第一篇：自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用

自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用

摘要：隨著計算機技術的不斷發(fā)展，自動控制理論日趨成熟，自動化機械設備已廣泛應用于人們日常生活的方方面面，尤其是在火電廠中的運用，對我國電力事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，做出了巨大的貢獻。本文介紹了我國火電廠現(xiàn)階段熱工自動化應用現(xiàn)狀，以及自動化控制理論在火電廠應用技術的最新進展，提出了今后自動控制理論在該領域的發(fā)展趨勢，以期與同行交流。關鍵詞：自動控制 火電廠 熱工自動化 應用

近年來，我國在自動控制技術領域的研究取得了長足的進展，其研究成果不斷被應用在生活生產的各個方面。火電廠熱工自動化作為一種自動控制技術，其融合了熱能工程技術、計算機信息技術以及智能儀表儀器等相關技術，可實現(xiàn)對火電廠生產過程的各類參數(shù)進行實時監(jiān)控。這一技術的運用，將有助于提高該行業(yè)的生產效率，提高企業(yè)利潤，有效降低人力物力成本，實現(xiàn)火電企業(yè)的現(xiàn)代化革新與可持續(xù)發(fā)展。

一、火電廠熱工自動化發(fā)展現(xiàn)狀

自動控制通常是指在企業(yè)生產過程中，采用自動化儀器設備代替部分甚至是全部人工操作，并依靠這些儀器設備進行自動生產，達到甚至超過人工操作的目的。自動控制理論早在上世紀前期就已經被提出，經過幾十年的發(fā)展，其主要分為經典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個不同階段。其中經典控制理論主要以傳遞函數(shù)理論為基礎，通過建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，研究系統(tǒng)運行的狀態(tài)和規(guī)律，從而實現(xiàn)自動控制。而現(xiàn)代控制理論中，線性控制和優(yōu)化估值是其理論基礎，從而使得火電廠在發(fā)電過程中實現(xiàn)對過程的自控。智能控制綜合了前兩者的優(yōu)勢，主要以數(shù)值計算。邏輯運算為理論基礎，實現(xiàn)對復雜系統(tǒng)的精確控制。

在我國火電企業(yè)中，自動化控制理論主要運用于熱工自動化中，如圖1所示。

圖1 火電廠自動化系統(tǒng)

進入21世紀后，我國的火電企業(yè)一直致力于實現(xiàn)火電生產的數(shù)字化和智能化，10年前，人們提出了SIS概念，并逐步走向成熟，實現(xiàn)產業(yè)化。目前在建或已經使用該系統(tǒng)的電廠就有近300家，并取得了一定的經濟效益。但與DCS系統(tǒng)相比，任然存在較大的差距。

現(xiàn)階段，我國火電廠熱工自動化主要涉及自控、自檢、自保和報警四個方面。其中自動檢測主要是指利用自動化儀器實時檢測火電廠氣壓、溫度、流量等參數(shù)，保證相關設備正常運行。自動控制主要是貫穿整個生產過程的自動化檢測處理等一些列過程，包括當生產設備出現(xiàn)故障時，自動保護裝置將開啟。對故障進行診斷，對發(fā)現(xiàn)的重大問題立即報警，同時關停設備，將損失降到最小。

二、熱工自動控制系統(tǒng)在火電廠的作用

（一）熱工自動調節(jié)理論

隨著我國自動化技術的發(fā)展，火電廠熱工自動化技術也得到了相應的發(fā)展。目前我國火電產中多為基于PID調節(jié)器的控制設備。隨著計算機技術的發(fā)展，DCS系統(tǒng)的發(fā)明，集現(xiàn)代控制論和智能控制論的有點于一身，極大提高了其性能。例如何同祥提出的利用Smith預估控制實現(xiàn)對時滯特性過熱氣溫控制；韓忠旭提出的PID控制與狀態(tài)反饋相結合的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對鍋爐氣溫的精確控制；楊平利用廣義預測控制（GPC）成功實現(xiàn)對鍋爐氣壓的測控；邱忠宇提出利用模糊神經網絡算法實現(xiàn)對火電汽輪機故障診斷的新技術等。隨著相關技術的不斷發(fā)展，越來越多的公司研發(fā)出更加先進的控制模塊技術。例如德國西門子公司實現(xiàn)了模糊控制軟件模塊與DCS的結合，從而實現(xiàn)了用戶的直接調用。隨著技術的進步和人們對相關研究的投入不斷加大，越來越多的先進控制策略逐漸從理論走向實踐，形成了自動調節(jié)理論的多元化發(fā)展。

（二）擴展管理信息系統(tǒng)

自動化控制系統(tǒng)離不開計算機技術，它是以該技術為基礎，發(fā)展起來的一種綜合信息管理控制系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)作為現(xiàn)行熱工自動控制市場中的成熟產品，其成功的架構模式贏得了市場的認可，得到了人們的好評。再結合PLC的優(yōu)點，使得其實現(xiàn)了系統(tǒng)的自我擴展，適用性更為廣泛。

（三）利于積累高級算法模塊

隨著自動化技術的發(fā)展，使得系統(tǒng)的高級算法模塊日益豐富。以ZT600系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)實現(xiàn)了障礙的自我報警和檢修。這使得生產信息能夠與計算機進行快速對接，從而提高生產效率。

三、自動控制的具體運用

隨著自動化技術的不斷進步發(fā)展，火電企業(yè)也在不斷創(chuàng)新技術，以期實現(xiàn)熱工自動化以及電力生產全過程的自動化。其以自動控制理論為基礎，結合計算機技術，熱能工程技術，信息技術與現(xiàn)代儀器儀表技術，實現(xiàn)了對火電企業(yè)生產過程的智能化管理與檢測，降低了企業(yè)運營成本。尤其是在一些高危工作崗位，最大限度地減少了對人的危害，對于實現(xiàn)未來完全意義上的無人化生產提供了理論和技術儲備。就目前而言，自動控制技術主要是在以下兩方面的運用。

（一）主蒸汽壓力調節(jié)

主蒸汽壓力是火電廠發(fā)電機組正常運行的重要參數(shù)之一，其壓力值的大小將直接決定機組負荷的大小。蒸汽壓力主要受到燃料調節(jié)、引風送風調節(jié)系統(tǒng)的影響這三個系統(tǒng)共同組成鍋爐燃燒調節(jié)系統(tǒng)。因此，在調節(jié)主蒸汽壓力時，應注意調節(jié)的結果需使能量平衡。其具體的調試方法主要有串級調節(jié)和串級模糊調節(jié)兩種，前者以自動控制理論為基礎，利用Matlab軟件，進行優(yōu)化處理，根據系統(tǒng)特點進行調試。

（二）主蒸汽壓力LQ次優(yōu)調節(jié)

由于火電廠鍋爐容量較大，熱慣性較強，因此，在調節(jié)過程中，往往會出現(xiàn)較為明顯的時滯情況。這將或多或少對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響，使火電廠鍋爐運行出現(xiàn)安全隱患問題。而PID調節(jié)器和Smith預估器能夠很好的解決這一問題，根據自動控制理論，主蒸汽壓力LQ在優(yōu)化過程中，會不斷降低維度，從而達到最優(yōu)化調控目的。但是，這兩種方法自身也存在著缺點，例如魯棒性差、調節(jié)精度低，所以要實現(xiàn)最優(yōu)的控制方案，就必須對系統(tǒng)進行不斷地優(yōu)化。

四、自動化控制理論與電氣熱工控制一體化發(fā)展趨勢

在上世紀90年代我國火電企業(yè)主要使用在國際上廣泛使用的DCS系統(tǒng)，其中300MW以上機組的DCS系統(tǒng)全被國外控制，國產的DCS系統(tǒng)目前只能滿足200MW以下容量的機組，這使得我國的火電自動化裝備發(fā)展進程嚴重受限。經過國家的大力支持，采取引進吸收的策略，如今我國的火電廠自動化生產面貌發(fā)生了巨大的改變。綜合分析，其未來的發(fā)展方向將向著微型化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。與此同時，這也表明了以后其控制工作中心的發(fā)展方向。但在今后較長的一段時間里，DCS和PLC的組合形式仍是發(fā)電機組控制的首選，同時與電氣部分相結合，實現(xiàn)對鍋爐、汽輪機、發(fā)電機一體化控制。

結束語：

隨著自動控制理論在火電廠的應用，使得火電企業(yè)在生產過程中，實現(xiàn)了對生產過程的智能檢測和控制，有利于提高火電企業(yè)的生產效率，縮減人力物力成本，為火電企業(yè)的現(xiàn)代化轉型提供了技術支撐，為我國火電事業(yè)的發(fā)展做出理論指導。

參考文獻：

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第二篇：關于火電廠熱工自動控制的前瞻性思考

關于火電廠熱工自動控制的前瞻性思考

張振明

摘要: 自從火電廠采用分散控制系統(tǒng)后，汽輪機和鍋爐的控制水平有明顯的提高。但作為單元機組中的重要一個環(huán)節(jié)，即發(fā)電機變壓器組和廠用電系統(tǒng)的控制，大多數(shù)仍保留了傳統(tǒng)的控制方式，控制盤臺上裝設很多模擬儀表光字牌和開關按鈕，在一個控制室內與汽輪機和鍋爐的DCS控制很不協(xié)調，嚴重影響了火電廠自動化水平。火力發(fā)電機組的熱工自動化是保障設備安全、提高機組經濟性、減輕勞動強度及改善勞動條件的重要技術措施。火電廠有些熱工控制對象的數(shù)學模型是很復雜的，且很難測準，若繼續(xù)沿用經典和現(xiàn)代控制理論往往很難奏效，事實也證明了這點。盡管智能控制理論和技術發(fā)展的歷史不長，但其卓越的性能誘導人們在各方面進行許多應用嘗試，取得了卓有成效的成果。

關鍵詞：火電廠 熱工自動化 控制系統(tǒng) 發(fā)展趨勢

一、熱工自動控制系統(tǒng)的發(fā)展前景：

最近國家有關部委召開了關于現(xiàn)場總線技術會議，成立了現(xiàn)場總線專業(yè)委員會，制定了現(xiàn)場總線技術發(fā)展的前景目標，并由國家撥出專款用于現(xiàn)場總線技術的科技攻關。華北電力大學現(xiàn)場總線實驗室的籌建申請已被國家電力公司批準，F(xiàn)CS的應用研究即將展開。前景目標是：從現(xiàn)在起到2005年，在技術上要基本完成從目前模擬現(xiàn)場儀表系統(tǒng)到基于現(xiàn)場總線的全數(shù)字開放的自動化系統(tǒng)的轉化，使我國工業(yè)自動化儀表的技術水平趕上世界技術發(fā)展潮流。在現(xiàn)場總線技術的推進時間上，現(xiàn)在是用DCS取代模擬儀表時期，也是HART儀表的上升時期，本世紀末到2005年將是HART儀表與FF儀表的交替時期，自動控制系統(tǒng)將由以DCS為主的控制模式轉換成以FCS為主的控制模式上。就工業(yè)生產過程來說，一切努力都放在提高質量、產量和可靠性上，F(xiàn)CS是一個對工業(yè)生產過程有巨大效益的新型自動控制裝置，一旦現(xiàn)場總線國際標準出臺，它立刻就會廣泛地應用到電力等工業(yè)生產過程中。電氣控制納入DCS的范圍主要為發(fā)電機系統(tǒng)和主廠房內的廠用電系統(tǒng)，主要包括發(fā)電機變壓器線路組、高壓起動/備用變壓器、高壓廠用工作變壓器、低壓廠用工作變壓器、低壓廠用備用變壓器及低壓廠用公用變壓器等的控制和信號測量。保安電源系統(tǒng)、直流系統(tǒng)和不停電電源系統(tǒng)也要納入DCS進行監(jiān)視。另外，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)、自動準同期和廠用電快速切換更要優(yōu)先考慮納入DCS。部分電氣控制納入DCS，邁出了爐、機、電一體化的第一步。今后，一臺單元機組僅設1位主值班員，因此電氣控制必須與汽輪機、鍋爐控制形成一個整體，只有做到這一點，才能使我國火電廠自動化水平躋身于國際先進水平行列。

二、熱工自動控制系統(tǒng)的技術革新。

傳統(tǒng)的DCS因檢測、變送和執(zhí)行等現(xiàn)場儀表仍采用模擬信號(4～20 mA DC)連接，無法滿足上位機系統(tǒng)對現(xiàn)場儀表的信息要求，限制了控制過程視野，阻礙了上位機系統(tǒng)功能的發(fā)揮，因

而產生了上位機與現(xiàn)場儀表進行數(shù)字通信的要求。從80年代起，出現(xiàn)了智能化的現(xiàn)場儀表，如智能變送器等。這些智能化的現(xiàn)場儀表的功能遠遠超過模擬現(xiàn)場儀表，如可對量程和零點進行遠方設定，具有儀表工作狀態(tài)自診斷功能，能進行多參數(shù)測量和對環(huán)境影響的自動補償?shù)龋钍苡脩魵g迎。智能化現(xiàn)場儀表的出現(xiàn)，也要求與上位機系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字通信。正是在上述2方面因素的驅動下，要求建立一個標準的現(xiàn)場儀表與上位機系統(tǒng)的數(shù)字通信鏈路，這條通信鏈路就是現(xiàn)場總線，F(xiàn)CS也就應運而生了。

三、熱工自動控制系統(tǒng)改進后的經濟效益。

采用FCS取代DCS比采用DCS取代模擬儀表具有更大的經濟效益。如“變千百根電纜為一根”，可節(jié)約大量電纜；控制功能下放到現(xiàn)場，使控制信號傳輸?shù)臏蚀_性、實時性、快速性和可靠性大為提高；現(xiàn)場總線通信協(xié)議國際標準化后，可使不同廠家的產品互相連接和操作，消除了目前自動化的孤島現(xiàn)象；省去I/O端子柜和控制柜后，使控制室占地面積大大減少并使系統(tǒng)簡化，帶來了系統(tǒng)設計、安裝、調試和維護費用的降低及工作量的大大減少；由于機組控制室(指2臺機組共用1個控制室)只有2根同軸電纜或光纜和幾根緊急停機開關的電纜進入，大大有利于控制室的防火和火電廠的安全運行。目前，盡管存在著多種現(xiàn)場總線模式，但最開放、功能最完備和最有應用前景的現(xiàn)場總線當屬基金會現(xiàn)場總線FF(Foundation Fieldbus)。它除了具備一般總線的特點外，在客戶服務、功能模塊調用、設備描述、診斷和保護、通信方式、數(shù)據精確傳遞、本安供電、設備的即插即用等方面，最能體現(xiàn)國際先進水平，是受到國際大多數(shù)地區(qū)和國家贊賞的總線標準。

四、熱工自動控制系統(tǒng)改進后的科技價值。

現(xiàn)代控制理論于60年代形成，它主要研究具有高性能、高精度的多輸入、多輸出(多變量)、變參數(shù)系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題。它對多變量有很強的描述和綜合能力，其局限在于必須預先知道被控對象或過程的數(shù)學模型。現(xiàn)代控制理論是在經典和現(xiàn)代控制理論基礎上于90年代基本形成的。智能控制的提出，一方面是實現(xiàn)大規(guī)模復雜系統(tǒng)控制的需要；另一方面也是現(xiàn)代計算機技術高度發(fā)展的結果。計算機使控制技術的工具發(fā)生了革命性變化，給智能控制的實現(xiàn)提供了有力的保證。智能控制是一種新的控制方法，它基本解決了非線性、大時滯、變結構和無精確數(shù)學模型對象的控制問題。從經典控制理論、現(xiàn)代控制理論發(fā)展到今天的智能控制理論，經歷了約50 a時間。從40年代至50年代，形成了經典控制理論，該理論基于傳遞函數(shù)建立起來的頻率特性、根軌跡等圖解解析設計方法，對于單輸入單輸出系統(tǒng)極為有效，至今仍在生產過程中得到廣泛應用。但傳遞函數(shù)對于系統(tǒng)內部的變量還不能描述，且忽略了初始條件影響，故傳遞函數(shù)描述不能包含系統(tǒng)所有信息。智能控制就是利用有關方法或知識來控制對象，按一定要求達到預定目的。未來的輸出及其與給定值之差，并據此以某種優(yōu)化指標計算當前應施加于過程的控制作用。

結束語：自動化技術是當今世界上發(fā)展最快、生命力最旺盛的技術和最活躍的生產力之一，世界上許多先進國家均投入大量資金，以求在激烈的競爭中占有一席之地。采用大屏幕顯示器構成的監(jiān)控系統(tǒng)要求系統(tǒng)的智能化程度更高，聯(lián)鎖保護的設計更完善，對運行值班員操作水平的要求也更加嚴格。大屏幕顯示器為實現(xiàn)1人監(jiān)盤提供了新的技術措施，充分顯示了跨世紀的大型現(xiàn)代化火電廠控制室的監(jiān)控水平。每位從事火電廠熱工自動化的技術人員都應密切關注國內外自動化的最新進展，為努力提高我國火電廠熱工自動化水平貢獻力量。

作者單位：神華準能發(fā)電廠熱工車間 010300

第三篇：電廠熱工自動化技術的應用及發(fā)展探析

電廠熱工自動化技術的應用及發(fā)展探析

摘要：隨著社會用電的規(guī)模化發(fā)展，電廠中落實了熱工自動化技術的應用，維護電廠運營的穩(wěn)定性，消除電廠中潛在的安全隱患。電廠運行中的熱工自動化技術，深化了控制、智能等理論思想，推進了電廠的自動化發(fā)展，體現(xiàn)了現(xiàn)代電廠發(fā)展的積極性。文章以電廠為研究背景，分析了熱工自動化技術的應用及未來發(fā)展的趨勢。

關鍵詞：電廠；熱工自動化技術；電力事業(yè)；用電質量；分散控制系統(tǒng)；監(jiān)控管理系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2015）28-0063-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.030

電廠是電力事業(yè)的核心結構，其對技術的要求比較高，目的是提高電廠運行的經濟效益，維護社會的用電質量。熱工自動化技術可以應用到電廠的多個模塊中，全面輔助電廠的運行，通過熱工自動化技術，加強電廠運行的控制力度。熱工自動化技術的實踐性比較高，而且其在電廠中具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ瑸殡姀S運營提供可靠的技術支持。電廠熱工自動化技術的構成

電廠中的熱工自動化技術主要由兩個部分構成，分別是分散控制系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)，結合某電廠中對熱工自動化技術的應用，重點分析兩項構成技術。

1.1 分散控制系統(tǒng)

分散控制系統(tǒng)主要應用在局域網中，電廠處于局域的環(huán)境中，分散控制系統(tǒng)利用計算機，管控熱工自動化技術的應用，實現(xiàn)多樣化的功能。電廠的局域網相當于數(shù)據的控制端口，主動處理電廠中運行機組的數(shù)據。目前，熱工自動化技術中的分散控制系統(tǒng)在火電廠中比較常用，表明分散控制系統(tǒng)的可發(fā)展性。

1.2 監(jiān)控管理系統(tǒng)

監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心是電廠熱工自動化技術中的DCS，確保DCS能夠準確地完成數(shù)據交換。DCS在熱工自動化中負責數(shù)據的處理，如采集、存儲等，利用監(jiān)控管理系統(tǒng)，可以規(guī)范DCS的運行。監(jiān)控管理系統(tǒng)中，使用的是比較先進的管理軟件，根據DCS的運行狀態(tài)，隨時調用運行軟件，提供所需的功能。熱工自動化技術中的DCS模塊并沒有達到成熟的狀態(tài)，所以監(jiān)控管理系統(tǒng)的運行還不完善，部分管理功能還沒有實現(xiàn)，熱工自動化技術構成中的監(jiān)控管理還存在很大的發(fā)展空間。電廠熱工自動化技術的應用

熱工自動化技術在電廠中的應用，改進了電廠傳統(tǒng)的運行方式，具有實踐性的應用特點。重點分析熱工自動化技術的應用，如下：

2.1 DCS應用

DCS在電廠中，改進系統(tǒng)的連接方式，減少了接口的使用量，最主要的是提高電廠的運行效率，降低了電廠的維護量。DCS能夠直接控制電廠的編程，借助計算機網絡傳輸控制信息，既可以檢測電廠系統(tǒng)的運行狀態(tài)，又可以提供操作的控制指令，實現(xiàn)分布式的控制應用。DCS是熱工自動化技術的典型代表，其可檢測電廠的整個發(fā)電系統(tǒng)，合理控制設備的運行。DCS在電廠中，朝向一體化的方向進步，取消了冗余系統(tǒng)，加快了信息傳輸?shù)乃俣龋纱诉€能提高DCS系統(tǒng)本身的性能，滿足電廠高效發(fā)展的需求。

2.2 輔助系統(tǒng)中的應用

電廠項目的規(guī)模較大，包含復雜的模塊，為了保障電廠的穩(wěn)定性，需要配備大量的物資，特別是輔助系統(tǒng)的建設，保障電廠的正常運行。輔助系統(tǒng)的消耗比較大，電廠將熱工自動化技術應用到輔助系統(tǒng)內，用于管控輔助系統(tǒng)的消耗。例如：某電廠中，統(tǒng)計2年內電廠的消耗，其中輔助系統(tǒng)的消耗占比高達50%，加重了電廠運行的成本負擔，該電廠采取熱工自動化技術應用，提高輔助系統(tǒng)自動化的控制能力，熱工自動化技術可以取代部分人工操作，轉型為機器操作，促進輔助系統(tǒng)的自動化發(fā)展，降低了輔助系統(tǒng)中的物資投入，熱工自動化技術投運半年內，成本投資下降了13.8%，表明熱工自動化技術具有節(jié)能、降耗的作用。

2.3 熱工自動控制應用

電廠建設的規(guī)模不斷擴大，對熱工自動技術的要求越來越高，強調了熱工自動控制的實踐意義。以某火電廠為例，分析熱工自動控制的應用。該火電廠的裝機容量非常大，要求熱工自動控制必須達到相關的精度，便于提供穩(wěn)定性的技術控制。該火電廠根據熱工自動控制的要求，融入計算機技術和相關理論，加強熱工自動化的控制力度。該火電廠熱工自動化控制中，使用的是PID控制技術，在此基礎上引入模糊控制，配合PID控制技術的應用，PID控制技術在該火電廠內，既可以控制復雜的過程參數(shù)，如耦合、時變，又可以發(fā)揮模糊控制的優(yōu)勢，解決參數(shù)處理中的缺陷問題，促使該火電廠的熱工自動控制能夠進入到高精度的裝量，維護火電廠的穩(wěn)定運行。

2.4 過程控制中的應用

過程控制是指熱工自動化技術在電廠生產過程中的應用。電廠生產過程中，需要準確地控制溫度、壓力等多項過程因素，所以采用熱工自動化中的智能控制技術，同時控制多項過程因素，實現(xiàn)過程的優(yōu)化控制。因為電廠生產過程中，很容易出現(xiàn)資源消耗，增加電廠運行的負擔，而熱工自動化技術對生產過程的控制具有智能化的特點，減輕過程控制的壓力，按照電廠運行狀態(tài)的需求，分配熱工自動化技術在過程控制中的應用，使用狀態(tài)預測的方法，智能管理電廠生產過程，保障電廠的生產效益。電廠熱工自動化技術的發(fā)展

熱工自動化技術是電廠運營中的主要技術，全面維護電廠的運行效率，提供有效的控制方式，進而促進電廠朝向智能化、自動化的方向發(fā)展。根據熱工自動化技術在電廠中的應用，分析熱工自動化技術的未來發(fā)展。

3.1 自律分布式發(fā)展

自律分布式系統(tǒng)是電廠熱工自動化技術的發(fā)展趨勢，此類系統(tǒng)可以實現(xiàn)協(xié)調與控制的同步進行，有目的地控制電廠的運行。自律分布式應用能夠根據電廠的運行狀態(tài)，自主調節(jié)熱工自動化技術的工作任務，提升電廠的運行水平。由于自律分布式系統(tǒng)的控制難度大，影響了電廠信息的交互，所以自律分布式系統(tǒng)在電廠熱工自動化技術中，仍舊處于研究和待發(fā)展的狀態(tài)。

3.2 引入過程控制儀表

電廠熱工自動化技術對儀表提出了新的要求，利用過程控制儀表取代傳統(tǒng)儀表，促使電廠儀表具備智能執(zhí)行的特點。過程控制儀表應用到智能設備中，按照電廠熱工自動化技術過程控制的狀態(tài)，先設計過程控制儀表的應用理論，再安排實踐應用。過程控制儀表自身的優(yōu)點明顯，廢棄后不會造成任何污染，而且具有高效的使用標準，所以熱工自動化技術在未來發(fā)展中，重點研究過程控制儀表，促使其投入到電廠熱工自動化技術中。

3.3 支援系統(tǒng)的運行

支援系統(tǒng)的應用發(fā)展目的是輔助熱工自動化技術監(jiān)控電廠運行，在保障電廠運行效率的同時，緩解電廠的運行壓力，解決電廠機組中的運行與安全問題，強化熱工自動化技術評估與判斷的能力。結語

熱工自動化技術在電廠中的應用，降低了電廠的投資成本，提供了準確的控制方法，加快了電廠的發(fā)展速度。熱工自動化技術的應用優(yōu)勢較為明顯，其在電廠中具有良好的發(fā)展條件，綜合提高電廠的運行能力。根據電廠運行的需求，推進熱工自動化技術的發(fā)展，規(guī)范熱工自動化技術在未來電廠運營中的應用，最大化地提高電廠的經濟效益。

參考文獻

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（責任編輯：陳 倩）

第四篇：熱分析在食品科學中的應用

熱分析在食品科學中的應用

摘要：熱分析是在程序控制溫度下,測 量物質的物理性質與溫度關系的一類技術。本文從熱分析在食用香精中的應用以及在食品包裝中的應用，差示掃描量熱法在食品分析中的應用等方面介紹了熱分析技術在食品科學中的應用。

關鍵詞：熱分析；食用香精；DSC；食品包裝材料材質

Abstracts

Thermal analysis is in process control temperature, amount of measuring the physical properties of material and temperature of the relationship of technology.This paper, from thermal analysis in flavouring essence and its application in food packaging application, differential scanning calorimetry in food analysis is introduced in the application of thermal analysis technology in the application of food science.熱分析技術簡介

熱分析是在程序控制溫度下,測 量物質的物理性質與溫度關系的一類技術。在加熱或冷卻的過程中,隨著物質的結構、相態(tài)和化學性質的變化,通常伴有相應的物理性質的變化、依此構成了相應的各種熱分析測試技術。

熱分析技術具有測量精度高，簡單省時，圖譜易分辨，所需試樣量少，不需預處理等優(yōu)點。熱分析技術的方法較多,常用的熱分析方法有: 差示掃描量熱(DSC)法、差示熱分析(DTA)法和熱重(TGA)法.近年來, 熱分析法得到了迅猛發(fā)展, 出現(xiàn)了多種新型測量儀器和方法, 如動力機械熱分析(DMTA)法、熱機械分析(TMA)法、聲納熱分析(sono metr yt herm al analy sis)法、發(fā)散熱分析(emanation ther-mal analy sis)法等。

2在食用香料香精分析中的應用

[3]

[2]

[1]為了解決食用香料香精往往成份復雜(含醇、酐、脂、酮等)，難溶于水，沸點低，易揮發(fā)，對環(huán)境(氧氣、光、熱等)敏感這一問題，人們提出將其進行微膠囊化，即用另外一種材料或體系將香料香精包埋起來。微膠囊化的主要作用是隔離保護，改變物態(tài)(將液體香料香精改為固體)，以及控制釋放。許多情況下，形成包合物的目的是為了增加客體分子的熱穩(wěn)定性，如在糖果和烘烤食品的生產過程中，溫度一般高于 150℃，如果直接加入香精，就會因香精的揮發(fā)性大而引起香料的損失。因此，選擇何種包埋材料、包合后熱穩(wěn)定性等性質的研究，成為最為關注的熱點。采用熱分析技術對包合物進行研究可以得到滿意的實驗結果。

另有熱分析結果表明，大多數(shù)含有苯環(huán)結構的客體分子可以與β-CD 形成穩(wěn)定的包合物，而一些鏈狀客體分子與β-CD 形成的包合物是不穩(wěn)定的，在糖果制造和烘烤食品的加香過程中，若以包合物的形式加入香精，要考慮香精分子的結構特征。DSC 在食品研究中的應用[4]

DSC(Differential ScanningCalorimetry)即差示掃描量熱法, 是在溫度程序控制下, 測量輸送給被測物質和參比物質的能量差值與溫度之間的關系的一組技術。DSC 有兩套獨立的加熱裝置, 在相同的溫度下采用電補償, 并測量樣品對熱量的吸收, 兩個加熱器在整個過程中保持在一定的溫度范圍之內, 可以精確地快速地控制溫度和進行熱容、熱焓的測量。

3.1在蛋白質中的應用

DSC 方法不僅可用于研究肌肉(蛋白質)的變性也可用于了解肌肉中的蛋白質種類。但不能研究所有的蛋白質, 就牛奶來說, 由于酪蛋白是展開的分子結構, 本身就是已變性的蛋白質, 因此加熱時, 并不存在熱變性的問題, 也就是說在 DSC 給出的熱分析圖上沒有變性峰的出現(xiàn)。

DSC 測量結果表明, 糖類物質會使蛋白質的變性溫度升高, 并且是隨著糖含量的增加而變性溫度增高。加入糖類物質之所以可以推遲蛋白質的變性, 這是因為糖類物質對臨近蛋白質分子的水分子的結構的影響, 從而改變了蛋白質的疏水相互作用。3.2測定食品中的水分含量

食品中的水用水分活度來表示時,可分為可凍結水(在0℃能結冰, 也稱為自由水)和非凍結水(一般在-80℃不能結冰, 也稱為結合水)。DSC 熱分析技術可用來測定食品體系中的自由水(即可凍結水)。而總水分可根據 AOAC 標準方法在 103~ 105℃進行恒重來測定。通過上述兩種方法可把結合水的含量計算出來。3.3在淀粉中應用

淀粉的糊化是指淀粉中加入水后, 淀粉顆粒就會吸水腫脹, 當被加熱時, 淀粉分子開始劇烈地振動, 分子間的氫鍵就被打斷, 因此在原來的氫鍵位置上就吸入大量的水(稱水化作用), 淀粉的結晶區(qū)開始慢慢消失, 當結晶區(qū)完全消失時即稱為糊化,此時的溫度為糊化溫度。由于淀粉糊化過程代表了淀粉分子從有序狀態(tài)到無序狀態(tài)的轉變, 同時也伴隨著能量的變化,因此可以利用 DSC 來進行測量。3.4 在脂質中的研究

DSC 熱分析技術不僅可用于測定脂肪類物質的熔點, 也用于研究油的結晶動力學。由于不同的植物油有著不同的熔點或結晶溫度, 因此也可用 DSC 來測定一種植物油中油的成分組成和熱力學性質。

4.在食品包裝材料材質中的應用[5]

隨著科學技術的發(fā)展,食品包裝材料出現(xiàn)了復雜化現(xiàn)象,有的材料中摻入了共混、共聚物;而有的食品包裝材料則在加工過程中添加了回收的廢料,這樣的材料其紅外吸收光譜帶的位置很靠近,而且往往重疊,相互干擾,很難判斷,熱學性質也隨著組分的變化而變化。因此,僅靠一種技術不能將其準確鑒別出來,采用IR-DSC聯(lián)用技術（紅外吸收光譜法和熱分析法聯(lián)用）可達到分析要求。

PVC保鮮鮮膜主要危害是其殘留的氯乙烯單體對人體具有致癌作用，可通過使用紅外吸收譜對保鮮膜的官能團特征峰進行測定即可快速而有效地區(qū)分PE保鮮膜和PVC保鮮膜。有些生產廠家為節(jié)約成本在包裝材料的加工過程中添加回收料,降低了產品品質,危害消費者人身安全。采用DSC測試進一步進行區(qū)分鑒別,通過DSC熔點測試曲線我們可以推斷回收料聚乙烯粒子中可能含有少量的聚丙烯等雜質。

參考文獻：

[1]王平華.現(xiàn)代分析技術在食品科研應用中的新進展[N].農業(yè)工程學報.1995:02(11):139.[2]苗慧,范少華.熱分析技術應用綜述[N].阜陽師范學院學報(自然科學版).2006,03(23).[3]劉紅霞,曹義兵,李于曉.熱分析在食用香料香精分析中的應用[J].食品科學.2009,19(30):349-351.[4]黃海.DSC 在食品中的運用[J].食品與機械.2002,02(88).[5]衛(wèi)榮.食品包裝材料材質分析的方法探究[N].科技創(chuàng)新導報.2012,25 [6]陳華才.紅外光譜法快速鑒別PE和PVC保鮮膜[J].中國計量學院學報.2005,16(4):299-301.[6]

第五篇：期望理論在企業(yè)中的應用

期望理論在企業(yè)中的應用

【摘要】費魯姆的期望理論

期望理論在企業(yè)中的應用

期望理論的特點與啟示

【關鍵詞】期望理論

企業(yè)

應用

對許多中高層管理者尤其是決策層的領導者來說，企業(yè)運作中最主要同時也最困難的兩件事是決策和用人。而激勵是企業(yè)管理中一個異常重要的功能，是企業(yè)管理心理學的核心問題。激勵是指激發(fā)人的動機，改變一個人往往需要花費太多的時間和精力，而激勵一個人有時候也許只需要一句話。一個聰明的組織或者領導如果能夠利用他們的這一本能去激勵人才，甚至可能不需花費分文。就期望理論在管理實踐中如何操作談談個人的看法。

一、費魯姆的期望理論。

1.維克多‘弗魯姆是著名心理學家和行為科學家。他深入研究組織中個人的激勵和動機，于1964年在《工作與激勵》中率先提出了比較完善的期望理論模式。

弗魯姆認為，人總是渴求滿足一定的需要并設法達到一定的目標。這個目標在尚 未實現(xiàn)時，表現(xiàn)為一種期望，這時目標反過來對個人的動機又是一種激發(fā)的力量，而這個激發(fā)力量的大小，取決于目標價值（效價）和期望概率（期望值）的乘積。用公式表示就是：

M = V * E 其中：M——激勵力量，是指調動一個人的積極性，激發(fā)人內部潛力的強度。 V——目標效價，指達成目標后對于滿足個人需要其價值的大小。同一目標，由于各個人所處的環(huán)境不同，需求不同，其需要的目標價值也就不同。同一個目標對每一個人可能有三種效價：正、零、負。效價越高，激勵力量就越大。

E——期望值，這是指根據以往的經驗進行的主觀判斷，達成目標并能導致某種結果的概率。是個人對某一行為導致特定成果的可能性或概率的估計與判斷；顯然，只有當人們對某一行動成果的效價和期望值同時處于較高水平時，才有可能產生強大的激勵力

這個公式說明：假如一個人把某種目標的價值看得很大，估計能實現(xiàn)的概率也很高，那么這個目標激發(fā)動機的力量越強烈。2.期望理論內容的拓展

（1）期望理論的基礎是贏取自己的利益，它認為每一員工都試圖獲得最大的自我滿足。期望理論的核心是雙向期望，管理者期望員工有好的表現(xiàn)，員工期望管理者給自己獎勵。期望理論的假說是管理者知道什么對員工最有吸引力。期望理論的員工判斷依據是員工個人的知覺，而與實際情況關系不大。不管實際情況怎樣，只要員工以自己的知覺確認自己通過努力工作就能達到所要求的績效，達到績效后就能得到自己希望得到的獎賞，那么他就會好好表現(xiàn)，努力工作。（2）期望理論模式

個人努力—→個人成績（績效）—→組織獎勵（報酬）—→個人需要

在這個期望模式中的四個因素，需要兼顧幾個方面的關系。

①努力和績效的關系。人們總是希望通過一定的努力達到預期的目標，當人們認為達到目標的概率很高，就會有信心，并激發(fā)出很強的工作力量，反之當他

認為目標不可實現(xiàn)時，即使再努力也無法取得好的績效時，就會失去的動力，導致意志消沉而無心工作。

②績效與獎勵關系。指人們經過努力取得預期工作績效后，能夠獲得相應的獎勵和報酬的期望。當然這個獎勵也是綜合的，既有精神上的，也有物質上的。當人們認為取得績效后能夠得到相應的獎勵是，就可能對工作充滿熱情。否則就可能沒有積極性。

③獎勵和個人需要關系。人總是希望自己獲得的獎勵是能滿足自己的某種需要。但是人們所處的時期、地位和背景等方面都存在著差異，他們對滿足各種需要的程度就不同。因此，對于不同的人，采用同一種獎勵辦法能滿足的需要程度不同，能激發(fā)出的工作動力也就不同。

④需要的滿足與新的行為動力之間的關系。當一個人的某一種需要得到滿足后，他就會有新的需要和追求新的期望目標。為了滿足需要要求的心理就會促使人產生新的動力，并對實現(xiàn)新的期望目標而不懈努力。

二、期望理論在企業(yè)中的應用

根據美國哈佛大學教授威廉·詹姆士研究發(fā)現(xiàn)，在缺少激勵的環(huán)境中，人的潛力只能發(fā)揮出20—30%，當受到充分的激勵時，他們的能力可發(fā)揮80—90%，由此可知，人的在充分激勵的環(huán)境下，企業(yè)每個員工的潛力都是巨大的。期望理論作為一種很有影響力的激勵理論，具有很強的實踐意義，尤其是在企業(yè)管理中。其中期望理論就是企業(yè)應用中最常見的。

1.目標設置要科學、合理能夠激勵人心，引導員工建立良好的價值觀

①可實現(xiàn)性和挑戰(zhàn)性的激勵性目標

期望理論中目標的一個重要作用就是激發(fā)員工的力量達到最佳效果。在設置目標是必須全盤考慮，既要考慮組織目標又要員工目標的一致性。依據科學制定合理的目標，制定一個大多數(shù)人通過努力可以實現(xiàn)的目標。這說起來容易，但做起來難。由于每個員工的需要都是存在著差異的，管理者只有將兩者相結合起來，讓員工在組織目標中看到自己的切身利益，員工才會把組織目標的完成看成與自己休戚相關的事。為此，企業(yè)應該掌握員工的第一手資料，充分尊重員工的需要，依據科學制定合理的目標。

但在制定目標時，我們不要忘了另一個重要的方面是具有激勵性，這也是期望理論要達到的一個重要的目的。一方面，目標必須與員工的多種需要相聯(lián)系，當目標實現(xiàn)時，能夠滿足員工的實際需要。另一個方面，目標要具有挑戰(zhàn)性，而且要高于員工的現(xiàn)實能力。如果定的太低，讓員工覺的太容易達成，會鼓不起干勁，失去內部的動力；如果定的太高，無論員工多么努力都無法實現(xiàn)的話，會讓員工覺得希望渺茫，失去取勝的信心。因此，不能太高也不能太低大多數(shù)員工通過努力可以達到，將目標的可能性于現(xiàn)實希望性統(tǒng)一起來，從而提高員工對目標的期望值，調動員工的積極性，為實現(xiàn)目標而努力。

②靈活性目標

企業(yè)目標設置時是靈活可變的，對未來不確定因素要充分考慮，應該把大目標和小目標，長遠性目標和短期目標有機的結合起來，以便于更好的適應環(huán)境。

目標設立后，一方面要認真執(zhí)行，另一方面要根據實際變化而對目標進行適當?shù)恼{整，以避免環(huán)境等因素發(fā)生變化時，損傷員工的積極性和損害企業(yè)的利益。當然，也不要輕易地頻繁地調整目標。如果過于頻繁的變化，易降低目標在人們心目中的效價和期望值。2.效價兼顧組織與個人

目標相同，往往在人們心目中的效價可能不同，要是由各人的理想、信念、價值觀不同造成的，同時也與人的文化水平、道德觀念、知識能力、興趣愛好以及個性特點有關。在資本主義世界，企業(yè)的目標效價，不能單純地只看目標的價值“對自己有沒有好處”或“對企業(yè)有沒有好處”,還應該看到目標的價值對社會有多少貢獻。否則，很容易使人走上追逐個人名利的邪路或把企業(yè)引向歧途。例如，日本的“住友”銀行在一次招收新職員的考試中，總裁堀團出了一道試題：“當住友銀行與國家雙方利益發(fā)生沖突時，你以為如何去辦才合適？”許多人答道：“應從住友的利益著想。”堀團對這些人的評語是：“不能錄取。”另有許多人答道：“應以國家的利益為重。”堀團認為這個答案及格，但不足以錄用。只有少數(shù)幾個人的回答是：“對于國家利益和住友利益不能雙方兼顧的事，住友絕不染指。”堀團認為這幾個人卓有見識，把他們錄用了。一個資本主義國家的財團在考慮效價的時候，尚且能首先考慮到國家的利益，在社會主義國家的企業(yè)，就更應該以國家利益為重了。所以，要全面地評價效價，必須將社會意義與個人意義結合起來，二者兼顧或統(tǒng)一和諧效價就高，反之，效價就低。3.期望值估計恰當

在企業(yè)職工中，對期望值的估計要高低得當，過高則會盲目樂觀，實現(xiàn)不了，容易受到心理挫折；過低容易悲觀泄氣，會影響信心，放松努力。這兩種情況都不利于激勵活動的正常開展，調動人們的積極性，難以產生激勵作用。而且，人與人之間也存在著很大的差異，這主要與一個人的興趣、愿望、知識、能力和生活經驗等因素有關。為了實現(xiàn)組織目標，作為管理者或領導者，既要設法提高目標在員工心目中的效價，又要設法提高員工對目標的期望值，鼓舞士氣，增強信心。除此之外，還應該使標符合社會發(fā)展規(guī)律，又不脫離當前的實際，只有這樣，才能從總體上提高實現(xiàn)目標的最大可能性。所以，企業(yè)管理者應根據不同員工的不同情況，靈活多樣地采取各種激勵方式。期望理論的評價

期望理論的適用范圍具有一定的局限性，是在需要確定、目標確定下的激勵理論，在需要與目標沒有確定的情況下無法進行實施。如為員工提供崗位輪換的機會，激發(fā)他們完成工作和提高所得的積極性。但將它用于具有升職愿望而上級又不可能給予預先肯定答復的狀況則無法進行實施。盡管望理論有明顯的理論缺陷,但它的理論貢獻和對實踐的指導作用是不能低估的。

期望理論提出了目標設置與個人需求相統(tǒng)一的理論，假定每個員工都是有思想、有理性的人。對自己的生活和事業(yè)的發(fā)展，都有自己的見解和規(guī)劃。因此，在分析在分析員工激勵因素時，我們必須考察人們希望從組織中獲得什么以及他們如何能夠實現(xiàn)自己的愿望。其次，期望理論也是激勵理論中為數(shù)極少的量化分析理論。它通過對各種權變因素的分析,正確說明了人們在多種情況下所作出的選擇。也就是說大多數(shù)員工認為效價最大的激勵措施,或者說人們的現(xiàn)實行為是其激勵力量最大的行為選擇。這不僅是激勵理論的重要發(fā)展,同時在實踐中也更具操作性。再次，期望理論從某種意義上說，它還是對其它激勵理論的一種整合。如果你認真分析就會發(fā)現(xiàn),目標設置理論、ERG理論、成就需要理論、強化理論和公平理論都可以在其中得到表現(xiàn)和說明,比如在努力—績效與績效—獎勵兩種關系中,實際上存在著強化關系。完整理解和正確把握期望理論對提高管理決策水平有重要的影響作用。

1.期望理論的特點

（1）.期望理論優(yōu)點。首先期望理論提出了目標設置與個人需求相統(tǒng)一的理論。期望理論假定,每個員工是有思想有理性的人。對于他們生活和事業(yè)的發(fā)展,他們有自己的見解和規(guī)劃，因此，在分析激勵員工的因素時，我們必須考慮員工希望從組織中得到什么以及他們怎樣能夠實現(xiàn)自己的期望。其次期望理論還非常重視定量分析。它通過對各種權變因素的分析,正確說明了人們在多種可能性中所作出的選擇。也就是說人們的行為選擇通常是效用最大的，或者說人們在現(xiàn)實中的行為是其激勵力量最大的行為選擇。這不僅是激勵理論的重要發(fā)展，在實踐中也更加具有操作性。再次，期望理論不僅是激勵理論的重要發(fā)展，從某種意義上說，它還是對其它激勵理論的一種整合。雖然其創(chuàng)始人并未意識到這一點，但如果將幾種激勵理論的主要觀點進行仔細研究，那么就會發(fā)現(xiàn)以期望理論為基礎，可以對激勵理論進行整合。認真分析就會發(fā)現(xiàn),目標設置理論、ERG理論、成就需要理論、強化理論和公平理論都可以在其中得到表現(xiàn)和說明,比如在努力—績效與績效—獎勵兩種關系中,實際上存在著強化關系,即努力取得高績效會強化努力程度,而好的績效贏得高獎勵又會產生追求高績效和追求高獎勵的雙重激勵。

1、期望理論提出了目標設置與個人需求相統(tǒng)一的理論。期望理論假定,個體是有思想、有理性的人。對于他們生活和事業(yè)的發(fā)展,他們有既定的信仰和基本的預測。因此,在分析激勵雇員的因素時,我們必須考察人們希望從組織中獲得什么以及他們如何能夠實現(xiàn)自己的愿望。

2、期望理論也是激勵理論中為數(shù)極少的量化分析理論。這一理論并不滿足于對問題的定性說明,還非常重視定量分析。它通過對各種權變因素的分析,正確說明了人們在多種可能性中所作出的選擇。也就是說人們的行為選擇通常是效用最大的,或者說人們的現(xiàn)實行為是其激勵力量最大的行為選擇。這不僅是激勵理論的重要發(fā)展,同時在實踐中也更具操作性。

（2.激勵過程的期望理論對管理者的啟示。管理人員的任務是讓員工滿足需要，并且實現(xiàn)組織的目標。管理者必須盡力發(fā)現(xiàn)員工在技能和能力方面與工作需求之間的對等性。為了激勵員工，管理者可以調查明確每個員工的需要，界定組織提供的獎賞，并確保每個員工有能力和條件得到這些獎賞。企業(yè)管理實踐中許多公司都會在組織內部設置提高員工積極性的激勵性措施，如為員工提供崗位輪換的機會，激發(fā)他們完成工作和提高所得的積極性。一般想要通過分配恰當?shù)墓ぷ鹘o相應的員工而達到想要的激勵效果，根據期望理論，應使工作的能力要求略高于員工的實際能力，即員工的實際能力略低于工作的能力要求。

對期望理論的應用主要體現(xiàn)在激勵方面，這啟示管理者不要泛泛地采用一般的激勵措施，而應當采用多數(shù)組織成員認為效價最大的激勵措施，而且在設置某一激勵目標時應盡可能加大其效價的綜合值，加大組織期望行為與非期望行為之間的效價差值。在激勵過程中，還要適當控制期望概率和實際概率，加強期望心理的疏導。期望概率過大，容易產生挫折，期望概率過小，又會減少激勵力量；而實際概率應使大多數(shù)人受益，最好實際概率大于平均的個人期望概率，并與效價相適應。的應用主要體現(xiàn)在激勵方面，這啟示管理過程中不能泛泛的采用一般的激勵措施，管理人員的任務是讓員工滿足需要，并實現(xiàn)組織的目標。要采用大多數(shù)員工認為效價最大的激勵措施，設置某一激勵目標時應盡可能加大其效價的綜合值，加大組織期望行為與非期望行為之間的效價差值。盡力發(fā)現(xiàn)員工在技能和能力方面與工作需求之間的對等性。

2）.期望理論缺點。第一,期望理論忽視了努力—績效關系中的個人能力因素和社會表現(xiàn)機會因素。在實踐的過程中,績效最少由兩個因素即能力因素和激勵因素來決定。如果只有激勵因素而沒有能力因素,績效就不會很高。這種情況說明,雖然管理者采用的激勵方法是合適的，但是由于員工的能力不夠,所以績效不會很高。同樣,即使激勵因素與能力因素都比較高,但沒有表現(xiàn)機會或表現(xiàn)機會不充分,其績效也不會很高。對此,期望理論沒有給予很好的說明。其次,這一理論適用范圍具有局限性。期望理論是在需要確定、目標確定下的激勵理論，所以很多需求與目標難以確定的情況就無法進行實施。比如在工作獎金等方面使用期望理論也許是有效的，但將它用于具有升職愿望而上級又不可能給予預先肯定答復的狀況則又難以實施。盡管期望理論有明顯的理論缺陷,但它的理論貢獻和對實踐的指導作用是不能低估的。完整理解和正確把握期望理論對提高管理決策水平有重要的影響作用】