電子控制技術(shù)論文大全11篇

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篇（1）

二、人工智能技術(shù)應(yīng)用

基于電氣自動化的復(fù)雜性，其操作過程應(yīng)精細(xì)且注重細(xì)節(jié)。一旦操作失誤，將導(dǎo)致系統(tǒng)故障甚至造成安全事故。因此，人工智能技術(shù)應(yīng)用的核心技術(shù)在于程序化問題，將復(fù)雜化的程序通過智能手段轉(zhuǎn)化為簡便化。通過系統(tǒng)日常資料的分析，對設(shè)備故障采取積極的應(yīng)對措施。在具體應(yīng)用過程中，人工智能技術(shù)主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

(一)智能化設(shè)計分析

人工智能技術(shù)關(guān)系到電力工程以及電路的設(shè)計。在傳統(tǒng)的設(shè)計模式下，工作人員的工作量大，需要大量的試驗驗證，并且對不合理部分進(jìn)行改進(jìn)。因此常出現(xiàn)考慮不周全的問題，處理問題的效率較低，對于難度較大的問題，傳統(tǒng)的處理方案無法解決。這使得智能化設(shè)計成為必然。現(xiàn)階段，電力企業(yè)逐步實現(xiàn)了智能化設(shè)計，全面考察了問題的難度，提高了處理問題的能力和效率。但同時，智能設(shè)計對于操作人員提出了更高的要求，要求其掌握專業(yè)知識和智能系統(tǒng)操作技巧，并且操作人員還應(yīng)具有與時俱進(jìn)的精神，對智能系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母牧荚O(shè)計。利用人工智能設(shè)計，可有效提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，將復(fù)雜問題簡單化。

(二)PLC技術(shù)應(yīng)用

隨著電力企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，電力生產(chǎn)對于技術(shù)具有更高的要求，基于此的PLC技術(shù)成為企業(yè)生產(chǎn)和建設(shè)的重要目標(biāo)。PLC技術(shù)是一種常見的人工智能技術(shù)，目前主要應(yīng)用于工業(yè)、電力企業(yè)，具有良好的效果。其是在繼電控制裝置基礎(chǔ)上發(fā)展起來的智能技術(shù)，該系統(tǒng)的主要作用在于優(yōu)化了系統(tǒng)工藝流程，從而根據(jù)企業(yè)需求對運營現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整，確保其運營的協(xié)調(diào)性。PLC技術(shù)以自動控制系統(tǒng)為主，手動控制技術(shù)為輔。對于提高電力系統(tǒng)生產(chǎn)實踐具有重要作用。在電力生產(chǎn)中，PLC人工智能化技術(shù)的使用還實現(xiàn)了自動化目標(biāo)切換，繼電器逐漸代替了實物元件，不但提高而來管控效率，還確保了系統(tǒng)的運行安全。

(三)智能診斷和CAD技術(shù)應(yīng)用

智能診斷系統(tǒng)的出現(xiàn)是電氣運行復(fù)雜化的結(jié)果。該診斷系統(tǒng)要求操作人員具有較多的實踐經(jīng)驗，改善了傳統(tǒng)模式的手工設(shè)計方案，充分體現(xiàn)了信息時代的優(yōu)勢。科技的發(fā)展也使得CAD技術(shù)逐漸實現(xiàn)了智能化，縮短了產(chǎn)品設(shè)計實踐。智能化技術(shù)優(yōu)化了CAD技術(shù)，對產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的提高具有積極作用。目前，在電力系統(tǒng)中，遺傳算法是人工智能技術(shù)的重要表現(xiàn)之一，通過科學(xué)的計算方法，提高了數(shù)據(jù)統(tǒng)計和計算的精確度。基于遺傳算法的重要作用，應(yīng)得到企業(yè)的重視。在電力系統(tǒng)運行過程中，如何區(qū)分故障和征兆是一個難題，智能化技術(shù)通過專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可快速有效的分析出系統(tǒng)故障和安全隱患，并提供一定的解決辦法，確保了電力系統(tǒng)的運行問題。

(四)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是智能技術(shù)的重要體現(xiàn)之一，其作用在于分析和處理系統(tǒng)故障。可對系統(tǒng)故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并且減少了定位時間。同時，還可完成對非初始速度及負(fù)載轉(zhuǎn)矩的有效管控。神經(jīng)系統(tǒng)設(shè)計具有多樣性，具有反向?qū)W習(xí)功能。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的兩個子系統(tǒng)，可實現(xiàn)對機(jī)電參數(shù)轉(zhuǎn)子速度和電子流的評判和管控。目前，智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要應(yīng)用于分析模式和信號處理上。由于其包含非線性函數(shù)估算裝置，因此對于電氣自動化控制具有積極作用。其主要優(yōu)勢在于無需對控制對象建立數(shù)學(xué)模型，因此工作效率高，噪音小。

篇（2）

建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用必然需要各種電氣設(shè)備的參與，并且設(shè)備的質(zhì)量在整個的建筑電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用中占據(jù)著重要的位置，一旦電氣設(shè)備存在一定的問題的話就會直接影響到整個建筑電氣自動化控制技術(shù)的實施質(zhì)量，進(jìn)而影響到后期建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，具體來看，設(shè)備對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響主要體現(xiàn)在兩個方面:(1)設(shè)備自身的問題，電氣設(shè)備對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響一個主要的問題就是我們所應(yīng)用的設(shè)備自身存在質(zhì)量問題，這種質(zhì)量問題存在的原因有很多，比如設(shè)備在生產(chǎn)過程中可能就存在著質(zhì)量問題，一旦在建筑電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用中采用這些質(zhì)量不達(dá)標(biāo)設(shè)備的話就會影響到建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量，另外，設(shè)備規(guī)格不符合我們所需要的要求的話也會影響到建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量，設(shè)備在運輸或者安裝過程中受到一定的損害的話必然也會影響到后期的正常使用;(2)環(huán)境因素的影響，電氣設(shè)備對于周圍環(huán)境的依賴性也是比較強(qiáng)的，尤其是對于電氣設(shè)備周圍空間內(nèi)的溫度和濕度的要求雖然不是特別的苛刻，但是一旦溫度或者濕度變化過大的話也會嚴(yán)重的影響設(shè)備的正常使用，最終影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量。

1．2技術(shù)對建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響

建筑電氣自動化控制技術(shù)作為一種最為新型的技術(shù)手段自然也離不開技術(shù)的支持，因此，反過來說，技術(shù)必然也會對建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，技術(shù)水平的高低也就直接決定著建筑電氣自動化控制技術(shù)運用水平的高低，但是就當(dāng)前我國的建筑電氣自動化控制技術(shù)中的技術(shù)水平現(xiàn)狀來看，仍然存在著一些問題，這些問題主要表現(xiàn)在兩個方面:(1)技術(shù)升級不及時，雖然建筑電氣自動化控制技術(shù)就當(dāng)前來看算是一種較為新型的技術(shù)手段，但是就建筑電氣自動化控制技術(shù)本身來說仍然需要不斷地進(jìn)行技術(shù)升級才能更好地適應(yīng)當(dāng)前人們對于建筑電氣不斷提高的要求，一旦建筑電氣自動化控制技術(shù)升級不及時導(dǎo)致電氣自動化技術(shù)落后于人們?nèi)找嫣岣叩囊蟮脑捑蜁?yán)重的影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用價值，也不利于建筑電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展;(2)在技術(shù)管理方面存在一定的缺陷，技術(shù)管理對于整個建筑電氣自動化控制技術(shù)的重要性不言而喻，一個完善的技術(shù)管理體系能夠使得建筑電氣自動化控制技術(shù)最大程度的發(fā)揮自身的優(yōu)勢，甚至能夠最為及時的針對自身的不足進(jìn)行更新?lián)Q代，而當(dāng)前我國建筑電氣自動化控制技術(shù)不存在完善的技術(shù)管理制度和體系，進(jìn)而就極有可能導(dǎo)致建筑電氣自動化控制技術(shù)在具體運用中出現(xiàn)質(zhì)量問題。

1．3人員對建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響

建筑電氣自動化控制技術(shù)的施工和具體應(yīng)用都離不開具體人員的操作，因此，人員也會對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。就建筑電氣自動化控制技術(shù)本身而言，其應(yīng)用的最根本的目的就是發(fā)揮自動化功能來減少建筑電氣工程使用中對于人員的依賴，但是這并不代表著在實施中就可以減少人員的使用，或者是降低施工人員的素質(zhì)，就當(dāng)前我國建筑電氣自動化控制技術(shù)的現(xiàn)狀來看，人員的影響主要表現(xiàn)在以下兩點:(1)專業(yè)素質(zhì)不高，建筑電氣自動化控制技術(shù)作為一種新型的科學(xué)技術(shù)手段，其科技水平相對傳統(tǒng)電氣工程來說更高，因此，就對具體的工作人員提出了更高的要求，尤其是在專業(yè)性上更是要求人員具備較高的素質(zhì)，一旦工作人員專業(yè)水平不夠的話就會在很大程度上影響實施的質(zhì)量，最終影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用效果;(2)缺乏對工作人員的監(jiān)督，工作質(zhì)量的高低和監(jiān)督存在著密切的聯(lián)系，如果我們對工作人員的施工質(zhì)量進(jìn)行密切監(jiān)督的話就會在一定程度上提高工作人員施工的質(zhì)量，進(jìn)而提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的水平，而如果監(jiān)督不到位的話，那么就會很容易使工作人員產(chǎn)生懈怠，甚至?xí)霈F(xiàn)工作失誤，最終影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量。

2建筑電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展方向

2．1在建筑電氣自動化控制技術(shù)中融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)作為當(dāng)前較為先進(jìn)的另一種科學(xué)技術(shù)也應(yīng)該使其在建筑電氣自動化控制技術(shù)中發(fā)揮一定的作用，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理運用能夠在很大程度上提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的更新速率，擴(kuò)展建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用范圍;并且除此之外，在建筑電氣自動化控制技術(shù)中合理的運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠在很大程度上提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的管理水平，促進(jìn)建筑電氣自動化控制技術(shù)的快速發(fā)展。

2．2加強(qiáng)系統(tǒng)的修復(fù)和維護(hù)

建筑電氣自動化控制技術(shù)在實施和具體應(yīng)用過程中離不開系統(tǒng)的修復(fù)和維護(hù)過程，并且建筑電氣自動化控制技術(shù)的維護(hù)和修復(fù)極為關(guān)鍵，加強(qiáng)對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的維護(hù)和修復(fù)管理能夠提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的運用水平，確保建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用穩(wěn)定性。

2．3提高系統(tǒng)更新頻率

當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度越來越快，電氣自動化控制技術(shù)的更新也應(yīng)該緊隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐提高自身系統(tǒng)更新的速率，以滿足當(dāng)前人們對于建筑電氣自動化控制技術(shù)不斷提高的要求。

篇（3）

傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)方式被機(jī)械設(shè)備所取代，在一段時期內(nèi)的確使生產(chǎn)效率得到了顯著提高，對于經(jīng)濟(jì)水平較低的工業(yè)發(fā)展初期，尚可滿足生產(chǎn)的需求。然而隨著社會的進(jìn)步，時代的發(fā)展，人們對于工業(yè)產(chǎn)品提出了更高的要求，無論是數(shù)量還是質(zhì)量、精度，都提高到了一個新的層次。單純的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)以及人工操作的生產(chǎn)方式已無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。電子技術(shù)的應(yīng)用則解決了這一難題，采用可編程邏輯控制器和單片機(jī)，并將所需的控制程序?qū)懭耄耆軌驖M足工業(yè)控制的要求。同時有效降低了勞動強(qiáng)度，節(jié)省了大量的人力資源，僅需較少的技術(shù)人員進(jìn)行看護(hù)。此外，隨著人工智能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，設(shè)備在程序的控制下，可以解決生產(chǎn)中遇到的較為簡單的問題。然而，雖然近年來電子技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用，我國的電子技術(shù)水平總體來說仍然不高，與國外的電子技術(shù)公司相比存在較大的差距，不利于我國工業(yè)控制的發(fā)展，我國的電子技術(shù)行業(yè)面臨的形勢依然較為嚴(yán)峻。

1.2自動化技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用

自動化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，廣義的講是指對于新能源和信息技術(shù)的充分運用的一種特殊生產(chǎn)方式，并以人力資源占用的最小化為宗旨。在工業(yè)生產(chǎn)中，其生產(chǎn)的目標(biāo)和目的經(jīng)由各種參數(shù)來得以表達(dá)，從而形成一種新型的生產(chǎn)模式，在這一模式下，無需人工管理，即所謂的自動化。當(dāng)前，自動化技術(shù)的管理理念已經(jīng)頗具系統(tǒng)性和綜合性，這種先進(jìn)的生產(chǎn)體系和生產(chǎn)方式也逐漸獲得人們的重視，越來越多的資源被投入到自動化技術(shù)的研究與開發(fā)中去。實踐已經(jīng)證明，社會的進(jìn)步離不開經(jīng)濟(jì)的繁榮，而工業(yè)則是推動經(jīng)濟(jì)繁榮的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，發(fā)展現(xiàn)代化的工業(yè)已經(jīng)成為時代的主題。發(fā)展工業(yè)的進(jìn)程中，自動化技術(shù)是重要的基礎(chǔ)，是確保工業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。工業(yè)正向著系統(tǒng)化、綜合化、全面化的方向發(fā)展，而自動化則為其創(chuàng)造了發(fā)展的核心環(huán)境。工業(yè)的管理是一項復(fù)雜而系統(tǒng)的工程，自動化的管理亦是如此。因此，需要借鑒國外先進(jìn)的自動化管理理念，從而推動我國的自動化管理體系的發(fā)展，推動工業(yè)控制領(lǐng)域的進(jìn)步。自動化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，主要體現(xiàn)在對于工業(yè)生產(chǎn)過程的控制。簡單的說是一種管理的控制流程，以自動化技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中監(jiān)測、調(diào)度、管理的自動化。從近年來應(yīng)用自動化技術(shù)的成果來看，自動化技術(shù)對于工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量都有著非常重要的提升作用。除此之外，還能夠有效的減少生產(chǎn)的能源消耗，這對于當(dāng)前能源消耗較大、能源不足、環(huán)境污染較為嚴(yán)重的現(xiàn)狀，具有非常重要的意義。

2電子技術(shù)的作用

21世紀(jì)，傳統(tǒng)工業(yè)對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的提升所起到的推動作用已經(jīng)不十分顯著，而新興的電子技術(shù)則為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了新鮮的活力。電子技術(shù)是實現(xiàn)生產(chǎn)自動化的關(guān)鍵要素，因此在工業(yè)控制領(lǐng)域，電子技術(shù)的作用也是不容忽視的。衡量一個國家的技術(shù)水平，有多種因素，而電子技術(shù)的發(fā)展水平則是其中較為關(guān)鍵的因素。當(dāng)前，我國無論在經(jīng)濟(jì)水平還是在技術(shù)水平方面，較之以前都有了重大的進(jìn)步，取得的成果也是十分顯著的。然而，卻并不能滿足于現(xiàn)狀，應(yīng)該看到，與世界上發(fā)達(dá)國家相比，我國的電子技術(shù)水平還有待完善和提高，尤其是高科技的尖端電子技術(shù)領(lǐng)域，與發(fā)達(dá)國家的差距仍然很大。因此，當(dāng)前的任務(wù)則是逐漸擺脫從國外引進(jìn)產(chǎn)品的現(xiàn)狀，加強(qiáng)電子技術(shù)的研發(fā)力度，積極開發(fā)出我國自己的尖端電子產(chǎn)品。

3電子技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1提高生產(chǎn)效率

電子芯片是實現(xiàn)電子技術(shù)的重要載體，也是實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的主要媒介。通過將設(shè)定好的程序?qū)懭腚娮有酒儆呻娮有酒瑘?zhí)行程序，對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制。無需人工干預(yù)，即可準(zhǔn)確地控制機(jī)械設(shè)備的操作。人工控制被寫入特定程序的電子芯片所取代，避免了人工誤操作帶來的不利因素，無需休息，實現(xiàn)24小時不間斷生產(chǎn)，因此極大的提高了生產(chǎn)效率。相應(yīng)的，工作人員的數(shù)量和工作的強(qiáng)度都得以降低，進(jìn)而減少人員成本。對傳統(tǒng)的工業(yè)控制進(jìn)行改造，將電子技術(shù)融入其中，不可避免地需要大量資金，尤其是在改建初期，需要投入較多的人力和物力，然而從長遠(yuǎn)的觀點來看，對于企業(yè)效益的提高和可持續(xù)發(fā)展，其發(fā)揮的作用是不容忽視的。

篇（4）

從學(xué)術(shù)的角度來看，電力電子技術(shù)的主要任務(wù)是研究電力電子器件（功率半導(dǎo)體）設(shè)備，轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制和電力電子應(yīng)用，實現(xiàn)電力和磁場的能量轉(zhuǎn)換、控制、傳輸和存儲，以便實現(xiàn)合理和有效使用的各種形式的能源，高品質(zhì)的人力的電力和磁場的能量。

1 電力電子的研究方向

就目前情況而言，我國電力電子的研究范圍與研究內(nèi)容主要包括：1）電力電子元器件及功率集成電路；2）電力電子變換器技術(shù)的研究主要包括新的或電力能源的節(jié)約和新能源電力電子，軍事和空間應(yīng)用等作為特殊的電力電子轉(zhuǎn)換器技術(shù)的智能電力電子變換器技術(shù)，控制電力電子系統(tǒng)和計算機(jī)仿真建模；3）電力電子技術(shù)的應(yīng)用，其研究內(nèi)容包括超高功率轉(zhuǎn)換器，在能源效率，可再生能源發(fā)電，鋼鐵，冶金，電力，電力牽引，船舶推進(jìn)應(yīng)用，電力電子系統(tǒng)的信息化和網(wǎng)絡(luò)；電力電子系統(tǒng)的故障分析和可靠性；復(fù)雜的電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性；4）電力電子系統(tǒng)集成，其研究內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)化電力電子模塊；單芯片和多芯片系統(tǒng)設(shè)計，集成電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2 我國電力電子發(fā)展中存在的問題

當(dāng)前的主要問題是：中國的電力電子產(chǎn)品和設(shè)備目前生產(chǎn)的大部分是也主要是晶閘管，雖然它可以創(chuàng)造一些高科技電子產(chǎn)品和電氣設(shè)備，但他們都使用電力電子外國生產(chǎn)設(shè)備和多組分組裝集成的制造方法，尤其是先進(jìn)的全控型電力電子器件全部依賴進(jìn)口，而許多關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)和國家安全，在一些關(guān)鍵領(lǐng)域的核心技術(shù)，軟件，硬件和關(guān)鍵設(shè)備，我國的外資控制和封鎖。特別是在關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)和國家安全，更多先進(jìn)水平的核心技術(shù)差距的關(guān)鍵領(lǐng)域，這種情況正在迅速變化的挑戰(zhàn)和我們的道德律令。

在過去，雖然我國國民經(jīng)濟(jì)的各個部門，先后引進(jìn)了國外先進(jìn)技術(shù)，已開始注意到國內(nèi)突出的問題，從表面上看，雖然對引進(jìn)技術(shù)的絕大多數(shù)可以在幾年后達(dá)到國產(chǎn)化率70％的要求，但只要仔細(xì)分析，不難發(fā)現(xiàn)，并最終拒絕外國公司轉(zhuǎn)讓技術(shù)和關(guān)鍵部件，都涉及到高科技的電力電子技術(shù)和動力傳動產(chǎn)品在核心技術(shù)。

目前國外和問題的主要區(qū)別是：電力電子器件的全面控制，不能制造國內(nèi)制造的高功率轉(zhuǎn)換器，低技術(shù)，設(shè)備可靠性差，電力電子數(shù)字控制技術(shù)水平仍處于初級階段；應(yīng)用程序的控制技術(shù)和系統(tǒng)控制軟件的水平較低；缺乏經(jīng)驗的重大項目等。高性能高功率轉(zhuǎn)換器設(shè)備幾乎全部從國外進(jìn)口。

3 電力傳動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

目前我國電力傳動系統(tǒng)的研究主要圍繞交流轉(zhuǎn)動系統(tǒng)展開，隨著交流電動機(jī)調(diào)速理論的突破和調(diào)速裝置（主要是變頻器）性能的完善，電動機(jī)的調(diào)速從直流發(fā)電機(jī)-電動機(jī)組調(diào)速、晶閘管可控整流器，直流調(diào)壓調(diào)速逐步發(fā)展到交流電動機(jī)變頻調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)之所以發(fā)展得如此迅速，和一些關(guān)鍵性技術(shù)的突破性進(jìn)展有關(guān)。它們是功率半導(dǎo)體器件（包括半控型和全控型）的制造技術(shù)、基于電力電子電路的電力變換技術(shù)、交流電動機(jī)控制技術(shù)以及微型計算機(jī)和大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)的全數(shù)字化控制技術(shù)。為了進(jìn)一步提高交流傳動系統(tǒng)的性能，國內(nèi)有關(guān)研究工作正圍繞以下幾個方面展開：

1）輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑

高性能交流驅(qū)動系統(tǒng)電壓型PWM逆變器中的應(yīng)用日益廣泛，PWM技術(shù)的研究更深入。 PWM功率半導(dǎo)體器件采用高頻開啟和關(guān)閉，成為一個在一定寬度的電壓脈沖序列法律的變化，為了實現(xiàn)頻率，變壓器，有效地控制和消除諧波的直流電壓。 PWM技術(shù)可分為三類：正弦PWM，優(yōu)化PWM及隨機(jī)PWM。正弦PWM的電壓，電流和磁通正弦PWM計劃的目標(biāo)包括。正弦PWM普遍提高功率器件的開關(guān)頻率將是一個非常出色的表現(xiàn)，在中小功率交流驅(qū)動系統(tǒng)等被廣泛使用。但為大容量的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備，高開關(guān)頻率將導(dǎo)致大的開關(guān)損失，以及高功率設(shè)備，如GTO的開關(guān)頻率仍不做的非常高的在這種情況下，在最佳的PWM技術(shù)只是滿足的需求該設(shè)備。

2）應(yīng)用矢量控制技術(shù)、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)及現(xiàn)代控制理論

交流電機(jī)交流驅(qū)動系統(tǒng)是一個多變量、非線性、強(qiáng)耦合、時變控制對象，變頻調(diào)速控制，電機(jī)控制的穩(wěn)定狀態(tài)方程的研究動態(tài)控制非常令人滿意的結(jié)果的特點。 70年代初提出研究交流電機(jī)的控制過程的動態(tài)，不僅要控制每個變量的振幅，而控制的階段，為了實現(xiàn)交流電機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦矢量變換方法，促使高性能交流驅(qū)動系統(tǒng)逐漸向?qū)嶋H使用。高動態(tài)性能的電流矢量控制變頻器已成功應(yīng)用于軋機(jī)主傳動，電力牽引系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床。此外，為了解決系統(tǒng)的復(fù)雜性和控制精度之間的矛盾，但也提出一個新的控制方法，如直接轉(zhuǎn)矩控制，方向控制電壓，特別是與微處理器控制技術(shù)，現(xiàn)代控制理論在各種控制方法也得到了應(yīng)用，如二次型性能指標(biāo)最優(yōu)控制和雙位模擬調(diào)節(jié)器控制，可以提高系統(tǒng)的動態(tài)性能，滑（滑模）變結(jié)構(gòu)控制可以提高系統(tǒng)的魯棒性，狀態(tài)觀測器和卡爾曼濾波器可以得到狀態(tài)信息不能測量，自適應(yīng)控制能夠全面提高系統(tǒng)的性能。此外，智能控制技術(shù)，如模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，也開始在交流變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)用于提高控制精度和魯棒性。

3）廣泛應(yīng)用微電子技術(shù)

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字式控制處理芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數(shù)字化控制系統(tǒng)取代以前的模擬器件控制系統(tǒng)成為可能。目前適于交流傳動系統(tǒng)的微處理器有單片機(jī)、數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor——DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的計算機(jī)結(jié)構(gòu)形式采用超高速緩沖儲存器、多總線結(jié)構(gòu)、流水線結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)等。核心控制算法的實時完成、功率器件驅(qū)動信號的產(chǎn)生以及系統(tǒng)的監(jiān)控、保護(hù)功能都可以通過微處理器實現(xiàn)，為交流傳動系統(tǒng)的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低，使得微處理器組成的全數(shù)字化控制系統(tǒng)達(dá)到了較高的性能價格比。

4 結(jié)論

雖然我國電力電子與電力系統(tǒng)傳動系統(tǒng)技術(shù)得到了長足的發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國家相比仍然存在較大差距，許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破，關(guān)鍵部件還長期依賴進(jìn)口的局面還沒有打破。

篇（5）

永磁同步電動機(jī)的定子繞組與一般交流電動機(jī)的定子繞組相同， 轉(zhuǎn)子采用永久磁鐵， 因此轉(zhuǎn)子磁鏈（磁通）是恒定的， 電動機(jī)方程（電壓方程、磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩方程）相對于異步電動機(jī)來說都較為簡單， 在控制過程中， 磁鏈的觀測模型也不需要進(jìn)行計算。永磁同步電動機(jī)按定子繞組感應(yīng)電勢波形的情況來分類時， 一般可分為：正弦波永磁同步電機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Motor， PMSM）和梯形波永磁同步電機(jī)（Brushless DC Motor， BLDC）。介于前者在現(xiàn)實中應(yīng)用更為廣泛， 本論文主要應(yīng)用的也是正弦波永磁同步電機(jī)。永磁同步電動機(jī)具有很多優(yōu)點， 這些優(yōu)點也在實際應(yīng)用中得到了很好的發(fā)揮， 例如：根據(jù)它諧波少、轉(zhuǎn)矩精度高的特點， 常用于伺服系統(tǒng)和高性能的調(diào)試系統(tǒng)；永磁同步電機(jī)有轉(zhuǎn)軸上無滑環(huán)和電刷的特點， 這也解決了其它電機(jī)因電刷而帶來的使用壽命問題。與此同時， 永磁同步電動機(jī)還具有體積小、功率密度高、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量低、運行效率高、調(diào)速范圍寬等諸多優(yōu)點。值得注意的是， PMSM是一種強(qiáng)耦合、非線性時變的多變量系統(tǒng)， 這也為其控制工作帶來了一定難度， 而加強(qiáng)對其基本構(gòu)造和工作原理的理解能有助于克服這一問題。

空間矢量控制技術(shù)優(yōu)點眾多， 近幾年發(fā)展非常迅速， 尤其在永磁同步電機(jī)中的使用， 更是再次凸顯了它的好處。本論文通過對空間矢量控制技術(shù)和永磁同步電機(jī)的學(xué)習(xí)及分析， 在熟練掌握相關(guān)數(shù)學(xué)模型的建立和Matlab/Simulink的使用后， 將建立兩種不同坐標(biāo)系變換的數(shù)學(xué)模型和基于SVPWM控制技術(shù)的永磁同步電動機(jī)系統(tǒng)模型， 并在Matlab/Simulink環(huán)境中進(jìn)行仿真。最終與理論分析相比較， 驗證仿真結(jié)果的正確性。

1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)對永磁同步電機(jī)SVPWM控制系統(tǒng)的理解及前期研究， 可得到永磁同步電機(jī)空間矢量脈寬調(diào)制控制系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖1所示。

圖1 永磁同步電機(jī)SVPWM控制系統(tǒng)設(shè)計框圖

本控制系統(tǒng)采用的是雙閉環(huán)控制， 即速度環(huán)和電流環(huán)， 由圖1可看到， 其主要構(gòu)成為：

三個PI控制器（PIController）、兩相旋轉(zhuǎn)（dq）和兩相靜止坐標(biāo)系（？琢？茁）坐標(biāo)變換的變換器（dq/？琢？茁Coordinate Converter）、三相靜止（abc）和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系變換的變換器（abc/dq Coordinate Converter）、逆變器（Inverter）、空間電壓矢量調(diào)制器（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）。

系統(tǒng)運行過程：給電機(jī)輸入一模擬三相定子電流ia、ib、ic，當(dāng)傳感器檢測到這一電流時， 該三相電流通過abc/dq坐標(biāo)變換器被變換為實際定子的直軸電id和交軸電iq。

參考定子交軸電流i*q通過比對實際轉(zhuǎn)速和參考轉(zhuǎn)速， 再經(jīng)PI控制器處理后獲得。將參考定子直軸電流i*d設(shè)為0， 把上述id、i*d、iq、i*q四個變量比較過后交由PI控制器處理， 從而分別產(chǎn)生定子直軸、交軸電壓Vd和Vq。將得到的電壓量通過dq/？琢？茁坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器處理后輸入空間電壓矢量調(diào)制器， 從而產(chǎn)生一系列觸發(fā)脈沖， 以控制逆變器， 驅(qū)動其產(chǎn)生三相電壓， 最終驅(qū)動永磁同步電機(jī)。

2 控制系統(tǒng)仿真分析

永磁同步電機(jī)空間矢量脈寬調(diào)制控制系統(tǒng)仿真模型如圖2所示， 模型仿真環(huán)境為Matlab/Simlink。

圖2 基于SVPWM的PMSM控制系統(tǒng)仿真建模框圖

如圖所示， 系統(tǒng)主要仿真模塊為：

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、速度控制器模塊、電流控制器模塊、矢量控制模塊、空間電壓矢量控制模塊、電壓逆變器模塊、永磁同步電機(jī)模塊。

系統(tǒng)部分參數(shù)為：總仿真時間為0.3S；系統(tǒng)零時段負(fù)載起動轉(zhuǎn)矩TL=5N?m。

（1）速度環(huán)閉環(huán)時， 系統(tǒng)定子三相相電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、矢量切換時間、矢量所處扇區(qū)響應(yīng)情況。

圖3 轉(zhuǎn)速閉環(huán)時SVPWM控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)放大圖

圖4 轉(zhuǎn)速閉環(huán)時電機(jī)三相定子電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、矢量切換時間

和矢量所處扇區(qū)響應(yīng)圖

由圖4仿真波形， 可以得到結(jié)論如下：

a. 系統(tǒng)在0s～0.05s之間轉(zhuǎn)速響應(yīng)以斜率20000上升，延遲時間Td=0.025s、上升時間Tr=0.046s、調(diào)節(jié)時間Ts=0.05s， 無超調(diào)量， 系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)快。系統(tǒng)起動時， 帶動負(fù)載速度快， 轉(zhuǎn)速在0.05s內(nèi)穩(wěn)定在設(shè)定值n=1000r/min。

b. 系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運行時，0.05s后都進(jìn)入穩(wěn)態(tài)階段， 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出誤差已趨近零， 反應(yīng)出該模擬系統(tǒng)控制精度較高， 穩(wěn)態(tài)特性良好， 波形與理論分析結(jié)果相符， 靜態(tài)性能穩(wěn)定。

c.系統(tǒng)起動時，定子起動轉(zhuǎn)矩6.7N?m，系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，定子轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定在設(shè)定值5N?m。轉(zhuǎn)矩脈動控制在0.2N?m內(nèi)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

（2）速度環(huán)開環(huán)時，在系統(tǒng)空載情況下給定幅值為±5A的方波參考交軸電流i*q信號時，系統(tǒng)交軸電流、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。

由圖5仿真波形， 可得出結(jié)論如下：

在參考交軸電流±5A切換時， 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間為0.00035s， 轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快速。波形符合理論分析， 具有較好的動態(tài)特性。

3 結(jié)束語

本論文通過對矢量坐標(biāo)變換、逆變器、空間電壓矢量脈寬調(diào)制等技術(shù)的原理分析及建模仿真， 主要設(shè)計了一個基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)， 并在Matlab/Simulink對其進(jìn)行仿真模擬。系統(tǒng)設(shè)計步驟為：系統(tǒng)構(gòu)架、模塊設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)仿真結(jié)果分析。在這次完成論文的過程中， 我對所學(xué)的電力電子技術(shù)、自動控制原理、電機(jī)與拖動以及控制系統(tǒng)的MATLAB仿真與設(shè)計等知識有了更深層次的理解， 并在學(xué)習(xí)過程中積累了許多寶貴經(jīng)驗。從仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)和波形來看， 系統(tǒng)的設(shè)計完全符合前期設(shè)計要求， 驗證了理論的正確性。

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篇（6）

 

機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。

1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 1.1 數(shù)控機(jī)床的問世,為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展帶來了勃勃生機(jī); 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了堅強(qiáng)基礎(chǔ); 1.4 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展躍上新臺階.

2機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展方向

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)；而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。 2.2 智能化

即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網(wǎng)。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 2.5 人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受。

2.6 微型化

微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。

2.7 集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。 2.8 帶源化

是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。論文參考網(wǎng)。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 2.9 綠色化

綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。

3 典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品 機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化基礎(chǔ)元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。論文參考網(wǎng)。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。

4 機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用

在重工業(yè)企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。

4.1 智能化控制技術(shù)(IC)

由于重工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于重工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機(jī)指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能將越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機(jī)互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。 4.4 計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

重工業(yè)企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前重工業(yè)企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機(jī)自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代重工業(yè)生產(chǎn)的要求。未來重工業(yè)企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競爭力。

4.5 現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線。現(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。 4.6 交流傳動技術(shù)

傳動技術(shù)在重工業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。隨著電力、電子、技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用，同步電機(jī)或異步電機(jī)實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)在的社會生產(chǎn)中占據(jù)了越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

【參考文獻(xiàn)】

1李建勇. 機(jī)電一體化技術(shù)[M]．北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2004．

2張華． 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用[M]． 北京：電子工業(yè)出版社，2002．

3芮延年． 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M]． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004．

4唐懷斌． 工業(yè)控制的進(jìn)展與趨勢 [J]．自動化與儀器儀表，1996（4）

篇（7）

本次交流會將重點圍繞水泥企業(yè)關(guān)注的環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、清潔生產(chǎn)與污染預(yù)防，除塵、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、二氧化碳治理與減排等應(yīng)用技術(shù)實踐中的熱點、難點問題進(jìn)行交流研討。

現(xiàn)將會議征文及有關(guān)事宜通知如下：

一、論文征集的主要內(nèi)容

（一）污染治理技術(shù)與設(shè)備

1、國際先進(jìn)的水泥工業(yè)污染物控制技術(shù)及在我國的示范和應(yīng)用；

2、國產(chǎn)先進(jìn)、成熟、適用的污染防治技術(shù)和裝備在國外的示范和應(yīng)用；

3、水泥工業(yè)除塵、脫硫、脫氮、脫氟系統(tǒng)工程典型案例與分析；

4、水泥企業(yè)粉塵污染治理現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；

5、電、袋復(fù)合式除塵器的開發(fā)與應(yīng)用；

6、水泥廠袋收塵器存在的問題及其改進(jìn)建議；

7、脫硫除塵成套設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的最新研發(fā)與應(yīng)用；

8、水泥工業(yè)高濃度煤粉的袋式捕集技術(shù)和設(shè)備；

9、大風(fēng)量、長袋、低壓脈沖除塵技術(shù)和設(shè)備；

10、水泥窯頭、窯尾袋式除塵技術(shù)及高爐煤氣袋式除塵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用；

11、在水泥工業(yè)除塵工程設(shè)計、施工、安裝調(diào)試及設(shè)備運行中存在的問題和采取的辦法與解決措施；

12、水泥工廠加強(qiáng)除塵系統(tǒng)和設(shè)備的維護(hù)與管理提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率的經(jīng)驗和教訓(xùn)；

13、水泥企業(yè)實施清潔生產(chǎn)實現(xiàn)預(yù)防污染、節(jié)能減排的經(jīng)驗；14、水泥工廠貫徹ISO14000實現(xiàn)減排、提高環(huán)境績效的經(jīng)

驗；

15、水泥企業(yè)開展清潔發(fā)展機(jī)制項目CDM實現(xiàn)CO2減排的做法與經(jīng)驗。

（二）節(jié)能減排的新技術(shù)與新趨勢

1、水泥工業(yè)節(jié)能減排新技術(shù)展望；

2、水泥企業(yè)低品位石灰石資源利用新技術(shù)；

3、水泥企業(yè)用回轉(zhuǎn)窯焚燒生活垃圾、固體廢棄物的新技術(shù)；

4、水泥企業(yè)利用外行業(yè)尾礦、工業(yè)廢渣、粉煤灰等綜合利用的新技術(shù)；

5、水泥企業(yè)采用新型多通道燃燒器利用劣質(zhì)燃料、二次燃料的新技術(shù)；

6、水泥企業(yè)采用低NOX生成分解爐的預(yù)分解新技術(shù)；

7、水泥企業(yè)采用低NOX生成的燃燒新技術(shù)；

8、水泥企業(yè)采用除塵、除有害氣體一體化的收塵技術(shù)與設(shè)備；

9、水泥企業(yè)開放場合粉塵控制新技術(shù)；

10、全密閉電石爐尾氣治理及綜合利用；

11、水泥企業(yè)采用高新技術(shù)“留殼改仁”改造低效率收塵設(shè)備的經(jīng)驗；

12、水泥企業(yè)采用清潔生產(chǎn)措施預(yù)防與控制污染的新技術(shù)；

13、新型干法水泥企業(yè)提高型清潔生產(chǎn)審核技術(shù)與方法；

14、水泥企業(yè)開展清潔發(fā)展機(jī)制CDM項目實現(xiàn)CO2減排新的做法；

15、水泥企業(yè)噪聲治理新技術(shù)；

16、水泥企業(yè)工業(yè)廢水治理新技術(shù)；

17、水泥企業(yè)治理污染物高濃度、高含濕量、腐蝕性、爆炸性、粘性廢氣的新技術(shù)；

18、低溫余熱發(fā)電、高效節(jié)能粉磨（立式磨、輥壓機(jī)、高效選粉機(jī)等）、高效低壓損預(yù)熱器、高效熟料冷卻器、散裝水泥、高效密閉輸送等節(jié)能減排型水泥成套技術(shù)裝備創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

希望各有關(guān)單位及相關(guān)人員，根據(jù)征文內(nèi)容撰寫論文。

二、論文征集

1.本次研討會面向全國征集與主題相關(guān)的學(xué)術(shù)報告、論文、調(diào)研成果，將擇優(yōu)選用并安排會議發(fā)言。

2.個人簡介：會議演講者需提供300字左右的個人簡介，供會場主持人向參會代表進(jìn)行介紹。

3.論文要求：①采用A4紙規(guī)格，5號宋體字，每頁42行，每行45字。一般不超過5頁。文責(zé)自負(fù)。論文摘要在500字左右；②題目下方為作者姓名，單位，郵編；③會議只接收論文的電子版（或軟盤）。；④論文截至日期為2009年3月1日。凡被錄用論文，將匯編到題為《2009年全國水泥工業(yè)污染預(yù)防與控制技術(shù)及管理交流會論文集》中，同時論文作者獲論文證書，參會人員每人一冊。

三、主旨報告

1.環(huán)境保護(hù)部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)介紹我國“十一五”環(huán)保規(guī)劃及當(dāng)前環(huán)保形勢和任務(wù),國家水泥工業(yè)污染治理規(guī)劃情況及大型水泥工業(yè)項目國家污染治理專項資金申請等內(nèi)容；

2.國家發(fā)改委有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)介紹水泥工業(yè)污染防治技術(shù)政策和節(jié)能減排等環(huán)保相關(guān)管理規(guī)定。

四、特邀報告

1.邀請國內(nèi)外著名專家介紹水泥行業(yè)面臨的環(huán)保形勢任務(wù)及環(huán)保治理技術(shù)需求信息；

2.為了吸收與引進(jìn)國內(nèi)外的水泥污染控制方面的理念、技術(shù)與管理經(jīng)驗，特邀請國內(nèi)外一批知名領(lǐng)導(dǎo)、專家參加會議，并做基調(diào)發(fā)言或重要學(xué)術(shù)報告；

3.專家就中國水泥工業(yè)的除塵發(fā)展歷程、現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢進(jìn)行概括分析和總結(jié)，介紹已經(jīng)推廣使用并取得良好效果的水泥清潔生產(chǎn)技術(shù)和綜合的解決方案。

五、參會人員

1.管理部門：政府官員、行業(yè)協(xié)會、污染控制部門管理人員；

2.研究單位：水泥、環(huán)保、系統(tǒng)研究單位、設(shè)計單位，高校、科研院所、監(jiān)測機(jī)構(gòu)、環(huán)評單位等；

3.企業(yè)：水泥生產(chǎn)企業(yè)、水泥裝備制造企業(yè)、環(huán)保工程公司、脫硫除塵治理公司，環(huán)保工程施工、安裝單位，工業(yè)企業(yè)燃煤鍋爐單位技術(shù)負(fù)責(zé)人、科技及管理人員等；

4.其他有意參加研討交流的單位及人員。

六、會議安排

1.會議安排：會期3天，相關(guān)政策主題報告、專題報告、案例分析、分組交流2天，考察1天。

2.工作語言：會議期間主要用中文和英文交流，會場配備同聲翻譯。

3.有關(guān)會議議程、日程安排等事宜將于會前一個月準(zhǔn)時通知報名參會人員。

七、會議聯(lián)系

中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會（北京市海淀區(qū)紅聯(lián)南村54號，100082）

聯(lián)系人：

篇（8）

主要欄目

綜述與評論、綜合自動化系統(tǒng)、過程控制及應(yīng)用、智能控制技術(shù)及應(yīng)用、優(yōu)化控制技術(shù)及應(yīng)用、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)及軟件

 

投稿須知

1、來稿要求論點明確、數(shù)據(jù)可靠、邏輯嚴(yán)密、文字精煉，每篇論文必須包括題目、作者姓名、作者單位、單位所在地及郵政編碼、摘要和關(guān)鍵詞、正文、參考文獻(xiàn)和第一作者及通訊作者（一般為導(dǎo)師）簡介（包括姓名、性別、職稱、出生年月、所獲學(xué)位、目前主要從事的工作和研究方向），在文稿的首頁地腳處注明論文屬何項目、何基金（編號）資助，沒有的不注明。

2、論文摘要盡量寫成報道性文摘，包括目的、方法、結(jié)果、結(jié)論4方面內(nèi)容（100字左右），應(yīng)具有獨立性與自含性，關(guān)鍵詞選擇貼近文義的規(guī)范性單詞或組合詞（3～5個）。

3、文稿篇幅（含圖表）一般不超過5000字，一個版面2500字內(nèi)。文中量和單位的使用請參照中華人民共和國法定計量單位最新標(biāo)準(zhǔn)。外文字符必須分清大、小寫，正、斜體，黑、白體，上下角標(biāo)應(yīng)區(qū)別明顯。

4、文中的圖、表應(yīng)有自明性。圖片不超過2幅，圖像要清晰，層次要分明。

5、參考文獻(xiàn)的著錄格式采用順序編碼制，請按文中出現(xiàn)的先后順序編號。所引文獻(xiàn)必須是作者直接閱讀參考過的、最主要的、公開出版文獻(xiàn)。未公開發(fā)表的、且很有必要引用的，請采用腳注方式標(biāo)明，參考文獻(xiàn)不少于3條。

6、來稿勿一稿多投。收到稿件之后，5個工作日內(nèi)審稿，電子郵件回復(fù)作者。重點稿件將送同行專家審閱。如果10日內(nèi)沒有收到擬用稿通知（特別需要者可寄送紙質(zhì)錄用通知），則請與本部聯(lián)系確認(rèn)。

7、來稿文責(zé)自負(fù)。所有作者應(yīng)對稿件內(nèi)容和署名無異議，稿件內(nèi)容不得抄襲或重復(fù)發(fā)表。對來稿有權(quán)作技術(shù)性和文字性修改，雜志一個版面2500字，二個版面5000字左右。作者需要安排版面數(shù)，出刊日期，是否加急等情況，請在郵件投稿時作特別說明。

8、請作者自留備份稿，本部不退稿。

篇（9）

單片機(jī)把通過測量元件、變送單元和A／D轉(zhuǎn)換接口送來的數(shù)字信號直接反饋到輸入端與設(shè)定值進(jìn)行比較。然后，對其偏差按某種控制算法進(jìn)行計算，所得數(shù)字量輸出信號經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換接口直接驅(qū)動執(zhí)行裝置，對控制對象進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其保持在設(shè)定值上。

在電氣時代的今天，電動機(jī)一直在現(xiàn)代化生產(chǎn)和生活中起著十分的重要的作用。無論是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、國防、醫(yī)療衛(wèi)生、上午與辦公設(shè)備，還是在日常的生活中的家用電器，都大量地使用著各種各樣的電動機(jī)。對電動機(jī)的控制可分為簡單控制和復(fù)雜控制兩種，簡單控制是只對電動機(jī)進(jìn)行啟動、制動、正反轉(zhuǎn)控制和順序控制。這類控制可通過繼電器、可編程控制器和開關(guān)元件來實現(xiàn)。復(fù)雜控制是只對電動機(jī)的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩，電壓、電流等物理量進(jìn)行控制，而且有時往往需要非常精確的控制。以前對電動機(jī)的簡單控制的應(yīng)用很多，但是，隨著現(xiàn)代步伐的邁進(jìn)，人們對自動化的要求越來越高，使電動機(jī)的復(fù)雜控制逐漸成為主流。

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

PID控制器最先出現(xiàn)在模擬控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的模擬控制器PID控制是通過硬件（電子元件和液壓元件）來實現(xiàn)它的功能。隨著計算機(jī)的出現(xiàn)，把他一直到計算機(jī)控制系統(tǒng)中來，將原來的硬件實現(xiàn)的功能用軟件來代替，因此稱為數(shù)字PID控制器，所形成的一整套算術(shù)則稱為數(shù)字PID算術(shù)。數(shù)字PID控制器與模擬PID控制器相比，具有非常強(qiáng)的靈活性。電動機(jī)的的控制技術(shù)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)，電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、微機(jī)應(yīng)用技術(shù)、自動控制技術(shù)、微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成就。正是這些技術(shù)的進(jìn)步使電動機(jī)控制技術(shù)在近二十年內(nèi)發(fā)生了翻天覆地的變化。其中電動機(jī)的控制部分已由模擬控制逐漸讓位予以單片機(jī)為主的微機(jī)處理控制，形成數(shù)字與模擬的混合控制系統(tǒng)和純數(shù)字控制系統(tǒng)的應(yīng)用，并正相全數(shù)字控制方向發(fā)展。電動機(jī)的驅(qū)動部分所用的功率器件經(jīng)歷了幾次更新?lián)Q代，目前開關(guān)速度更快，控制更容易的全控制功率件MOSFET和IGBT成為主流。功率器件控制條件的變化和微電子技術(shù)的使用也使新型的電動機(jī)控制方法能夠得到實現(xiàn)，脈寬調(diào)控方法、變頻技術(shù)在直流調(diào)速

由單片機(jī)作為電動機(jī)的控制器具有以下特點：

1．使電路更簡單。

模擬電路為了實現(xiàn)控制邏輯需要很多電子元件，使電路復(fù)雜。采用微機(jī)處理后，絕大多數(shù)控制邏輯可通過軟件來實現(xiàn)。

2．可以實現(xiàn)復(fù)雜的控制。

為基礎(chǔ)理由很強(qiáng)的邏輯功能，運算速度快、精度高，與大容量的存儲單元，因此有能力實現(xiàn)復(fù)雜的控制。

3．靈活性和適應(yīng)性

微處理得控制方式是由軟件來完成的。如果需要修改控制規(guī)律，一般不必修改系統(tǒng)的硬件電路，只修改程序即可。在系統(tǒng)調(diào)試和升級時，可以不斷嘗試選擇最優(yōu)參數(shù)，非常方便。

4．無需零點飄逸，控制精度高

數(shù)字控制不會出現(xiàn)模擬電路中經(jīng)常出現(xiàn)的零點漂移問題。無論被控制量的大小，都可以保證足夠的控制精度。

5．可提供人機(jī)界面，多機(jī)聯(lián)網(wǎng)工作

現(xiàn)在普遍采用單片機(jī)作為電動機(jī)的控制器。實際上可作為電動機(jī)控制器的元件還有很多種，例如工業(yè)控制計算機(jī)、可編程控制器、數(shù)字信號處理器。

工業(yè)控制計算機(jī)科委功能強(qiáng)大，它有極高的速度、強(qiáng)大的運算能力和接口功能、方便的軟件環(huán)境；但由于成本太高、體積大，所以只用于大型控制系統(tǒng)。

可編程控制器則正好相反，它只能完成邏輯判斷、定時、計數(shù)和簡單的運算。由于功能太弱，所以它只能用于簡單的電動機(jī)控制。

單片機(jī)介于工業(yè)控制計算機(jī)和可編程控制器之間，它有較強(qiáng)的控制功能，低廉的成本。人們在選擇電動機(jī)的控制器時，常常是再先滿足功能的需要的同時，優(yōu)先選擇成本低的控制器。因此，單片機(jī)往往成為優(yōu)先選擇的目標(biāo)。從最近的統(tǒng)計數(shù)字也可以看出，世界上每年要有25億片各種單片機(jī)投入使用。彈片及時目前世界上使用量最大的微機(jī)處理器。

三、主要內(nèi)容與待解決的問題

主要內(nèi)容:

1、學(xué)習(xí)直流電動機(jī)原理及驅(qū)動技術(shù)，掌握數(shù)字PID控制技術(shù)；

2、完成相關(guān)設(shè)備的接口硬件設(shè)計；

3、通過MCS-51單片機(jī)編寫軟件控制程序；

4、系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，寫出相應(yīng)的使用說明。

現(xiàn)有條件： 直流電動機(jī)、直流發(fā)電機(jī)、MCS-51單片機(jī)、微型計算機(jī)

重點解決的問題：

利用數(shù)字PID技術(shù)實現(xiàn)對電動機(jī)的閉環(huán)控制

四、設(shè)計方法與實施方案

畢業(yè)設(shè)計的實施主要是結(jié)合直流電動機(jī)及單片機(jī)的理論知識，利用與其配套的實驗箱，完成預(yù)期要解決的實驗項目和實訓(xùn)項目，從而對其結(jié)果進(jìn)行分析與總結(jié)，通過數(shù)字PID技術(shù)提高電動機(jī)的效率。通過收集各種資料，完成畢業(yè)論文的撰寫。

五．進(jìn)度計劃 畢業(yè)設(shè)計課題的相關(guān)資料的收集與整理，熟悉系統(tǒng)的相關(guān)操作和原理，完成開題報告。

第3周至第4周

系統(tǒng)學(xué)習(xí)直流電動機(jī)、直流發(fā)動機(jī)原理，完成硬件安裝與線路聯(lián)接。

第5周至第12周

系統(tǒng)學(xué)習(xí)數(shù)字PID控制技術(shù)、數(shù)字濾波技術(shù)。通過MCS-51單片機(jī)編寫軟件控制程序；完成直流電動機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)；

第13周至第14周

聯(lián)機(jī)調(diào)試；開始整理相關(guān)資料，撰寫使用說明書和畢業(yè)論文。

第15周至第16周

全面完成畢業(yè)設(shè)計，準(zhǔn)備進(jìn)行答辯

預(yù)期成果：通過該系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，為實現(xiàn)直流電動機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)字化控制奠定基礎(chǔ)。

六、參考資料

[1] 全.直流電動機(jī)實際應(yīng)用技巧 北京：科技出版社

[2] 何立民.單片機(jī)初級教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社

[3] 孫涵芳、徐愛卿. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社

[4] 郝鴻安. 常用數(shù)字集成電路應(yīng)用手冊[M].北京：中國計量出版社

篇（10）

0 引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的變革，同時給相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的影響，提高了生產(chǎn)水平和技術(shù)。隨著各種技術(shù)之間相融合的發(fā)展，以計算機(jī)電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)為核心的機(jī)電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來更多的實際應(yīng)用。

1 計算機(jī)技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展概況

1.1 計算機(jī)控制理論的形成與技術(shù)的發(fā)展

忽略數(shù)字信號的量化效應(yīng)，可以將計算機(jī)控制系統(tǒng)看成采樣控制系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中，將其中連續(xù)的環(huán)節(jié)離散化，則整個系統(tǒng)又可看成由不同的離散系統(tǒng)構(gòu)成。計算機(jī)控制理論的發(fā)展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態(tài)空間理論和系統(tǒng)辨識自適應(yīng)控制等理論綜合應(yīng)用到控制技術(shù)中，使計算機(jī)控制系統(tǒng)有了初步發(fā)展。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、時變的非線性系統(tǒng)，控制系統(tǒng)則融入了魯棒控制、模糊控制、預(yù)測控制等多種新型理論，逐步形成了工業(yè)過程控制系統(tǒng)的一個新方向。

自世界第一臺電子計算機(jī)問世后，計算機(jī)首先被用來自動檢測化工生產(chǎn)過程的過程參量并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，同時也研究了計算機(jī)的開環(huán)控制。到二十世紀(jì)六十年代，出現(xiàn)了用于過程控制的計算機(jī)，實現(xiàn)了直接數(shù)字控制。后經(jīng)集中式計算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的以微處理器為核心的分層式控制系統(tǒng)控制，通過計算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理控制等。伴隨著計算機(jī)處理器等技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)控制技術(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)的變革，最終應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中并對其產(chǎn)生巨大影響。

1.2 機(jī)械和電子控制技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀

在生產(chǎn)、科研等諸多領(lǐng)域里，有大量的物理量需要按某種變化規(guī)律進(jìn)行控制。在二十世紀(jì)三十年代之前，工業(yè)生產(chǎn)多處于手工操作的狀態(tài)。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內(nèi)，初步有了對工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械控制實踐。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和計算機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，直接實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)中各參量和過程的數(shù)字控制。計算機(jī)的微型化使控制技術(shù)更加智能化，同時將機(jī)械、電子、計算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)也得到迅猛發(fā)展，且越來越被廣泛的應(yīng)用到各生產(chǎn)領(lǐng)域。目前主要形成并應(yīng)用的機(jī)電控制技術(shù)主要有pid控制，pid是經(jīng)典控制理論的代表，它吸收了智能控制思想并利用計算機(jī)的優(yōu)勢，形成了自適應(yīng)pid和非線性pid等更利于控制的變種pid控制器。另外還有模糊控制（flc）、變結(jié)構(gòu)控制等，均隨著計算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展在不斷地拓寬。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展及在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用

2.1 機(jī)電一體化的簡介和生產(chǎn)應(yīng)用

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計及計算機(jī)軟件系統(tǒng)集合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱，綜合運用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等對各生產(chǎn)領(lǐng)域的控制過程進(jìn)行監(jiān)督操作。它主要應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)控機(jī)床，通過相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)，在工業(yè)操作上結(jié)構(gòu)、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多cpu和多主線的體系結(jié)構(gòu)，豐富了數(shù)控功能，也提高了生產(chǎn)效率。

柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用是計算機(jī)技術(shù)和制造系統(tǒng)在機(jī)電控制工業(yè)的應(yīng)用，是計算機(jī)化的制造系統(tǒng)。它主要由計算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動化倉庫等組成。在工業(yè)上，它可以隨機(jī)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，更適用于多品種，小批量等的離散零件的批量生產(chǎn)。

交流傳動技術(shù)的發(fā)展也是隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在工業(yè)上有了重要的應(yīng)用，尤其是在鋼鐵工業(yè)中，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)得以實現(xiàn)，無論是大容量電機(jī)還是小容量電機(jī)現(xiàn)均可使同步電機(jī)或者異步電機(jī)實現(xiàn)可逆滑調(diào)速。也使交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。

可編程控制器（plc）是集計算機(jī)技術(shù)和自動控制化技術(shù)于一體的新型控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)解決了工業(yè)控制系統(tǒng)中大量開關(guān)控制的問題，逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統(tǒng)。隨著plc技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域更是不斷擴(kuò)大，可采集存儲數(shù)據(jù)，還可對控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。此外，隨著工廠網(wǎng)絡(luò)自動化的發(fā)展，plc可實現(xiàn)通信及聯(lián)網(wǎng)功能，更有助于工業(yè)生產(chǎn)的控制過程的監(jiān)控。如今，plc技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保以及文化娛樂等各行各業(yè)。

2.2 計算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用實例

計算機(jī)技術(shù)和機(jī)械電子控制技術(shù)一體化的有機(jī)結(jié)合，不斷使相關(guān)的新技術(shù)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中去，這些應(yīng)用到的領(lǐng)域已經(jīng)不再局限于工業(yè)的生產(chǎn)，更多技術(shù)是切身關(guān)系到我們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕睢Ｏ旅媾e幾個具體實例來介紹計算機(jī)技術(shù)和機(jī)電控制相結(jié)合的實際應(yīng)用。

plc實現(xiàn)了機(jī)械手移動工件的控制過程。隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，人類活動的范圍不斷擴(kuò)大，機(jī)器人的應(yīng)用正迅速向社會生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域擴(kuò)展，并從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域，各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。隨著機(jī)器人的生產(chǎn)和大量應(yīng)用，很多領(lǐng)域，許多單一、重復(fù)的機(jī)械工作由機(jī)器人（也稱機(jī)械手）來完成。工業(yè)機(jī)器人是一種能進(jìn)行自動控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī)，廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對保障人身安全，改善勞動環(huán)境，減輕勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有重要意義。與計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。

農(nóng)業(yè)方面，機(jī)械作業(yè)過程中駕駛室內(nèi)的儀表盤正迅速由電子監(jiān)視儀表取代并逐步由單一參數(shù)顯示方式向智能化信息顯示終端過渡，以此來改善人機(jī)交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端（virtual display terminal），它代表了當(dāng)代儀器與控制裝置發(fā)展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機(jī)組中不同部分的終端信息，在屏幕上按操作者的需求，調(diào)用數(shù)據(jù)庫信息，顯示數(shù)據(jù)、圖形、語音等多媒體信息。另外，還可以將數(shù)據(jù)信息動態(tài)存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數(shù)據(jù)存儲卡，將農(nóng)業(yè)作業(yè)過程的數(shù)據(jù)信息通過智能卡帶回辦公室，由計算機(jī)應(yīng)用高級軟件進(jìn)行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機(jī)上的智能控制終端，實現(xiàn)自動控制農(nóng)機(jī)的操作。

plc在自動售貨機(jī)中的應(yīng)用。自動售貨機(jī)通過顧客選擇商品開關(guān)，投入的硬幣值由plc驅(qū)動數(shù)碼管顯示，經(jīng)過光傳感器識別，通過判斷，進(jìn)行下一步操作，經(jīng)過plc的系統(tǒng)控制和信號輸出完成售賣過程。計算機(jī)技術(shù)和機(jī)電自動控制在自動售貨機(jī)中的這項應(yīng)用極大方便了人們的生活，也使plc的應(yīng)用更加廣泛。

交通信號燈系統(tǒng)也是微機(jī)軟件應(yīng)用到電子控制系統(tǒng)中的典型實例。通過主要應(yīng)用plc技術(shù)控制十字路口的信號燈動作。準(zhǔn)確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間，這項應(yīng)用更是極大方便了人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鞯某鲂小?/p>

電腦橫機(jī)中計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給機(jī)械編織行業(yè)帶來了巨大的變革。現(xiàn)在的電腦橫機(jī)是一種涉及到計算機(jī)、機(jī)械、電子、控制等諸多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)。電腦橫機(jī)的編織是一個極其復(fù)雜的過程，最初的橫機(jī)是手動橫機(jī)，只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電腦橫機(jī)中，通過電腦的自動控制，設(shè)計人員可對編織花型進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計，通過計算機(jī)數(shù)字直接控制機(jī)械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應(yīng)的機(jī)械編織動作，由計算機(jī)指令控制系統(tǒng)完成整個設(shè)計的編織，極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。

與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

3 總結(jié)

在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域，電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的融入發(fā)展，機(jī)電一體化的形成是機(jī)械工業(yè)中的重要變革。通過不斷發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)，使機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)在諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

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[3]王立新，淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢[j].赤峰學(xué)院學(xué)報，2007.

篇（11）

中圖分類號:TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)02-0006-02

The development and research of fuzzy logic and fuzzy control technology

Abstract: According to the new development of the modern industrial control field of fuzzy control technology, an overview of the basic theory and the development status of the field, look to the future development applications.

Keywords: fuzzy control; application development; adaptive control.

1、引言

在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域，伴隨著計算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，出現(xiàn)了智能控制的新趨勢，即以機(jī)器模擬人類思維模式，采用推理、演繹和歸納等手段，進(jìn)行生產(chǎn)控制，這就是人工智能。其中專家系統(tǒng)、模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能的幾個重點研究熱點。相對于專家系統(tǒng)，模糊邏輯屬于計算數(shù)學(xué)的范疇，包含有遺傳算法，混沌理論及線性理論等內(nèi)容，它綜合了操作人員的實踐經(jīng)驗，具有設(shè)計簡單，易于應(yīng)用、抗干擾能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快、便于控制和自適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點。近年來，在過程控制、建摸、估計、辯識、診斷、股市預(yù)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和軍事科學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為深入開展模糊控制技術(shù)的研究應(yīng)用，本文綜合介紹了模糊控制技術(shù)的基本理論和發(fā)展?fàn)顩r，并對一些在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用作了簡單介紹。

2、模糊邏輯與模糊控制

2.1 模糊邏輯與模糊控制的概念

1965年，加州大學(xué)伯克利分校的計算機(jī)專家Lofty Zadeh提出“模糊邏輯”的概念，其根本在于區(qū)分布爾邏輯或清晰邏輯，用來定義那些含混不清，無法量化或精確化的問題，對于馮諾依曼開創(chuàng)的基于“真－假”推理機(jī)制，以及因此開創(chuàng)的電子電路和集成電路的布爾算法，模糊邏輯填補了特殊事物在取樣分析方面的空白。在模糊邏輯為基礎(chǔ)的模糊集合理論中，某特定事物具有特色集的隸屬度，他可以在“是”和“非”之間的范圍內(nèi)取任何值。而模糊邏輯是合理的量化數(shù)學(xué)理論，是以數(shù)學(xué)基礎(chǔ)為為根本去處理這些非統(tǒng)計不確定的不精確信息。

模糊控制是基于模糊邏輯描述的一個過程的控制算法。對于參數(shù)精確已知的數(shù)學(xué)模型，我們可以用Berd圖或者Nyquist圖來分析家其過程以獲得精確的設(shè)計參數(shù)。而對一些復(fù)雜系統(tǒng)，如粒子反應(yīng)，氣象預(yù)報等設(shè)備，建立一個合理而精確的數(shù)學(xué)模型是非常困難的，對于電力傳動中的變速矢量控制問題，盡管可以通過測量得知其模型，但對于多變量的且非線性變化，起精確控制也是非常困難的。而模糊控制技術(shù)僅依據(jù)與操作者的實踐經(jīng)驗和直觀推斷，也依靠設(shè)計人員和研發(fā)人員的經(jīng)驗和知識積累，它不需要建立設(shè)備模型，因此基本上是自適應(yīng)的，具有很強(qiáng)的魯棒性。歷經(jīng)多年發(fā)展，已有許多成功應(yīng)用模糊控制理論的案例，如Rutherford，Carter 和Ostergaard分別應(yīng)用與冶金爐和熱交換器的控制裝置。

2.2 分析方法探討

工業(yè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是探討問題的前提，由于難以對非線性和不統(tǒng)一的描述，做出判斷，因此模糊控制系統(tǒng)的分析方法的穩(wěn)定性分析一直是一個熱點，綜合近年來各位學(xué)者的發(fā)表的論文,目前系統(tǒng)穩(wěn)定性分析有以下集中:

(1)李普亞諾夫法:基于直接法的離散時間(D-T)和連續(xù)時間模糊控制的穩(wěn)定性分析和設(shè)計方法,相對而言起穩(wěn)定條件比價保守。

(2)滑動變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析法。

(3)圓穩(wěn)定性判據(jù)方法:利用扇區(qū)有界非線性概念,根據(jù)穩(wěn)定判據(jù)可推導(dǎo)模糊控制的穩(wěn)定性。

(4)POPOV判據(jù)。

(5)其他方法如關(guān)系矩陣分析法，超穩(wěn)定理論，相平面法，矩陣不等式或凸優(yōu)化法，模糊穴穴映射等，詳細(xì)資料及有關(guān)文獻(xiàn)很多，在此不再一一贅述。

2.3 模糊控制的設(shè)置設(shè)計

模糊控制的設(shè)計是一個非常復(fù)雜的過程，一般而言，采取的設(shè)計步驟和工具比較規(guī)范．其中模糊控制器一般采用專用軟硬件，通用型的硬件芯片在目前市場上比較多，其中主流產(chǎn)品如表1所示．而專用IC發(fā)展也很迅速，它把專用IC和軟件控制器集成在一起。

設(shè)計過程中，一般采取的設(shè)計步驟為：

(1)綜合考慮該課題能否采用模糊控制系統(tǒng)。即考慮采用常規(guī)控制方式的可能。

(2)從設(shè)備操作人員處獲取盡可能多的信息。

(3)選取可能的數(shù)學(xué)模型，如果用常規(guī)方法設(shè)計，估計設(shè)備的性能特點。

(4)確定模糊邏輯的控制對象。

(5)確定輸入輸出變量。

(6)確定所確定的各個變量的歸屬范圍。

(7)確定各變量的對應(yīng)規(guī)則。

(8)確定比例系數(shù)。

(9)如果有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型，用已確定的模糊控制器對系統(tǒng)仿真，觀測設(shè)備性能，并不斷調(diào)整規(guī)則和比例系數(shù)直到達(dá)到滿意性能。否則重新設(shè)計模糊控制器。

(10)實時運行控制器，不斷調(diào)整以達(dá)到最佳性能。

3、模糊控制應(yīng)用與前景展望

作為人工智能的一種新研究領(lǐng)域，模糊控制吸收借鑒了傳統(tǒng)設(shè)計方法和其他新技術(shù)的精華，在諸多領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)展．在新型的電力電子和自動控制系統(tǒng)中，有些專家在線性功放的加設(shè)條件下，把模糊控制應(yīng)用于為基礎(chǔ)的伺服電機(jī)控制中，在把模糊控制系統(tǒng)與PID及模型參考自適應(yīng)控制（MRAC）進(jìn)行比較后證明了模糊控制方法的優(yōu)越性．另有專家開發(fā)了應(yīng)用于矢量控制感應(yīng)電機(jī)傳動系統(tǒng)的模糊自適應(yīng)控制器，其控制方框圖如圖1所示：

模糊控制作為一項正在發(fā)展的新技術(shù)，目前在大多數(shù)專家還把主要精力放在應(yīng)用系統(tǒng)研究上，并取得了相當(dāng)?shù)某晒诶碚撗芯亢拖到y(tǒng)分析上還是相對落后的，以至于一些學(xué)者質(zhì)疑其理論依據(jù)和有效性．鑒于此可以明確得知：模糊控制理論和實踐的結(jié)合仍有待于進(jìn)一步探索．其發(fā)展前景是十分誘人的，而且在近年來，其理論研究也取得了顯著進(jìn)展．在近四十年的發(fā)展進(jìn)程中，模糊控制也有一些局限性：(1)控制精度低，性能不高，穩(wěn)定性較差；(2)理論體系不完整；(3)自適應(yīng)能力低．對于這些弱點，模糊控制與一些其他新技術(shù)，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN），遺傳算法相結(jié)合，向更高層次的應(yīng)用發(fā)展拓展了巨大的空間。

4、結(jié)語

模糊控制作為一門綜合應(yīng)用范例，在全球信息化浪潮的推動下，在未來的幾十年中，必將對經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展注入新的活力，有專家認(rèn)為，下一代工控的基礎(chǔ)是模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，混沌理論為支柱的人工智能．隨著模糊控制理論研究的日益完善和深入，應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大和配套IC的研發(fā)制造，模糊控制將給工控領(lǐng)域的發(fā)展開辟光明的應(yīng)用前景，同時也給各領(lǐng)域的研究人員提出了更重大的任務(wù)。