模块三 电力电子变换的逻辑控制与连续调节

引子：从电气到控制

自动控制这个词，几乎无人不知，但若问什么是自动控制，能讲清楚的人又有几个？有的人会以为，搞电的就是搞自动控制的，搞自动控制的就是搞电的，这实在是一个很大的误解。电是能量，控制是信息，两者虽然密切相关、相互依存，但却有本质的不同。合上开关，接通电路，把电能送到灯泡中，电灯就被点亮了，这是手动逻辑控制。控制的对象是电能。但促使人去开灯的原因是光线太暗，看不见了，这是信息，是“测控信息”。烧锅炉的工人发现蒸汽压力过高时，便关小风门，减少供风量，降低燃烧强度，使蒸汽压力降下来。这是手动连续控制。供风量是可以连续控制的。蒸汽压力是连续变化的。这个控制的“驱力”，也是测控信息。对能量的变化过程或状态进行观测，从观测中获得信息，根据获得的信息作出控制决策，根据决策发出控制信息指令，采取控制行动，并观测结果。这整个过程中，起主导作用的都是测控信息。如果这些测控是靠人的眼、手、脑来完成的，就是人工控制或手动控制。如果这些测控是靠自动装置来完成的，便是自动控制。自动装置可以是电气的，也可以是非电气的；可以是计算机的，也可以是非计算机的。技术发展到今天，电气自动控制、计算机自动控制，已经成为控制技术、控制装置的主流。所以搞电气技术的人，要认识到两点：一是不要以为自己学了电就是学了自动控制了，二是必须认识，学了电还不够，还要学会自动控制。

在现在的工业生产中，小型的厂子，动力与测控是不可分的。其有专门的动力部门，但不一定有专门的测控部门。这样，搞动力的人也就要能够兼搞测控。工厂中有自动测控功能的电子设备或系统会越来越多，必须学会；非电量的测控，也必须学会，所以光懂电气还不够，还要懂测控。

大、中型的工厂中，有专门的计量与测控部门。计控部门与动力部门是分开的。动力部门专门管供电与拖动，计控部门管计量与测控。但实际的设备或系统是一个整体，有动力也有测控，不可分割。两个部门，两套人马来搞同一套设备或系统。配合得好，可以各司其职，各取所长；配合不好，就会出现争执、遗漏。系统技术与系统方法强调从整体上来观察问题、分析问题和解决问题，使系统的构成、状态、调试、运行、维护达到最优化。“分而治之”的办法很难做到这一点，如果做事的人两者都懂就要好得多。可以尽显其效，也可能力避其弊。

控制只是一种手段，使受控量优化运行才是目的。搞控制要从受控设备或系统的特性和要求出发，才能达到目的。在现代工业生产中，控制技术正成为覆盖生产工艺技术、动力技术和控制理论的综合性、核心性、主导性的新技术。能够兼通这多个领域的人才是很宝贵的，又是很缺乏的。到工厂计控部门工作的人，可能是从工艺领域、动力领域中“转战”而来的。这也说明，学习电气技术的人，要在控制技术上多下功夫。在大学里，控制理论和控制技术是电力技术、电子技术、电力电子技术的后续重要课程。在职业教育体系中，对控制技术的学习还应该得到更多的重视。所以，学习控制技术是《工厂电气控制——工业电能变换与测控技术》的一项重要内容。

在跨进控制技术领域之时，你应该保持一种什么样的心态呢？请设想，你在工厂面对着具有自控功能的一台设备，或一个系统，需要你去调试、操作、运行或维修。你该怎么办？首先应该学会，怎么去认识、理解它，然后怎么在实践中运用、掌握它。理解控制系统，需要较多的数学知识。你可能还不完全具备这些知识。碰到抽象的数学符号，你可能心生畏惧。那怎么办呢？我们可以尽量避开抽象的数学推理演算，而从具体物理概念开始，先定性，再定量。