機(jī)電專業(yè)職稱論文(2)
機(jī)電專業(yè)職稱論文
機(jī)電專業(yè)職稱論文篇二
機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制
摘要：近幾年計(jì)算機(jī)控制技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，相應(yīng)的機(jī)電自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。機(jī)電設(shè)備采用自動(dòng)化的控制手段，不僅可以提高控制精度，而且自動(dòng)化的普及與應(yīng)用大大節(jié)約了人力成本，因此其應(yīng)用范圍將會(huì)不斷的拓展。本文就談?wù)剻C(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制。
關(guān)鍵詞：機(jī)電設(shè)備;自動(dòng)控制
一、自動(dòng)控制技術(shù)的原理與作用
所謂的自動(dòng)化控制是指基于無人參與的條件下，通過控制裝置促使機(jī)器、設(shè)備或者生產(chǎn)過程自動(dòng)的根據(jù)預(yù)先設(shè)定的方式運(yùn)行，通過整套系統(tǒng)將控制器、控制對(duì)象等部件組合起來，完成特定的任務(wù)。電子計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，控制裝置如何調(diào)節(jié)、控制受控對(duì)象，由工作時(shí)的反饋信息來決定，這種自動(dòng)控制系統(tǒng)即為反饋控制系統(tǒng)。利用反饋信息對(duì)輸入量與輸出量的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得控制對(duì)象處于有效范圍而完成任務(wù)。反饋控制系統(tǒng)根據(jù)職能不同，其包括測(cè)量元件、給定元件、放大元件、執(zhí)行元件、比較元件以及校正元件等幾個(gè)部分，其中受控對(duì)象即為測(cè)量元件，給定元件則是給出對(duì)應(yīng)受控量的輸入量;比較元件的主要作用是將實(shí)測(cè)量與給定元件的輸出量作經(jīng)較，獲取偏差值;執(zhí)行元件則起到推動(dòng)受控對(duì)象的作用;校正元件起到補(bǔ)償作用，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)控制方式不同，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以分為三種，即反饋控制、開環(huán)控制以及復(fù)合控制;根據(jù)元件類型不同，可以分為機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)與氣壓系統(tǒng)等。只有排除環(huán)境以及元件性能誤差的干擾，才能基于穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性的角度對(duì)系統(tǒng)整體精度加以衡量，從而保證通過自動(dòng)控制系統(tǒng)的受控量與期望量相等。
二、機(jī)電自動(dòng)控制中的電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)
機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)是由直流傳動(dòng)與交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)組合而成的，其中直流電動(dòng)機(jī)包括定轉(zhuǎn)子、電刷、端蓋、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)等，其原理是以電磁力定律為基礎(chǔ)的，促使N極線圈中有效電流保持一個(gè)不變的方向，S極圈同樣保持一樣方向不變的電流，參照左手定律促使線圈中兩個(gè)有效邊受到方向一致的電磁力，促使電樞轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)際生產(chǎn)過程中，電動(dòng)機(jī)的選擇要參照實(shí)際的工藝需求以及所用的機(jī)械特征，比如普通的切削機(jī)床采用硬特性電動(dòng)機(jī)，而一些電動(dòng)車或者重型吊車等則采用軟性電動(dòng)機(jī)。盡管電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是固定的，但是可以人為的改變電動(dòng)機(jī)的電樞電壓、勵(lì)磁電流、外加阻抗等，使其原來的機(jī)械特性發(fā)生改變，從而滿足更高安全性與穩(wěn)定性的要求。要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制，調(diào)速裝置是其中的關(guān)鍵，所謂調(diào)速就是人為的改變裝置的電氣參數(shù)，既保持了輸出負(fù)載轉(zhuǎn)矩不發(fā)生變化，又可以得到不同的轉(zhuǎn)速。調(diào)速的方法很多，有改變磁通調(diào)速、改變電樞電壓調(diào)速、外加串聯(lián)電阻調(diào)速等。自動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的系統(tǒng)，就是電氣電力控制電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。交流電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)與控制系統(tǒng)則采用交流電動(dòng)機(jī)作為傳動(dòng)動(dòng)力源，一般有同步和異步電動(dòng)機(jī)2種，而交流調(diào)速系統(tǒng)主要是針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的，與直流電動(dòng)機(jī)相比，它具有調(diào)速性能優(yōu)良、節(jié)約能源、減少維護(hù)成本等優(yōu)點(diǎn)，交流異步電動(dòng)機(jī)還具有變頻調(diào)速功能，具備了寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)定性精度、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)、高工作效率等特點(diǎn)。因此，交、直流電動(dòng)機(jī)在日常生產(chǎn)中運(yùn)用廣泛，從大型的建筑吊機(jī)，到公共場(chǎng)合的電梯和傳動(dòng)帶、電瓶車，小型的有DVD碟機(jī)、照相機(jī)等家用電器，還有在我們單位使用的污水處理泵、潛水泵、消防控制系統(tǒng)及中央空調(diào)控制等設(shè)備，都無一不是觸及這一領(lǐng)域的技術(shù)，由此可見其重要性和應(yīng)用的普及性。
為了使電動(dòng)機(jī)按要求的轉(zhuǎn)速工作，以達(dá)到完成任務(wù)的目標(biāo)，一般在生產(chǎn)中采用帶負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)來控制。就是把系統(tǒng)的輸出量通過檢測(cè)裝置，反饋回系統(tǒng)的輸入端進(jìn)行比較，得到的偏差量通過系統(tǒng)的調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生控制信號(hào)，對(duì)偏差進(jìn)行糾正，來改善輸出量直至符合要求，所以提高系統(tǒng)的控制精確度是關(guān)鍵的技術(shù)。因此在設(shè)計(jì)選用時(shí)，要確定機(jī)電自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用方案，根據(jù)不同的要求、不同的場(chǎng)合選用合適的控制系統(tǒng)方案。另外，還要考慮到設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)電氣性能的影響問題，如機(jī)械設(shè)備之間的摩擦、間隙、彈性變形等對(duì)電氣控制系統(tǒng)性能的影響，要把因此而產(chǎn)生的誤差考慮進(jìn)去，使機(jī)電控制更加穩(wěn)定。
三、微機(jī)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)控制中的應(yīng)用
目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)已經(jīng)緊密地結(jié)合起來，有微機(jī)控制技術(shù)、可編程(PLC)控制技術(shù)、單片機(jī)控制技術(shù)等，其廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化、智能化等機(jī)電設(shè)備中。一般在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，把給定量與被控制的比較器和裝置用計(jì)算機(jī)來代替其工作，即用計(jì)算機(jī)作控制系統(tǒng)，對(duì)被控制對(duì)象的參數(shù)，如溫度、壓力、流量等進(jìn)行采樣檢測(cè)，并通過數(shù)據(jù)傳輸通道，將采樣到的模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)量，以便在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算和分析，再把結(jié)果通過數(shù)據(jù)通道轉(zhuǎn)變回模擬量去控制被控制對(duì)象，以此達(dá)到預(yù)期的目的。而通過計(jì)算機(jī)就能完成復(fù)雜的比較、判斷、運(yùn)算、綜合等功能，且簡(jiǎn)單、快捷、準(zhǔn)確，計(jì)算機(jī)則成為整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心指揮部。在使用、維護(hù)及修改方面更加清晰、簡(jiǎn)便、直觀。
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括主機(jī)、接口電路及外圍電氣設(shè)備，其中單片微型計(jì)算機(jī)在一片小芯片中集成了CPU、RAN、ROM、I/O接口、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、串行通信口、A/D轉(zhuǎn)換器等微型部件，完成整個(gè)控制系統(tǒng)的功能，具有價(jià)廉、可靠、多功能、體積小等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各種小型的控制系統(tǒng)中，被稱為微型控制器。在控制中，計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC系統(tǒng))，是由計(jì)算機(jī)測(cè)量出被控對(duì)象的參數(shù)，按照一定的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出最佳的給定值，通過模擬調(diào)節(jié)器控制整個(gè)過程，從而使工作過程處于最好的狀態(tài)，它還可以進(jìn)行順序控制、集中控制、分級(jí)控制和最優(yōu)控制。而智能控制又是計(jì)算機(jī)控制中的佼佼者，智能化控制使計(jì)算機(jī)具有人腦的部分思維功能，解決一些人們難以解決或至今還無法解決的問題。如智能機(jī)器人和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中智能機(jī)器人是為機(jī)器人配備各種感知能力、推理能力、思維能力等，使機(jī)器人用計(jì)算機(jī)作控制中心，機(jī)電合體進(jìn)行各種功能操作，使機(jī)器人能行走、說話，還能感知環(huán)境變化，代替人類完成有害環(huán)境或惡劣環(huán)境下的危險(xiǎn)工作等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是模擬人腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)和信息傳遞方式來研制智能計(jì)算機(jī)，相信在不久的將來，這一領(lǐng)域的構(gòu)思和研究就會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。
參考文獻(xiàn)
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