试议机电控制系统的控制方式

【摘要】：一般来说，使得被控制对象的控制值与目标值相等是机电控制系统的控制的主要任务，然而在实际控制期间，这种与“监察”相似的根本任务是运用专用的机电传感装置来达到的。其中响应比较分析的任务则是经过系统的控制装置来实现的，执行阶段则有特别的执行装置来实施。就机电控制系统的控制方式作出认真地分析与探论。

【关键词】： 机电设备控制系统方式

中图分类号： TU85 文献标识码： A 文章编号：

一 含义

机电控制技术是机电一体化系统或产品制造的重要基础技术。那么什么是机电一体化系统呢？“机电一体化控制”是各相关技术有机结合所形成的一个新概念。但是，对于机电一体化控制至今尚未得到公认和统一的定义。以运动员练习高尔夫球的击打过程来类比机电设备控制系统在运行时的基本控制方式。高尔夫运动员在练习击打高尔夫球的那一刻，为了能够更为准确和有效地击中高尔夫球且控制球尽量靠近目标地点，球员总是会首先对目标地点的位置以及周边地势进行观察和判断，并把握即时风向和风速等各种干扰因素，然后最终决定挥动高尔夫球杆的力度和触球点并发动相应的挥杆动作。除此以外，常常练习也是一个继续总结与改进的过程，依据每次完成以上工作内容之后高尔夫球的落点来修正挥杆力度和触球点，换句话说就是需要完成一个再分析、再判断和再修正的过程，直至高尔夫球在运动员击出后准确落至目标地点，即作为一个高尔夫运动员所需完成的一个基本任务。然而机电控制系统需要做的根本任务就是在于让被控制对象的控制值目标值相等。在实际控制过程当中，这种类似于“监察”的基本任务是利用专门的机电传感装置来实现的。其中响应比较分析的任务通常是经过系统的控制装置来进行的，执行阶段是有专门的执行装置来落实。

二 控制方式

1）开环式控制方式。通常情况下，机电控制系统的控制过程其系统参与控制的信号大多出自三条通道，就是说给定值、干扰变量以及受控值。这些量值信号是机电系控制系统的通常根据。然而机电控制系统的开环控制方式就是指系统控制装置与受控对象之间形成一种只有顺向作用而非方向作用的联系密切，其中通道内的信号给定值与受控值为单向传递，以此种方式组合的控制系统称为外环控制系统，其系统拥有比较突出的优势在于系统输出量不会对系统的控制作用造成负面影响。需强调一点，这种开环控制系统既可以按照定位操作方式组合，又可以按照干扰补偿控制的方式组合。

2）反馈式控制方式。反馈控制是机电控制系统最根本的一种控制方式，也是当前得到运用范围最广的一种系统模式。一般情况下，在反馈控制系统中的控制装置会对受控对象进行控制作用，做完这一过程的反馈信息就是来自于受控对象的受控值，然后不断地修正受控值的偏差，最终实现对受控对象的基本控制任务，这就是一个完整反馈型控制系统的工作原理。换句话说，人的任何行为活动均体现此类的反馈控制机理，人本身就是一个具有高度控制能力的反馈控制系统，比如说人能通过手拿到桌面上的水杯、公交车司机运用方向盘可以驾驶公交车在马路上行走等这些大家生活中常见的动作都可以渗透在反馈控制这一机理之中的。人在做完这些普通动作时也将通过事先的信息判断与信息反馈连续修正偏差信号一直到偏差为零，完成动作。很明显，机电控制系统的反馈控制其实就是一个按偏差来控制的过程。所以它也是按偏差的控制，反馈控制机理就是以偏差控制的机理。

3）复合式控制方式。机电控制系统另一种控制方式为复合控制方式。反馈控制装置在接受外部因素影响之后才可以进行适当地修正工作，然而在外部干扰没出现影响之前则不可以进行适当地修正工作。由于扰动因素的控制方式相较于以偏差分析的控制方式要容易很多。然而，复合控制方式只适用于干扰因素在可测量的条件下，且拥有一个补偿装置的控制系统也只能补偿单个干扰因素，除此以外的干扰都不能起到具有成效的补偿作用。这样看来，相对更为合适的控制方式则是把偏差控制与扰动控制两方面综合考虑，至于一些主要的影响因素给予配置合适的补偿装置来完成扰动控制，然后再组建反馈控制系统对其他扰动所产生的偏差进行控制。如此一来，机电控制系统通常受到的干扰都已被补偿，更为方便的是反馈控制系统的组建于设计相对容易。

机电控制系统依据其受控主体的不一样又能分为手动控制和自动控制两类。手动控制就是经过人自身的判断以及操作完成控制过程。自动控制就是指在没人在岗或没直接参与的状况下，经过运用外置设备或装置使得下属机械或设备在生产过程中处于以设定参数自动且有规律的运行状态。机电控制系统完成自动化生产是目前我国现代科学技术连续拓展与创新所必须实现的目标，如数控车床切削机械工件的生产加工过程，既需要求生产工件质量达标，又必须在生产数量上满足于供应要求，这一切要求都需以高水平的自动化系统控制技术作为前提和保障。由此可知，机电控制系统完成自动化生产真是机遇好。为了可以在机电行业中完成更为复杂的控制任务，组建控制系统的主要任务是把受控对象与系统的控制装置以特定的连接方式来组合，形成一种有机的联合体，即控制系统。在自动化机电控制系统中，受控对象的物理输出量为受控值严加控制的物理量，它既可以保持以一种恒定值出现，也可以实现一种具有明显规律性的运行状态。控制系统的控制装置是当作一个对被控制对象进行控制作用的机构总体，能以不同的工作机理和方式对被控制对象展开适当地控制行为。

到目前为止，由于着数控技术与计算机技术的大量应用，特别是微型计算机的研新与应用，让机电控制系统的发展到达了一个新的阶段，即计算机数字控制。计算机数字控制是一种新型的不连续控制，与最初应用的断续控制不一样的是，计算机数字拿到桌面上的水杯、公交车司机运用方向盘能操纵驾驶公交期要短了许多。因此可以这么讲，计算机数字控制技术在客观方面可等同于连续控制。根本原因是这项技术是将晶闸管技术与计算机、微电子技术有机撮合，进而让晶体管和晶闸管控制更具可操作的活力。

机电行业自动化控制系统逐渐实现更高级阶段是有目的性的。前瞻将来技术发展方向，这个高级阶段估计是完成设计与加工制造一体化流程，就是说通过运用计算机辅助设计和计算机辅助制造仪器协作完成的产品设计与制造一体化的系统。从对产品设计构思阶段到实现设计以及制造全过程、全方位自动化控制来确保质量。

三 基本要求

不管是自动化控制或者传统的手动控制，在知道机电控制系统的组织结构和设定参数之后，我们通常感兴趣的是当系统被输入某一种典型信号后其受控值进行变化的过程。然而这个受控值变化的过程不管是何种系统组成都需遵循的根本要求是一样的，在此归纳其要求大多是稳、准、狠，即稳定性、高速性和精确性。系统的稳定性是确保机电控制系统正常运行的前提条件。稳定性有保障的控制系统能完成受控值偏离期望值的初始偏差随运行时间的增长逐渐趋于零值。详细的说，一个稳定的机电恒值控制系统，受控值后在系统受到影响后大幅偏离期望值后经过一定过渡时间便会快速回复到原来的期望值状态。相反，不稳定的控制系统则在出现一样问题后受控值的变化只能随着运行时间的增长而继续发散。所以可以说，没有绝对稳定性的机电控制系统是不能完成最根本的控制任务的。

【结语】

有上述可知，本文描述机电控制系统的含义及其基本要求，并重点就机电控制系统的控制方式进行分析总结，其核心旨在于加深对普通机电控制系统设计过程、设计要求以及设计原因的了解。与此同时，由于当今社会生产技术水平的继续提高，希望大家共同交流借鉴，掌握更为新型、更为先进的生产技术，以求更进一步促进和提高行业发展水平。

【参考文献】：

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