浅析机械自动化的控制系统

摘 要：人类文明的进步使得机械行业的发展也随之有了新的进步，机械自动化控制系统是近些年得到广泛应用的自动化系统，和以往的系统相比在实际效率上得到了大幅提升。基于此，该文则主要就机械自动化控制系统的相关理论进行阐述，并结合实际对其应用加以分析，希望此次理论研究对实际操作起到一定指导作用。

关键词：机械；自动化；控制系统

当前我国的科学技术已经有了很大程度的发展，一些先进的技术已经在生产生活中得到了广泛的应用。科技的发展使得新技术不断涌现，机械自动化控制系统在实际中所起到的作用愈来愈大，由于工业自动化的水平是对国家生产发展的重要衡量标准，所以加强机械自动化控制系统的理论研究，使其更好的指导实践就有着重要意义。

1 机械自动化的现状

可以说，当前我国在机械制造业的发展还不够成熟与稳定，因此在这种情况下其机械自动化的发展不要过度的追求自动化热，需要从整体来对机械自动化进行发展。在发展机械自动化之前需要对我国的科技水平的国情进行分析，在确保我国机械企业能够生产柔性的前提下，对工作人员以及机械进行优化，在建立完善的信息系统的同时，还需要充分考虑到计算机管理的效益、系统中自动化的装备与普通设备完美结合的模式下，在跟随我国国情以及国外发展状况进行紧密联系到一起后，推广并发展出一种适合我国当前需求的机械自动化发展道路。

2 机械自动化控制系统及主要特征分析

2.1 机械自动化控制系统分析现阶段我国的机械自动化控制系统已经有了较为广泛的应用，自动化控制是近些年科学技术应用的突破，其主要是无人操作基础上通过控制器进行对机械设备自动控制，并使其能够严格的按照预定规律变化的现象。机械自动化控制系统的主要对象就是机械，从实际的情况来看能够将这一控制系统分为几个重要的类型，依照信号类型加以划分在信号均是时间连续函数就是连续控制系统，如果信号是离散的就是离散控制系统，而在控制变量额划分基础上系统的输入输出变量都为单个则是单变量控制系统。倘若是按照控制系统有无反馈进行划分，检测系统检测输出量将检测结果反馈到前面参加控制运算这一系统就是闭环控制系统。

2.2 机械自动化控制系统主要特征分析

机械自动化控制系统自身有着较为鲜明的特征，主要体现在有着安全可靠性，不管是自动化设备或者是在控制系统当中，都有着专门自动报警以及自动停止诊断功能。这样就对机械自动化当中的事故发生可能性得到了有效降低，从而加强了实际生产的安全性。不仅如此由于自动化控制系统中采用了电子器件，而这一器件自身不会发生磨损，故此在稳定性方面就得到了有效保证。另外在机械自动化控制系统的应用上有着广泛性特征，不只是能够在机械制造业得到应用，同时也能够在农业以及建筑领域得到实际的应用。

机械自动化控制系统的特征还体现在工作质量高以及生产能力高方面，机械自动化控制系统的实际运行中使用的是高精度及高灵敏度的机械自动化设备，是在控制程序基础上实施的控制，这样就对人为失误造成的事故得到了有效避免。从而将生产管理人员的工作效率得到有效提升，并减轻了自身的负担，通过自动化的控制系统能够对工作状况进行实时的监控，从而保障了工作质量。除此之外还对能源消耗得到了有效节约，对行业的劳动形式得到了改变，形成了更高层次的技术性工作方式，在机械自动化控制系统作业下的有关产品也在向着技术集约型的方向进行发展迈进。

3 机械自动化技术的实际运用

3.1 自动化供水技术

目前，自动化供水技术是在排水系统中机械自动化技术应用最多也最普遍的技术。该技术主要的用途就是通过自动化设备对水的采集、运输等，采用这种技术减少了大量的人工，提高了对水采集、运输的效率，同时也降低了供水过程中操作失误事件发生的可能，该技术使得我国的供水系统得到了很大的进步，也促使了你我国供水技术快速的发展。

3.2 自动化监控技术

所谓的自动化监控技术，就是通过自动化检测程序来对供水系统进行监控保证系统的正常工作，具体的说就是对供水设备的压力、水位进行监控，保持在正常状态，还可以通过水池水位的信号对水泵进行监控，当水位超过标准水位近关闭阀门，反之则打开阀门，若水位有异常情况时，就自动报警。

3.3 自动化设置换机间隔时间技术

采用自动化设置换机间隔时间技术的主要目的就是通过设定的程序，设置好水泵电机由变频切换至工频电网时的间隔时间，若遇到水泵突然换闸的情况时，避免受到感应电动势所造成的危害。

4 机械自动化发展趋势

机械自动化这一技术是很多科学技术发展的集合体，这一发展过程需要我们不断的努力创造。目前全世界的机械自动化都朝着新科技、环保等方向发展，具体的表现主要有以下几个方面：

（一）光机电化方向

普通的机械化系统基本上是由传感系统、电能系统、信息处理系统等部分构成的，弱国在此基础上加入光学技术，这就使得机械自动化在系统方面具有优化、自动化的特性，焕然一新。

（二）柔性化方向

目前对于机械自动化加工设备的柔性有很高的要求，柔性越好对加工对象的变换就越灵活，它主要是通过软件来控制的，操作时只需更改相应的程序和极少数的器具，具有方便快捷的特点，特别适合今天产品需求量日益增多， 品种也越来越多样，更新换代加快， 产品寿命周期缩短， 而且多品种批量生产为主的发展需求。柔性加工还具有很多的优点，首先它的加工精度较高，其次加工的质量稳定，比较可靠，此外特别适合需要改变的设计，因为它只要很小的改动就可以完成工作，或者是一些形状结构比较复杂的设计，操作起来较其他设备简单。可以轻松解决这一难题。

（三）智能化方向

20 世纪80 年展以来，智能制作就被当作一门新的学科，并且迅速得到青睐，受到火热的追捧。在我们身边就有很多这样的制作，例如电脑、手机、电视等等，这些器件可以自己分辨指令，像人一样具有创造能力，还具有思想。因此在机械自动化的发展过程中，智能化也是发展的趋势之一。可以在机械制造中采用全智能操作，不但减少了人员的使用，更重要的是保证了员工的人身安全。

（四）全球信息化方向

在经济全球化的推动的情况下，信息技术越来越发达，全球都处于信息化的时代。如果不具有全球性的信息和网络，在这样竞争激烈的国际市场很难立足。在跨国并购和国际产业转移的过程中，全球化的主要表现形式是全球采购一配套。这一工作能够持续不间断的原因就是因为全球化的信息与网络。这样的工作就是因为信息和网络才能够跨国、谈国际，如果没有信息与网络，一切都将变为不可能。

（五）绿色化制造方向

当今人类面临的三大重要问题就是人口众多、资源短缺、环境污染，关系到每一个国家、每一个公民。在日常生活中我们随时都能体会到拥挤，坐公交拥挤，坐地铁拥挤，打车难打，吃饭排队、买房子买车都要摇号，拥挤时时刻刻都在我们身边；植被由于过度采伐遭到破坏、水由于工厂排污受污染，大气层受污染、环境已经失去了平衡；资源已经开始匮乏，直接导致了物价上涨。这些是人类生存与发展所必须面对的问题。机械制造业是人类经济的主要产业，但也是机械制造业消耗了大量的资源，污染了环境。因此发展可持续发展的机械制造业是解决问题的最有效的途径。

5 控制系统的稳定性分析

控制系统在实际中应用，其首要条件是系统必须是稳定的。因此，稳定性是控制系统的一项重要指标，分析系统的稳定性是控制理论的重要内容之一。

所谓控制系统的稳定性，指的是控制系统在使它偏离平衡状态的扰动作用消失以后重新恢复到平衡状态的性能。而平衡状态指的是系统内部的各个变量在时间变化上等于零的运动状态，静止状态时唯一的平衡状态。任何一个在平衡状态下的控制系统，受到扰动作用后，必然会偏离平衡状态做运动，这种运动叫做受扰运动，当扰动消失后，受扰运动不会立即消失，这时的运动称为受扰自由运动，按受扰自由运动的变现形式不同，将系统分为稳定，不稳定和临界稳定三种状态。

6 系统性能的校正

系统性能的校正指的是按控制系统应具有的性能指标，寻求能够全面满足这些性能指标的校正方案以及合理地确定校正元件的参数值，通过调整结构参数或以某种方式加入一些新元件来改变系统的参数或结构，使修正后的系统符合设计指标要求。

6.1 校正方式

常用的系统校正方式有三种，即串联校正、反馈（并联） 校正和顺馈（前馈） 校正。串联校正是将校正装置串联在系统前向通路中的一种校正方式，如图A所示；反馈（并联） 校正是将校正装置并联置于主反馈回路内部，形成局部反馈校正回路的一种校正方式，如图B 所示；顺馈（前馈） 校正是其控制作用是由偏差产生的，因此控制误差是不可避免的，为提高控制精度，可在主反馈回路之外，在给定信号与主反馈信号引出点之前顺着前向通路方向引入校正装置，形成另一开环控制通路，如图C所示。

在工程实际中最常用的校正方式是串联校正和反馈校正，在一些性能要求较高的系统中，常常混用串联和反馈校正。

6.2 校正装置

系统校正的另一个主要内容就是选择校正装置。常用的校正装置有很多，通常按照校正装置本身的幅频特性和相频特性形式来划分校正装置的类型。按幅频特性来划分，可将校正装置分为有源校正装置（对信号有增益作用） 和无源校正装置（对信号无增益作用） 两大类型。按相频特性来划分，可将校正装置分为相位超前校正装置、相位滞后校正装置及相位滞后―――超前校正装置等类型。

结语

总而言之，机械自动化控制系统的不断发展优化，对我国的各领域产业的发展都有着重要的推动作用，这也是对我国的经济社会进行促进的重要动力。处在当前的发展背景下，将机械自动化控制系统进行创新也是使其得到长久发展的保障，所以这在今后的发展中还需得到充分重视。由于该文篇幅限制不能进一步深化探究，希望此次努力能起到抛砖引玉的作用。

参考文献

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