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控制理论论文摘要：自动化控制（automation control ），广义来说，通常是指不需借着人力亲自操作机器或机构，其他装置元件或能源，来达成人类所期盼执行的工作。更狭义地说即是以生化、机电、电脑、通讯、水利、蒸汽等科学知识与应用工具，进行设计来代替人力或减轻人力或简化人类工作程序的机构机制。控制用计算机的构造原理和实现方法。自动控制技术是当代发展迅速，应用广泛，最引人瞩目的高技术之一；是推动新的技术革命和新的产业革命的核心技术；是自动化领域的重要组成部分。关键字：自动控制、工程、应用、技术工程控制理论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题。自动控制技术是能够在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置使生产过程自动地按照控制目标运行，使被控对象的一个或几个物理量或加工工艺按照预定要求变化的技术。它包含了自动控制系统中所有元器件的构造原理和性能，以及控制对象或被控过程的特性等方面的知识；自动控制系统的分析与综合。1、自动控制理论基础它包括经典控制理论和现代控制理论两大部分，涉及的概念多，理论性强，要用到矩阵计算、积分变换、微分方程、复变函数、电路分析等相关理论和知识。对自动控制系统性能的基本要求：可以归结为稳定性、准确性和快速性。 稳定性：对恒值系统要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值。 快速性：对过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态性能。 准确性：用稳态误差来表示。如果在信号作用下，当系统达到稳态后，其稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。2、控制技术应用自动控制技术有很强的应用背景，无论是在炼钢、轧钢、化工、石油、电力等工业上，或是造纸、纺织、皮革和食品等工业上；无论是在航空、航海、汽车和铁路运输工业和国防工业上，或是图书资料的管理、实验室技术设备上都得到广泛应用。自动控制技术对导弹和人造地球卫星是非常重要的，对于研究原子能的应用，研究飞机和导弹的空气动力和结构强度也是有用的。没有应用背景的“控制理论”就缺乏生命力。如何巧妙地运用控制的基础理论来解决实际问题是和研究控制理论本身不同的另一种创造性工作。近年来自动控制技术发展迅猛，特别是计算机技术、网络和通信技术发展的突飞猛进，使人们籍助于许多使能技术的进步和一些开发工具的扩大，将人们构思的自动操作得以付诸实现。如网络控制技术、可编程控制器等均属于自动化控制技术中的使能技术。自动控制技术正向着网络化、集成化、分布化、节点节能化的方向发展。3、控制理论科学数据自动控制技术领域为广大用户提供的科学数据主要包括自动控制理论和方法、自动控制系统、控制软件技术、自动控制设备、可靠性技术、功能安全技术等6个数据集。（1）自动控制理论与方法数据集：主要包括自动控制的基本理论，其中包含决策分析和博弈、多级递阶和分散控制、稳定性和鲁棒性、决策支持系统、自适应、自学习、自校正等数据。系统的建模与仿真、图像处理与模式识别、智能计算与控制均有大量基础数据。并且提供了自动控制最新理论与方法，其中包含基于网络的控制、对象模型不确定系统和鲁棒性、协调控制相关数据。（2）自动控制系统数据集：主要包括自动控制系统体系结构，技术规范，系统集成及典型系统分布式控制系统（DCS）、基于现场总线的控制系统（FCS）、可编程自动化系统（PAC）、数据采集和监督控制系统（SCADA）相关数据，在典型系统中我们采集了每个系统的应用实例及一些国际知名厂商的典型产品，为用户提供最新、优质、全面、可靠的技术规范。（3）控制软件技术数据集：包括了常规PID控制和先进控制软件：多变量模型预测控制、专家系统、模糊控制及人工神经网络控制组态软件相关基础数据。详细介绍了制造执行系统MES，包含制造执行系统概述、制造执行系统有关的国际标准、实用的制造执行系统软件等数据。（4）自动控制设备数据集：包括可编程序控制器、嵌入式控制器、工业控制计算机、分布式I/O、变频驱动器以及运动控制和伺服控制设备的体系结构、性能参数、技术参数及工业控制用编程语言，并且提供典型产品的基础数据。（5）可靠性技术数据集：包括可靠性概述、可靠性有关国际标准、故障诊断、可靠性设计数据，为技术人员进行产品设计提供重要参考数据。（6）功能安全技术数据集：包括其基本概念、电气/电子/可编程电子安全以及行业适用的功能安全国际标准及风险评价、安全性设计、网络通信安全等数据。4、控制技术与电力系统电力系统自动化是电力行业发展的高阶段,是电力行业不断加强新技术引进与应用的突出成就。4.1系统调度自动化 电力系统调度自动化是当前电力系统中发展最快的技术领域之一,它的主要功能构成为:电力系统数据采集与监控,其是实现调度自动化的基础和前提;电力系统经济运行与调度、电力市场运营与可靠性、发电厂运营决策等;变电站综合自动化等。电力系统调度自动化是电力系统自动化的核心与关键,对自动化系统的质量与稳定性有着重要影响。 4.2变电站自动化 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 4.3配电网自动化 配电网长期以来只能采用手工操作进行控制,自90年代开始逐步发展实现了一批功能独立的孤岛自动化,其今后的发展趋势必然走向基于先进通信技术的网络自动化。配电网自动化主要包括馈线自动化、自动制图/设备管理/地理信息系统及配电网分析软件,它是配电自动化的基础部分。与传统的孤岛自动化相比,基于信息技术的配电网自动化的关键在于以下三点:大量的智能终端、通信技术和丰富的后台软件。 4.4电力自动化的智能技术 随着社会生产的不断发展,人们对电力系统的控制提出了越来越高的要求,一些先进的控制手段不断地引入电力系统。目前主要有五种典型智能技术在电力系统中的运用十分常见。（1）模糊逻辑控制技术 模糊方法使控制十分简单而易于掌握,在家用电器中也显示出优越性建立模型来实现控制是现代比较先进的方法,实践证明它有巨大的优越性。模糊控制理论的应用非常广泛。例如我们日常所用的电热炉、电风扇等电器。这里介绍用模糊逻辑控制器改进常规恒温器的例子。电热炉一般用恒温器来保持几档温度,以供烹饪者选用,模糊控制的方法很简单,输入量为温度及温度变化两个语言变量,每个语言的论域用5组语言变量互相跨接来描述。（2）专家系统控制技术 专家系统在电力系统中的应用范围很广,包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识,提供紧急处理,系统恢复控制,非常慢的状态转换分析,切负荷,系统规划,电压无功控制,故障点的隔离,配电系统自动化,调度员培训,电力系统的短期负荷预报,静态与动态安全分析,以及先进的人机接口等方面。 （3）线性最优控制技术 最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分,也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多,最成熟的一个分支。卢强等人提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和改善动态品质的问题,取得了一系列重要的研究成果。该研究指出了在大型机组方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。另外,最优控制理论在水轮发电机制动电阻的最优时间控制方面也获得了成功的应用。 （4）综合智能控制技术 综合智能控制一方面包含了智能控制与现代控制方法的结合,在电力系统中研究得较多的有神经网络与专家系统的结合,专家系统与模糊控制的结合,神经网络与模糊控制的结合,神经网络、模糊控制与自适应控制的结合等方面。神经网络适合于处理非结构化信息,而模糊系统对处理结