机电控制系统自动控制技术的融合分析论文_路文双

机电控制系统自动控制技术的融合分析论文_路文双

宁夏水利电力工程学校,宁夏银川,750000

摘要:文章首先针对机电控制系统与自动控制技术二者的特征展开必要的说明和分析,而后进一步在此基础之上,对于如何切实实现和推动两种技术的融合,使其结合成为有机整体,构建机电一体化体系有着一定的积极价值。

关键字:机电控制;自动控制;一体化

随着生产力的发展以及各方面技术水平的提升,尤其是信息技术的大量涌现和深入应用,自动化控制技术成为了机电控制领域中的一大重点。并且从近年来其应用发展的角度看,自动控制技术正在保持一种面向机电控制系统实现积极融入的态势,因此一体化已经成为机电领域发展的必然趋势。

一、机电控制系统与自动控制技术的特征分析

当前在机电工作领域中,机电控制系统与自动控制技术是发展以及应用的两个核心所在,但是深入分析,可以发现二者在发展和应用方面都呈现出极大差异,其技术也存在不同的侧重。而对二者之间的对比分析,对于进一步加深二者的融合,切实实现机电领域的一体化有着不容忽视的价值。

对于机电控制系统而言,其应用的侧重点放在控制领域,从本质上看,是指工作人员不在机电控制现场,而利用控制装置来驱使机电系统展开工作。机电控制系统经过多年的发展,涉及到包括微电子、信息处理、通信、自动控制等多个领域,因此在应用环境中的表现,也从单纯离开机电工作现场,避免人员伤害,变为更远距离的远程控制,而远程控制进一步发展则呈现出集中控制的特征,为工作效率的优化以及人员专业水平的提升奠定了坚实的基础。目前机电控制技术已经发展成为一个综合性的技术集群,并且随着计算机和通信技术的不断发展,呈现出极强的生命力,在工业生产以及航空航天等领域广泛应用。

而对于自动控制技术来说,其发展和应用的重点则在于自动领域。自动控制技术是指通过控制器使被控制的机电对象或过程能够自动按照预定的规律运行的一种技术方式,与机电控制系统相比,自动控制技术更多倾向于采用人工智能等相关算法来对机电系统运行的实际情况进行判断和分析,并且自动做出合理的决策,从而实现对于目前机电行为方式的纠偏,同时还包括对于既有机电运行状况的感知和数据采集。自动控制原理作为自动控制技术的核心基础,起终点在于通过协调机械、电器的各部件共同工作来有效完成动作过程,并且发现存在于当前工作环境中的问题展开纠偏和告警。该领域中包括两个重要的分支,即经典控制理论和现代控制理论。其中前者主要针对单变量的线性时不变系统,并且借助数学工具拉普拉斯变换,利用函数传递的方法在频率域进行系统分析;而后者则面向多变量、非线性和时变系统,借助的数学工具为矩阵论、线性代数和集合论等展开工作。随着计算机以及人工智能相关技术的不断深入应用,这两种典型的控制理论开始逐步失去阵地,而转向智能化控制。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在智能化控制领域中,综合了之前的相关控制思想,并且以当前计算机技术作为基础构建更为完善和快速的控制体系,对于提升产品精度和加工效率等方面均有积极价值。

二、机电控制系统与自动控制技术的融合

机电控制系统与自动控制技术的融合进程,本身就是机电一体化实现的进程。机电一体化的思路,最早由日本的一家机械整形协会经济研究所提出,主要设想是希望能够将电子技术加入机构中的动力功能、主功能等加以控制和管理。而随着相关技术的不断成熟,机电一体化也呈现出一定的边缘融合特征,与此同时也表现出对应的学科独立性,以机电控制系统与自动控制技术两个方面融合作为本质的一体化研究逐步兴起。

在一体化日渐盛行的发展道路上,一方面作为相互融合的两个方面技术,其思想的独立性必须得到保证,另一个方面,必须明确当前的这种技术融合,是要服务于生产力前进这一最终方向的。

在这样思路的指导之下,机电控制系统与自动控制技术的融合呈现出如下几个方面的实现形式:

首先,机械环境中的深入电子化是机电一体化的必然方向,实际表现为吉祥控制机构的逐步电子化,由电子线路对机械机构实现替代。这不是一个单纯替代的过程,更是在同一个机电体系中实现电子和机械共存,是机电控制系统与自动控制技术融合的必然。电子线路在这样的思路指导之下,开始承担传统机械控制的职责,通常采用可以编程的控制器或者微型计算机,将电子线路与机械控制结构有机的结合起来,并且进一步用变速机构、凸轮来代替原有的插销板、薄码盘、步进开关等接触式的控制器,用电子线路代替原有的机械结构。这种变迁能够有效简化机械结构,提升机电系统的反应速度,但是也会对为一体化系统带来源于电子本身的脆弱特征。,

其次,机械与电子的有机整合。在机电一体化的进程中,机械组件与电子功能必然会在一个比较长的时间内共存于同一个系统之中,因此两个方面技术的有效融合,共同服务于同一个机电一体化环境,成为当前该领域中的研究重点之一。这一方面的创新更多源于设计理念的转变,例如在电液比例控制系统中,将比例电磁铁与液压阀这两个部分有机的整合,从而产生一体化比例阀,就是这种整合思路的突出体现。整合不仅仅意味着机械与电子在同一个系统中共存与融合,更加重要的在于认识到机械和电子不同系统与学科之间的差异与发展,从而实现对其双方的推进,取长补短产生出更为卓越的一体化产品。

最后,功能方面的整合同样成为技术双方相互融合的重要体现。这一方面,要求明确面向机电系统职责的实际需求展开设计,避免在机电控制系统以及自动控制技术相互融合的道路上出现方向偏差。以功能作为衡量基准,有助于实现一体化系统之下多个模块价值的明确。例如对于数控机床而言,首先应当确定下来的组件包括可供车床使用的专用数控装置、伺服驱动装置、以及相关的各种机械装置,而后进一步在将多个部分有效整合的基础之上依据实际情况进行改善,增加必要组件,完整对于车床的控制,指导其完成各项功能,并且保证安全生产的展开。

三、结论

机电控制系统与自动控制技术的融合,是当前工业生产环境发展的必然。实际工作中,一方面应当切实深入地考察两个方面技术的特征,另一个方面则应当把握发展脉络,不仅仅是机电控制系统与自动控制技术二者的发展,对于机电一体化,甚至于工业环境需求的发展也应当有所洞悉。唯有如此才能把握技术融合的发展方向,实现有效融合。

参考文献:

[1]葛付存.现代机电控制技术的应用[J].机电信息,2012(12)

[2]梁治河.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].科技风,2011(9)

[3]张广生.机电控制技术应用问题[J].科技致富向导,2011(9)

论文作者:路文双

论文发表刊物:《科技中国》2016年6期

论文发表时间:2016/10/17

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