摘要:随着计算机及机械制造技术的迅速发展,加快了机电一体化技术的设计与应用。而对机电一体化控制系统的分析能够有效提升设备的自动化以及智能化水平,不断改进设备整体性能。本文主要研究了机电一体化控制系统的设计应用,希望为相关技术的发展提供借鉴。
关键词:机电一体化;控制系统;设计;分析
机电一体化是将机械制造、微电子等技术结合起来并应用到生产中去的一种技术。而控制系统是该系统的关键部分,能够用于各种重要信息的处理,并利用计算机接口与外部相连接,实现机电一体化设备各环节的正常运行。
一、控制系统的分类
(1)根据其判断原则中是否具有被控对象的运行函数,能够将其分为:
顺序控制系统,其原理如下:利用对时间、逻辑等信息的分析,输出被控对象运行步骤,是开环的。其具有以下特点,使用方便、所需成本低,但不足之处是精确度不够,而且对外部环境的影响及干扰较为敏感。
反馈控制系统,其原理如下:利用传感器收到被控对象的运行信息,并即时反馈给控制器,接着实现运行情况调整,是闭环的。尽管该系统有着成本较高、维护困难等不足,但其精确度较高、可调整性好,对外部影响的抑制能力也更强。
(2)根据其输出信号的变化情况能够将其分为以下三类:
镇定控制系统,其具有不受外部影响,输出信号维持性好等优点,更多的是用在恒温、恒速系统等的控制中。
随动系统,其具有输出信号能够在相应范围内随意改变,无需遵守一定规律的特点,所以信号的输出没有固定函数,设备的运行要求不断的准确指令发送,对数据分析能力的要求非常高,更多的是用于瞄准、无定向检测等设备中。
程序控制系统,其具有以下特点,依据设定好的函数实现输出信号的改变,信号的输出是提前设定好的,但信号的改变通过固定函数实现,所以更多的是用于车床等设备中。
二、控制系统的设计原则
通过以上分析可知,机电一体化的控制系统类型多样,适用于不同设备,但其设计原则却是一致的,主要包括以下三个方面:
(1)精确性。在进行系统的设计调测过程中,各指令之间的差值必须被限定在一定的范围之内,而且在确保设备正常运行的前提下尽可能的降低误差。系统的精确性与最终产品的质量,以及控制系统的控制效果密切相关。
(2)平稳性。确保系统运行稳定才能保证产品的质量符合设计要求,而且在外部环境的影响下,也不会出现质量的下降。特别是闭环系统的反馈作用,易于遭受参数变化的影响,进而造成系统震荡,影响设备正常工作。
(3)快速性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆系统排除差值以及解决异常问题的速度要尽量快,由于差值的存在会引起系统的运行异常或生产质量的降低,所以要最短时间内迅速排除系统偏差,确保系统正常运行。
三、机电一体化控制系统设计发展方向
机电一体化的控制系统不断向着自动化、智能化的方向发展,而随着通讯技术、微电子技术等的飞速发展,控制系统的设计更加细化,同时,人工智能、光纤技术的进一步研究,也有效的提升了相应控制系统的性能。今天,机电一体化控制系统的设计发展方向主要是:
(1)模块化。控制系统的模块化是机电一体化设计发展的重要趋势,因为目前许多的一体化设备是由多个生产企业生产制造的,所以就需要对其各类接口等连接位置施行标准化的设计,而模块化的实现就使得所生产的设备器件能够方便的用在任意一套机电系统中,这就为企业的发展以及行业内的交流提供了方便。
(2)智能化。控制系统的智能化发展,是随着人工智能、计算机技术等新技术的发展而实现的,对这些技术的运用促进了控制系统主动分析功能的发展,有效的推动了生产力的进步,减少了设备的运行复杂度。当然,这也要依靠于高水平的硬件、软件,以及先进的计算机科学的支持。
(3)信息化。信息网络技术的发展大大拓宽了科技的传播范围,对于机电一体化设备来说,只要其性能足够优秀,就可以快速的被行业内所认可,所以,不断拓宽的市场范围有助于推动行业的发展以及科技的进步,从而促进机电一体化控制系统技术上的不断完善。
(4)绿色化。现代工业的发展给我们的工作生活带来了非常大的方便。首先,物质资源大为丰富,生活条件不断改善;但同时也造成了,资源的不断减少,自然环境的污染破坏。至此,人们开始注意的环境问题,更加追求回归自然。绿色化这一概念也正是在这一形势产生的,绿色环保是时代进步的趋势。绿色产品在其设计、生产、应用的整个过程中,更加亲近自然,对生态环境的影响更小,能够更加有效的保护人类的生命健康,资源使用效率更高。机电一体化设备的绿色设计,更加符合当下的发展方向。而机电一体化设备的绿色化主要指的是在其使用过程中对环境的影响较小,且报废后可以回收再利用。
结语
总的来说,机电一体化技术已在机械设备生产制造领域得到了广泛的应用,其可靠的性能及方便的操作都引起了用户的青睐。尽管机电一体化控制系统的发展渐趋完善,相关辅助系统也趋于完备,但我们仍然要看到在其实际使用过程中所表现出的不足与问题,努力实现功能的最优化,对其进行不断的细分和具象化处理,考虑到各个应用领域,设计出更具针对性、更加适用的机电一体化控制系统。同时,也要立足当下,不断改进计算机技术与机械制造技术,从而为我国机电一体化技术的进一步发展提供技术上的支持。
参考文献
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作者简介
张成(1987-11-05),男,汉族,籍贯:玉林市,研究方向:设备自动化升级改造方向。
论文作者:张成
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
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