控制系统理论汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇控制系统理论范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0042-02

控制理论是自动化及其相关专业的一门重要核心专业基础课程，在武汉理工大学华夏学院（以下简称“我院”）自动化专业，控制理论所授主要内容为以经典控制论为核心的“自动控制原理”和以卡尔曼的状态空间分析法为核心的“现代控制理论”。

其中，“自动控制原理”是研究控制系统的一般规律，并为系统的分析和综合提供基本理论和方法的专业基础核心课程。该课程又是“现代控制理论”“过程控制系统”“运动控制系统”“计算机控制技术”“智能控制”等许多后续课程的基础。而作为其后续课程的“现代控制理论”仍作为硕士研究生“线性系统理论”与“最优控制”等学位课程的基础。这两门课程理论性强，概念多且杂，对学生的数学基础要求较高。而我院作为一个三本院校，自动化专业的学生相比较一本和二本的学生而言，数学基础较为薄弱，故学好这两门课对学生来说至关重要且具有一定的难度。

而教好上述两门课程也是教师必须思考和解决的重要问题。笔者经过几年的教学实践，摸索出一套比较适合三本院校学生的系统化教学方法，致力于培养学生的系统观，进行了一些尝试，且取得了一定的效果。

一、工程背景系统性

任何一种理论的产生都有其历史背景，都是在实践中产生的。自动控制技术萌芽在18世纪，在第一次世界工业革命期间，自动控制技术逐渐应用到现代工业中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）发明的蒸汽机离心调速器，一种凭借直觉的实证性发明。飞球调节器有时使蒸汽机速度出现大幅度振荡，其他自动控制系统也有类似现象。

由于当时还没有自控理论，所以不能从理论上解释这一现象。为了解决这个问题，盲目探索了大约一个世纪之久。1868年英国麦克斯韦尔的“论调速器”论文指出：不应单独研究飞球调节器，必须从整个系统分析控制的不稳定。麦克斯韦尔的这篇著名论文被公认为自动控制理论的开端，接着就进入了经典控制理论发展的孕育期。1875年，英国劳斯提出代数稳定判据。1895年，德国赫尔维兹提出代数稳定判据。1892年，俄国李雅普诺夫提出稳定性定义和两个稳定判据。1932年，美国奈奎斯特提出奈氏稳定判据。战中自动火炮、雷达、飞机以及通讯系统的控制研究直接推动了经典控制的发展。1948年，维纳出版《控制论》，形成完整的经典控制理论，标志控制学科的诞生。维纳成为控制论的创始人。

经典控制理论的主要内容包括：系统数学模型的建立、时域分析法、频率特性法、根轨迹法、系统综合与校正、非线性系统和采样控制系统分析法等。

从四十年代到五十年代末，经典控制理论的发展与应用使整个世界的科学水平出现了巨大的飞跃，几乎在工业、农业、交通运输及国防建设的各个领域都广泛采用了自动化控制技术（可以说工业革命和战争促使了经典控制理论的发展）。科学技术的发展不仅需要迅速地发展控制理论，而且也给现代控制理论的发展准备了两个重要的条件――现代数学和数字计算机。现代数学，例如泛函分析、现代代数等，为现代控制理论提供了多种多样的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。[1]

在二十世纪五十年代末，计算机技术的飞速发展推动了核能技术、空间技术的发展，并且为多输入多输出系统、非线性系统和时变系统的分析和设计提供了新的手段。

五十年代后期，贝尔曼（Bellman）等人提出了状态分析法，在1957年提出了动态规划。1959年卡尔曼（Kalman）和布西创建了卡尔曼滤波理论；1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，并提出了可控性和可观测性的新概念。

由上面的历史背景介绍可以看出，现代控制理论是在自动控制理论的基础上发展得到的，尽管两种理论在方法和思路上有显著的不同，但是在教授的时候不能将两者视为单独的个体。笔者每次在绪论部分都会系统化地讲解理论的产生，以让学生对两门课程形成一个初步的比较清晰的认识。

二、理论教学的系统性

在这两门课程的理论教学过程中，虽然涉及到的知识点有差异，但是经笔者研究，在具体教学中，两门课程的教学有些许共性，比如说两门课程的教学流程就基本一致。如图1所示：相对于现代控制原理而言，自动控制原理理论推导较少，同时其工科背景较强，实例较多。在学习之初，可先帮助学生搭建起分析问题和解决问题的基本框架，形成一个较为初步的系统观。

自动控制原理分析问题的核心是数学建模，稳定性判断和性能指标的计算，[2]主要分析方法是时域分析法、频域分析法和根轨迹分析法。时域分析法直观易懂，频域分析法是自动控制原理的核心，根轨迹分析法在目前的工程实践中已用的很少，在学时有限的情况下可略讲。在实际讲解的过程中，要合理安排学时，适当加快时域分析法的讲授，略讲根轨迹分析法，重点讲解频域分析法及系统校正。

现代控制理论包含了大量的理论概念机数学公式，在实际讲授中，应弱化理论推导，在教学过程中可结合倒立摆工程实例，从建模、稳定性分析、能控能观性分析、极点配置到状态反馈，形成一个较为完整的分析过程。[3]

总而言之，在讲解的过程中，注重引言，初步建立系统观，结合实例，比较异同，突出重难点，最后再通过总结强化各知识点之间的联系。[4]

三、实践教学的系统性

1.重视实验，理论教学和实验教学的系统化[5]

以往，控制理论的实验课和理论课教学是独立的，理论课教师和实验课教师各行其道，相互交流匮乏。目前，学院已明确提出，理论课教学和实验课教学的一致性，理论课教师必须参与进实验教学，教学手段要丰富、系统。

2.实验箱教学和仿真教学的系统化

首先在实验箱上搭建模拟电路，利用信号发生器、示波器等测量波形和数据。同时引入MATLAB仿真，先引出数学模型，利用MATLAB强大的系统工具箱分析并绘制各种相应曲线，利用Simulink工具箱进行校正和状态反馈设计。[6]最后，对比电路测试波形和仿真结果，可让学生深入了解理论和实际参数之间的差异，进而寻找原因，加深理解。

四、今后教学方向

在今后的教学过程中，可进一步加强比较，加强学生的系统观，并且尝试迁移到其他相关学科，加强学生对整个学科的理解。

参考文献：

[1]万雄波，杨方.基于“自动控制原理”与“现代控制理论”课程异同点分析的教学探索[J].科教文汇，2013，（7）：56-57.

[2]孙韵钰.“相似论”在“自动控制理论”课程教学中的运用[J].消费电子，2013，（7）.

[3]王斌，李斌.“现代控制理论”教学改革与实践[J].中国电力教育，2013，（10）：61-62.

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公司治理，是市场经济条件下企业健康运行的一种基本制度，是现代企业的重要组成部分。公司治理的环节如何，更是许多明智的投资者所关注的重点。坚持公司治理，以便提高企业管理质量，保证企业经济效益的最大化，建立完善科学的内部控制制度，是进行公司治理的核心内容，也是最有效的方法，两者具有千丝万缕的联系。探究企业内部控制与公司治理的关系，就要通过弄清系统控制的内涵、公司内部控制与公司治理的关系，来加强对企业内部控制制度的认识；通过不断完善内部控制管理制度来深化企业治理力度的理性思考。

一、系统理论的内涵

“系统理论”这一概念是贝塔朗菲首先提出的，他指出：随着现代技术和社会的日趋复杂，我们必须在一切知识领域中运用整体或系统概念代替传统的方法，来处理复杂性问题。简单地说就是以系统的眼光看待问题，发现系统中事物之间的关系，以某一关联的关键点为突破，进而找到解决整个系统问题的办法。该系统理论的着重点不仅仅是认识系统的特点和规律，更重要的是利用这些特点和规律去控制、管理、改造或创造一个系统，以符合人类社会活动的需要，强调的是系统地看待和解决问题。基于系统理论的企业内部控制与公司治理的关系，强调的是企业内部控制和公司之间的关联性，要想解决这两者之一的问题或这两者全部的问题，要从两者的关系入手，找到解决问题的关键，方能起到切实有效的作用。

随着我国三十多年的经济体制改革，企业已经从过去行政机构的附属物转变为市场经济主体，企业已经成为庞大而复杂的市场经济系统中的一个基本主体单位，市场已经成为企业生存的空间、发展条件、竞争的阵地。企业如何在市场经济条件下生存好、发展好，不可避免地已经成为每一个企业管理者无法回避的课题。社会发展和市场经济就是一个庞大的社会系统，企业运行就是这个大系统中一个个基本单位。如何管理企业，不断提高企业的经济效益，同样不可避免地要求企业要运用系统理论来探讨企业在其内部管理上如何与外部市场相统一的关系上多下功夫思考。因此，运用“系统理论”来认识基于系统理论的企业内部控制制度建设管理上来理顺与公司治理的关系，从而更好地提高公司管理效率与运行中的经济效益。

二、基于系统理论的企业内部控制与公司治理的关系

（一）企业内部控制和公司治理展现的是企业管理不同的几个方面

首先，企业内部控制是指企业最高或第二权利管理层进行的有效的公司各项职能的控制，是为了保证企业财产安全和会计信息准确真实、帮助企业实现经营目标、预防性地规避风险。进行内部控制的是具有经营性质的董事会或经理，他们由于股份或合同等委托，担任控制公司的生产经营和财务活动的职责。

其次，公司治理是针对不同利益主体，比如董事会、监事会、股东大会、经理阶层等之间的权利、责任和利益等关系进行规范的手段，表现形式往往是一种特定的制度，即公司治理结构。

第三，对公司进行有效地治理，就要建立一套完善的具有明显约束和激励效果的机制，对公司进行内部和外部两方面的治理，确保企业利润的最大化。企业内部控制是在公司治理结构的产生后才能实施的。公司治理是保证内部控制顺利进行的前提条件，为内部控制发挥最大作用构建了稳定的制度环境；而内部控制是公司治理结构中相当重要的部分，是企业顺利完成经营目标和平稳运行的最有效的手段之一。

（二）基于系统理论的企业内部控制与公司治理的关系主要表现

1、两者有共同的目标

进行公司治理的目标是：保证公司正常合法运行，规避财务违规违法现象。公司治理是受企业法人的合法委托进行的，使其对公司运行状况和运行方向的总体监督和控制；保证公司利润最大化，提高公司的整体实力。利用法定程序建立企业治理结构，能够保证企业的有效运转，保证经济效益。

企业进行内部控制的目标是：完善企业内部管理机构组织，形成强有力的管理监督机制，保证企业正常运行；帮助实现公司经营管理目标，规范企业内部操作行为，实现企业利润最大化；建立企业风险控制和解决机制，强化风险管理，及时发现和纠正企业内部不良行为，杜绝违规违法现象的出现；对企业会计行为进行监督，保证会计信息的完整和真实性，提高企业会计信息的整体质量。

由此可知，公司治理和企业内部控制具有共同的目标。

2、后者是前者得以顺利进行的保障

进行有效的企业内部控制的一个重要因素是“控制环境”，它是内部控制系统得以顺利运行的基础。而环境因素又是公司治理系统中的重要内容。如果一个企业的治理系统不完善，必然没有科学有效的监督管理机制，那么企业的运行必然是不健康的、病态的，那么进行再多的内部控制也不会成功，企业控制依赖于企业治理而存在，所以说法人治理是内部控制得以顺利进行的保障。

3、两者相互促进、相辅相成

在系统理论环境下，企业内部控制与公司治理是不可分割的关系，加大对公司的治理力度能够为健全的内部控制制度的建立和执行打下良好基础，而完善和健全内部控制制度也能够很大程度上保证公司治理进程的顺利展开，两者谁也离不开谁，是相互促进、相辅相成的。

三、实例分析

笔者试以重庆机场地服公司为例，从细节方面谈谈有效进行企业内部控制、加强公司治理力度的措施，主要浅谈了企业内部控制中对财务核算进行控制的措施。

（一）重庆机场地服公司简介

重庆地服公司是重庆机场旗下的子公司，主要业务是客、货运输服务，拥有注册资金和固定资产分别为3000万和7000万，拥有值机柜台95台，货库面积9万平米，冷冻冷藏库7个共计800平米，危险品库2个共300平米，贵重物品库3个共230平米，车辆设备1900多台，员工1530人。随着重庆机场的不断发展，该公司的货运业务也得到了很大的提升。但是虽然其收入表面上显示的是增长，但是通过实际分析，该公司的财务状况不是很理想，其导致原因主要表现在三个方面：财务管理不够精细化、缺乏完善的考核制度和信息化程度低。

（二）财务核算的单元细分

对财务核算的单元进行细分，笔者发现虽然货运业务增长了，但是在2011年，该公司亏损为3165万，其中仅货运就有2700多万。在货运要素中，亏损主要集中在国内进港和国内出港，而在这两者中，业务量比重相对较小的国内进港亏损额反而占比重较多，这是该公司改变财务控制制度的一个突破口。

（三）增强内部控制，完善企业治理结构的具体措施：

合理配置资源，提高利用效率。根据地服公司的具体情况，笔者建议利用设置库中库的方法，对内部资源进行控制，实现客户和运输服务商的双赢。

合理安排人力资源，提高工作效率。在了解新的业务和货库资源情后，对工作人员的工作岗位进行合理安排，实行业务量分摊和责任管理制度。

合理设置运输项目，扩大业务领域。合理设置公司的运输项目，比如收费条款、业务延伸服务项目等，规范公司收费标准。鉴于该公司在2011年的危险品货源损失4000吨的状况，要扩大业务领域，尽快展开危险品运输资质申请和运输。

四、结束语

研究基于系统理论下的两者的关系，有助于发现整个企业管理中存在的问题，并站在系统化的角度上找出相应的规律，并总结出系统的解决措施，能够有效地被应用于整个企业管理和控制过程。对重庆机场地服公司的分析，虽然只是内部控制制度下，财务管理的部分内容，却能够为整体企业内部控制与公司治理提供思路，是非常必要的。

参考文献：

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中图分类号：TU74

1 灰色系统理论的概述

在桥梁的建造中，会有各种理论作为建造设计的基础，以便更好的促进施工的顺利进行。而在大跨径桥梁施工中，对桥梁的施工进行控制是为了确保桥梁结构在好似功德过程中的安全以及结构误差的程度是否在可控的范围之内。

在大跨度桥梁施工控制中，有着相对应的理论，其中灰色理论是最重要的理论，上个世纪九十年代被我国的桥梁施工控制应用，其内在的各种优势使得其大受欢迎。具有贫数据建模，预测的效果明显等都是其自身的优点。

灰色系统理论在已有信息的基础上构建原始序列并且对这些原始序列进行加工和处理，从而建立相应的模型，达到对系统进行控制的目的。当前的桥梁施工控制中主要采用的灰模型是GM（1，1）模型，这种模型在以往的桥梁建筑中起到了很大的作用，但是自身也存在一定的缺陷，对于长期预测和波动性较大的数据序列的拟合较差，并且对于已有的数据的利用率不是蛮高。因此在日益完善的桥梁建筑中，对这类技术的要求也越来越高，从而对于这种模式也提出了很多的要求，急需新的更加适合的模型加以应用。

2 建立大跨径梁桥施工控制中的模型

2.1 确定灰色系统的误差数据序列

在大跨度桥梁的施工控制中，对于悬臂浇注与悬臂拼装施工的连续梁桥，用不同的计算方法计算相关的序列：

x=（x（1），x（2），…，x（n））；

对应有实测值序列：

y=（y（1），y（2），…，y（n））

以上的有关数据是建立灰色序列的重要依据，从而建立灰色系统误差数据序列：

X=（x（0）（1），x（0）（2），…，x（0）（n））

X（0）=x（i）- y（i）+c式中，c 为非负化常数，其取值为x（i）- y（i）的负数中绝对值最大者。

2.2 各节段立模标高的确定

在对各节段立模标高的确定的时候，需要按照以下的公式来确定：

Hm=Hs+Hy+δi

其中，Hy= +Δ

在上面的式子中每一个都表示不同的意义，其中，Hm 为计算立模标高；Hs 为箱梁底面中轴处设计标高；Hy表示预拱度；δi 表示调整值； 表示每个桥梁分段在其节点上的挠度总和； 表示张拉预应力在i 节点产生的挠度总和； 表示混凝土收缩徐变在i 节点产生的挠度； 表示正常使用过程中活载产生挠度的1/2；！ 表示挂篮变形值，这种数据的结果是根据挂蓝加载试验得出来的；Δ表示临时与永久支座的相差值。

2.3最佳立模标高的确定

在上面分析了各节段立模标高的确定，下面就来分析在桥梁施工控制中最佳立模标高的确定。在施工监测所得的结构参数的数据是进行各节段的施工进行测量的重要指标，这是成桥线形满足设计要求的重要指标。

现在就根据灰色控制系统的相关理论来阐述如何确定最佳的立模标高。在对已经完成的施工记为一个阶段n，对应的是一个结构状态，而要进入下一阶段的施工状态，就要合理的确定下一阶段n+1的立模标高，从而选出最佳的立模标高。

主要分为以下几个步骤：

2.3.1在开始施工的时候，梁段混凝土浇注前后悬臂端竖向位移的预测；

2.3.2然后在梁段混凝土浇注时挂篮变形的预测；

2.3.3梁段混凝土张拉前后悬臂端竖向位移的预测；

2.3.4在下一阶段施工完毕后悬臂端标高的模型输出；

2.3.5从而确定最佳的立模标高。

下面有个公式可以来解释不同的阶段的标高的确定的问题。当n+1阶段施工完毕以后，悬臂端标高的预测输出为Hp（n+1），则根据闭环预测有：H（n+1）= HM（n+1）-[H（n）-HM（n）] 在以上的式子中，不同的式子会表示不同的意思：H（n）表示在第n阶段施工完成以后悬臂端标高的实测值，而HM（n）表示的是在施工完成以后悬臂端标高的模型输出值。

2.3“贫”信息系统及灰筛

在很多的信息收集过程中，大多可以借助相关的系统，从而用相对专业的语言来进行描述，但是在借助有些系统的时候，要充分的考虑其复杂程度，这些系统涉及的因素有很多，这些因素的存在是在不断的变化着的或者这些因素的相关数据是相对缺乏的，因此要想利用这些系统来得到理想的方案是很难的。就将这些系统称之为“贫”信息系统。

通过相应的系统可以获得预测的信息，但是对于灰色系统来说，这些数据的获得是很难得，仅能获得少量离散的数据，形成的一种“贫”信息状态。在一般的观测数据中，有很多的数据是可供选择的，但是对于可供使用的数据来说是相对不够的，因此也就让相关的人员在做研究的时候处于一种可用信息数据缺乏的尴尬境地。因此，在相关的数据中对于“贫”数据的研究和相关数据的处理就显得是十分必要了。在大跨度桥梁的施工控制中，灰色系统有一个基本的观点：在可供观测的各种变量中，这些量都可以看作是一定范围内变化的灰色量。在对灰色量的处理的时候应该用数据处理的方法来寻找数据间的规律，从而达到自己的目的。在遵循以上观念的基础上，主要采用四种方法来对数据进行生成和处理：累加生成、累减生成、积分生成和逆积分生成变换，这四种数据生成和处理的方法是灰色系统应用的主要方法。在被研究的对象的时候获得的信息一般会比较少，因此，在对这些信息进行处理的时候要适当的对其成分进行确定。因此，在这种此信息信息相对缺乏的情况下，就要用适当的方法来寻求内在的规律。其实这是一种对不确定性的数据进行排除，强化确定性数据的一种方法，这是灰色系统建模的一种手段。

2.4趋势关联分析

趋势关联分析是一种通过灰色关联度来分析和处理系统各个因素行为贡献测度的一种方法。这种方法的做法是通过对系统统计的序列曲线的相似程度进行比较来分析各个因素之间的关联程度，因素之间的相似程度越近，他们之间的关联程度就越大，反之，关联处度就越小。在趋势关联分析中，这种方法对样本量的大小多少没有太高的要求，在分析的时候也不需要遵循什么规律，但是分析的结果与一般的定性分析的结果是相吻合的，因此，样本的结构是具有广泛的实用性的。再来分析一下传统的关联分析中，计算数据之间的序列关联度的时候，只是考虑这些数据之间的几何曲线的关联程度，这样的做法在很大的程度上确实忽略了这些数据序列的发展态势的关联度。因此，在相对于其他的分析方法，趋势关联分析方法在接近性和相似性方面的分析是比较合理的，因此，在这个方面的分析上合租要应用的是趋势关联分析方法。趋势关联度可以对事物之间的关联性进行量度，在可供利用的数据序列上综合的分析序列之间的接近性和相似性，从而达到所分析的序列之间的关联度和影响。

结束语

综合以上对灰色系统理论在大跨度桥梁施工控制中的应用的探究，通过对相关的施工控制理论的分析，比较灰色系统控制理论在大跨径桥梁的施工控制中的合理性。而经过比较、分析能够更合理的对大跨径的桥梁进行施工控制。在大跨径的悬浇混凝土箱桥梁的施工过程中，对数据的分析会随着桥梁情况的变化而发生变化，这种情况的不断变化就需要灰色系统控制理论来进行处理。

[参考文献]

[1]、曹西才，浅谈大跨径连续桥梁施工技术在桥梁施工中的应用 ；科技和企业，2013.05

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本文立足于系统的稳定控制问题，结合新一代智能型低频低压减载装置的科研项目，研究了相关领域并提出了新的思想，为更深入的研究奠定了基础。

本文首先综述了电力系统安全稳定控制的研究现状，从控制理论及控制措施(装置)两方面概述了国内外的主要研究成果。最后简要介绍了安全稳定控制技术的发展趋势。

电力系统暂态能量函数直接法经过多年的研究，近来已取得重大进展，成为时域分析的重要辅助方法。本文第二章对暂态能量函数的基本理论和方法作了介绍，重点探讨了EEAC法及其在稳定切机控制中的应用。进一步的实用化还需要大量的工作。

多机系统频率动态过程是低频减载方案设计的重要依据，本文在原有线性化扰动模型基础之上，增加了发电机和负荷频率调节效应的影响，并进行了系统仿真研究。同时根据多机模型特点及仿真结果提出了一种基于多机系统的低频减载设计和整定新方案，与传统方案相比，该方案提高了低频减载性能及系统运行方式的适应性。

作为方案的一种实现，本文作者作为主要研制者之一研制开发了新一代微机智能型低频低压减载装置。第四章详细介绍了装置改进的软件测频算法，按功率定值减载的实现方法，软、硬件结构等关键技术措施。最后给出了装置的动模实验结果。

关键词：安全稳定控制低频低压减载暂态能量函数切机控制

EEAC频率动态过程频率仿真按功率减载测频算法

Abstract

Powersystemstabilitycontrol,onwhichextensiveattentionhasbeenpaid,isanimportantmeasuretosafeguardareliablepowersystem.Withthequickdevelopmentofpowersystem,lotsofmorecomplicatedsecurityandstabilityproblemsareemerged.Thesaferunningofpowersystemrequireseagerlytheresearchanduseofthelatesttechnologyofcomputer,communication,electronicsandmoderncontroltheorytodevelopandmanufacturestabilitycontrolsystemandautomaticallysafetycontrolequipment.

Inthispaper,stabilitycontrolofpowersystemisfocused.Newideaswhich

arethebasisofdeeperresearcharedevelopedonthebasisofextensiveresourceonrelatedfieldintheprocessofresearchinganewintelligentstyleunderfrequencyandundervoltageloadsheddingequipment.

Thelatestresearchofpowersystemstabilitycontrolisreviewedfirstlyinthispaper.Then,themainachievementsatcontroltheoryandcontrolequipmentareintroduced.Attheend,thetendencyofsafetyandstabilitycontroltechnologyisintroduced.

Afteryearsofresearch,directmethodusingtransientenergyfunctionofpowersystemhasgottenimportantdevelopment,andhasbecomethemainmethodoftime-fiendanalysis.Inchapter2,basictheoriesofTEFmethodareintroduced,andtheEEACmethodanditsapplicationinstabilitygeneratortrippingcontrolarediscussedcarefully.Alotofworkstillneedtobedoneinordertomakepracticalachievement.

Thefrequencytransientprocessofmulti-generatorsystemistheimportantbasisofunderfrequencyloadsheddingschemedesign.Inthispaper,theeffectsoffrequencyregulationofgeneratorandloadareincludedonthebasisoflineardisturbancemodel,andsystemdigitalsimulationresearchisincludedtoo.Accordingtothecharacteristicsofmulti-generatormodelandresultsofsystemdigitalsimulationresearch,anewdesignandsetschemeofunder獲frequencyloadsheddingequipmentonthebasisofmulti-pared withconventionalscheme,thisschemeadvancedthecharacteristicsofunderfrequencyloadsheddingequipmentanditsadaptivelytopowersystemrunningstyle.

Asawaytoactualizethisscheme,anewintelligentstyleunderfrequencyand

Undervoltageloadsheddingequipmentonthebasisofmicrocomputerisdevelopedinthispaper.Inchapter4,theimprovedalgorithmoffrequencymeasurement,themethodofloadsheddingaccordingtopower,andthekeytechnologyofsoftwareandhardwarestructureareintroducedindetail.Attheend,thephysicalsimulationresultsofthisequipmentarelisted.

KEYWORDS:

powersystemstabilitycontrolunder-frequencyandunder-voltageloadshedding

transientenergyfunctionextendedequalareacriterion

generatortrippingfrequencydynamicalprocess

loadsheddingaccordingtopowerfrequencysimulationAlgorithm

目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论(1)

§1-1引言(1)

§1-2安全稳定控制研究现状(2)

§1-3论文的主要工作和章节安排(7)

第二章暂态能量函数与切机稳定控制(8)

§2-1多机系统的经典模型和暂态能量函数(8)

§2-2直接法的假设和扩展等面积定则(9)

§2-3切机模型及其实用判据(12)

第三章多机系统频率动态特性及低频减载的整定(15)

§3-1传统的单机模型及整定(15)

§3-2多机系统频率动态过程的数学模型(16)

§3-3多机系统频率动态过程的仿真计算(20)

§3-4低频减载设计方案新探讨(24)

第四章智能式微机低频低压减载装置的研究(26)

§4-1大电网频率电压紧急控制的新特点及新要求(26)

§4-2基于富氏滤波测频算法的改进研究(27)

§4-3智能式低频低压减载装置的设计原理(31)

§4-4装置动模试验报告(39)

第五章全文总结

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随着科学技术的发展，控制理论在人们实践中得到广泛的运用和发展。其中经典控制理论和现代控制理论作为控制论的两个重要的部分，彼此存在区别与联系。笔者在这里主要通过分析研究两种理论在研究对象和数学建模等方面介绍它们之间的异同。

1 自动控制理论简介

1.1自动控制理论的定义与应用

N・维纳曾定义： 控制论是“关于动物和机器中的控制和通信的科学”。也就是说，自动控制就是采用控制装置使被控对象自动地按照给定规律运行，使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照指定的规律变化。其中控制对象有电压、电流、位置、速度、流量、浓度、成分等。自动控制系统可以分为调节系统和伺服系统两类。调节系统要求被控对象状态保持不变，输入一般不做频繁调节；而伺服系统则要求被控对象的状态能自动、连续、精确地随输入信号变化而变化，即随便系统。自动控制理论广泛应用在生产，可以提高生产率，改善加工工艺，改善产品质量，节约成本。控制理论也可用于国防建设，促进国防现代化，提高部队战斗力。自动控制理论在发展空间技术，探索新能源等方面也至关重要。

1.2 自动控制理论的发展

任何一种理论的的形成都离不开实践。早在古代，劳动人民就凭借生产实践积累的经验和对反馈的直接认识，发明了很多闪烁着控制理论的智慧火花的杰作。例如，北宋水运仪象台就是一个闭环非线性控制系统；1765年，俄国人普洱佐诺夫发明的蒸汽锅炉水位调节器等。直到1788年，瓦特（J・Watt）通过在他发明的蒸汽机上使用离心调速器解决蒸汽机调速问题后，人们才开始重视控制技术，并开始探索改善调速器准确度的方法；1868年，物理学家麦克斯韦（Maxwell）从描述系统的微分方程的解中有无增长指数函数项来判断稳定性；随后，劳斯（Routh）和赫尔维茨（Hurwitz）分别独自建立了通过代数方程系数判别系统稳定性的劳斯判据和赫尔维茨判据；1932年，物理学家奈奎斯特（Nyquist）通过频域的角度判断系统稳定性，奠定了频域法的基础；随后伯德（Bode）和尼克尔斯（Nichols）进一步发展了频域法，形成了经典控制理论的分析法；美国科学家伊万斯（Evans）创立的根轨迹法被广泛应用到系统的分析与设计。经典控制理论起始于20世纪出，20世纪50年展到相当的成熟阶段，形成了较为完整的理论体系，在人们的实践中发挥巨大的作用。

随着技术的发展和人们对未知领域的探索，经典控制理论已经很难解决所有需要解决的问题。因此，在经典控制理论的基础上，现代控制理论应运而生。俄国数学家李雅普诺夫于1892年创立的稳定性理论被应用到现代控制理论的研究和分析中；1956年，前苏联科学家庞特里亚金和美国数学家贝尔曼（Bellman）分别提出的极大值原理和创立的动态规划理论为最优控制问题提供了强有力地理论依据；1959年，数学家卡尔曼（Kalman）提出了卡尔曼滤波器，随后，又提出系统能能控性和能观性。直到20世纪60年代，一套以状态方程为描述系统的数学模型，以卡尔曼滤波和最优控制为核心的控制系统分析与设计的新理论和方法基本确定，标志着现代控制理论由此诞生。

2 两种控制理论的简述

2.1 经典控制理论本质上是频域分析方法，以表达系统输入与输出关系的传递函数为数学模型、根轨迹和BOde图为主要工具，系统输出对特定输入响应的“稳”、“快”、“准”性能为研究重点，常借助图表分析设计系统。综合方法主要为输出反馈和期望频率校正。校正方法主要包括串联校正、反馈校正、串联反馈校正、前馈校正和扰动补偿等，校正装置由能实现控制规律的调节器构成，例如PI、PD、PID控制器。然而在设计中，有时并不可能完全满足控制系统的所有性能指标，并非是最优控制系统。

2.2 现代控制理论实质上是时域分析方法，以揭示系统外部输入输出关系与内部状态的状态空间表达式为动态数学模型、状态空间法为主要工具、在多种约束条件下寻找使系统某个性能指标传函取极值的最优规律为研究重点，借助计算机分析设计系统。综合方法主要为极点配置、状态反馈、各种综合目标的最优化。所设计的系统能运行在接近某种意义下的最优状态。

3 两种控制理论的对比研究

现代控制理论是在经典控制理论的基础上发展得到的，但两种理论在方法和思路上显著不同。通过比较分析两种理论的各自的研究对象，数学建模和应用领域，了解两种理论的异同，可以方便我们选择合适的理论来研究和控制系统。

3.1 两种系统研究对象分析

经典控制系统一般局限于单输入单输出，线性定常系统。严格的说，理想的线性系统在实际中并不存在。实际的物理系统，由于组成系统的非线性元件的存在，可以说都是非线性系统。但是，在系统非线性不严重的情况时，某些条件下可以近似成线性。所以，实际中很多的系统都能用经典控制系统来研究。所以，经典控制理论在系统的分析研究中发挥着巨大的作用。

现代控制理论相对于经典控制理论，应用的范围更广。现代控制理论不仅适用于单输入单输出系统，还可以研究多输入多输出系统；不仅可以分析线性系统，还可以分析非线性系统；不仅可以分析定常系统，还可以分析时变系统。虽然现代控制理论的适用范围更多，但并不能定性的说现代控制理论更优于经典控制理论。我们要根据具体研究对象，选择合适的理论进行分析，这样才能是分析的更简便，工作量较小。

例如：研究两只水箱串联工作的双容过程。设其被控量是第二只水箱的液位h2，输入量为q1。根据物料平衡关系和以得到如下的过程框图。

其中C1、C2分别为两只水箱的容量系数，R2、R3分别为阀2和阀3的阻力液阻。该系统为单输入单输出系统，用经典控制理论很方便的分析系统结构，便于对系统进行控制。现代控制理论当然也能处理此问题，但是相对而言却比较的繁琐。

所以，通过上例可以看出，经典控制论对于分析单输入单输出的系统比较方便。虽然经典控制理论发展的较早，研究的比较透彻，但对于多信号输入输出的系统，其具有很大的局限性。因此，现代控制理论在对多输入多输出系统的研究比较方便，特别是对系统辨识、鲁棒控制和最优控制的复杂系统的分析具有其独特的优越性。

3.2 两种控制理论的数学建模

微分方程（适用于连续系统）和差分方程（适用于离散系统）是描述和分析控制系统的基本方法。然而，求解高阶和复杂的微分和差分方程较为繁琐，甚至难以求出具体的系统表达式。所以，通过其它的数学模型来描述系统。经典控制理论是频域的方法，主要以根轨迹法和频域分析法为主要的分析、设计工具。因此，经典控制理论是以传递函数（零初始状态下，输出与输入Laplace变换之比）为数学模型。传递函数适用于单输入单输出线性定常系统，能方便的处理这一类系统频率法或瞬态响应的分析和设计。然而对于多信号、非线性和时变系统，传递函数这种数学模型就无能为力了。传递函数只能反应系统的外部特性，即输入与输出的关系，而不能反应系统内部的动态变化特性。现代控制理论则主要状态空间为描述系统的模型。状态空间模型是用一阶微分方程组来描述系统的方法，能够反应出系统内部的独立变量的变化关系，是对系统的一种完全描述。状态空间描述法不仅可以描述单输入单输出线性定常系统，还可以描述多输入多输出的非线性时变系统。另外，状态空间分析法还可以用计算机分析系统。

虽然传递函数和状态空间模型是两种不同的描述系统的方法，但两者是可以相互转换的。例如：对于由输入输出方程

描述的系统，通过Laplace变化，可以将系统用传递函数

描述。接着对系统进行状态空间变换后可得到状态空间模型

系统方框图为图1。然而描述描述同一输入输出关系的系统的状态空间模型却不唯一。上述系统同样可以用另外的状态空间向量描述

系统方框图为图2。

由系统方框图可以看出，传递函数只能描述系统的外部动态特性，状态空间模型可以表示出内部的特性。另外，由图1和图2可以看出，两个系统的框图不同，描述不同的系统特性，但是表示的输入输出关系与传递函数所表征的相同。所有，当值关注系统输出特性时，用传递函数比较方便，但对于内部特性的研究，状态空间模型则能表现出其优越性。

3.3 应用领域

两种控制理论在工业生产、环境保护、航空航天等领域发挥着巨大的作用。由于经典控制理论发展的比较早，相对而言理论比较成熟，并且生产生活中很多过程都可近似看为线性定常系统，所以经典控制理论应用的比较广泛。现代控制理论是在经典控制理论基础上发展而来的，对于研究复杂系统较为方便。并且现代控制理论可以借助计算机分析和设计系统，所以有其独特的优越性。两种理论有其各自的特点，所以在对系统进行分析与设计时，要根据系统的特征选取和是的理论。

4 结论

通过对两种控制理论的对比分析，可以了解到两种理论的异同。经典控制理论研究系统比较直观，方便分析和改善系统的输入输出性能。现代控制理论重点是研究系统内部动态性能，能够很好的认识和分析系统，但对于低阶系统的研究却较为繁琐。两种理论有其各自的特长，但又存在着局限性。所以熟识两种理论，具体的问题具体分析，选取合适的理论研究不同的系统。随着社会的发展，两种理论对科技的进步发挥着巨大的推动作用。在实践中，两种理论也会得到发展和完善，并且促进新的理论的形成，智能控制理论就是个很好的例子。

参考文献

[1] 王宏华.现代控制理论[M].电子工业出版社，2006.

[2] 万百五，韩崇昭，等.控制论―概念、方法与应用[M].清华大学出版社，2009.

[3] 赵明旺，王 杰，等.现代控制理论[M].华中科技大学出版社，2007.

篇（6）

1.1智能化控制系统的概述。随着我国社会生产速度的加快，我国智能化控制生产技术水平不断提升。其智能性主要包括以下几个方面。（1）就当前而言，工业企业朝向大型化、一体化以及智能化的方向发展，而智能化生产技术极大程度地满足了工业企业这一生产要求。智能化技术的应用有利于实现安全、环保、循环发展的经济发展理念。（2）在企业生产过程中应用智能化生产技术，这有利于实现企业生产、经营管理信息的高度集成化与一体化。（3）智能化技术的应用有利于控制生产过程，通过网络技术就能控制装备的运行情况。（4）在生产过程中应用智能化技术，这有利于促进设计、生产以及经营过程都实现柔性化、虚拟化的目的。（5）实现科研、生产、工程、经营方式的数字化、自动化以及网络化。（6）促进公司供应商、合作关系以及客户之间业务之间的网络化发展。1.2智能化控制系统在工业生产过程中的实际应用。1.2.1促进生产过程自动化。社会经济在不断发展，工业化发展速度在加快，有效结合机械、电气以及自动化装置，这有利于推动我国工业实现全面自动化生产。在工业前进与发展过程中，我国出现了数控机床、自动化仓库以及智能化机器人等新生事物，这也提升了生产管理以及信息化管理的自动化水平。1.2.2促进工业生产实现自动化管理。推动工业生产实现自动化管理，这有利于推动企业人力资源、办公、财务管理工作的开展。在处理信息的基础上，将计算机、通信以及相关的控制学科融合起来，并应用到实际生产过程中，这有利于创造一个速度快、配置水平高以及具有大量信息处理能力的网络终端设备。实现工业生产的自动化管理有利于帮助企业管理人员做好企业决策工作，有利于企业工作顺利进行。

2企业智能化控制系统的发展特征

企业智能化控制系统的发展特征主要表现在以下几个方面：2.1智能化。工业自动化仪表实现智能化以及模块化发展，主要是在其中应用了微处理器、集成电路以及嵌入软件等一系列高科技手段，其能有效地调控与管理工业生产过程，具备智能化的特征，最终完成对各个生产过程中的控制与处理，促进生产过程更加正确与精准。2.2虚拟化。工业智能化化仪表的虚拟化主要是借助计算机等网络平台，以工业生产的实际情况与需要为基础，设计特殊的应用软件，结合应用虚拟化仪表硬件与软件，对生产过程进行模拟，最终确保数据采集、传输以及现实等工作得到充分地发挥，最终达到自动化控制的目的，顺利地完成各项生产任务。2.3网络化。在促进生产过程自动化管理的过程中，要实现局域网，不断地提升工业仪表的应用效率。扩展性好，具有相互连接的作用，这是自动化仪表的主要优势，其能进一步丰富产品结构，最终形成一个系统性比较强、操作性比较高，具有开放性的高效网络体系。

3智能化控制系统与企业信息化管理

企业信息化管理主要是企业实行信息化管理的过程。企业信息化管理主要包括企业运作管理、信息资源管理、信息设备管理以及企业运作方式管理等。在当代社会，企业在管理过程中仍然沿用传统的管理方式，这显然是不合时宜的。因此，企业需要实现顺应社会发展趋势，实现信息化管理，将电子商务以及网络技术等应用到企业信息化管理过程中去。在企业信息化管理过程中充分发挥自动化控制系统的作用，这有利于实现企业信息化管理的高效性。IJRP软件属于自动化控制系统的高层管理软件，这种管理软件能为企业信息化管理提供更多基础性的数据以及信息。通过智能化系统软件，企业高层管理人员就能详细地了解到企业的实际生产状况，并获得企业生产的重要数据信息。管理人员在掌握这些数据信息的基础上，结合企业的实际发展状况制定出更加长期的发展规划以及战略目标，最终促使企业实现可持续发展，提升企业的综合竞争能力。开放性高，具有较好的扩展性，这是自动化控制系统的主要发展优势，这能为企业信息化管理提供更多的数据信息。企业在获得更多数据的同时，有利于其建立以及丰富更加详细的信息化管理结构，这也为企业信息化管理提供更加有利的保障。企业信息化管理过程中应用智能化系统，这有利于促进企业业务流程的自动化，为其工作的顺利开展提供有利的动力支持。

4结语

综上所述，在经济、科技发展的新形势下，企业在管理过程中要顺应社会发展的步伐。在实现信息化管理过程中充分地利用智能化控制系统，充分发挥智能化控制系统的发展优势，实现企业信息管理的智能化，为企业发展与决策提供有效的借鉴意见，最终推动企业长远发展。

作者:梁晓龙 单位:四川省西南医科大学信息与统计部

参考文献

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本文立足于系统的稳定控制问题，结合新一代智能型低频低压减载装置的科研项目，研究了相关领域并提出了新的思想，为更深入的研究奠定了基础。

本文首先综述了电力系统安全稳定控制的研究现状，从控制理论及控制措施(装置)两方面概述了国内外的主要研究成果。最后简要介绍了安全稳定控制技术的发展趋势。

电力系统暂态能量函数直接法经过多年的研究，近来已取得重大进展，成为时域分析的重要辅助方法。本文第二章对暂态能量函数的基本理论和方法作了介绍，重点探讨了EEAC法及其在稳定切机控制中的应用。进一步的实用化还需要大量的工作。

多机系统频率动态过程是低频减载方案设计的重要依据，本文在原有线性化扰动模型基础之上，增加了发电机和负荷频率调节效应的影响，并进行了系统仿真研究。同时根据多机模型特点及仿真结果提出了一种基于多机系统的低频减载设计和整定新方案，与传统方案相比，该方案提高了低频减载性能及系统运行方式的适应性。

作为方案的一种实现，本文作者作为主要研制者之一研制开发了新一代微机智能型低频低压减载装置。第四章详细介绍了装置改进的软件测频算法，按功率定值减载的实现方法，软、硬件结构等关键技术措施。最后给出了装置的动模实验结果。

关键词：安全稳定控制低频低压减载暂态能量函数切机控制

EEAC频率动态过程频率仿真按功率减载测频算法

Abstract

Powersystemstabilitycontrol,onwhichextensiveattentionhasbeenpaid,isan

importantmeasuretosafeguardareliablepowersystem.Withthequickdevelopment

ofpowersystem,lotsofmorecomplicatedsecurityandstabilityproblemsareemerged.

Thesaferunningofpowersystemrequireseagerlytheresearchanduseofthelatest

technologyofcomputer,communication,electronicsandmoderncontroltheorytodevelop

andmanufacturestabilitycontrolsystemandautomaticallysafetycontrolequipment.

Inthispaper,stabilitycontrolofpowersystemisfocused.Newideaswhich

arethebasisofdeeperresearcharedevelopedonthebasisofextensiveresourceon

relatedfieldintheprocessofresearchinganewintelligentstyleunderfrequencyand

undervoltageloadsheddingequipment.

Thelatestresearchofpowersystemstabilitycontrolisreviewedfirstlyinthispaper.

Then,themainachievementsatcontroltheoryandcontrolequipmentareintroduced.At

theend,thetendencyofsafetyandstabilitycontroltechnologyisintroduced.

Afteryearsofresearch,directmethodusingtransientenergyfunctionofpowersystem

hasgottenimportantdevelopment,andhasbecomethemainmethodoftime-fiendanalysis.Inchapter2,basictheoriesofTEFmethodareintroduced,andtheEEAC

methodanditsapplicationinstabilitygeneratortrippingcontrolarediscussedcarefully.

Alotofworkstillneedtobedoneinordertomakepracticalachievement.

Thefrequencytransientprocessofmulti-generatorsystemistheimportantbasisofunderfrequencyloadsheddingschemedesign.

Inthispaper,theeffectsoffrequencyregulationofgeneratorandloadareincludedon

thebasisoflineardisturbancemodel,andsystemdigitalsimulationresearchisincluded

too.Accordingtothecharacteristicsofmulti-generatormodelandresultsofsystemdigitalsimulationresearch,anewdesignandset

schemeofunderfrequencyloadsheddingequipmentonthebasisofmulti-pared withconventionalscheme,

thisschemeadvancedthecharacteristicsofunderfrequencyloadsheddingequipment

anditsadaptivelytopowersystemrunningstyle.

Asawaytoactualizethisscheme,anewintelligentstyleunderfrequencyand

Undervoltageloadsheddingequipmentonthebasisofmicrocomputerisdevelopedin

thispaper.Inchapter4,theimprovedalgorithmoffrequencymeasurement,themethod

ofloadsheddingaccordingtopower,andthekeytechnologyofsoftwareandhardware

structureareintroducedindetail.Attheend,thephysicalsimulationresultsofthis

equipmentarelisted.

KEYWORDS:

powersystemstabilitycontrolunder-frequencyandunder-voltageloadshedding

transientenergyfunctionextendedequalareacriterion

generatortrippingfrequencydynamicalprocess

loadsheddingaccordingtopowerfrequencysimulationAlgorithm

目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论(1)

§1-1引言(1)

§1-2安全稳定控制研究现状(2)

§1-3论文的主要工作和章节安排(7)

第二章暂态能量函数与切机稳定控制(8)

§2-1多机系统的经典模型和暂态能量函数(8)

§2-2直接法的假设和扩展等面积定则(9)

§2-3切机模型及其实用判据(12)

第三章多机系统频率动态特性及低频减载的整定(15)

§3-1传统的单机模型及整定(15)

§3-2多机系统频率动态过程的数学模型(16)

§3-3多机系统频率动态过程的仿真计算(20)

§3-4低频减载设计方案新探讨(24)

第四章智能式微机低频低压减载装置的研究(26)

§4-1大电网频率电压紧急控制的新特点及新要求(26)

§4-2基于富氏滤波测频算法的改进研究(27)

§4-3智能式低频低压减载装置的设计原理(31)

§4-4装置动模试验报告(39)

第五章全文总结(43)

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（2）从业要求高。信息系统工程所涉及的类型广、技术领域多，实际情况复杂，对应的工程监理从业人员需要具备有各个领域的专业技术知识，并且还必须具备较为丰富的实践经验，否则光靠理论知识是很难把监理工作做好。

（3）实施难度大。信息系统工程项目投资大、周期长、风险高，且需求变动快，造成工程项目的不可预见成分较高，监理起来也比较困难，监理实施过程中具有较大的难度。

2信息系统工程目标控制原则

2.1事前控制原则

事前控制就是在信息系统工程建设之前的筹备工作，加强对产品质量控制，并依据客户要求和自身特点制定相关标准，进而指导信息建设有序的开展。在信息系统设计完成后，相应的检测是必不可少的，注意发现其中存在的隐患，将其消除在萌芽阶段。由于信息系统工程是在网络基础上建立的，相关设施投入资金较大，如果在信息系统工程建设过程中存在影响质量的因素，进而导致无法满足客户的需求，投入的资金将会面临浪费的风险，由此可以看出相应的高投入同样伴随着高风险。

2.2阶段控制原则

由于信息系统工程建设以客户要求为准则，需要对其进行分阶段的创新，最后将各部分的质量合为整体，实现整体的质量目标追求。对信息系统建设标准应紧跟时代步伐前进，基于信息系统工程发展历程时间较长，已经有了一定的规模。在此领域中国内外产生了众多专业性人才，针对信息系统工程的发展特点提出了相应的衡量标准，其中包括了系统运行遵循的技术规范，系统设计与维护应当遵循的规范，为信息系统工程建设提供了科学的理论支持。

2.3客户中心原则

信息系统工程建设同样属于第三类行业，服务业，所遵循的理念同样是以服务客户为中心。由于信息系统的使用者都是客户，不同客户对于质量的要求相应的有所不同，在建设过程需要充分的满足客户的需求，根据客户的要求进行信息系统工程的设计，但是满足客户需求的还要保证信息系统工程的质量。客户对于信息系统工程的评价是衡量其设计质量的重要标准，因此，在设计之初应充分的考虑用户的工作特点和功能要求，以确保信息系统工程建设成功。

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分类号：TP303.01

引言

自来水与人们的生活息息相关，水质的好坏关系到人们的身体健康，因此其生产过程的优化有重要的意义。自来水厂实现自动化的根本目的是提高生产的可靠性和安全性，实现优质、低耗和高效供水，获得良好的经济效益和社会效益。水厂同其它行业的工厂，自出现以来不断现代化，不断革新，其生产能力、净化效果也不断上升。日产一百万吨以上高质量自来水的超大水厂也不稀奇，维持这样一个大型的水厂正常运行，还要保证出厂合格自来水，对净水工艺和自动控制水平都提出了更高的要求。

一、净水厂水处理工艺

1、净水厂工艺流程

净水厂生产工艺属典型的过程控制系统，一般各个厂家采用的生产流程也比较相近。常用的水处理环节主要包括自然沉淀、混凝沉淀或澄清、过滤、消毒，同时针对不同条件的原水而采用的气浮、吸附及氧化等净水处理工艺。在我国，许多的净水厂目前采用的是混凝沉淀或澄清、过滤和消毒等工艺，也被称为传统的处理工艺。确切的就是水从水库抽取，送到厂里，加入絮凝剂和消毒剂，在絮凝池中反应，然后在沉淀池中沉淀分离，再经滤池过滤，最后进入清水池，用泵送至城市管网。每种过程工艺都有不同类型的构筑物，具体应用，可以根据原水的水质情况、出厂水质要求、水厂的规模和投资预算多少等众多因素来进行具体的分析，决定最后的方案。

2、混凝工艺

混凝（加药）就是向原水净化中加混凝剂及助凝剂，能够加速水中胶体微粒凝聚和絮凝成大颗粒，凝聚和絮凝总称为混凝，混凝包括原水投药并与水混合，药反应形成大颗粒的絮凝物的两个阶段的整个过程。混凝剂入水反应使胶体颗粒脱落后，从形成微小絮凝物到微小絮凝物之间相互吸附长大而沉降分离的过程经混合和絮凝，使水中胶体颗粒及微小悬浮物相互碰撞和聚集，形成易于从水中分离的大颗粒絮凝体的过程。沉淀就是使原水中的泥沙或经投药混凝后所产生的矾花颗粒，依靠重力作用从水中沉降分离出来而使混水变清的过程。

混凝沉淀是将混凝剂（PAC）和助凝剂（PAM）分别溶解，按照将PAC和PAM与清水分别投入兑成一定比例的药液，并用搅拌机加速混合。然后将原水和一定流量的PAC和PAM的药液加入到溶解池并用搅拌机混合，使混凝剂与原水充分反应，加强混凝效果。最后原水流入澄清池，排出絮凝体。

在水处理中的混凝沉淀直接影响水质处理效果，因此，对其投加量的控制更是严格要求。絮凝现象比较复杂，不同的混凝剂以及不同的水质条件，混凝机理都有所不同。

3、过滤工艺

水处理过程中，过滤一般指混凝后的水穿过石英砂滤料或其它颗粒层，挡住水中悬浮杂质，使原水得到澄清的过程。原水经过混凝沉淀后，大部分的杂质粒子和细菌病毒已经被删除，浊度小于10NTU，但仍不能满足生活饮用的要求。过滤不仅能进一步降低水的浊度、有机物、在水中的细菌也具有较强的清除作用。此外，过滤后的水中虽然残留着少量细菌和病毒，也会因失去颗粒物的保护和依存作用而成为状态，为消毒创造了良好条件。

过滤时，进水阀开启，排水阀、水冲阀和气冲阀关闭，絮凝后水进入滤池，进入滤池的水经过滤沙过滤后，从清水管流往清水池，从而完成了整个过滤的过程。泥泞的水流经滤料层的时候截留水中杂质。随着杂质在滤层中拦截数量逐渐增加，滤料层滤沙之间的孔隙不断变小，水流阻力增加。当水头损失达到一定程度，会减少滤池出水量，或水质超标时，滤池必须停产反冲洗。

滤池运行管理中反冲洗也是重要的环节，其目的是清除被滤层所截留的杂质，使滤池恢复过滤能力。反冲洗有单独水反冲洗、水反冲洗和表面冲洗以及气水反冲洗。根据水厂滤池的实际情况，采用的是气水反冲洗，即先气冲洗，再气水同时冲洗，最后水冲洗的方式。

4、水的消毒

大多水中微生物粘附在悬浮颗粒上，所以悬浮物较少或浊度较低的水，微生物也相应的减少。虽然经过混凝、沉淀，可以除去大多数细菌和病毒，但消毒则起了保证饮用水细菌学标准的作用。消毒的方法包括物理法和化学法两种。在水处理中，最常用的是加氯消毒法，这一工艺过程常被称为加氯。我国生活饮用水卫生标准规定：水厂把氯气作为消毒剂，氯气与水接触超过30分钟后出水余氯应不低于0.3mg/L，城市管网供水的余氯不应低于0.05 mg /L（适用于加氯消毒）。氯消毒的原理，可以破坏被认为是氯细菌酶系统，当氯气透过细胞膜时，与细胞中酶发生不可逆反应，致使细胞死亡。

加氯消毒在净水流程中经常不只一次，在本文所研究水厂，共有三次，分别为前加氯、后加氯和中途加氯，前加氯是在原水管路上进行投加，杀死原水中的微生物和氧化分解有机物，由于混凝、沉淀和过滤是一个很长时间的过程，所以前加氯对经过滤池过滤后的水中余氯含量影响不大。后加氯是在通往清水池的管路上投加，进行消毒。中途加氯是在净水出厂通往城市管网的时候投加的，使出厂水达到国家生活饮用水卫生标准的规定。

5、清水池

过滤基本上是净水处理的最后工艺了，从滤池出来的水流入清水池储存，使自来水厂保持一定的水量储备。最后，清水由水泵从连接清水池和送水泵房的配水池中加压抽入供水管网，并以一定压力供给用户。

6、回收池

由于水厂地处西北部，使用的是地表水库提供的原水，水资源不是很丰富，所以冲洗沉淀和滤池的废水都回收利用。因此设置了回收池。

澄清池和滤池冲洗过的污水从进水渠流入回收池，通过加药絮凝及PH值调节，经过一段时间的沉淀，水中部分污泥沉降在池底。然后启动刮泥车，刮泥车在回收池中来回运动，刮起池底污泥，并用刮泥车上的水泵将池底较浑浊的水抽入排污渠，并最终排入城市污水系统。而回收池上层较干净的水则由回收泵抽入絮凝池。

二、净水厂水质处理控制系统

在原水处理阶段的配水、加药及后续的水处理都为滤池服务，属于所有滤池的公用部分。水厂共有三组滤池，每组包含8个滤池，每个滤池都有各自的PLC，采用是阀门控制。很多工艺要求通过人工手动控制无法完成，且人工控制需要更多的运行管理人员，增加了运行操作人员的强度，而且降低了工艺处理过程的可靠性。为了保证水处理过程的安全可靠和生产的连续性，同时为满足水处理工艺的需要，必须采用“在线仪表+PLC数据采集监测+水处理工艺自动控制设备+计算机调度管理系统”的模式来实现优质、可靠、低成本供水。目前在国内外各水处理厂普遍采用“先进工艺+自动化控制+调度管理”的模式。系统总体结构如下：

1、集中管理层

由1台或多台运行员站和1台工程师站组成，给操作和管理维护人员提供人机界面。能准确显示过程控制情况和程控系统运行状况，记录设备的启停时间和故障发生及消除的时间；打印各种报表并能故障报警；在线修改控制参数；通过网络与分散监控层连接，接收和发送数据信息，还可与管理网联网，向管理网发送相关信息。

2、分散监控层

由多个过程监控装置组成分散监控层，每个过程监控装置作为一个子系统，将整个过程控制分成几个局部过程控制或单元控制系统。各子系统功能相对独立，采集各自对象的输入信号和被控制信号，运算处理后输出控制信号，并通过网络与集中管理层以及其它各子系统连接，接收和发送数据信息。

3、现场控制层

由多台就地控制操作箱组成，具有现场手动操作、手动和自动控制的电气联锁和切换、驱动电气设备、非电量信号转换等功能。集中管理层和分散监控层之间用高速通信网连接，分散监控层与现场控制层之间通过测量信号和控制信号电缆一一对应连接。

结语

以上笔者对净水厂水质处理控制系统进行了粗略探讨，由于时间和篇幅有限，还有许多内容没涉及到，比如：净水厂水质处理控制系统硬软件配置等，在今后工作中，笔者将继续研究。

篇（10）

在我国现代化工业发展的进程中，人们对产品生产质量提出了更高的要求，产品生产过程中的管理、监督、控制、检测工作也越来越受到重视。基于我国新测绘法中相关规定，测绘工程质量管理指的是对从测绘工程单位承接测绘任务开始，一直到产品交付过程，实施的全过程质量管理。在测绘工程实施过程中，应该坚持质量第一、统一控制的原则，同时注重测绘工程的整体经济性，加强对测绘过程的监管，保证测绘工程的质量满足工程具体的目标。质量管理是测绘工程发挥功能效益的保障，所以需要采用多种形式，对测绘工程质量宣传，提高测绘工作人员的质量意识，并加强测绘人员技能培训，提高测绘水平。

1．2测绘工程系统控制概述

测绘工程系统控制主要是在工程范围内，建立协调、统一的监控网络，对测绘工作各个环节实行统一调配以及质量监控，保证测绘精度与均匀性。在实际测绘工程中，可以选择与城市控制网、国家控制网进行联网，建立统一的系统控制网络，同时根据测绘区域地理特征、高程等确定合理的投影长度。测绘工程系统控制必须联系实际，避免系统控制网与实际测绘工程不符的情况。

1．3测绘工程质量管理与系统控制重要性分析

测绘工程质量管理与系统控制对测绘工程整体质量与安全，直接影响我国社会主义发展战略的科学性，是我国信息化建设顺利进行的必要前提。同时，加强测绘工程质量管理与系统控制，能够不断的提升测绘工作水平，对促进我国测绘工程健康发展具有十分重要的意义。

2测绘工程质量管理与系统控制现状分析

现阶段，测绘工程质量管理与系统控制中存在的问题主要体现为以下几个方面:(1)现阶段测绘工程单位测绘工作绝大多数都是自测自用，外界的监督力度较弱，因此逐渐形成较为松散的行业习惯;(2)一些测绘工程单位虽然也建立了质量管理与系统控制体系，但由于体系不够完善，使得测绘工程各个环节工作不能有效的协调与统一;甚至一些测绘工程单位质量管理与系统控制机构流于形式，不能履行部门的义务;(3)测绘工程质量管理与系统控制部门人员素质有待提升，对测绘工程工作质量与效率造成很大的影响．

3加强测绘工程质量管理与系统控制的有效措施

基于现阶段测绘工程质量管理与系统控制的现状，笔者根据多年的测绘工作经验，现提出以下几点加强测绘工程质量管理与系统控制的有效措施，供有关人员参考。

(1)做好测绘工作前期准备。

在测绘工程具体工作开展前，需要对工程地理位置、环境条件的调查，并在此基础上选择合适的材料的设备。根据现场勘查获取的第一手资料，结合具体的测绘工程发难，对相关技术要求进行认真研究，确保方案与计划与行业标准相符，加强对测绘工程方案的审查，确保方案的可行性。另外，需要根据具体的测绘任务，建立完善的质量管理与系统控制制度，落实具体工作责任制。

(2)完善测绘相关的法律法规。

随着城市化建设的深入，国家加大了对测绘质量的重视程度，先后颁布了计量法、质量法、测绘法等一系列法律，同时在此基础上有颁布了包括测绘产品质量监督检验管理办法、测绘质量监督管理办法等一系列的法规政策。但是目前测绘工程相关法律法规政策还不够完善，同时其可行性有待提升，给测绘工程质量管理与系统控制工作带来很大的影响。这就需要国家不断的完善相关法律，强化法律对测绘工程的监督与约束，为测绘行业提供行业规范与标准。

(3)不断的完善测绘工程质量管理机制。

测绘人员在我国各个经济建设部门中都有涉及，各具特点，同时也存在一定的差异性。只有完善的测绘工程质量管理机制，包括检查机制、制约机制、激励机制等，为测绘工程质量管理与系统控制提供有力的依据。另外，还需要加强测绘工程单位年检，将绩效考评、统验结果作为年检的重要依据，及时了解测绘工程行业动态，制定合理的质量管理与系统控制统计表;完善测绘质量抽查制度，扩大抽查的密度、范围等，同时抽查标准，并将结果公布，接受社会的监督。

(4)加强测绘工程系统控制管理工作。

测绘工程的质量管理与系统控制不仅可以很好地为社会提供测绘工程产品的管理与服务，而且可以进一步规范完善测绘工程生产单位的生产行为，具有科学、公正、独立、服务与管理等特征，是保证测绘工程的顺利达标的保障。为了保证整个测绘工程顺利推进，必须通过对测绘工程产品生产过程的管理与控制，掌握测绘工程产品生产的具体过程，可以了解其中存在的问题与困难，以便及时提出可行措施加以解决落实。为了保障测绘工程的质量和服务水平不断提升，要以市场经济发展规律为依据，逐步规范测绘工程管理控制运作行为，健全完善测绘工程管理的相关制度。而且要善于向国内外先进的测绘单位学习先进的管理控制方法和经验，并结合自身实际逐步形成完善独立的管理控制体系。