浅谈机电控制系统的控制方式

武威职业学院 党仕梅

浅谈机电控制系统的控制方式

武威职业学院 党仕梅

作为现代工业化生产中应用的重要技术，机电控制技术是实现机电一体化、智能化的核心技术，特别是在高精尖技术的发展中，机电控制系统的应用愈发广泛，作用愈显重要。本文介绍了机电控制系统中常见的几种控制方式及各自的优缺点和应用场景，以此加深对机电控制系统的认识和理解。

机电控制；控制方式；自动化控制

机电控制系统通过特制的机电传感装置，对机电设施的运行状态和过程进行监督和控制，其中的控制装置负责对系统的过程或状态进行分析与比较，专门的执行装置来完成系统中的执行环节。机电控制系统的控制方法并不单一，其可以是两种方式的结合，而各种方式都具有自己的特点，文章就此进行一些探讨。

1　机电控制的含义

机电控制技术是将电子技术和机械相关方面的技术有机结合而成的一项综合技术，主要可分为控制技术与机电技术两个部分，涉及到自动控制、传感检测、流体转动等相关技术领域。机电控制技术的目的主要是开发和优化控制系统，以使控制系统的控制能力和管理能力实现最大化，达到更高的工作效率和效果。

2　机电控制系统的控制方式

1）反馈控制方式

反馈控制是机电控制系统中最基本的一种控制方式，也是目前应用最广泛的一种系统控制方式。一个完整反馈型控制系统的工作原理是：在控制系统中，控制装置对受控对象施加控制作用，完成相应控制操作的反馈信息则来自于受控对象的受控值，控制装置收到反馈的受控值后，通过不断地修正受控值的偏差直至为零，从而实现对受控对象的基本控制。通俗地说，每个人自身就是一个反馈控制系统，人的一切活动都体现着这样的反馈控制原理，如人可以通过手拿笔写字，汽车司机利用方向盘操纵汽车在马路上行驶等这些生活中很常见的动作中都体现着反馈控制原理，在完成这些似简单和普通的动作时，人都会通过信息判断与信息反馈，不断修正偏差值直至偏差为零，完成相应的动作。机电控制系统的反馈控制实质也是一个按偏差进行控制的过程。

2） 开环式控制方式。

开环控制方式分为两种，第一种是按给定值操纵的，其对被控量、被控对象和控制装置间的关联进行控制，对给定值加以测量。系统的输入量直接产生控制作用，当输入量被给定时，就会产生与其相对应的输出量，控制精度由校准的精度和所用元件决定。这种控制方式控制较简单，但抗扰动性差、难以保证控制精度，又不具有纠偏能力，当被控量在工作过程中特性参数改变或受到外部干扰时都会被直接影响，从而与给定值发生偏差，系统也不能对偏差进行自动修正。然而该方式具有结构简单、方便调整、成本低等优点，当扰动影响不大或者对精度要求不高时具有相当的实用价值。

另一种开环控制方式也叫作前馈控制或顺馈控制，是按干扰控制的，其对扰动量进行测量，形成的补偿作用使输出量受到扰动的影响得以减小或抵消，对被控量进行控制、对破坏系统正常运行的干扰量加以测量，依次测量、计算干扰量，并执行至被控对象，在被控对象与控制装置之间进行信号的单向传递，由于这种策略方式需要对干扰进行测量，所以仅可补偿可测量的干扰，而不能控制不可测量的干扰或由于内部参数改变而影响的控制量。这种控制方式具有良好的抗扰动性与较高的控制精度，但适用范围较窄，只适用于可测量扰动的场合。

3）复合式控制方式

复合控制就是将反馈控制方式与开环控制方式进行有机结合，反馈控制作为其基础。由于反馈控制方式需要在收到外部因素干扰之后才能进行相应地修正工作，而在外部干扰未出现影响之前则不能进行相应地修正工作。因此，有机结合按扰动控制与按偏差控制的控制方式是比较合理的，能够通过合适的补偿装置对主要扰动实施按扰动控制，并形成按偏差控制的反馈控制系统，使其他扰动导致的偏差得以消除。复合控制方式仅适用于干扰因素可测量的环境，而拥有一个补偿装置的控制系统也只能补偿单个干扰因素，除此以外的干扰都不能起到有效的补偿作用。在补偿系统主要扰动的基础上，复合控制方式可以更容易的设计反馈控制系统，也能得到更佳的控制效果。

机电控制系统根据受控主体的不同又可以分为手动控制与自动控制两种。手动控制是通过人的信息判断和具体操作实现控制过程。而自动控制是在无人在岗或没有直接参与的情况下，通过利用外置设备或装置（如计算机等）使被控机械或设备在生产过程中按设定的参数自动且有规律的运行。实际应用中，无论是手动控制还是自动控制，在已知机电控制系统的组织结构和设定参数后，在被输入某一种信号后系统受控值的变化需遵循一些基本的要求，归纳起来主要有三个，即稳定性、快速性和精准性。稳定性是保证机电控制系统正常运行的基础条件，系统长时间稳定运行还能够逐渐减少产生的偏差。当系统受到干扰时受控值在大幅偏离期望值后，一个稳定的机电控制系统在经过一定过渡时间便会快速恢复到原来的预期状态。相反，一个不稳定的控制系统，其受控值的变化只会随着运行时间的增长而不断发散，以致最终无法实现预定的控制任务。

伴随着数控技术与计算机技术的不断发展与应用，机电控制系统已经发展到了一个新的阶段，即计算机数字控制。计算机数字控制通过计算机辅助设计（如AutoCAD软件）与计算机辅助制造（如CAM软件）共同协作，形成一个将产品的设计与制造一体化的系统，通过从产品的设计构思阶段到完成产品的设计和制造的全过程进行全方位的自动化控制来提高生产效率，保证产品质量。

3　结束语

综上所述，本文阐述了机电控制系统的含义和基本要求，主要介绍了机电控制系统中常用的几种控制方式。具体来说，机电控制系统控制方式主要包括反馈式控制方式、开环式控制方式、复合式控制方式等。要实现机电控制系统的有效控制，要求在系统组成过程中，受控值的变化控制操作要严格遵循稳定性、快速性、精准性等基本原则，更要求行业和技术人员在实践中不断推动机电控制系统自动化的进程，真正实现机电控制系统的创新与发展，为企业和社会创造更大的经济效益。

［1］刘志强.机电控制系统的控制方式分析［J］.煤炭技术，2009（08）.

［2］刘福禄.机电一体化技术的内涵与发展［J］.重庆工贸职业技术学院学报，2009（03）.