浅谈电气自动化设备的稳定性控制

杨明

摘要：电气自动化控制设备的稳定性对于电力企业的正常运作来说是至关重要的，因此保持电器自动化控制设备的稳定性就显得尤为重要。现如今我国的电力企业之中的电气自动化控制设备稳定性仍然不足，还需要不断提升，以此保证我国民众的日常生活的正常用电。

关键词：电气自动化;稳定性

1 影响电气自动化设备稳定性的因素

有些设备的工作环境较为恶劣，因此相比于工作环境优越的电气自动化设备，其需要更为强大的工作环境适应能力，才能保证机组的稳定性不受周围环境的影响，保证整个设备的安全稳定运行。影响电气设备稳定性的因素有很多，其主要有气候、电气、机械三方面的因素，下面逐一进行介绍。

1.1 气候因素

气候对电气工程自动化设备的主要影响体现在运行环境的温湿度、环境气压、大气的污染状况均会对系统造成不同程度的干扰，给系统的稳定运行带来较大的危险。当环境温度过高时，设备将执行停机操作，甚至会损坏设备。并且从目前的统计来看。电气系统的电气设备运行在户外的占大多数，因此考虑环境因素的影响十分必要。

1.2 机械影响

由于在实际生产过程中，自动化设备的运载工具种类较多，当在实际工作中，运载设备存在较大的差异时，将导致设备受到的机械冲击载荷存在较答的差异。当自动化设备收到如正振动、冲击等载荷时，将导致设备的元器件收到损伤，当元器件被破坏后，将导致设备的参数出现变化，影响到电气自动控制系统的控制准确性。

1.3 电磁干扰因素

在电气工程自动化设备的主要影响因素中，电磁干扰的影响最为突出，电磁的影响无形五羊，在实际生产中，不容易被发现，但它对电气工程自动化设备的影响却十分大。在设备实际运行过程中，设备的周围将存在不同种类的电磁波，电磁波的存在需要电气工程自动化设备增大输出噪声来进行排噪，这样的结果将导致电气工程自动化设备的稳定性产生严重影响，情况十分严重时，将导致安全事故的发生。

2 电气自动化设备稳定性控制方法与原理

2.1 PID控制原理

在控制算法中，最为常用的便是PID控制，其原理图如图1所示。

有图1可知，PID控制系统是根据设定的输出值与实际输出值之间的偏差e，PID控制机根据偏差的大小，来进行比例、积分、微分的计算。最后将计算得到的三个值进行叠加，得到uc来控制别控制的对象，通过不挺的往复计算，指导偏差为零时。控制过程结束，PID的理想控制算法为：

式中，Kp、Ti和Td分别为比例系数、积分时间常数和微分时间常数，这三个时间参数在误差的准确性，将直接影响控制系统的控制效果。比例环节是通过将产生的系统偏差以及一定的数量偏差通过动态放大的方式来将误差减小，同过比例环节进行控制能过迅速减小偏差。积分控制环节是通过消除系统中存在的稳态偏差来进行精度调节，而微分控制环节属于超前控制，通过计算偏差的变化率来进行前期的调节，从而达到提高整个控制环节的动态调整能力。除PID控制系统外，还存在PI以及PD控制系统，在控制系统的选择上，一般根据工程实际进行确定。

2.2 模糊控制原理

所谓模糊控制理论，是指通过在模糊集合上，按照一定的语言规则以及推理理论相结合的方式。其控制的准确度主要是依靠工程实际中的工程经验，而不是单纯的依靠基本的数学计算模型。从目前的应用效果上来看，模糊控制在设计过程中较为简单，而且抗干扰能力强。随着科学技术的不断发展，模糊控制已经成为现代工业控制中的重要理论，对推动工业的自动化水平具有重要的意义。图2为模糊处理器的基本功能结构。主要由三部分组成。分别为对输入数据的模糊化、根据经验的模糊推理以及清晰化。

在模糊控制器中，首先对输入量进行模糊处理，得到定义模糊系统能工理解的语言变量，其次，根据模糊控制器相应的规则，对模糊化的数据进行模糊推理计算，得到可输出的模糊过程变量，最后对过程变量进行解析，得到控制系统实际输出的数值，控制器以及执行器根据输出值，做出相应的响应。最终实现对整个系统的模糊控制。

2.3 Smith预估控制原理

在现代工业控制过程中，被控对象或多或少都会存在一定的纯滞后这种特性，纯滞后这种特性往往会致使静态系统性能稳定性大大降低，动态系统性能发生变坏，可能还会引起谐波超调和高频振荡。Smith迟延预估器的引入能很好的补偿迟延的纯滞后延迟特性，提高了系统的运行稳定性和数据动态处理性能。

3 提高设备稳定性的方法

3.1改善电气自动化控制设备的散热功能

电气自动化控制设备在运行过程中，如果关机冷却的时间不多，那么会不断产生热量，这是极其危险的一种影响因素。要知道，电气自动化控制设备的结构空间是有限的，所产生的热量不能及时排出。如果电气自动化控制设备与外界环境经常出现温差，就会影响其工作的稳定性。这会降低设备的准确性;严重时会在产品的生产过程中引发安全事故，妨碍企业的正常运转。因此，电气自动化控制设备的相关生产企业在设计与制造的过程中，应当改善设备的散热功能，避免其元器件被损害，提高设备的稳定性。

3.2优化设计方案

在对电气自动化控制设备进行设计的过程中，要考虑实际环境的影响，因此，针对特定的外界环境，应当优化设计方案，巩固设备的稳定性。不同的电气自动化控制设备的生产企业，所生产的设备在结构形式以及元器件选型方面存在一定的差異。所以当企业进行同一个项目安装设备时，尽可能遵循统一法则，最大限度地保证各电气自动化控制设备之间能够相互协调。

4 结语

电气自动化设备良好的系统稳定性技术是自动化设备系统的安全性、可靠性的重要前提与保障，也是电气与自动化稳定性技术不断探索创新发展的重要战略目标。对于电气与自动化系统稳定性设备技术的研究，有助于进一步提高电气自动设备系统的敏感度，可以在最短的时间内发现并有效地回应设备故障，有利于提高我国电气自动化设备的自动化、智能化与持续发展的水平，推进我国社会经济信息化与工业自动化的建设。

参考文献

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