控制技术论文范文

时间:2023-03-07 20:45:18

控制技术论文

控制技术论文范文第1篇

1)汽车发动机基本原理和构造

当今世界上的汽车发动机工作过程基本上都由四个冲程组成,即进气、压缩、膨胀和排气。利用燃料和空气的混合气在气缸内燃烧产生的高温高压气体的膨胀,发动机借助于曲柄连杆机构通过曲轴对外输出扭矩而作功。发动机按照所用燃料可分成汽油机、柴油机和燃气发动机;按照点火方式可分成点燃式和压燃式;汽油机按照空气和燃油的比例可分成理论当量燃烧和稀薄燃烧;按照汽油喷射地点可分成中央喷射、进气口喷射和缸内喷射。

发动机的各个部分按其功能可分成燃油供应系统、进气排气系统、点火系统、曲柄连杆传动机构、系统、冷却系统和辅助系统如发电机、起动机、空调压缩机和各种泵等。

发动机工况可分成冷起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、加速、减速和倒拖滑行等。这些工况主要根据负荷与转速,结合发动机温度(即冷却液温度)来区分。

2)电子控制在发动机中的重要意义

汽车电子控制始于发动机电子控制。电子控制之于1957年引入发动机以及于1967年商品化,其初衷是为了满足越来越严格的排放法规要求,同时提高汽车的动力性、燃油经济性和舒适性。现代汽车和发动机技术离开了电子控制是不可思议的。电子产品的产值在整个汽车中所占的比例随着汽车级别的提升而升高,可达30以上。

3)发动机电子控制的核心问题

汽油机电子控制的核心问题是燃油定量和点火定时。柴油机电子控制的核心问题是燃油定量和喷油定时。

2.汽车和发动机电子控制系统的组成

汽车和发动机电子控制系统跟其它电子控制系统一样,也是由传感器、电子控制单元(ECU)和执行器组成。

1)传感器

(1)目前汽油机电子控制系统常用的传感器有:

l进气岐管绝对压力传感器(提供进气岐管绝对压力信息供计算负荷等)

l燃油压力传感器(提供油轨燃油压力信息)

l燃油箱压力传感器(提供燃油箱压力信息)

l机油压力传感器(提供机油压力信息)

l冷却液温度传感器提供(提供发动机温度信息)

l进气温度传感器(提供进气温度信息供计算空气密度等)

l空调蒸发器温度传感器(提供空调蒸发器温度信息)

l空调冷凝器温度传感器(提供空调冷凝器温度信息)

l空气流量传感器(提供空气流量信息供计算负荷等)

l节气门位置传感器(提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息)

l油门踏板位置传感器(提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息等)

l霍尔传感器(提供转速信息、曲轴位置和相位信息)

l感应式转速传感器(提供转速信息和曲轴位置信息)

l燃油箱液面位置传感器(提供燃油箱液面位置信息)

l爆震传感器(提供发动机机体接收到的振动信息)

l排气再循环阀阀杆位移传感器(提供排气再循环阀开度信息)

l氧传感器(提供过量空气系数l是大于1还是小于1的信息)

(2)目前柴油机电子控制系统常用的传感器有:

l增压压力传感器(提供增压压力信息)

l燃油压力传感器(提供共轨燃油压力信息)

l机油压力传感器(提供机油压力信息)

l冷却液温度传感器(提供发动机温度信息)

l燃油温度传感器(提供燃油温度信息)

l进气温度传感器(提供进气温度信息)

l排气温度传感器(提供排气口和排气管的温度信息)

l空调蒸发器温度传感器(提供空调蒸发器温度信息)

l空调冷凝器温度传感器(提供空调冷凝器温度信息)

l空气流量传感器(提供空气流量信息)

l节气门位置传感器(提供节气门位置信息用于排气再循环控制)

l转角传感器(提供分配泵轴转角信息)

l油门踏板位置传感器(提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息)

l霍尔传感器(提供转速和曲轴相位信息)

l海拔高度传感器(提供海拔高度信息)

l车速传感器(提供车速信息)

l感应式转速传感器(提供转速信息和曲轴位置信息)

l燃油箱液面位置传感器(提供燃油箱液面位置信息)

l排气再循环阀阀杆位移传感器(提供排气再循环阀开度信息)

l氧传感器(提供过量空气系数l的具体数值)

l压差传感器(提供微粒物捕集器的压差信息)

lNOX传感器(提供排气后处理系统的NOX浓度信息)

2)电子控制单元

电子控制单元(ECU)接受传感器提供的各种信息并加以处理,根据处理向执行器发出指令给,对发动机实施控制。电子控制单元由微型计算机和模拟电路组成。随着发动机技术的不断发展,电子控制单元的信息处理量越来越大,现在所用的芯片已经达到32位,晶体管数量可超过700万个,匹配参数可超过6000个,针脚数目可超过150个。

3)执行器

(1)目前汽油机电子控制系统常用的执行器有:

l电动燃油泵

l电磁喷油器

l点火线圈

l各种怠速执行器

l炭罐控制阀

l排气再循环控制阀

l电动节气门(又称电子油门)

l液压回路电磁阀(用于可变气门定时控制等)

l气动回路电磁阀(用于可变进气管长度控制等)

l全可变气门电子控制执行器

l涡轮增压废气放空控制阀

l电动二次空气泵

l三效催化转化器加热执行元件

l冷却风扇

l空调压缩机电磁离合器

l发动机上的其他辅助设备

(2)目前柴油机电子控制系统常用的执行器有:

l电动输油泵

l各种燃油喷射泵

l喷油量执行器(集成于燃油喷射泵内)

l喷油提前角执行器(集成于燃油喷射泵内)

l燃油切断阀(集成于燃油喷射泵内)

l共轨高压泵

l共轨压力控制阀

l各种共轨喷油器

l单元喷嘴系统和单元泵系统的高压燃油电磁阀

l炽热塞

l排气再循环控制阀

l电动节气门(又称电子油门)

l可变气门控制执行器

l可变进气管长度执行器

l涡轮增压废气放空控制阀

l冷却风扇

l空调压缩机电磁离合器

l发动机上的其他辅助设备

一部分柴油机传感器和执行器集成于燃油喷射设备之内,因所用的柴油喷射设备而异。

3.汽油机基本的电子控制项目

1)燃油定量。这是汽油机最重要的电子控制项目。控制对象是进入发动机的空气与燃油的质量比例,由ECU根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等参数决定。负荷就是驾车人对发动机的扭矩要求,通过吸入空气量或油门踏板位置传递给ECU。执行器是电动燃油泵和电磁喷油器。燃油定量影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。

2)点火定时。点火定时通常用点火发生时活塞在压缩冲程上止点之前多少度曲轴转角,即点火提前角来表征,也要根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等工况参数决定。执行器是点火线圈。点火定时同样影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。

3)爆震控制。汽油机爆震会损坏发动机,恶化排放和燃油经济性。通过电子控制避免爆震的主要途径是减小点火提前角。所以爆震控制通过点火定时控制实施。但是过小的点火提前角会影响燃油经济性。爆震控制的目的就是使点火提前角保持在恰好不发生爆震的临界点。

4)油箱蒸发排放物控制。油箱蒸发排放物都是碳氢化合物,是有害物质,必须利用活性炭罐加以吸附,并在适当的时候用新鲜空气清洗活性炭罐。清洗气流通过进气管送入气缸燃烧。并不是任何工况下都可以进行清洗,所以要利用炭罐控制阀对清洗气流加以控制。

4.柴油机基本的电子控制项目

柴油机基本的电子控制项目就是燃油定量和喷油定时。这两者都由喷射设备根据转速、负荷和冷却液温度等信息控制。这里,负荷信息由油门踏板传感器提供。如果说汽油机可以采用,也可以不采用油门踏板位置传感器的话,那么柴油机必须采用。

5.扩展的发动机电子控制项目

1)扩展的汽油机电子控制项目

l可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。

l可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性,降低有害物质排放。

l增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性,降低有害物质排放。

l排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。

l二次空气电子控制。用于满足欧4以上法规对碳氢化合物和一氧化碳排放的要求。

l三效催化转化器燃油加热或电加热电子控制。用于满足欧4以上法规对排放的要求。

l停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。

l气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性,降低有害物质排放。

l喷油压力和喷油定时控制。用于汽油直喷,提高动力性和经济性,降低有害物质排放。

2)扩展的柴油机电子控制项目

l喷油压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性,降低有害物质排放。

l喷油规律电子控制。用于提高发动机动力性和经济性,降低有害物质和噪声排放。

l多次喷油电子控制。用于提高发动机动力性和经济性,降低有害物质和噪声排放。

l可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。

l可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性,降低有害物质排放。

l增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性,降低有害物质排放。

l排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。

l停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。

l气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性,降低有害物质排放。

l微粒物捕集器再生电子控制。用于降低发动机微粒物排放。

6.展望和结语

1)发动机电子控制系统是一个非常有潜力的市场。随着排放法规的逐步趋严和燃油经济性要求的逐步提高,发动机技术正在飞速发展,新的电子控制技术还在不断涌现。

2)都说世界制造业的重心正在向中国转移。汽车行业,包括汽车电子行业,也在一定程度上出现了这种趋势。但是,目前中国发动机电子控制系统的原配套产品基本上都出自外资企业。这些企业组装产品用的元件几乎都不是在中国生产的。由此我国丧失了许多GDP和就业岗位。国营和民营企业技术水平低下,只能仿造外资企业的产品,跟在外资企业后面从维修备件市场分一点残羹冷饭。有的甚至还偷偷摸摸地打着外资企业的招牌,干着生产假冒伪劣产品的勾当。这种局面应当扭转。政府应当看到,这个行业的发展将会带来巨大的GDP增长,并创造大量的就业机会。所以政府应当做出规划,对这一行业加以扶植和整顿。

3)若要振兴中国自己的发动机电子控制工业,首先必须具备一个先决条件:汽车厂和发动机厂要与发动机电子控制零部件生产商携手合作,共担风险,并承诺:一旦实践证明国产的发动机电子控制系统能够满足要求,就在自己生产的发动机上采用国产产品。

控制技术论文范文第2篇

关键词:伺服驱动技术,直线电机,可编程计算机控制器,运动控制

1引言

信息时代的高新技术流向传统产业,引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业,在这场新技术革命冲击下,产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变,微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合,促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。

随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展,各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注,它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。

在机电一体化技术迅速发展的同时,运动控制技术作为其关键组成部分,也得到前所未有的大发展,国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术(FullClosedACServo)、直线电机驱动技术(LinearMotorDriving)、可编程序计算机控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和运动控制卡(MotionControllingBoard)等几项具有代表性的新技术。

2全闭环交流伺服驱动技术

在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中,交流伺服系统的应用越来越广泛,其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流,而且调试、使用十分简单,因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样,在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统,并充分发挥DSP的高速运算能力,自动完成整个伺服系统的增益调节,甚至可以跟踪负载变化,实时调节系统增益;有的驱动器还具有快速傅立叶变换(FFT)的功能,测算出设备的机械共振点,并通过陷波滤波方式消除机械共振。

一般情况下,这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式,即伺服电机上的编码器反馈既作速度环,也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度,应在最终的运动部分安装高精度的检测元件(如:光栅尺、光电编码器等),即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是:伺服系统只接受速度指令,完成速度环的控制,位置环的控制由上位控制器来完成(大多数全闭环的机床数控系统就是这样)。这样大大增加了上位控制器的难度,也限制了伺服系统的推广。目前,国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统,使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。

该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷,伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等),作为位置环,而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙(如齿轮间隙、丝杠间隙等),补偿机械传动件的制造误差(如丝杠螺距误差等),实现真正的全闭环位置控制功能,获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成,无需增加上位控制器的负担,因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中,开始采用这种伺服系统。

3直线电机驱动技术

直线电机在机床进给伺服系统中的应用,近几年来已在世界机床行业得到重视,并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。

在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。

1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。

2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。

3.动刚度高由于"直接驱动",避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。

4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500Km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100M/min或更高)当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。

5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机,就可以无限延长其行程长度。

6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。

7.效率高由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高。

直线传动电机的发展也越来越快,在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品,其中美国科尔摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统,它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动;德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。

4可编程计算机控制器技术

自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)问世以来,PLC控制技术已走过了30年的发展历程,尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展,它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器(PCC)就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。

与传统的PLC相比较,PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小,这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题,它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,这样应用程序的运行周期则与程序长短无关,而是由操作系统的循环周期决定。由此,它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来,满足了实时控制的要求。当然,这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下,按照用户的实际要求,任意修改。

基于这样的操作系统,PCC的应用程序由多任务模块构成,给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求,如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务),这些模块既独立运行,数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后,可一同下载至PCC的CPU中,在多任务操作系统的调度管理下并行运行,共同实现项目的控制要求。

PCC在工业控制中强大的功能优势,体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS(分布式工业控制系统)技术互相融合的发展潮流,虽然这还是一项较为年轻的技术,但在其越来越多的应用领域中,它正日益显示出不可低估的发展潜力。

5运动控制卡

运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为:(1)为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求;(2)在各种工业设备(如包装机械、印刷机械等)、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中,急需一个运动控制模块的硬件平台;(3)PC机在各种工业现场的广泛应用,也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心,大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地,运动控制卡与PC机构成主从式控制结构:PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等);控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。

这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行,运动控制卡也形成了一个独立的专门行业,具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现,如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。

6结束语

控制技术论文范文第3篇

广东省电力系统包括21个地市电网,现有最高运行电压等级为500kV,珠江三角洲地区已形成500kV环网,并以500kV电压与广西联网,以400kV和110kV电压分别与香港和澳门联网。此外,广东电网还向湖南宜章和临武两县以及江西赣南地区供电。

粤中(珠江三角洲地区)地网是广东电网的核心,也是全省最大的负荷中心,该电网与广西、香港等电网互联,除了向珠江三角洲地区提供电力外,还担负着电力交换任务。在粤中地区建设一个强大的500kV电网,对保证广东电网乃至香港电网以及澳门电网的安全运行有着重大意义。目前广东500kV电网东已延伸至汕头西翼,江门——茂名500kV输变电工程正加紧建设,2000年前可望投入使用。

广东省的电力工业已经步入了大电网、高电压和大机组时代。随着整个电网变得越来越复杂,电网规划中以往那种人为臆断和局部最优的规划方式会给电网运行、发展带来隐患,资金盲目使用的可能性加大。结合目前理论的发展,我们认为电网规划是一个受到多种条件约束的、以电网总效益为最终目标的多目标的系统工程。对于这样一个系统,我们认为适宜以控制论为基础,结合信息论、运筹学和系统工程等理论来研究。

从控制论角度来看,电网是一个巨维数的典型动态大系统,它具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征。另外,电力网络地域分布广阔,大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等复杂的物理特性,对这样的系统实现有效决策控制是极为困难的。另一方面,由于公众对新建高压线路的不满日益增强,线路造价,特别是走廊使用权的费用日益昂贵,以及电力网的不断增大,使得人们对电力网络的决策控制提出了越来越高的要求。正是由于电网具有这样的特征,一些先进的控制论思想和技术被不断地引入到电网中来。下面将阐明综合智能控制技术引入电网规划中的必要性和可行性。

1综合智能控制技术

1.1智能控制的概念

迄今为止,智能控制尚无统一的概念,文献[1]有如下归纳:

a)最早提出智能控制概念当推傅京孙教授,他通过对人-机控制器和机器人方面的研究,将智能控制概括为自动控制和人工智能的结合。他认为在低层次控制中用常规的基本控制器,而在高层次的智能决策,应具有拟人化功能。

b)Saridis在傅京孙工作的基础上,提出了三元结构的智能控制理论体系,他认为仅有二元结合无助于智能控制的有效和成功应用,必须引入运筹学,使其成为三元结合,并提出了其递阶智能控制的理论框架。

c)国内蔡自兴教授在研究了上述理论结构以后,从系统的整体性和目的性出发,于1986年提出了四元结构价格体系,将智能控制概括为控制理论、人工智能、运筹学和系统理论4学科交叉。

总之,智能控制是多学科知识的结合,除了从控制论出发来研究它,还可以从信息论、生物学以及社会科学角度来讨论和研究。

1.2综合智能控制技术

综合智能控制一方面包含了智能控制与传统方法的结合,如模糊变结构控制,自适应模糊控制,自适应神经网络控制,神经网络变结构控制等;另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉综合,如专家模糊控制,模糊神经网络控制,专家神经网络控制等。

2一个国外的电网规划专家系统

目前为止,在电网规划方面较成功的综合智能控制技术系统不是很多,其中比较好的有加拿大魁北克水电公司(Hydro-Quebec)的“直流/交流输电网络设计专家系统”。

在80年代末期,随着人员的退休和长期不用,一些60年代和70年代加拿大电网高速发展时期由工程师们获得的大量有关电力系统规划设计的专门知识逐渐被人遗忘,这引起了加拿大电力部门的关注,魁北克水电公司将专家系统技术看成是表达和保存某些目前在人类专家头脑中的专门经验和知识的潜在方法。他们认为在电力系统规划设计领域里,专门知识的损失非常明显,尤其是在电力系统增长缓慢的时期。这些专门知识来自于各门学科,在多层次的电力系统设计决策过程中起着重要的作用。一些选择决策,如发电类型、发电厂位置、输电类型(交流/直流)、电压等级、输电线路的数量型号和补偿设备的数量型号的选择必须根据一些准则仔细权衡,包括可靠性、稳定性、稳态性能、费用和环境状况的准则等。基于此,魁北克水电公司的专家们开发了一个用于输电网络初步设计的专家系统,该专家系统具有以下特点。

2.1目标和预期效益

主要目的是研究使用专家系统(ES)来模仿人类专家在AC/DC输电网络初步设计中的行为的可能性。系统地确定和表达进行一项合格设计所必须的知识,包括符号和数字数据,以及指导该项设计的原理、规则、准则折衷方法和数学模型。合格的设计基于费用、环境状况、稳定性、可靠性和设计灵敏度或鲁棒性等准则。ES原型还应指导用户通过完成设计所需的各步骤,使用户与知识库交互作用,并提供达到每一中间步骤后相应推理路径的解释。预期的主要效益是:

a)专家知识能够保留和传授给未来的工程师;

b)知识可以用更加具体的形式加以表达,而不是一些不明确的、没有根据的判断;

c)将获得得更一致的结果;

d)与人类专家相比,ES可以检查、比较更多的方案,得到更经济的设计;

e)借助于推理解释功能,ES可以作为未来专家的教学和训练工具;

f)作为一种“咨询”手段或者一个对已有设计进行评价和改进的工具,ES对专家将很有帮助;

g)ES将充当进行各种电力系统设备设计的专家系统家族的先驱,作为一种模型,从中抽取更加一般的设计方法论;

h)ES起到收集常常分散在整个设计机构中的知识的作用。

2.2领域专家和知识工程师的交互作用

知识工程师应当具有电力系统分析和设计领域以及人工智能(AI)领域的经验,已经证明两种知识的混合对于从领域专家处抽取和浓缩专家知识非常有效。专家知识来自于电力系统规划工程师,他们具有多年的规划、设计和调试大型工程项目的经验。

2.3对设计的评价因素一个候选的设计必须满足下述条件:

a)DC系统最小故障恢复特性;

b)容许的无线电和谐波干扰要求;

c)故障后的最小稳定判据;

d)稳定电压和无功电源的极限;

e)甩负荷后的暂态过电压极限;

f)可靠性所要求的最小设备冗余度;

g)必须对输入数据变化不敏感(鲁棒性);

h)必须满足某一最大费用要求;

i)必须适合现有技术。

魁北克水电公司的“直流/交流输电网络网络设计专家系统”已经成功地应用了近十年,并在不断地发展、完善。随着模糊技术和人工神经网络等的迅速发展,综合智能控制技术在电网规划中的应用前景愈来愈广阔。

3电网规划决策系统的分解及协调

电网的建设是资金和技术密集型的工程,线路和设备的经济使用寿命长达数十年之久,所以网络的结构合理与否,对电网的技术性能和经济效益将产生长期的影响。一次规划失误的损失,若干年难以挽回。随着广东省电网的不断发展,如何合理地布局电网已是当前电网乃至整个电力工业发展的重要课题之一。

电网规划需要确定的决策是大量的,而这些决策在时间和空间上是相互影响的。目前,限于各方面条件,无法将其统一在一个模型中考虑。只能将其分解成相对简单的子问题,再通过子问题间的迭代进行协调。按照问题划分,电网规划可分为:负荷预测,网架规划,无功规划,稳定性分析,短路电流分析。

4结束语

电网负担着将电源与用户连接起来的任务。此外为了得到最大的供电可靠性和经济性,它还担负着与邻近地区电力系统联系起来的任务。由于电网设备投资需求大,并且设备寿命长达数十年,从而导致电力系统强烈地受“过去权重”的制约,因此,寻求最佳的电网投资决策以保证整个电力系统的长期优化发展,是电网规划所要达到的目标。

结合本文的论述可以看出,电网这一巨维数的典型动态大系数,具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征,而我们所要达到的控制效果是一种多目标、滚动优化的动态非量化指标(电网的工程效益),在这个过程中知识的表示和处理占了较大的比重。这样就需要利用综合智能控制技术去有效地组织有关电网规划的大量知识,进行选优运算,得到优化的决策。目前广东省电力工业局联合华南理工大学电力学院共同开展了“电网规划专家决策系统”的有关理论研究工作,并有望在2000年开发一个有效的基于综合智能控制技术的电网规划决策系统,它的使用将对广东省电网的建设起到积极的促进作用。

参考文献

1黄苏南,邵惠鹤,张钟俊.智能控制的理论和方法[J].控制理论与应用,1994(4)

2王梅义,吴竞昌,蒙定中.大电网系统技术.第2版[M].北京:中国电力出版社,1995

控制技术论文范文第4篇

1.1计算机通信技术的定义计算机通信技术是将现代计算机技术与通信技术进行有机融合,来实现信息资源在计算机同终端设备间或者计算机同计算机间以数据形式进行传递的一种现代化通信手段。随着科技的飞速发展,社会的不断进步,计算机通信技术在人们的学习、工作与社会生活中应用得越发广泛,如今正以其对庞杂信息处理、传递和利用的便捷与高效受到更多人的青睐,在办公自动化系统、军队指挥自动化系统、信息处理系统等领域发挥着越来越重要的作用。

1.2计算机通信技术的原理计算机通信技术应用的基本原理是通过使用计算机语言二进制数中的0和1来表示高压电平的转换方式,把电信号初步转换成逻辑信号,再把所有的信息用具差异性的二进制序列予以表示,即用二进制数中0和1的比特流电压来表示信息数据,产生的脉冲电流通过通讯设备来完成数据的传输,达到通信功能。

2计算机通信中的传输控制技术研究

2.1数据传输技术MAC(介质访问控制子层协议)处于OSI七层协议数据链路层下半部分,主要负责连接与控制物理层中的物理介质。进行数据发送时,该协议可预判发送数据可能性,若能发送则在数据上附加部分控制信息,最终将数据和控制信息按照规定方式发送至物理层;进行数据接收时,协议在判断输入信息内容未发生传输错误的前提下,将原先附加的控制信息去掉,将数据发送至LLC层。MAC在传统有线局域网与当前无线局域网中均得到广泛应用,MAC层中,数据传输技术分为包含总线争用技术与令牌控制技术的主导技术和其他辅助技术,辅助技术须得配合主导技术一同使用。以下主要针对数据传输技术的代表性主导技术进行简要介绍。(1)CSMA技术。作为一种总线争用技术,CSMA(载波侦听多路访问)利用分散式的控制方法来使附接总线附近的各节点以竞争方式来获取总线使用权,任意节点无特定发送时间,节点向总线发送数据具随机性,通过侦听检测媒体空闲状态来决定是否发送数据,若总线处于忙碌状态则需延迟发送时间。该技术的优点是技术易实现、响应较及时,缺点在于数据发送效率不稳定,网络负载一旦增大,发送时间就会增长。(2)集中式轮询技术。轮询技术是实现集中式数据控制的主要方法,分为传递轮询与轮叫轮询,前者主机通过向某子站发送轮询信息来检测该子站是否无数据传输或完成数据传输,再向其临站发送轮询,以此方式依次处理所有站点,控制最终回到主机;后者主机则是按照顺序逐个询问各子站是否存在数据。(3)分散式令牌技术。实现分散式控制的方法主要是令牌技术,作为最典型的令牌技术,令牌环网的基本原理是网上各主机地位平等,只有获得令牌的主机才能发送数据。

2.2差错控制技术(1)ARQ方式。数据接收端一旦检测出差错,就会设法通知发送端对码字进行重发,直至接收到正确的码字为止。ARQ方式中使用检错码,只可检测出数据在传输过程中发生的差错,依靠双向通道把差错信息反馈给发送端,并且要求发送端设有数据缓冲区来储存已发送数据,以便对出错数据进行重发。(2)FEC方式。与ARQ方式相比,FEC方式中数据接收端不但可以检测出差错,还能对二进制码元中发生错误的位置进行判断,从而对差错加以自动、及时的纠正。该方式中使用的是纠错码,无需反向通道来传输请示重发的信息,发送端也无需设置数据缓冲区来储存原始数据,但与ARQ相比,其编码效率较低,且纠错设备较为复杂。混合纠错是将以上两种纠错方式进行综合,传输设备较为复杂,不作重点说明。

3计算机通信中的数据传输控制技术实施要点

3.1传输控制软件的功能模块松散耦合设计数据传输控制服务功能模块主要包括信道检测与优选、协议封装与解析、信息与安全处理等,各模块之间的选择和配置可根据数据传输具体需求来定。功能模块松散耦合设计突破了以往设计中存在的功能模块间相互依赖、边界不清的紧密耦合限制,增加了各功能模块的独立性、可调性,并给予了系统集成人员安装功能构建的可选择性,使功能模块更符合信息传递要求,维护人员也能准确发现问题所在,对网络传输控制服务进行有针对性的修复和优化。

3.2传输控制软件的信息传输的跨平台设计跨平台设计能使程序语言、硬件和软件设备在不同硬件架构的计算机上或不同的作业系统内实现无障碍运作。信息传输的跨平台设计主要包括信息跨平台传输与软件跨平台移植,通过网络传输控制软件来封装不同平台下的驱动机制与通信接口,进而形成统一的接口,以实现对数据传输的有效管理。

3.3多协议透明封装和解析采用多个相对立协议封装和解析模块能实现协议封装和解析功能与业务应用软件的有效分离,以多协议封装和解析来使业务软件应用更为透明,核心处理技术更为简明。这种多协议透明封装和解析的实现要以上层信息安全处理软件为基础,在交换服务中完成相应格式转换,实现传输协议在传输服务层中的封装和解析。

3.4可靠与实时传输相结合不同类型信息在传输要求的侧重上存在差异,指令类信息传输要求可靠性,态势感知类信息传输注重实时性,无线信息传输信道的特殊性对数据传输质量有较大影响,为保证传输的可靠性和实时性,可在无线信道上采用三级缓冲机制,使信息数据依次经过发送缓冲区、等待区与回执等待区,增加人工确认。

4结语

信息技术视域下,以计算机技术为基础的互联网早已发展成为信息处理、信息传输与服务共享的基础平台,这是计算机通信技术在当下实现开放式演化与持续性发展所要依赖的重要根源。认清计算机通信中传输控制技术的类型,把握好其实施要点能有效调节网络数据流,减少数据传输延迟,保证信息数据传输的可靠性与高效性,不断促进计算机通信技术的稳定与成熟,使计算机通信在社会发展中体现其真正的价值。

控制技术论文范文第5篇

关键字:自动化智能控制应用

随着信息技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,这对自动控制技术提出犷新的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。

一、智能控制的主要方法

智能控制技术的主要方法有模糊控制、基于知识的专家控制、神经网络控制和集成智能控制等,以及常用优化算法有:遗传算法、蚁群算法、免疫算法等。

2.1模糊控制

模糊控制以模糊集合、模糊语言变量、模糊推理为其理论基础,以先验知识和专家经验作为控制规则。其基本思想是用机器模拟人对系统的控制,就是在被控对象的模糊模型的基础上运用模糊控制器近似推理等手段,实现系统控制。在实现模糊控制时主要考虑模糊变量的隶属度函数的确定,以及控制规则的制定二者缺一不可。

2.2专家控制

专家控制是将专家系统的理论技术与控制理论技术相结合,仿效专家的经验,实现对系统控制的一种智能控制。主体由知识库和推理机构组成,通过对知识的获取与组织,按某种策略适时选用恰当的规则进行推理,以实现对控制对象的控制。专家控制可以灵活地选取控制率,灵活性高;可通过调整控制器的参数,适应对象特性及环境的变化,适应性好;通过专家规则,系统可以在非线性、大偏差的情况下可靠地工作,鲁棒性强。

2.3神经网络控制

神经网络模拟人脑神经元的活动,利用神经元之间的联结与权值的分布来表示特定的信息,通过不断修正连接的权值进行自我学习,以逼近理论为依据进行神经网络建模,并以直接自校正控制、间接自校正控制、神经网络预测控制等方式实现智能控制。

1.4学习控制

(1)遗传算法学习控制

智能控制是通过计算机实现对系统的控制,因此控制技术离不开优化技术。快速、高效、全局化的优化算法是实现智能控制的重要手段。遗传算法是模拟自然选择和遗传机制的一种搜索和优化算法,它模拟生物界/生存竞争,优胜劣汰,适者生存的机制,利用复制、交叉、变异等遗传操作来完成寻优。遗传算法作为优化搜索算法,一方面希望在宽广的空间内进行搜索,从而提高求得最优解的概率;另一方面又希望向着解的方向尽快缩小搜索范围,从而提高搜索效率。如何同时提高搜索最优解的概率和效率,是遗传算法的一个主要研究方向。

(2)迭代学习控制

迭代学习控制模仿人类学习的方法、即通过多次的训练,从经验中学会某种技能,来达到有效控制的目的。迭代学习控制能够通过一系列迭代过程实现对二阶非线性动力学系统的跟踪控制。整个控制结构由线性反馈控制器和前馈学习补偿控制器组成,其中线性反馈控制器保证了非线性系统的稳定运行、前馈补偿控制器保证了系统的跟踪控制精度。它在执行重复运动的非线性机器人系统的控制中是相当成功的。

二、智能控制的应用

1.工业过程中的智能控制

生产过程的智能控制主要包括两个方面:局部级和全局级。局部级的智能控制是指将智能引入工艺过程中的某一单元进行控制器设计,例如智能PID控制器、专家控制器、神经元网络控制器等。研究热点是智能PID控制器,因为其在参数的整定和在线自适应调整方面具有明显的优势,且可用于控制一些非线性的复杂对象。全局级的智能控制主要针对整个生产过程的自动化,包括整个操作工艺的控制、过程的故障诊断、规划过程操作处理异常等。

2.机械制造中的智能控制

在现代先进制造系统中,需要依赖那些不够完备和不够精确的数据来解决难以或无法预测的情况,人工智能技术为解决这一难题提供了有效的解决方案。智能控制随之也被广泛地应用于机械制造行业,它利用模糊数学、神经网络的方法对制造过程进行动态环境建模,利用传感器融合技术来进行信息的预处理和综合。可采用专家系统的“Then-If”逆向推理作为反馈机构,修改控制机构或者选择较好的控制模式和参数。利用模糊集合和模糊关系的鲁棒性,将模糊信息集成到闭环控制的外环决策选取机构来选择控制动作。利用神经网络的学习功能和并行处理信息的能力,进行在线的模式识别,处理那些可能是残缺不全的信息。

3.电力电子学研究领域中的智能控制

电力系统中发电机、变压器、电动机等电机电器设备的设计、生产、运行、控制是一个复杂的过程,国内外的电气工作者将人工智能技术引入到电气设备的优化设计、故障诊断及控制中,取得了良好的控制效果。遗传算法是一种先进的优化算法,采用此方法来对电器设备的设计进行优化,可以降低成本,缩短计算时间,提高产品设计的效率和质量。应用于电气设备故障诊断的智能控制技术有:模糊逻辑、专家系统和神经网络。在电力电子学的众多应用领域中,智能控制在电流控制PWM技术中的应用是具有代表性的技术应用方向之一,也是研究的新热点之一。

以上的三个例子只是智能控制在各行各业应用中的一个缩影,它的作用以及影响力将会关系国民生计。并且智能控制技术的发展也是日新月异,我们只有时课关注智能控制技术才能跟上其日益加快的技术更新步伐。

参考文献:

[1]严宇,刘天琪.基于神经网络和模糊理论的电力系统动态安全评估[J].四川大学学报,2004,36(1):106-110.

[2]张利平,唐德善,刘清欣.遗传神经网络在凝汽器系统故障诊断中的应用[J].水电能源科学,2004,22(1):77-79.

[3]刘红波,李少远,柴天佑.一种设计模糊PID复合控制器的新方法及其在电厂控制中的应用[J].动力工程,2004,24(1):78-82.

控制技术论文范文第6篇

【关键词】EPB电子驻车应用

一、EPB与传统手制动相比的优点

1.1EPB系统可以在发动机熄火后自动施加驻车制动。驻车方便、可靠,可防止意外的释放(比如小孩、偷盗等)。

1.2不同驾驶员的力量大小有别,手驻车制动杆的驻车制动可能由此对制动力的实际作用不同。而对于EPB,制动力量是固定的,不会因人而异,出现偏差。

1.3可在紧急状态下组委行车制动用。

二、EPB的功能

2.1基本功能:通过按钮实现传统手刹的静态驻车和静态释放功能。

2.2动态功能:行车时,若不踩踏板刹车,通过EPB按钮,一样也可以实现制动功能。

2.3“熄火控制”模式:当汽车拔钥匙熄火时,自动启用驻车制动,发动机不打火驻车不能解除。

2.4开车释放功能:当驾驶员开车时,踩油门,挂挡后自动解除驻车。

2.5启动约束:点火关闭,释放约束模式(保护儿童),不用操作制动踏板,即可释放约束模式。

2.6紧急释放功能:当电子驻车没电需要解除驻车时,可用专门的释放工具释放驻车。

三、拉线式EPB的组成及各部件的作用

3.1拉线。拉线和传统的驻车系统中拉线所起的作用完全一样,就是把力从EPB总成传递到驻车制动器上实现驻车功能。拉线式EPB有单拉线和双拉线两种。

单、双拉线有各自的优点和缺点。相比较起来双拉线有较大的拉线效率,拉线行程短,但布置没单拉线灵活,产生相同的拉力,控制器需要加载的力大。工作时,双拉线EPB控制器同时带动两根拉线运动,带动制动器驻车,而单拉线时,EPB控制器是只带动了一根拉线,然后通过拉索平衡器此拉线带动后面的两根拉线驻车。

单拉线式样的EPB,一根拉线带动两根拉线的原理为:第一根拉线的芯线在控制器的带动下产生移动,其带动拉线向右移动,然后因为第一根拉线受力弯曲,第一根拉线通过固定在其拉线护套上面的平衡器带动拉线1向左移动,从而实现了一根拉线带动两根拉线移动的目的。

3.2按钮。通过按或者拉按钮控制EPB驻车和解除驻车,按钮上有背景灯,提醒驾驶者是否已工作。

3.3紧急工具。在EPB因断电不工作时,实现驻车解除功能。

3.4电机。EPB工作时的动力来源,由其来带动齿轮机构工作实现驻车。(有人仅靠电子驻车纸面意思可能会担心驻车后,出现没电的情况怎么办?实际上电子驻车只是靠电触发齿轮机构工作,最终使车长时间驻车的还是机械机构,并且国家法规中也明确要求,驻车要用可靠的机械机构来完成)。

3.5齿轮机构。不同厂家EPB的此部分机构的工作原理不一定相同但其作用是一样的。都是力的传递机构,把力由电机齿轮的转动转化成拉线方向上力。其齿轮结构的工作原理如右图电机带动拉线所在的外齿轮机构和内齿轮机构旋转,因为旋转方向相反,带动连接在内外齿轮机构的拉线运动,实现驻车。

3.6ECU和传感器。ECU用来控制EPB对外的信息交流和反馈。传感器用来感应拉力的大小。

四、EPB总成的工作原理和其功能的实现原理

4.1EPB总成的工作原理。拉线式EPB工作原理为:通过开关给ECU一个通断信号,EPB的ECU控制电机进行旋转,然后由内部的齿轮机构把此力输出到拉线上,由拉线带动制动器进行驻车。

4.2EPB各功能的实现原理

(1)基本功能。最基本的功能,静态释放和静态驻车功能,通过按钮驻车和解除驻车此工作原理简单,也就是上面的EPB工作原理。

(2)EPB卖点之一的动态功能。当车在行车状态,速度大于12km/h,若按下EPB按钮,ECU指挥马达带动拉线驻车,当车轮要抱死,有滑移的倾向时,ECU通过CAN得到这个信号后,会使拉线力减小,以便不使车轮抱死,如此循环,直至车停下为止。虽然EPB有此功能,但各个EPB厂家,并不推荐客户把EPB当作行车制动器使用,并且还明确要求客户,此功能只能在常规制动器失效或不可使用踏板的紧急情况下才能使用,这是因为在行车中,驻车制动器启动后,那么就把制动力全部加在后轮,对后制动器的损害是很大的。

(3)“熄火控制”模式。发动机熄火后,通过CAN把此信息传递给ECU,ECU指挥EPB驻车。

(4)EPB的另一卖点功能:开车释放功能。要实现该功能,则EBP系统需要知道驾驶员是否希望车辆开始行驶。对自动挡车辆来说,EPB可以通过变速器信息及油门信息了解车辆状态。然后ECU指挥EPB释放驻车。而对手动挡车辆来说,原有的配置所能提供的信息无法确认驾驶员的期望。为了实现该功能,需要在车辆上加装档位传感器及离合器传感器。

(5)紧急释放功能。用专门开发的紧急释放工具来实现此功能。工具的工作原理为,用专门开发的EPB工具,先插入紧急工具孔,然后旋转,使齿轮旋转带动涡杆移动,解除驻车。有时为了使解除驻车方便,或者不便于使用刚性的紧急释放工具,也可以使用易曲工具,实现过程为:把紧急释放工具由刚性改成可弯曲的易曲工具,然后根据EPB的布置位置,设计合理的导向管,设计导向管的原则为将来在使用工具时比较方便,不需要拆卸其它零件,或者钻到车下。导向管一端,另一端固定死在电子驻车工具孔上,使用时,取出紧急工具,把工具从导向管端插入,顺着导向管,把工具连接到电子驻车上,然后转动工具摇把,即可释放驻车。在开发易曲工具中需要注意的是:1.工具的易曲长度不能太长否则会因工具弯曲端过长而使传递到电子驻车的力矩解除不了驻车。2.导向管扭曲的幅度不能过于大,否则工具在通过导管时的难度就很大,甚至通不过导管。

五、拉线式EPB的布置

5.1EPB的布置

EPB的布置需要注意以下几点:

(1)若EPB布置在车身下,要设计合理的支架,力求把EPB包起来,防止车底下高速飞起的石子打在EPB壳体上。(2)注意保证EPB周围的温度不能过高,要在其工作温度范围内。(3)注意选择合理的缓冲垫来起到防震的效果。(4)EPB位置的选择,要考虑到将来紧急工具使用的方便性。

5.2拉线的布置

拉线的布置需要注意以下几点:

(1)拉线之间的间隙要求,需要满足一定要求。(2)单拉线式。EPB是由一根拉线带动后面两根拉线来实现驻车的,为了实现一根拉线带动二根拉线,所以布置时一定要保证第一根拉线的末端是可移动的,不能在此处做支架给其固定死。

六、结论

EPB是近来研究的重要成果之一。它替代了手驻车制动,用电子按钮实现停车制动,且节省了车厢内部的空间。符合现在消费者们希望在车内安装更多的基本配置和功能的这个趋势。因此设计小巧的EPB倍受青睐。目前电子驻车在国外已应用的比较普遍。在不久的将来电子驻车也会频频装配在中国的汽车上。

参考文献:

舒华,姚国平.汽车电子控制技术.北京.人民交通出版社,2002.

董辉.汽车用传感器.北京:理工大学出版社,1998.

陈德宜.新型汽车电子装置结构原理与检修.重庆:重庆大学出版社.

控制技术论文范文第7篇

随着现代电气控制技术迅速发展,其应用范围和领域不断扩大。同时由于现代众多领域的生产经营都是建立在电气系统上,而电气系统能实现对电气设备平稳控制,因此该技术应用范围不断扩大,从家庭供电系统和电器使用到中小型企业再到能源、钢铁等重工业生产领域都可见到电气控制系统的身影。具体来说,现代电气控制系统主要应用在:环保行业、高炉鼓风机及铁路起重设备等,下面分别展开论述。

1.1环保工程

随着时展,全球各国都开始注重环境保护,以降低环境问题对人类生存和生产的危害,因此越来越多环保工程应运而生。中国一直将环境污染治理作为基本国策之一,在各行各业发展中都将保护环境作为生产的原则之一。在这个背景下,环境工程成为近年来发展较快的行业。尤其是环保工程常常涉及到燃料脱硫过程,在这个过程中应用电气控制技术,能提升生产效率,并保障生产的安全性和稳定性。将电气控制技术运用到煤炭脱硫生产过程中,能有效避免生产过程中的安全问题,且操作人员能采用远程操作方法来实现脱硫工作,不仅效率得到提升,也避免了有毒物质对人体伤害。

1.2高炉鼓风机

由于中国建筑行业快速发展,对钢材的需求不断提升。而电气控制技术在高炉鼓风机中得到了广泛应用。a)电气控制技术的稳定性和连续性能更好地防止高炉鼓风机出现运行中的故障,降低运行事故发生概率;b)电气控制技术能实现高炉鼓风机整体性能的大幅提升。通过电气控制技术的使用,能有效改进高炉工作,使整体炼钢水平得到提升。同时要对鼓风机低电压跳闸的电气控制技术、二次控制电源的电气控制技术及瞬时断电的电气控制技术进行大力技术改造。

1.3铁路起重设备

在电气控制技术起步阶段,中国的铁路起重机在运行过程中存在很多局限性,且涉及到很多协调工作,无法满足铁路救援工作需求,而在当时经济条件下无法大量引进国外发达国家生产的机械设备,使得起重机控制工作非常困难。随着电气控制技术的发展和应用,中国铁路起重设备逐步向着智能化、高集成度、自动化方向发展,使铁路救援工作更加灵活,成本低廉且便与维修。其中,PLC技术的出现成功解决了铁路起重设备中的问题。PLC是一个以微处理器为核心,数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各种类型机械或生产过程。通过PLC技术应用,使中国摆脱了国外技术控制,铁路运输业得到了飞速发展。

2对电气控制技术未来发展趋势的展望

随着科学技术不断发展,以人工智能技术为主的神经网络、遗传算法、模糊逻辑等技术已经在电力系统中应用,相关应用研究也在不断进行。电气控制技术涉及内容比较多,不仅涉及到电气原理、线路、系统设计,也涉及到编程方法及生产机械应用等相关内容。同时电力控制方法也比较多,在很大程度上需要结合电气控制技术。下面就电气控制技术未来发展趋势进行展望。

2.1电气控制技术向着智能化趋势发展

在科学技术发展带动下,中国电气控制技术逐步向着智能化方向发展,以人工智能技术为主要技术核心的各种技术目前已应用到电气控制技术当中,并且与此相关的各种技术也在不断研究和发展中。从当前研究成果可看出,神经网络已成为解决复杂问题的关键技术,通过对神经网络技术使用,可以对各种故障样本进行分析,并找出解决问题的方法,当再次出现故障时,就可以在最短时间内排除故障。通过各种智能技术与电气控制技术的结合,能将两者优势充分发挥、使用,更好地解决电气系统中存在的问题。

2.2电气控制技术向着开放性趋势发展

电气控制技术当前不断创新和发展,其硬件系统不断更新,新电气控制技术不但安全性高、运行稳定,并且具有很强的灵活性和可靠性,能在生产中提供更多发展平台。在信息技术发展带动下,电气控制技术也向着开放性方向发展。网络技术创新为电气控制技术提供了更多沟通和交流方式,使得电气控制设计与网络技术结合,不断呈现多样化趋势。电气控制技术的开放性趋势,也会使电气系统的整体性能和特殊性能得到进一步提升。由此可见,开放性趋势已成为电气控制技术的必然发展趋势。

2.3电气控制技术向着网络化趋势发展

目前电气控制技术的优势是强大的自我诊断和修复功能,使其能精准有效地切除故障以防止事故发生。但为了更进一步提升系统安全性,就要对系统进行网络化改进,增强系统的数据通信功能。电气设施的网络化能加强对故障位置、故障距离、故障性质的分析和确定,使电气设施能得到更加密切的保护,从而提升电气设施可靠性。在电气设施保护技术中,可通过网络将不同母线保护进行高度集成,从回路流量和计算机网络流量中获取电流量信息,进而为故障和母线的隔离打下基础,尽可能降低母线被切除的发生率。采用网络技术能进一步提升电气设施和设备的可靠性,降低电气设备故障发生概率。从这个角度看来,电气控制技术向着网络化发展对电气系统和电气设备都有着深远影响。电气控制技术的网络化,也将会给电气控制设计及发展带来更多新思路,提高电气控制技术的可靠性和稳定性,在一定程度上也会使电气控制装置局部性和整体性的提升成为可能。因此,网络化趋势已经成为电气控制技术发展的必然趋势。

3结语

对电气控制技术的基本原理和方法进行简要分析,探寻了现阶段电气控制技术的应用领域和范围,并对其未来发展进行了探索。电气控制技术的发展和创新是促进中国人民生活和生产智能化、自动化的关键,唯有扩大电气控制技术应用范围,并使其向着智能化、网络化、开放性方向发展,才能符合时展需求。因此,在发展过程中必须提高电气控制技术标准,降低和减少资源能源、原料和原材料的消耗,杜绝高耗能产品的生产。而实现这一变革的核心要素是要着眼于培育创新能力,掌握核心技术,形成对产业链中最具附加值和影响力环节的控制力。

控制技术论文范文第8篇

因控制超温的方式不同,目前主要分为高水气比、低水气比、中低水气比变换工艺[3]。其中高水气比变换工艺又分为全高水气比、高水气比分股变换工艺。对于SE-东方炉粉煤气化制甲醇,经计算,变换水气比0.5左右即可满足制甲醇的部分变换需求,其粗合成气自身所带水气是过剩的。因此,试图通过提高粗合成气的水气比来控制变换反应温度的工艺显然非常不经济。目前运行的高浓度CO高水气变换流程存在如下问题:①初期开车由于负荷低,第一变换炉超温到500℃,为降低床层温度,水气比要高于1.6,甚至达到1.8,造成了能量巨大的浪费;②由于湿气空速大,变换反应深度增加,因此单炉催化剂用量多;③催化剂使用寿命短,目前运行的Shell和GSP气化高水气比装置,第一变换炉催化剂使用寿命都不超过1a。对于高浓度CO粗合成气,现有高水气比变换纷纷进行技术改造,降低其水气比,节约能耗。Shell粉煤气化在国内应用较为成熟,与之相配套的变换工艺有全高水气比、全低水气比、低串中水气比工艺[4]。全高水气比工艺为预变换炉前一次性补足水蒸气,如SE-东方炉粉煤气化采用全高水气比变换来控制炉温,需要添加大量的高压蒸汽,由于合成甲醇不需要过高的变换率,这些添加的蒸汽最终并未参与变换反应,并且需要通过换热将其冷凝成水,能耗较高。属于改进型的高水气比分股变换工艺,仍需将一股配加蒸汽至高水气比,虽然达到相对节省蒸汽的目的,但造成蒸汽和热量浪费的同时,仍然增加了后续工段管线设备的投资和冷凝液处理的负担。而全低水气比、低串中水气比工艺则需先降低SE-东方炉粉煤气化粗合成气中的水气比,后续又补充蒸汽或水。显然以上与Shell粉煤气化配套的变换工艺均不适用于SE-东方炉粉煤气化制甲醇。因此,SE-东方炉粉煤气化制甲醇变换工艺技术选择思路为降低其水气比控制变换反应温度,并且在后续变换炉前不补充蒸汽或水。目前有两种与之配套且先进的变换工艺:动力学控制变换工艺和热力学控制变换工艺。以某年产180万吨甲醇装置为例,该装置生产规模日投煤量7500t,生产的粗合成气有效气量为516000m3/h,粗合成气中CO(干基)体积含量70%,水气比0.92,要求变换装置出口变换气中H2/CO为2.26±0.02。因装置规模大,变换设置两系列。以下针对单系列对两种工艺进行比较。

1.1动力学控制变换工艺动力学控制变换工艺流程见图2。粗合成气全量进入1#低压蒸汽发生器副产低压蒸汽,同时调整水气比至约0.55后,经气气换热器升温进入第一变换炉进行变换反应,出口气体经换热后,进入1#中压蒸汽发生器副产中压蒸汽,降温后进入第二变换炉继续变换反应,出第二变换炉变换气进入2#中压蒸汽发生器副产中压蒸汽后,与第一变换炉出口跨线变换气混合,调整出装置工艺气H2/CO,混合工艺气依次进入2#低压蒸汽发生器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器回收热量。动力学控制变换工艺通过适当减少第一变换炉中的催化剂,即控制催化剂装填量的办法,能达到控制床层热点温度从而达到控制反应深度的目的[6]。但是,由于CO浓度和水气比都高,反应的推动力太大,催化剂的装填量只要有少量的变化,就会明显影响床层的热点温度,因此催化剂的用量必须准确,否则会因为反应深度的增加而造成床层“飞温”的不良结果。如果催化剂的装填量固定不变,则在装置开车初期,负荷小或气量波动时,催化剂装填量势必富余,导致粗合成气反应深度加大而超温。运用一种新开发的分层进气变换反应器技术,当生产装置运行负荷低时,气体只经过下层进行变换反应,可以避免因为催化剂装填富余,CO过度反应使床层超温;当生产装置运行正常时,气体可以全部从上段进入或者上段和下段同时进入,以此来满足生产要求。该工艺主要缺点是:变换反应温度控制的影响因素较多,催化剂的装填量、原料气负荷、水气比的波动均影响反应温度,操作控制系统设计较复杂。

1.2热力学控制变换工艺热力学控制变换工艺流程见图3。粗合成气首先分为两路,一路进入1#低压蒸汽发生器副产低压蒸汽,同时调整水气比至约0.25后,经气气换热器升温进入第一变换炉进行变换反应,出口气体经换热后,进入1#中压蒸汽发生器副产中压蒸汽,降温后与另一路粗合成气汇合后经脱毒槽进入第二变换炉继续变换反应,出第二变换炉变换气依次进入中压蒸汽过热器、2#中压蒸汽发生器、2#低压蒸汽发生器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器回收热量。热力学控制变换工艺在粗合成气主路设置非变换旁路跨越第一变换炉,再与另一路经第一变换炉的低含水量变换气混合后进入第二变换炉反应,可稳定调控水气比,且无需补充蒸汽调整水气比,节约能耗效果显著。第一、二变换炉催化剂装填量均为足量,都按照接近反应平衡控制变换深度进行设计,结合粗合成气旁路、主路流量比值控制及第一变换炉之前设置蒸汽发生器,运行负荷变化时不需要调整;且由于反应平衡控制的特点,在不同运行负荷下第一变换炉发生甲烷化反应的风险很小。该流程应注意的是,运行过程特别是开工导气初期,由于操作或调整不当出现水气比过低而容易导致甲烷化超温发生。此时可根据床层温度适当调整第一变换炉水气比,控制床层热点温度不高于380℃,避免甲烷化的发生。在运行末期,可以通过适当减小进入第一变换炉的气量或者适当提高第一变换炉反应器入口的水气比,来维持较高的CO转化率,使装置仍能够稳定运行。此工艺操作过程简单,兼顾了第一、二变换炉反应器的温度控制和水气比要求,既很好地控制了第一变换炉反应器的热点温度,又使第二变换炉反应器入口气体在降温的同时提高了水气比。

2分析比较

两种工艺有相似之处,即均采用了降低原料粗合成气中水气比的方法。究其原因,一方面制甲醇其水气比是过剩的,节能效果显著;另一方面可以降低变换反应的剧烈程度,增强了装置的稳定性和可操作性。不同的是第一变换炉变换反应控温方式的差异,动力学控制变换工艺是减少催化剂装填量,使变换未反应完全即送出第一变换炉,而热力学控制变换工艺是变换反应达到平衡后送出第一变换炉。

2.1技术参数表1是两种工艺的主要技术参数对比,从表1中可知,两种工艺均能满足生产要求。两种工艺经废热锅炉后,降低第一变换炉进口的水气比,因各自控温方式的不同而产生较大差异。且2个变换炉进口温度、床层热点温度呈现出不同的高低分布。动力学控制变换工艺2个炉进口温度均较高,床层热点温度前高后低。热力学控制变换工艺2个炉进口温度均较低,床层热点温度前低后高。比较而言,较低的进口温度有利于催化剂的升温还原操作和使用寿命的延长,也便于换热流程的组建,而且变换工艺的控温关键是第一变换炉,第一变换炉较低的床层热点温度可以更有效避免甲烷化的发生。由于两种工艺变换炉热点温度的差异,换热流程从热量有效利用的角度考虑,中压蒸汽过热器设置位置不同,动力学控制变换工艺中,中压蒸汽过热器直接设置在了第一变换炉出口,而热力学控制变换工艺则设置在了第二变换炉出口。

2.2能耗表2是两种工艺的主要消耗对比。当生产规模一定时,不同变换工艺的能耗主要体现在蒸汽和工艺余热上。由表2可知,两种工艺副产的蒸汽基本相当,低温位工艺余热、冷凝液总量、循环冷却水水量,热力学控制变换工艺略多,此结果是由于热力学控制工艺进入变换系统的总水气比略高于动力学控制工艺。两种工艺均采用了前置废热锅炉,并且后续不补充蒸汽或水,变换深度相当,变换产生的整体热量和冷凝液基本相同,只是热量及冷凝液的分配有所不同,故由表2可看出两方案能耗相当。

2.3投资两种工艺主要设备投资费用见表3。可以看出,变换炉费用因两种工艺催化剂装量的不同存在较大差异;各换热设备因两种工艺换热流程、参与换热工艺气气量、平均传热温差等因素存在明显差异。虽然热力学控制变换工艺多设置一台脱毒槽,但动力学控制变换工艺主要设备投资费用比热力学控制变换工艺多。两种变换工艺中,第一变换炉催化剂设计使用寿命均为2a,第二变换炉催化剂设计寿命为4a,脱毒槽吸附剂设计使用寿命为4a。综合以上几方面的分析比较,两种变换工艺均能满足生产要求,能耗相当,在操作稳定性和主要设备投资方面,热力学控制变换工艺优于动力学控制变换工艺。

3结束语

由于激冷型粉煤气化制甲醇,粗合成气具有高水气比、高浓度CO等特点,作为下游的一氧化碳变换工艺技术的选择较为关键。从节能降耗考虑,通过降低其水气比来控制变换反应是必然选择。由上述对动力学控制变换工艺、热力学控制变换工艺分析比较可知,虽然动力学控制变换工艺采用了变换炉分层装填、分段进气等技术来控制变换反应,但因其受催化剂装填量、原料气负荷、水气比的波动影响较大,生产稳定性较差,投资较高。热力学控制变换工艺巧妙控制和分配进入各变换反应器的水气比和热量,使第一、二变换炉都能以接近化学反应平衡的方式进行反应,该工艺能有效防止变换反应器床层温度过高,不同负荷下,避免第一变换炉甲烷化反应的发生,生产稳定性较好,投资较低。激冷型粉煤气化制甲醇配套的一氧化碳变换推荐采用热力学控制变换工艺。

控制技术论文范文第9篇

关键词MARX发生器程控电源RS485总线VisualBasic

1引言

脉冲能源装置在加速器、自由电子激光研究、X光闪光照相和粒子聚变等脉冲功率技术研究领域广泛使用,通常使用数量较多,分布较广,同时周围电磁干扰较强,控制操作和参数测量都比较复杂,同时也需要较多的人力来维护。

随着计算机技术的发展,当今世界上基于PC的自动化方案已成为主流,PC在自动化领域的应用正迅速增长,通过将所有的功能集成于这个统一开放的平台上,通过人机界面可以使复杂的控制和数据处理变得更加简单化。

2控制系统硬件构成

整个系统有多台Marx需要控制,每台发生器由充电控制和触发两部分组成,需要控制的量有充电电压的起停控制、电压检测、接地装置的通断控制、触发以及开关上的气压检测等,通过一条总线将将系统中的各个被控量连接在一起,构成一分布式控制系统,这里采用工业上广泛使用的RS485总线,RS485总线是美国电子工业协会(EIA)制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线,具有传输距离远、通讯速率高,抗干扰能力强,软硬件支持丰富与现场仪表接口简单,易于实现和扩展等特点,接口总线上可连接32个设备,加中继器后最多可达255个设备,因此完全满足该能源控制要求。控制系统框图如下:

图1控制系统结构图

该系统由一台主控上位机PC和一系列MARX发生器充电电源设备构成,由于环境电磁干扰较为严重,在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式,通讯速率57.6kB/s,通讯距离可达1.2km,通过上位机(PC)发送参数及控制命令,给电容器充电到事先设定的电压值(0到100kV之间任意值)。在以上各子设备中,经常要用程控电源去控制MARX发生器的充电电压、充电速度。通过一台工控PC机灵活地控制多台充电电源,以达到控制各MARX发生器充电的目的。针对这一需要,采用带有RS485通信接口的具有线性升压功能的可编程交流电源,该电源内部自带单片机系统和看门狗定时器,每个电源赋予各自独立的地址码用以识别身份,同时它属于正弦波调压,可有效避免采用传统的采用可控硅调压方式时屡次损坏高压变压器的情况,使操作者能够方便灵活地对其进行控制。

每路Marx发生器充电部分包括程控电源、双极性高压变压器,分压器和接地装置等三部分,见图2所示,程控电源给高压变压器初级提供缓慢上升的电压,变压器高压侧经整流后给MARX发生器充电,电压检测是通过10000:1的高压分压器将分压后的信号送给程控电源内部A/D转换,经内部单片机处理,并与设定的电压值进行比较,比较后的结果用来实现自停控制,这样可有效防止通讯故障所造成失控现象。

图2Marx发生器能源部分线路图

3MARX发生器能源制过程

①程控电源接通供电电源时的输出为0伏,开关量输出为假(开路)。

②首先上位机发出各种设置参数到指定地址程控电源。如,上升时间、上升速度、保持时间、充电电压等。

③程控电源收到电压回传命令后,将两路模拟量的值传送到上位机。

④上位机发出启动指令后,指定地址程控电源的输出开始从0伏慢慢线性上升到设定值,保持到指定的时间后关断输出。当上位机发出所有电源都启动指令后,所有程控电源都启动。

⑤上位机发出立即停止指令后,指定地址程控电源的输出立即停止上升,保持到指定的时间后关断输出,当上位机发出所有电源都停止指令时,所有程控电源都立即停止。

⑥上位机发出接地打开指令后,指定地址程控电源的开关量输出为1,电磁铁吸合,当上位机发出所有程控电源的接地都断开命令时,所有程控电源的接地电磁铁都吸合。

⑦上位机发出接地指令后,指定地址程控电源的开关量输出为0,电磁铁释放,当上位机发出所有程控电源都接地时,所有程控电源的接地电磁铁都释放。

4监控软件设计

软件采用VisualBasic6.0编程,作出十分直观的人机界面,采用RS-485通信标准和上述的问答方式进行数据通信,通过上位机向串口读写数据,并通过光纤485总线将各种控制信息传送到现场的每路MARX充电子系统,上位机就可以监控网络上任何一台MARX能源了,予置数值可以分别显示在PC机软件窗口和单片机系统的予置数字表头上。同时,现场实测电压信号也可以实时显示在PC机的界面上。此设计界面直观,而且利于对现场信号进行实时监测。因此,采用本系统,大大提高了现场信号予置精度,对实验操作人员来说人机界面良好,简单易懂。

根据系统功能的要求,上位机需发送2种类型的命令:(1)同期命令,它由定时器触发引起,每隔一个定时周期发送1次,例如发往各充电单元的数据和状态回传命令;(2)非周期性命令,它由操作者按动相应命令按钮引起,非周期性发送。所有命令均采用ASCII码方式传送,为了防止通讯错误,各子机正确收到上位机发来的命令后返回相应的确认字符。

在VB6.0中使用了MSCOMM控件,用来实现串行通信。MSComm控件有很多属性,其中最基本的有以下几个:

Commport属性设置并返回通信端口号,用于指定使用PC机的哪一个串行端口。

Setting属性以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位和停止位。

Portopen属性设置并返回通信端口的状态,用于打开或关闭端口。

Output属性用于发送数据,可以是文本数据或二进制数据。

Input属性从接收缓冲区返回和删除字符,用于接收数据。

本系统VB程序初始化上位机通信程序如下:

mPort=2;选串行端口2

MSComm1.Settings=“57600,n,8,1”''''设置通信参数

MSComm1.OutBufferSize=512''''设置发送缓冲区大小

MSComm1.OutBufferCount=0''''清除输出缓冲区

Mscomm1.Inputlen=0''''读入接收缓冲区全部字符

MSComm1.PortOpen=True''''打开串行端口

由于数据是动态接收,所以数据的处理也是动态进行,程序中使用了一个Timer控件,其命令发出与数据的接收均在Timer控件的定时期间进行,在Timer控件的定时期间依次调用模拟量和状态量返回子过程,同时监视是否有命令按钮按下,当按下某操作命令按钮时调用命令处理子过程,部分程序如下:

PrivateSubTimer1_Timer()

IFCmdPress=TrueThenCallSendCmd''''当按下某操作命令按钮时转入命令处理子过程

UpdateAI更新各模拟量数据的显示

UpdateDI更新各状态量

EndSub

PrivateSubsendCmd()

UpdateDO(Cmd)''''输出控制开关量

………

EndSub

5系统抗干扰问题

监控系统在工业中的应用越来越多,由于现场的电气环境比较复杂,容易形成各种干扰源,特别是在大电流、强脉冲实验环境中,因此研究解决系统抗干扰问题对确保系统的稳定运行有着非常的意义。

该系统中使用RS485总线,RS485总线是采用差分平衡电气接口,本身具有较强的抗电磁干扰能力,但在实际当中仍然会现一些问题,为此应注意以下几个方面:

(1)与远距离上位机通讯采用光纤传输,子机之间不方便采用用光纤传输时,应选择合理的网络拓扑结构。

(2)采用双绞线作为RS485传输线时,虽然对电磁感应噪声有较强的抑制能力,但对静电感应引起噪声的抑制能力较差,因此应选用带屏蔽的双绞线,同时双绞线的屏蔽层要正确接地。

(3)通过在总线两端加入匹配电阻的方法,解决信号反射问题

(4)系统的供电方式有两种:一种是集中供电方式,即电源都引自同一处,另一种是分布式供电,各子设备在安装位置附近取电源,从抗干扰效果的角度讲,应选择集中供电方式,这样可基本消除各处参考电位不等的情况。

6结束语

本文提出的主从分布式多机通信系统硬件电路简单,控制灵活。与其他语言相比,用VB语言实现上位机数据传送的优点是可方便地控制通信对象的选择,具有较大的灵活性,且编程容易。此外,由于RS485总线的通讯方式仍属于串行通讯方式,在通讯速度上有些偏低,在操作上表现为数据刷新时间稍微偏长,当系统子设备较多时,其控制的实时性不很理想,此时需对控制系统作进一步的改进。

7参考文献

1.曾伟民、邓勇刚等VisualBasic6.0高级实用教程电子工业出版社1999.10

控制技术论文范文第10篇

随着电气工程系统科技水平的不断提高,尤其是各种智能化电气设备的广泛应用,更是对控制技术提出了较高的要求,现代化的控制技术应当满足电气工程系统的如下要求:

(1)能够快捷高效的对电气系统设备完成控制。现代化的控制技术以数字信息作为载体对电气工程系统设备操作指令,必须确保对于不同设备不同指令的精准,各种失误操作指令的概率必须极低。此外,现代化的控制技术还应当具有较好的信息数据交互功能,能够及时的向控制中心进行数据信息的反馈,进而确保控制的准确性。

(2)可以实现对电气工程系统设备的全面监控。由于很多电气工程系统设备都是全天候运行,因此电气控制系统同样必须能够实现24h的全面监控,并可以准确的完成电气工程系统设备故障地点的诊断。此外,现代化的控制技术还应该依靠信息采集、信息处理以及指令反馈流程,形成全面的监控管理,确保电气工程系统能实时处于控制之下。

(3)具有较高的安全性。电气工程系统由于容易受到外部环境、系统设备故障以及管理人员操作失误的影响,很有可能造成电气工程系统故障,甚至出现系统运行安全事故。因此控制系统应该具有较好的安全性,重点可以对电气工程系统的运行异常情况进行及时准确的动作处理,避免由于控制操作造成安全事故问题的发生。

2、电气工程中现代化的控制技术应用措施分析

(1)建立完善的电气工程系统控制构架。在电气工程控制系统构建之前,首先必须明确需要控制系统处理电气工程的哪些问题,要求控制系统需要具备何种功能,同时控制系统需要具备哪些管理层次。一般在电气工程控制系统中,需要设置数据管理模块、运行监控模块、电气工程管理模块、电气工程设施养护模块、工作人员维护操作模块等几项子系统组成。

(2)合理的选用电气工程控制系统设备。控制系统设备是整个现代控制技术实现的重要基础保障,这也是控制系统效率与安全性的基础。现阶段在电气工程控制系统中主要分为作业类、信息收集传递类以及控制处理类等三类设备。其中作业设备主要是进行各种电气工程操作的动作,主要是控制电气开关、换闸以及变压稳压等电气工程设备。信息收集类设备主要是只对电气工程系统运行过程进行监控的设备,主要包括电子信号转换器、系统运行监控以及网络传输设施等一系列的设备,控制类的设备则主要包括处理器与控制终端等,在设备的选择上应该尽可能的选择各种智能化与高效化的控制设备。

(3)电气工程控制系统的环境管理。对电气工程系统设备的运行环境进行监控,也是现代控制技术管理的重要内容。对电气工程系统设施进行监控的主要目的是为了准确的掌握电气工程系统设备运行的电压稳定性、电流、温度以及湿度等外部环境状况,同时如果电气工程系统运行环境不适宜时,启动空调、除湿、稳压等设备,确保电气工程系统运行的安全稳定。

3、现代控制技术应用发展趋势

(1)智能化控制技术。电气系统的发展已经步入到了电气工程自动化的阶段,实现电气工程自动化的关键要素就是要实现对电气工程系统的智能化控制,因此在目前现代控制技术中最主要的内容就是对电气工程系统的智能化控制。智能化的控制系统主要是通过采用智能化控制技术来实现电气工程系统控制的高效、自主、远程操作。电气工程系统智能化在电气系统中的应用已经十分的广泛,例如当前电气系统中有关于系统开关量以及模拟量等各项数据的动态实时采集以及反馈处理,都是通过智能化进行控制。此外,在电气系统工程中对于电气工程系统设备运行状态的实时监测、对于故障的分析诊断以及紧急处理方面,都已经广泛的应用了智能化的控制技术。

(2)电气系统模糊控制技术。电气系统模糊控制技术主要是采用现代控制理论作为基础,通过结合自适应控制技术、人工智能技术以及神经网络技术实现控制。在电气工程系统控制中采用模糊控制技术,主要是针对无法准确的确定数学模型的复杂控制系统,通过在控制规则上设置具有一定模糊条件,来弥补电气工程控制系统中的一些非线性以及不确定因素的运行控制手段。模糊控制技术是一种以模糊数学、模糊语言以及模糊规则形成理论基础的自动控制系统,通过采用计算机控制技术形成控制与反馈的具有闭环结构特点的现代数字控制系统,对于不确定系统的控制非常实用。

(3)非线性控制技术。当前在电气工程系统控制中,线性控制理论技术已经得到了广泛的应用,但是由于线形控制技术主要是基于电气工程设备运行中局部的稳定性来进行数学模型的简化设计,在线性控制理论中并未充分的考虑到电气工程设备的非线性因素,因此在电气工程系统中引入非线性分析与控制方法则可以有效的解决这些问题。非线性控制系统的控制方式主要有两种,一种是将非线性系统的某一邻域做反馈线性化的处理,同时利用微分几何理论等现代控制理论进行反馈显性化。另一种则是直接的将变结构方法、鲁棒控制或者是智能控制等非线性控制理论进行实际的工程应用。

4、结语

电气工程的不断发展,尤其是电气自动化水平的不断提高,对于电气工程系统的控制技术要求也不断提高。在电气工程系统中应用现代控制理论与技术,已经成为电气系统发展的基本要求。因此,电气工程技术人员应该明确电气控制现代化的重要意义,并积极采用各种现代控制技术,实现电气工程系统的自动化与智能化运行,确保电气工程系统稳定运行与功能的有效发挥。

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