电气传动自动控制（精选10篇）
电气传动自动控制 篇1
0引言
随着社会的飞速发展,人们越来越依赖于自动化的生活生产模式。电气传动广泛应用于国民生产的各个方面,是实现自动化的关键技术。进入21世纪,机电一体化技术和人工智能技术得到了进一步发展。社会对于电气传动自动控制技术的要求也越来越高,只有不断对现有的控制系统进行优化才能满足社会需求。如何通过提高电气传动的性能,优化自动控制理论和策略,已成为当前电气传动领域的一个革命性研究方向。
1电气传动自动控制系统简介
电气传动自动控制系统是指在无人参与的情况下能自动控制电气传动的过程,这类系统主要由电动机、控制装置和信息装置等几个部分组成。一般而言电气传动自动控制系统根据原理不同可分为电气传动闭环控制系统和电气传动开环控制系统。目前电气传动闭环控制系统已成为电气传动自动控制领域的主流技术。根据应用环境的不同,电气传动自动控制系统还可分为直流自动控制系统和交流自动控制系统。后者的应用通常要比前者广泛。
2电气传动自动控制系统优化意义
自20世纪末本世纪初我国对电气传动的控制系统进行了大规模的改造,这个市场到2013年为止将达到4000亿元,可见电气传动自动控制系统优化具有良好的市场前景。随着我国电气化程度加深,我国在电气传动领域的节能形势越来越严峻,通过电气传动自动控制系统优化可以在很大程度上降低电气传动产生的能耗。目前,我国大部分电气传动的效率大都低于60%,也就是说将近40%以上的能量损失在设备运转环节。电气传动自动控制系统优化不仅可以节能还能优化和提升电气传动的性能。
3电气传动自动控制系统优化研究现状
电气传动自动控制系统优化在国内外主要有两大类,一类是试凑法,一类是工程设计方法。就试凑法而言,主要是通过先选则基本部件组成一个完整的闭环控制系统,然后对这个闭环控制系统进行BODE测试,以此评价控制系统的稳定性和综合性能是否能满足需求,在此基础上进行部分调整。这种方法通常要求控制系统同时具有稳定性、快速性、高精度等特点,但实际调试过程中这些性能是此消彼长的,因而需要反复进行测试和调整最终达到几种特性的最优状态。这类方法费时而且不易操作,因而使用频率不高。
工程设计方法主要是将电机以外的电气传动系统近似成典型低阶系统结构,然后求出系统参数与性能指标之间的关系。随着这类技术的发展,从震荡指标法和模型系统法到上海大学的陈伯时教授综合之前方法最后提出的“工程设计方法”实现了控制系统阶数的不断降低。通过零极点对消法可以有效简化控制系统。这类方法简单实用,能够实现高效设计,已逐渐成为我国电气传动自动控制系统优化领域的主流方法。
4电气传动自动控制系统优化设计方法
4.1Ⅰ型最平幅频系统设计方法
公式(1)所示是典型的开环反馈系统,这类系统的对数频率中段斜率通常为-20db/dec。在这个斜率下对数频率线能向下穿过零分贝线,因而只要增加中段频率就可以保证控制系统的稳定性。
在计算出系统参数与性能之间的关系后,需要给出固定参数T和开环增益K,而K值的确定通常也是根据公式(1)进行计算。这类方法针对Ⅰ型最平幅频系统具有诸多优点,其中一个优点显而易见就是只需要调节K值这一个参数就可完成系统稳定性、精确性等性能的优化。此外,用此类方法形成最平幅频系统的稳定条件和校正条件也十分简单。通常形成最平幅频系统的稳定条件为G(s)稳定,而最平幅频系统的校正条件为:最平幅频系统的阶数为一阶或者该系统奇数阶无差;最平幅频系统中可变参数大于或等于系统阶次减一。
4.2双零点典型Ⅱ型系统调节器设计方法
典型Ⅱ型系统主要是如公式(2)所示分母积分环节数为2的系统。本文所针对的双零点典型Ⅱ型系统的调节主要是根据公式(2)进行。由公式(2)我们可以看到,在双零点典型Ⅱ型系统的优化设计过程中主要是调节K、T1、T2这3个参数,因而对于特定的性能要求可以有多个参数组合来满足需求。
而在确定K、T1、T2组合时,通常采用的方法是单一变量法,就是根据现有的经验和相关原则快速确定其中的2个参数,再调节第3个参数,然后得到K、T1、T23个参数之间的关系,最后进行验证。本方法所选取典型Ⅱ型系统传递函数具有十分简单的形式,便于参数与性能关系计算,相比“三阶最佳”等方法具有明显的优势。运用本方法确定K、T1、T23个参数之间的关系时,通常的依据是Mrmin准则,同时还要根据tsmin准则来测试系统的抗干扰性能。
4.3典型Ⅲ型系统调节器设计方法
典型Ⅲ型系统主要是如公式(2)所示分母积分环节数为3的系统。目前采用工程设计法对典型Ⅲ型系统进行优化的研究几乎是空白。本文试图阐述这方面的设计优化思想。同样,典型Ⅲ型系统也有3个参数需要确定,这3个参数是K、T1、T2。以上3个参数的确定方法同典型Ⅱ型系统参数的确定方法,同样也是运用Mrmin准则、tsmin准则来确定K、T1、T23个参数之间的关系。
这里需要指出的是典型Ⅲ型系统稳定性判据,对于这类闭环系统主要是采用劳斯判据进行稳定性判断,从而得到典型Ⅲ型系统稳定的充分必要条件为:K>0,b2>b1>0且K(b2-b1)b1>1。其中b1=T1+T2,b2=T1T2。由此我们可以进一步推断典型Ⅲ型系统稳定的充分必要条件为:T1>2,T2>2且K(b2-b1)b1>1。通过这个条件我们可以大胆设计参数并进行验证。
5结语
电气传动自动控制技术已经在我国发展几十年,关于电气传动自动控制系统优化的策略和理论大量涌现。这些理论和策略通常都是以闭环控制结构为基础,引入调节器对电气传动进行自动控制。本文针对3种类型的调节目标,阐述了它们优化设计的主要思路。通过系统论述不同电气传动自动控制系统的优化设计方法,本文给出了一个清晰的电气传动自动控制系统设计优化框架,对部分电气传动自动控制系统优化设计方法提出了自己的看法。
摘要：电气传动自动控制系统优化在能源紧缺的今天逐渐成为研究的热点,现首先对电气传动自动控制系统及其优化意义进行概述,然后分析优化研究现状,最后从整体上对电气传动自动控制系统优化设计方法进行系统的讨论。
关键词：电气传动,自动控制系统,优化设计
电气传动自动控制 篇2
搬运机械手的控制
一、实验目的
掌握应用PLC技术设计工艺生产控制系统的思想和方法，掌握PLC的编程技巧和程序调试方法，训练解决工程实际控制问题的能力。
二、实验仪器设备
1、THPLC－2型可编程序控制器模拟实验箱。
其中配备的主机为日本三菱FX1N－40MR型可编程序控制器，实验面板中设有多个实验区，本实验对应的实验区为“机械手动作的模拟”实验区。
2、个人计算机。
3、FX-422CAB型RS-422缆线或FX-422CAB-150型RS-422缆线。
4、FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。
三、控制要求
有一搬运工件的机械手，其操作是将工件从左工作台搬到右工作台，工艺流程示意图如下面附图所示。
机械手通常位于原点。SQ1为下限位开关，SQ2为上限位开关，SQ3、SQ4分别为右限位开关和左限位开关。机械的上下左右移动以及工件的夹紧，均由电磁阀驱动气缸来实现。电磁阀YV1控制机械手下降，YV2负责夹紧工件，YV3使机械手上升，YV4控制机械手右移，YV5控制机械手左移。
搬取工件时，按下启动按钮1SB，则：
① 机械手先由原点下降，碰到下限位开关SQ1后，停止下降；
② 夹紧电磁阀YV2动作将工件夹紧，为保证工件可靠夹紧，机械手在该位置等待3s； ③ 待夹紧后，机械手开始上升，碰到上限位开关SQ2后，停止上升； ④ 改向右移动，移到右限位开关SQ3位置时，停止右移； ⑤ 改为下降，至碰到下限位开关SQ1时，停止下降；
⑥ 机械手将工件松开，放在右工作台上，为确保可靠松开，机械手在该位置停留2s； ⑦ 然后上升，碰到上限位开关SQ2后，停止上升；
⑧ 改为左移，回到原点，压在左限位开关SQ4和上限位开关SQ2上，各电磁阀均失电，机械手停在原位。
再按下启动按钮时，又重复上述过程。
四、系统配置
根据控制要求画出PLC的I/O分配表或I/O分配图；
由于所采用的实验箱中，已将PLC输入输出端外接的开关、按钮和信号灯的部分线路连接好，放置于实验模板内，因此，实验时只要将PLC主机与“机械手动作的模拟”实验模板两者的外接插孔用连接线按需要插接好即可。
五、程序设计
要求采用两种编程方法进行程序设计：
1、设计梯形图（用基本指令和移位功能指令），列写出相应的指令表；
2、设计状态转移图，画出相应的梯形图（用步进指令和基本指令），写出相应的指令表。参考程序如附图。
六、程序的写入、运行与调试
采用FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C进行程序的写入。
用基本指令编程的梯形图，采取梯形图的程序写入方法；用步进指令编程的状态转移图，采取梯形图或指令表的程序写入方法。
运行并调试程序，记录运行调试过程，分析控制效果。
七、思考与练习题
在上述内容的基础上，修改系统配置及控制程序，从而实现以下要求：
1、系统启动工作后，自动运行5个工作循环，即机械手连续完成了5次搬运过程时，才使搬运停止；
2、搬运停止时使系统发出闪光报警信号，该信号为亮、灭各0.5秒，持续30秒后熄灭。
八、实验报告要求
要求“实验预习报告内容”填写第一至四项的内容和第五项中的状态转移图，“实验原始记录”填写指令表，“实验报告内容”填写第五项中的两种梯形图和第六、七项的相关内容。
电气传动自动控制 篇3
关键词：教学改革 知识点树形图 一体化教学形式
一、前言
《机电传动控制》是工科类机械工程及自动化专业的专业技术基础课。该课程涉及数学、物理学、电子学、控制理论等多方面知识，是机电一体化人才所需电知识结构的驱体，是机电结合的纽带。可以说，《机电传动控制》课程的成败，事关机械类专业本科学生四年整体培养的结果与质量。
在国外，如美国密西根大学等世界一流大学很早就注重本课程的教学研究；国内的华中科技大学、上海交大和东南大学等也都已有精品课程建设，形成了较为成熟的教学体系。这为我国高校《机电传动控制》课程在教材、教学手段、教学实践等提供了借鉴和指导。但是，目前该课程在教学上仍存在较多的不足。
1.教学内容因知识点繁多，没有得到有效地梳理。[1][2]《机电传动控制》课程涉及内容繁多，包括机电系统动力学、直流电动机、交流电动机、控制电机、断续控制和逻辑控制等内容。这些具体课程内容相互之间联系又相对较少，所以现有的课程体系没有从总体角度说明为什么课程内容要这样安排？为什么先要学动力学基础，然后再是各种电动机原理，再是断续控制等等。没有回答好这些问题，势必就会大大降低学生的学习兴趣和积极性。因此，在课程内容体系上进行梳理性教学改革，是非常有必要的。
2.教学组织形式仍然保留着传统的“重理论，轻实践”的现象。[2][3]目前，课程教学主要由理论教学和实践教学组成，而实践教学部分只有占20%左右的学时，即简单地针对课程内容，安排3个观摩性实践。这样的课程实践教学模式，无疑又降低了学生对课程的认识，也无法激发学生的学习热情。因此，对实践教学进行教学改革研究，也是非常有必要的。
3.教学实验设计与实际工程技术应用严重脱节。[4]目前，课程教学实验设计一般包括电动机断续控制试验和PLC逻辑控制试验两个独立的实验。但是这样的实践教学设置，远远满足不了工程实际或者企业对学生在电气设计和伺服控制等能力的需求。因此，对教学实验进行工程化改革，也是非常必要的。
本文针对以上叙述的不足，将从实际情况出发，借助多年的教学实践，提出基于知识点树形图理论的课程内容体系，构建集成系统分析、设计、搭建和编程调试的一体化实践教学组织形式。三年的教学实践证明，该改革方案较好地激发学生的学习兴趣，提高学生分析解决问题和工程实际应用能力。
二、课程“树形图”的建立
通过课题组的反复教学实践，发现《机电传动控制》的各部分内容存在着一定联系。
1.课程的目标是要实现各种电动机或者执行器的逻辑及伺服控制，以便为生产实际服务。
2.课题的所有内容统一于机电动力学方程：
TM为电动机输出轴上的扭矩；TL为折算到电动机轴上的等效负载扭矩；J为折算到电动机轴上的等效负载转动惯量；ω为电动机轴转动角速度；t为时间变量。
根据以上分析，通过各知识点的归纳和总结，编制课程的树形图如图1所示，图中1、2、3和4代表内容从易到难。如图1所示，课程内容首先围绕动力学方程展开；其次，课程内容在研究动力学方程过程中，发现J和TL是一种客观存在，相对比较容易研究，而TM则是最为复杂的，从而最终将课程内容聚焦在TM上；再次，具体到每种电动机TM的研究，也就回答了各种电动机的机械特性、启动和调速特性等的课程内容；然后，由于各种电动机都会有相应的控制方法，从而课程内容又综合到断续、逻辑和伺服控制方面；最后，通过逻辑和伺服控制原理的介绍、系统电气设计和PLC编程，达到整个课程的目标。
三、课程一体化实践教学模式
根据现有课程实践教学的不足，本文将通过三个“引入”来进行相关的实践教学模式改革。
1.电气工程图纸进课堂。通过毕业学生的回访调查，普遍发现刚毕业的学生很难甚至无法正确读懂和设计相应的电气系统图。为了提高学生对工程电气图纸的认知和设计能力，引入一比较经典的电气工程图纸进课堂，增加电气系统测绘和设计实验。通过这一阶段的训练，让学生知道和理解一般的电气控制系统工程图纸由强电配电图、控制配电图、电气控制原理图、电控柜内元件布置图和电气接线图等组成。
2.子项目进课堂。针对目前观摩式的实验设置，基于电气系统设计基础，引入针对每一种执行器或电动机（如直流电动机控制，交流电动机控制，步进电动机控制和伺服电动机控制）的小项目设计和调试，以增加学生的动手能力。通过这一阶段的训练，让学生们从局部角度了解和掌握执行器或电动机的控制原理和方法。
3.系统项目进课堂。针对目前没有生产线意识的实验配置，基于子项目实践教学基础，开展具有生产线功能的系统项目设计和调试，即为毕业设计作准备，进行具有一定功能性的生产线设计和调试。通过这一阶段的训练，让学生们从全局角度了解一个工程实际项目电气系统的组成、设计和实施调试的过程。
根据上述的分析，设计的课程实践教学模式如图2所示，不同与以往的课程学时分配，本文提出的一体化实践教学模式中，将理论教学部分学时比重降低到总课程学时的41%；而将侧重于工程实际的实践教学部分学时增加到54%。同时在实践教学学时中又保证了测绘与子项目和系统项目之间的1∶2∶3的学时比。
优化后的课程实践教学模式，实现了集理论、测绘、设计、搭建、编程和调试一体化。这样的教学模式，一则向理论教学提出了连贯化、精简化和重点化的要求，使得理论教学支持实践教学，从而进一步完善课程内容体系；二则通过课程内容体系的梳理，使学生明确了课程目标，可以有效地激发学生们的学习和参与热情。
四、结论
综上所述，本文提出了关于《机电传动控制》课程的两点教学改革方向。
1.针对课程理论教学部分进行改革，建立课程内容的“树形图”，梳理和精简了课程理论教学模式，提高了理论知识的可教性、可学性和引导性。
2.提出了基于“三引入”的實践教学改革模式，提高了实践教学的实际性、工程性和可学性。
参考文献：
[1]高雷雷，张彦廷.“机电传动控制”教学改革与实践[J].林区教学，2010，（7）：9-10.
[2]马天兵，张新.“机电传动控制”课程的教学改革实践[J].科技信息，2008，（9）：208-209.
[3]杜华.机电控制课程体系教学改革研究与实践[J].长春工程学院学报（社会科学版），2006，7（1）：82-83.
[4]王晓初，杨杰，李克天.基于网络环境的“机电传动控制”教改试验研究[J].广东工业大学学报（社会科学版），2006，12（6）：80-81.
电气传动系统的智能控制 篇4
关键词：电力传动系统,智能控制,应用措施,应用意义
随着控制手段的日益更新和控制技术的不断发展, 智能控制技术已经逐渐在控制行业中占据主导地位, 相应的大量的智能控制软件也逐渐取代了常规的控制软件, 像在生活中经常提到的神经网络, 模糊控制等都属于智能控制的范畴。由于智能控制的控制效果很好, 很适合应用在电力传动系统中, 因此有必要研究适合电力系统的更简便, 性能更优异的智能控制系统。同时, 要想将智能控制这一理念成功的应用在电力传动系统中就必须充分了解智能控制的原理和应用特点, 虽然现在已经有了一些应用实例, 但是这并不普及, 还有许多缺陷, 因此, 在电力系统中应用智能控制系统仍然是一个很大的挑战。
1、智能控制简介
智能控制是现代自动控制领域内一个全新的词汇, 但是其凭借着自己独特的控制优势已经迅速的发展起来, 如今已经广泛的应用到了各个领域中。相信在不久的将来, 智能控制系统也能为电力行业带来崭新的面貌。与大多数理论产生的背景一样, 智能控制也是为了解决工程技术问题而在实践中产生并发展起来的一个理论。随着“自动化”理念的逐渐深入以及社会对控制要求的不断提高, 以前的控制理念早已不能跟上社会发展的脚步, 随之, 智能控制理念就逐渐出现了。按以往的经验来看, 在电力等行业中, 手动控制虽然控制效率差但其效果很好, 只要技术熟练, 工作人员就能操作自如, 因此人们就想到了用计算机模拟人的操作来进行控制的方法, 这就是我们所说的智能控制。计算机技术可以在判断, 推理, 计算, 数据处理, 信息收集等诸多方面模仿人的思维模式, 这也是智能控制实现的基础。
与普通的自动化控制相比, 智能控制系统具有如下几个特点: (1) 智能控制系统成功的完成了脱离传统模式中依靠的数学模型进行工作的模式, 它以实际效果作为控制对象, 在控制的实施中不依赖任何数据模型。 (2) 智能控制系统很好的模拟的人脑的思维模式, 并采用非线性控制系统的工作模式。 (3) 智能控制系统可以根据当前系统的工作状态来调整自己的控制模式进而提高系统的工作性能。 (4) 许多智能控制系统还具有在线识别, 在线决策以及自我评估的能力, 这有效的提高了整个系统的控制效率和工作效率。 (5) 智能控制系统采用分层信息处理法工作, 反应速度较快。
2、几种常见的智能控制系统
2.1 模糊控制
模糊控制就是用模糊集合来刻画人们日常所使用的概念中的模糊性, 从而使控制器能够模仿人的控制思维的一种控制方式, 尽管模糊控制器的结构比较复杂, 但是其输入输出特性都是比较简单的形式, 在实际应用中, 如果在模糊控制器上增加积分效应那么它就相当于一个PID控制器。
2.2 单神经元控制
众所周知, 神经网络具有很强的信息处理能力, 可以高速的解决许多复杂问题, 但是不可否认, 神经网络缺乏计算机硬件的支持。可是从控制电气传动系统这一角度出发, 单神经元控制器构成的电气传动控制系统可以很好的完成控制系统工作的任务, 并可以提高系统的鲁棒性。
3、电力系统中的智能控制
在电力传动系统中应用智能控制理论已经引起了许多学者的研究兴趣, 专家表示通过智能系统的合理应用很可能将电力系统的控制水平提升一个台阶。目前所使用的交直流传动系统的控制手段比较成熟, 如矢量控制, 闭环控制等都有很好的效果。虽然利用PID控制法可以很容易的完成数学建模进行传统的控制, 但是可以发现实际的电力传动系统并不是稳定不变的, 电机本身的一些参数要随着其工作状态的改变而不断变化, 这就为传统的建模控制带来了很大的困难。智能控制便可以很好的解决这一问题, 首先智能控制是采取非线性, 变结构的模式来进行工作的, 它可以很好的克服电力传动系统的变参数问题, 从而在很大程度上提高电力传动系统的鲁棒性。另外值得注意的是将智能控制应用到电力传动系统中时要结合传统的控制理念共同作用, 如果完全排斥传统控制方法, 生搬硬套的直接应用智能控制不但不能发挥其优势反而会引发一系列问题, 因此在引入这一控制手段时要注意继承一些传统的控制理念, 做到扬长避短。就拿交流电机为例来说, 前面已经说到交流电机以往采取矢量控制和闭环控制, 因此在将智能控制引入之一系统中时, 应该保留一些矢量控制法和PID控制法, 可以将智能能控制作为外环控制, 将一些传统的控制手段用做内环做辅助控制, 这样新旧相结合的方法可以将智能控制的优势充分的发挥出来, 提高系统的工作效率。这主要是因为内环的控制可以帮助外环完成采样工作, 提高外环采样频率同时通过内环的控制可以减少外环的控制误差。
参考文献
[1]戴汝为, 杨一平.一类智能控制和决策支持系统的体系结构[A].1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集 (上册) [C], 1995年.
[2]费敏锐, 陈伯时, 郎文鹏.综合智能控制方法概述[A].1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集 (上册) [C], 1995年.
[3]瞿寿德, 李泽飞, 周尚明.模式识别与智能自动化[A].1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集 (上册) [C], 1995年.
《机电传动控制》课程教学大纲 篇5
Electric Drive & Control
课程代码：M004114 总学时：62（其中讲课54学时，实验8学时）
一、课程的地位和任务
《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业方向选修课程，它是机电一体化人才所需电知识结构的躯体。由于电力传动控制装置和机械设备是一个不可分割的整体，所以本课程的任务是使学生了解机电传动控制的一般知识，掌握电机、电器等的工作原理、特性、应用和选用的方法，掌握常用的控制系统工作原理、特点、性能及应用场所，了解最新控制技术在机械设备中的应用。
二、课程的基本内容
第一章
概述
3学时
1、机电传动的目的和任务
2、机电传动及其控制系统的发展概况
3、课程的内容安排
4、预备知识
第二章
机电传动系统的动力学基础
2学时
学分：3.5
1、机电传动系统的运动方程式
2、转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
3、生产机械的机械特性
4、机电传动系统稳定运行的条件
第三章
直流电机的工作原理及特性
1、直流电机的基本结构和工作原理
2、直流发电机
3、直流电动机的机械特性
4、直流他励电动机的启动特性
5、直流他励电动机的调速特性
6、直流他励电动机的制动特性
第四章
机电传动系统过渡过程
1、研究机电传动系统过渡过程的实际意义
2、机电传动系统过渡过程的分析
第五章
交流电动机的工作原理及特性
8学时2学时学时
1、三相异步电动机的结构和工作原理
2、三相异步电动机的定子电路和转子电路
3、三相异步电动机的转矩与机械特性
4、三相异步电动机的启动特性
5、三相异步电动机的调速特性
6、三相异步电动机的制动特性
7、单相异步电动机
8、同步电动机的工作原理、特点及应用
第六章
控制电机
1、交流伺服电动机
2、直流伺服电动机
3、力矩电动机
4、小功率同步电动机
5、测速发电机
6、自整角机
7、直线电动机
第七章
机电传动控制系统中电动机的选择
1、电动机容量选择的原则
4学时2学时
2、电动机的发热与冷却
3、不同工作制下电动机容量的选择
第八章
继电器—接触器控制系统
8学时
1、常用控制电器与执行电器
2、继电器—接触器控制的常用基本线路
3、继电器—接触器控制线路举例
4、继电器—接触器控制线路设计简介
第九章
直流传动控制系统
1、电传动控制系统的组成和分类
2、机电传动控制系统调速方案的选择
3、直流传动控制系统
第十章
交流传动控制系统
1、交流调压调速系统
2、变频调速系统
第十一章
步进电动机传动控制系统
1、步进电动机
2、步进电动机的环形分配器
3、步进电动机的驱动电路
4学时 3学时 6学时
4、步进电动机的运行特性及选用中应注意的问题
三、课程的基本要求
1、通过本课程学习，使学生了解机电传动控制系统的组成，掌握机电传动的基本规律；掌握常用电机、常用电器、及其基本电路的基本工作原理、主要特性，了解其应用与选用；掌握继电器—接触器控制的基本工作原理，学会用它们来实现生产过程的控制；理解常用控制系统的基本工作原理和特点，了解其性能和应用场所；学会分析机电控制系统的基本方法。
2、课内外学时比例：1∶1.5
3、课外习题：
12次左右
四、课程的实践环节安排
实验1：三相异步电动机
实验2：单相异步电动机
实验3：直流伺服控制系统 实验4：交流伺服控制系统
五、先修课程及推荐教材
先修课程：《大学物理》，《电工电子学》，《电子技术》。推荐教材：《机电传动控制》
邓星钟
华中科技大学出版社。
六、面向对像
2学时 2学时 2学时 2学时
机械设计制造及其自动化专业本科生
七、开课教研室
电气传动系统的智能控制问题初探 篇6
1 电气传动系统智能控制的特点
电气传动系统智能控制与自动化控制之间存在着较大的差异性, 且优越于自动化控制, 其特点主要表现在以下几个方面:首先, 智能控制脱离了数学模式的控制, 摆脱其束缚。智能控制在电气传动系统中可以根据系统实际而实现控制, 打破了传统控制方式中对数学模型的依赖性。其次, 智能控制的工作模式高度模拟人脑思维, 使智能控制方式更具合理性、规范性, 从而在系统控制中发挥着重要作用。再次, 智能控制系统可以根据系统而对自身进行改善, 智能控制系统的工作性能良好, 可以实现自控, 既使自身系统适应于电气传动系统, 又可以自主提高电气传动系统的性能。最后, 智能控制的工作效率高、反应速度灵敏, 并且智能控制能够对相关信息进行分层处理, 具备一定的信息处理能力。但是, 智能控制的推广和应用, 并非可以完全取代传统控制, 相关人员必须正确认识智能控制和传统控制的关系, 使传统控制的优势得以继承和发展, 为智能控制的进一步研究开发提供重要参考。
2 电气传动系统智能控制的方式
2.1 模糊控制方式
智能控制的模糊控制方式, 其控制器结构相对较为复杂。其工作原理是:智能控制系统能够模仿人脑思维, 在人们模糊性概念时产生模糊集合, 智能控制系统对其加以刻画, 从而实现对系统的控制。模糊控制方式主要具有两方面的优势:一是模糊控制的输入输出操作十分简单, 可以有效提高系统工作效率;二是模糊控制方式应用方便, 可以大大减少人力。
2.2 单神经元控制方式
在电力企业运行过程中, 极易面临复杂的问题, 采用传统控制方式必然浪费操作人员大量的时间和精力, 且解决问题程度难以预料。通过智能控制中单神经元控制方式, 可以轻松解决复杂问题。但是, 但神经元控制方式在智能控制中的应用能力并不理想, 如果企业缺乏计算机硬件的支持, 则难以为单神经元网络铺设更好的通路, 进而单神经元控制方式的应用受到阻碍。然而, 单神经元控制方式应用于电气传动系统智能控制中, 可以取得良好的成效, 不仅能够快速对系统加以控制, 而且大大提高了系统的控制效率。
3 电气传动系统智能控制的应用
智能控制的研究和开发, 对电力企业发展发挥着重要的促进作用。因此, 相关人员必须将其逐步推广和应用, 以提高电力企业的控制效率。智能控制应用于电气传动系统中, 有的人持肯定态度, 认为可以提高电气传动系统的控制性能、智能化水平;有的人则持否定态度, 认为智能控制在电气传动系统中多此一举。笔者认为, 电气传动系统智能控制具有重要价值和发挥着较大的意义。
电气传动系统中采用传统控制方式可以达到自动化控制, 需要相关人员事先构造一个数学模型, 其控制效果相对较好。但是由于电气传动系统并非一成不变, 一旦存在变化因素, 传统控制将难以进行全面控制, 不能更好满足人们的需求。采用智能控制后, 电气传动系统中的相关变化并未使智能控制受丝毫的影响, 且智能控制系统能够轻松应对电气传动系统中的变化, 大大增强了系统控制性能和效率[3]。
智能控制在电气传动系统中的应用主要表现在两个方面。首先, 电气传动系统中通过架设合理的模糊控制结构, 使模糊控制更具精确性。模糊控制方式在系统运行中, 能够根据模糊控制框架结构而不断调整参数, 方便信息数据的输入和输出, 实现精确控制。其次, 单神经元智能控制既能实现电气传动系统中的非线性控制, 又能提高系统性能。其控制系统中存在着自适应调节器, 可以对电气传动系统中动态性数据信息加以调整和适应, 减少误差, 从而提高系统运行的性能。单神经元智能控制可以打破传统线性调节器的束缚, 以充分发挥着超强的控制能力和控制作用。
由此可见, 智能控制应用于电气传动系统中, 并非多此一举, 而是充分发挥着积极的作用, 既提高电气传动系统的性能和工作效率, 又充分展现智能控制的优势。
4 结论
总而言之, 电气传动系统智能控制的研究、开发和推广, 不仅可以节省大量的人力资源, 而且能够提高行业控制效率, 对促进电力行业更好发展发挥着积极的作用。但是, 在智能控制过程中, 操作人员必须充分考虑到系统现状, 如果其系统的性能相对较差, 不宜采用智能控制, 则操作人员可以继续沿用传统控制方式, 确保充分发挥智能控制的作用。在电气传动系统智能控制的推广和应用中, 相关人员必须正确认识传统控制和智能控制, 扬长避短, 从而更好促进电力行业的进步。
摘要：随着科学技术水平的快速提高, 电力企业智能化水平快速提升, 而电气传动系统智能控制将成为电力行业发展的必然趋势。电气传动系统智能控制既能够提高电力行业的控制效率、精度、策略, 又能减少工作人员的压力, 为促进电力发展提供动力支持。本文主要对电气传动系统智能控制的特点、方式、应用进行了论述。
关键词：电气传动系统,智能控制,控制方式
参考文献
[1]朱贤龙.三相交—交矩阵式变换器及其在电气传动中应用的研究[D].上海大学, 2011.
[2]贺小玉.基于d SPACE的ALA转子电机直接转矩控制系统研究[D].华中科技大学, 2012.
电气传动自动控制 篇7
人工智能就其本质而言, 是对人的思维的信息过程的模拟。对于人的思维模拟可以从两条道路进行, 一是结构模拟, 仿照人脑的结构机制, 制造出“类人脑”的机器;二是功能模拟, 暂时撇开人脑的内部结构, 而从其功能过程进行模拟。现代电子计算机的产生便是对人脑思维功能的模拟, 是对人脑思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能, 更不会超过人的智能。“机器思维”同人类思维的本质区别: (1) 人工智能纯系无意识的机械的物理的过程, 人类智能主要是生理和心理的过程。 (2) 人工智能没有社会性。 (3) 人工智能没有人类的意识所特有的能动的创造能力。 (4) 两者总是人脑的思维在前, 电脑的功能在后。
二、人工智能在电气传动控制中的运用
1、人工智能在直流传动中的运用1.1模糊逻辑控制应用
主要有两类模糊控制器, Mamdani和Sugeno型。到目前为止只有Mamdani模糊控制器用于调速控制系统中。限于篇幅这里不详细讨论其中的原因。值得注意的是这两种控制器都有规则库, 它是一个if-then模糊规则集。但Sugeno控制器的典型规则是“如果x是A, 并且y是B, 那么Z= (fx, y) ”。这里A和B是模糊集;Z= (fx, y) 是x, y的函数, 通常是输入变量x, y的多项式。当f是常数, 就是零阶Sugeno模型, 因此Sugeno是Mamdani控制器的特例。
Mamdani控制器由下面四个主要部分组成:
(1) 模糊化实现输入变量的测量、量化和模糊化。隶属函数有多种形式。
(2) 知识库由数据库和语言控制规则库组成。开发规则库的主要方法是:把专家的知识和经历用于应用和控制目标;建模操作器的控制行动;建模过程;使用自适应模糊控制器和人工神经网络推理机制。
(3) 推理机是模糊控制器的核心, 能模仿人的决策和推理模糊控制行为。
(4) 反模糊化实现量化和反模糊化。有很多反模糊化技术, 例如最大化反模糊化, 中间平均技术等。在各种出版物中, 介绍了许多被模糊化的控制器, 但这应与“充分模糊”控制器完全区分开来, “充分模糊”控制器才是完全意义上的模糊控制器, 被模糊化的控制器易于实现, 往往通过改造现有古典控制器得以实现, 如被模糊化的PI控制器 (FPIC) 使用模糊逻辑改变控制器的比例、积分参数, 从而使系统的性能得到提高, 控制器参数的微小变化可能导致特性的极大提高。
1.2 ANNS的应用
过去二十年, 人工神经网络 (ANNS) 在模式识别和信号处理中得到广泛运用。由于ANNS有一致性的非线性函数估计器, 因此它也可有效的运用于电气传动控制领域, 它们的优势是不需要被控系统的数学模型, 一致性很好, 对噪音不敏感。
误差反向传播技术是多层前馈ANN最常用的学习技术。如果网络有足够多的隐藏层和隐藏
结点以及适宜的激励函数, 多层ANN只能实现需要的映射, 没有直接的技术选择最优隐藏层、结点数和激励函数, 通常用尝试法解决这个问题, 反向传播训练算法是基本的最快下降法, 输出结点的误差反馈回网络, 用于权重调整, 搜索最优。输出结点的权重调整迭代不同于隐藏结点的权重调整迭代。通过使用反向传播技术, 能得到需要的非线性函数近似值, 该算法包括有学习速率参数, 对网络的特性有很大影响。
2、人工智能在交流传动中的应用2.1模糊逻辑的应用
在大多数讨论模糊逻辑在交流传动中运用的文章中, 都介绍的是用模糊控制器取代常规的速度调节器, 可英国Aberdeen大学开发的全数字高性能传动系统中有多个模糊控制器, 这些模糊控制器不仅用来取代常规的PI或PID控制器, 同时也用于其他任务。也有一些优秀的文章论述运用模糊逻辑控制感应电机的磁通和力矩。它的输入标定因子是变化的。
2.2神经网络的应用
现如今, 有大量文章讨论神经网络在交流电机和驱动系统的条件监测和诊断中的运用。介绍了使用常规反向转波算法的ANN用于步进电机控制算法的最优化。该方案使用实验数据, 根据负载转矩和初始速度来确定最大可观测速度增量。这就需要ANN学习三维图形映射。该系统与常规控制算法 (梯形控制法) 相比具有更好的性能, 并且大大减少了定位时间, 对负载转矩的大范围变化和非初始速度也有满意的控制效果。ANNS的结构是多层前馈型, 运用常规反向传播学习算法。该系统由两个子系统构成, 一个系统通过电气动态参数的辩识自适应控制定子电流, 另一个系统通过对机电系统参数的辩识自适应控制转子速度。
最后值得指出的是现在发表的大多数有关ANN对各种电机参数估计的论文, 一个共同的特点是, 它们都是用多层前馈ANNS, 用常规反向传播算法, 只是学习算法的模型不同或被估计的参数不同。
摘要：随着经济的发展, 电气的设计越来越发展, 传统的方法有时很难适应。在此背景下, 人工智能技术被引入电气设备的优化设计过程中, 并取得了一些成功经验。本文在总结人工智能在电气传动领域取得成果的基础上, 对具体应用提出一些看法与策略。
电气传动自动控制 篇8
为服务于上海国际化航运中心的建设与发展, 我校于2009年开设了港口自动化专业并开始招生学生, 旨在培养能胜任现代港口及港机电气自动化系统的设计、应用、维护及管理工作的高级工程技术应用人才。《港口机械电气传动自动控制系统及装置》是我校港口自动化方向的一门核心专业课程, 涵盖知识面较广, 涉及电机学、交流调速技术、PLC及其网络控制技术等诸多方面的知识。目前我们学校自动化专业获得了上海市试点专业资助建设, 作为自动化专业港口自动化方向的课程教学也迎来了改革建设好机遇。
二、存在的问题
我校作为应用型技术本科院校, 生源相对于985和211重点高校来说要弱不少, 特别是近几年各高校大幅度扩招, 学生整体素质呈现下降的趋势, 很多学生存在基本功不够扎实, 从大一开始就有相当一部分同学不爱学习。本人从事港口机械电气传动自动控制系统及装置这门课的教学已经有三年之久了, 以本人教学经历分析出现这种情况原因跟生源质量有关还有以下几个原因造成学生学习兴趣下降。首先大多数学生还是想学好这门课, 但是自身约束力不够, 随性而为, 课程相对更枯燥, 所以兴趣下降。其次是一些想学好, 但是前面基础太差, 听课云里雾里, 所以也最后放弃了, 最后一部分学生是彻底不愿意学习。
与上述教学中学生存在的问题来说, 老师的课堂教学也没有充分考虑到学生的接受情况, 主要有:1) 理论课程效果不佳, 一般是在课堂上讲解理论知识, 学生反馈给我的感觉就是太抽象, 同时也发觉学生对于一些实际港口工程控制系统或者跟工程实践相关的课程都是很喜欢的, 他们觉得比较直观, 而且有趣。2) 现代化教学手段收效一般, 因为采用现代化教学方法, 例如幻灯片播放PPT, 取代了原先的板书, 这样造成每节课的授课内容增多, 学生感觉太快, 有些跟不上节奏, 学生不能及时理解。3) 学生动手能力不强, 作为技术型本科院校, 实践操作能力的培养是非常重要的, 实验或者课程设计内容缺少创新性, 对培养学生实践能力不利。
由上港口机械电气传动自动控制系统及装置这门课的教学方法首先要把提升学生的学习兴趣为主要目标, 因此要抓住学生的兴趣点, 理论课、实验课和课程设计要多与港口实际设备联系起来, 让学生更容易理解和掌握知识点, 同时能学以致用。
三、教学改进措施
针对前面列出的港口机械电气传动自动控制系统及装置这门课存在的问题, 本人提出了以下改进措施, 并在最近的教学当中应用起来, 有的学生反映还不错。1) 实践性更强的媒体课件的研发与应用。我校针对这门课选订的教材是华中科技大学出版社的《机电传动控制》, 由于我们学校的理论课时不多, 同时里面的一些关于电路和电子技术的内容、以及PLC控制方面的内容学生在上这门课之前就已经学习过, 因此压缩或者舍弃这部分内容的教学, 多补充一些跟实际港口传动装置的实际控制设备联系起来, 需要老师去港口企业联系, 取得一些成功案例。与此同时, 增加一些港口控制设备比如各种起重机、运输机的控制原理, 以及一些港口设备现场允许视频, 增加学生的感性认识, 激发学生的学习兴趣, 提高他们的理论知识掌握效率。2) 实验课程改进。根据我校港口机械电气传动自动控制系统及装置的教学大纲要求, 安排了四个总共8个学时的实验, 前面的安排的实验基本都是一些简单的验证性或控制实验, 比如电动机正反转实验, 继电器-接触器控制电机实验, 学生反应在电机拖动这门课程中已经做过了, 有点重复。针对这个情况重新设计了实验内容, 由验证性实验改为具有激发学生创新性的启发式实验。例如基于PLC的电动机变频控制, 利用PLC实验室提供的实验装置控制电动机, 学生要通过编写控制程序, 采用每组3~4人左右, 每个人都必须参与, 通过这样的改变, 学生反应收获比起简单验证实验好很多。3) 课程设计环节改进。与实验课比较简短的课时相比, 我校港口机械电气传动自动控制系统及装置这门课的课程设计要求是1.5周, 所以对于学生来说是锻炼他们动手能力的一个非常重要的手段。课程设计的题目选择紧跟港口传输设备, 比如港口起重机为例, 要求学生查阅文献, 获得起重机的技术资料, 并且了解起重机要完成的动作工序, 以此设计控制程序, 并能够调试正确。在课程设计的整个过程中, 指导老师只是在学生不明白的地方进行启发式指导, 不帮学生马上解决, 告诉他们如果去图书馆或者网络查询哪些相关文献资料, 就是说老师只是辅助作用, 每天监督, 防止有的学生偷懒不做课设。同时改变课程设计的考核方法, 并不是说以最终提交的课设报告为准, 增加课设平时成绩比例, 本人提高到40%, 剩下的60%包括课程设计报告, 以及课设答辩的时候学生回答问题的情况, 这样就增加了学生参加课程设计的积极性。4) 辅助教学软件的应用。要求学生学会使用Matlab里面的SIMULINK软件, 因为他们前面学习过Matalb及其仿真这门课, 要求学生根据控制电机对象建立数学模型, 能进行电机变频调速控制仿真。
四、增加港口设备感性认识
对于如何提高学生对港口传动设备的感性认识, 本人认为我校应该立足我校的优势从以下这三个方面展开:1) 参观实习:我校每年的新生都会安排去企业参观实习, 对于港口自动化专业尽量多安排一些去港口现场参观考察机会。我校在这一方面具有夺天独厚的优势, 我校与上海振华港机 (集团) 公司具有非常好的战略合作关系。同时与上海电气集团也是非常好合作伙伴, 以前曾隶属于电气集团, 可以带学生参观起重机长。2) 我校每年都有几个学生进入上海振华港机 (集团) 工作, 每学期可以考虑请这些校友在休息的时候返回母校给学弟学妹进行工作经验分享, 让他们把现场拍摄的图片或者视频现场给学生讲解。3) 毕业实习。我校毕业生在大四第一学期会有一个毕业实习, 对于港口自动化方向的学生, 特别是致力于想从事与港口相关工作的学生, 尽量安排他们去港口相关企业实习, 这样对他们可以真正做到学以致用, 可以将实习中发现的问题带人课堂, 甚至他们的毕业设计可以做港口设备控制相关的内容, 为他们将来更好的适应港口相关工作奠定坚实的基础。
五、结束语
电气传动自动控制 篇9
关键词：电气传动,自动化控制,可靠性,测试方法
随着自动化水平的不断提高, 怎样提高电气传动及自动化控制设备可靠性一直以来都是生产厂以及广大用户们关心的焦点问题。在此基础上, 国家的电控及配电设备的质量监督中心按照我国现阶段的基本国情以及实际情况, 针对其可靠性问题, 提出了相关测定与试验的具体实施方法以及方案。进而, 在电气自动化的可靠性问题上取得了巨大的突破, 对于发现影响电气传动及自动化控制设备可靠性的一系列有关因素, 具有十分重要的作用, 与此同时, 对于改进与完善设备的设计工艺有着积极的指导意义。
1 可靠性概念
通常在国际上一般将可靠性定义为:在规定相关环境与时间的情况下, 可以按时达到规定的有关功能的一种能力。这个定义不仅是针对某一台具体设备或者某一个具体系统, 还能够适用在某一个具体单元。由于产生故障会带有一定随机性, 因此, 往往用“概率”来表示其有关的特性。
2 可靠性测试方法
2.1 实验室测试
实验室测试就是指在实验室内开展的测试, 这样的测试方法是根据有关规定, 利用某些易于控制的条件或者环境, 模拟设备能够正常运行的过程中所需要的相关条件, 使设备就好像真的在使用现场的应力情况一样开展的试验, 而后记录并统计累计失效数和所用时间等一系列的数据, 进一步得到设备具体的可靠性指标。
2.2 保证试验
保证试验是指设备在出厂前一定要进行的无故障性的测试, 通常被称之为“烤机”。这样的测试方法是对于设备的可靠性开展的确保试验, 需要很长的时间, 对于生产量比较大的设备来说, 只能采取对其样品开展相关试验的方法进行检测。与此同时, 这种方法比较适合应用在电路相对比较复杂、生产数量比较大以及可靠性要求比较高的设备测试实验中。
2.3 现场测试
现场测试是指使用现场条件与环境对自动化设备开展的可靠性测试, 通过记录、分析以及统计各种试验数据, 得到设备可以正常运行的基本可靠性指标。现场测试一般包含三种情况, 一是在线测试, 在测试过程中, 设备可以正常运行使用;一是停机测试, 在测试过程中, 设备一定要停止使用;另外就是脱机测试, 是指将需要测试的设备或部件从整个系统的运行过程中除去, 放置于专用的测试设备上开展测试活动。虽然这种方法的工作环境相对来说比较真实一些, 并且测试设备数量相对较少, 获取的数据能够准确的反映设备的可靠性能, 但是在测试过程中外界各种因素的干扰是控制不了的, 重复实验的条件也相对比较差。这三种不同测试方法在应用中各有特点, 这就需要在对自动化设备开展可靠性测试时, 一定要严格按照实际的条件情况选择适当的测试方法, 并且对测试有关问题实施严格规范。
3 可靠性测试方法的选择
3.1 测试的环境
测试的相关环境选择对测试的结果有着十分重要的影响。电气传导产品无论是在工艺方面、规格方面还是质量方面, 都存在着很大的差异。所以一定要根据测试产品的具体情况进行选择测试的环境, 以确保测试的客观性。比如设备工作的环境温度、湿度、气候和海拔高度等。
3.2 测试的场地
测试场地的选择是有规律可循的。假如对于产品可靠性的水平要求比较高并且比较严格或产品实际的应用环境相对比较恶劣的时候, 一定要选择要求最为严格的测试场地。假如是测试一般情况下设备能够正常使用的可靠性水平, 就可以选择环境比较典型的测试场地。假如需要测试的是可以提供可靠的对比性资料的设备, 就可以选择与其实际的工作环境相类似的测试场地。
3.3 测试的产品
电气传导产品的种类各式各样、性质齐全。所以在开展测试的时候必须先对产品的有关信息进行充分的了解, 选择一些具有典型性以及代表性的产品进行测试, 只有这样才可以确保测试的结果, 达到测试的目的。以我们的工作实际为例, 选择了大型高炉电控系统设备、板坯连铸电控系统设备、热轧和冷轧电控系统设备、矿山机械电控系统设备等。产品属性从性质上既有大型设备、又有中型和小型设备;设备运行包括了连续和间断工作制;控制系统也从简单系统到复杂系统。
3.4 测试的程序
一个科学合理的测试程序是不可缺少的, 并且在实际的测试过程中, 测试人员一定要严格根据程序开展试验。一个测试程序包括以下因素:测试起始与结束的时间、采集相关数据、确定时间间隔、排除设备故障、记录各项性能指标与保障情况等等, 与此同时这些要素均要按照严格的规范进行, 以确保测试的准确性以及可信性。
3.5 测试的组织工作
测试的组织工作是测试工作过程中一个非常重要的环节。所以, 一定要组建一个高效、科学的机构, 负责各个分散测试场地的相关管理以及组织工作, 同时还要对测试数据进行收集与有关的整理工作。
4 现场测试
4.1 测试的目的
(1) 收集现场出现的可靠性的数据, 同时开展可靠性的评估, 为制定可靠性的考核指标提供基础。 (2) 收集现场可靠性的数据进行统计之后获取可靠性的数据指标 (MTBF) 。 (3) 收集设备上可靠性的数据, 为以后使用提供可靠性的指标。 (4) 对设备的使用寿命进行测试, 进而确定设备出厂的时候进行的“烤机”时间。 (5) 收集现场设备的维修数据, 开展维修评估。
4.2 测试的条件
这种测试方法对设备生产厂的管理制度要求比较高, 工艺条件也要相对稳定以及成熟, 元器件的进货渠道正规, 生产的产品有质量保证。对测试设备使用厂, 其设备工作条件一定要符合相关的产品技术标准, 最好使用的自动化设备比较多, 以保证统计数字的可靠性。
4.3 测试设备的选择
对测试产品的交货期我们通常采取在3年以内, 可以正常运行使用半年的自动化设备, 这样选择考虑的是产品在这段期间是工作于浴盆曲线中部, 通常称之为“偶然失效期”, 这时收集的数据, 能够代表产品正常工作的可靠性, 为以后的可靠性设计、改进等方面提供了可信数据。
4.4 数据的收集
首先进行以摸清典型自动化设备无故障工作的平均时间 (MTBF) 的可靠性指标为目的进行现场测试。工作的重点就在于确定其故障分类、故障方式以及故障的严重性分级等一系列工作。同时, 我们还要收集设备其它相关的可靠性数据, 为以后制定设备可靠性的指标奠定基础。
4.5 可靠性分析
根据收集的现场原始可靠性数据, 按照自动化设备的可靠性指标规范要求, 进行计算、统计相关的可靠性特点。根据收集数据统计表明:典型自动化设备的无故障工作的平均时间 (MTBF) 大约是10000小时, 通过测试也说现场测试方法对自动化设备的产品是极为适用的。
5 可靠性测试的重要性及未来的发展趋势
可靠性测试的重要性主要体现以下三个方面:第一是随着科技的不断进步, 电子设备的复杂程度也在加大, 对其可靠性的要求也就越来越严格。第二是影响电子设备的因素太多, 比如温度、湿度、烟雾以及辐射等等, 从而引起设备的失效性也就越容易, 因此也要提高产品质量, 保证设备的可靠性和安全性。可靠性测试在电气传动及自动化控制设备中的应用可以大大减少事故的发生, 提高设备的安全系数, 同时采用可靠性测试也可避免因人为不注意而产生的误差, 取得更好的控制效果, 因此, 可靠性测试在电气传动及自动化控制设备中的应用前景会一片大好, 人们对其可靠性测试的关注度也会逐渐提高。可靠性测试将成为电气传动及自动化控制中的主要手段。
6 结语
因为自动化设备的产量比较复杂、品种比较多、系统集成度也越来越高, 对其开展试验室测试相对来说有一定的难度, 因此采取现场测试的方法比较实际, 但是现场测试也有许多的不足之处。比如消耗的时间比较长, 准确度相对较差, 受到人为因素的影响较大等等, 所以, 可以适当的进行一些有关的实验室测试, 弥补现场测试中存在的不足之处。总之, 现场测试的方法适合我国目前的基本国情, 实验室试验的方法适合于未来的发展。
参考文献
[1]吕雅琴, 蒋纬国, 吴东昕, 等.基于MTBF电气自动化控制设备可靠性测试的改进[J].职业技术出版社, 2001 (10) .
[2]胡启铭, 陈杰珩.电气设备及其自动化装置的运行维护探讨[J].电网技术研究院, 2006 (8) .
[3]章佳艺, 孙凯悦, 王志刚, 等.Markov模型的软件可靠性测试充分性问题的研究[J].测控技术研究院, 2003 (12) .
[4]姜祥生, 江洪业.浅析电气自动化设备的可行性检测方法[J].江苏电机工程, 2009 (6) .
电气传动自动控制 篇10
1.1 单片机概述
单片机是一种微型的集成度很高的芯片处理器, 把中央处理器和存储器集成在很小的芯片上。虽然, 单片机不是计算机, 但是能完成简单的运算及控制处理功能。
从单片机的结构功能划分, 可以分为两类, 一类是冯·诺依曼结构, 另一类是哈佛结构。冯·诺依曼结构的单片机, 其数据存储空间和程序存储空间是共用的, 存储空间小;而哈佛结构的单片机, 数据存储空间和程序存储空间是相互独立的, 拥有更大的存储空间。
目前, 电气传动及控制领域的单片机多采用的是哈佛结构, 因为其存储空间更大, 应用范围更为广泛。
1.2 电气传动及控制系统简介
电气传动及控制系统是工业生产自动化的一种非常关键的技术使用, 是生产中机械化程度高的一种集中表现。该系统主要以电动机为动力源泉, 给传动装置及控制设备提供能量, 实现自动化生产技术的控制系统。
通常情况下, 电动机、信息设备和控制设备共同构成了完整的电气传动及控制系统。该系统完成由电能向机械能量的转换, 使人工从生产中脱离出来, 更加自动化、智能化, 便于统一管理, 还能实现优产, 高质量, 低消耗的生产目标。
电气传动及控制系统完成了向生产自动化的转型, 随着计算机技术的发展, 又开始不断向信息化和智能化进行新的创新和转型, 逐渐过渡到智能化和全自动化的生产形式。
1.3 单片机在电气传动及控制系统中的应用
目前, 越来越多的电气传动及控制系统都采用单片机组成的嵌入式系统, 完成只要载入程序并且通电正常, 机械就能实现自动运转, 不再需要人工进行干预, 实现产能翻倍的增加。
单片机取代了计算机对电气传动及控制系统的远距离控制, 节省了设备成本。并且单片机的程序应用针对性较计算机更强, 使应用更加具体化简单化。单片机较计算机稳定性更好, 更不容易出现故障, 即使出现故障, 单片机组成的嵌入式系统可增加的故障自检功能, 可以实现快速故障定位, 减少检修成本。
2 单片机电气传动及控制系统的设计
2.1 系统的硬件设计
系统的硬件设计是完成电气传动及控制系统设计的基础。在进行硬件设计之前, 首先要进行功能划分, 按照各功能类别制定出最合理的单片机电气传动及控制系统的方案。按照方案进行相应的设计, 才能事半功倍。
选择单片机是硬件设计的重中之重。由于单片机的种类多种多样, 在选择的时候一定要慎重, 根据具体的应用, 综合考虑处理速度和程序空间, 如果有专用单片机, 尽量选用专用芯片, 这样可以提高集成度, 减小外围电路复杂度;同时在单片机的内置RAM和Flash空间上要兼顾当前功能和将来升级的需要, 留出适当的裕量, 既要避免选择过大存储空间浪费资源, 又不能选择过小的空间, 为以后升级带来困难。
在进行外围电路设计时, 尽量选择市场上常用的芯片, 避免过于冷僻, 以便于器件采购和产品维护升级。
最后, 将这些设计要求用原理图的方式反映到图纸中, 完成完整的硬件电路的搭建和加工。
2.2 系统的软件设计
系统的软件设计就是基于最初的功能设计在硬件平台上进行程序开发的过程。首先, 要按照硬件结构把程序进行分解, 分模块设计单独的接口程序、系统管理程序和应用程序。其次, 将这些软件模块设计转换成程序流程图, 要对程序流程图进行反复的斟酌, 使程序流程最为简便合理。当敲定了程序流程图后, 按照程序语言的编写要求将流程图落实到程序中。
程序编写过程中尽力做到模块化, 以达到较高的可移植性, 避免以后产品升级的情况下进行重复劳动。
2.3 系统的其它设计
电气传动及控制系统大都具备大型机电设备, 恶劣的电磁环境容易对单片机的工作造成干扰, 所以必须采取措施, 如可靠接地、增加屏蔽等提高系统的抗干扰性能。
在完成硬件设计和软件设计之后, 还要进行联调, 以检查整个系统是否运转正常, 是否有遗漏部分, 经过以上步骤和现场试验验证, 运转正常的才能构成完整的单片机电气传动及控制系统。
3 总结
单片机在电气传动及控制系统中的应用, 使得运转情况更加准确和可靠, 单片机程序的易修改性, 也能够实现电路控制的不同要求。在设计基于单片机的电气传动及控制系统时, 多方面设计是密不可分的, 其中尤其是硬件及软件方面的设计, 要相互配合, 否则会影响整体系统设计效果。必须结合实际需要, 才能设计出利用效率高、可靠性高的基于单片机的电气传动及控制系统。
参考文献
[1]吴岩.单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J].黑龙江科技信息, 2011.
[2]李柱涛.单片机的发展趋势及其在设备自动化系统改造中的应用[J].黑龙江科技信息, 2011.
[3]梁凯淋.单片机技术的发展及应用[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2009.