序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇控制技術(shù)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1引言

信息時代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計算機技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機械裝置和動力設(shè)備相結(jié)合，促使機械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機電一體化技術(shù)革命。

隨著計算機技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進國家的機電一體化產(chǎn)品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業(yè)機器人、智能機器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進展。機電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時，運動控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個廠家相繼推出運動控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機驅(qū)動技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計算機控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運動控制卡（MotionControllingBoard）等幾項具有代表性的新技術(shù)。

2全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)

在一些定位精度或動態(tài)響應(yīng)要求比較高的機電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，而且調(diào)試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器采用了先進的數(shù)字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣，在驅(qū)動器和電機之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并充分發(fā)揮DSP的高速運算能力，自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負(fù)載變化，實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設(shè)備的機械共振點，并通過陷波濾波方式消除機械共振。

一般情況下，這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環(huán)，也作位置環(huán)。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度，應(yīng)在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來完成（大多數(shù)全閉環(huán)的機床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，使得高精度自動化設(shè)備的實現(xiàn)更為容易。其控制原理如圖1所示。

該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，伺服驅(qū)動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等)，作為位置環(huán)，而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機械傳動上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補償機械傳動件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動器來完成，無需增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，因而越來越多的行業(yè)在其自動化設(shè)備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

3直線電機驅(qū)動技術(shù)

直線電機在機床進給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，近幾年來已在世界機床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達地區(qū)掀起"直線電機熱"。

在機床進給系統(tǒng)中，采用直線電動機直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機傳動的最大區(qū)別是取消了從電機到工作臺（拖板）之間的機械傳動環(huán)節(jié)，把機床進給傳動鏈的長度縮短為零，因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式，帶來了原旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動方式無法達到的性能指標(biāo)和優(yōu)點。

1.高速響應(yīng)由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時間常數(shù)較大的機械傳動件（如絲杠等），使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。

2.精度直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機械機構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙和誤差，減少了插補運動時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機床的定位精度。

3.動剛度高由于"直接驅(qū)動"，避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現(xiàn)象，同時也提高了其傳動剛度。

4.速度快、加減速過程短由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車（時速可達500Km/h），所以用在機床進給驅(qū)動中，要滿足其超高速切削的最大進個速度（要求達60～100M/min或更高）當(dāng)然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短。以實現(xiàn)起動時瞬間達到高速，高速運行時又能瞬間準(zhǔn)停?？色@得較高的加速度，一般可達2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程長度不受限制在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機，就可以無限延長其行程長度。

6.運動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機械接觸），其運動時噪音將大大降低。

7.效率高由于無中間傳動環(huán)節(jié)，消除了機械摩擦?xí)r的能量損耗，傳動效率大大提高。

直線傳動電機的發(fā)展也越來越快，在運動控制行業(yè)中倍受重視。在國外工業(yè)運動控制相對發(fā)達的國家已開始推廣使用相應(yīng)的產(chǎn)品，其中美國科爾摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直線電機和SERVOSTARCD系列數(shù)字伺服放大器構(gòu)成一種典型的直線永磁伺服系統(tǒng)，它能提供很高的動態(tài)響應(yīng)速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運動；德國西門子公司、日本三井精機公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產(chǎn)品中應(yīng)用直線電機。

4可編程計算機控制器技術(shù)

自20世紀(jì)60年代末美國第一臺可編程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）問世以來，PLC控制技術(shù)已走過了30年的發(fā)展歷程，尤其是隨著近代計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，它已在軟硬件技術(shù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)走出了當(dāng)初的"順序控制"的雛形階段?？删幊逃嬎銠C控制器（PCC）就是代表這一發(fā)展趨勢的新一代可編程控制器。

與傳統(tǒng)的PLC相比較，PCC最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道的狀態(tài)采集與刷新。這樣處理方式直接導(dǎo)致了PLC的"控制速度"依賴于應(yīng)用程序的大小，這一結(jié)果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問題，它采用分時多任務(wù)機制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運行平臺，這樣應(yīng)用程序的運行周期則與程序長短無關(guān)，而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。由此，它將應(yīng)用程序的掃描周期同外部的控制周期區(qū)別開來，滿足了實時控制的要求。當(dāng)然，這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下，按照用戶的實際要求，任意修改。

基于這樣的操作系統(tǒng)，PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成，給工程項目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求，如運動控制、數(shù)據(jù)采集、報警、PID調(diào)節(jié)運算、通信控制等，分別編制出控制程序模塊（任務(wù)），這些模塊既獨立運行，數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián)，這些模塊經(jīng)過分步驟的獨立編制和調(diào)試之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運行，共同實現(xiàn)項目的控制要求。

PCC在工業(yè)控制中強大的功能優(yōu)勢，體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計算機及DCS（分布式工業(yè)控制系統(tǒng)）技術(shù)互相融合的發(fā)展潮流，雖然這還是一項較為年輕的技術(shù)，但在其越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域中，它正日益顯示出不可低估的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

5運動控制卡

運動控制卡是一種基于工業(yè)PC機、用于各種運動控制場合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因為：（1）為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開放性等要求；（2）在各種工業(yè)設(shè)備（如包裝機械、印刷機械等）、國防裝備（如跟蹤定位系統(tǒng)等）、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)研制和改造中，急需一個運動控制模塊的硬件平臺；（3）PC機在各種工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應(yīng)用，也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機的強大功能。

運動控制卡通常采用專業(yè)運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心，大多用于控制步進電機或伺服電機。一般地，運動控制卡與PC機構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機負(fù)責(zé)人機交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運動軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等）；控制卡完成運動控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等）。運動控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運動控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動化的各個領(lǐng)域。

篇（2）

2電廠集控運行控制模式應(yīng)用的核心技術(shù)

電廠集控運行控制模式依托集控運行技術(shù)來實現(xiàn)，即為DCS系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)作為一種綜合性控制系統(tǒng)，其在提高電廠設(shè)備自動化水平，實現(xiàn)能源節(jié)約保障系統(tǒng)運行安全等方面發(fā)揮著重要作用。電廠自身設(shè)備具備一定的自動化水平是應(yīng)用集控運行技術(shù)的重要基礎(chǔ)。當(dāng)前，在電廠工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，采取集控運行技術(shù)取代傳統(tǒng)的單獨控制技術(shù)，能夠更好發(fā)揮集控運行技術(shù)的自動化與集成化優(yōu)勢。電廠集控運行核心技術(shù)為生產(chǎn)線管控技術(shù)，生產(chǎn)線管控技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計算機技術(shù)，實現(xiàn)對電廠生產(chǎn)線中所進行的生產(chǎn)作業(yè)執(zhí)行管理與控制操作，從而大幅提高了電廠作業(yè)自動化水平。采取4C技術(shù)可以實現(xiàn)對大中型生產(chǎn)線進行實時監(jiān)督與管理控制，能夠有效預(yù)防電廠設(shè)備運行安全事故發(fā)生，對集控運行中獲取的信息及數(shù)據(jù)進行合理分析，加強集控運行優(yōu)化操作，從而在提高電廠生產(chǎn)作業(yè)效率的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電廠集控運行控制的經(jīng)濟性與有效性。

3提高電廠集控運行模式管理科學(xué)性以保障其運行效益

為切實保障電廠集控運行控制模式及應(yīng)用效益，要求不斷革新信息技術(shù)，通過深化信息技術(shù)提高集控系統(tǒng)運行可靠性，提高信號集中控制能力，降低工作人員負(fù)擔(dān)并提高工作效率；不斷加強工作人員專業(yè)素養(yǎng)，切實掌握集控運行控制模式操作技術(shù)，優(yōu)化資源及技術(shù)配置，提高工作專業(yè)水平；高度重視操作細(xì)節(jié)，加強電廠集控運行控制系統(tǒng)硬件與軟件維護，確保整個系統(tǒng)運行的安全性與可靠性。

篇（3）

在實際工作中，極其的作業(yè)形式和作業(yè)方法都存在著一定的差異，所以智能控制技術(shù)在控制目標(biāo)和控制策略的選擇上也存在著很大的不同。在智能控制技術(shù)應(yīng)用于挖掘機領(lǐng)域方面，其主要要實現(xiàn)的控制目標(biāo)就是要實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，同時也要提高機械生產(chǎn)的效率。智能控制技術(shù)使用在壓路機領(lǐng)域方面主要就是要實現(xiàn)碾壓的質(zhì)量和壓實的速度。當(dāng)前挖掘機主要有兩種控制策略,一是“負(fù)載適應(yīng)控制”另一種是“動力適應(yīng)控制”。負(fù)載適應(yīng)控制主要就是指在發(fā)動機發(fā)出功率已經(jīng)穩(wěn)定的情況下，液壓系統(tǒng)能夠根據(jù)實際的需要對自身的運行狀態(tài)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而使其能夠以最佳的狀態(tài)來完成工作。動力適應(yīng)控制就是在實際的工作中發(fā)動機要根據(jù)運行的具體情況支持發(fā)動機的動力輸出，這也極大的節(jié)約了能源。采用“負(fù)載適應(yīng)控制”技術(shù)的挖掘機,一般設(shè)有幾種動力選擇模式,如最大功率模式,標(biāo)準(zhǔn)功率模式和經(jīng)濟功率模式,每種模式下的發(fā)動機輸出功率基本恒定,同時液壓泵業(yè)設(shè)有幾條恒功率曲線與之匹配。由于系統(tǒng)中采用了發(fā)動機速度傳感控制技術(shù)（ESS控制技術(shù)）,在匹配時將每種功率模式下的泵的吸收功率設(shè)定為大于或等于該模式下的發(fā)動機輸出功率,這樣可以使液壓系統(tǒng)充分吸收利用發(fā)動機的功率,減少能量損失。還可以通過對泵的吸收功率的調(diào)節(jié),協(xié)調(diào)負(fù)載與發(fā)動機的動力輸出,避免發(fā)動機熄火。在實際的工作中，操作人員需要根據(jù)作業(yè)面的具體情況選擇發(fā)動機電費模式，所以這種方式在實行的過程中還需要一定的人工參與，如果操作不當(dāng)，非常容易造成浪費的現(xiàn)象。采用動力適應(yīng)控制以后挖掘機就能夠開啟自動控制的模式，在作業(yè)的過程中，該技術(shù)可以根據(jù)實際的需要為發(fā)動機的運行提供一定的動力，這樣也有效的避免了資源和能源的浪費現(xiàn)象，該系統(tǒng)可以根據(jù)機械運行的實際需要來供給動力，在運行的過程中不需要過多人工的操作和參與，在經(jīng)濟性和高效性上都有著很好的表現(xiàn)。這一系統(tǒng)的運行思路是讓機器對施工的具體情況進行有效的識別，同時根據(jù)其分析的具體狀況制定適當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法，發(fā)動機和該系統(tǒng)在運行的過程中會對運行的狀態(tài)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這樣就能夠保證其在運行的過程中處于良好的狀態(tài)。在挖掘機智能控制技術(shù)中還需要一些節(jié)能和為操作提供方便的方法，采用這些方法能夠更好的對系統(tǒng)進行維護和保養(yǎng)，能夠更加有效的提升整個系統(tǒng)的性能和運行質(zhì)量。智能壓路機在使用智能控制技術(shù)的過程中需要根據(jù)設(shè)定的質(zhì)量和目標(biāo)對壓實的效果進行有效的檢測和控制，同時還要通過系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)來尋找最佳的解決方案。

2.控制方法

任何智能控制系統(tǒng)包含三個過程：

（1）采集信息；

（2）處理信息并做出決策和思考；

（3）決定執(zhí)行。挖掘機是通過檢測液壓系統(tǒng)得運行參數(shù)來識別載荷大小的,如檢測液壓系統(tǒng)中泵的控制壓力,泵的輸油壓力和各機構(gòu)（行走,回轉(zhuǎn),動臂提升和斗桿收回）的工作壓力等。有的還檢測先導(dǎo)手柄的位移量和系統(tǒng)流量等。挖掘機控制器根據(jù)采集的信息,通過模糊控制理論推理出所需功率的大小和發(fā)動機的最佳轉(zhuǎn)速。執(zhí)行決定的過程是由控制器驅(qū)動發(fā)動機油門執(zhí)行器,使發(fā)動機設(shè)定到理想的轉(zhuǎn)速和輸出功率。而壓路機是通過連續(xù)檢測振動輪的振動加速來識別地面壓實質(zhì)量的。振動輪內(nèi)的旋轉(zhuǎn)偏心快產(chǎn)生的振動,理論上是一條正弦曲線。當(dāng)振動輪在地面上振動時,曲線總是被擾動的,在軟地面上額度擾動小,在硬地面上的擾動大。通過對壓路機振動輪的加速度進行快速傅立葉變換處理,能夠計算出地面壓實的數(shù)據(jù)。

篇（4）

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，許多新方法和技術(shù)進入工程化、產(chǎn)品化階段，這對自動控制技術(shù)提出獷新的挑戰(zhàn)，促進了智能理論在控制技術(shù)中的應(yīng)用，以解決用傳統(tǒng)的方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。

一、智能控制的主要方法

智能控制技術(shù)的主要方法有模糊控制、基于知識的專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和集成智能控制等，以及常用優(yōu)化算法有:遺傳算法、蟻群算法、免疫算法等。

2.1模糊控制

模糊控制以模糊集合、模糊語言變量、模糊推理為其理論基礎(chǔ)，以先驗知識和專家經(jīng)驗作為控制規(guī)則。其基本思想是用機器模擬人對系統(tǒng)的控制，就是在被控對象的模糊模型的基礎(chǔ)上運用模糊控制器近似推理等手段，實現(xiàn)系統(tǒng)控制。在實現(xiàn)模糊控制時主要考慮模糊變量的隸屬度函數(shù)的確定，以及控制規(guī)則的制定二者缺一不可。

2.2專家控制

專家控制是將專家系統(tǒng)的理論技術(shù)與控制理論技術(shù)相結(jié)合，仿效專家的經(jīng)驗，實現(xiàn)對系統(tǒng)控制的一種智能控制。主體由知識庫和推理機構(gòu)組成，通過對知識的獲取與組織，按某種策略適時選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)則進行推理，以實現(xiàn)對控制對象的控制。專家控制可以靈活地選取控制率，靈活性高；可通過調(diào)整控制器的參數(shù)，適應(yīng)對象特性及環(huán)境的變化，適應(yīng)性好；通過專家規(guī)則，系統(tǒng)可以在非線性、大偏差的情況下可靠地工作，魯棒性強。

2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬人腦神經(jīng)元的活動，利用神經(jīng)元之間的聯(lián)結(jié)與權(quán)值的分布來表示特定的信息，通過不斷修正連接的權(quán)值進行自我學(xué)習(xí)，以逼近理論為依據(jù)進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模，并以直接自校正控制、間接自校正控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制等方式實現(xiàn)智能控制。

1.4學(xué)習(xí)控制

(1)遺傳算法學(xué)習(xí)控制

智能控制是通過計算機實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制，因此控制技術(shù)離不開優(yōu)化技術(shù)。快速、高效、全局化的優(yōu)化算法是實現(xiàn)智能控制的重要手段。遺傳算法是模擬自然選擇和遺傳機制的一種搜索和優(yōu)化算法，它模擬生物界/生存競爭，優(yōu)勝劣汰，適者生存的機制，利用復(fù)制、交叉、變異等遺傳操作來完成尋優(yōu)。遺傳算法作為優(yōu)化搜索算法，一方面希望在寬廣的空間內(nèi)進行搜索，從而提高求得最優(yōu)解的概率；另一方面又希望向著解的方向盡快縮小搜索范圍，從而提高搜索效率。如何同時提高搜索最優(yōu)解的概率和效率，是遺傳算法的一個主要研究方向。

(2)迭代學(xué)習(xí)控制

迭代學(xué)習(xí)控制模仿人類學(xué)習(xí)的方法、即通過多次的訓(xùn)練，從經(jīng)驗中學(xué)會某種技能，來達到有效控制的目的。迭代學(xué)習(xí)控制能夠通過一系列迭代過程實現(xiàn)對二階非線性動力學(xué)系統(tǒng)的跟蹤控制。整個控制結(jié)構(gòu)由線性反饋控制器和前饋學(xué)習(xí)補償控制器組成，其中線性反饋控制器保證了非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定運行、前饋補償控制器保證了系統(tǒng)的跟蹤控制精度。它在執(zhí)行重復(fù)運動的非線性機器人系統(tǒng)的控制中是相當(dāng)成功的。

二、智能控制的應(yīng)用

1.工業(yè)過程中的智能控制

生產(chǎn)過程的智能控制主要包括兩個方面:局部級和全局級。局部級的智能控制是指將智能引入工藝過程中的某一單元進行控制器設(shè)計，例如智能PID控制器、專家控制器、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器等。研究熱點是智能PID控制器，因為其在參數(shù)的整定和在線自適應(yīng)調(diào)整方面具有明顯的優(yōu)勢，且可用于控制一些非線性的復(fù)雜對象。全局級的智能控制主要針對整個生產(chǎn)過程的自動化，包括整個操作工藝的控制、過程的故障診斷、規(guī)劃過程操作處理異常等。

2.機械制造中的智能控制

在現(xiàn)代先進制造系統(tǒng)中，需要依賴那些不夠完備和不夠精確的數(shù)據(jù)來解決難以或無法預(yù)測的情況，人工智能技術(shù)為解決這一難題提供了有效的解決方案。智能控制隨之也被廣泛地應(yīng)用于機械制造行業(yè)，它利用模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對制造過程進行動態(tài)環(huán)境建模，利用傳感器融合技術(shù)來進行信息的預(yù)處理和綜合?？刹捎脤＜蚁到y(tǒng)的“Then-If”逆向推理作為反饋機構(gòu)，修改控制機構(gòu)或者選擇較好的控制模式和參數(shù)。利用模糊集合和模糊關(guān)系的魯棒性，將模糊信息集成到閉環(huán)控制的外環(huán)決策選取機構(gòu)來選擇控制動作。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能和并行處理信息的能力，進行在線的模式識別，處理那些可能是殘缺不全的信息。

3.電力電子學(xué)研究領(lǐng)域中的智能控制

電力系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓器、電動機等電機電器設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)、運行、控制是一個復(fù)雜的過程，國內(nèi)外的電氣工作者將人工智能技術(shù)引入到電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計、故障診斷及控制中，取得了良好的控制效果。遺傳算法是一種先進的優(yōu)化算法，采用此方法來對電器設(shè)備的設(shè)計進行優(yōu)化，可以降低成本，縮短計算時間，提高產(chǎn)品設(shè)計的效率和質(zhì)量。應(yīng)用于電氣設(shè)備故障診斷的智能控制技術(shù)有:模糊邏輯、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在電力電子學(xué)的眾多應(yīng)用領(lǐng)域中，智能控制在電流控制PWM技術(shù)中的應(yīng)用是具有代表性的技術(shù)應(yīng)用方向之一，也是研究的新熱點之一。

以上的三個例子只是智能控制在各行各業(yè)應(yīng)用中的一個縮影，它的作用以及影響力將會關(guān)系國民生計。并且智能控制技術(shù)的發(fā)展也是日新月異，我們只有時課關(guān)注智能控制技術(shù)才能跟上其日益加快的技術(shù)更新步伐。

參考文獻：

[1]嚴(yán)宇，劉天琪.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊理論的電力系統(tǒng)動態(tài)安全評估[J].四川大學(xué)學(xué)報，2004，36(1):106-110.

篇（5）

（1）能夠快捷高效的對電氣系統(tǒng)設(shè)備完成控制?，F(xiàn)代化的控制技術(shù)以數(shù)字信息作為載體對電氣工程系統(tǒng)設(shè)備操作指令，必須確保對于不同設(shè)備不同指令的精準(zhǔn)，各種失誤操作指令的概率必須極低。此外，現(xiàn)代化的控制技術(shù)還應(yīng)當(dāng)具有較好的信息數(shù)據(jù)交互功能，能夠及時的向控制中心進行數(shù)據(jù)信息的反饋，進而確?？刂频臏?zhǔn)確性。

（2）可以實現(xiàn)對電氣工程系統(tǒng)設(shè)備的全面監(jiān)控。由于很多電氣工程系統(tǒng)設(shè)備都是全天候運行，因此電氣控制系統(tǒng)同樣必須能夠?qū)崿F(xiàn)24h的全面監(jiān)控，并可以準(zhǔn)確的完成電氣工程系統(tǒng)設(shè)備故障地點的診斷。此外，現(xiàn)代化的控制技術(shù)還應(yīng)該依靠信息采集、信息處理以及指令反饋流程，形成全面的監(jiān)控管理，確保電氣工程系統(tǒng)能實時處于控制之下。

（3）具有較高的安全性。電氣工程系統(tǒng)由于容易受到外部環(huán)境、系統(tǒng)設(shè)備故障以及管理人員操作失誤的影響，很有可能造成電氣工程系統(tǒng)故障，甚至出現(xiàn)系統(tǒng)運行安全事故。因此控制系統(tǒng)應(yīng)該具有較好的安全性，重點可以對電氣工程系統(tǒng)的運行異常情況進行及時準(zhǔn)確的動作處理，避免由于控制操作造成安全事故問題的發(fā)生。

2、電氣工程中現(xiàn)代化的控制技術(shù)應(yīng)用措施分析

（1）建立完善的電氣工程系統(tǒng)控制構(gòu)架。在電氣工程控制系統(tǒng)構(gòu)建之前，首先必須明確需要控制系統(tǒng)處理電氣工程的哪些問題，要求控制系統(tǒng)需要具備何種功能，同時控制系統(tǒng)需要具備哪些管理層次。一般在電氣工程控制系統(tǒng)中，需要設(shè)置數(shù)據(jù)管理模塊、運行監(jiān)控模塊、電氣工程管理模塊、電氣工程設(shè)施養(yǎng)護模塊、工作人員維護操作模塊等幾項子系統(tǒng)組成。

（2）合理的選用電氣工程控制系統(tǒng)設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)設(shè)備是整個現(xiàn)代控制技術(shù)實現(xiàn)的重要基礎(chǔ)保障，這也是控制系統(tǒng)效率與安全性的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段在電氣工程控制系統(tǒng)中主要分為作業(yè)類、信息收集傳遞類以及控制處理類等三類設(shè)備。其中作業(yè)設(shè)備主要是進行各種電氣工程操作的動作，主要是控制電氣開關(guān)、換閘以及變壓穩(wěn)壓等電氣工程設(shè)備。信息收集類設(shè)備主要是只對電氣工程系統(tǒng)運行過程進行監(jiān)控的設(shè)備，主要包括電子信號轉(zhuǎn)換器、系統(tǒng)運行監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)施等一系列的設(shè)備，控制類的設(shè)備則主要包括處理器與控制終端等，在設(shè)備的選擇上應(yīng)該盡可能的選擇各種智能化與高效化的控制設(shè)備。

（3）電氣工程控制系統(tǒng)的環(huán)境管理。對電氣工程系統(tǒng)設(shè)備的運行環(huán)境進行監(jiān)控，也是現(xiàn)代控制技術(shù)管理的重要內(nèi)容。對電氣工程系統(tǒng)設(shè)施進行監(jiān)控的主要目的是為了準(zhǔn)確的掌握電氣工程系統(tǒng)設(shè)備運行的電壓穩(wěn)定性、電流、溫度以及濕度等外部環(huán)境狀況，同時如果電氣工程系統(tǒng)運行環(huán)境不適宜時，啟動空調(diào)、除濕、穩(wěn)壓等設(shè)備，確保電氣工程系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定。

3、現(xiàn)代控制技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢

（1）智能化控制技術(shù)。電氣系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)步入到了電氣工程自動化的階段，實現(xiàn)電氣工程自動化的關(guān)鍵要素就是要實現(xiàn)對電氣工程系統(tǒng)的智能化控制，因此在目前現(xiàn)代控制技術(shù)中最主要的內(nèi)容就是對電氣工程系統(tǒng)的智能化控制。智能化的控制系統(tǒng)主要是通過采用智能化控制技術(shù)來實現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)控制的高效、自主、遠(yuǎn)程操作。電氣工程系統(tǒng)智能化在電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)十分的廣泛，例如當(dāng)前電氣系統(tǒng)中有關(guān)于系統(tǒng)開關(guān)量以及模擬量等各項數(shù)據(jù)的動態(tài)實時采集以及反饋處理，都是通過智能化進行控制。此外，在電氣系統(tǒng)工程中對于電氣工程系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測、對于故障的分析診斷以及緊急處理方面，都已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了智能化的控制技術(shù)。

（2）電氣系統(tǒng)模糊控制技術(shù)。電氣系統(tǒng)模糊控制技術(shù)主要是采用現(xiàn)代控制理論作為基礎(chǔ)，通過結(jié)合自適應(yīng)控制技術(shù)、人工智能技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)控制。在電氣工程系統(tǒng)控制中采用模糊控制技術(shù)，主要是針對無法準(zhǔn)確的確定數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜控制系統(tǒng)，通過在控制規(guī)則上設(shè)置具有一定模糊條件，來彌補電氣工程控制系統(tǒng)中的一些非線性以及不確定因素的運行控制手段。模糊控制技術(shù)是一種以模糊數(shù)學(xué)、模糊語言以及模糊規(guī)則形成理論基礎(chǔ)的自動控制系統(tǒng)，通過采用計算機控制技術(shù)形成控制與反饋的具有閉環(huán)結(jié)構(gòu)特點的現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng)，對于不確定系統(tǒng)的控制非常實用。

（3）非線性控制技術(shù)。當(dāng)前在電氣工程系統(tǒng)控制中，線性控制理論技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是由于線形控制技術(shù)主要是基于電氣工程設(shè)備運行中局部的穩(wěn)定性來進行數(shù)學(xué)模型的簡化設(shè)計，在線性控制理論中并未充分的考慮到電氣工程設(shè)備的非線性因素，因此在電氣工程系統(tǒng)中引入非線性分析與控制方法則可以有效的解決這些問題。非線性控制系統(tǒng)的控制方式主要有兩種，一種是將非線性系統(tǒng)的某一鄰域做反饋線性化的處理，同時利用微分幾何理論等現(xiàn)代控制理論進行反饋顯性化。另一種則是直接的將變結(jié)構(gòu)方法、魯棒控制或者是智能控制等非線性控制理論進行實際的工程應(yīng)用。

篇（6）

2采用高性能混凝土施工技術(shù)

本工程混凝土最大輸送距離達300m，最大輸送高度為60m，為滿足泵送混凝土和體育場復(fù)雜特殊造型的施工要求，我們大量采用了高性能混凝土施工技術(shù)。在體育場北區(qū)配置了l臺意大利進口的大型現(xiàn)代化攪拌站，產(chǎn)量為90m’／h；南區(qū)配置了自動上料和自動稱量系統(tǒng)的混凝土攪拌站2座，產(chǎn)量為30~50m3／h。針對本工程的需要，配制高性能混凝土?xí)r為了優(yōu)選原材料和配合比，我們應(yīng)用“雙摻”技術(shù)，除提高混凝土的可泵性外，還有意識地預(yù)先通過試驗確定低收縮率的混凝土配合比，同時減少水泥用量，降低混凝土的水化熱和改善其收縮性能。

2．1優(yōu)選原材料

選用優(yōu)質(zhì)的原材料，如底板施工中采用連續(xù)級配骨料，增大混凝土的密實度。嚴(yán)格控制混凝土出機和人泵坍落度，隨不同施工階段的設(shè)計要求與天氣變化情況跟蹤調(diào)整配合比，詳見表1。

2．2采用“雙摻技術(shù)

在本工程施工中，地下室底板使用KFDN-SP8外加劑，看臺樓層等混凝土結(jié)構(gòu)根據(jù)具體情況，選用HPM一2高效緩凝減水劑、FE—C2外加劑等，這些高效外加劑具有高減水率和良好的保塑性能。摻外加劑混凝土與基準(zhǔn)混凝土的減水效應(yīng)比較如圖1所示。

根據(jù)本工程的具體情況，我們分別選用黃埔電廠、廣州發(fā)電廠等的I級或Ⅱ級粉煤灰，采用粉煤灰這種活性的水硬性材料代替部分水泥，補充泵送混凝土中的細(xì)骨料，提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性和流動性，并改善其可泵性和降低水化熱，從而提高混凝土的后期強度。

2．3配合比選擇

混凝土的配合比決定了混凝土的強度、抗?jié)B性、和易性、坍落度、水泥用量、水化熱大小、初凝和終凝時間以及混凝土收縮率等性能指標(biāo)。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同特點和設(shè)計要求、氣候條件，摻人粉煤灰的影響以及施工現(xiàn)場的生產(chǎn)管理狀況，采用不同技術(shù)指標(biāo)，由實驗室試配確定。

(1)地下室底板施工階段根據(jù)現(xiàn)場條件，對底板混凝土提出以下指標(biāo)：①坍落度12—14cm；②初凝時間6—8h；③摻加高效減水劑，超量摻加I級粉煤灰，減少水泥用量，降低水化熱；④通過試驗選定收縮率較小的配合比。為了確保混凝土具有高性能，我們提前對混凝土配合比進行了大量反復(fù)多次的試驗，取得十幾組試配數(shù)據(jù)，測試了不同配合比混凝土的收縮率及收縮與齡期的關(guān)系，并采用鋼環(huán)試驗方法測試混凝土的長期收縮情況。測定混凝土收縮率后，有意識地模擬澆筑一塊混凝土試件進行試驗，測試其溫度變化和收縮率，確定了表2的配合比，其收縮率為0．12％0，且在14d后基本上不再收縮。實踐證明，本配合比是成功的，用I級粉煤灰代替部分水泥，大大減少了水泥用量和降低了水化熱，在確定了收縮率較小的配比后，據(jù)此收縮率確定底板分塊的最大長度為45m，相鄰塊之間混凝土澆筑的時間間隔為14d。

(2)看臺樓層選擇不同的水泥和多種外加劑進行配合比試驗研究，對外加劑的適應(yīng)性進行對比試驗，得出針對不同階段和不同施工部位的優(yōu)化配合比。北區(qū)采用深圳產(chǎn)FE—C2外加劑摻量為1．6％，黃埔電廠的Ⅱ級粉煤灰摻量為22％，既滿足了混凝土的強度要求，又具有良好的可泵性和經(jīng)濟性。南區(qū)采用HPM一2高效緩凝減水劑和黃埔電廠的Ⅱ級粉煤灰得出的配合比，即：水泥：混合材：砂：石：水：外加劑=l：0．23：2．17：3．20：0．53：0．016，水泥、砂、石、水、粉煤灰、外加劑用量分別為332，722，1063，176，77，5．28~m3，水膠比0．44％，含砂率40．4％，坍落度145mm，質(zhì)量密度2370kg／／m3，初凝n,-Jl''''~q5—8h，終凝時間8—10h。

篇（7）

粵中(珠江三角洲地區(qū))地網(wǎng)是廣東電網(wǎng)的核心，也是全省最大的負(fù)荷中心，該電網(wǎng)與廣西、香港等電網(wǎng)互聯(lián)，除了向珠江三角洲地區(qū)提供電力外，還擔(dān)負(fù)著電力交換任務(wù)。在粵中地區(qū)建設(shè)一個強大的500kV電網(wǎng)，對保證廣東電網(wǎng)乃至香港電網(wǎng)以及澳門電網(wǎng)的安全運行有著重大意義。目前廣東500kV電網(wǎng)東已延伸至汕頭西翼，江門——茂名500kV輸變電工程正加緊建設(shè)，2000年前可望投入使用。

廣東省的電力工業(yè)已經(jīng)步入了大電網(wǎng)、高電壓和大機組時代。隨著整個電網(wǎng)變得越來越復(fù)雜，電網(wǎng)規(guī)劃中以往那種人為臆斷和局部最優(yōu)的規(guī)劃方式會給電網(wǎng)運行、發(fā)展帶來隱患，資金盲目使用的可能性加大。結(jié)合目前理論的發(fā)展，我們認(rèn)為電網(wǎng)規(guī)劃是一個受到多種條件約束的、以電網(wǎng)總效益為最終目標(biāo)的多目標(biāo)的系統(tǒng)工程。對于這樣一個系統(tǒng)，我們認(rèn)為適宜以控制論為基礎(chǔ)，結(jié)合信息論、運籌學(xué)和系統(tǒng)工程等理論來研究。

從控制論角度來看，電網(wǎng)是一個巨維數(shù)的典型動態(tài)大系統(tǒng)，它具有強非線性、時變且參數(shù)不確切可知、含大量未建模動態(tài)部分的特征。另外，電力網(wǎng)絡(luò)地域分布廣闊，大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等復(fù)雜的物理特性，對這樣的系統(tǒng)實現(xiàn)有效決策控制是極為困難的。另一方面，由于公眾對新建高壓線路的不滿日益增強，線路造價，特別是走廊使用權(quán)的費用日益昂貴，以及電力網(wǎng)的不斷增大，使得人們對電力網(wǎng)絡(luò)的決策控制提出了越來越高的要求。正是由于電網(wǎng)具有這樣的特征，一些先進的控制論思想和技術(shù)被不斷地引入到電網(wǎng)中來。下面將闡明綜合智能控制技術(shù)引入電網(wǎng)規(guī)劃中的必要性和可行性。

1綜合智能控制技術(shù)

1.1智能控制的概念

迄今為止，智能控制尚無統(tǒng)一的概念，文獻［1］有如下歸納：

a)最早提出智能控制概念當(dāng)推傅京孫教授，他通過對人-機控制器和機器人方面的研究，將智能控制概括為自動控制和人工智能的結(jié)合。他認(rèn)為在低層次控制中用常規(guī)的基本控制器，而在高層次的智能決策，應(yīng)具有擬人化功能。

b)Saridis在傅京孫工作的基礎(chǔ)上，提出了三元結(jié)構(gòu)的智能控制理論體系，他認(rèn)為僅有二元結(jié)合無助于智能控制的有效和成功應(yīng)用，必須引入運籌學(xué)，使其成為三元結(jié)合，并提出了其遞階智能控制的理論框架。

c)國內(nèi)蔡自興教授在研究了上述理論結(jié)構(gòu)以后，從系統(tǒng)的整體性和目的性出發(fā)，于1986年提出了四元結(jié)構(gòu)價格體系，將智能控制概括為控制理論、人工智能、運籌學(xué)和系統(tǒng)理論4學(xué)科交叉。

總之，智能控制是多學(xué)科知識的結(jié)合，除了從控制論出發(fā)來研究它，還可以從信息論、生物學(xué)以及社會科學(xué)角度來討論和研究。

1.2綜合智能控制技術(shù)

綜合智能控制一方面包含了智能控制與傳統(tǒng)方法的結(jié)合，如模糊變結(jié)構(gòu)控制，自適應(yīng)模糊控制，自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制等；另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉綜合，如專家模糊控制，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，專家神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。

篇（8）

（一）能高效、準(zhǔn)確控制電氣工程現(xiàn)代控制技術(shù)以數(shù)字信息為載體，所以通常利用發(fā)送數(shù)字、代碼、信息的方式指令，來完成控制操作。為確保多個指令能夠第一時間發(fā)送出去、準(zhǔn)確傳送到指定功能模塊、正確指導(dǎo)系統(tǒng)工作，系統(tǒng)必須設(shè)置獨立、且具備抗干擾能力的信息交流中心，依靠其交互功能，實現(xiàn)信息的生成、傳播、控制與管理。

（二）能全面監(jiān)控電氣工程運行狀態(tài)大多數(shù)電氣工程的裝置和設(shè)備都是全天候運行的，長時間工作，勢必會導(dǎo)致運行故障的發(fā)生，為此，現(xiàn)代控制技術(shù)還要擔(dān)負(fù)起監(jiān)控電氣工程運行狀態(tài)的責(zé)任，24小時監(jiān)督工程內(nèi)各系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)立即報警信息，同時，指明故障位置、故障源、故障影響，以及相關(guān)故障資料。工作人員接收到信息后，可第一時間做出反映，修復(fù)系統(tǒng)、設(shè)備，使電氣工程盡快恢復(fù)運行。

（三）具有較高的安全性對于電氣工程而言，“安全”是生產(chǎn)不可忽視的重要原則之一，因此，為避免內(nèi)、外部環(huán)境因素給電氣工程造成運行障礙和影響，現(xiàn)代控制技術(shù)不但要具備監(jiān)控能力，還要擁有較強的自清自查能力，可獨立清除、控制安全隱患。同時，現(xiàn)代控制技術(shù)還應(yīng)針對電氣工程眾多管理項目，設(shè)置單元模塊（如：運行監(jiān)控模塊、電氣工程設(shè)施養(yǎng)護模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、工作人員維護操作模塊、電子工程管理模塊等），通過層層過濾的方式，提高技術(shù)應(yīng)用的安全性。只有這樣，現(xiàn)代控制技術(shù)才能為電氣工程提供安全、可靠的運行環(huán)境。

二、現(xiàn)代控制技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

（一）幫助電氣工程創(chuàng)建完整的控制系統(tǒng)眾所周知，電氣工程由多個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，要想讓這些單元結(jié)構(gòu)能夠獨立、連續(xù)的完成工作，現(xiàn)代控制技術(shù)應(yīng)承擔(dān)選擇功能、設(shè)置功能、計劃功能、解釋功能等多種責(zé)任。首先，在各功能模塊上設(shè)置監(jiān)控器，監(jiān)測它們的操作行為、運行狀態(tài)，并以數(shù)據(jù)的形式記錄，轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫中，如此，控制技術(shù)既可以依靠“復(fù)制數(shù)據(jù)”找出控制方式，又能隨時檢索系統(tǒng)運行信息，查找故障問題；其次，創(chuàng)建中樞系統(tǒng)、裝置、設(shè)備的聯(lián)動控制機制，以“作業(yè)任務(wù)”的形式分配任務(wù)，以便于系統(tǒng)可以同步、集中處理重要“運行信息”，不耽誤電氣工程正常工作；最后，因為電氣工程系統(tǒng)、裝置、設(shè)備的運行功能復(fù)雜、多樣，所以要想正確下達指令，明確指令內(nèi)容要求相對困難，利用現(xiàn)代控制技術(shù)，可將許多復(fù)雜的指令編撰成“編碼”，由翻譯器統(tǒng)一處理，如此一來，不僅方便了操作，電氣工程控制管理效率、水平也會大大提升。

（二）科學(xué)選擇控制系統(tǒng)設(shè)備計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，給電氣工程控制管理提供了多個便利條件、多種選擇可能，所以，作為控制管理的中樞，現(xiàn)代控制技術(shù)必須慎重選擇控制系統(tǒng)設(shè)備，使其與電氣工程形成配合，達到最佳管理效果。一方面，控制系統(tǒng)設(shè)備要具備信息分類、收集、檢索、處理功能，將復(fù)雜、且數(shù)目龐大的電氣工程數(shù)據(jù)集中整合到數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)管理、控制需要，高效檢索、準(zhǔn)確處理、順利傳遞出去；另一方面，控制系統(tǒng)設(shè)備還應(yīng)具備信息翻譯、解釋、轉(zhuǎn)換能力，因為電氣工程中的裝置、設(shè)備不可能使用統(tǒng)一的編碼、指令形式，所以如果兩個運行系統(tǒng)、裝置的指令信息代碼不同，控制設(shè)備應(yīng)能夠兼容分辨，做出正確的處理和判斷，完成智能化、自動化控制。

（三）加強電氣工程內(nèi)、外部環(huán)境管理電氣工程內(nèi)、外部工作環(huán)境的監(jiān)測工作是其安全生產(chǎn)工作的重中之重，所以，現(xiàn)代控制技術(shù)管理工作的重要內(nèi)容便是環(huán)境監(jiān)測、管理，主要內(nèi)容包括：監(jiān)控電氣工程電流、溫度、濕度、電壓、電功率等基礎(chǔ)運行指標(biāo)數(shù)據(jù)，如發(fā)現(xiàn)階段時間內(nèi)這些指標(biāo)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大波動變化，會立即發(fā)出報警信號；管理、控制電氣工程內(nèi)其他非主要工作設(shè)備的運行狀態(tài)，比如啟動空調(diào)、除濕設(shè)備、穩(wěn)壓設(shè)備、變壓設(shè)備、變頻設(shè)備等。

三、現(xiàn)代控制技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢

篇（9）

數(shù)控機床是機電一體化的典型產(chǎn)品，數(shù)控機床控制技術(shù)是集計算機及軟件技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)、液壓與氣動技術(shù)和精密機械等技術(shù)為一體的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，機電一體化技術(shù)迅猛發(fā)展，數(shù)控機床在企業(yè)普遍應(yīng)用，對生產(chǎn)線操作人員的知識和能力要求越來越高。

一、數(shù)控機床的優(yōu)點與缺點

(一)數(shù)控機床的優(yōu)點

對零件的適應(yīng)性強，可加工復(fù)雜形狀的零件表面。在同一臺數(shù)控機床上，只需更換加工程序，就可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利，特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復(fù)雜表面(如螺旋表面)，數(shù)控機床也能實現(xiàn)自動加工。

加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。目前，數(shù)控機床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當(dāng)量)普遍達到0.0001mm，而且數(shù)控系統(tǒng)可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數(shù)控機床達到很高的加工精度。此外，數(shù)控機床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產(chǎn)者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。

生產(chǎn)效率高。由于數(shù)控機床結(jié)構(gòu)剛性好，允許進行大切削用量的強力切削，從主軸轉(zhuǎn)速和進給量的變化范圍比普通機床大，因此在加工時可選用最佳切削用量，提高了數(shù)控機床的切削效率，節(jié)省了機動時間。與普通機床相比，數(shù)控機床的生產(chǎn)效率可提高2—3倍。

良好的經(jīng)濟效益。使用數(shù)控機床進行單件、小批量生產(chǎn)時，可節(jié)省劃線工時，減少調(diào)整、加工和檢驗時間，節(jié)省直接生產(chǎn)費用；同時還能節(jié)省工裝設(shè)計、制造費用；數(shù)控機床加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進一步下降。此外，數(shù)控機床還可實現(xiàn)一機多用，所以數(shù)控機床雖然價格較高，仍可獲得良好的經(jīng)濟效益。

自動化程度高。數(shù)控機床自動化程度高，可大大減輕工人的勞動強度，減少操作人員的人數(shù)，同時有利于現(xiàn)代化管理，可向更高級的制造系統(tǒng)發(fā)展。

(二)數(shù)控機床的缺點

數(shù)控機床的主要缺點如下：價格較高，設(shè)備首次投資大；對操作、維修人員的技術(shù)要求較高；加工復(fù)雜形狀的零件時。手工編程的工作量大。

二、數(shù)控機床的種類

數(shù)控機床的種類很多，主要分類如下：

按工藝用途分類。按工藝用途，數(shù)控機床可分類如下。普通數(shù)控機床：這種分類方式與普通機床分類方法一樣，銑床、數(shù)控錨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等。加工中心機床：數(shù)控加工中心是在普通數(shù)控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構(gòu)成的數(shù)控機床，它可在一次裝夾后進行多種工序加工。

按運動方式分類。按運動方式，數(shù)控機床可分類如下：點位控制數(shù)控機床。數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具從要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)錘床、數(shù)控沖剪床等。直線控制數(shù)控機床：數(shù)控系統(tǒng)除了控制點與點之間的準(zhǔn)確位置以外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數(shù)控車床、數(shù)控銷、銑床等。輪廓控制數(shù)控機床：數(shù)控系統(tǒng)能對兩個或兩個以上運動坐標(biāo)的位移及速度進行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床等。

按伺服系統(tǒng)的控制方式分類。按伺服系統(tǒng)的控制方式，數(shù)控機床可分類如下。開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床。閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床。

按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類。技功能水平分類，數(shù)控系統(tǒng)可分類如下。經(jīng)濟性數(shù)控機床。經(jīng)濟性數(shù)控機床大多指采用開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床價格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數(shù)控機床。這類數(shù)控機床功能較全，價格適中，應(yīng)用較廣。高檔數(shù)控機床。這類數(shù)控機床功能齊全，價格較貴。

三、數(shù)控機床控制技術(shù)的發(fā)展

機械設(shè)備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀(jì)奶年代至50年代，出現(xiàn)了交磁放大機—電動機控制，這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制精度和快速性都有了提高。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)運性能大為改善，而且減少了機械設(shè)備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機—電動機控制系統(tǒng)。

在20世紀(jì)的60年代出現(xiàn)丁一種能夠根據(jù)需要方便地改變控制程序，結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點，故目前已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普通應(yīng)用于工業(yè)控制。

隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機床的應(yīng)用日益廣泛，井進一步推動了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了自動編程系統(tǒng)、計算機數(shù)控系統(tǒng)、計算機群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計算機集成制造系統(tǒng)及計算機輔助設(shè)計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計到制造的全部自動化。

篇（10）

2數(shù)控技術(shù)的特點

數(shù)控技術(shù)（NumericalControl），即采用電腦程序控制機器的方法，按工作人員事先編好的程式對機械零件進行加工的過程，簡單地說就是用數(shù)字化信號對設(shè)備運行過程等進行控制的一種先進的自動化技術(shù)，是典型的機械與電子計算機相結(jié)合的機電一體化科技。從誕生之初到現(xiàn)在，經(jīng)歷了電子數(shù)控技術(shù)、晶體管數(shù)控技術(shù)、中小規(guī)模IC數(shù)控技術(shù)、小型計算機數(shù)控技術(shù)以及微處理器數(shù)控技術(shù)五個階段。數(shù)控技術(shù)在我國開發(fā)應(yīng)用是從1958年開始，改革開放之后，數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)的應(yīng)用才逐漸步入正軌，主要模式是引進國外的先進數(shù)控技術(shù)，通過消化吸收后，投入生產(chǎn)，總的來說，我國數(shù)控技術(shù)在制造行業(yè)的應(yīng)用有了質(zhì)的飛躍，許多機械制造企業(yè)從傳統(tǒng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控化產(chǎn)品，促進了經(jīng)濟的發(fā)展?，F(xiàn)階段，由于數(shù)控技術(shù)是一種采用計算機數(shù)字實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)，所以數(shù)控技術(shù)也可以成為計算機數(shù)控技術(shù)。電子計算機數(shù)控技術(shù)采用軟件模塊化的體系結(jié)構(gòu)，使輸入數(shù)據(jù)的存儲、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能得以實現(xiàn)，使計算機按事先存儲的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能，顯示了數(shù)控技術(shù)優(yōu)良的性能，具有較高的性價比（。圖一為完整的數(shù)控工作示意圖）總的來說，數(shù)控技術(shù)的進步與發(fā)展與計算機的發(fā)展息息相關(guān)，在數(shù)控技術(shù)的發(fā)展過程中起著基礎(chǔ)性作用，當(dāng)然數(shù)控技術(shù)的發(fā)展也離不開各種輔助技術(shù)的進步，比如說傳感檢測技術(shù)、光電技術(shù)、機械制造術(shù)以及通訊技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)是實現(xiàn)機械制造自動化過程的基礎(chǔ)，是現(xiàn)今集成制造系統(tǒng)的重要組成部分，在美國、日本和德國等發(fā)達國家，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機床改造與生產(chǎn)線量產(chǎn)上，境地了機械制造企業(yè)的生產(chǎn)成本，并有效地將機械設(shè)備的功能、效率以及產(chǎn)品質(zhì)量提升到新的高度，使傳統(tǒng)的機械制造業(yè)發(fā)生了極其深刻的變化。

3數(shù)控技術(shù)在機械制造中的具體應(yīng)用

隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)與機械制造行業(yè)的結(jié)合越來越有效，通過計算機操作平臺可以全面掌控生產(chǎn)產(chǎn)品的各項指標(biāo)與基本參數(shù)，并為新產(chǎn)品的研發(fā)與現(xiàn)有產(chǎn)品的性能完善提供技術(shù)支持，數(shù)控技術(shù)與機械制造行業(yè)的融合，拓寬了機械制造業(yè)的范圍，帶動了經(jīng)濟發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍也較為廣泛，以下為數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)的具體應(yīng)用：

3.1數(shù)控技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用

我國國土面積較大，各種資源比較豐富，煤炭資源更是儲量大，在我國的能源系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，所以如何有效開發(fā)利用煤炭資源是我國煤機企業(yè)的主要任務(wù)。企業(yè)設(shè)備自動化程度是工業(yè)化水平的象征，在市場競爭較為激烈的大環(huán)境下，煤機企業(yè)不斷提升勞動效率、降低生產(chǎn)成本才能處于不敗之地，長久發(fā)展。根據(jù)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境以及自身特點，不適合使用大型的機床設(shè)備，更不適合投入大量的資金購置設(shè)備，所以煤炭企業(yè)可以利用現(xiàn)有型號的加工機床，改裝成加工精度等級較高，性能較好的設(shè)備，有效地開采、加工煤礦資源。當(dāng)然煤機企業(yè)充分利用現(xiàn)有機床產(chǎn)品等設(shè)備資源，并不斷改造提升機床的易操作性，提升其功能和精度，不斷滿足較高生產(chǎn)環(huán)境的設(shè)備要求，提升生產(chǎn)效率，最終實現(xiàn)投入少、效率高、設(shè)備應(yīng)用率高的目的，不斷促進煤炭企業(yè)的發(fā)展。

3.2數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

近年來，汽車行業(yè)的發(fā)展可以說是較為迅猛的，汽車制造、零部件加工等等都隨之發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，對汽車制造業(yè)來說，是一項福利，加快了復(fù)雜零部件的制造，減少了人力，提升了效率?，F(xiàn)階段，汽車行業(yè)對零部件和車身的要求逐漸提高，為了滿足生產(chǎn)需求以及市場需要，各種機械設(shè)備也不斷朝著精密化、自動化的方向發(fā)展。例如激光數(shù)控檢測技術(shù)的應(yīng)用，激光檢測技術(shù)具有精度高、適用性強、可靠性高等優(yōu)點，比如，激光檢測技術(shù)可以應(yīng)用到測量尺寸上，用激光對汽車的曲軸、凸輪軸、閥座等零件的直線度、長度、垂直度、密度等測量,所有尺寸的分辨率可達1μm,重復(fù)精度0.2μm，精確性非常高（。圖二為汽車工業(yè)中采用激光技術(shù)加工的部分零件表）數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到汽車工業(yè)上，可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。例如美國Ford汽車公司和Ingersoll機床公司合作研制成HVM800型臥式加工設(shè)備，并采用高速電主軸和直線電機，主軸最高轉(zhuǎn)速為24000r/min，工作臺最大進給達7612m/min，可以理解為不到1s工作臺可行程1m，瞬間完成一個工作行程。在汽車工業(yè)的今后發(fā)展過程中離不開數(shù)控技術(shù)，二者的結(jié)合會越來越融洽。

3.3數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的有效運用

在工業(yè)生產(chǎn)的范疇中，機械設(shè)備是基礎(chǔ)，主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)及執(zhí)行系統(tǒng)構(gòu)成。在現(xiàn)代工業(yè)在生產(chǎn)中，有些生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，人工操作難度大，也不能滿足生產(chǎn)要求，造成人力資源浪費，甚至?xí)l(fā)生工傷安全事故等等，所以應(yīng)引進先進的生產(chǎn)技術(shù)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。數(shù)控技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用，有效地改善了這些情況，生產(chǎn)效率得到了提升，工作人員的人身安全也得到了保障。除此之外，數(shù)控技術(shù)也具有監(jiān)管功能，在實際生產(chǎn)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)操作錯誤，信息就會立刻經(jīng)過傳感器輸送到控制單元，對錯誤操作進行提示，并采用一定的措施進行保護，從而實現(xiàn)正?；a(chǎn)。

3.4數(shù)控技術(shù)在機械設(shè)備上的有效運用

在機械制造行業(yè)中先進的設(shè)備居于核心地位,機械設(shè)備是機械制造的重要組成部分，是機械制造的靈魂，在機械生產(chǎn)領(lǐng)域的地位是無可替代的，數(shù)控技術(shù)的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用，使得機械制造行業(yè)實現(xiàn)了數(shù)字化及自動化發(fā)展，實現(xiàn)了機電一體化。面對現(xiàn)代機電一體化的要求,機械制造業(yè)必須具有具備控制能力的數(shù)控機床設(shè)備。在機床上運用數(shù)控技術(shù),主要依靠代碼，其可以將產(chǎn)品生產(chǎn)的各類數(shù)據(jù)儲存在介質(zhì)中，之后發(fā)出指令，傳達到控制系統(tǒng)，最終實現(xiàn)對整個機床生產(chǎn)的控制，是電腦機械相結(jié)合的產(chǎn)物,通過軟件設(shè)置來控制主軸速度變化、選擇刀具、啟動冷卻泵等各種繁雜的操作。數(shù)控技術(shù)在在機械設(shè)備上的應(yīng)用，促進了各個行業(yè)的發(fā)展，提升了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了批量化生產(chǎn)，在經(jīng)濟發(fā)展中也起到了推動作用。（圖三為激光檢測系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖）（圖三激光檢測系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖）

4數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用的發(fā)展前景

數(shù)控技術(shù)的優(yōu)越性能在機械制造領(lǐng)域很好的發(fā)揮出來，無論是最開始的封閉式技術(shù)，還是現(xiàn)代的開放式計算機數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)很好的發(fā)揮了他的優(yōu)越性能。在以后的發(fā)展過程中，數(shù)控技術(shù)也將逐步提高其自動化和智能化的性能，更好的提升工作效率，適應(yīng)市場需求。數(shù)控技術(shù)在機械制造中發(fā)展應(yīng)用前期，我們并沒有注重專業(yè)化需求，無論從技術(shù)上、管理上、人才選取上我們都應(yīng)專業(yè)化，最終實現(xiàn)產(chǎn)品專業(yè)化的目的。提升我國制造裝備行業(yè)的綜合競爭能力，實現(xiàn)機械設(shè)備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，滿足國家的戰(zhàn)略需求，促進國民經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)制造行業(yè)飛速發(fā)展，不斷提高我國的工業(yè)發(fā)展實力。