机电控制系统的发展与研究现状.pptVIP

一，机电控制系统 1）机电控制系统由来 机电控制系统 机械的广泛深入的应用，也促进了控制科学的产生和 发展。 机械运转本身，广义地讲也可称为控制，只有配 备一定的控制装置才可以达到某种较复杂的工作目的 生产工艺的发展对机械系统也提出了愈来愈高的要求， 使得机械更多的是与电气、电子装置结合在一起，形成了机电控制系统。 2）机械与控制的关系 自动控制是以一般系统为对象，广泛地使用 控制方法进行控制系统的理论设计。 机电控制就是应用自动控制工程学的研究结果，把机械作为控制对象，研究怎样通过采用一定的控制方法来适应对象特性变化从而达到期望的性能指标。 也就是说机电控制从属于自动控制。 3）机电控制系统的结构 机电控制系统一般由7个部分组成 ?”代表比较元件，它将测量元件检测到的被控量与输入量进行比较；“-”号表示两者符号相反，即负反馈；“+”号表示两者符号相同，即正反馈。 二，机电控制系统的发展史 机电控制系统的发展按所用控制器件来划分，它主要经历了四个阶段： 最早的机电控制系统出现在20世纪初，它仅借助于简单的接触器与继电器等控制电器，实现对被控对象的启、停以及有级调速等控制，它的控制速度慢，控制精度也较差。 第二个阶段 20世纪30年代控制系统从断续控制发展到连续控制，机电控制系统的快速性及控制精度都大大超过了最初的断续控制，并简化了控制系统，减少了电路中的触点，提高了可靠性，使生产效率大为提高。 第一个阶段： 第三个阶段 20世纪40~50年代出现了大功率可控水银整流器控制；50年代末期出现了大功率固体可控整流元件——晶闸管，很快取代了水银整流器控制，后又出现了功率晶体管控制，由于晶体管、晶闸管具有效率高、控制特性好、反应快、寿命长、可靠性高、维护容易、体积小、重量轻等优点，它的出现为机电自动控制系统开辟了新纪元。 第四个阶段 随着数控技术的发展，计算机的应用特别是微型计算机的出现和应用，又使控制系统发展到一个新阶段——计算机数字控制，20世纪70年代初，计算机数字控制系统应用于数控机床和加工中心，这不仅加强了自动化程度，而且提高了机床的通用性和加工效率，在生产上得到了广泛应用。 三，国内外的研究现状 传统的机械制造技术与控制技术和信息技术的有机结合，不仅促使生产经营模式的发展和变革，而且促进开发性能优越的、机电相结合的机械产品，创造新的制造工艺和加工手段，使系（产品）高附加值化。 带来的好处 多功能、高效率化、 高可靠性 节省能源，提高产品 的质量和性能 增强企业的市场 竞争力 机电控制是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电控制的主要发展方向如下 ： 1、智能化 2、模块化 3、网络化 4、微型化 5、绿色化 6、系统化 DSC 控制系统 技术发展趋势??? 国外自上世纪60年代出现第一台工业过程控制系统以来已经过三代产品的发展变化，随着计算机技术及产品的发展，工业控制系统亦相应地不断发展。 半导体技术集成电路技术推动微处理器、微控制器的发展。 分布式控制系统已推出第四代产品，如Honeywell 公司新推出的Expersion PKS（过程知识系统），Emerson公司的A2，横河公司的R3（PRM－工厂资源管理系统），ABB公司的Industrial IT系统。 计算机技术、通信技术、控制技术的发展，使控制系统向全数字化、全分散式、全开放可互操作和开放式互联网络的新一代现场总线控制系统(FCS)发展。 PLC技术20世纪80年代走向成熟。 自动控制理论及技术的发展，先进控制、模糊控制、人工神经网络、人工智能技术和专家系统已在工业自动化中实际应用。 四、机械控制系统的应用范围 工业生产 百姓的日常 生活 农业生产 军事、航天 在生活上的应用： 现在机电控制体统广泛应用于人们的日常生活中，给人们的生活带来了很大的便捷。 例如：变频空调 众所周知，我国的电网电压为220伏、50赫兹，这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。由于供电频率不能改变， “变频空调”变频器改变压缩机供电频率，调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的。 中央空调变频器 在军事、航天领域： 微光机电系统(MOEMS)是近几年在微机电系统(MEMS)中发展起来的一支极具活力的新技术系统，它是由微光学、微电子和微机械相结合而产生的一种新型的微光学结构系统。 MOEMS是一种可控的微光学系统，该系统中的微光学元件在微电子和微机械装置的作用下能够对光束进行汇聚、衍射和反射等控制，极大地促进信息通信、航天技术以及光学工