段宇

摘 要：本文通過(guò)分析生活中常見的大門開閉控制系統(tǒng)，建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，并最終實(shí)現(xiàn)控制的過(guò)程介紹自動(dòng)控制的基本原理、思想與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制；大門開閉控制系統(tǒng)；基本原理

1 問題的引出

隨著社會(huì)發(fā)展與科學(xué)進(jìn)步，人類越來(lái)越多的借助機(jī)械完成各種勞動(dòng)活動(dòng)，在這樣的大背景下，如何更好地控制機(jī)械達(dá)到預(yù)想的目的，成為人們需要重點(diǎn)考慮的問題，而這便是控制科學(xué)?？刂瓶茖W(xué)與理論伴隨著人類生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷進(jìn)步，進(jìn)入21世紀(jì)，我們可以隨處可見控制理論的應(yīng)用，無(wú)論是在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，手工業(yè)，運(yùn)輸業(yè)還是科技國(guó)防領(lǐng)域，都離不開控制系統(tǒng)，控制走進(jìn)了人們的生產(chǎn)生活之中，了解基本的控制理論以及控制概念，對(duì)于從事各個(gè)行業(yè)的人們都是十分必要的。隨著人們生活水平的提高，自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)深入到每個(gè)家庭的日常生活中，平時(shí)人們所使用的家用電器均體現(xiàn)了自動(dòng)控制原理的用處。近幾十年來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展使得控制技術(shù)有了較大的突破，自動(dòng)控制所能完成的任務(wù)更為困難，所以無(wú)論是工程人員、科技工作者，還是在校學(xué)生，掌握一定的自動(dòng)控制原理與基礎(chǔ)都是十分必要的。而在眾多控制系統(tǒng)中，大門自動(dòng)開閉系統(tǒng)是十分常見而且基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，通過(guò)分析這類控制系統(tǒng)，可以很好地闡述控制的基本原理與實(shí)現(xiàn)途徑。

2 大門開閉系統(tǒng)分析

（1）基本工作原理。當(dāng)將開門開關(guān)閉合時(shí)，在放大器輸入端得到了正的偏差電壓，經(jīng)過(guò)放大器放大之后，輸入給電動(dòng)機(jī)使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，從而拖動(dòng)繩輪按照從左向右所視方向的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將大門提起，直至偏差電壓為零時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)大門完全打開，關(guān)門過(guò)程與之類似，每一步結(jié)果與之相反。

（2）各元、部件功能。電橋產(chǎn)生正負(fù)偏差電壓，開關(guān)用于調(diào)節(jié)正負(fù)偏差電壓，放大器用于放大偏差電壓數(shù)值，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)繩輪滾動(dòng)，從而將大門提起或者放下。

從上式看見，當(dāng)開關(guān)輸入一個(gè)指示后，經(jīng)一系列的傳遞函數(shù)變換，在大門處會(huì)產(chǎn)生高度變化的響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)大門的自動(dòng)開閉。

7 應(yīng)用推廣

從20世紀(jì)以來(lái)，特別是工業(yè)革命與世界大戰(zhàn)以后，自動(dòng)控制原理與科學(xué)得到了迅速的發(fā)展，人類工業(yè)化水平的提高，不僅改善了工作條件，增加了產(chǎn)品質(zhì)量，而且極大地提高了生產(chǎn)力水平，同樣的勞動(dòng)時(shí)間產(chǎn)出了數(shù)倍數(shù)量的產(chǎn)品。自動(dòng)控制是隨著人們不斷處理與解決社會(huì)實(shí)踐和生產(chǎn)科學(xué)中遇到的問題而發(fā)展起來(lái)的。在生產(chǎn)中，人們運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)提高生產(chǎn)力，降低生產(chǎn)成本；在生活中，人們運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)讓生活變得更加便捷舒適；在科技中，人們運(yùn)用控制技術(shù)解決人力無(wú)法解決的問題；在現(xiàn)代武器中，人們運(yùn)用控制技術(shù)提高設(shè)計(jì)精度。所以，無(wú)論生產(chǎn)生活中的哪個(gè)領(lǐng)域，都離不開自動(dòng)控制技術(shù)，推廣基本控制原理，是十分必要的事情。

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