控制技术范文10篇

控制技术范文篇1

随着问题食品的涉及面越来越广，问题食品早已从过去的粮油肉蛋等扩展到水果和零食等小分支食品产业链。食品问题关系网宽广、危害程度又不断深入，安全问题的监管很难从体制上做到深入和全面。不仅如此，很多制毒制劣手段越来越多样化，也越来越隐蔽，这无疑使食品监管难题雪上加霜。

二、食品安全控制技术在旅游食品安全中的应用

对于旅游产业，食品安全问题是重点，将食品安全控制技术应用在旅游区食品安全监管中是一项明智举措。食品在生产过程中的所有处理阶段都应该按照食品安全相关条例和措施来贯彻和实施，只有这样才能尽可能从源头上确保食品安全，才能保证消费者健康。食品安全控制技术可以按照旅游区常用消费食品进行分类监管。熟食制品定指标检测。熟食是旅游区常用食品，主要以禽畜为原料加工成可以直接食用的消费产品。对于熟食，微生物和亚硝酸盐超标是两个最容易发生的问题。在进行灌装熟食时，最好选用天然肠衣，其既有利于保证食品的透气性，还能在一定程度上减少细菌微生物的滋生。奶制品超高温灭菌。纸盒包装的超高温灭菌奶具有较长的保质期，是旅游区常备的饮料。因为奶类80%以上都是水，所以容易滋生细菌微生物。研究表明，超高温瞬间杀菌法将乳制品加压加热到130-150摄氏度并持续0.5-2秒钟完全可以彻底杀死细菌，因此被认为是目前最理想的杀菌法。

控制技术范文篇2

在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中，交流伺服系统的应用越来越广泛，其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流，而且调试、使用十分简单，因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统，并充分发挥DSP的高速运算能力，自动完成整个伺服系统的增益调节，甚至可以跟踪负载变化，实时调节系统增益；有的驱动器还具有快速傅立叶变换（FFT）的功能，测算出设备的机械共振点，并通过陷波滤波方式消除机械共振。

一般情况下，这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式，即伺服电机上的编码器反馈既作速度环，也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度，应在最终的运动部分安装高精度的检测元件（如：光栅尺、光电编码器等），即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是：伺服系统只接受速度指令，完成速度环的控制，位置环的控制由上位控制器来完成（大多数全闭环的机床数控系统就是这样）。这样大大增加了上位控制器的难度，也限制了伺服系统的推广。目前，国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统，使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。

该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷，伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等)，作为位置环，而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙（如齿轮间隙、丝杠间隙等），补偿机械传动件的制造误差（如丝杠螺距误差等），实现真正的全闭环位置控制功能，获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成，无需增加上位控制器的负担，因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中，开始采用这种伺服系统。

2直线电机驱动技术

直线电机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。

在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台（拖板）之间的机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。

1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如丝杠等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。

2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。

3.动刚度高由于"直接驱动"，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。

4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进个速度（要求达60～100M/min或更高）当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度，一般可达2～10g（g=9.8m/s2），而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1～0.5g。5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。

6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。

7.效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，传动效率大大提高。

直线传动电机的发展也越来越快，在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品，其中美国科尔摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动；德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。

3可编程计算机控制器技术

自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）问世以来，PLC控制技术已走过了30年的发展历程，尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器（PCC）就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。

与传统的PLC相比较，PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，而是由操作系统的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来，满足了实时控制的要求。当然，这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意修改。

基于这样的操作系统，PCC的应用程序由多任务模块构成，给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求，如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等，分别编制出控制程序模块（任务），这些模块既独立运行，数据间又保持一定的相互关联，这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后，可一同下载至PCC的CPU中，在多任务操作系统的调度管理下并行运行，共同实现项目的控制要求。

PCC在工业控制中强大的功能优势，体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS（分布式工业控制系统）技术互相融合的发展潮流，虽然这还是一项较为年轻的技术，但在其越来越多的应用领域中，它正日益显示出不可低估的发展潜力。

4运动控制卡

运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。它的出现主要是因为：（1）为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；（2）在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位系统等）、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；（3）PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；控制卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。

这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行，运动控制卡也形成了一个独立的专门行业，具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现，如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。

控制技术范文篇3

关键词：铁路；客运专线；箱梁混凝土；裂缝控制；技术

如今，铁路客运专线当中广泛使用钢筋混凝土箱梁。箱梁混凝土裂缝问题是在铁路工程建设当中是非常常见的技术问题。裂缝一旦出现，尤其是贯穿裂缝在重要的结构部位出现，危害性非常大，会将结构的耐久性降低，过早对钢筋进行腐蚀，将构件的承载力减弱，直接威胁到铁路的安全使用，所以，需要对其进行控制。

1裂缝种类

1.1温度裂缝。铁路客运专线箱梁混凝土浇筑之后，水泥水化过程中将出现比较多的水化热，正因为箱梁体积巨大，不容易散发水化热，导致内部温度急剧上升，表层散热又极快，出现内外温差大的现象。温差大造成不同的内外冷热情况，造成混凝土结构内外不同的拉应力，一旦外部拉应力大于内部混凝土抗拉应力强度，就会出现裂缝。这样的裂缝主要是发生于混凝土施工的后期，尤其是混凝土拆模的过程中，主要是因为内外的温度差比较大，混凝土表层温度降低比较快导致收缩现象。这些主要是发生在表层范围中，大部分出现在端部比较厚或者腹板的地方。混凝土当中水泥用量以及水泥品种直接对混凝土产生多少水化热有紧密的关系，用水泥量越高就容易出现比较高的水泥内部温度，出现温度应力比较大，从而增加出现温度裂缝的可能性。1.2干缩裂缝。干缩裂缝主要是出现在养护箱梁一段时间或者浇筑之后的一周左右，完成浇筑之后混凝土表层受到外界条件的影响，水分损失非常快，变形也非常大，内部水分损失缓慢，温度改变幅度低，变形比较小，表层出现大的干缩变形是因为受到混凝土内部约束力导致拉应力较大，造成裂缝，因此，混凝土当中相对湿度越小，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝就容易出现。1.3塑性收缩裂缝。混凝土凝结前，表层水分蒸发比较迅速导致出现裂缝，这样的裂缝就是塑形收缩裂缝，大风或者干热的情况下容易出现这种裂缝。，主要是因为终凝混凝土之前，混凝土强度比较弱，碰到大风或者干热天气，造成表面水分过快流失，造成更大的负压，以致于混凝土体积快速收缩，产生裂缝。

2混凝土裂缝控制技术

2.1优选材料。（1）水泥。因为混凝土温度的升高是水泥水化热造成，所以控制混凝土裂缝需要从减少水泥水化热开始，尽可能的挑选低热水泥亦或者是降低混凝土水泥使用量来减少水泥水化热的出现。（2）粗骨料。同样强度等级的混凝土利用卵石所使用到的水和水泥的量要低于碎石的用水和水泥用量；同样品种的骨料，骨料粒径越大，级配越高，空隙率越小就说明总表面积越小，从而混凝土的水与水泥用量也降低，随之水化热降低，可更好的防止裂缝出现。（3）细骨料。普通的细骨料就是砂，按照粒径大小分为粗、中、细砂，相同重量条件下的细砂总面积最高，混凝土当中，因为砂的表面是由水泥包裹着，所以砂的表面积越大所需要的水泥越多。施工过程中要尽可能的选择使用粗中砂，由此减小孔隙率以及总表面积，降低使用水泥的用量，减少水化热。（4）外加剂。减水剂的关键作用就是将混凝土的和易性改良，有效的将水灰比减小，提高混凝土强度的前提下降低水泥使用量，预防混凝土出现裂缝。（5）掺和料。一般为了降低水泥使用量、降低水化热同时将和易性提高，会利用粉煤灰取代部分水泥，不但降低水泥使用量，减少水化热。同时，促使硬化之后的混凝土更加紧致，降低混凝土的收缩数值。2.2优化混凝土施工工艺。（1）使用大刚度模板，防止浇筑混凝土的过程中，受到侧向压力的作用导致模板出现变形，导致变形裂缝出现。（2）保持好混凝土原材料的温度，夏季高温要利用地下水将骨料、砂等原材料进行冲凉，防止在阳光下直射，有意遮蔽阳光，泵送管道上要利用草袋覆盖以此起到隔热的效果。（3）控制好混凝土的搅拌时间，如果时间太久就会导致水分蒸发，混凝土坍落度过低，在混凝土体积上出现收缩裂缝，而且还是不规则的。（4）控制分层浇筑混凝土的步骤，增强混凝土散发内部热量的速度，掌控混凝土浇筑速度，保证硬化混凝土前后均匀沉石，防止不规则的裂缝。（5）降低混凝土的水化热，为了可以将箱梁内模拆除，每跨梁体之间留下两个天窗，以便更好的将梁内热量散发出来，同时安装吹风机来朝着箱体内部吹风，利用空气的快速流动减少箱体温度，降低箱体内外混凝土的温差，减小出现裂缝的几率。（6）振捣混凝土，在竖向混凝土构件表层构成水渠，导致砂石下沉或者水泥浆上浮，箱体表层出现了塑像收缩，容易在梁体表层出现裂缝。2.3做好表面隔热养护。箱体混凝土梁裂缝出现，大部分都是因为箱体内外温差较大导致的。混凝土完成浇筑，内外温差加大，一般情况下，表面收缩受到内部混凝土约束导致拉应力，这种拉应力比较低，不会高于混凝土的抗拉应力限度。如果冷空气侵袭，通风散热的速度加快，造成混凝土表面温度降低速度加快，容易出现裂缝。因而拆模之后，特别是寒冷季节，要对混凝土表面进行保护，防止因为表面温度降低而出现的裂缝。科学的养护工作，不仅能够保温保湿，还可以将早期过大的内外温差以及表层收缩情况改良，同时确保混凝土强度快速提高，提高抗拉强度，地域内外温差和表层干缩造成的拉应力，尽量将铁路客运专线的箱梁混凝土内部温度减少。在温度非常高的情况下，混凝土浇筑后，要及时做好洒水工作，确保混凝土的表面维持在湿润的状态，这样可以将外界高温危害减少，同时还可以防止出现干缩裂缝，更好的将混凝土强度提高。

3结束语

总而言之，对铁路客运专线箱梁混凝土裂缝控制，需要经过科学合理选择原材料、保证混凝土施工工艺、增强对混凝土的表面养护工作。只有这样，才能够对铁路客运专线箱梁混凝土裂缝实现行之有效控制的目的，给箱梁混凝土更加稳定健康的施工带来更好的保障。

参考文献：

[1]周斌.预应力混凝土箱梁后张法的施工质量控制探讨[J].工程技术研究,2017,(7):68+71.

[2]刘柏军.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理[J].工程技术研究,2017,(2):148+163.

[3]周明.工程混凝土结构裂缝的原因与控制[J].南方农机,2007,(6):29-30.

控制技术范文篇4

关键词：混凝土；裂缝；干缩；收缩；骨料；水灰比；硬化；添加剂

1.引言

大体积混凝土由于水泥凝结硬化过程中释放出大量的水化热，形成较大的内外温差，当温差较大超过25℃时，混凝土内部的温度应力有可能超过混凝土的极限抗拉强度从而产生温度裂缝，同时混凝土降温阶段如果降温过快，由于厚板收缩，又受到强大的摩阻力，可能导致收缩贯穿裂缝。此外，混凝土本身的收缩也可能造成裂缝的产生。因此大体积混凝土存在的主要问题是裂缝的控制。

2.大体积混凝土的概念

目前国内对于大体积混凝土尚无一个明确的定义。我国有的规范认为，当基础边长大于20m，厚度大于1m，体积大于400m3时称大体积混凝土；有的则认为混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大，导致裂缝的混凝土为大体积混凝土。

3.大体积混凝土的主要类型

目前主要根据混凝土的种类和要求的性能进行分类。按照混凝土种类主要分为不含钢筋的素混凝土、含钢筋的钢筋混凝土或掺入钢纤维的钢纤维混凝土；按照要求的性能主要分为干硬性混凝土、低流态混凝土、高流态混凝土和常态混凝土等。

4.大体积混凝土的特点及施工技术要求

大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、一次浇注量大、施工时间长、施工工艺要求高、受环境影响大，浇注完毕后，由于体积过大，造成混凝土水化热大，温度场梯度大，混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，混凝土产生裂缝的机率较多。

5.大体积混凝土裂缝的主要类型

5.1干缩裂缝

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。

5.2塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细，且长短不一，互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm.从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状，深度一般3～10cm，通常延伸不到混凝土板的边缘。

5.3沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝。特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

5.4温度裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

6.大体积混凝土裂缝的材料控制技术

6.1水泥的合理选取

优先选用收缩小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期（1～5d）可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

6.2骨料的合理选取

选择线膨胀系数小、岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，这样可以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。

6.3尽可能减少水的用量

水对混凝土具有双重作用，水化反应离不开水的存在，但多余水贮存于混凝土体内，不仅会对混凝土的凝胶体结构和骨料与凝胶体间的界面过度区相的结构发展带来影响，而且一旦这些水分损失后，凝胶体体积会收缩，如果收缩产生的内应力超过界面过度区相的抗力，就有可能在此界面区产生微裂缝，降低混凝土内部抵抗拉应力的能力。再者，大体积混凝土一般强度都不是很高。

7.混凝土凝结硬化过程的控制

宏观上，硬化混凝土在约束条件下，收缩变形会产生弹性拉应力，拉应力的近似值最初可假定为杨氏模量和变形的乘积，当诱导拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土材料就会开裂。但事实上，由于混凝土是一种兼具粘性和延展性（徐变）的复杂相组成的非均质材料，一些应力被徐变松弛所释放，混凝土是否产生裂缝是徐变应力松弛后的残余应力所决定。

8.外加剂与掺合材料的控制

8.1粉煤灰

混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱集料反应，减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显着降低混凝土的早期强度，对抗裂不利。试验表明，当粉煤灰取代率超过20%时，对混凝土早期强度影响较大，对于抗裂尤其不利。

8.2硅粉

（1）抗冻性：微硅粉在经过300～500次快速冻解循环，相对弹性模量隆低10～20%，而普通混凝土通过25～50次循环，相对弹性模量隆低为30～73%.（2）早强性：微硅粉混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性。（3）抗冲磨、控空蚀性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高0.5～2.5倍，抗空蚀能力提高3～16倍。

8.3减水剂

缓凝高效减水剂能够提高混凝土的抗拉强度，并对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形等性能起着极为重要的作用。

8.4引气剂

引气剂除了能显着提高混凝土抗冻融循环和抗侵蚀环境的能力外，能显着降低新拌混凝土的泌水，提高混凝土的工作度，降低混凝土的弹性模量，优化混凝土体内微观结构，提高混凝土的抗冻性能。

9.结语

大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有几种：一是结构型裂缝，由外荷载引起的。二是材料型裂缝，主要由温度应力和混凝土的收缩引起的。目前控制和解决的重点是温度应力引起的混凝土裂缝。

参考文献：

控制技术范文篇5

在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中，交流伺服系统的应用越来越广泛，其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流，而且调试、使用十分简单，因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统，并充分发挥DSP的高速运算能力，自动完成整个伺服系统的增益调节，甚至可以跟踪负载变化，实时调节系统增益；有的驱动器还具有快速傅立叶变换（FFT）的功能，测算出设备的机械共振点，并通过陷波滤波方式消除机械共振。

一般情况下，这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式，即伺服电机上的编码器反馈既作速度环，也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度，应在最终的运动部分安装高精度的检测元件（如：光栅尺、光电编码器等），即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是：伺服系统只接受速度指令，完成速度环的控制，位置环的控制由上位控制器来完成（大多数全闭环的机床数控系统就是这样）。这样大大增加了上位控制器的难度，也限制了伺服系统的推广。目前，国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统，使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。

该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷，伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等)，作为位置环，而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙（如齿轮间隙、丝杠间隙等），补偿机械传动件的制造误差（如丝杠螺距误差等），实现真正的全闭环位置控制功能，获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成，无需增加上位控制器的负担，因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中，开始采用这种伺服系统。

2直线电机驱动技术

直线电机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。

在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台（拖板）之间的机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。

1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如丝杠等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。

2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。

3.动刚度高由于"直接驱动"，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。

4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进个速度（要求达60～100M/min或更高）当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度，一般可达2～10g（g=9.8m/s2），而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。

6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。

7.效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，传动效率大大提高。

直线传动电机的发展也越来越快，在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品，其中美国科尔摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动；德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。

3可编程计算机控制器技术

自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）问世以来，PLC控制技术已走过了30年的发展历程，尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器（PCC）就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。

与传统的PLC相比较，PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，而是由操作系统的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来，满足了实时控制的要求。当然，这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意修改。

基于这样的操作系统，PCC的应用程序由多任务模块构成，给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求，如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等，分别编制出控制程序模块（任务），这些模块既独立运行，数据间又保持一定的相互关联，这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后，可一同下载至PCC的CPU中，在多任务操作系统的调度管理下并行运行，共同实现项目的控制要求。

PCC在工业控制中强大的功能优势，体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS（分布式工业控制系统）技术互相融合的发展潮流，虽然这还是一项较为年轻的技术，但在其越来越多的应用领域中，它正日益显示出不可低估的发展潜力。

4运动控制卡

运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。它的出现主要是因为：（1）为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；（2）在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位系统等）、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；（3）PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；控制卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。

这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行，运动控制卡也形成了一个独立的专门行业，具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现，如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。

5结束语

计算机技术和微电子技术的快速发展，推动着工业运动控制技术不断进步，出现了诸如全闭环交流伺服驱动系统、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等许多先进的实用技术，为开发和制造工业自动化设备提供了高效率的手段。这也必将促使我国的机电一体化技术水平不断提高。

控制技术范文篇6

1）汽车发动机基本原理和构造

当今世界上的汽车发动机工作过程基本上都由四个冲程组成，即进气、压缩、膨胀和排气。利用燃料和空气的混合气在气缸内燃烧产生的高温高压气体的膨胀，发动机借助于曲柄连杆机构通过曲轴对外输出扭矩而作功。发动机按照所用燃料可分成汽油机、柴油机和燃气发动机；按照点火方式可分成点燃式和压燃式；汽油机按照空气和燃油的比例可分成理论当量燃烧和稀薄燃烧；按照汽油喷射地点可分成中央喷射、进气口喷射和缸内喷射。

发动机的各个部分按其功能可分成燃油供应系统、进气排气系统、点火系统、曲柄连杆传动机构、润滑系统、冷却系统和辅助系统如发电机、起动机、空调压缩机和各种泵等。

发动机工况可分成冷起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、加速、减速和倒拖滑行等。这些工况主要根据负荷与转速，结合发动机温度（即冷却液温度）来区分。

2）电子控制在发动机中的重要意义

汽车电子控制始于发动机电子控制。电子控制之于1957年引入发动机以及于1967年商品化，其初衷是为了满足越来越严格的排放法规要求，同时提高汽车的动力性、燃油经济性和舒适性。现代汽车和发动机技术离开了电子控制是不可思议的。电子产品的产值在整个汽车中所占的比例随着汽车级别的提升而升高，可达30以上。

3）发动机电子控制的核心问题

汽油机电子控制的核心问题是燃油定量和点火定时。柴油机电子控制的核心问题是燃油定量和喷油定时。

2．汽车和发动机电子控制系统的组成

汽车和发动机电子控制系统跟其它电子控制系统一样，也是由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器组成。

1）传感器

（1）目前汽油机电子控制系统常用的传感器有：

l进气岐管绝对压力传感器（提供进气岐管绝对压力信息供计算负荷等）

l燃油压力传感器（提供油轨燃油压力信息）

l燃油箱压力传感器（提供燃油箱压力信息）

l机油压力传感器（提供机油压力信息）

l冷却液温度传感器提供（提供发动机温度信息）

l进气温度传感器（提供进气温度信息供计算空气密度等）

l空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）

l空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）

l空气流量传感器（提供空气流量信息供计算负荷等）

l节气门位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息）

l油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息等）

l霍尔传感器（提供转速信息、曲轴位置和相位信息）

l感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息）

l燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息）

l爆震传感器（提供发动机机体接收到的振动信息）

l排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息）

l氧传感器（提供过量空气系数l是大于1还是小于1的信息）

（2）目前柴油机电子控制系统常用的传感器有：

l增压压力传感器（提供增压压力信息）

l燃油压力传感器（提供共轨燃油压力信息）

l机油压力传感器（提供机油压力信息）

l冷却液温度传感器（提供发动机温度信息）

l燃油温度传感器（提供燃油温度信息）

l进气温度传感器（提供进气温度信息）

l排气温度传感器（提供排气口和排气管的温度信息）

l空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）

l空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）

l空气流量传感器（提供空气流量信息）

l节气门位置传感器（提供节气门位置信息用于排气再循环控制）

l转角传感器（提供分配泵轴转角信息）

l油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息）

l霍尔传感器（提供转速和曲轴相位信息）

l海拔高度传感器（提供海拔高度信息）

l车速传感器（提供车速信息）

l感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息）

l燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息）

l排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息）

l氧传感器（提供过量空气系数l的具体数值）

l压差传感器（提供微粒物捕集器的压差信息）

lNOX传感器（提供排气后处理系统的NOX浓度信息）

2）电子控制单元

电子控制单元（ECU）接受传感器提供的各种信息并加以处理，根据处理向执行器发出指令给，对发动机实施控制。电子控制单元由微型计算机和模拟电路组成。随着发动机技术的不断发展，电子控制单元的信息处理量越来越大，现在所用的芯片已经达到32位，晶体管数量可超过700万个，匹配参数可超过6000个，针脚数目可超过150个。

3）执行器

（1）目前汽油机电子控制系统常用的执行器有：

l电动燃油泵

l电磁喷油器

l点火线圈

l各种怠速执行器

l炭罐控制阀

l排气再循环控制阀

l电动节气门（又称电子油门）

l液压回路电磁阀（用于可变气门定时控制等）

l气动回路电磁阀（用于可变进气管长度控制等）

l全可变气门电子控制执行器

l涡轮增压废气放空控制阀

l电动二次空气泵

l三效催化转化器加热执行元件

l冷却风扇

l空调压缩机电磁离合器

l发动机上的其他辅助设备

（2）目前柴油机电子控制系统常用的执行器有：

l电动输油泵

l各种燃油喷射泵

l喷油量执行器（集成于燃油喷射泵内）

l喷油提前角执行器（集成于燃油喷射泵内）

l燃油切断阀（集成于燃油喷射泵内）

l共轨高压泵

l共轨压力控制阀

l各种共轨喷油器

l单元喷嘴系统和单元泵系统的高压燃油电磁阀

l炽热塞

l排气再循环控制阀

l电动节气门（又称电子油门）

l可变气门控制执行器

l可变进气管长度执行器

l涡轮增压废气放空控制阀

l冷却风扇

l空调压缩机电磁离合器

l发动机上的其他辅助设备

一部分柴油机传感器和执行器集成于燃油喷射设备之内，因所用的柴油喷射设备而异。

3．汽油机基本的电子控制项目

1）燃油定量。这是汽油机最重要的电子控制项目。控制对象是进入发动机的空气与燃油的质量比例，由ECU根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等参数决定。负荷就是驾车人对发动机的扭矩要求，通过吸入空气量或油门踏板位置传递给ECU。执行器是电动燃油泵和电磁喷油器。燃油定量影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。

2）点火定时。点火定时通常用点火发生时活塞在压缩冲程上止点之前多少度曲轴转角，即点火提前角来表征，也要根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等工况参数决定。执行器是点火线圈。点火定时同样影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。

3）爆震控制。汽油机爆震会损坏发动机，恶化排放和燃油经济性。通过电子控制避免爆震的主要途径是减小点火提前角。所以爆震控制通过点火定时控制实施。但是过小的点火提前角会影响燃油经济性。爆震控制的目的就是使点火提前角保持在恰好不发生爆震的临界点。

4）油箱蒸发排放物控制。油箱蒸发排放物都是碳氢化合物，是有害物质，必须利用活性炭罐加以吸附，并在适当的时候用新鲜空气清洗活性炭罐。清洗气流通过进气管送入气缸燃烧。并不是任何工况下都可以进行清洗，所以要利用炭罐控制阀对清洗气流加以控制。

4．柴油机基本的电子控制项目

柴油机基本的电子控制项目就是燃油定量和喷油定时。这两者都由喷射设备根据转速、负荷和冷却液温度等信息控制。这里，负荷信息由油门踏板传感器提供。如果说汽油机可以采用，也可以不采用油门踏板位置传感器的话，那么柴油机必须采用。

5．扩展的发动机电子控制项目

1）扩展的汽油机电子控制项目

l可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。

l可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性，降低有害物质排放。

l增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。

l排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。

l二次空气电子控制。用于满足欧4以上法规对碳氢化合物和一氧化碳排放的要求。

l三效催化转化器燃油加热或电加热电子控制。用于满足欧4以上法规对排放的要求。

l停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。

l气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性，降低有害物质排放。

l喷油压力和喷油定时控制。用于汽油直喷，提高动力性和经济性，降低有害物质排放。

2）扩展的柴油机电子控制项目

l喷油压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。

l喷油规律电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质和噪声排放。

l多次喷油电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质和噪声排放。

l可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。

l可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性，降低有害物质排放。

l增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。

l排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。

l停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。

l气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性，降低有害物质排放。

l微粒物捕集器再生电子控制。用于降低发动机微粒物排放。

6．展望和结语

1）发动机电子控制系统是一个非常有潜力的市场。随着排放法规的逐步趋严和燃油经济性要求的逐步提高，发动机技术正在飞速发展，新的电子控制技术还在不断涌现。

2）都说世界制造业的重心正在向中国转移。汽车行业，包括汽车电子行业，也在一定程度上出现了这种趋势。但是，目前中国发动机电子控制系统的原配套产品基本上都出自外资企业。这些企业组装产品用的元件几乎都不是在中国生产的。由此我国丧失了许多GDP和就业岗位。国营和民营企业技术水平低下，只能仿造外资企业的产品，跟在外资企业后面从维修备件市场分一点残羹冷饭。有的甚至还偷偷摸摸地打着外资企业的招牌，干着生产假冒伪劣产品的勾当。这种局面应当扭转。政府应当看到，这个行业的发展将会带来巨大的GDP增长，并创造大量的就业机会。所以政府应当做出规划，对这一行业加以扶植和整顿。

控制技术范文篇7

关键词：机电控制系统；主动控制技术；一体化；设计方式

近些年我国生产力水平不断提高，开始广泛推广自动化技术。利用自动化技术可以扩大企业的规模，保证技术的先进性。在制造业当中利用机电控制系统自动控制技术，在科学发展的支持下，人们对于机电控制系统自动控制技术提出更高的要求，为了满足时展要求，机电控制系统自动控制技术开始进行一体化的设计。

1概述机电控制系统和自动控制技术

1.1机电控制系统机电控制系统的核心元素是控制，在无人操作的状态下，控制装置可以根据设计方案指令控制管理机械设备，完成指定的任务。机电控制系统可以联系控制器和设备等部件，在这个过程中利用了微电子技术和信息处理技术以及通信技术等，因此机电控制技术融合各种技术。近些年我国不断提升计算机信息技术水平，进一步发展了机电控制系统，在生产制造领域广泛利用机电控制系统。

1.2自动控制技术自动控制技术主要利用控制器控制设备和产品，使产品和设备可以根据规律进行运动。自动控制技术利用自动控制的原理，有效关联机械和电器以及设备等，可以完成任务。传统的自动控制技术利用精确数学模型，在信息化和智能化技术的支持下，智能控制系统开始占据主流，在多个方面领域都开始广泛利用。自动控制技术的作用比较大，直接影响到产品的精度和加工效率等方面，此外机电控制技术居于工程化和实用化等特征，在未来具有良好的发展空间。

1.3机电控制系统自动控制技术的应用在机电控制装备当中利用：自动控制技术利用控制程序，根据计算机的指令统一进行机电控制。其中自动控制器发挥着重要的作用，执行设计的控制参数，动态跟踪整体运行情况，实时输送数据，实现了机电控制系统的自动化和智能化。因此当今很多机电企业都开始广泛利用PLC控制器，可以进一步提高工作效率和安全系数，缩小机电故障范围，降低生产成本，保障产品的质量，进一步扩大生产效益。在机电微机计算机中应用：自动控制尺寸不断减小，机电产品的自重和体积随之不断减轻，同时也进一步提升了机电产品的运行效率，使其使用年限不断增加。当今计算机控制器不断更新，为机电行业发展提供不竭的动力，虽然微型计算机控制器比较小，但是具有强大的功能，如果系统发生偏差，控制器就会立即发出警报，实施安全保护，使安全事故率不断降低，在最大程度上降低损失，提高了系统的检修率，同时也避免发生事故。微型计算机控制元件不断发展，也会促进机电控制一体化的发展。

2机电一体化设计措施

2.1设计方案机电一体化工作难度比较高，在实际过程中，要求设计人员具备设计专业的知识，同时还要具有工作经验，还要全面了解产品的性能，这样才可以完成产品设计，此外需要配合机电提高产品性能。设计人员需要综合考虑产品的造价和市场反应等因素，以市场需求为基础设计产品，否则产品终将会被市场淘汰。机电一体化在开发设计阶段，需要设计产品，满足产品的性能需求。在适应性设计阶段，需要以要求标准为基础，改进产品设计的局部细节，进一步提升产品的性能。

2.2设计方法取代设计法：利用电子线路控制电子产品。在传统的电子产品控制过程中，通常都是利用机械式控制方式，这种任务完成方式比较单一，无法全面的掌握产品情况，导致产品的使用率比较低。利用电子线路可以利用计算机和控制器等，结合电子线路和机械控制，利用变速装备取代原有的控制器，这样一来机械结构和工作程序可以变得更加简单，也实现了一体化设计，可以提高产品设计质量，突出产品的实用性，因此机电企业需要大力引进这种新技术，进一步发展企业经济。整体设计法：结合电子方面和机械设备，利用二者结合实现整体化设计，顺利落实机电的一体化设计。在机电一体化设计当中需要注重新型理念，保障机电产品的整体质量，提高其使用性能。利用整体设计法可以整合机械设备技术和电子技术，形成整体结构，创新机电产品设计过程，利用创新的设计理念，促进机电行业的可持续性发展。组合设计法：有效组合机械产品的各种标准功能模块，利用控制器对于各个模块的关系进行协调，形成一体化的机电系统。例如在设计数控机床的过程中，需要分析伺服驱动和数控以及相关机械装置，将各个部分有效整合，可以实现数控车床多项功能于一体。在设计机电一体化的时候，不能单纯考虑一体化设计的优势，还要注重企业的投资成本。例如某个机电企业引进了新型机电设备，但是控制器却没有因此更换，这样是无法提高产品质量和生产效率的，因此在设计过程中，需要根据企业情况，选择最佳组合方式，提高企业的经济效益。利用整体组合方式具有更大的优势，不仅可以提高生产效率，还可以保障产品质量，节省企业成本，对于后期的维修和使用等都会提供很大的便利。

3结束语

通过以上综合的论述，要想开展机电一体化设计，就要有效的综合机电控制系统和自动控制技术，合理调整机电企业的经济效益，使机电生产效率不断提高，实现机电生产的智能化。因此机电企业需要深入了解机电一体化设计，将自身的优势充分的发挥出来，积极转变经济发展模式，全面开展机电生产工作，提高产品的质量和施工效率，节省企业成本。

参考文献：

[1]牛晓玲.机电控制系统与自动化控制系统一体化设计及应用[J].自动化技术与应用,2018,37(10):125-128.

[2]刘敏.基于机电控制系统自动控制技术与一体化设计分析[J].电子世界,2018(15):206.

[3]张凯.机电控制系统自动控制技术与一体化设计探讨[J].科技与创新,2017(15):118+121.

控制技术范文篇8

关键词：伺服驱动技术，直线电机，可编程计算机控制器，运动控制

1引言

信息时代的高新技术流向传统产业，引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业，在这场新技术革命冲击下，产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变，微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合，促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。

随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展，各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。

在机电一体化技术迅速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到前所未有的大发展，国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术（FullClosedACServo）、直线电机驱动技术（LinearMotorDriving）、可编程序计算机控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和运动控制卡（MotionControllingBoard）等几项具有代表性的新技术。

2全闭环交流伺服驱动技术

在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中，交流伺服系统的应用越来越广泛，其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流，而且调试、使用十分简单，因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统，并充分发挥DSP的高速运算能力，自动完成整个伺服系统的增益调节，甚至可以跟踪负载变化，实时调节系统增益；有的驱动器还具有快速傅立叶变换（FFT）的功能，测算出设备的机械共振点，并通过陷波滤波方式消除机械共振。

一般情况下，这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式，即伺服电机上的编码器反馈既作速度环，也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度，应在最终的运动部分安装高精度的检测元件（如：光栅尺、光电编码器等），即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是：伺服系统只接受速度指令，完成速度环的控制，位置环的控制由上位控制器来完成（大多数全闭环的机床数控系统就是这样）。这样大大增加了上位控制器的难度，也限制了伺服系统的推广。目前，国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统，使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。

该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷，伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等)，作为位置环，而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙（如齿轮间隙、丝杠间隙等），补偿机械传动件的制造误差（如丝杠螺距误差等），实现真正的全闭环位置控制功能，获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成，无需增加上位控制器的负担，因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中，开始采用这种伺服系统。

3直线电机驱动技术

直线电机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。

在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台（拖板）之间的机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。

1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如丝杠等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。

2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。

3.动刚度高由于"直接驱动"，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。

4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进个速度（要求达60～100M/min或更高）当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度，一般可达2～10g（g=9.8m/s2），而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。

6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。

7.效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，传动效率大大提高。

直线传动电机的发展也越来越快，在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品，其中美国科尔摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动；德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。

4可编程计算机控制器技术

自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）问世以来，PLC控制技术已走过了30年的发展历程，尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器（PCC）就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。

与传统的PLC相比较，PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，而是由操作系统的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来，满足了实时控制的要求。当然，这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意修改。

基于这样的操作系统，PCC的应用程序由多任务模块构成，给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求，如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等，分别编制出控制程序模块（任务），这些模块既独立运行，数据间又保持一定的相互关联，这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后，可一同下载至PCC的CPU中，在多任务操作系统的调度管理下并行运行，共同实现项目的控制要求。

PCC在工业控制中强大的功能优势，体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS（分布式工业控制系统）技术互相融合的发展潮流，虽然这还是一项较为年轻的技术，但在其越来越多的应用领域中，它正日益显示出不可低估的发展潜力。

5运动控制卡

运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。它的出现主要是因为：（1）为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；（2）在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位系统等）、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；（3）PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；控制卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。

这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行，运动控制卡也形成了一个独立的专门行业，具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现，如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。

控制技术范文篇9

就目前的状况而言，煤矿中的采煤电机设备在进行工作时，电缆会随之移动，这时会出现折返的情况，长期移动、折返，将会导致电缆的芯线出现折断现象，或是使其芯线裸露在外。这样的情况在电机设备使用1140V电压供电下，容易使其产生共模电压和电流，同时会击穿其瞬发二极管以及先导二极管，导致该设备无法进行远程操控，也就不能及时在发现状况时将电机设备停止，从而提高了采煤作业中的危险程度。在电机设备中，应用载波技术有其独特的优势存在。第一，载波技术可以实现设备的抗干扰性，同时具有免维护、寿命长的优点。第二，它拥有智能型全独立控制接口，对作业中的工作情况有明显的显示，以便对工作设备进行检测以及及时维修。第三，该技术的模块拥有磁铁吸附式底座，可以实现快速安装，并能选择电机设备里的合适位置。

2载波控制技术的工作原理

载波控制技术是由两个控制模块组成，一个是发信模块，另一个是收信模块，两个模块分别装在采煤机内以及开关处，当机组处于停机状态时，采煤机的隔离电源开关是关闭状态，同时电磁启动器也没开始工作，这时其中的36V开关开始给收信模块供电。当收信模块接收到电源，其与收信模块连接的双相机组负荷芯线能够发出大约50HZ的载波信号，同时其中的发信模块通过机组负荷电缆收到其传来的载波信号后，将原有的信号源变为数码载波，并将变更的信号源返回至负荷电缆。当收信模块再次收到数码信号源时，则将其进行解码，以变成控制按钮的指令，再通过驱动各部位的继电器，来达到对采煤机作业过程的远程操控。

3具体应用效果

某采煤作业方在其采煤过程中利用了载波技术，对其采煤机的操控有很大的帮助。其在采煤机中安装了载波控制模块，同时将启动器安装同一频率的控制模块，使其实现对采煤机的远程操控。它代替了传统的控制方式，采用双向信号传输的方法，对其进行动态检测，以便避免采煤机因各种原因出现的电缆损坏而带来的一些事故。另外，在使用载波控制技术后，不仅在工作效率上得到了提高，并且在某些成本花费上也省下一笔费用。例如，利用该技术可以将传统的7芯屏蔽电缆换成4芯屏蔽电缆，其费用相比之下更小，而且同一根电缆在没有损坏的前提下可以重复使用。4芯电缆在原有电缆的基础上同样可以实现灵活操控，并且双相传输信号，使其信号更稳定。除了能够提高采煤机的工作效率以外，该技术还可以使操作过程中的能源消耗量降低，使其真正达到低能作业。由此可见，在采煤过程中，电缆的载流量要求非常严格，由于载波控制模块对工况可以显示出来，因此，在控制作业时，可对数据有明确的显示，不仅能够节约电缆的资金，更降低了控制线的事故发生率。载波控制技术的应用也为煤矿开采工作带来了经济效益以及社会效益，它不仅仅节省了电缆的费用，也节约了采煤工作的开支。由于降低了电缆的损坏率，也减少了更换的次数，因此一个工作面只需要400245m2的电缆，长度也减少了400m，总资金是17万多。因此，采用载波控制技术的优势显而易见。

4结语

控制技术范文篇10

关键词：汽车电子控制系统；计算机控制技术；应用研究

相关研究表明，汽车不安全问题的根源有九成以上是公路交通事故，而在事故问题中，车辆碰撞、追尾等比重非常高。为了提高行车的安全性，减少这种事故发生概率，我国投入了大量资金和资源，来研究汽车的自动安全技术。而很显然这需要计算机控制技术的介入和使用，所以怎样通过计算机控制技术的运用来大大改善汽车性能水平，是当前汽车行业着重研究的课题之一。

1汽车电子控制系统简述

1.1汽车电子控制系统含义

最近几年电子技术、汽车行业发展迅捷，两者结合的程度也颇高，汽车电子技术便由此诞生。该技术的应运而生对我国汽车行业发展而言具有变革性意义。新的时代背景下，衡量汽车智能化水平高低的一大指标就是汽车的电子化[1]。自技术上看，汽车电子技术既能够改善设备的质量性，又能够丰富和拓展汽车的功能性。汽车电子控制系统分作四类，其一是动力发动机集中控制系统。它又分作很多子系统，比如发动机集中控制系统、自动化变速控制系统等。其二是智能车身电子系统，它也囊括了诸多子系统，像是自动调节座椅系统、汽车夜视系统等。其三安全系统、底盘综合控制。比如驾驶员智能支持系统、车辆稳定控制系统等。其四是娱乐通讯系统。比如音响系统、导航系统等[2]。当前大众在购买汽车时，汽车电子功能是否多样和先进成为挑选汽车的重要指标之一。

1.2汽车电子技术的优点

第一，汽车修复时间大大减少。相关研究证实，汽车总故障中汽车电气设备故障占比高达1/3，众所周知，汽车的构造比较复杂，其中零部件非常多，加上湿度、道路、环境等诸多外界因素的影响，汽车最终的可靠度和质量性是无法完全保障的，换言之，汽车性能还存在较大的提升空间。如今，伴随着汽车功能的增加，汽车零部件也显著增多，电气设备故障率也随之明显上涨。而电子控制汽车中大部分都装设了自诊断系统，该系统可精准评判故障类型，提高诊断速率，令汽车修复时间大大缩短。第二，节油效果突出。相较于传统油器式发动机，汽车发动机多施行的是电子综合优化管控，这种方式燃油消耗量大大减少，平均降低13%左右。因为汽车控制机械参数颇为复杂，所以实行电子技术优化管控后，计算机能够对控制对象的压力、温度等各种参数进行采样，通过科学规范的数据分析实现对汽车执行机构的合理控制[3]，这样便可以确保汽车运行状态良好的同时，还能大大节省耗油量。第三，降低污染。发动机空燃相较于闭环控制系统对发动机传感器的依赖度更重，在控制系统的帮助下，可完成实际空燃的范畴管控，技术工作者经由增设三元催化精华、废气再循环等装置，大大节约燃油量，还可分解排放气体，减轻对大气环境的污染程度。第四，降低交通事故发生率。交通事故的产生原因有两点，人为和客观。而增加电子装置可实现对人为、客观因素的把控，从而减少事故发生概率。人为因素把控的电子装置包含检测人的反应时间、心理状况、预防酒驾等，客观因素把控的电子装置包括安全气囊、电子控制防滑装置等。最后，增强乘坐的舒适感。现代化汽车运行系统中应用汽车电子技术，可加强对路况等的了解和掌握，从而实现对减震器等的参数控制，提升乘坐人员的舒适度和体验感。而且大众还可按照自身需求来进行参数调节，令汽车自动控制程度更符合现代人个性化需求。

2汽车自动控制系统的分类

汽车自动控制系统分类有两种方法，其一是依据控制系统是否存在反馈环节来分类，其二是按照系统传输信号对时间的关系来分类。第一种方式可分成开环控制系统、闭环控制系统。第二种方式可分作连续控制系统、离散控制系统。开环控制系统，指的是汽车自动系统控制作用是受到系统输出量的影响，每个单元精度对开环控制系统的控制精度具有决定性影响。因此该系统多应用在精度要求偏低的情况下，而且由于该系统结构不复杂，所以更适合干扰因素少的场合下使用。闭环控制系统，指的是系统输出经由检测反馈单元直接反馈回来，然后作用到控制部，从而形成一种闭合的结构系统。该系统最大的优点是能够对自动化系统参数内变化或者外部干扰形成的偏差进行纠正，而且缺点在于精确度偏低[4]，而且系统元件存在间隙，这会使得系统存在不稳定风险，从而影响汽车最终的运行状态。连续控制系统其控制作用信号具备一定的连续化、模拟化特征。离散控制系统，又被称作采样控制系统，它最大的特征是系统控制信号采样数量、连续两、数字量的不同。通常来讲，凡是采样数值计算机控制系统，大部分都属于离散系统。

3汽车电子控制系统中计算机控制技术的应用

3.1汽车发动机方面的具体应用

汽车发动机主要构成包括点火时间控制装置、燃油喷射控制装置、怠速运转控制装置、再循环控制装置。发动机速度、进气量的不同，会令点火延迟控制系统点火时间有所差别，想要确保点火时间的最优化，务必要对发动机进气量、速度展开科学化的合理管控，确保速率固定值的最佳化，从而实现汽车燃料消耗的最低值。爆震传感器通过闭环系统把搜罗到的数据反馈至开环控制系统中，对废气排放加以把控，最大化减少废气排放量，实现管控的最终目的。另外汽车发动机中，通过计算技术所获取的反馈信息，可加强对参数、发动机冷却温度等的优化调节，令汽车发动机空转转速在合适的体系中稳妥的状态下。若想进一步提升发动机运行的态势，则要对其充气效率施行科学把控，并采取手段减轻汽车运行压力。可以对汽车气缸喷射予以健全拓展，运用汽车电子技术来提高自然吸气发动机的性能水平。

3.2汽车底盘方面的具体应用

汽车底盘电子控制系统中关键构成部分是驱动防滑控制系统、防抱死制动控制系统。汽车驱动安全装置中，牵引力控制系统、防抱死控制系统缺一不可。要想推动汽车底盘系统的良好运行，必须要把计算机控制技术运用到其中。驱动防滑控制系统可借助于计算机的精准来确保车辆启动、转向时通过加速轮的启动转动，建立起协同效应，从而令汽车的运行态势步入良好轨道中，实现驾驶和乘坐人员体验感的大幅提升。因为计算机控制技术的精确把控，我们在控制汽车系统时，令其按照移位特征来对变速比展开高精准的控制，减轻燃料的消耗，同时大大提高效率[5]。而且因为由计算机控制技术的调整，汽车换挡也更为平滑和舒适，从而令汽车的优势更凸显出来，且大大增加了汽车的使用寿命。

3.3汽车安全控制系统中计算机控制技术的具体应用

因为道路状况复杂多变，汽车运行速度又比较快，所以汽车的安全性必须要依赖高科技术来实现，确保汽车安全控制系统功能最大化发挥。汽车电子安全系统包括了车身系统内的全部电子设备，像是碰撞警示、安全气囊等，这些电子安全系统会大大提高和改善乘客驾驶人员的体验感，使其更感舒适。例如，安全气囊装置中采用计算机控制技术，能够最大化确保驾驶人员的人身安全。防御系统、碰撞系统则能够有效躲避和降低倒车、追尾事故的发生概率。当汽车行驶过程中，倘若发生两辆车辆安全距离缩短的状况时，系统会自动警示，驾驶人员获得提醒做出调整，以防两辆车出现碰撞。驾驶员倒车时也因为有碰撞警示、预防系统，可以更为安全和高效的躲开障碍物，防止发生不必要的事故。制动防抱死系统是当前汽车中极为普遍的一个系统，传统的汽车防抱死系统是通过机械原理完成刹车时轮胎锁死，防止出现追尾、翻车等不安全事故。但是最近几年计算机技术获得显著发展，电子制动分配技术由此诞生，它比传统防抱死系统的动力性更强，可大大提高制动效果，还可确保车辆的安全。电子制动分配技术和制动防抱死系统的有效联动，可让车辆按照车身重量、车速、路况等信息对刹车制动力加以合理化分配，对前后轮的制动进行科学化调节，进而确保车辆总体的平稳和安全，最大化规避驾驶员紧急制动而可能造成的侧翻等状况。通过电子稳定装置来提高汽车的平稳性，尤其雨后湿滑路况下驾驶员紧急刹车，也会因电子稳定装置而保障车辆的不侧翻和安全运行。

3.4汽车电子监控系统方面的具体应用

计算机系统和汽车电子监控系统的链接，是把服务器发出的信号进行连接，为驾驶人员提供具体的行车信息。此外电子监控系统还能够依据驾驶时间来适时提醒不可疲劳驾驶，保障全车人员的生命安全。电子监控系统作用颇大，车主可借助于卫星定位系统随时随地监督车辆，假如车辆受损或者丢失，车主可参考电子通信监控系统，对车辆进行定位，更好的找回失车，或者查看车辆受损具体情况。计算机技术还可对车辆展开自检，运用车载控制器更好的了解车辆的行驶里程、各构件状态、耗损度等，并第一时间对故障进行筛选排除，保证车辆的安全运行。一些配置有车辆自检系统的汽车，可把在线监控器检测端口和计算机进行连结，这样能够第一时间获悉车辆故障信息，为车辆的使用提供最大便利性。

3.5汽车信息系统方面的具体应用

车载信息系统是现代化汽车的标配系统，该系统可以更好的满足大众需求。汽车信息系统的发挥得益于计算机电子控制技术的发展。如今汽车信息系统越发复杂，电子控制器的运用也更加多变，但几乎都是通过实现网络的连接来更好的完成汽车子单元的通信功能，从而加强对各部件功能的精准把控。监控电子控制单元是其中一项重要系统，凭借自身的通信功能可完成对汽车控制系统数据的搜集，包含有里程讯息、燃油量等，建立完整的信息处理体系。在计算机技术的支持下，汽车信息系统得以不断完善和更新，令汽车的驾驶朝着无人驾驶的方向进一步发展。大数据时代下，大众对于汽车影音导航系统的依赖程度越来越高，该系统功能需要搭配适合的gps接收器才能发挥作用，而该接收器亦是需要计算机技术来完成功能分配和衔接，确保其形成统一化系统，从而提供更全面的信息。

4结语

总而言之，伴随着计算机技术的更新和发展，汽车电子控制系统的发展空间也越来越大，在计算机技术的深度全面应用下，大众对汽车显然有了全新的认知，很多自动化系统得到了大众的认可和支持，而这也是汽车行业未来的发展趋向。所以计算机基础上的汽车电子控制系统也必然会获得更深层次的发展，不断开发创新下，其必然朝着集成向、智能化、网络化方向转变，这是未来汽车产业持续化发展不可逆的趋势，也是业内人为之努力的方向。

参考文献：

[1]包蕾.汽车智能电子控制系统设计开发与研究[J].汽车实用技术，2018（02）：43-46.

[2]邓添.自动控制系统下的汽车电子技术研究[J].内燃机与配件，2019（08）：57-59.

[3]陈金.自动控制系统下的汽车电子电工应用分析[J].中国新通信，2019（14）.

[4]杨明东.数字信号处理器在汽车电子控制中的应用[J].科技经济导刊，2019（3）.