，詳細的闡述了各種非線性系統動態線性化方法的 MFAC 控制方法，推導得出了一般非線性系統的幾種線性化的方法，其中有緊格式線性化、偏格式線性化以及全格式線性化等方法，利用這些線性化方法得出的 MFAC 控制器在處理一些復雜的、大延時、快速時變系統的時候更具有優勢。
經過國內外專家學者的多年研究實踐，無模型控制技術取得了很好的成績，已經成功使用在煉油、輕工、電力、化工、焦碳、造紙、化肥等行業。美國通控集團公司也開發出了一系列的 MFAC 產品，包括：CyboconMFA 控制軟件，Cybocon CE 通用先進控制器以及 Cybocon HS 高速自適應控制軟件等等。在國內的一些化工和電力等行業雖然已經部分有使用 MFAC 控制技術的例子，但是在普及性上還遠遠不及國外的水平，在產業化規模化的道路上還有很大的空間。
三、無模型控制方法的優勢分析
無模型自適應控制（Model Free Adaptive Control, MFAC）實質是在設計控制器的時候不使用受控對象數學模型的任何信息，是一種基于受控對象 I/O 信息的一種新型控制理論與方法。
無模型自適應控制器設計途徑是一種非經典的途徑，其最為主要的特點就是系統建模與在線反饋控制一體進行，突破傳統 PID 的概念以及控制器設計的束縛，引進了功能組合設計方法。可以概括為無模型控制器在設計的時候不需要針對某個特定的被控系統進行控制器設計，也無需對控制器的所需參數進行復雜的整定，且還具有一定的系統穩定性分析來保證系統的閉環穩定。
無模型自適應控制器所具備的一些優點是現在正在應用的其他控制器所無法替代的。許多控制中的難點問題，無模型控制器幾乎都可以實現穩定的閉環控制。在算法運算過程中加大算法的集成度能夠簡化泛模型系統，包括無模型控制算法的所有功能，對大時滯、強干擾、強耦合、時變、非線性都可以達到很好的控制性能。
基于無模型的自適應控制算法不但具備傳統 PID 和現代控制理論的優點，還有一個明顯的優勢就是在不需要被控系統的數學模型的情況下，還能夠使被控系統達到閉環穩定狀態，是一種控制效果非常好、算法實現簡單的新型控制方法。在煉油、輕工、化工、焦碳、造紙、化肥、電力等領域的應用收到令人非常滿意的控制效果。
參考文獻
