機(jī)電控制系統(tǒng)的控制方式分析

【摘 要】通常，機(jī)電控制系統(tǒng)的控制任務(wù)主要在于使得被控制對象的控制值等于目標(biāo)值，而在實(shí)際控制過程當(dāng)中，這種類似于“監(jiān)察”的基本任務(wù)是利用專門的機(jī)電傳感裝置來實(shí)現(xiàn)的。其中響應(yīng)比較分析的任務(wù)則是通過系統(tǒng)的控制裝置來完成的，執(zhí)行階段則有專門的執(zhí)行裝置予以落實(shí)。將就機(jī)電控制系統(tǒng)的控制方式給予深入淺出地分析與討論。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電設(shè)備；控制系統(tǒng)；控制方式；分析

1.機(jī)電控制系統(tǒng)中的基本控制方式

1.1含義

機(jī)電控制技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品制造的重要基礎(chǔ)技術(shù)。那么什么是機(jī)電一體化系統(tǒng)呢？“機(jī)電一體化控制”（Mechatronics）是各相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合所形成的一個(gè)新概念，其中的“Mechatronics”是Mechanics與E1ectronics組合而成的英語，是由日本《機(jī)械設(shè)計(jì)》雜志于l971年提出的。但是，對于機(jī)電一體化控制至今尚未得到公認(rèn)和統(tǒng)一的定義。

以運(yùn)動(dòng)員練習(xí)高爾夫球的擊打過程來類比機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的基本控制方式。高爾夫運(yùn)動(dòng)員在練習(xí)擊打高爾夫球的那一刻，為了能夠更為準(zhǔn)確和有效地?fù)糁懈郀柗蚯蚯铱刂魄虮M量靠近目標(biāo)地點(diǎn)，球員總是會(huì)首先對目標(biāo)地點(diǎn)的位置以及周邊地勢進(jìn)行觀察和判斷，并把握即時(shí)風(fēng)向和風(fēng)速等各種干擾因素，然后最終決定揮動(dòng)高爾夫球桿的力度和觸球點(diǎn)并發(fā)動(dòng)相應(yīng)的揮桿動(dòng)作。另外，多次練習(xí)也是一個(gè)不斷總結(jié)與改進(jìn)的過程，根據(jù)每次完成以上工作內(nèi)容以后高爾夫球的落點(diǎn)來修正揮桿力度和觸球點(diǎn)，也就是說需要完成一個(gè)再分析、再判斷和再修正的循環(huán)過程，直至高爾夫球在運(yùn)動(dòng)員擊出后準(zhǔn)確落至目標(biāo)地點(diǎn)，即作為一個(gè)高爾夫運(yùn)動(dòng)員所需完成的一個(gè)基本任務(wù)。而機(jī)電控制系統(tǒng)所需要完成的基本任務(wù)則是在于使得被控制對象的控制值等于目標(biāo)值。在實(shí)際控制過程當(dāng)中，這種類似于“監(jiān)察”的基本任務(wù)是利用專門的機(jī)電傳感裝置來實(shí)現(xiàn)的。其中響應(yīng)比較分析的任務(wù)則是通過系統(tǒng)的控制裝置來完成的，執(zhí)行階段則有專門的執(zhí)行裝置予以落實(shí)。

1.2控制方式

（1）開環(huán)式控制方式。一般地，機(jī)電控制系統(tǒng)的控制過程其系統(tǒng)參與控制的信號(hào)主要來自于三條通道，即給定值、干擾變量和受控值。這些量值信號(hào)是機(jī)電系控制系統(tǒng)的主要依據(jù)而機(jī)電控制系統(tǒng)的開環(huán)控制方式即是指系統(tǒng)控制裝置與受控對象之間形成一種只有順向作用而非方向作用的緊密聯(lián)系，其中通道內(nèi)的信號(hào)給定值與受控值為單向傳遞，以這種方式組合的控制系統(tǒng)稱為外環(huán)控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)擁有比較突出的優(yōu)勢在于系統(tǒng)輸出量不會(huì)對系統(tǒng)的控制作用造成負(fù)面影響。需強(qiáng)調(diào)～點(diǎn)，這種開環(huán)控制系統(tǒng)既可以按照定位操作方式組合，又可以按照干擾補(bǔ)償控制的方式組合。

（2）反饋式控制方式。反饋控制是機(jī)電控制系統(tǒng)最基本的一種控制方式，也是目前得到應(yīng)用最為廣泛的一種系統(tǒng)模式。通常，在反饋控制系統(tǒng)中的控制裝置會(huì)對受控對象施加控制作用，完成這一過程的反饋信息則是來自于受控對象的受控值，然后不斷地修正受控值的偏差，最終實(shí)現(xiàn)對受控對象的基本控制任務(wù)，這就是一個(gè)完整反饋型控制系統(tǒng)的工作原理。通俗地講，人的一切行為活動(dòng)都會(huì)體現(xiàn)這樣的反饋控制原理，人自身就是一個(gè)具有高度控制能力的反饋控制系統(tǒng)，如人可以通過手拿到桌面上的水杯、公交車司機(jī)利用方向盤可以操縱駕駛公交車在馬路上行駛等這些大家生活中不足為怪的動(dòng)作都可以滲透在反饋控制這一原理之中的。人在完成這些平凡動(dòng)作時(shí)也會(huì)通過事先的信息判斷與信息反饋不斷修正偏差信號(hào)直至偏差為零，完成動(dòng)作。顯然，機(jī)電控制系統(tǒng)的反饋控制實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)按偏差進(jìn)行控制的過程。因此它也稱為按偏差的控制，反饋控制原理就是按偏差控制的原理。

（3）復(fù)合式控制方式。機(jī)電控制系統(tǒng)還有一種控制方式是復(fù)合控制方式。反饋控制裝置在收到外部因素干擾之后才能夠進(jìn)行相應(yīng)地修正工作，而在外部干擾未出現(xiàn)影響之前則不能夠進(jìn)行相應(yīng)地修正工作。基于擾動(dòng)因素的控制方式相較于以偏差分析的控制方式要簡便許多。但是，復(fù)合控制方式僅僅適用于干擾因素在可測量的環(huán)境中，且擁有一個(gè)補(bǔ)償裝置的控制系統(tǒng)也只能補(bǔ)償單個(gè)干擾因素，除此以外的干擾都不能起到具有成效的補(bǔ)償作用。如此考慮看來，相對更為合理的控制方式則是將偏差控制與擾動(dòng)控制兩方面綜合考慮，對于一些主要的干擾因素給予配置適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償裝置來實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)控制，然后再組建反饋控制系統(tǒng)對其他擾動(dòng)所產(chǎn)生的偏差進(jìn)行控制。這樣一來，機(jī)電控制系統(tǒng)主要受到的干擾均已被補(bǔ)償，更為便利的是反饋控制系統(tǒng)的組建于設(shè)計(jì)相對簡單。

時(shí)至今日，伴隨著數(shù)控技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，尤其是微型計(jì)算機(jī)的研新與應(yīng)用，使得機(jī)電控制系統(tǒng)的發(fā)展重新發(fā)展到了一個(gè)新的階段，即計(jì)算機(jī)數(shù)字控制。計(jì)算機(jī)數(shù)字控制是一種新型的斷續(xù)控制，與最初應(yīng)用的斷續(xù)控制不同的是，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制實(shí)際的控制采樣周期往往要比受控對象的變化周期要短了許多。因此可以這么講，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)在客觀運(yùn)行中多加注意與監(jiān)測，尤其是對能有效防止故障或事故發(fā)生與擴(kuò)大的繼電保護(hù)的日常監(jiān)測，對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常狀況并實(shí)時(shí)采取處理措施排除故障以恢復(fù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，有著極其重要的意義。因此，要加強(qiáng)對繼電保護(hù)運(yùn)行的日常維護(hù)，把好保護(hù)運(yùn)行效率與質(zhì)量關(guān)，定期對繼電保護(hù)裝置及其二次回路進(jìn)行有效校驗(yàn)與檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決，提高故障處理能力，綜合提升繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)水平，為電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)高效的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造良好條件。

（4）強(qiáng)化對檢修人員的素質(zhì)與業(yè)務(wù)技能的培訓(xùn)。要提高繼電保護(hù)可靠性，就要注意對繼電保護(hù)裝置的檢修，而這對檢修人員的綜合素質(zhì)及業(yè)務(wù)技能有很高的要求，檢修人員掌握較高的檢修技術(shù)并具有豐富的檢修經(jīng)驗(yàn)，能及時(shí)對系統(tǒng)故障作出準(zhǔn)確分析，能對繼電保護(hù)裝置的健康狀態(tài)做綜合評價(jià)，還能作出合理的檢修決策，有效優(yōu)化檢修工藝與計(jì)劃等，這些都是檢修人員技術(shù)素質(zhì)的體現(xiàn)，是確保檢修質(zhì)量的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。因此，必須對加強(qiáng)檢修人員的素質(zhì)與業(yè)務(wù)技能的培訓(xùn)，通過宣講、學(xué)習(xí)等手段強(qiáng)化檢修人員的安全意識(shí)，提高檢修人員的工作責(zé)任心與積極性，并通過專業(yè)的技能培訓(xùn)與有效的考核方式等，提高檢修人員的綜合素質(zhì)及業(yè)務(wù)技能，使其對檢修工作從理論到實(shí)際操作都有一個(gè)整體的把握與了解，熟知檢修操作過程與規(guī)章制度要求，有效提高檢修質(zhì)量。同時(shí)，應(yīng)通過有效的激勵(lì)獎(jiǎng)罰制度以及健全的崗位責(zé)任制，在提高檢修人員責(zé)任心的同時(shí)，確保具體的檢修工作落實(shí)到位，為繼電保護(hù)高效運(yùn)行提供可靠保障。

2.結(jié)束語

綜上所述，繼電保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)，為繼電保護(hù)裝置在保障電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行方面奠定更加扎實(shí)的基礎(chǔ)，是繼電保護(hù)裝置發(fā)揮功效的重要途徑，對繼電保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)方面的分析與研究是相當(dāng)重要的，電力產(chǎn)業(yè)要想實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)高效，就必須提供電力系統(tǒng)運(yùn)行事故的發(fā)生與擴(kuò)大，也就需要更加重視對電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的運(yùn)行分析，為推進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件。