机电自动控制技术的应用分析

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【摘要】：通过阐述机电自动控制技术的机理及其功能，仔细地研究了机电自动控制中电动机的控制技术，还有微型计算机控制技术在机电自动控制中的运用以及发展，为增强机电自动控制技术的精确度以及稳定性作出有益的探究。

【关键词】： 机电自动控制应用

中图分类号： TP271+.4 文献标识码： A 文章编号：

现如今，由于生产技术的发展以及生产规模的扩大，自动化控制技术被各国当作发展科学技术中一项关键的项目来对待，并被大量运用于军事国防、农业生产以及家用电器中，还扩展到生物、医学、环境等各种领域，已为现代社会活动中必不可少的主要组成部分,达到微型化,智能化而前进。

一 机电自动控制技术的原理和作用

对于现代的科技领域，自动控制是指在无人参与的状况下，应用控制装置，使设备、机器或生产过程自动地根据预先设计好的方式运作，经过整套的系统把控制器和控制对象等部件组合在一起，来实现完成特定任务的目的。由于电子计算机的进步和软件开发，自动控制技术的应用已进入到航空、经济生产、航海以及智能机器人领域中。然而自动控制系统中，控制装置对被控制对象怎样展开控制调节，便于完成任务由工作时的反馈信息所决定的，就是反馈控制系统。经由这些反馈信息来协调输入量和输出量的偏差，让被控制的对象在一定范围内进行，进而完成任务。反馈控制系统还是由测量元件、给定元件、执行元件、比较元件、放大元件、校正元件等按不一样的职能组成的。其中指被控制的对象就是所谓的测量元件；给出与期望的被控量相对应的输入量就是所谓的给定元件；实际被测出的量与给定元件输入量作对比，得出的偏差值就是所谓的比较元件；直接推动被控对象就是所谓的执行元件，使其出现变化；补偿元件，用于调整的元件就是所谓的校正元件。自动化控制系统按控制方式能分为反馈控制方式、开环控制方式以及复合控制方式；按元件类型可分机械系统、液压系统、电气系统、机电系统、气压系统等。怎样经由自动控制系统精确确保被控制量与期望量一样，不受环境和元件特性误差的干扰，就要从稳定性、快速性以及准确性来等衡量系统的大体精度，使其技术在实际工作中得到应用。

二 机电自动控制中电动机控制技术的分析

直流传动与交流传动控制系统组合为机电传动控制系统。定子、转子、电刷、端盖、通风冷却系统等部件组装成直流电动机。直流电动机运行机理是建立在电磁力定律的条件之下，使N 极线圈中有效电流一直保持一个方向，S 极线圈的电流也一直保持一个方向，参考左手定律使线圈上两个有效边上所受到的电磁力方向始终一致，而使电枢转动。直流电动机的机械特性，运用较多的是他励式的调速系统。在实际的生产中，要根据工艺要求和所用的机械特征来选取不同特性的电动机，如在生产中使用的一般切削机床、造纸装订机等使用硬特性的电动机，而对于电动车、重型吊车等则使用软性的电动机。虽电动机有固定的机械性能，然而为了达到更好的安全性和稳定性的目的，人们能更改电动机的电枢电压、励磁电流或外加阻抗，来更改它原有的机械性能以实现目的。

调速装置是电动机实现自动控制的关键，调速就是指用人为的方法来改变整个装置的电气参数，在输出负载转矩不变的情况下，得到所要求的不同转速。有多种调速的方法，有改变磁通调速、改变电枢电压调速、外加串联电阻调速等。自动控制电动机转动的系统，是指电气电力控制电动机带动生产机械运动的系统。交流电动机的传动和控制系统是应用交流电动机当做传动动力源，通常有同步和异步电动机 2 种，而交流调速系统主要是针对异步电动机的，与直流电动机相比，它具有调速性能优良、节约能源、减少维护成本等优点，交流异步电动机还具有变频调速功能，具备了宽调速范围、高稳定性精度、快速动态响应、高工作效率等优点。所以，交、直流电动机在平常生产中大量应用，从大型的建筑吊机，到公共场合的电梯以及传动带、电瓶车，小型的有 DVD 碟机、照相机等日用电器，还有一些单位应用的污水处理泵、潜水泵、消防控制系统及其中央空调控制等设备，全是涉及到这一领域的技术，由此可知其关键性和应用的广泛性。

为了让电动机以要求的转速运行，以实现完成任务的目的，通常在生产中运用带负反馈的闭环控制系统来控制。就是将系统的输出量经由检测装置，反馈回系统的输入端展开对比，获得的偏差量经由系统的调节装置产生控制信号，对偏差展开纠正，来改善输出量直到满足要求，所以提高系统的控制精确度是关键的技术。各个环节，元件的参数选用非常重要，当然除了理论上的精确计算外，还要经过不断地反复试验的检验，才能获得良好的使用效果，进而提高生产效率和工作的安全性和稳定性。如我们单位使用的消防系统，如何在发生火灾时及时报警并自动喷淋，启动排烟装置进行排烟，自动打开体育馆主场顶层装置来换气，这种一环扣一环的应急处理步骤不允许有分毫之差，要不然就会出现重大事故，因此对系统的精确控制有很高大的要求。

所以在设计应用时，要定下机电自动控制系统的应用方案，依据不一样的要求、不一样的场合挑选合适的控制系统方案。除此之外，还要认识到设备的机械结构对电气性能的干扰问题，比如说机械设备之间的摩擦、间隙、弹性变形等对电气控制系统特性的影响，要把由此而产生的误差考虑进去，使机电控制更具有稳定性。

三 微机计算机控制技术在机电自动控制中的应用

目前，计算机技术、电子技术、信息技术已经紧密地结合起来，有微机控制技术、可编程（PLC）控制技术、单片机控制技术等，其广泛应用于自动化、智能化等机电设备中。通常在闭环控制系统中，将给定量与被控制的比较器以及装置用计算机来代替其运行，就是用计算机当做控制系统，对被控制对象的参数，比如温度、压力、流量等展开采样检测，并经由数据传输通道，把采样到的模拟量转化为数据量，以便在计算机中进行运算和分析，再把结果通过数据通道转变回模拟量去控制被控制对象，以此达到预期的目的。而通过计算机就能完成复杂的比较、判断、运算、综合等功能，且简单、快捷、准确，计算机则成为整个自动控制系统的核心指挥部。在使用、维护及修改方面更加清晰、简便、直观。

计算机控制系统包括主机、接口电路及电气设备，其中单片微型计算机在一片小芯片中集成了 CPU、RAN、ROM、I/O 接口、计数器、定时器、串行通信口、A/D 转换器等微型部件，完成整个控制系统的功能，具有价廉、可靠、多功能、体积小等优点，已广泛应用于各种小型的控制系统中，被称为微型控制器。在控制中，计算机监督控制系统（SCC 系统），是由计算机测量出被控对象的参数，按照一定的数学模型，计算出最佳的给定值，通过模拟调节器控制整个过程，从而使工作过程处于最好的状态，它还可以进行顺序控制、集中控制、分级控制和最优控制。而智能控制又是计算机控制中的佼佼者，智能化控制使计算机具有人脑的部分思维功能，解决一些人们难以解决或至今还无法解决的问题。如智能机器人和神经网络系统，其中智能机器人是为机器人配备各种感知能力、推理能力、思维能力等，使机器人用计算机作控制中心，机电合体进行各种功能操作，使机器人能行走、说话，还能感知环境变化，代替人类完成有害环境或恶劣环境下的危险工作等。神经网络系统是模拟人脑细胞结构和信息传递方式来研制智能计算机，相信在不久的将来，这一领域的构思和研究就会成为现实。

【结语】：

从上个世纪60年代以来，由于计算机控制技术的继续发展，机电自动控制技术已经逐逐渐进入普及阶段，因为它具有很多的优点，所以能够大量地运用在不同行业中。由于社会、科技、经济的不断进步，机电自动控制技术的运用范围也逐渐拓展。

【参考文献】：

［1］薛迎成.PLC与触摸屏控制技术［M］.北京：中国电力出版社，2008

［2］黄立培.电动机控制［M］.北京：清华大学出版社，2003

［3］胡寿松.自动控制原理［M］.北京：科学出版社，2001