1全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)

在一些定位精度或動態(tài)響應要求比較高的機電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應用越來越廣泛，其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，而且調(diào)試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器采用了先進的數(shù)字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣，在驅(qū)動器和電機之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并充分發(fā)揮DSP的高速運算能力，自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負載變化，實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設備的機械共振點，并通過陷波濾波方式消除機械共振。

一般情況下，這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環(huán)，也作位置環(huán)。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度，應在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來完成（大多數(shù)全閉環(huán)的機床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，使得高精度自動化設備的實現(xiàn)更為容易。其控制原理如圖1所示。

該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，伺服驅(qū)動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等)，作為位置環(huán)，而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機械傳動上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補償機械傳動件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動器來完成，無需增加上位控制器的負擔，因而越來越多的行業(yè)在其自動化設備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

2直線電機驅(qū)動技術(shù)

直線電機在機床進給伺服系統(tǒng)中的應用，近幾年來已在世界機床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達地區(qū)掀起"直線電機熱"。

摘要廣東省的電力工業(yè)已步入大電網(wǎng)、高電壓和大機組的時代，如何合理地布局電網(wǎng)是廣東省電力工業(yè)的重要課題之一。電網(wǎng)規(guī)劃是一個受多種條件約束，以電網(wǎng)總效益為最終目標的多目標系統(tǒng)工程，因此，宜用綜合智能控制技術(shù)來研究電網(wǎng)規(guī)劃。在這方面較成功的例子是加拿大魁北克水電公司的直流／交流輸電網(wǎng)絡設計專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有目標和預期效益、領域?qū)＜液椭R工程師的交互作用等特點。根據(jù)廣東省電網(wǎng)的現(xiàn)狀和發(fā)展目標，電網(wǎng)規(guī)劃決策系統(tǒng)可分解為負荷預測、網(wǎng)架規(guī)劃、無功規(guī)劃、穩(wěn)定性分析等子問題，通過子問題的迭代進行協(xié)調(diào)，尋求最佳電網(wǎng)規(guī)劃決策系統(tǒng)。

廣東省電力系統(tǒng)包括21個地市電網(wǎng)，現(xiàn)有最高運行電壓等級為500kV，珠江三角洲地區(qū)已形成500kV環(huán)網(wǎng)，并以500kV電壓與廣西聯(lián)網(wǎng)，以400kV和110kV電壓分別與香港和澳門聯(lián)網(wǎng)。此外，廣東電網(wǎng)還向湖南宜章和臨武兩縣以及江西贛南地區(qū)供電。

粵中(珠江三角洲地區(qū))地網(wǎng)是廣東電網(wǎng)的核心，也是全省最大的負荷中心，該電網(wǎng)與廣西、香港等電網(wǎng)互聯(lián)，除了向珠江三角洲地區(qū)提供電力外，還擔負著電力交換任務。在粵中地區(qū)建設一個強大的500kV電網(wǎng)，對保證廣東電網(wǎng)乃至香港電網(wǎng)以及澳門電網(wǎng)的安全運行有著重大意義。目前廣東500kV電網(wǎng)東已延伸至汕頭西翼，江門——茂名500kV輸變電工程正加緊建設，2000年前可望投入使用。

廣東省的電力工業(yè)已經(jīng)步入了大電網(wǎng)、高電壓和大機組時代。隨著整個電網(wǎng)變得越來越復雜，電網(wǎng)規(guī)劃中以往那種人為臆斷和局部最優(yōu)的規(guī)劃方式會給電網(wǎng)運行、發(fā)展帶來隱患，資金盲目使用的可能性加大。結(jié)合目前理論的發(fā)展，我們認為電網(wǎng)規(guī)劃是一個受到多種條件約束的、以電網(wǎng)總效益為最終目標的多目標的系統(tǒng)工程。對于這樣一個系統(tǒng)，我們認為適宜以控制論為基礎，結(jié)合信息論、運籌學和系統(tǒng)工程等理論來研究。

從控制論角度來看，電網(wǎng)是一個巨維數(shù)的典型動態(tài)大系統(tǒng)，它具有強非線性、時變且參數(shù)不確切可知、含大量未建模動態(tài)部分的特征。另外，電力網(wǎng)絡地域分布廣闊，大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等復雜的物理特性，對這樣的系統(tǒng)實現(xiàn)有效決策控制是極為困難的。另一方面，由于公眾對新建高壓線路的不滿日益增強，線路造價，特別是走廊使用權(quán)的費用日益昂貴，以及電力網(wǎng)的不斷增大，使得人們對電力網(wǎng)絡的決策控制提出了越來越高的要求。正是由于電網(wǎng)具有這樣的特征，一些先進的控制論思想和技術(shù)被不斷地引入到電網(wǎng)中來。下面將闡明綜合智能控制技術(shù)引入電網(wǎng)規(guī)劃中的必要性和可行性。

1綜合智能控制技術(shù)

1．引言

1）汽車發(fā)動機基本原理和構(gòu)造

當今世界上的汽車發(fā)動機工作過程基本上都由四個沖程組成，即進氣、壓縮、膨脹和排氣。利用燃料和空氣的混合氣在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體的膨脹，發(fā)動機借助于曲柄連桿機構(gòu)通過曲軸對外輸出扭矩而作功。發(fā)動機按照所用燃料可分成汽油機、柴油機和燃氣發(fā)動機；按照點火方式可分成點燃式和壓燃式；汽油機按照空氣和燃油的比例可分成理論當量燃燒和稀薄燃燒；按照汽油噴射地點可分成中央噴射、進氣口噴射和缸內(nèi)噴射。

發(fā)動機的各個部分按其功能可分成燃油供應系統(tǒng)、進氣排氣系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、曲柄連桿傳動機構(gòu)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)如發(fā)電機、起動機、空調(diào)壓縮機和各種泵等。

發(fā)動機工況可分成冷起動、起動后、暖機、怠速、部分負荷、全負荷、加速、減速和倒拖滑行等。這些工況主要根據(jù)負荷與轉(zhuǎn)速，結(jié)合發(fā)動機溫度（即冷卻液溫度）來區(qū)分。

2）電子控制在發(fā)動機中的重要意義

摘要：混凝土的種類很多。按膠凝材料不同，分水泥混凝土、瀝青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；按表觀密度不同，分重混凝土、普通混凝土、輕混凝土；按使用功能不同，分結(jié)構(gòu)用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土及防輻射混凝土等；按施工工藝不同，又分噴射混凝土、泵送混凝土、振動灌漿混凝土等；為了克服混凝土抗拉強度低的缺陷，人們還將水泥混凝土與其它材料復合，出現(xiàn)了鋼筋混凝土，預應力混凝土，各種纖維增強混凝土及聚合物浸漬混凝土等；另外，隨著混凝土的發(fā)展和工程的需要，還出現(xiàn)了膨脹混凝土，加氣混凝土，纖維混凝土等各種特殊功能的混凝土。目前，混凝土仍向著輕質(zhì)、高強、多功能、高效能的方向發(fā)展。大體積混凝土的裂縫問題是實際工程中長期困擾工程技術(shù)人員的問題，其控制技術(shù)的研究是混凝土結(jié)構(gòu)研究的熱點問題，具有重大的學術(shù)價值和潛在的工程背景。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；干縮；收縮；骨料；水灰比；硬化；添加劑

1.引言

大體積混凝土由于水泥凝結(jié)硬化過程中釋放出大量的水化熱，形成較大的內(nèi)外溫差，當溫差較大超過25℃時，混凝土內(nèi)部的溫度應力有可能超過混凝土的極限抗拉強度從而產(chǎn)生溫度裂縫，同時混凝土降溫階段如果降溫過快，由于厚板收縮，又受到強大的摩阻力，可能導致收縮貫穿裂縫。此外，混凝土本身的收縮也可能造成裂縫的產(chǎn)生。因此大體積混凝土存在的主要問題是裂縫的控制。

2.大體積混凝土的概念

目前國內(nèi)對于大體積混凝土尚無一個明確的定義。我國有的規(guī)范認為，當基礎邊長大于20m，厚度大于1m，體積大于400m3時稱大體積混凝土；有的則認為混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小尺寸等于或大于1m，或預計會因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大，導致裂縫的混凝土為大體積混凝土。

1全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)

在一些定位精度或動態(tài)響應要求比較高的機電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應用越來越廣泛，其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，而且調(diào)試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器采用了先進的數(shù)字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣，在驅(qū)動器和電機之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并充分發(fā)揮DSP的高速運算能力，自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負載變化，實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設備的機械共振點，并通過陷波濾波方式消除機械共振。

一般情況下，這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環(huán)，也作位置環(huán)。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度，應在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來完成（大多數(shù)全閉環(huán)的機床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，使得高精度自動化設備的實現(xiàn)更為容易。其控制原理如圖1所示。

該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，伺服驅(qū)動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等)，作為位置環(huán)，而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機械傳動上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補償機械傳動件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動器來完成，無需增加上位控制器的負擔，因而越來越多的行業(yè)在其自動化設備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

2直線電機驅(qū)動技術(shù)

直線電機在機床進給伺服系統(tǒng)中的應用，近幾年來已在世界機床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達地區(qū)掀起"直線電機熱"。

摘要：信息時代的高新技術(shù)推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機械工業(yè)自動化中出現(xiàn)了一些運動控制新技術(shù)：全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)、直線電機驅(qū)動技術(shù)、可編程計算機控制器、運動控制卡等。本文主要分析和綜述了這些新技術(shù)的基本原理、特點以及應用現(xiàn)狀等。

關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動技術(shù)，直線電機，可編程計算機控制器，運動控制

1引言

信息時代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計算機技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機械裝置和動力設備相結(jié)合，促使機械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機電一體化技術(shù)革命。

隨著計算機技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進國家的機電一體化產(chǎn)品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業(yè)機器人、智能機器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進展。機電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時，運動控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個廠家相繼推出運動控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機驅(qū)動技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計算機控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運動控制卡（MotionControllingBoard）等幾項具有代表性的新技術(shù)。

【摘要】電子駐車系統(tǒng)(EPB：ElectricalParkingBrake)是指由電子控制方式實現(xiàn)停車制動的技術(shù)，把長期使用的傳統(tǒng)型手駐車制動模式推進了一大步。本文全方面介紹EPB系統(tǒng)的基本理論，基本原理以及在開發(fā)工作中需要注意的事項。

【關(guān)鍵詞】EPB電子駐車應用

一、EPB與傳統(tǒng)手制動相比的優(yōu)點

1.1EPB系統(tǒng)可以在發(fā)動機熄火后自動施加駐車制動。駐車方便、可靠，可防止意外的釋放（比如小孩、偷盜等）。

1.2不同駕駛員的力量大小有別，手駐車制動桿的駐車制動可能由此對制動力的實際作用不同。而對于EPB，制動力量是固定的，不會因人而異，出現(xiàn)偏差。

1.3可在緊急狀態(tài)下組委行車制動用。

摘要分析了基于無線通信的列車控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展促進了ATC系統(tǒng)從一個以硬件為基礎向以軟優(yōu)勢。采用基于無線通信的列車控制系統(tǒng)可實現(xiàn)互聯(lián)互通,并有利于設備的國產(chǎn)化。結(jié)合國外實施互聯(lián)互通的經(jīng)驗和中國國情,指出該技術(shù)對于上海新線建設及將來的互聯(lián)互通是一種可行的方案。

關(guān)鍵詞列車自動控制,無線通信的列車控制,互聯(lián)互通

基于通信的列車控制(Communication2BasedTrainControl,簡為CBTC)系統(tǒng)采用先進的通信、計算機技術(shù),對列車實現(xiàn)連續(xù)控制。它擺脫了軌道電路對列車占用的判別方式,突破了固定閉塞的局限性,可以實現(xiàn)移動閉塞。本文將從列車控制技術(shù)的發(fā)展著手,探討無線CBTC的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢及對于實現(xiàn)互聯(lián)互通和項目設備國產(chǎn)化的優(yōu)越性,并對其在國內(nèi)的應用前景提出了看法。

1列車控制技術(shù)的發(fā)展和CBTC

列車自動控制(ATC)系統(tǒng)的發(fā)展依賴于市場的需求以及各種新興的技術(shù)基礎。過去25年中微處理器的發(fā)展以及過去5年中移動通信的發(fā)展,對ATC技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。微處理器的件為基礎的系統(tǒng)的演變,而移動通信技術(shù)的發(fā)展也將極大影響ATC系統(tǒng)發(fā)展的進程(見圖1)[2]。

圖1列車控制技術(shù)的發(fā)展

摘要：本文主要介紹了智能控制技術(shù)的主要方法，并介紹了智能控制在各行各業(yè)中的應用。

關(guān)鍵字：自動化智能控制應用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，許多新方法和技術(shù)進入工程化、產(chǎn)品化階段，這對自動控制技術(shù)提出獷新的挑戰(zhàn)，促進了智能理論在控制技術(shù)中的應用，以解決用傳統(tǒng)的方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題。

一、智能控制的主要方法

智能控制技術(shù)的主要方法有模糊控制、基于知識的專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制和集成智能控制等，以及常用優(yōu)化算法有:遺傳算法、蟻群算法、免疫算法等。

2.1模糊控制

1工程概況

廣東奧林匹克體育場是九運會的主會場，設固定觀眾座位8萬席，總建筑面積達14．56萬m2，規(guī)模巨大，造型新穎，質(zhì)量標準高，施工難度大，工期短，由廣東建工集團總承包施工，本工程(包括場外環(huán)境及附屬結(jié)構(gòu))高性能混凝土用量達13萬m3。本工程面積巨大的環(huán)狀結(jié)構(gòu)看臺樓層采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，由于其特殊功能要求，花瓣形看臺面積達4．25萬m。，屬超大面積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?？磁_下各樓層面積分別為：首層3．79萬m。，2層2．84萬m2，3層1．52萬m。，4層1．4萬nfl。，5層1．24萬m2?？磁_樓層沿徑向設計有6道永久性伸縮縫，其間距超長，約為90m。地下室底板面積近2．5萬m。，澆筑混凝土量達1．87萬m3，雖然其厚度僅為600mm，但分布其中的眾多大承臺和底板合在一起澆筑施工，合并后的最大厚度達1．7m，亦屬大體積混凝土施工。底板設計有7條后澆帶，分為8大塊，最大一塊面積達4100m。，底板寬約36m，長約120m，底板后澆帶間距超長。超長、超大面積及大體積混凝土是本工程結(jié)構(gòu)的重要特色之一，其裂縫控制也就成為工程施工的重點與難點。

2采用高性能混凝土施工技術(shù)

本工程混凝土最大輸送距離達300m，最大輸送高度為60m，為滿足泵送混凝土和體育場復雜特殊造型的施工要求，我們大量采用了高性能混凝土施工技術(shù)。在體育場北區(qū)配置了l臺意大利進口的大型現(xiàn)代化攪拌站，產(chǎn)量為90m’／h；南區(qū)配置了自動上料和自動稱量系統(tǒng)的混凝土攪拌站2座，產(chǎn)量為30~50m3／h。針對本工程的需要，配制高性能混凝土時為了優(yōu)選原材料和配合比，我們應用“雙摻”技術(shù)，除提高混凝土的可泵性外，還有意識地預先通過試驗確定低收縮率的混凝土配合比，同時減少水泥用量，降低混凝土的水化熱和改善其收縮性能。

2．1優(yōu)選原材料

選用優(yōu)質(zhì)的原材料，如底板施工中采用連續(xù)級配骨料，增大混凝土的密實度。嚴格控制混凝土出機和人泵坍落度，隨不同施工階段的設計要求與天氣變化情況跟蹤調(diào)整配合比，詳見表1。