PLC的运转十分稳定，在保证高速率的运转状态下，还能够保持安全可靠的性能，它还具备十分强大的兼容功能，结构以模块的形式存在，能够根据需要进行灵活的重组，程序十分简单明了，功能更加丰富，可以很容易的实现各种形式的远程操作。PLC从本质上来讲属于计算机系统的范畴，只是由于其能够很好的连接到工业中，实现通过传输数据指令进行生产控制，所以使得这一系统的能够发挥出巨大的功效，随着其应用范围的不断扩大，逐渐建立起了可靠地控制系统。PLC是以程序控制器为基础，并通过对微机控制器的科学应用衍生出来的一种计算机技术，随着人们在自动化领域投入的不断加大，研究脚步的不断深入，这一系统得到了极大程度的简化，变得更加微型化，不仅如此，还开始向着更加个人化的开放性网络控制的方向发展，能够实现各种形式、各种领域的控制。尽管它的功能十分强大，但是依旧存在着很多薄弱环节，举例来讲，经过长时间的使用之后，系统所产生的劳损将会直接导致继电器产生触点电弧，如果情况严重，将会使得系统对于指令的执行出现偏差，这将对生产造成严重负面影响。
2探究PLC的可靠性
尽管PLC系统能够很好地与工业生产相融合，并在工业生产中发挥出强大的作用，有着很强的稳定性。但是如果受到特定条件的限制和影响，极有可能产生极其强烈的电磁波干扰，影响到程序的运算，使系统产生错误的操作指令，最终致使PLC的运转出现偏差。想要使得PLC控制系统变得更加可靠，应该从多个角度、多个方面、多个环节强化控制，才能够使其抗干扰能力得到系统性的提高。
2.1信号传输中断
首先机械设备发生故障会影响到信号的传输，出现中断现象，从而使得自动控制系统不能够接收到正确的指令，整个系统的运转出现停滞，自动控制系统发挥不出作用，无法对数据进行程序运算，难以执行系统发出的指令；其次如果触点没能够保证与接线严密的接触，这就会使得数据的传输出现中断，无法顺利到达数据库，这样一来数据就失去价值，不能够通过收集整理，来为决策提供科学的数据参考，同时也无法形成相关的数据统计；最后在信号传输出现中断的情况下，会导致机械出现触点抖动的现象，尽管相关的防御系统已经十分的完善，但是还是会受到系统扫描周期的限制，使得指令在计数累加的情况下出现偏差。还有各个阀门不能够正常的开闭，使系统运转处于混乱状态，最终导致系统呈现出极大的不稳定性。
2.2PLC在干扰下无法正常执行指令
当PLC受到干扰，指令传输就会出现故障，最终使得指令不能够得到标准执行；当控制变频器在启动的过程中出现故障，附带的电机无法正常运行；PLC无法对数字信号进行专业的处理，控制负载不能够得到妥善的解决。这些都是故障存在的原因，只有将这些问题有效的解决，系统才能够变得更加安全可靠。当PLC系统需要在高强度电磁干扰下正常运转和工作时，只能通过多线路分开供电的方式将动力电源与控制电源分离，如果条件允许，还可以利用具备屏蔽和隔离功能的变压器来完成供电，在线路构思时，应该在功率设置时就留有一定的余地，并运用稳压电源进行外接供电。
3从设计方案探究PLC控制系统可靠性
在信息技术快速发展的当今社会中，人们为了使得生活更加轻松，开始了对自动化的极力追逐，通过人们不懈努力，PLC系统已经从功能上实现了阶段性的优化，不仅能够将数字指令储存起来，使得整个控制流程集成化、模式化，还通过增添模拟量处理等附加功能实现运动以及过程的多方面控制。
3.1完善PLC报警系统
在对报警系统进行设计时，通过加入设计性的故障，以此来测试报警系统，当故障出现时，会通过文字的提示了解到发生的故障类型，故障的具置会显示在工艺流程图的指示灯上，为了避免指示灯故障影响到对机械运转状况正常的了解，还设置了专门的故障测试系统，当这一系统运行时，全部故障指示灯都会被点亮。为了将过去隐藏着的问题干净彻底的清除，应该加大人力、物力的投入力度，将相关的关键线路和重点环节进行仔细的核查。将指示灯分布在控制柜上，根据指示灯判断机械的运转是否正常。在这种情况下，要进行明确的界限划分，将指示灯在相对应的位置分布，当故障发生时能够对相关岗位上的主管人员起到及时的警示作用，方便责任人进行及时的应对，保证机械正常运转。
3.2强化PLC信号传输强度
确定相关的开关能够正常的闭合，保证变压器的稳定性，避免出现短路影响到信号传输，除此之外还能够避免接触不良的出现。加强PLC系统中分析系统的建设，使得信号在传输之后能够在数额方面得到体现，同时也能够在时长中得到体现，将各项指标的平均水平展示在主界面，通过模块建设使得分析功能更加多样化，不仅能够进行流向分析，还能够实现时段分析。
4结语
1.1电气工程自动化模型得到了简化。
通常而言，在电气工程自动化控制达到智能化目的之前往往需要建立相应的模型，除此之外，在模型建立的时候还需要综合考虑到很多会直接或者间接影响模型的参数。鉴于此，通过模型来实现自动化控制归纳的说就是通过相关的动态方程来控制和反馈数据的，但是通过这种方式是无法保证在数据传输的期间不出现意外状况来影响数据的传输以及反馈，这样一来数据的及时性和准确性就无法得到保证了，使得理论结果与现实实践之间出现偏差也就不足为奇了，这会导致电气工程自动化控制的工作效率大大的降低。然而我们通过实践得出，引入智能化技术能够非常有效的跳过设计与建立模型这一环节，可以实现调节的自动化，从根本上降低了出现上述情况的可能性和风险，在很大程度上避免了那些不可控制的客观因素发生，提高了控制器的精确度和自动化的控制效率。
1.2确保电气工程自动化控制的统一。
传统的自动化控制器一般地说都是就某个模型对象来加以控制的，事实证明，这种方式对于单个的模型控制效果良好，但是无法统一而全面的控制电气工程自动化控制系统，这样一来就极易造成不同的模型之间各不相同。然而智能化电气工程的自动化控制就可以有效避免模型设计的这一环节，因此无法控制模型的复杂性这一问题就不复存在了，这不管是对于指定的对象或者非指定对象都能够保证控制上的一致性，从根本上确保了电气工程自动化控制的统一，这样一来不仅大大提高了自动化控制器的工作效率，工作质量也得到了质的提高。
1.3有效控制了电气工程自动化系统。
前面已经讲到，智能化技术能够控制和反馈对电气工程中所有设备的数据，与此同时还能够有效根据响应时间、下降时间和鲁棒性变化等参数来对电气工程自动化的控制程度实现自动调节，这样一来就可以节省了重新建立模型的时间，另外还可以在第一时间来处理因客观因素以及预警自动化控制过程中所造成的错误。这样及时的处理和高效的警惕大大降低了风险，节省了很多的人力物力财力的消耗，从而更好的实现了对电气工程自动化系统的有效控制。
2、智能化技术的有效应用
就目前而言，智能化技术在电气工程中主要应用表现为以下几个方面。
2.1模糊逻辑与控制。
一般地说，电气工程的自动化控制系统中都会含有一定数量的模糊控制器，它能很好的代替PID控制器。就目前而言，模糊逻辑的控制主要有M型与S型两种应用类型，但是有一点需要强调的是，这两种控制器都有各自的规则库，又可以叫做ifthem的模糊规则集。其中S型控制器的规则为if。X是G，y是H，则W=f(X,Y)，这里所说的G与H指的都是模糊集，下面分别对这两种应用类型进行介绍。M型控制器主要由模糊化、知识库、推理机与反模糊化这四大部分所共同构成，主要用于实现变量的测量、量化、模糊化的目的，其隶属函数的形式也是多种多样的；知识库主要是由语言控制的数据库与规则库两个部分，其开发方式是将专家知识与经历置于控制及应用目标上。值得注意的是，在建模的过程中，一定要使用神经网络的推理机与模糊控制器对其加以操作；推理机同样也是模糊控制器中不可或缺的重要组成部分，它能够很好地模仿人类决策与推理模糊控制行为；反模糊化主要用来量化与反模糊化，它包括的技术种类也比较多，其中应用得最为广泛的当属中间平均技术与最大化的反模糊化这两种了。
2.2优化设计与诊断故障。
在过去的很长一段时间里，设计产品通常都是依靠实验或者传统手工检验来完成，通过这种方式所得方案往往不是最优方案。随着计算机技术的蓬勃发展以及在各个领域的广泛应用，越来越多的电气工程产品开始更多的选择使用CAD来进行设计。这样大大减短了产品的开发周期，如果在这个过程中很好地渗透智能化技术，可谓是如虎添翼，使其设计质量与效率得到大大的提升，专家系统的设计就是一个典型案例。不仅如此，智能化技术在优化设计还体现在遗传算法方面。众所周知，遗传算法是当前全世界范围内比较先进的计算法，其最大的优势之处在于计算精度高，因此在电气工程中得到了亲睐，而且在其中也起到了极其重要的作用。除此之外，故障和它的预兆在电气工程中的关系是错综复杂的，具有不确定与非线性的特点，这给我们的判断带来很大的困扰。
3、总结语
PROFIUS-DP现场总线具有多种组态方式，即可以构成单主站系统又可以组成多主站系统。每个基于PROFIBUS-DP现场总线的控制系统可包括以下三种不同类型设备。
PROFIBUS-DP组态非常的灵活，在一条总线中，既可以有一个主站，也可以有多个主站，根据在总线中的功能不同，总线中的设备可以分为三类。一类总线主站（DPM1），DPM1是整个总线通信的控制器，在本案例中，PLC-300作为一类总线主站；除了一类主站，还有二类主站（DPM2），二类主站一般运行组态软件，属于操作设备，在PROFIBUS-DP中，一般采用工控机作为DPM2，通过工控机提供的人机界面，用户可以设置、监测整个系统的运行；在PROFIBUS-DP现场总线中，数量众多的是DP从站，这些设备一方面可以将自身采集的数据发送到主站，另一方面也可以从主站接收信息以完成相应的控制，在本案例的无缝钢管生产线种类和数量都很多，主要有直流驱动器、S7-200PLC以及远程I/O设备等。
二、某公司无缝热轧钢管自动控制系统的构成
2.1无缝钢管自动化生产控制系统组成整个无缝钢管自动化生产线上的设备由一条PROFIBUS-DP现场总线相连，所有连接该总线的设备都需要有PROFIBUS-DP总线电气相兼容的通信接口，具有这样通信接口的设备分散在整个生产车间，在无缝钢管自动化生产线上的传感器、控制仪表以及电动机控制设备所需接收和发送的信息量较少，但为了达到对整个现场设备的精准控制，在生产时，对通信的实时性要求较高。
从无缝钢管自动化生产控制系统图可以看出，整条总线的控制由一台S7-300PLC完成，S7-300PLC作为整条PROFIBUS-DP现场总线控制中心，是总线中的DPM1，在运行中，S7-300PLC以一定格式的报文形式与总线中的众多从设备交换信息。工控机是PROFIBUS-DP现场总线中的二类主站（DPM1），通过配备专门的PROFIBUS-DP总线适配卡与总线相连，工控机上运行WINCC过程监视软件，该软件具有良好的开放性和灵活性，完全能够胜任整个无缝钢管生产线上各设备的监控和参数设置。无缝钢管生产线上的设备种类很多，根据不同种类设备的特点，采取了不同的方式接入到总线，其中一些简单的I/O设备，通过接入西门子ET200与总线相连，这类设备数量众多，主要分布在矫直机组区、轧辊机区、穿孔机组区以及加热炉区；各种主传动电机通过西门子的全数字直流调速装置6RA70与总线相连；轧辊的位置控制则由S7-200PLC完成，S7-200PLC通过扩展模块EM277与PROFIBUS-DP总线相连。
2.2上位机软件功能借助工控机上的WINCC过程监视软件实现整个系统的组态以及对整个系统的监控，上位机软件主要实现如下功能：
（1）对生产线的监控：在组态成功后，工控机能够实时获取到整个系统的运行参数，借助这些从系统中获取的数据就可以很容易完成各种可视化的实时模拟界面，通过这些可视化的模拟界面，管理人员就可以很容易知道整个系统的运行情况。由于需要监控的设备众多，为了能够更清晰了解各区生产的细节，制作了多个实时界面，例如为了监控穿孔辊的位置以及设置相关的参数，制作一个专门操作界面，借助该界面，用户可以看到无缝钢管生产线穿孔的生产过程，在出现问题时，用户也可以借助界面上的按钮操作完成急停等操作。
（2）异常报警记录：整条无缝钢管生产线大部分时间都能正常平稳运行，对于偶尔出现的故障，上位机软件具有报警显示、记录功能。操作工作人员可以及时发现问题，并做出相应的处理，所有的报警都会有记录，用户可以借助查询，很容易发现某个设备在某段时间出现的故障信息。
【关键词】电力业 自动控制理论 应用效果
一、引言
随着我国电力行业的不断发展与成熟，国外的发展经验告诉我们，走向电网的智能化与自动化已成为必然趋势。而想要提高电网系统的智能化与自动化水平，必须要应用先进的自动控制理论。随着我国不断推进的积极尝试，自动控制理论在电力业中已经有了较为广泛的应用，本文将针对自动控制理论在电力业中的应用及其应用效果展开分析。
二、自动控制理论的简介
自动控制理论作为自动控制科学的核心，走过了漫长的发展阶段，从20世纪初期形成的基于线性代数而发展起来的现代控制理论，到60年代中期综合了人工智能、运筹学等多挣学科并在此基础上发展形成的智能控制理论，自动控制理论不断走向完善与成熟，并得到了越来越多的认可，在电力、机械、采掘等诸多领域均得到了广泛的应用。
三、电力业中自动控制理论的应用
（一）电力系统的自动化
电力系统的自动化是通过运用自动控制理论，对整个电力系统进行实时监控，对电力系统运行中的各项运行数据指标实时进行采集与分析，并根据分析结果对电力系统进行控制，从而使电力系统的运行更加安全稳定，经济效能也得到较大提高，是自动控制理论在电力业中应用的目的。
“十一五”期间省网以上电力自动化投资汇总表
年份 2006 2007 2008 2009 2010
投资额/万元 150000 123000 90000 71000 50000
“十一五”期间电力自动化设备市场需求结构图
（二）电力业中应用到的自动控制理论
随着电力行业的不断发展以及自动控制理论的不断完善，很多先进的自动控制理论与技术逐渐被应用到电力行业中来：
1.神经网络控制。神经网络控制技术是一种综合性的现代控制技术，集合了非线性控制技术以及并行控制控制技术等在内的多种控制技术，自学习能力较强。神经网络控制技术可以将大量的电气设备像神经元一样连接起来，形成一个复杂的神经网络，并且通过自身学习的算法，对整个神经网络中复杂的线性关系和大量数据进行分析处理，在电力行业中有着重要的应用。
2.专家控制技术。专家控制技术能够完成电力系统的警告控制、特殊状态的识别、紧急情况下的应急处理等多项任务，对电力系统有着重要的意义。另外，专家控制技术还在电压无功控制以及故障点隔离等方面有着较好的应用效果。由于专业控制技术对电力系统有着较为重要的作用，因而在电力业中得到了较为广泛的应用。
3.最优化线性控制技术。最优化线性控制技术，作为如今自动控制理论中比较重要的一种技术，是线性范围内最好的控制方法，对于电力系统中，远距离输电能力的完善以及改善智能电网动态电能品质方面有着较高的应用价值，对电力系统也有着较高的应用价值。
4.综合智能控制技术。综合智能控制技术，能够吧现代控制技术以及智能控制技术两者有机的结合起来，应用到电力系统中。在实际运行中，可以通过综合运用神经网络控制技术、专家控制技术以及其他控制技术，使其协同工作，共同完成对电力系统的控制。综合智能控制技术作为其他技术的总管，在电力行业中也有着较为广泛的应用。
（三）电力业中自动控制理论的应用效果
自动化是电力行业走向成熟的必经之路，能够推动行业的进一步发展。将自动控制理论应用到电力行业中后，能够促进电力系统的不断完善，取得较好的应用效果。
1.实现电力调度自动化。应用自动控制理论对实现电力调度自动化有着较大的推动作用，实现了对电力系统运行时各项运行数据的实时监控与采集分析，并通过控制系统不断进行调整，从而使电力系统始终运行在最佳状态下，大大提高了电力系统运行的安全与稳定性，并且降低了设备的损耗，提高了经济效益。
2.实现变电站自动化。变电站作为电力系统中较为关键的一个环节，内部结构较为复杂。通过应用自动控制理论，在变电站远动装置控制、信号检测控制以及继电保护控制等多个方面有了较大的优化和提高实现了对变电站运行的实时监控，促进了变电站运行的自动化，从而大大降低了运行成本，提高了输送电能的质量，增加了经济效益。
3.实现配电网自动化。通过运用自动控制理论，实现了对配电网的自动化控制，从而大大降低了配电网过去对人力劳动的依赖，减少了工人的劳动负荷，提高了配电网运行的稳定性与可靠性，对于提高输送电能的质量也有着重要的积极意义。
总而言之，自动控制理论在电力业中的应用，能够提高电力系统运行的稳定可靠性，降低电网系统运行成本，提高经济效益，有着显著的应用效果。
四、结束语
随着我国经济社会的进一步发展，对电力系统提出了更高的要求，走自动化、智能化的道路才能不断满足国家发展对电力行业日益提高的要求。自动控制理论在电力行业中的应用，取得了较好的效果，对推进电力系统的自动化有着重要的积极意义。相信随着相关理论技术的不断完善，我国电力行业必将取得新的进步。
参考文献：
[1]王飞 关于电力系统自动化技术问题的探讨 广东科技，2011
[2]谭海彬 电力系统自动化控制技术的研究 科技促进发展，2010
[3]文福挂等 人工神经网络在电力系统中应用的新进展 电力系统自动化，2009
关键词：自动控制，天然气管道，安全
0引言
天然气作为一种新的清洁能源，对我国调整能源结构、改善环境污染、方便人民生活、节约能源和减少环境污染等方面发挥了很好的作用。然而天然气是易燃、易爆、易挥发的气体【1】，一旦因各种原因造成管道泄漏、破坏，则可能引发火灾、爆炸事故，造成生命、财产的巨大损失，同时给公共卫生和环境保护带来较长时间的负面影响。因此，加强天然气管道的安全管理是天然气行业的关键任务。将自动化控制的理论应用到天然气管道中是提高安全管理水平的有效措施。
1自动控制理论的发展
自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置使机器设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行【2】。
自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。到战后，已形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入—单输出，线形定常数系统的分析和设计问题。
为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段—现代控制理论，主要研究具有高性能，高精度的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论、信息论及仿生学为基础的智能控制理论深入。
为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的总体，这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。
在反馈控制系统中，控制装置对被控装置施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。
2自动控制理论在天然气管道中的应用
自动控制在天然气管道方面也有很广泛的应用。随着我国天然气长输管道的蓬勃发展，尤其在西气东输管道投产运行后，我国数字化天然气管道建设进入了高速发展时期，而数字化天然气管道建设的核心是天然气长输管道SCADA系统的建设。SCADA（SupervisoryControl And Data Ac-quisition）系统，即数据采集与监视控制系统，是以计算机为基础的监视控制和数据采集(SCADA)系统作为信息时代的产物，已广泛应用于电力工业、铁路运输、环境保护、城市公用事业及输油输气管道领域【3】。输气管道的SCADA系统常采用管理集中、控制功能分散的分布式控制方式，一旦通信系统或调度控制中心设备故障，各站仍能独立地运行。一个完整的输气管道SCADA系统一般可分为三级控制：调度控制中心级、站场控制级和现场控制级。免费论文。
目前SCADA系统已经成功应用于西气东输管道工程，实现了天然气输气管道的全线远程监控，提供了运行参数在线采集、数据趋势和设备状态的显示；提供了多种管道运行报警手段，并启动了管道运行的各类保护系统，如管道压降速率保护、高低压保护、ESD紧急停战保护等，全面提高了管道运行的安全程度。免费论文。天然气管道系统的稳定、可靠运行不仅使控制工艺得到了改进，提高了企业管理水平，而且在确保安全生产基础上，获得了更大的经济效益。免费论文。
3 结论
在天然气管道中应用SCADA系统既可以减少作业人员的数量，又可以将计算机应用到天然气管道中，实现天然气管道的信息化和自动化，更主要的是可以提高管道系统的安全性，极大地减少事故的发生。
参考文献：
[1]金玮.天然气管道安全管理的初探[J].工作研讨，2009，3：31
[2]陈建明.自动控制理论[M].北京：电子工业出版社，2009.
[3]王牧阳，喻良[J].西南给排水，2007，2（29）：43
关键词：控制论；竞赛；学生；培养模式
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）28-0274-03
如今，高校的教学模式依然是以课堂面授为主，强调理论的理解，忽视理论的应用，这种模式不利于学生的全面发展。高校教研改革的目的，就是要不断探索有益的教学模式，以与时俱进地适应国家对高等教育人才培养的发展要求。
将控制论应用于在高校教学管理，以之为基础构建人才培养模式[1]，是一种新的研究思路。智能汽车竞赛是自动化专业本科生所从事的主要综合赛事，也是具有全国性影响的工科大赛。本文结合智能汽车竞赛活动[2]，通过提出一种将“控制论”引入竞赛管理的人才培养模式，为高等院校自动化专业的教学创新提供科学依据及教学方案，推动高等院校电类专业的健康发展。
这种思路的基本原理是：在竞赛管理中引入控制论的基本原理，这些基本观点是：系统的观点，反馈的观点，调控的观点以及最优的观点。即把整个竞赛培养模式看做一个系统，把学生当做被控对象，通过目标设定，控制环节，执行环节，检测环节，建立控制系统模型，实现竞赛结果的最优化。
一、控制论与教学控制系统
1.控制论的基本原理。维纳于1948年提出了《控制论》，自此之后，控制论的思想和方法得到广泛的应用。控制论的核心就是对整个系统实现最优化控制，通过将控制论引入到教学改革中以达到最佳模式下的人才培养；在控制论中，需要将控制设备进行组合，组建控制系统，进而实施对被控对象的反馈控制。
经由不断比对设定输入量与输出量差值的方法，借助反馈控制器作用，使得输出量逐渐地趋向于设定值，直至差值为零，反馈控制器的作用过程如图1所示。
由图1可以看到，反馈控制系统通常有五个部件构成，它们的功能分别是：（1）比较器：用来比较输入量与输出量，并计算出输入量与输出量之间的偏差。（2）控制装置：根据输入量与输出量之间的偏差和控制策略得出控制量。（3）被控对象：指控制系统中需要进行控制的对象。（4）测量元件：检测被控对象的输出信号，并将该信号输送至比较环节。
利用控制论思想研究教学活动的主体思路是：通过分析教学环节的各个过程，找到优势和不足；同时设定教学指标，对教学全过程进行掌控，以期达到预定的教学目标。显然，通过实现控制论下的教学指导模式可以提高整体教学的质量[3]。
2.教学控制系统。控制论在教学管理中的应用[4]主要是构建人才培养模式。控制器就是教学管理的一系列规章制度，尤其是人才培养模式，同时控制器具有约束性，鲁棒性。在控制论视角下，教学控制过程可以看成一个控制系统，由教师、学生、反馈、比较等主要环节组成，其教学反馈系统框图如图2所示。
（1）教学目标：即教学要达到的效果，教学目标由各学院协助教务处设定。
（2）信息反馈：在教育过程中，通过一定方式将学生的教育结果进行采集，并输送至控制器环节。通常是由老师通过答疑、作业、问卷调查、测试等方法从学生群体中获取有关教学效果的信息。
（3）教师（控制器）：教师通过接收来自比较器的差模信号，对学生进行教学调控。教师通过授课、布置作业、讲评等方式进行教学调控，引导学生到有吸引力的事物上来，激发学习兴趣，从而提高教学质量。
（4）扰动：即由老师的教学状态、学生的学习状态、社会环境、学生的心理因素等引起的教学效果不确定。老师通过长时间的经验积累，可以抑制降低扰动发生的频率，提高教学效率。
（5）比较器：比较器的作用是获得反馈信息，并与教学目标进行比较，获得差值，并把差模信号传给控制器，通常是由系（教研室）执行。
根据上述原理，首先由教务处及学院制定教学目标，通过教师对学生进行一系列教学活动，从学生那里获取相应的教学效果反馈信息；了解学生的学习情况，并与教学目标进行比较，及时有效的调整教学方法，以达到教学效果最优化；在运用教学控制系统时必须确定教学反馈信息的准确性、及时性；反馈要及时，反馈不及时会错过教学调控时机，也会影响教学成果。
教学控制系统建立的意义：从控制论的视角下进行分析教学过程，可让我们用更科学的观点量化的提高教学质量，重视参与过程的反省性，以循环控制思想为基础，通过提出问题，看待问题的方式达到循环过程的再认识[5，6]，而不是过去粗放的、宏观的、定性的认识教学质量，有助于提高教学效果。
二、教学控制论竞赛培养模式
组织自动化专业学生参加智能汽车竞赛，是培养该专业本科生综合能力非常有效的教学手段，该竞赛全面涵盖了自动化专业教学大纲的主干课程系列；实施智能汽车竞赛，对改善自动化专业教与学两方面的效能都大有裨益。
为提高智能汽车竞赛在自动化专业人才培养中的作用，本文了一类将教学控制论的观点引入竞赛管理的人才培养模式，通过构建竞赛管理控制体系来管理竞赛过程。
1.竞赛管理控制体系。竞赛管理控制体系就是依据反馈控制系统建立的，其示意图如图3所示。
竞赛质量控制环节是根据竞赛中出现的问题及时进行调节。通过学校、学院开设的“智能汽车设计与实践”选修课及相应的招新活动，最大限度地向同学们宣传竞赛及其所需技术知识，吸引学生参与竞赛初选，再经过训练、观察和比较进行复选，优秀者才能进入下一轮[7]。
2.智能汽车竞赛比较环节模块。将采集的智能汽车竞赛实际值与竞赛质量设定值进行比较，来发现智能汽车竞赛过程中存在的问题。
3.智能汽车竞赛质量信息采集模块。信息采集模块是非常重要的。采集模块的功能就是及时采集竞赛过程的信息，为竞赛管理提供及时的信息。通过定时向学生发放竞赛信息采集表在上述管控体系中，被控对象是竞赛的进程。根据控制论对竞赛过程进行控制，通过比较环节的到竞赛质量实际值与设定值的偏差，通过竞赛质量控制环节和执行机构校正偏差，从而实现竞赛过程最优化。整个竞赛管理控制系统是由竞赛质量设定环节，竞赛质量控制环节，执行机构，竞赛质量信息采集环节构成。（1）智能汽车竞赛质量设定的确定。为了保证智能汽车竞赛的质量，学校、学院两级制定了一系列的竞赛质量标准：指导老师的研究水平和时间保证；参赛队员的技术能力、学习能力及合作能力；参赛单位的实验测试场地和经费支持。（2）智能汽车竞赛质量控制环，收集竞赛进程的信息。
2.智能汽车竞赛控制系统。智能汽车竞赛控制系统在教务处的指导下运行，教师、学生收集竞赛信息，并按照竞赛质量标准分析竞赛中发现的问题借助智能汽车竞赛培养自动化专业人才，这种培育模式取得了良好的教学效果：2007―2013年以来，我校共获得“全国大学生智能汽车竞赛”全国特等奖2项，全国一等奖多项。实践证明，基于教学控制论的竞赛培养模式有利于检验教师的课堂授课水平；提高学生的学习兴趣，促进他们的主动学习习惯养成，并提升其创新意识，适应新形势下国家和社会对工科本科生的能力素质要求。参考文献，及时进行调控，实现竞赛结果最优化[8]。
对于智能汽车竞赛的参赛队员，他们必须学习《控制理论》、《控制系统》等自动化专业知识，这些知识点主要包括：PID控制算法及其参数自调整技术、模糊智能控制算法、稳定性与动态特性分析、数字离散控制系统设计法、传感器与检测技术、数字电机技术等，综合利用这些方法来控制驱动电机及转向舵机，进而设计出可自主控制的智能车。随着竞赛的开展，参赛者可以更加深刻的了解自动化控制的核心理论和实用技术。
3.建立智能汽车竞赛控制体系的意义。在教学控制论的视角下，竞赛管理过程是一个可控系统，分析竞赛管理也就是分析一个反馈控制系统，因此会让我们用更科学的观点量化提高竞赛管理。建立竞赛管理控制系统是提高竞赛质量的有效途径，对提高竞赛质量有突出作用，对学生的全面发展有重要意义[9]。
三、结论
借助智能汽车竞赛培养自动化专业人才，这种培育模式取得了良好的教学效果：2007―2013年以来，我校共获得 “全国大学生智能汽车竞赛”全国特等奖2项，全国一等奖多项。实践证明，基于教学控制论的竞赛培养模式有利于检验教师的课堂授课水平；提高学生的学习兴趣，促进他们的主动学习习惯养成，并提升其创新意识，适应新形势下国家和社会对工科本科生的能力素质要求。
参考文献：
[1]孟梅.控制论在高校教学管理中的应用[J].中国环境管理干部学院学报，2001，（3，4）：66-69.
[2]程磊，吴怀宇.结合智能汽车竞赛活动的自动化专业教学改革[J].电气电子教学学报，2009，31（S2）：116-119.
[3]赵丹梅.控制论视角下高级人才培养模式的构建初探[J].东北农业大学学报，2013，11（3）：133-136.
[4]吴建国，控制论在教学管理中的应用[Z].江苏省系统工程学会第十届学术年会.
[5]杜锋.控制论系统观在健美操教学中的应用[J].山西师大体育学院学报，2006，21（S2）：67-69.
[6]曹玉华，郭晓燕，高锐涛.“控制论系统观”视阀下人才培养模式的构建[J].黑龙江高教研究，2011，3（203）：134-136.
[7]于金霞.基于机器人竞赛的大学生创新素质教育[J].计算机教育，2010，（19）：58-60.
[8]曹科才，高翔.从智能车模竞赛谈大学生创新能力培养[J].中国科教创新导刊，2009，（19）：156-157.
[9]曾文波，劳有兰.搞好电子设计竞赛深化实践教学改革[J].电气电子教学学报，2000，22（1）：61-62.
关键词：现代控制理论 自动控制技术 电力系统
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
0 、引言
数学学科（特别是矩阵学）的发展为现代控制理论的不断提高提供了可能，现代控制理论和传统控制理论相比，算法更为精确，更注重对系统的实时控制、将来控制，控制效果更为明显。在电力系统中有很多自动控制理论应用的领域，本文将就这一议题展开分析。
1、电力系统的自动化
电力系统中的自动化是指利用自动化技术实现对电力系统中各项数据的采集、全面监控电力系统中的各项运行指标，并对电力系统的运行进行控制，从而让电力系统工作在稳定、安全的状态。算法较为精确的控制技术还能够实现电力系统的节能。
2、电力系统自动化分析
自动化是电力行业发展到一定水平的产物，是自动化技术、计算机技术以及电力电子技术发展的结晶，电力自动化系统规模较大，包含很多零部件和设备，一般来说电力系统自动化包括如下几个方面：
2.1 电力调度自动化方面
电力调度自动化是当前电力系统自动化中发展最为迅速的一个方面，电力调度自动化技术要实现对电力运行系统中各项数据的有效采集、实时采集，保证电力调度的安全和稳定，从而提高电力系统的经济效益，并充分保证电力系统市场的稳定和可靠，并在一定程度上对电力市场起到参考作用，也是电力自动化技术的核心所在，对整个系统的稳定十分重要。
2.2 变电站自动化方面
变电站自动化系统十分繁杂，涉及到现代电子、通信、信号处理以及计算机等诸多方面，主要实现对变电站远动装置控制、故障录入控制、信号检测控制、继电保护控制等几个方面，并对变电站进行适当的组合和优化，实时监控变电站内部所有运行指标进行监控。变电站是当前电力运行系统中耗能较大的一个部分，做好变电站自动控制，能够降低运行成本和维护成本，从而提高运行效益，并且也保证了所供电能的质量。
2.3 配电网自动化方面
众所周知，配电网的工作对人工的依赖度很高，在当前，我们已经实现了对配电网的孤岛自动化控制，当前高度发展的通信技术和计算机技术为配电网自动化的网络化提供了可能。如图所示:
配电网自动化设计到馈线自动化方面、自动制图方面、地理信息系统方面、设备管理方面以及配电参数指标分析方面，配电网自动化是配电自动化系统的重要内容。
网络化配电话自动化技术要在孤岛化自动化配电网技术的基础上实现智能终端的开发、通信技术的实现和完善以及后台应用软件的完善三方面主要工作。在当前，我国电力建设飞速发展，但是从地域角度来看，发展还较不平衡，要按照国家建设的大方针以及各地区实际情况逐步推广和发展。
3、电力系统中应用到的控制技术
随着当前科学技术的不断发展，很多精确的控制技术被不断应用到电力系统中来，下面笔者就控制理论技术的内容展开讨论。
3.1 神经网络控制
神经网络控制技术是集非线性控制技术、并行控制技术、强鲁棒控制技术特点的现代控制技术，并且具有很强的自学习能力。神经控制技术是将众多神经元按照特定的结构组合起来，并将信息蕴含在链接权值上，而且可以学习算法的需要进行这些值的大小，从而实现复杂线性关系的控制。在当前，理论界对神经控制的探讨集中在控制系统建模以及算法的优化方面。
3.2 模糊控制技术
模糊控制技术是现代控制理论中较为简单的部分，而且在工程中的应用较多，十分容易实现，在建模过程中，可以实现对各种数据的实时控制，具有很明显的优越性，这种方法的应用领域很多，我们日程生活中用到的很多小家电中都可以使用模糊控制，在电力控制系统中，模糊控制主要应用在智能电网这一块，对控制目标设定好几个阀值，并根据目标处于的状态进行实时控制。
3.3 专家控制技术
这种控制技术在电力系统中应用十分广泛，能够实现对电力系统的警告控制、特殊状态的识别、紧急状况下的应变处理、系统数据的回复以及适当的模态分析，此外在切负荷方面、系统规划方面、电压无功控制方面以及故障点的隔离方面均有很大效果。在当前专家控制还存在很大的局限，需要在动态安全分析以及通信接口方面进行进一步的探索。
3.4 最优化线性控制技术
这种控制理论技术是当前现代控制理论中十分重要的技术，也是在线性控制范围内的最好的控制方法，目前最优化线性控制理论在远距离输电线路输电能力的改善方面以及智能电网改善动态品质上取得了重大突破，此外，这种控制方法在风里发电机上电励磁的解决方案上有很大的发挥空间。
3.5 综合智能控制技术
顾名思义，综合智能控制技术就是讲现代控制技术和智能控制技术结合起来，并在电力运行系统中，应用专家控制技术以及神经网络控制技术，并杂糅进模糊控制技术。这种技术往往解决大型电力系统，但是多种控制技术的共同应用对控制模型的建立工作以及控制的实施工作带来了很高的难度。
论文摘要：网络与控制的学科交叉研究与产品的研发是我们面临的一个机遇与挑战。在网络控制系统和网络的控制中都有不少问题可研讨。
二十年前,面对计算机与控制交叉发展的机遇与挑战,中国计算机学会工控机专委会(其前身:中国电子学会电子计算机专业委员会工业计算机学组)诞生。二十年后的今天,我们又面临新的机遇与挑战,其特征之一就是,信息科学技术快速发展所引发的计算网络与控制科学技术的交叉发展,本文简称为“网络控制”对此#已有不少论述。本文只是简要讨论一些看法。
1网络控制的机遇
近年来信息科学技术与信息产业的发展十分迅猛，新思想、新技术相继问世，网络方面的新技术和产品迅速进入市场。而在经历一个大发展后，自动化及控制理论在其发展中也出现一此“困惑”，各国均十分关注自动化科学与技术面临的机遇与挑战。1986年IEEE与美国国家基金委专家高峰会发表“对控制的挑战”一文;1990-1993年IFAC组织了“控制在工业中的应用而临计算机的挑战”调研……我国也十分重视这个问题:1999年宋健在IFAC大会报告:21世纪的控制;2002年中国国家自然科学基金委召开“中国自动化领域发展战略高层学术讨论会”在这此讨论中，信息的控制、网络技术对控制的冲击等都是一个议题。维纳《控制论》一书的副标题是:“关于在动物和机器中控制和通信的科学”;而在《控制论》第一版序言中他又指出“如果一门新的科学学科是真正有生命力的，它的引人兴趣的中心就必须而且应该随着岁月而转移……因此，控制论学家应该继续走向新的领域，应该把大部分注意力转移到近十年发展的新的思想上去……”。从历史上看，控制与通信确实是相互依存交叉发展的，而当今在“网络的连通性无所不在”的形势下，我们确有必要讨论网络对控制的挑战是什么，信息的控制或网络控制是否应该列为一个“引人兴趣的中心”。
“网络控制”的提法早已有过，而对其内涵与外延井不十分统一，我们觉得网络控制泛指通信网络与控制科学技术的交叉以及相应的产品。主要包括两个方面的内容，网络化系统的控制与管理，网络主要是做为技术手段或环境#而控制对象是传统的对象（如电机、化工过程、航天……）也包括交通服务等系统。本文简称为”网络化控制”"网络系统本身的控制与管理。信息与网络成为控制的对象，而采用控制的手段来满足用户的要求。本文简称为“网络的控制”。这也可以说是从两个视角来研究网络控制。我们在网络控制的这两个视角上都面临机遇与挑战，前者延伸了诸如数字控制。计算机控制等的概念，而后者则延伸了电机控制，机床控制等的概念。
2网络化系统与网络化控制
网络化系统及网络化控制有多种提法，如TelematicSys-terns，NetworkedSystems，NetworkedControlSystems(NCS)，IntegratedCommunicationandControlSystems(ICCS通信与控制系统)等，其内涵各有所侧重，但有共同点:是依靠网络(主要是计算机网络)组成的分布式系统;具有资源共享、集成自动化、协调下作等特点，从应用角度可包括:网络化控制、网络化制造、电子政务、电子商务、数字家庭、大型电网、城市交通、军事上的41SR指挥、控制、通信、计算机以及情报、监视、侦察)等。可以是下业对象也可以是服务业或其他对象。
网络化控制系统中的网络一般是大范畴的企业网络，从功能层次上可包括企业网的外联网[xtranet，企业内联网Intranet,控制网、传感网等，从网络类型上也可以说包括因特网、无线移动通信、以太网、现场总线与工业以太网、传感器网络等网络技术在控制领域的’泛且深入的应用，必然引起网络与控制交叉学科的发展，或者引起ThomasKahn在“TheStrutureofScientificRevolutions”中指出的在控制领域的范例转移(ParadigmShift)或出现从连续时间控制理论到离散时间控制理论的发展。
网络化控制与管理系统，可以不同程度地实现各层次自动化系统的集成使企业在企业协作、资源共享、提高效率、增强市场竞争能力等方面得到好处;同时，网络的引入必然带来信息传输时延，延时的抖动信息(数抓包)去失等问题，也必将引发一此研究课题，包括:网络化控制系统体系结构，网络环境下复杂系统的集成优化控制;基于连续时间和基于事件控制理论(在网络化控制系统中的)的应用与发展;各种网络化应用系统的建模与分析;基于网络计算和网络存储的分布控制;网络化系统的信息女全，现场总线，工业以太网，传感器网络等等，从某种意义说工业控制计算机系统的发展必须定位于网络环境下，从网络控制着手。
3网络的控制与答理
网络的控制，基于网络的控制(Network一BasedControl)或网络空间中的控制问题是自接涉及到网络木身的控制问题，这里控制的对象是信息、数抓、网络……。在自动化科学发展的历史中，自动控制的对象是不断发展变化的，这种发展体现了自动化科学理论与实际相结合，学科交叉和与时俱进的特性，从某种意义上说控制论的着眼点是信息与控制或信息的控制而网络的控制是信息的控制中的重要内容。
网络的控制或基于网络的控制系统在资源共享提高网络服务质量，实现集成自动化和整体优化以及和谐人机协调等方而都有优势或潜力;由于网上的传输时延，数抓包去失，以及用户对网络服务质量的不同需求等，引出了网络的控制中一系列研究课题。涉及相关的协议，系统的控制策略，稳定性、鲁棒性、算法的收敛性以及控制系统产品化等问题。
以复杂媒体网络的控制为例，复杂媒体可视为一个广义的系统，其所究内容包括信息结构、复杂媒体的管理.、服务质量(QOS)控制，流量控制等。例如，在流媒体系统中，可以利用自适应等控制策略使用户在不同的网络环境卜享受到尽可能好的QoS保证。
1999年，木尼迪克特(Bendidt)提出了“网络空间”（Cyberspace)的概念，称这种“由计算机支持，由计算机进入和由计算机产生的全球网络化，是多维度的，人造或‘虑拟’的真实。它是真实的，每一台计算机都是一个窗口;它是虑拟的，所看到的或所听到的既不是物质也不是物质的表现，相反它们都是纯粹的数抓或信息组成的”。可以说，它是介于虑拟和现实之间的特殊空间，即“网络空间”，由此而可能发展网络科学。网络空间有许多控制和答理问题，有人称之为“虑拟控制”或网络的控制。近年来，关于下一代互联网、智能网、网格等的讨论也较多，网格（Grid)一般认为是继传统因特网、Web之后的第三代因特网其主旨是实现互联网上所有资源的全而连通，在气象、能源、教育以及企业信息化中都有广’泛应用。美国《福布斯特》杂志预期网格技术到2020年将产生年产伯20万亿美元的大下业。在网格中分布资源管理与控制、资源共享、网格监控以及系统女全等方而的研究都是受人关汁的四。有人建议，在网格的体系上要体现服务第一，协议第一的观念。另外，在下一代网关中，可能会将大部分控制功能(呼叫控制、接入控制、资源控制、服务质量控制等)统一交由一个控制层来完成。可见，网络的控制及管理.是日益受到重视，控制的一此基本概念，控制策略和控制理论不能简的一地搬用到网络的控制中，但应可以在网络的控制中得到发展。
以网络为控制对象的网络控制所要解决的主要是用户对网络各种服务质量:需求与网络资源间的矛盾与协调。从信息传送结构上讲，可以在核心网上增强控制功能;也可以在边缘网上引入系统与控制的方法。在这此系统建模与分析中，多会遇到系统规模大、异构件、时变性、人机协调、随机性等问题、在已见的一此研究成果中，排队论、小波分析、自适应、神经网络、混杂系统等理论与方法都有应用。在因特网或非实时局域网的控制系统中，离散控制时间的确定性或定常性已不存在，要发展网络控制理论或改造经典的方法或按离散事件动力学考虑新途径，学科交叉研究势在必行。
4对下控机系统及专委会工作的一此思考
二十年前，在个人计算机(PC)技术成热并大举进入市场之际，我们成立了工业控制计算机专业委员会，在学术交流、产品研发等方面做了许多工作，得到了广泛的认可。当前，信息网络迅速发展，而对网络控制等的机遇，工控机系统的研发人员应多交流讨论。各种工控机系统，现场总线、工业以太网，分布控制系统，传感器仍是工业自动化与下控机的主要课题，而网络控制的机遇与挑战也是专委会需认真思考的:
1)当前，我国在网络化控制(网络化系统，网络化制造……)方面的研究与产品研发已有一此成果，尚待深入与普及;而在网络的控制方而的研究下作刚刚开始。我们可能需要在理论探索、技术研究以及协议（标准)制定、产品研发等层面上挑战网络控制的机遇。
2)需要面对网络控制的挑战，加强计算机、通信网络、自动控制等学术交叉性的研讨，可与兄弟专委会联合组织。计算机、通信网络、自动控制等不同专业背景的人员在从事网络控制这类学科交叉研究中，往往有不同的思路、视角、方法或切入点，其成果也各有特色。多交流互补是大有益处的。
