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摘要:对于机电控制系统来说,其最主要的任务是能够使被控制对象的控制值与目标值保持一致。在实际整个控制的过程当中,相关“观察”的任务一般是由机电内部的传感装置来完成的,而分析的相关任务则是由系统内部每个专门的执行装置来完成的。本文主要对机电控制系统的控制方式做一些相关的分析。
关键词:机电系统;控制方式;控制系统 ;分析
中图分类号:TU85 文献标识码:A 文章编号:
我们将从机电控制技术的含义、机电控制系统的控制方式、机电控制系统的基本要求这三方面来对分析文章主题。
1.机电控制系统的含义
机电控制系统举个简单的例子来讲就是某一机械装置运动到一个特定的部位时接上电源开关后完成另一项工作。如果在此机械装置上加上智能化识别系统,那么它就可以完成比较复杂的工作。机电一体化控制系统是各种与机电相关的技术有机结合在一起所形成的一个新型概念,而机电控制技术又是机电一体化控制系统的主要基础技术。
下面我们通过高尔夫球员练习打球的击打过程为例来阐述机电控制系统的控制方式。在练习打高尔夫时为了能够准确击中球,高尔夫球员一般会尽量靠近目标点,首先球员会对目标点附近的位置与周边地势进行观察分析,还要注意自然风的影响,最终决定以多大的力度来发球,触球点在哪,以什么样的姿势来挥杆。另外高尔夫球员会经常练习,这是在实践中不断地总结经验并加以改进的一个过程。球员根据每次练习的结果会纠正自己的发球力度、更换触球点的位置、以新的姿势来发球,换句话说这就是一个再次分析、再次判断与改正的过程,直到高尔夫球员把球打在目标点时他才完整的完成了一项任务。而对于机电控制系统来说,其最主要的控制任务是能够使被控制对象的控制值与目标值保持一致。在实际整个控制的过程当中,相关“观察”的任务一般是由机电内部的传感装置来完成的。而分析的相关任务则是由系统内部每个专门的执行装置来完成的。
2.机电控制系统的控制方式
从机电控制系统的过程来看,自动控制主要可分为三种控制方式
2.1开环式控制方式
一般来说,机电控制系统在控制过程中会有三条通道来提供控制信号,分别为:给定值、干扰变量和受控值,下面我们主要讲给定值与干扰变量两种开环式控制方式。
2.1.1按给定值操控的开环控制方式
按给定值操控的开环式控制,首先我们测量的会是一个给定值,它的控制作用是由系统的输入量直接产生的,你给它一个输入量它就会与之相对应的产生一个输出量。这种开环式控制方式的优点是结构简单、调节方便而且成本也比较低具有一定的使用价值。但是此控制方式的控制精度不准,抗干扰性较差,因为系统只要受到外界的干扰或是其本身参数在工作过程中发生变化这些都会直接影响被控制量,而系统本身并无修复功能。
2.1.2按照干扰变量操控的开环控制方式
干扰变量控制系统是利用可以检测的扰动量所产生的补偿作用用来减少由于扰动量对输出造成的影响。这种开环控制方式的优点是可以直接从扰动中取得信息并通过信息来改变被控量,它的抗扰动性很好,控制的精确度也比较高。但它也有不足之处就是它只是用于扰动是可以测量的场合。
2.2反馈式控制方式
简单的来说反馈控制原理就是“检测偏差,用以纠正偏差”他有两个特点,首先是自己能够检测到偏差其次是能从它的控制作用的产生来看,它是由偏差而引起的。首先第一步是从被控制对象中获取信息,然后反过来又把调节被控量的信息反馈给被控对象,这种控制方法就是反馈式控制方式。反馈控制是整个机电控制系统中最为基本的一种常用控制方式。反馈控制系统是由控制器、受控对象、和反馈通路组成的,在此系统中的控制装置会对被控对象加以控制,当出现外部干扰或内部系统变化时,只要被控制对象出现偏离规定值的现象,反馈控制系统就会产生相对应的控制作用去消除偏差。最终让被控对象保持在规定值范围内这就是完整的反馈系统控制过程。举例来说,我们家里都会有冰箱,用冰箱制冷的原理其实很简单,夏天外界温度过高,冰箱在工作时会向外界释放热量那么冰箱内部的温度就会降低,但与此同时冰箱外壳的温度会越来越高,一段时间以后,但冰箱内部的温度已经达到人们所制定的温度时,冰箱自身会进行调节,让温度不再进一步的降低。这就是反馈调节。
2.3复合式控制方式
复合控制的定义是开环控制和闭环控制相结合的一种控制方式。它是在闭环控制回路的基础上,附上一个输入信号或者是扰动信号的顺馈通路,用来提高系统的控制精度。复合控制有一个弊端是它只有在外部扰动影响出现之后才会进行修复的工作,当没有外部扰动出现时它是不会工作的。所以它只适用于扰动是可测量的现场,而且它的每个补偿装置只能对相对应的扰动因素进行补偿,对其他扰动因素均不起作用。所以复合装置对自身的补偿装置的要求很高,对其参数的稳定性要求也很高。不过反馈控制系统的设计比较简单,具有很高的控制精度它可以抑制几乎所有的扰动因素,包括低频强干扰。
机电控制系统方式除了以上所说的三种,还有手动控制和自动控制两种,这是按照它们不同的受控主体来划分的。手动控制的定义是由人直接或者间接操作的控制,它应用在机械工程学科和自动控制器及系统等学科内。而与之相反的是自动控制,自动控制就是不需要人直接干预其运行的控制,它也同样运用于机械工程学科内。自动控制技术的研究对于人类发展产生了巨大的作用,它大大提高了人们从事复杂、繁琐劳动的工作效率,也让人们从危险的劳动中解放出来。
3.机电控制系统的基本要求
在机电控制系统中无论是手动控制还是自动控制它们都遵循着相同基本要求,主要是速度要快、精确度要高、稳定性要强。首先快速性是对稳定系统过渡时间的长短而言的,如果过渡时间越短,说明系统快速性越好,精确度要高是指反馈量对给定值的偏差,被控量与给定值之间的偏差越小,说明系统的精确度就越高。系统的稳定性是保证机电控制系统正常运行的基本条件。一个具有稳定性的机电控制系统在其受控值在系统内受到干扰的时候也能通过一定的过渡时间而快速恢复初始状态并且与期望值相符。那么不稳定的机电控制系统其受控值在受到外部干扰的时候不会随着一定的过渡时间而恢复到期望值,反而是随着运行时间的增加而越来越偏离期望值。由此说明,具备稳定性的机电控制系统才能完成我们所预定的控制任務。
4、结束语
本文通过介绍机电控制技术的含义、机电控制系统的控制方式、机电控制系统的基本要求这三方面并且对机电控制系统的控制方式加以详细说明,目的在于加深对机电控制系统的认识,对机电控制系统的设计方法、设计要求也有了一定的了解。为完成我国现代化科学技术不断拓展与创新的任务,实现自动化的机电控制系统是必然的要求。比如机电控制系统下的产物有数控车床技术,此技术既满足了生产所需求的质量也在生产数量上给予了很大的提高,满足了供应商的需求。随着相关技术的不断发展,机电控制技术也要向这智能化、网络化和一体化的方向发展,只有这样才能适应未来技术的发展趋势。
参考文献:
[1]刘志强.机电控制系统的控制方式分析[J].煤炭技术,2009(08)
[2]刘福禄.机电一体化技术的内涵与发展[J].重庆工贸职业技术学院报,2009(03)
关键词:机电系统;控制方式;控制系统 ;分析
中图分类号:TU85 文献标识码:A 文章编号:
我们将从机电控制技术的含义、机电控制系统的控制方式、机电控制系统的基本要求这三方面来对分析文章主题。
1.机电控制系统的含义
机电控制系统举个简单的例子来讲就是某一机械装置运动到一个特定的部位时接上电源开关后完成另一项工作。如果在此机械装置上加上智能化识别系统,那么它就可以完成比较复杂的工作。机电一体化控制系统是各种与机电相关的技术有机结合在一起所形成的一个新型概念,而机电控制技术又是机电一体化控制系统的主要基础技术。
下面我们通过高尔夫球员练习打球的击打过程为例来阐述机电控制系统的控制方式。在练习打高尔夫时为了能够准确击中球,高尔夫球员一般会尽量靠近目标点,首先球员会对目标点附近的位置与周边地势进行观察分析,还要注意自然风的影响,最终决定以多大的力度来发球,触球点在哪,以什么样的姿势来挥杆。另外高尔夫球员会经常练习,这是在实践中不断地总结经验并加以改进的一个过程。球员根据每次练习的结果会纠正自己的发球力度、更换触球点的位置、以新的姿势来发球,换句话说这就是一个再次分析、再次判断与改正的过程,直到高尔夫球员把球打在目标点时他才完整的完成了一项任务。而对于机电控制系统来说,其最主要的控制任务是能够使被控制对象的控制值与目标值保持一致。在实际整个控制的过程当中,相关“观察”的任务一般是由机电内部的传感装置来完成的。而分析的相关任务则是由系统内部每个专门的执行装置来完成的。
2.机电控制系统的控制方式
从机电控制系统的过程来看,自动控制主要可分为三种控制方式
2.1开环式控制方式
一般来说,机电控制系统在控制过程中会有三条通道来提供控制信号,分别为:给定值、干扰变量和受控值,下面我们主要讲给定值与干扰变量两种开环式控制方式。
2.1.1按给定值操控的开环控制方式
按给定值操控的开环式控制,首先我们测量的会是一个给定值,它的控制作用是由系统的输入量直接产生的,你给它一个输入量它就会与之相对应的产生一个输出量。这种开环式控制方式的优点是结构简单、调节方便而且成本也比较低具有一定的使用价值。但是此控制方式的控制精度不准,抗干扰性较差,因为系统只要受到外界的干扰或是其本身参数在工作过程中发生变化这些都会直接影响被控制量,而系统本身并无修复功能。
2.1.2按照干扰变量操控的开环控制方式
干扰变量控制系统是利用可以检测的扰动量所产生的补偿作用用来减少由于扰动量对输出造成的影响。这种开环控制方式的优点是可以直接从扰动中取得信息并通过信息来改变被控量,它的抗扰动性很好,控制的精确度也比较高。但它也有不足之处就是它只是用于扰动是可以测量的场合。
2.2反馈式控制方式
简单的来说反馈控制原理就是“检测偏差,用以纠正偏差”他有两个特点,首先是自己能够检测到偏差其次是能从它的控制作用的产生来看,它是由偏差而引起的。首先第一步是从被控制对象中获取信息,然后反过来又把调节被控量的信息反馈给被控对象,这种控制方法就是反馈式控制方式。反馈控制是整个机电控制系统中最为基本的一种常用控制方式。反馈控制系统是由控制器、受控对象、和反馈通路组成的,在此系统中的控制装置会对被控对象加以控制,当出现外部干扰或内部系统变化时,只要被控制对象出现偏离规定值的现象,反馈控制系统就会产生相对应的控制作用去消除偏差。最终让被控对象保持在规定值范围内这就是完整的反馈系统控制过程。举例来说,我们家里都会有冰箱,用冰箱制冷的原理其实很简单,夏天外界温度过高,冰箱在工作时会向外界释放热量那么冰箱内部的温度就会降低,但与此同时冰箱外壳的温度会越来越高,一段时间以后,但冰箱内部的温度已经达到人们所制定的温度时,冰箱自身会进行调节,让温度不再进一步的降低。这就是反馈调节。
2.3复合式控制方式
复合控制的定义是开环控制和闭环控制相结合的一种控制方式。它是在闭环控制回路的基础上,附上一个输入信号或者是扰动信号的顺馈通路,用来提高系统的控制精度。复合控制有一个弊端是它只有在外部扰动影响出现之后才会进行修复的工作,当没有外部扰动出现时它是不会工作的。所以它只适用于扰动是可测量的现场,而且它的每个补偿装置只能对相对应的扰动因素进行补偿,对其他扰动因素均不起作用。所以复合装置对自身的补偿装置的要求很高,对其参数的稳定性要求也很高。不过反馈控制系统的设计比较简单,具有很高的控制精度它可以抑制几乎所有的扰动因素,包括低频强干扰。
机电控制系统方式除了以上所说的三种,还有手动控制和自动控制两种,这是按照它们不同的受控主体来划分的。手动控制的定义是由人直接或者间接操作的控制,它应用在机械工程学科和自动控制器及系统等学科内。而与之相反的是自动控制,自动控制就是不需要人直接干预其运行的控制,它也同样运用于机械工程学科内。自动控制技术的研究对于人类发展产生了巨大的作用,它大大提高了人们从事复杂、繁琐劳动的工作效率,也让人们从危险的劳动中解放出来。
3.机电控制系统的基本要求
在机电控制系统中无论是手动控制还是自动控制它们都遵循着相同基本要求,主要是速度要快、精确度要高、稳定性要强。首先快速性是对稳定系统过渡时间的长短而言的,如果过渡时间越短,说明系统快速性越好,精确度要高是指反馈量对给定值的偏差,被控量与给定值之间的偏差越小,说明系统的精确度就越高。系统的稳定性是保证机电控制系统正常运行的基本条件。一个具有稳定性的机电控制系统在其受控值在系统内受到干扰的时候也能通过一定的过渡时间而快速恢复初始状态并且与期望值相符。那么不稳定的机电控制系统其受控值在受到外部干扰的时候不会随着一定的过渡时间而恢复到期望值,反而是随着运行时间的增加而越来越偏离期望值。由此说明,具备稳定性的机电控制系统才能完成我们所预定的控制任務。
4、结束语
本文通过介绍机电控制技术的含义、机电控制系统的控制方式、机电控制系统的基本要求这三方面并且对机电控制系统的控制方式加以详细说明,目的在于加深对机电控制系统的认识,对机电控制系统的设计方法、设计要求也有了一定的了解。为完成我国现代化科学技术不断拓展与创新的任务,实现自动化的机电控制系统是必然的要求。比如机电控制系统下的产物有数控车床技术,此技术既满足了生产所需求的质量也在生产数量上给予了很大的提高,满足了供应商的需求。随着相关技术的不断发展,机电控制技术也要向这智能化、网络化和一体化的方向发展,只有这样才能适应未来技术的发展趋势。
参考文献:
[1]刘志强.机电控制系统的控制方式分析[J].煤炭技术,2009(08)
[2]刘福禄.机电一体化技术的内涵与发展[J].重庆工贸职业技术学院报,2009(03)