机电自动控制技术的应用及发展解析

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机电自动控制技术的应用及发展解析

【摘要】随着时代的发展，以及计算机和软件开发技术的发展，自动控制技术已经扩展到经济生产、航空、航海和智能机器人领域。在自动控制系统，为了完成任务，控制装置对控制对象进行调整的方式方法，这取决于工作的反馈信息，即反馈控制系统。通过这个反馈信息来调整的偏差，在有效范围内使受控对象受到控制，从而完成任务。本文阐述了机电自动控制技术要点，以门为实例分析了自动控制技术。



【关键词】机电自动控制技术;应用;发展

机电自动控制系统依靠反馈信息来控制被控对象，反馈控制系统又是由测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件等按不同的职能组成的。自动化控制系统按控制方式可分为反馈控制方式、开环控制方式和复合控制方式；按元件类型分为机械系统、电气系统、机电系统、液压系统、气压系统等。如何通过自动控制系统精确保持被控制量与期望量相等，不受环境和元件性能误差的影响，就要从稳定性、快速性和准确性等方面来衡量整个系统的总体精度，使其技术运用到实际应用中去。



例如在控制中，计算机监督控制系统(SCC系统)，是由计算机测量出被控对象的参数，按照一定的数学模型，计算出最佳的给定值，通过模拟调节器控制整个过程，从而使工作过程处于最好的状态，它还可以进行顺序控制、集中控制、分级控制和最优控制。而智能控制又是计算机控制中的佼佼者，智能化控制使计算机具有人脑的部分思维功能，解决一些人们难以解决或至今还无法解决的问题。如智能机器人和神经网络系统，其中智能机器人是为机器人配备各种感知能力、推理能力、思维能力等，使机器人用计算机作控制中心，机电合体进行各种功能操作，使机器人能行走、说话，还能感知环境变化，代替人类完成有害环境或恶劣环境下的危险工作等。



一、机电自动控制中电动机控制技术要点

直流传动和交流传动控制系统合成机电传动控制系统。直流电动机由定子、转子、电刷、端盖、通风冷却系统等部件组成。直流电动机工作原理是建立在电磁力定律的基础上的，使N 极线圈中有效电流始终保持一个方向，S 极线圈的电流也保持一个方向，根据左手定律使线圈上两个有效边上所受到的电磁力方向始终一致，而使电枢转动。直流电动机的机械特性，运用较多的是他励式的调速系统。在实际的生产中，要根据工艺要求和所用的机械特征来选取不同特性的电动机，如在生产中使用的一般切削机床、造纸装订机等使用硬特性的电动机，而对于电动车、重型吊车等则使用软性的电动机。虽然电动机有固定的机械特性，但是为了满足更高的安全性和稳定性的要求，人们可以改变电动机的电枢电压、励磁电流或外加阻抗，来改变它原有的机械特性以达到要求。



调速装置是电动机实现自动控制的关键，调速就是指用人为的方法来改变整个装置的电气参数，在输出负载转矩不变的情况下，得到所要求的不同转速。调




速的方法很多，有改变磁通调速、改变电枢电压调速、外加串联电阻调速等。自动控制电动机转动的系统，就是电气电力控制电动机带动生产机械运动的系统。交流电动机的传动与控制系统则采用交流电动机作为传动动力源，一般有同步和异步电动机2 种，而交流调速系统主要是针对异步电动机的，与直流电动机相比，它具有调速性能优良、节约能源、减少维护成本等优点，交流异步电动机还具有变频调速功能，具备了宽调速范围、高稳定性精度、快速动态响应、高工作效率等特点。因此，交、直流电动机在日常生产中运用广泛，从大型的建筑吊机，到公共场合的电梯和传动带、电瓶车，小型的有DVD 碟机、照相机等家用电器，还有在我们单位使用的污水处理泵、潜水泵、消防控制系统及中央空调控制等设备，都无一不是触及这一领域的技术，由此可见其重要性和应用的普及性。



为了使电动机按要求的转速工作，以达到完成任务的目标，一般在生产中采用带负反馈的闭环控制系统来控制。就是把系统的输出量通过检测装置，反馈回系统的输入端进行比较，得到的偏差量通过系统的调节装置产生控制信号，对偏差进行纠正，来改善输出量直至符合要求，所以提高系统的控制精确度是关键的技术。各个环节，元件的参数选用非常重要，当然除了理论上的精确计算外，还要经过不断地反复试验的检验，才能得到比较好的使用效果，从而提高生产效率和工作的安全性和稳定性。如我们单位使用的消防系统，如何在发生火灾时及时报警并自动喷淋，启动排烟装置进行排烟，自动打开体育馆主场顶层装置（即天窗）进行换气，这种一环扣一环的应急处理步骤不能有分毫之差，否则就会酿成重大事故，所以对系统的精确控制要求很高。



因此在设计选用时，要确定机电自动控制系统的使用方案，根据不同的要求、不同的场合选用合适的控制系统方案。另外，还要考虑到设备的机械结构对电气性能的影响问题，如机械设备之间的摩擦、间隙、弹性变形等对电气控制系统性能的影响，要把因此而产生的误差考虑进去，使机电控制更加稳定。



二、机电自动控制技术的应用

现代大门大多数是导轨型伸缩门，用1 台电动机控制开启，开门的速度很慢，这就会在上下班时，因为拥挤而发生问题。另外在环境危机时也会有种种问题发生。为了彻底解决这一缺点，我们可以利用电气自动控制系统对此进行技术改造。采用交流变频技术，用PLC 改造老式继电器——接触式大门的电路接线。其具有以下特点。



1、安全性能强

要想使改造后的PLC 系统能够在恶劣的环境中进行可靠的工作，并且系统的控制设备能够具有较强的抗外界干扰能力。需要加强PLC 系统的平均无故障间隔时间（通常所指的MTBF）。与PLC 老式继电器相比较，改造后的系统，在采用PLC 控制后，对于大量的开关动作，我们可以采用较先进的电子线路来完成这些开关动作。也就是说，我们采用了软件程序代替了老式继电器的复杂连线，既方便灵活，安全性也大大提高了。

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