机电控制系统的方式

潘树峰

摘要：机电控制系统包括很多部分，这些部分相互协调，共同完成控制工作。例如，传感器装置负责观察、控制部分用于负责比较、执行装置负责控制执行。机电控制系统在生产中发挥的作用越来越大，因此，加强机电控制系统控制方式研究，对工作生产具有重要促进意义。

关键词：机电控制系统；控制方式；分析

前 言

随着社会的不断进步，机电控制系统应用越来越广泛，极大的提高了企业生产效率。机电控制系统的作用在于通过传感器对被控象的控制量进行控制使之与目标值相等，使被控对象按照设定的状态运行，以保证生产工作的顺利进行。

一、机电控制系统的开环控制

机电控制系统开环控制由依据给定指进行的开环控制、按干扰补偿进行的开环控制之分，下面分别介绍这两种开环控制方式。

1.依据给定值的开环控制

该种控制方式对给定值进行测量，实现对被控量的控制。工作原理为：机电控制系统首先对给定值进行分析计算，依据计算结果作用于被控对象，实现对被控量的控制与操作。工作过程中控制的准确度主要受校准与原件精度影响。该种控制方式虽具有操作简单的优点，但其具有较差的抗扰动能力，且没有纠偏功能，因此工作过程中很容易受到特征参数变化或外部因素的干扰，导致被控制量偏离给定值，无法保证控制精度。如将其运用在外界干扰较小或对控制精度要求不高的情况下，凭借其使用成本低、便于调整、结构简单的优点，能发挥较好的使用价值，尤其当外部干扰较弱，系统结构比较稳定时宜采用该种控制方式。

2.按干扰补偿进行的控制

该种控制方式在测量扰动量的基础上进行适当补偿，有效避免扰动量给输出量造成的不良影响。工作过程中系统测量给系统造成影响的干扰量，进行分析计算补偿后实现对被控制量的控制，因此该种控制方式又称前馈控制、顺馈控制。控制信号在控制装置与被控对象之间进行单项传递，完成整个控制操作。

该种控制系统的工作原理为：首先系统对影响系统正常工作的干扰量进行测量，并计算分析补偿后通过执行装置作用于被控对象，进而对被控量进行控制。由此不难发现，系统只能对可测量的干扰量进行补偿，而对于那些无法测量的系统参数变化系统自身则无能为力。所以系统控制精度多少受到工作原理的影响。例如，直流电机转速控制系统中，负载增加转速下降，而且下降与电枢电流之间有着密切的关系，如采取有效方法测量出负载导引起的电流变化量，并依据大小添加一个控制作用，对造成的转速下降进行补偿，形成按干扰补偿进行的控制系统。按干扰补偿进行的控制因其直接通过扰动信息，实现对被控量的控制，因此具有较强的抗扰动性，而且能达到较高的精度，因此，比较适合应用在可测量扰动量的条件下。

二、调节偏差的闭环控制

在机电控制系统中调节偏差的闭环控制方式，是应用最为广泛的控制系统。该控制系统对给定值与被控量之间的偏差进行测量，依据两者间的偏差对被控量进行控制，即，系统发现给定值与被控量间存在偏差，就会自动、不间断的进行纠正，以达到控制被控对象的目的，由此可知该控制方式依据的是反馈控制原理。

该种控制系统工作时因需对比给定值与被控量，因此控制信号需要在反馈与前向通道中进行往复的传输，形成一个闭合回路，即为反馈或闭环控制。当将反馈信号减去给定值而进行的控制，为负反馈，反之为正反馈。反馈控制有一个比较突出的特点，不管受何种因素影响，只要到被控制量与给定值发生偏差，就会产生一个与之对应的控制系统，消除或减小产生的偏差，使被控制量接近给定值。

负反馈闭合回路是依据偏差实现控制系统，在信号传送与结构联系的显著标志。该种控制方式可达到较高的控制精度，其并不考虑系统结构参数改变，还是受干扰影响，只要被控变量与给定值不一致，系统就会自动对其进行纠正。不过该种控制系统涉及较多元件，而且具有复杂的线路，尤其在设计与分析系统性能时，如不能很好的匹配相关参数，会增加被控对象的摆动程度，严重情况下会导致系统无法正常工作。但作為机电控制系统中最为基本且重要的控制方式-闭环控制，在实际生产中仍具有较高的应用率。

三、复合控制方式

本质上而言复合控制方式是闭环与开环控制的结合，即为进一步提高控制精度，使之更好的满足生产要求，将一个顺馈通路或输入信号添加到闭环控制回路上。反馈控制的正常工作需要外部出现扰动影响，否则不会对其进行修正。依据扰动实现的控制与依据偏差进行控制相比，虽较为简单，但无法在不可测量扰动的情况下应用，而且一个补偿装置只能对一个扰动因素进行补偿，而无法补偿其余扰动。针对上述控制方式存在的缺陷，应将依据扰动进行的控制与依据偏差进行的控制进行结合，使用补偿装置对主要扰动进行补偿，并且还能依据偏差进行控制，从而将其与扰动引起的偏差加以消除。

同时，控制系统的主要扰动问题已被解决，设计反馈控制系统的难度就会大大降低，而且还能获得良好的控制效果。另外，考虑到该种控制方式中的顺馈通路类似于开环控制，因此，其对补偿装置参数稳定性具有较高要求。除此之外，依据控制主体可将机电控制系统分为自动与手动之分，其中自动控制指在没有人直接参与的状况下，借助专门的装置实现的控制，而手动控制则需要人为的进行分析、判断、操作等。当前科技发展水平迅速，实现机电控制系统的自动化是未来发展的重要目标，例如利用数控机床加工、生产机械工件时，一方面需要保证加工生产质量，另一方面还需满足数量要求，这就需要使用对其进行自动化控制。因此，为进一步提高机电控制系统在实际生产过程中的生产效率，我国应加强机电控制系统自动化控制方面的研究，缩短与发达国家技术上的差距，提高机电控制系统控制水平。

四、结束语

机电控制系统在我国的很多生产领域都有所运用，一定程度上提高了企业生产效率，为我国国民经济的发展做出了突出贡献。为此，国家相关部门应在不断总结机电控制系统设计、生产的基础上，加强与发达国家的交流与合作，探索出新的生产技术，以提高机电控制系统性能，使机电控制系统在生产中充分发挥工作性能，为我国经济建设作出应有贡献。

参考文献：

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