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综述机电控制系统的控制方式

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摘要:随着我国经济技术的高速发展,机电行业也得到了迅猛的发展,机电控制系统在运行过程中需要有着更加先进、更加新型等控制技术辅助进行,这就需要相关工作人员能够了解相对科技的生产技术,旨在促进机电行业获得较快、较为全面的发展。本文全面分析了机电控制系统在实际运行过程中采用的控制方式,希望能对广大同行有所帮助。

关键词:机电控制系统;控制方式;机电设备

中图分类号:TP271+.4文献标识码: A

现今,我国机电控制系统在实际运行过程中的主要控制任务是使控制范围获得的控制值与目标值处于互相符合的状态下。机电控制系统在实际运行时,工作的基本原理是通过针对性的传感机电设备对实现目标值,另外,则是利用机电控制系统的机电装备实现分析任务,通过针对性的执行装置在执行阶段实现预定的目标值。

1分析机电控制系统的概念

机电控制系统运行的基本工作原理是通过针对性的传感机电设备对实现目标值,机电控制系统在实际运行时,均是通过控制系统的传感设备来实现系统观察的主要任务,且利用机电控制系统的机电装备实现分析任务,通过不同类型执行装置确保控制系统需要执行的任务得到全面实现,图1为机电控制系统在实际运行过程中的示意图。

图1机电控制系统示意图

通过对图1机电系统控制在实际运行过程中的示意图得知,机电控制系统主要是从3个不同类型的通道进行信号的控制,则是被控量、干扰量以及定值等。机电控制系统在实际运行过程中的重要依据是信号,通过分析不同方面的信号源,机电控制系统的基本控制方式可以分成多方面的类型。

2机电控制系统的按偏差调节闭环的控制措施

目前,我国机电控制系统中普遍应用的控制方式属于按偏差调节的闭环控制类型,该控制方式于反馈控制系统中,被控量是必须进行控制处理的,控制系统主要测量的对象是定值受到被控量影响出现的偏差。控制系统可以通过控制偏差的方式,一旦给定值与被控量出现偏离等情况,机电控制系统则会自动将偏离的情况纠正,被控量出现的偏差情况则会持续的被修正,因此,机电系统在实际运行中采用根据偏差调节的闭环控制方式,能够从根本上将控制被控对象的操作得到全面实现,该控制方式属于反馈控制的基本思路。图2为被控对象与控制系统之间的相互关系。

图2 被控对象与控制系统之间的相互关系

按偏差调节闭环的控制方式的主要特征是,因为机电控制系统中被控量需要返回与控制系统的给定值对比,因此,机电控制系统的控制信号一定要顺着反馈通道以及前向通道向着往复循环的方向实现闭路传送的操作,组成闭合回路,通常命名为反馈控制以及闭环控制等方式。机电控制系统的给定值与反馈信号形成相减的情况时,控制系统则会通过给定值之间的偏差,形成控制操作,以负反馈的方式呈现,如出现的情况与上述现象相反,那么则以正反馈的方式呈现。机电控制系统的反馈控制主要是利用负反馈、偏差等进行全面控制,该方式控制的基本特征主要是被控量不管因为怎样的因素与期望值发生偏差、偏离等情况时,则会出现控制相应的作用将偏差进行消除以及减少,确保期望值以及被控制能够处于相同的范围内。

机电控制系统的按偏差调节控制方式在传递信号以及结构联系上处于相对重要的位置是负反馈闭合回路,该控制方式有着较高的控制精度,主要是由于不管控制系统受到何种干扰或者控制系统运行时的结构参数出现改变等现象,只要给定值以及被控量出现偏离的情况,控制系统则会将偏离的情况自动纠正。反馈控制系统在通过按反馈控制方式构成的情况时,则会造成被控量对外扰动、内扰动起到抑制作用的工作,其控制精度是非常高的。由于反馈控制系统在元器件方面有着较多的使用,且有着复杂的线路,尤其是在设计以及分析系统的工作性能上相对繁杂,倘若没有较好的匹配参数,则会导致控制系统的被控量出现的摆动较大,最终造成控制系统的工作不能处于正常状态。但是,机电控制系统中闭环控制仍然属于相对基本且重要的控制措施,广泛的应用在工程的建设中。

3机电控制系统中开环控制方式

(1)根据干扰补偿的开环控制方式,该控制方式应用于机电控制系统中能够将扰动量进行全面测量,有着补偿的目的,将输出量受到扰动影响的情况进行全面抵消以及减小,被控量是主要的控制目标,而机电控制系统在正常运行时受到破坏的干扰量是测量对象,该控制方式可以分成前馈控制或者顺馈控制两种类型,则是通过执行、计算、测量干扰量到被控制对象的范围 。机电控制系统在被控对象、控制装置中进行单项传递操作时信号在结构之间有着相对的联系,所以。控制系统的控制精度在很大程度上局限于控制系统的原理中。例如,直流电机转速常规的控制系统内,通常会出现转速因为增加负载发生下降等情况,使电枢电流与下降转速有着较大的联系。该控制方式的信息主要是从扰动中获得,同时将被控量合理的改变,有着较好的抗扰动性,较高的控制精度,该控制方式常用在可测量扰动等控制系统的运行工作中。

(2)机电控制系统中的通过给定值操纵进行开环控制是将给定值作为主要的测量对象,被控量时主要的控制对象,图3为被控对象与控制装置之间的相互关系图。

图3被控对象与控制装置之间的相互关系图

该控制方式运用在机电控制系统中主要的特征是有着较差的抗扰动性、无法保证控制精度、纠偏能力不足以及较为简单的控制等,所以,机电控制系统在工作时或者外部受到干扰时的特性参数均会出现改变,对被控量会产生直接的影响,导致被控量与给定值出现偏差的情况,使机电控制系统对于出现的偏差无法自动修正,因为该控制方式有着较低成本、较为方便的调整以及较为简单的结构等,如运用在较小的扰动影响、较低精度要求的工作中,通过给定值操纵进行开环控制的方式具有极大的应用意义。目前,我国经济型数控机床上普遍使用的电动机控制系统示意图详见图4。

图4 经济型数控机床上普遍使用的电动机控制系统示意圈

通过给定值操纵进行开环控制方式的工作主要是将步进控制器作为驱动元件中的伺服系统,该工作原理是将角度位移往数字脉冲角度的变化得以实现,该控制方式在定位时不需要位置检测设备进行,其能够通过驱动装置实现全面定位。

4机电控制系统的复合控制方式

机电控制系统运用的复合控制方式主要是指闭环控制以及开环控制相互结合的类型,其主要是基于系统闭环控制回路的前提下,将具有扰动或者信号输入的顺馈通路进行附加处理,确保机电控制系统在精度控制方面得到提高。通常情况下,均是在机电控制系统的外部扰动的影响下反馈控制才可以进行修正操作,倘若机电控制系统没有出现外部扰动影响,则无法实行修正操作。机电控制系统运行过程中采用的按扰动控制方式主要是指在技术控制的基础上根据系统存在的偏差进行有效的控制,按扰动控制方式主要是在可测量扰动的控制场合中合适使用,且对于系统扰动的因素仅能通过单独的补偿装置进行补偿,补偿设备对于其他的扰动因素均无法起到补偿的目的。所以,机电控制系统在实际运行过程中互相结合按扰动控制以及按偏差控制等方式属于相对合理的,如机电控制系统具体扰动时的扰动控制室通过合理的补偿设备来全面实现的,另外,按偏差控制方式时通过反馈控制再次组成的系统来全面实现的,则能够将控制系统的其他方面绕顶出现的偏差情况全面消除。复合控制方式则是通过机电控制系统的按扰动以及按偏差控制方式互相结合而成的。这样结合的控制方式,能够全方位的补偿机电控制系统产生的具体扰动,机电控制系统在设计反馈系统时则会相对容易,且获得较为良好的控制效果。机电控制系统中的复合控制方式中运用的顺馈通路与开环控制方式有着相同的地方,所以,复合控制方式中运用的补偿装置对参数的稳定性能有着较高的要求。

结束语

总而言之,本文就机电控制系统的基本要求以及概念进行简要的论述,同时重点归纳以及分析机电控制系统实际运行过程中采用的而控制方式,主要是为了更加全面的掌握以及认识机电控制系统的设计原因、设计要求以及设计过程等方面。

参考文献

[1]晏良俊,朱琥.机电设备控制系统抗干扰问题的探讨[ 机械制造与自动化,2010,10(05):245~246.