机电控制系统的控制方式分析
【摘要】从机电控制系统的控制过程来看,自动控制可分为开环控制方式,包括给定值操纵的开环方式和按干扰补偿的开环方式,按偏差调节的闭环控制方式、开环控制与闭环控制相结合的复合控制方式。
【关键词】机电;控制系统;开环控制;闭环控制;复合控制
1 机电控制系统
机电控制系统的基本任务是使被控对象的控制量等于目标值。在控制过程中,观察的任务由系统的传感装置来完成,比较分析的任务由系统的控制部分来完成,执行则由各类执行装置来完成。机电控制系统的控制过程。
从机电控制系统的控制过程来看,参与控制的信号来自3条通道,即给定值、干扰量、被控量。这些信号是控制的主要依据。根据不同的信号源来分析自动控制可分为几种基本控制方式。
2 开环控制方式
2.1 按给定值操纵的开环控制
按给定值操纵的开环控制方式,测量的是给定值,需要控制的是被控量,控制装置与被控对象之间的联系。其控制作用直接由系统的输入量产生,给定一个输入量,就有一个输出量与之相对应,控制精度完全取决于所用的元件及校准的精度。
这种开环控制方式的特点是控制较简单、没有纠偏能力、控制精度难以保证、抗扰动性较差,因为无论系统是受到外部干扰或工作过程中特性参数发生变化,都会直接波及被控量,使被控量异于给定值,而系统无法自动修正偏差。但由于其结构简单、调整方便、成本低,在精度要求不高或扰动影响较小的情况下,这种控制方式还有一定的实用价值。特别是如果系统的结构参数稳定,而外部干扰较弱时,常采用此类控制方式,是经济型数控机床上一种常见的步进电动机开环伺服系统。
该系统工作原理:步进电动机作为伺服系统的驱动元件,其实质是实现数字脉冲到角度位移的变换,它不用位置检测元件实现定位,而是由驱动装置本身实现。外部给定的指令脉冲送人步进电动机,步进电动机转轴转过的角度正比于指令脉冲的个数,运动角速度由送人脉冲的频率决定。很明显,外部输入的指令脉冲即外部输入的定值,步进电动机的转动角度和速度均由此定值决定,因此它是一种按给定值操纵的开环控制系统,其控制精度不高[1]。
2.2 按干扰补偿的开环控制
什么是过程控制系统?其基本分类方法有哪几种? 过程控制系统通常是指连续生产过程的自动控制,是自动化技术中最重要的组成部分之一。基本分类方法有:按照设定值的形式不同【定值,随动,程序】;按照系统的结构特点【反馈,前馈,前馈-反馈复合】。 热电偶测量的基本定律是什么?常用的冷端补偿方式有哪些 均质材料定律:由一种均匀介质或半导体介质组成的闭合回路中,不论截面和长度如何以及沿长度方向上的温度分布如何,都不能产生热电动势,因此热电偶必须采用两种不同的导体或半导体组成,其截面和长度大小不影响电动势大小,但须材质均匀; 中间导体定律:在热电偶回路接入中间导体后,只要中间导体两端温度相同,则对热电偶的热电动势没有影响; 中间温度定律:一支热电偶在两接点温度为t 、t0 时的热电势,等于两支同温度特性热电偶在接点温度为t 、ta和ta、t0时的热电势之代数和。只要给出冷端为0℃时的热电势关系,便可求出冷端任意温度时的热电势,即 由于冷端温度受周围环境温度的影响,难以自行保持为某一定值,因此,为减小测量误差,需对热电偶冷端采取补偿措施,使其温度恒定。冷端温度补偿方法有冷端恒温法、冷端补偿器法、冷端温度校正法和补偿导线法。 为什么热电阻常用三线制接法?试画出其接线原理图并加以说明。 电阻测温信号通过电桥转换成电压时,热电阻的接线如用两线接法,接线电阻随温度变化会给电 桥输出带来较大误差,必须用三线接法,以抵消接线电阻随温度变化对电桥的影响。 对于DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器,试回答: 变送器具有哪些主要功能? 变送器的任务就是将各种不同的检测信号转换成标准信号输出。 什么是变送器零点、零点迁移调整和量程调整? 热电偶温度变送器的输入电路主要是在热电偶回路中串接一个电桥电路。电桥的功能是实现热电偶的冷端补偿和测量零点的调整。
WUHAN TEXTILE UNIVERSITY 《机电一体化模块化控制系统》 课程设计名:机电一体化模块化控制系统 指导老师:张智明 班级:机械11201班 姓名:程志超 学号:1202281102
供料单元的结构与控制 一、供料单元功能 供料单元可作为起始单元,在整个系统中,起着向系统中的其它单元提供原料的作用。它的具体功能是:按照需要将放置在料仓中的待加工工件(原料)自动地取出,并将其传送到下个工作单元。 二、供料单元的结构组成 供料单元的结构组成如上图所示。其主要结构组成为:工件推出与支撑,漏斗,阀组,端子排组件,PLC,急停按钮和启动/停止按钮,走线槽、 底板等。 2.1 工件推出与支撑及漏斗部分 该部分如图所示。用于储存工件原料,并在需要时将料仓中最下层的工
件推出到物料台上。它主要由大工件装料管、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近 开关、漫射式光电传感器组成。 该部分的工作原理是:工件垂直叠放在料仓中,推料缸处于料仓的底层并且其活塞杆可从料仓的底部通过。当活塞杆在退回位置时,它与最下层工件处于同一水平位置,而夹紧气缸则与次下层工件处于同一水平位置。在需要将工件推出到物料台上时,首先使夹紧气缸的活塞杆推出,压住次下层工件;然后使推料气缸活塞杆推出,从而把最下层工件推到物料台上。在推料气缸返回并从料仓底部抽出后,再使夹紧气缸返回,松开次下层工件。这样,料仓中的工件在重力的作用下,就自动向下移动一个工件,为下一次推出工件做好准备。 为了使气缸的动作平稳可靠,气缸的作用气口都安装了限出型气缸截流阀。气缸截流阀的作用是调节气缸的动作速度。截流阀上带有气管的快速接头,只要 将合适外径的气管往快速接头上一插就可以将管连接好了,使用时十分方便。 A 气缸两端分别有缩回限位和伸出限位两个极限位置,这两个极限位置都分别 装有一个磁感应接近开关,如下图所示。磁感应接近开关的基本工作原理是:当磁性物质接近传感器时,传感器便会动作,并输出传感器信号。若在气缸的活塞(或活塞杆)上安装上磁性物质,在气缸缸筒外面的两端位置各安装一个磁感应式接近开关,就可以用这两个传感器分别标识气缸运动的两个极限位置。当气缸的活塞杆运动到哪一端时,哪一端的磁感应式接近开关就动作并发出电信号。在PLC的自动控制中,可以利用该信号判断推料及顶料缸的运动状态或所处的位置,以确定工件是否被推出或气缸是否返回。在传感器上设置有LED显示用于显
标准化鸡舍环境控制系统 一概述 随着我国经济的发展,社会对畜禽产品的安全性以及环境保护提出了强烈要求,对畜禽养殖环境的改善和疾病的控制已成为全社会关注的热点。在以往的养鸡经验中,养殖者往往将大部分精力投入到使用疫苗和用药控制鸡群发病上,花费了大量的财力、物力,虽然鸡群没有发生暴发性的疾病,但整体生产性能也不很理想,经济效益低下,在激烈的市场竞争中难以生存。随着规模化养殖的兴起,标准化或半标准化鸡舍的硬件操作管理已经成为许多养殖场效益高低的重要环节。人们逐渐认识到,在高密度饲养条件下,要想取得好的生产效益,要想健康养鸡——养健康的鸡,必须把舍内环境控制运作好,而鸡舍的通风、温度和湿度管理又是环控的最主要内容。应该说,不论是鸡场管理人员,还是饲养员,还有兽药技术员了解和掌握标准化鸡舍的日常操作管理,主要是了解和掌握通风、温度和湿度的人工可控状态,使鸡舍局部小环境维持在符合鸡群生长、生产的目标范围内。鸡舍环境控制的要
素也就是温度、湿度、鸡舍气流的流向和速度,空气中的含氧量、二氧化碳含量、氨气含量等等看似简单的几项,关键是使环境要素处于合理的组合以便挖掘在不利天气条件下环境控制潜力。 1、上海昊玄实业公司研发的欧德·西电系列环境控制 系统,是利用微电脑程序控制为核心的智能化产 品,它把温度、湿度、风机运行参数、水泵运行参数等数据进行采集,并实时的显示在主控机上,使人一目了然,并根据相应的数据自动开起或停止排风、加湿等各种控制环境的设备,使禽类每一分钟都处于最适合自己的环境中。控制主机可以通过 GPRS无线传输系统把禽舍的数据传送到我们或业 主的控制中心,能够使相关人员快速准确的了解禽舍的工作状况,大大地提高了饲料转化率,节约了饲养成本,增加饲养者的利润。 控制框图如下:
机电一体化企业发展状况调研调查报告范文 机电一体化企业发展状况调研调查报告范文调研报告能够总结自己从工作、学习当中理解到的先进知识和经验,一种提升自己的有效手段。管理资料下载了一篇机电一体化企业发展状况调研调查报告范文,全文如下: 根据学校课程的需要本人于年11月27日前往苏州银通机电技术有限公司进行了半天的专项调研,为本次课程题目提供一份答案。 在这半天的时间我参观了主营工频轴流风机、工频离心风机、永磁低速同步电机及齿轮减速电机的苏州银通机电技术有限公司,亲身感受了现代企业清洁环保生产的实际现状与严格的企业经营管理模式,同时进一步了解了当今机电发展的规模、速度、现状以及产业的发展方向。在调研的同时我询问了相关企业的主管行政人员,就就机械企业发展现状、人才需求量、各岗位需求情况和材料工程技术机电工程专业工作岗位群的组成结构,各工作岗位的主要任务及完成该任务学生应具备的基本技能和专业技能进行了交流,现总结归纳如下: 1、通过本次调研 在当今的形式下,改革现有的教学模式从岗位实际需求出发,结合岗位实际工作性质和工作任务,深化教学内容,培养具有实际操作技能、满足企业需求、深受企业欢迎的毕业生。 2通过本次调研 中国机电通过多年的发展,不仅在数量和规模上有了较大的发展,更是在技术上精益求精,从原来的普通的单作标机床发展到现在的多坐标,智能,带刀库,的复合机床。同时生产机械的机械设备也
在不断创新和改进,并且有了很大突破,使设备工作过程真正能符合和满足工艺发展需要。 3通过本次调研,知道了它的发展趋势可以归结为四个化: 柔性化、灵捷化、智能化、信息化。即使工艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要,能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要,使其与环境协调的柔性,使生产推向市场的时间最短且使得企业生产制造灵活多变的灵捷化,还有使制造过程物耗,人耗大大降低,高自动化生产,追求人的智能于机器只能高度结合的智能化以及主要使信息借助于物质和能量的力量生产出价值的信息化。 4。通过本次调研,使我更加深刻地认识到: 应当实行理论实践一体化教学,从而最大限度的发挥学生的学习能动性,提高学生的实践动手操作能力和解决实际生产过程中问题的能力,缩短学生掌握的能力与企业需求差距。 5。通过本次调研和交流,苏州银通机电人的那种在危机面前敢于自信、勇于创新、不断发展的拼搏精神给我留下了深刻印象。我相信在不久的将来我们的国家的机电类产品将会成为世界上最有价值的产品之一。
分布式禽舍环境检测控制系统
合泰杯单片机应用设计竞赛初赛报告书(范本) 参赛编号:学校:天津工业大学 作品名称:分布式禽舍环境监测控制系统 指导老师:荣锋 参赛队员:刘晓勇,谢艳娜, 采用单片机型号: HT66F70A 日期:2015 年12 月20 日 一、作品摘要 家禽生产受养殖品种、饲料、疫病、生长环境和管理水平等因素的共同影响,其中环境因素所起的作用占20%~30%。适宜的养殖环境可以充分发挥畜禽的生产潜力,增强动物抵抗力,减少疾病的发生,继而提高畜牧业的生产效益。目前,国内对畜禽养殖环境的监测主要靠养殖人员的人工观测,其调节有滞后性,生产效率低,占用人力资源多,不能适应规模化、集约化的发展。 本设计提出了一种分布式禽舍环境监测控制系统,并详细说明了系统的软硬件实现方案。系统综合了嵌入式技术、传感器技术等,对禽舍多种环境参数进行多点同步连续监测,根据设定的逻辑和阈值自动地控制环境调控设备,将禽舍环境参数控制在设定的范围,并具有锂电池充放电功能,给系统提供了双电源供电方案。 分布式禽舍环境监测控制系统主要包括以HT66F70A为主控芯片的人机交互模块和以增强型51单片机为控制芯片的环境参数测量和调控设备控制模块。人机交互模块主要实现的功能就是设定环境参数,并实时的显示各种环境参数的值,以及环境调控设备的运行状态;环境参数测量和调控设备控制模块主要是对禽舍环境中温度等关键参数进行周期性地采集,然后根据采集到的数据,按照一定的基准进行加热、风机组等的控制,并且实现高温、低温、过流和停电报警功能。用户在认为有必要的情况下,可以人为强制性开关控制系统,从而达到对禽舍环境的有效控制。 本设计方案已经和相关公司签订合同协议,并依据公司要求设计出样机,已经在部分禽舍试用,下一步将对生产出的样机进行功能的改进和完善。 关键字:禽舍;环境监控;充放电管理;HT66F70A 二、作品介绍 随着我国经济的快速发展和人民生活水平的逐步提高,特别是国际市场对肉食品需求多元化的发展趋势,促进了我国畜禽养殖业的快速发展。同时,由禽舍环境问题造成畜禽大量死亡带来的巨大经济损失,使人们越来越重视禽场的环境质量及管理。目前,我国畜禽养殖业正处于由千家万户小规模、分散饲养为主向规模化、科学化养殖转型阶段,而大中型养殖场家禽种类繁多,每种家禽在不同的生长周期对生长环境的要求又不相同,使得大中型养殖场管理复杂、混乱,需要投入大量的人力、物力资源,从而增加了生产成本。 针对上述问题,设计的分布式禽舍环境监测控制系统是一款集干烧式锅炉、通风、冷却、照 -12-
全自动控制系统——脱机手柄操作说明1.手柄与控制卡用网线连接好,上电启动,进入启动界面 2.弹出机械回零对话框,按确定或停止取消键进行相应的是否机械回零操作 3.进入主界面: 1. 按回零键:XY轴回零;Z+键:X轴回零;Z-键:Y轴回零 2. X-,X+键:X轴手动运行;Y-,Y+键:Y轴手动运行 3. XY-0键:设置工件原点 4. 高速低速键:手动运行高速低速选择 5. 手动模式键:手动运行连续,点动,距离模式选择 6. 回原点键:回工件原点 7. 菜单键:进入主菜单界面,Y+,Y-菜单选择(其中指令设置 菜单另加说明),选择相应菜单后可以进行相应参数设置,进 入参数设置界面后,按修改键就可以对参数修改 8. 运行键:进入工件界面 4.指令设置与运行: 1. 主界面按运行键进入工件界面,如果是上电后首次进入工件 界面会弹出是否清除上次工件指令,按确定和停止取消键进 行相应的是否操作,之后进入工件界面后不再弹出该对话框 2. 在主菜单界面选择指令设置也可以进入工件界面,如果是上 电首次进入与1相同 3. 进入工件界面后按运行键运行工件指令,按重刻键清除工件 所有指令,按对刀键增加工件指令进入指令增加界面,进行 指令选择后,按确定键进入指令参数设置界面 设置好之后按确定键指令添加到工件指令中,按暂停键和取消停 止键该指令没添加工件指令中,且按暂停键之后返回指令增加界 面,按停止取消键返回主界面,按确定键进入工件指令浏览界 面,按Y-,Y+工件指令选择,按对刀键进入工件指令增加界面, 按重刻键可以删除最后一条指令,进入工件浏览界面后也可以按 运行键运行指令 4. 运行指令:在运行过程中按暂停键暂停加工,按停止取消键 放弃工件加工,弹出是否会工件原点对话框,加工完之后也 会弹出该对话框。 5. 指令设置: 有四种指令:X轴设置,Y轴设置,IO设置,延时设置 轴设置,Y轴设置有两个参数:距离和速度。距离:X轴和Y轴行走的距
1-3自动控制系统的分类 本课程的主要内容是研究按偏差控制的系统。为了更好的了解自动控制系统的特点,介绍一下自动控制系统的分类。分类方法很多,这里主要介绍其中比较重要的几种: 一、按描述系统的微分方程分类 在数学上通常可以用微分方程来描述控制系统的动态特性。按描述系统运动的微分方程可将系统分成两类: 1.线性自动控制系统描述系统运动的微分方程是线性微分方程。如方程的系数为常数,则称为定常线性自动控制系统;相反,如系数不是常数而是时间t的函数,则称为变系数线性自动控制系统。线性系统的特点是可以应用叠加原理,因此数学上较容易处理。 2.非线性自动控制系统描述系统的微分方程是非线性微分方程。非线性系统一般不能应用叠加原理,因此数学上处理比较困难,至今尚没有通用的处理方法。 严格地说,在实践中,理想的线性系统是不存在的,但是如果对于所研究的问题,非线性的影响不很严重时,则可近似地看成线性系统。同样,实际上理想的定常系统也是不存在的,但如果系数变化比较缓慢,也可以近似地看成线性定常系统。 二、按系统中传递信号的性质分类 1.连续系统系统中传递的信号都是时间的连续函数,则称为连续系统。 2.采样系统系统中至少有一处,传递的信号是时间的离散信号,则称为采样系统,或离散系统。 三、按控制信号r(t)的变化规律分类 1.镇定系统() r t为恒值的系统称为镇定系统(图1-2所示系统就是一例)。 2.程序控制系统() r t为事先给定的时间函数的系统称为程序控制系统(图1-11所示系统就是一例)。 3.随动系统() r t为事先未知的时间函数的系统称为随动系统,或跟踪系统,如图1-7所示的位置随动系统及函数记录仪系统。
LX-H6J·W微电脑智能环境控制器 使用说明书 青州市领翔电子科技有限公司
目录 1.简介 (3) 2.安装 (3) 3.操作 (4) 4.读取设定值 (4) 5.修改设定值 (5) 6.设置点 (6) 6.1 温度设置 (6) 01. 时间 (6) 02. 设定温度 (6) 6.2 风机设置 (6) 03. 风机组1 (6) 04. 风机组2 (6) 05.风机组3 (6) 06.风机组4 (6) 07.风机组5 (6) 08.风机组6 (6) 09.低温保护 (7) 10.定时风机组 (7) 6.3侧风窗/幕帘设置 (7) 11. 侧风窗角度1设定 (7) 12. 侧风窗角度2设定 (8) 13. 侧风窗角度3设定 (8) 14. 侧风窗角度4设定 (8) 15. 侧风窗角度5设定 (8) 16. 侧风窗角度6设定 (8) 17. 侧风窗开启延时开风机 (8) 18. 最低温度保护 (8) 6.4冷却系统 (8) 19. 冷却温度 (8) 20. 低温报警 (9) 21. 高温报警 (9) 22. 传感器温差设定 (9) 6.6灯光控制 (10) 23. 灯光控制表 (10) 6.7 数据采集 (10) 24. 温度采集 (10) 25. 自动降温设定 (10) 7.调试 (11) 26. 侧风窗调试 (11)
1.简介 首先欢迎您使用LX-H6J·W微电脑智能环境控制器,本仪表采用先进回流焊工艺使得性能更加稳定,采用微电脑进行控制系统更加智能化,更加贴心,采用大屏幕LED触摸屏全中文显示,界面更好操作,容易上手更加易用,室温测量采用进口温度传感器,测温范围大、精度高、稳定可靠。并且有完善的温度保护功能。 本智能控制器是一个独立的畜禽舍环境控制器,它能够控制7组风机(包括一组定时风机通风系统)、1组冷却系统(湿帘水泵)、1组灯光系统、1台风窗电机、1台幕帘电机和1组用于报警输出的继电器。 温度对鸡生产性能影响最大,在育雏期,雏鸡的抵抗力较差,必须进行人工供温。而在育成期、产蛋期或育肥期,适宜的温度能保证鸡发挥正常的生产性能,若温度较高,则鸡的采食量下降,肉鸡增重减慢,蛋鸡蛋重减轻,产蛋率下降;而低温会使维持需要增多,料蛋比和料肉比增高。 采用微电脑智能环境控制器,可以精确的控制鸡舍环境温度。根据鸡的日龄设定最佳饲养温度,通过控制风机,风窗,水泵等控制温度的变化。并且还有曲线降温功能,可以自行设定每天降温度数,从而精确的控制鸡舍温度,提高鸡的生产性能。 在饲养过程中,光照对鸡的生长同样至关重要。光照一方面使鸡看到采食;另一方面能促进鸡的性成熟和产蛋,不同日龄的鸡,所需要光照强度跟时间是不同的,通过本设备中的定时灯光设置可以实现灯光的自动控制。 鸡舍内的空气中有许多有害气体,如氨气、硫化氢、二氧化碳和一氧化碳。同时浮尘中还有许多微生物。适当的通风可改善鸡舍内的空气环境同时可降低室内的温度和多余的水汽,减少疾病的发生利于鸡群健康,同时还使室内各部位温度均匀。设备中通过控制定时风机跟风窗,可以实现鸡舍内良好的空气环境。 智能环境控制器真正实现了鸡舍环境的自动控制,通过控制风机、风窗、幕帘、水泵等设备使鸡群每一分钟都处于最适合的养殖环境中。从而大大地提高了饲料转化率,节约了饲养成本,进而提高了饲养的利润。 2.安装 1.温控仪背面已打好四个角φ6安装孔,用φ6的自攻螺钉将温控仪安装 在离电控箱1米远的干燥墙上; 2.温控仪连接了 2个温度传感器。根据连接电缆长度把温度传感器放在合适的位置; 3.把继电器输出连接到不同的装置上。所有输出都是干式触点2A/220V NO/NC;
机电一体化企业发展状况调研(精选多篇) 第一篇:机电一体化企业发展状况调研 根据学校课程的需要本人于年11月27日前往苏州银通机电技术有限公司进行了半天的专项调研,为本次课程题目提供一份答案。 在这半天的时(更多精彩内容请访问首页:)间我参观了主营工频轴流风机、工频离心风机、永磁低速同步电机及齿轮减速电机的苏州银通机电技术有限公司,亲身感受了现代企业清洁环保生产的实际现状与严格的企业经营管理模式,同时进一步了解了当今机电发展的规模、速度、现状以及产业的发展方向。在调研的同时我询问了相关企业的主管行政人员,就就机械企业发展现状、人才需求量、各岗位需求情况和材料工程技术机电工程专业工作岗位群的组成结构,各工作岗位的主要任务及完成该任务学生应具备的基本技能和专业技能进行了交流,现总结归纳如下: 1、通过本次调研 在当今的形式下,改革现有的教学模式从岗位实际需求出发,结合岗位实际工作性质和工作任务,深化教学内容,培养具有实际操作技能、满足企业需求、深受企业欢迎的毕业生。 2通过本次调研 中国机电通过多年的发展,不仅在数量和规模上有了较大的发展,更是在技术上精益求精,从原来的普通的单作标机床发展到现在的多坐标,智能,带刀库,的复合机床。同时生产机械
的机械设备也在不断创新和改进,并且有了很大突破,使设备工作过程真正能符合和满足工艺发展需要。 3通过本次调研,知道了它的发展趋势可以归结为“四个化”:柔性化、灵捷化、智能化、信息化。即使工艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要,能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要,使其与环境协调的柔性,使生产推向市场的时间最短且使得企业生产制造灵活多变的灵捷化,还有使制造过程物耗,人耗大大降低,高自动化生产,追求人的智能于机器只能高度结合的智能化以及主要使信息借助于物质和能量的力量生产出价值的信息化。 4。通过本次调研,使我更加深刻地认识到:应当实行理论实践一体化教学,从而最大限度的发挥学生的学习能动性,提高学生的实践动手操作能力和解决实际生产过程中问题的能力,缩短学生掌握的能力与企业需求差距。 5。通过本次调研和交流,苏州银通机电人的那种在危机面前敢于自信、勇于创新、不断发展的拼搏精神给我留下了深刻印象。我相信在不久的将来我们的国家的机电类产品将会成为世界上最有价值的产品之一。 第二篇:机电一体化调研 机电一体化专业调研报告 一、调研背景:
探究智能控制在机电一体化系统中的应用 摘要:随着我国经济的快速增长,机电一体化系统也在飞速发展。机电一体化 技术越来越成熟。本文主要论述了机电一体化系统中智能控制的应用。 关键词:机电一体化系统;应用 一、机电一体化的概述 (一)机电一体化的含义 所谓机电一体化,又称机械电子学,是指将电工电子技术、信息技术、接口技术、机械 技术、微电子技术、传感器技术、信号变换技术等多只技术进行有机地结合,并综合应用到 实际生产生活中去的一项综合性的技术。 (二)机电一体化的基本内容与组成要素及原则 机电一体化的基本内容包括以下几项内容:一是计算机与信息技术;二是机械技术;三 是自动控制技术;四是系统技术;五是传感检测技术。 机电一体化的组成要素包括:一是结构组成要素;二是动力组成要素;三是运动组成要素;四是感知组成要素;五是职能组成要素。 机电一体化的四大原则包括:一是运动传递;二是能量转换;三是结构耦合;四是信息 控制。 二、智能控制的概述 (一)智能控制的含义 所谓智能控制,就是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动 控制技术,是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。传统的控制只是智能控制中的一个组 成部分,是智能控制最底层的阶段。智能控制是由多个学科相互交叉所形成的学科,它的理 论基础包括信息论、自动控制论、运筹学及人工智能等内容。 (二)智能控制的特征 智能控制具有以下特征:一是智能控制的核心在高层控制;二是智能控制器具有非线性 特性;三是智能控制具有变结构特点;四是智能控制器具有总体自寻优特性;五是智能控制 系统应能满足多样性目标的高性能要求;六是智能控制是一门边缘交叉学科;七是智能控制 是一个新兴的研究领域。 (三)智能控制的类型 智能控制的类型包括:一是分级递阶控制系统;二是专家控制系统;三是集成混合控制;四是人工神经网络控制系统;五是模糊控制系统;六是学习控制系统;七是进化计算与遗传 算法;八是组合智能控制方法等。 (四)智能控制发展的趋势 智能控制系统具有极强的学习功能、组织功能及适应性功能,其在机电一体化方面的广 泛应用是当前智能控制的一大发展趋势。模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络是应用 在机电一体化系统中的最常见的四种技术,它们之间存在着相互依存、相辅相成的关系。 三、智能控制在机电一体化系统中的应用 (一)智能控制在机械制造过程中的应用 机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分,当前最先进的机械制造技术就是将智能 控制技术与计算机辅助技术有机结合,向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用 先进的计算机技术取代一部分脑力劳动,从而模拟人类制造机械的活动。同时,智能控制技 术利用神经网络及模糊系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟,通过传感器融合 技术将采集的信息进行预处理,从而修改控制模式中的参数数据。在此过程中利用神经网络 技术中的并行处理与学习功能将一些残缺不全的信息进行有效处理,利用模糊系统所特有的 模糊关系与模糊集合等特征,可以将一些模糊的信息集合到闭环控制中的外环决策机构来选 取相应的控制动作。智能控制在机械制造中的应用领域包括:机械故障智能诊断、机械制造 系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。 (二)智能控制在数控领域中的应用
本技术公开了一种畜禽舍环境监控系统及方法,其中系统包括:服务器,用于存储包括各类报文、环境参数的系统信息;客户端,用于向服务器发送控制报文、接收服务器存储的环境参数、查询服务器存储的环境参数及接收服务器发送的报警报文;下位机,包括所属的环境控制设备;所述下位机用于接收服务器发送的控制报文,根据控制报文中的控制参数启动对应的环境控制设备,对环境参数进行调整;所述服务器、客户端和下位机之间通过互联网、移动公网等有线和/或无线网络进行通信。本技术提供的一种畜禽舍环境监控系统及方法适用于多种场合,尤其适用于对环境参数要求较高的畜牧养殖行业,具备较高的实用性。 权利要求书 1.一种畜禽舍环境监控系统,其特征在于,包括: 服务器,用于存储包括各类报文、环境参数的系统信息; 客户端,用于向服务器发送控制报文、接收服务器存储的环境参数、查 询服务器存储的环境参数及接收服务器发送的报警报文;
下位机,其下属包括环境控制设备;所述下位机用于接收服务器发送的 控制报文,根据控制报文中的控制参数启动对应的环境控制设备,对环境参数进行调整; 所述服务器、客户端和下位机之间通过包括互联网和/或移动公网的有线 和/或无线网络进行通信。 2.根据权利要求1所述的一种畜禽舍环境监控系统,其特征在于,所述 下位机还包括传感器组;所述传感器组分布于所述下位机所属的环境控制设备范围内;所述传感器组用于获取环境参数,向所述下位机发送包含环境参数的反馈报文;所述下位机根据传感器组的反馈报文,调整其下属的环境控制设备,使环境数据处于预设的范围参数内。 3.根据权利要求2所述的一种畜禽舍环境监控系统,其特征在于,若启 动用于调节某一环境参数的环境控制设备达到预设的阈值时间后,下位机获取的该环境参数仍然超出范围参数,则生成包括该环境参数,用于调节该环境参数的环境控制设备的启动时间的报警报文,向服务器发送报警报文;服务器接收报警报文,向客户端发送报警报文;服务器记录报警报文。 4.根据权利要求1所述的一种畜禽舍环境监控系统,其特征在于,所述 客户端包括固定端和移动端;所述固定端包括PC;所述移动端包括智能手机、平板电脑等具备通信功能的移动智能设备。 5.根据权利要求2所述的一种畜禽舍环境监控系统,其特征在于,所述 传感器组包括温度传感器组、湿度传感器组、光照传感器组、特殊气体传感器组;所述环境控制设备包括空调、风机、电控窗帘、电控水帘。
浅谈机电一体化技术的现状与发展趋势 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
浅谈机电一体化技术的现状与发展趋势我国的工业化发展速度越来越快,以及信息时代各种信息产业的迅速发展导致了目前的电子技术,计算机技术,包括自动化技术都和机电技术相互融合相互叠加,并且形成了目前的机电一体化技术。由于机电一体化技术的先进性,采用这种技术生产出来的产品具有更高的性能和更可靠的质量,目前已经得到了迅速的发展。而以机电一体化技术制造的产品也应用到我们生活的每一个角落。在给我们的生活带来便利的同时也充分享受着高科技技术的智能化。机电一体化技术对我国的机械自动化的发展有极大的促进作用,本文主要从机电一体化的发展现状入手,来详细分析一下未来机电一体化技术的发展趋势。 机电一体化技术的发展现状 任何一项技术的发展都会经历从无到有的一个过程,对于机电一体化技术也不例外,机电一体化技术是人们在长期的工业实践中通过经验的积累和技术的积累并且伴随着信息化、智能化科技的发展而自然而然出现的。是技术发展到一定程度的必然结果。 对于机电一体化技术我们还要回溯到上世纪60年代,那个时候电子技术刚刚兴起,很多信息化设备只是用于军事方面。在经历了二战以后,很多军事上的信息化产品逐渐转为民用,从那时起机电一体化技术就开
始了萌芽阶段。但是那时的电子信息技术水平比较低,所以机电一体化的发展受到很大的限制无法进行更深入的研究。 机电一体化得到迅速发展是在70年代以后,这个时候社会生产的各个方面都有了巨大的改变,工业化,信息化,电子技术都在这个时候得到了极大的发展,为了方便制造行业和人们的生活,科学家投入了大量的时间和精力来研究机电仪化技术在实际生产和制造上的使用。在这个大趋势下机电一体化技术也得到了极大的提高,并且出现了很多机电一体化产品,服务于人类生活的各个方面。90年代以后,是互联网技术的爆发时期,所有的技术似乎都想跟网络沾点边。网络是我们这个时代的生产力,网络改变了我们的生活方式,通过网络技术的发展和在机电一体化技术中的运用我们的生活以及工业生产的各个领域都会发生巨大的改变。未来的生活就像一张大网,我们处于中央,对于周围的一切就可以进行方便的控制。未来的机电一体化产品会更加智能化,通过与计算机的融合,让机电一体化产品通过人类赋予的程序自动运作,对我们的制造业是一种解放。通过信息技术在机电一体化技术中的应用,机电一体化开始在智能化方向上已经崭露头角。 纵观我们目前的生活,从智能家居,包括电视机,电冰箱等家居产品,到我们的出行,汽车电子的智能化发展,甚至出现的智能楼宇,智能机器人等等与我们密切相关的技术都离不开机电一体化技术的运用。机电一体化的运用会使人们的生活得到颠覆性的改变。
第1章 1-1、机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。 1-2、机电一体化系统的主要组成、作用及其特点是什么? a、机械本体:用于支撑和连接其他要素,并把这些要素合理地结合起来,形成有机的整体。 b、动力系统:为机电一体化产品提供能量和动力功能,驱动执行机构工作以完成预定的主功能。 c、传感与监测系统:将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量,同时利用监测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。 d、信息处理及控制系统:接收传感器与检测系统反馈的信息,并对其进行相应的处理、运算和决策,以对产品的运行施以按照要求的控制,实现控制的功能。 e、执行装置:在控制信息的作用下完成要求的动作,实现产品的主功能。 1-3、工业三大要素:物质、能量、信息。 1-4、机电一体化产品与传统的机械电气化产品相比,具有较高的功能水平和和附加值,它为开发者、生产者和用户带来越来越多的社会经济效益。 1-7、机电一体化的主要支撑技术:传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、接口技术、精密机械技术、系统总成技术。 1-8、机电一体化的发展趋势:智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人格化、自适应化。 第2章 2-1、机电一体化系统对传动机构的基本要求:传动间隙小、精度高、低摩擦、体积小、重量轻、运动平稳、响应速度快、传动转矩大、高谐振频率以及与伺服电动机等其他环节的动态性能相匹配等要求。 2-2、丝杆螺母机构的传动形式及其特点:a、螺母固定、丝杆转动并移动;b、丝杆转动、螺母移动;c、螺母转动、丝杆移动;d、丝杆固定、螺母转动并移动;e、差动传动。 2-3、滚珠丝杆副的组成及特点:由丝杆、螺母、滚珠和反相器四部分组成;具有轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点。 2-4、滚珠丝杆副的选择:结构形式的选择、结构尺寸的选择 2-5、齿轮传动各级传动比分配原则:①等效转动惯量最小原则②重量最轻原则③输出轴转角误差最小原则(最末两级的传动比应取大一些,并尽量提高最末一级齿轮副的加工精度); 2-8、齿轮传动侧隙的调整有偏心套调整、双片薄齿轮错齿调整和轴向垫片调整等多种方法。 2-9、机械执行机构的基本要求:①惯量小、动力大;②体积小、重量轻;③便于维修、安装;④易于计算机控制。 2-10、简述各种传感器的特性及选用原则? 一、静态特性是指当测量处于稳定状态下,传感器的输入值与输出值之间的关系。主要技术指标包括:1、线性度。2、灵敏度。3、迟滞。4、重复性。5、分辨率。6、零飘。二、动态特征是指传感器测量动态信号时输出对输入的响应特性。 (1)电气式,具有操纵方便、适宜编程、响应快、伺服性能好、易与微机相接等优点;(2)液压式,优点是输出功率
家禽环境控制系统概述 我国传统的养殖业一般都采用开放式饲养,由于该饲养方式不利于管理和防疫,而且饲养成本较高,浪费严重。近几年,随着非典、禽流感等流传疾病传的播,这种饲养方式的弊端日益凸显。为了解决此类问题和满足出口禽肉的要求,规模化、集约化的饲养方式,日益成为养殖业的主流。根据我国现有的养殖状况,依据我所自身的技术优势,设计开发的适合大中型家禽饲养场的自动化养殖系统。 禽舍环境控制器通过温度、湿度探头检测禽舍内的温度、湿度,并向控制系统发出相关信号,当禽舍内温度超过设定值时,启动风机和湿帘降温;当禽舍内的温度低于设定值时,启动加热系统或/和减 少风机启动数量;当禽舍内湿度超过设定值,启动风机降湿;而且还有高低温报警、高湿报警和停电报警功能。 可根据禽舍内的温度、湿度和静压等指标的综合情况,适时开启风机或通风小窗,既可保证禽舍内有足够的新鲜空气、并把活禽产生的废气及时排出去,又不会造成能源的浪费 该系统包括供料系统、肉鸡喂料系统、母鸡喂料系统、饮水系统、喂料控制系统和禽舍环境控制系统。禽舍环境控制系统将各个独立而分散的设备进行优化设计并集成组合在一起,再通过网络和专业开发的软件将它们联合成一个整体,使整体性能得到提高,并能生成各个饲养阶段的报表,还能实现远程监控。 而8218环境控制系统是山东青岛大牧人机械有限公司开发的一
种家禽环境控制系统,其主要是利用抽风机,暖风机,锅炉,湿帘等 控制禽舍内的温度、光照、湿度、通风、含氧量等保证鸡舍的各项环 境指标满足小鸡在生长期内每天对环境指标的 系列畜禽环控器是专门用于标准化肉鸡舍、种鸡舍的全自动新型 环境控制器。 控制卷从饲养一日斜开始至出鸡全过劉 一状性设定全程 自动控制搭个鸡舍的通风*换气.加捣.报警、照明等设备.该控制器 操作简单.性能可靠.结合了我国养殖业的具体情况,更加适应我国的 国情.朋系列畜禽坏控器的推出满足了規模化养殖基地的捕求. 产品分类匕产品按输出档位分为多种型号。 型号命名:控制稱命名包含五个部分,即企业标志代号.种类代号. 功能区分代号、 产品区分代号和产品特征代号尊参数组成? 型号标记:BH J — 1—产品特征代号* 产品区分代号*《输出档位数〉 功能区分代号;<o-iovsaft ) 种类代号工 (风机组数) 企业标志代号.(企业标识) 8218代号意义 要求。 对于养鸡来说,机场的设备主要是六大系统包括:供料系统、供 水系统、温控系统、湿度控制系统、气压控制系统、照明系统。 其中供水系统和供料系统控制由手动完成。 而温度,湿度,气压, 系列畜禽环控樹;”
填空题 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统(产品)是机械和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息;机电一体化工程研究所追求的三大目标是:省能源、省资源、智能化。 4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。 5. 机电一体化系统(产品)构成的五大部分(或子系统)是:机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统。 6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 7. 机电一体化系统(产品)按设计类型分为:开放性设计、适应性设计、变异性设计。 8. 机电一体化系统(产品)按机电融合程度分为:机电互补法、机电结合(融合)法、机电组合法。 9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能基础上引入微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征(转换作用方式): 以能源转换为主和以信息转换为主。 11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有:螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式。 12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类;按滚珠的循环方式分为内循环和外循环两类。 13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有:双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。 14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有:单推—单推式、双推—双推式、双推—简支式、双推—自由式。 15. 机电一体化系统(产品)常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。 16. 在机电一体化系统机械传动中,常用的传动比分配原则有:重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。 17. 常用导轨副的截面形式有:三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。 18. 导轨刚度主要指:结构刚度、接触刚度和局部刚度。 19. 机电一体化系统(产品)中,常可选择的执行元件:电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。 20. 电动机的工作特性分为恒转矩工作和恒功率两个阶段,其转折点的转速和功率分别称为:额定转速和额定功率;伺服电动机用于调速控制时,应该工作在恒转矩阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为:反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。
浅谈国内机电一体化的现状和发展(一) 论文关键词:机电一体化技术现状发展趋 论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景,综述国内外机电一体化技术的现状,分析机电一体化技术的发展趋势。 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。 1机电一体化概述 机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:(1)20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70-80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。 我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进
基于单片机禽舍环境控制系统设计 禽舍环境监测和监控设备的自动化与智能化程度随着电子技术的发展越来越高。本设计是基于单片机的禽舍环境监测控制系统。采用模块化、层次化设计,用新型的智能温湿度传感器DHT11、电化学式气敏传感器和MH-490W红外双气体传感器,实现对温湿度、氨气和二氧化碳的检测。将温湿度和相应的气体信号通过传感器进行信号的采集、转换,用单片机STC89C52进行数据的分析和处理,提供显示信号和控制信号。本系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高,可以实现多种信号的精确监测,具有一定的实用价值。 标签: 1 引言 畜禽养殖产业化作为我国畜牧业发展的一个方向和趋势,对养殖环境特别是封闭式禽舍环境提出了更高的要求。科技畜牧业是我国畜牧业现代化发展的方向,因为科技设施能够自动调节温度、湿度和空气质量等环境条件,受外界和季节的影响较小,能达到全年均衡供应市场畜产品的目的。目前在国内,一些规模化畜禽养殖企业大都采用密闭式禽舍,很多使用了自动化水平较高的禽舍环境调控设备,通过对温度、湿度、有害气体和光照等的全面调控,为畜禽创造一个良好的生长和生产环境。 2 系统设计 2.1 需求分析 温度对畜禽生产性能影响最大,在育雏期,对温度的要求较高一般为33℃~35℃,而在育成期,一般为18℃~25℃。 湿度在畜禽生长生产中也非常重要,不同的畜禽适宜在不同的湿度中生长。畜禽适宜的温度在50%~70%之间。 禽舍空气内的有害气体主要有NH3、CO2、H2S及空气中粉尘,其中对畜禽危害最显著的是NH3和CO2。畜舍中氨气的最高容许浓度为26ppm,像鸡对氨特别敏感,鸡舍中NH3最高容许浓度为20ppm。CO2对畜禽的危害也是比较明显,当禽舍中CO2的浓度超过0.15%时,就会造成禽舍内缺氧,致使畜禽精神不振,食欲减退,影响增重等。以猪为例当猪舍中CO2的浓度到4%时,猪呼吸变深加快,到10%引起严重气喘,甚至出现昏迷;在20%浓度中,体重68kg 左右的猪超过lh就有死亡的危险。 2.2 禽舍控制框图及其控制方法 图1控制框图