机电控制系统的控制方式分析 林绮玉

机电控制系统的控制方式分析林绮玉

发表时间：2017-11-27T16:34:42.637Z 来源：《基层建设》2017年第21期作者：林绮玉

[导读] 摘要：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。

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摘要：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。本文结合机电控制系统的工作原理，分析实现机电控制系统控制的基本要求，探讨了机电控制系统的控制方式。

关键词：机电控制系统；控制方式；技术

引言：伴随着数控技术与计算机技术的广泛应用，尤其是微型计算机的研新与应用，使得机电控制系统的发展重新发展到了一个新的阶段，即计算机数字控制。计算机数字控制是一种新型的断续控制，与最初应用的断续控制不同的是，计算机数字控制实际的控制采样周期往往要比受控对象的变化周期要短了许多。因此计算机数字控制技术在客观方面可等同于连续控制。

一、机电控制系统的工作原理

机电控制系统主要是由控制部分、检测部分、机械部分、执行部分等四个主要部分组成。操作人员将产品加工信息输入到控制计算机，计算机发出启动命令，启动驱动元件运转，带动执行机构进行加工。测量元件实时检测加工状态，将信息反馈到计算机，经计算机分析、处理后，发出相应的控制指令，实时地控制执行机构运动，如此反复进行，自动地将工件按输入的加工信息完成加工。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。

二、实现机电控制系统控制的基本要求

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。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。

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。针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、机电控制系统的控制方式

3.1开环控制方式

按给定值操纵的开环控制方式，测量的是给定值，需要控制的是被控量，控制装置与被控对象之间的联系。其控制作用直接由系统的输入量产生，给定一个输入量，就有一个输出量与之相对应，控制精度完全取决于所用的元件及校准的精度。

这种开环控制方式的特点是控制较简单、没有纠偏能力、控制精度难以保证、抗扰动性较差，因为无论系统是受到外部干扰或工作过程中特性参数发生变化，都会直接波及被控量，使被控量异于给定值，而系统无法自动修正偏差。但由于其结构简单、调整方便、成本低，在精度要求不高或扰动影响较小的情况下，这种控制方式还有一定的实用价值。特别是如果系统的结构参数稳定，而外部干扰较弱时，常采用此类控制方式，是经济型数控机床上一种常见的步进电动机开环伺服系统。

3.2闭环控制方式

按偏差调节的闭环控制方式，是应用最为广泛的一种控制系统。在反馈控制系统中，需要控制的是被控量，而测量的是被控量对给定值的偏差。系统根据偏差进行控制，只要被控量偏离给定值，系统就会自行纠偏，不断修正被控量的偏差，故称这种控制方式为按偏差调节的闭环控制。从而实现对被控对象进行控制的，这就是反馈控制的原理。控制装置与被控对象之间的联系。

这种控制方式的特点是，由于被控量要返回来与给定值进行比较，所以控制信号必须沿前向通道和反馈通道往复循环地进行闭路传送，形成闭合回路，称之为闭环控制或反馈控制。反馈回来的信号与给定值相减，即根据偏差进行控制，称为负反馈，反之称为正反馈。反馈控制就是采用负反馈并利用偏差进行控制的过程，其特点是不论什么原因使被控量偏离期望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，逐渐使被控量与期望值趋于一致。

负反馈闭合回路是按偏差调节的自动控制系统在结构联系和信号传递上的重要标志。这种控制方式的控制精度较高，因为无论是干扰的作用，还是系统结构参数的变化，只要被控量偏离给定值，系统就会自行纠偏。按反馈控制方式组成的反馈控制系统，具有抑制任何内、外扰动对被控量产生影响的能力，具有较高的控制精度。但这种系统使用的元器件多，线路复杂，特别是系统的性能分析和设计较麻烦，如果参数匹配不好，会造成被控量有较大的摆动，系统甚至无法正常工作。尽管如此，闭环控制仍是机电控制系统中一种重要的基本控制方式，在工程中获得了广泛的应用。

3.3复合控制方式

复合控制是开环控制和闭环控制相结合的一种控制方式，它是在闭环控制回路的基础上，附加一个输入信号或扰动作用的顺馈通路，来提高系统的控制精度。