機電控制系統(tǒng)的控制方式研究

摘 要：機電控制是當(dāng)前工業(yè)發(fā)展過程中，現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)的重要技術(shù)手段。隨著科技的發(fā)展，機電控制系統(tǒng)越來越廣泛應(yīng)用于高精尖科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程中。通過對機電控制研究機電控制系統(tǒng)的控制方式進行研究分析，可以對當(dāng)前的技術(shù)條件下的機電控制水平進行評價分析，促進我國工業(yè)發(fā)展過程中，先進技術(shù)的進步和工業(yè)發(fā)展水平的提升。

關(guān)鍵詞：機電控制；系統(tǒng)；控制方式；研究

自動控制技術(shù)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域中起著越來越重要的作用，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步，機電控制系統(tǒng)的發(fā)展也經(jīng)歷了由簡單的控制到現(xiàn)代化、科技化的控制方式的轉(zhuǎn)變過程。上個世紀(jì)末期，隨著第三次科技革命的進一步發(fā)展，出現(xiàn)了由數(shù)控機床、工業(yè)機器人、自動搬運車等組成的統(tǒng)一由中心計算機控制的機械加工自動線—柔性制造系統(tǒng)（FMS），它是實現(xiàn)自動化車間和自動化工廠的重要組成部分，實現(xiàn)了機電控制技術(shù)的飛躍。當(dāng)前的機電控制系統(tǒng)主要是由控制部分、檢測部分、機械部分、執(zhí)行部分等四個主要部分組成。

1 機電控制系統(tǒng)的工作原理

機電控制系統(tǒng)主要是由控制部分、檢測部分、機械部分、執(zhí)行部分等四個主要部分組成。操作人員將產(chǎn)品加工信息輸入到控制計算機，計算機發(fā)出啟動命令，啟動驅(qū)動元件運轉(zhuǎn)，帶動執(zhí)行機構(gòu)進行加工。測量元件實時檢測加工狀態(tài)，將信息反饋到計算機，經(jīng)計算機分析、處理后，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，實時地控制執(zhí)行機構(gòu)運動，如此反復(fù)進行，自動地將工件按輸入的加工信息完成加工。機電控制技術(shù)是基于機電一體化系統(tǒng)而生成的一種基礎(chǔ)性控制技術(shù)，在其控制活動中，機電控制的主要任務(wù)在于通過采取有效的控制方式，使得被控制對象的控制值能夠達到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值。在實際操作過程中，這一目的的實現(xiàn)就要依靠專業(yè)機電傳感裝置來實施其監(jiān)察效能。

2 機電控制系統(tǒng)中的基本控制方式

機電控制技術(shù)是基于機電一體化系統(tǒng)而生成的一種基礎(chǔ)性控制技術(shù)，該技術(shù)的主要操作任務(wù)在于采取有效的控制方式，使得被控制對象的控制值能夠達到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值。在實際操作過程中，這一目的的實現(xiàn)就要依靠專業(yè)機電傳感裝置來實施其監(jiān)察效能。具體來說，機電控制系統(tǒng)主要包括以下幾種控制方式。

2.1 開環(huán)式控制方式

開環(huán)式控制方式主要是基于機電控制系統(tǒng)的控制通道而實現(xiàn)的一種控制方式。一般來說，在系統(tǒng)控制過程中，直接參與控制活動的信息主要來自于給定值、干擾變量、受控值三條信息通道，而經(jīng)過信息通過的兩支信息則成為系統(tǒng)開展控制活動的基本依據(jù)。開環(huán)是控制方式通過在系統(tǒng)的控制裝置和受控對象之間建立以有機聯(lián)系，進而形成一種順向的作用，使得信息通道內(nèi)的給定值信息與受控值信號都呈現(xiàn)出單向傳遞的作用方向。而基于開環(huán)式控制方式的控制系統(tǒng)則被稱為外環(huán)控制系統(tǒng)，其優(yōu)勢在于通過對系統(tǒng)的輸出量進行有效限制，從而降低了系統(tǒng)遭受負面影響作用的風(fēng)險。

2.2 反饋式控制方式

反饋式控制方式是機電控制系統(tǒng)中最為基本、應(yīng)用范圍最廣的一種系統(tǒng)控制模式。在反饋控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的控制裝置往往容易對受控對象施加較為明顯的控制作用，在這種控制過程中起到關(guān)鍵性作用的反饋性信息主要來自于受控對象的受控值，系統(tǒng)通過對受控值所出現(xiàn)的偏差進行不斷地休整和控制，最終強化對受控對象的控制作用。反饋式控制方式與人體活動規(guī)律實際上具有異曲同工之妙，人在進行日常行為活動時，在完成一些常見舉動之機電控制系統(tǒng)的控制方式分析在機電控制系統(tǒng)的控制活動中，其主要活動目的在于采取有效的控制方式，使得被控制對象的控制值能夠達到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值。在實際操作過程中，這一目的的實現(xiàn)就要依靠專業(yè)機電傳感裝置來實施其監(jiān)察效能。文章擬通過論述機電控制系統(tǒng)中的控制方式及其基本要求，將機電控制系統(tǒng)的執(zhí)行裝置的活動落到實處。

2.3 復(fù)合式控制方式

復(fù)合式控制方式是一種較為復(fù)雜的系統(tǒng)控制模式。一般來說，反饋控制裝置只有在系統(tǒng)外部因素受到明顯干擾的情況才能進行及時的信息修正工作，而一旦外部干擾較小或未有影響的情況發(fā)生，反饋控制的方式則無法順利實現(xiàn)，偏差修正工作無法完成。針對這一問題，復(fù)合式控制方式不僅僅將外部干擾因素納入到可測量的環(huán)境當(dāng)中，而且還將多個干擾因素的系統(tǒng)補償效果也納入了控制系統(tǒng)當(dāng)中。通過在相應(yīng)裝置中設(shè)置好相應(yīng)的補償裝置，實現(xiàn)系統(tǒng)的實時擾動控制。只有建立了行之有效的反饋控制系統(tǒng)，才能針對系統(tǒng)在運行過程中可能出現(xiàn)的諸多擾動因素所造成的信息偏差情況進行及時地控制和干擾補償。

3 實現(xiàn)機電控制系統(tǒng)控制的基本要求

3.1 對控制方式的基本要求

根據(jù)受控主體的不同，機電控制系統(tǒng)實際上又可以分為手動控制與自動控制兩類。其中手動控制是通過操作人員自身的判斷和操作來進行系統(tǒng)控制，而自動控制則是在人員無參與或者少參與的系統(tǒng)操作環(huán)境中，相關(guān)控制設(shè)備器材依據(jù)已設(shè)立好的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)所進行自動化規(guī)劃處理的運行狀態(tài)。而后者是當(dāng)前機電控制領(lǐng)域的未來發(fā)展方向和重要研究課題。因此，要實現(xiàn)機電控制系統(tǒng)控制，首要的要求在于不斷推動機電控制系統(tǒng)自動化的進程。實現(xiàn)這一目標(biāo)離不開相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新，同時也離不開相關(guān)技術(shù)人員專業(yè)技能和個人綜合素質(zhì)的提高。只有基于高水平的自動化系統(tǒng)控制技術(shù)，才能使得自動化了的機電控制系統(tǒng)能夠在實際工作活動中處理更多更為復(fù)雜的系統(tǒng)控制任務(wù)，才能真正地形成以控制系統(tǒng)為核心的聯(lián)合控制結(jié)構(gòu)。

3.2 對控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化要求

由于在機電控制系統(tǒng)的控制過程中，控制系統(tǒng)的具體組織結(jié)構(gòu)、設(shè)定參數(shù)都需要進行標(biāo)準(zhǔn)化地確定，某些典型信息輸入系統(tǒng)之后，其受控值應(yīng)當(dāng)根據(jù)應(yīng)用參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)得到準(zhǔn)確的控制。這就要求在系統(tǒng)組成過程中，受控值的變化控制操作要嚴(yán)格遵循穩(wěn)定性、快速性、精準(zhǔn)性等基本原則。穩(wěn)定性主要指的是機電控制系統(tǒng)在進行正常工作時，需要保障系統(tǒng)的基本穩(wěn)定作用，當(dāng)受控值與期望值的偏差較大時，控制系統(tǒng)能夠?qū)⑹芸刂导皶r地拉回到標(biāo)磚范圍之內(nèi)，并且將其逐漸接近與消除狀態(tài)，即經(jīng)過一段時間后，偏差期望值的受控值能夠迅速地恢復(fù)到初識期望值水平。

3.3 對控制系統(tǒng)的快速性要求

快速性主要指的是在系統(tǒng)的控制作用下，受控值能夠及時高速地被控制，并在較短的過渡時間里得到調(diào)整。精準(zhǔn)性包括兩方面的含義，即受控值的精準(zhǔn)和期望器的精準(zhǔn)。期望值的精準(zhǔn)即指初始期望值的范圍設(shè)定是設(shè)計人員依據(jù)相關(guān)設(shè)定程度與操作所嚴(yán)格得出的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，而受控值的精準(zhǔn)則指受控值在受到系統(tǒng)控制修正作用時，能夠進行數(shù)據(jù)信息上的準(zhǔn)確修正。針對數(shù)據(jù)變化的具體原因進行相應(yīng)的修正操作，在確保受控值不斷接近期望值的同時，也盡量做一些微觀上的處理和操作，從而將系統(tǒng)控制能力發(fā)揮到最高水平。

4 結(jié)束語

具體來說，機電控制系統(tǒng)主要包括開環(huán)式控制方式、反饋式控制方式、復(fù)合式控制方式等多種方式。而言實現(xiàn)機電控制系統(tǒng)控制，就要求相關(guān)部門和技術(shù)人員不斷推動機電控制系統(tǒng)自動化的進程，要求在系統(tǒng)組成過程中，受控值的變化控制操作要嚴(yán)格遵循穩(wěn)定性、快速性、精準(zhǔn)性等基本原則。只有針對具體的機電控制方式提出相應(yīng)的控制要求和設(shè)計規(guī)劃，才能真正實現(xiàn)機電控制系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展，才能為相關(guān)企業(yè)部門帶來巨大的經(jīng)濟效益。

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