機(jī)電控制系統(tǒng)

1、俞婉菁舒皓俞婉菁郭曄組長(zhǎng)組長(zhǎng)：一，機(jī)電控制系統(tǒng)一，機(jī)電控制系統(tǒng) 1）機(jī)電控制系統(tǒng)由來）機(jī)電控制系統(tǒng)由來機(jī)電控制系統(tǒng)機(jī)電控制系統(tǒng) 機(jī)械的廣泛深入的應(yīng)用，也促進(jìn)了控制科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展。 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)本身，廣義地講也可稱為控制，只有配備一定的控制裝置才可以達(dá)到某種較復(fù)雜的工作目的 生產(chǎn)工藝的發(fā)展對(duì)機(jī)械系統(tǒng)也提出了愈來愈高的要求，使得機(jī)械更多的是與電氣、電子裝置結(jié)合在一起，形成了機(jī)電控制系統(tǒng)。 2）機(jī)械與控制的關(guān)系）機(jī)械與控制的關(guān)系自動(dòng)控制是以一般系統(tǒng)為對(duì)象，廣泛地使用控制方法進(jìn)行控制系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)。機(jī)電控制就是應(yīng)用自動(dòng)控制工程學(xué)的研究結(jié)果，把機(jī)械作為控制對(duì)象，研究怎樣通過采用一定的控制方法來適應(yīng)對(duì)象特性

2、變化從而達(dá)到期望的性能指標(biāo)。也就是說機(jī)電控制從屬于自動(dòng)控制。也就是說機(jī)電控制從屬于自動(dòng)控制。3）機(jī)電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)）機(jī)電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)機(jī)電控制系統(tǒng)一般由7個(gè)部分組成 主反饋 串聯(lián)補(bǔ)償元件 輸入量 放大元件 執(zhí)行元件 被控對(duì)象 輸出量 局部反饋 - - 并聯(lián)補(bǔ)償元件 比較元件 比較元件 測(cè)量元件 驅(qū)動(dòng)元件 ”代表比較元件，它將測(cè)量元件檢測(cè)到的被控量與輸入量進(jìn)行比較；“-”號(hào)表示兩者符號(hào)相反，即負(fù)反饋；“+”號(hào)表示兩者符號(hào)相同，即正反饋。 二，機(jī)電控制系統(tǒng)的發(fā)展史二，機(jī)電控制系統(tǒng)的發(fā)展史機(jī)電控制系統(tǒng)的發(fā)展按所用控制器件來劃分，它主要經(jīng)歷了四個(gè)階段機(jī)電控制系統(tǒng)的發(fā)展按所用控制器件來劃分，它主要經(jīng)歷了

3、四個(gè)階段： 最早的機(jī)電控制系統(tǒng)出現(xiàn)在20世紀(jì)初，它僅借助于簡(jiǎn)單的接觸器與繼電器等控制電器，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的啟、停以及有級(jí)調(diào)速等控制，它的控制速度慢，控制精度也較差。 第二個(gè)階段第二個(gè)階段 20世紀(jì)30年代控制系統(tǒng)從斷續(xù)控制發(fā)展到連續(xù)控制，機(jī)電控制系統(tǒng)的快速性及控制精度都大大超過了最初的斷續(xù)控制，并簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，減少了電路中的觸點(diǎn)，提高了可靠性，使生產(chǎn)效率大為提高。： 20世紀(jì)4050年代出現(xiàn)了大功率可控水銀整流器控制；50年代末期出現(xiàn)了大功率固體可控整流元件晶閘管，很快取代了水銀整流器控制，后又出現(xiàn)了功率晶體管控制，由于晶體管、晶閘管具有效率高、控制特性好、反應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、可靠性高、維護(hù)容易

4、、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，它的出現(xiàn)為機(jī)電自動(dòng)控制系統(tǒng)開辟了新紀(jì)元。 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用特別是微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，又使控制系統(tǒng)發(fā)展到一個(gè)新階段計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，20世紀(jì)70年代初，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心，這不僅加強(qiáng)了自動(dòng)化程度，而且提高了機(jī)床的通用性和加工效率，在生產(chǎn)上得到了廣泛應(yīng)用。三，國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀三，國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)與控制技術(shù)和信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，不僅促使生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式的發(fā)展和變革，而且促進(jìn)開發(fā)性能優(yōu)越的、機(jī)電相結(jié)合的機(jī)械產(chǎn)品，創(chuàng)造新的制造工藝和加工手段，使系（產(chǎn)品）高附加值化。帶來的好處帶來的好處 多功能、高效率化、高可靠性節(jié)省能源，

5、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 機(jī)電控制是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電控制的主要發(fā)展方向如下 ： 1、智能化、智能化2、模塊化、模塊化3、網(wǎng)絡(luò)化、網(wǎng)絡(luò)化4、微型化、微型化5、綠色化、綠色化6、系統(tǒng)化、系統(tǒng)化dsc 控制系統(tǒng) 國(guó)外自上世紀(jì)60年代出現(xiàn)第一臺(tái)工業(yè)過程控制系統(tǒng)以來已經(jīng)過三代產(chǎn)品的發(fā)展變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及產(chǎn)品的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)亦相應(yīng)地不斷發(fā)展。 半導(dǎo)體技術(shù)集成電路技術(shù)推動(dòng)微處理器、微控制器的發(fā)展。分布式控制系統(tǒng)已推出第四代產(chǎn)品，如honeywell 公司新推出的expersion pks

6、（過程知識(shí)系統(tǒng)），emerson公司的a2，橫河公司的r3（prm工廠資源管理系統(tǒng)），abb公司的industrial it系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，使控制系統(tǒng)向全數(shù)字化、全分散式、全開放可互操作和開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的新一代現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(fcs)發(fā)展。plc技術(shù)20世紀(jì)80年代走向成熟。自動(dòng)控制理論及技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)控制、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能技術(shù)和專家系統(tǒng)已在工業(yè)自動(dòng)化中實(shí)際應(yīng)用。四、機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍四、機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍工業(yè)生產(chǎn)百姓的日常生活農(nóng)業(yè)生產(chǎn)軍事、航天在生活上的應(yīng)用在生活上的應(yīng)用： 現(xiàn)在機(jī)電控制體統(tǒng)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，給人們的生活帶來了

7、很大的現(xiàn)在機(jī)電控制體統(tǒng)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，給人們的生活帶來了很大的便捷。便捷。 例如：變頻空調(diào) 眾所周知，我國(guó)的電網(wǎng)電壓為220伏、50赫茲，這種條件下工作的空調(diào)稱之為“定頻空調(diào)”。由于供電頻率不能改變， “變頻空調(diào)”變頻器改變壓縮機(jī)供電頻率，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。依靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢達(dá)到控制室溫的目的。中央空調(diào)變頻器v微 光 機(jī) 電 系 統(tǒng)(moems)是近幾年在 微 機(jī) 電 系 統(tǒng)(mems)中發(fā)展起來的一支極具活力的新技術(shù)系統(tǒng)，它是由微光學(xué)、微電子和微機(jī)械相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新型的微光學(xué)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。 moems是一種可控的微光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的微光學(xué)元件在微電子和微機(jī)械裝置的作用下能夠?qū)?/p>

8、束進(jìn)行匯聚、衍射和反射等控制，極大地促進(jìn)信息通信、航天技術(shù)以及光學(xué)工具的發(fā)展，對(duì)整個(gè)信息化時(shí)代將生產(chǎn)深遠(yuǎn)的影響。 在農(nóng)業(yè)上的發(fā)展在農(nóng)業(yè)上的發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的基本形式是融合機(jī)械、電控、液壓于一體?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的基本形式是融合機(jī)械、電控、液壓于一體。農(nóng)業(yè)機(jī)器人 已有農(nóng)業(yè)機(jī)械及裝置的無人自動(dòng)操作 農(nóng)業(yè)機(jī)械及裝置的部分自動(dòng)化控制 機(jī)電控制這種自動(dòng)化方式以提高已有農(nóng)業(yè)機(jī)械及裝置的作業(yè)與操作性能，提高作業(yè)效率和作業(yè)精度，減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)，節(jié)約資源等為目的。 這種自動(dòng)化方式用在操作簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)無人運(yùn)轉(zhuǎn)，危險(xiǎn)性大或是長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)單調(diào)過程的作業(yè)上。 農(nóng)業(yè)機(jī)器人是一種可由不同程序軟件控制，以適應(yīng)各種作業(yè)，能感覺并適應(yīng)作物種類或環(huán)境變化，有檢測(cè)(如視覺等)和演算等人工智能的新一代無人自動(dòng)操作機(jī)械。 在工業(yè)上的應(yīng)用在工業(yè)上的應(yīng)用v日經(jīng)產(chǎn)業(yè)新聞：“電子技術(shù)的電子學(xué)與機(jī)械技術(shù)的機(jī)械學(xué)相結(jié)合的技術(shù)進(jìn)步的總稱?！眝富士通法納克公司：“將機(jī)械學(xué)和電子學(xué)有機(jī)結(jié)合而提供的更為優(yōu)越的技術(shù)。”工業(yè)機(jī)械手臂機(jī)電控制技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用，大致經(jīng)歷了參數(shù)數(shù)顯、硬件數(shù)控（nc控制）、計(jì)算機(jī)數(shù)控（cnc控制）、柔性生產(chǎn)系統(tǒng)（fms）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（cims）、虛擬制造系統(tǒng)（vms）等過程，使加工制造技術(shù)與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式緊密結(jié)合，形成現(xiàn)代制造技術(shù)和系統(tǒng)。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展，