机电控制系统的控制方式分析论文_郭志

机电控制系统的控制方式分析论文_郭志

(河南中烟工业有限责任公司 河南洛阳 471003)

摘要:在机电控制系统的控制活动中,其主要活动目的在于采取有效的控制方式,使得被控制对象的控制值能够达到预定的标准值。在实际操作过程中,这一目的的实现就要依靠专业机电传感装置来实施其监察效能。本文论述机电控制系统中的控制方式及其要求,将机电控制系统的执行装置的活动落到实处。

关键词:机电设备;控制系统;控制方式;故障诊断

机电控制系统主要包括开环式控制方式、反馈式控制方式、复合式控制方式等多种方式。实现机电控制系统控制,就要求相关部门和技术人员不断推动机电控制系统自动化的进程,要求在系统组成过程中,受控值的变化控制操作要严格遵循稳定性、快速性、精准性等基本原则。只有对具体的机电控制方式提出相应的控制要求和设计规划,才能真正实现机电控制系统的创新发展,才能为相关企业部门带来巨大的经济效益。

一、机电控制系统中的基本控制方式分析

机电控制技术是基于机电一体化系统而生成的一种基础性控制技术,该技术的主要操作任务在于采取有效的控制方式,使得被控制对象的控制值能够达到预定的标准值。在实际操作过程中,这一目的的实现就要依靠专业机电传感装置来实施其监察效能。具体来说,机电控制系统主要包括以下几种控制方式。

1、开环式控制方式。开环式控制方式主要是基于机电控制系统的控制通道而实现的一种控制方式。一般来说,在系统控制过程中,直接参与控制活动的信息主要来自于给定值、干扰变量、受控值三条信息通道,而经过信息通过的两支信息则成为系统开展控制活动的基本依据。开环是控制方式通过在系统的控制装置和受控对象之间建立以有机联系,进而形成一种顺向的作用,使得信息通道内的给定值信息与受控值信号都呈现出单向传递的作用方向。而基于开环式控制方式的控制系统则被称为外环控制系统,其优势在于通过对系统的输出量进行有效限制,从而减低了系统遭受负面影响作用的风险。

2、反馈式控制方式。反馈式控制方式是机电控制系统中最为基本、应用范围最长的一种系统控制模式。在反馈控制系统中,系统中的控制装置往往容易对受控对象施加较为明显的控制作用,在这种控制过程中起到关键性作用的反馈性信息主要来自于受控对象的受控值,系统通过对受控值所出现的偏差进行不断地休整和控制,最终强化对受控对象的控制作用。反馈式控制方式与人体活动规律实际上具有异曲同工之妙,人在进行日常行为活动时,在完成一些常见举动之间,也会实现在心中进行相关信息的事先判断,通过对反馈而来的信息与实际情况进行对比分析,不断修正出现偏差的信息,直接将偏差消除。

3、复合式控制方式。复合式控制方式是一种较为复杂的系统控制模式。一般来说,反馈控制装置只有在系统外部因素受到明显干扰的情况才能进行及时的信息修正工作,而一旦外部干扰较小或未有影响的情况发生,反馈控制的方式则无法顺利实现,偏差修正工作无法完成。针对这一问题,复合式控制方式不仅仅将外部干扰因素纳入到可测量的环境当中,而且还将多个干扰因素的系统补偿效果也纳入了控制系统当中。通过在相应装置中设置好相应的补偿装置,实现系统的实时扰动控制。只有建立了行之有效的反馈控制系统,才能针对系统在运行过程中可能出现的诸多扰动因素所造成的信息偏差情况进行及时地控制和干扰补偿。

二、实现机电控制系统控制的要求

根据受控主体的不同,机电控制系统实际上又可以分为手动控制与自动控制两类。其中手动控制是通过操作人员自身的判断和操作来进行系统控制,而自动控制则是在人员无参与或者少参与的系统操作环境中,相关控制设备器材依据已设立好的标准参数所进行自动化规划处理的运行状态。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而后者是当前机电控制领域的未来发展方向和重要研究课题,因此,要实现机电控制系统控制,首要的要求在于不断推动机电控制系统自动化的进程。实现这一目标离不开相关科学技术的发展创新,同时也离不开相关技术人员专业技能和个人综合素质的提高。只有基于高水平的自动化系统控制技术,才能使得自动化了的机电控制系统能够在实际工作活动中处理更多更为复杂的系统控制任务,才能真正地形成以控制系统为核心的联合控制结构。另一方面,由于在机电控制系统的控制过程中,控制系统的具体组织结构、设定参数都需要进行标准化地确定,某些典型信息输入系统之后,其受控值应当根据应用参数与标准得到准确的控制。这就要求在系统组成过程中,受控值的变化控制操作要严格遵循稳定性、快速性、精准性等基本原则。稳定性主要指的是机电控制系统在进行正常工作时,需要保障系统的基本稳定作用,当受控值与期望值的偏差较大时,控制系统能够将受控值及时地拉回到标砖范围之内,并且将其逐渐接近与消除状态,即经过一段时间后,偏差期望值的受控值能够迅速地恢复到初识期望值水平。快速性主要指的是在系统的控制作用下,受控值能够及时高速地被控制,并在较短的过渡时间里得到调整。精准性包括两方面的含义,即受控值的精准和期望器的精准。期望值的精准即指初始期望值的范围设定是设计人员依据相关设定程度与操作所严格得出的标准数据,而受控值的精准则指受控值在受到系统控制修正作用时,能够进行数据信息上的准确修正。对数据变化的具体原因进行相应的修正操作,在确保受控值不断接近期望值的同时,也尽量做一些微观上的处理和操作,从而将系统控制能力发挥到最高水平。

三、机电控制系统故障诊断的内容

现代故障诊断包括三方面的主要内容:故障检测;故障分离(诊断);故障修复,统称为故障的检测、分离和修复(FDIA)。故障诊断系统的性能:及时性(速度);敏感性和鲁棒性:误报率、漏报率、错报率和确诊率;全面性(针对所有类型故障)。1)故障检测。在进行故障检测之前,需做以下假设:系统中的故障导致系统参数有变化,如故障使输出变量、状态变量、残差变量等其中之一或多个有变化。这是所有故障诊断方式都必须遵守的假设条件。机电设备故障检测是指确定系统是否发生故障的过程,即对一非正常状态的检测过程。通过不断监测系统可测量变量的变化,在标称情况下,认为这些变量在某一不确定性下满足一已知模式,而当系统任一部件故障发生时,这些变量偏离其标称状态。通常根据系统输出或状态变量的估计残差的特性来判断故障。目前研究的目标是检测的及时性、准确性和可靠性及最小误报和漏报率。2)故障诊断。故障诊断指根据残差方向和结构来分离出故障的部位,判断故障的种类,估计出故障的发生时间、大小和原因,进行评价与决策的过程。故障分类是将故障按其严重程度进行分类,以便采取相应措施。故障的评价和决策是指根据故障的类别、严重程度,决定是否采取修复、补救、隔离或改变控制率等措施,以防止故障的影响和传播,预防灾难事故的发生。3)故障修复。故障修复指根据故障诊断结论,或是改变控制率或是控制重构或是系统重构,使整个系统在故障发生晴况下,保证稳定并改善系统性能。故障修复是自主系统(AS)和智能系统(AIS)的重要环节,机电设备故障修复把故障状态检测和故障诊断与自动控制紧密联系起来,使故障诊断具有更深远意义和广阔的应用前景,故障修复理论和方法将是目前和将来的研究方向。

总之,机电控制技术是基于机电一体化系统而生成的一种基础性控制技术,在其控制活动中,机电控制的主要任务在于通过采取有效的控制方式,使得被控制对象的控制值能够达到预定的标准值。在实际操作过程中,这一目的的实现就要依靠专业机电传感装置来实施其监察效能,本文研究机电控制系统的具体控制方式。

参考文献:

[1]黄伟力,王斌.黄伟建机械设备故障诊断技术及其发展趋势[J]. 矿山机械,2015.

[2] 董选明,裘丽华. 机电一体化技术的内涵与发展[J]. 重庆工业职业技术学院学报,2015,(03).

[3] 张延波,李新平. 光机电一体化技术的现状和发展趋势[J]. 化学工程与装备,2014,(01).

论文作者:郭志

论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期

论文发表时间:2017/5/26

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