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機電一體化中的電機控制
機電一體化中的電機控制
【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)分飛速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，當前人們逐漸對機電行業(yè)的發(fā)展重視起來。
本文針對電機控制中執(zhí)行機構(gòu)元件選型以及執(zhí)行機構(gòu)功能元件設(shè)計和執(zhí)行機構(gòu)功能元件閥位等進行分析，并提出解決與執(zhí)行機構(gòu)功能元件速度控制原理相關(guān)的解決辦法，希望為實現(xiàn)我國機電一體化的進程與發(fā)展貢獻出一份力量。
【關(guān)鍵詞】機電一體化 電機控制 相關(guān)討論
眾所周知，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及現(xiàn)代先進生產(chǎn)加工技術(shù)的不斷完善，相關(guān)執(zhí)行機構(gòu)的重要性不言而喻，因為執(zhí)行機構(gòu)在自動控制系統(tǒng)工作中起著至關(guān)重要的作用。
但是當前我國國產(chǎn)大流量電動執(zhí)行機構(gòu)無論是在相關(guān)控制手段上還是在機械傳動機構(gòu)上都出現(xiàn)明顯落后和偏多的情況，同時電動執(zhí)行機構(gòu)中其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜且其可靠性能也相對較低。
本文針對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)展的相關(guān)缺陷和不足，對如何采用機電一體化技術(shù)將閥門和控制器進行有機融合進行深度探究。
一、機電一體化發(fā)展歷程與現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展趨勢
從始初的數(shù)控機床逐漸演變?yōu)槲㈦娮蛹夹g(shù)機電一體化并在基礎(chǔ)上沿用了可編程控制器，同時電力電子的出現(xiàn)也會機電一體化的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。
還需要強調(diào)的是，現(xiàn)代機電一體化技術(shù)主要是由激光技術(shù)和信息技術(shù)以及相應(yīng)的模糊技術(shù)共同構(gòu)成，其無論是在運轉(zhuǎn)效率上還是在工作質(zhì)量上都有著較大進步。
微控制器在生產(chǎn)數(shù)字化機電產(chǎn)品中起著重要作用，數(shù)控機床施工和機器人施工都是數(shù)字化機電一體生產(chǎn)中的重要表現(xiàn)形式，與此同時，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計算機系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，虛擬設(shè)計技術(shù)以及集成制造技術(shù)都是數(shù)字化機電一體應(yīng)用中的重點環(huán)節(jié)。
其優(yōu)點一般具有軟件可靠性、軟件可維護性和軟件自行診斷性以及軟件高可靠性等。
新型數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上使遠程操作遠程診斷和遠程修復(fù)成為可能。
智能化就是要求在進行機電產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中其產(chǎn)品又有一定的智能特性，并使相關(guān)產(chǎn)品能夠獨立進行邏輯思考和自主決策。
CNC中的人機對話功能就是機電產(chǎn)品智能化的的一種重要表現(xiàn)形式，其會在設(shè)置智能工藝數(shù)據(jù)庫的同時使產(chǎn)品使用和產(chǎn)品操作以及產(chǎn)品維護帶來較大便利。
需要強調(diào)的是，模糊控制技術(shù)、灰色理論技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和小波理論技術(shù)以及混沌分岔技術(shù)都是機電一體化產(chǎn)品智能化的幾種體現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上為機電一體化技術(shù)的發(fā)展奠定了有力基礎(chǔ)。
因為生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的商家和種類相對較多，那么在進行研制機械接口和研制動力接口以及開發(fā)環(huán)境接口的過程中就會產(chǎn)生一定的困難，具有集減速變頻調(diào)的動力驅(qū)動單元以及需要進行視覺信息處理和圖像信息識別等工作就是其中廠商研制開發(fā)機電一體化產(chǎn)品中的典型實例。
二、硬件控制與相關(guān)工作原理分析
(一)機電一體化智能執(zhí)行機構(gòu)主要分為智能控制部分以及智能執(zhí)行驅(qū)動部分兩種，而我們通常所說的控制部分主要包括單片機、IPM逆變器、輸入輸出通道和整流模塊以及報警電路等，而智能執(zhí)行驅(qū)動部分主要是由三相伺報電機結(jié)構(gòu)以及位置傳感器結(jié)構(gòu)二者共同構(gòu)成。
(二)被檢測逆變模塊中的電壓位置信號以及三相輸出電流會被相關(guān)程序轉(zhuǎn)換，并在此過程中傳送相應(yīng)單片機上。
而單片機則是用過8255控制PWM波發(fā)生器的，通過其中的光電耦合被逆變模塊IPM所應(yīng)用，這樣就在一定程度上實現(xiàn)了閥位控制工作以及電機變頻調(diào)速工作等。
需要注意的是，在逆變模塊進行正常工作的過程中，380V電源調(diào)整模式會將其所需直流電壓信號進行全橋整流。
(三)雙環(huán)控制技術(shù)是進行機電一體化電機控制工作中的主要技術(shù)，其內(nèi)環(huán)和外環(huán)分別為速度環(huán)和位置環(huán)。
我們需要了解的是，速度環(huán)的主要工作任務(wù)是將基礎(chǔ)速度與設(shè)定速度進行相互比較，之后通過對PWM波發(fā)生器的載波頻率的變換實現(xiàn)機電一體化電機自動轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，此時的速度調(diào)節(jié)器是以模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法為主要計算手段的。
而外環(huán)中的相應(yīng)速度設(shè)定則主要是根據(jù)其當前所處位置來完成并在此基礎(chǔ)上形成內(nèi)環(huán)設(shè)定值的。
因為流量閥減速和流量閥勻速以及流量閥加速是其機構(gòu)運行中的三個主要運行階段，此時每個階段中的運行時間和運行加速度以及特定位置特定運行的頻率也有所不同，速度給定發(fā)生器的主要工作原理就是當實際閥位與相關(guān)給定閥位不等時，其會以恒定加速度為主要加速手段，此時的減速點會根據(jù)相關(guān)閥位值和閥位給定值以及當前速度這三者的大小來進行計算并得出具體數(shù)值。
(四)閥門柔性開關(guān)以及閥位極限位置判定是我們在執(zhí)行機構(gòu)是所要考慮的兩項主要技術(shù)因素，閥門柔性開關(guān)的主要功能是當閥門開關(guān)的過程中保證閥門不受損傷，正確的做法是，我們應(yīng)該運用微處理器對變頻器輸出電壓和變頻器輸出電流進行相對精準的計算，并在計算的過程中得出輸出力矩，在得出力矩信息后自動調(diào)節(jié)速度以防止閥門撞擊。
閥門全開位置以及閥門全關(guān)位置就是閥門的極限位置，傳統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)中閥位監(jiān)測在監(jiān)測的過程中容易出現(xiàn)閥門松動，我們應(yīng)該運用單片機將兩次監(jiān)測信號進行具體對比，并在確認已達到正確閥門極限位置的同時切斷異步供電電源。
三、結(jié)束語
綜上所訴，機電一體化中的電機控制是當下我們要亟待解決的問題，正確的做法是要根據(jù)機電一體化技術(shù)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀作為分析基礎(chǔ)，之后進行對新型電動執(zhí)行機構(gòu)的相應(yīng)合理方案進行較為科學(xué)的制定。
本文針對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)展的相關(guān)缺陷和不足，對如何采用機電一體化技術(shù)將閥門和控制器進行有機融合進行深度探究，希望為我國機電行業(yè)的發(fā)展貢獻出一份力量。
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