伺服控制系统综述

伺服控制系统综述

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本文从伺服系统的机理出发，论述了伺服系统的分类以及各个组成部分，在此基础上进一步以机器人为背景举例说明伺服系统的应用、发展趋势和个人对交流伺服系统的认识以及自动化专业与交流伺服系统的关系等。

关键词：伺服系统；综述；发展

1、伺服运动控制系统的机理

一个伺服系统的构成通常包含受控体（plant）、致动器（actuator）、传感器（sensor）控制器（controller）等几个部分。受控体系指被控制的物件。致动器包含了马达与功率放大器，例如应用于伺服系统的特别设计马达称之为伺服马达（servo motor），其装置内含位置回授装置，如光电编码器（optical encoder）或是解角器（resolver）。一个传统伺服机构系统的组成，伺服驱动器主要包含功率放大器与伺服控制器[1]。结构如图1-1所示[2]。

图1-1伺服系统构成主要部分图

交流伺服系统安照不同的标准具有不同的分类。伺服系统按其驱动元件划分，有步进式伺服系统、直流电动机（简称直流电机）伺服系统、交流电动机（简称交流电机）伺服系统；按控制方式划分，有开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统等；按反馈比较控制方式划分，有脉冲、数字比较伺服系统、相位比较伺服系统、幅值比较伺服系统、全数字伺服系统[3]。

伺服系统有精确度高、丰富的反馈方式、伺服电机高性能、速度调节范围宽等特点。

1.1伺服运动控制控制器论述

1.开环系统

图1-2是开环系统构成图，它主要由驱动电路、执行元件和被控对象三大部分组成。由于该系统通常使用步进电机作为执行元件，也没有加入反馈控制，故精度较低[4]。

图1-2 开环系统构成图

2.半闭环系统

半闭环系统没有位置反馈，但有速度反馈的私服系统。此类系统只是把伺服电机的输出作为反馈，并不能补偿机床等闭环外的传动误差，故其精度没有闭环高，但由于其易于实现和调试，因而得到广泛使用。如图1-3所示。

图1-3 半闭环系统构成图

3.闭环系统

闭环系统主要由执行元件、检测单元、比较环节、驱动电路和被控对象5部分组成。其构成框图如图1-4所示。由于其把检测元件安装在被控对象上，故其构成的闭环系统能够补偿电机和被控对象之间的误差，使得该系统精度更高。

图1-4闭环系统构成图

1.2伺服电机论述

电机是一种机电能量转换装置。按绕组中流过电流的性质可分为直流电机或交流电机。电机中主磁场的建立可以是通电绕组产生，也可以是由永磁体产生的。由永磁体建立主磁场的电机称为永磁电机[5]。当人们对电机的要求不仅限于满足其驱动性能的静态力能指标，还有动态的控制性能要求时，这就属于伺服电机的概念，它强调的是电机的可控性，如调速性、能力等，重点关注的是电机的各种参数、运行范围、加(减)速特性、转速和力矩波动等精度和动态品质。因此伺服电机是电气伺服系统的核心部件。目前，伺服电机有步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机三大类。

1.3伺服运动控制系统传感器论述

伺服系统检测环节的主要任务是将被控物理量实时感知并将其转换为可用的标准电量。其结构图如1-5所示。

图1-5检测环节的一般结构图

交流伺服系统中使用的传感器和传感技术就是将与执行电机或控制对象相关的电流、速度、位置、加速度、温度等各种旋转的或直线的机械、电气等输出量反馈给驱动控制器，使之与输入的命令进行比较，驱动控制器根据这些信息做出决定，发布指令，指示执行电机完成相应动作。

按照系统的工作状态可以把用于伺服系统的传感器大致分为位置传感器和速度传感器加速度传感器、电流传感器等。其中，可以用来检测系统行进的位置的位置传感器有光电位置传感器件（PSD）、电耦合器件（CCD）、光纤传感器、旋转变压器、感应同步器、光栅传感器、磁尺（磁栅）传感器等；用来检测系统的行进速度的速度传感器有旋转变压器、脉冲编码器、光电传感器件等。

2、伺服控制系统在工业机器人领域的应用

机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构。

对工业机器人关节驱动的电动机，要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。伺服电动机必须具有较高的可靠性和稳定性，并且具有较大的短时过载能力。这是伺服电动机在工业机器人中应用的先决条件。

2.1机器人对关节驱动电机的主要要求

1．快速性。电动机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。

2．起动转矩惯量比大。在驱动负载的情况下，要求机器人的伺服电动机的起动转矩大，转动惯量小。

3．控制特性的连续性和直线性。

4．调速范围宽。能使用于 1：1000～10000 的调速范围。

5．体积小、质量小、轴向尺寸短。

6．能经受得起苛刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行，并能在短时间内承受过载。

2.2电机分类和传感部分

1．交流伺服电动机。

2．直流伺服电动机。

3．步进电动机。

速度传感器多采用测速发电机和旋转变压器；位置传感器多用光电码盘和旋转变压器。近年来，国外机器人制造厂家已经在使用一种集光电码盘及旋转变压器功能为一体的混合式光电位置传感器，伺服电动机可与位置及速度检测器、制动器、减速机构组成伺服电动机驱动单元。

机器人驱动系统要求传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大。

2.3工业机器人系统构成

工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。其驱动原理图如图2-1所示。特点有：驱动器能够满足各种工程的要求；它能够灵活、方便地接受控制器的控制指令，实现转矩、位置和速度的控制；能够进行频繁地起、制动和反转切换等重复运行；具有良好的稳定性，并能对控制指令实行快速响应；运动部件的惯量应尽可能小些；要求整体装置体积小、重量轻。

图2-1工业机器人驱动系统原理图

3、伺服控制系统及其应用的发展综述

3.1交流伺服系统发展现状

1.伺服电机。目前由于新材料的发展，使得伺服电机正在朝着超小、和极大方向发展。加上更先进位置编码器的使用，提高了其通信效率。整体性能大大提升。

2.伺服控制器。由于传统的模拟控制存在系统调试困难、易产生漂移、不易复杂计算，无法实现现代控制算法等缺点，随着伺服系统的发展，传统的模拟控制逐步为采用全数字化结构，伺服控制系统以现代矢量控制思想实现了电流向量的幅值控制和相位控制的现代伺服系统取代。

3.上位机系统。随着科技的发展和生产工艺的提高，工业生产对于机械化设备的高速度、高精度和小型化的要求越来越高，因此上位机控制群的应用越来越广泛

3.2交流伺服系统发展方向

1.数字化。随着数字技术和微处理技术的不断进步，以模拟电子器件为主的伺服控制单元将会被采用全数字处理器的伺服控制单元全面取代，从而实现伺服系统全数字化。在伺服控制方面将逐步转变为软件控制，以便在伺服系统中应用现代先进的控制方法。

2.高集成化。下一代伺服系统将采用高集成化的多功能控制单元。对每一个控制单元，均可以通过软件对系统参数进行重新设置，以改变伺服系统的性能适应不同用户的需求，既可以使用内置的传感器构成半闭环调节系统，又可以通过接口连接外部传感器构成全闭环调节系统。

3.智能化。智能化是目前自动控制的一个发展方向，因此伺服驱动系统智能化是一种必然趋势。最新伺服控制单元的智能化特点主要有：①参数记忆功能；

②故障自查与分析功能；③参数自整定的功能。新一代的伺服单元能够通过试运行自动进行系统的参数整定和优化。

4.模块化和网络化。为适应工厂自动化的迅猛发展，最新的伺服系统都配置了标准的串行通信及局域网接口。以便增强伺服单元与其它控制设备的互联能力。

4、对于伺服系统的认识

通俗的来讲，伺服系统就是一个伺服电机加一个能够控制电机的驱动器，其目的在于精确的控制电机的运动。变频技术的发展为电机调速提供了实用技术，而伺服则是在变频技术基础上发展出来的更进一步的产品。通过速度和位置的反馈闭环控制使得伺服系统的精度和稳定性得到了很大的提高，既可以完成精度要求极其苛刻的工作，也可以在低速的状态下保证功率和转矩，满足各种工业生产的需求。由于国内的人口红利的降低和自动化技术的发展，未来工业的发展对自动化装备的需求越来越大，而伺服系统是整个自动化装备的基本支撑，对伺服电机的控制效果决定着整个自动化装备的水平的高低。伺服驱动器的控制策略和电力电子调速技术、伺服电机的发展是伺服系统发展的核心。作为自动化专业人才，在研究方面应该着力于研究更好的电力电子调速技术以及结合控制理论开发出更好的控制策略；在应用方面应该结合伺服技术开发出更加符合生产需要、更加高效、更加友好使用的自动化装备。

参考文献

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电子控制系统的组成和工作过程

电子控制系统的组成和工作过程 一、教学分析 1．教材分析 本课是第一章第二节“电子控制系统的组成和工作过程”。从对比分析两种路灯控制系统的基本组成入手，再通过搭接一个路灯自动控制的电子模型，来学习电子控制系统的基本组成和工作过程，从而为学生学习后面各章提供了一把钥匙。 2．学情分析 学生在通用技术必修2的学习中，已学过关于控制系统的一些概念，例如输入、控制、输出，以及功能模拟方法的含义，但对电子控制系统内部电子元件，例如发光二极管、光敏电阻、三极管等的工作原理不太了解，教师可用通俗的语言补充解释其作用，以利于学生的学习。 二、教学目标 1．知识与技能目标 （1）知道电子控制系统的基本组成。 （2）能用方框图分析生活中常见电子控制系统的工作过程。 2．过程与方法目标 （1）通过对两种路灯控制系统方框图的对照，知道电子控制系统的基本组成。 （2）通过搭接一个路灯自动控制的电子模型，加深对电子控制系统组成的理解。 3．情感态度和价值观目标 （1）激发学生动手尝试的兴趣和热爱技术的情感。 （2）提高学生比较及分析电子控制系统的能力。 三、教学重难点 1．重点 （1）电子控制系统的基本组成。 （2）能用方框图分析生活中常见电子控制系统的工作过程。 2．难点 电子控制系统内部常见电子元件的工作原理。 四、教学策略 本节课程以多媒体技术为辅助教学手段，通过观察、基本知识讲授、小组探究、分析表达、技术试验、能力展示等教学方法和策略，在教师指导下，通过学生自主探究建构知识和技能。 五、教学准备 通用技术专用教室、多媒体、课件、路灯自动控制模型。 六、课时安排 共1课时 七、教学过程 （一）新课导入 教师展示：路灯自动控制模型 板书：第一章电子控制系统概述 第二节电子控制系统的组成和工作过程

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［摘要］ 随着计算机网络技术的快速发展，网络安全日益成为人们关注的焦点。本文分析了影响网络安全的主要因素及攻击的主要方式，从管理和技术两方面就加强计算机网络安全提出了针对性的建议。 ［关键词］ 计算机网络；安全；管理；技术；加密；防火墙 一．引言 计算机网络是一个开放和自由的空间，但公开化的网络平台为非法入侵者提供了可乘之机，黑客和反黑客、破坏和反破坏的斗争愈演愈烈，不仅影响了网络稳定运行和用户的正常使用，造成重大经济损失，而且还可能威胁到国家安全。如何更有效地保护重要的信息数据、提高计算机网络的安全性已经成为影响一个国家的政治、经济、军事和人民生活的重大关键问题。本文通过深入分析网络安全面临的挑战及攻击的主要方式，从管理和技术两方面就加强计算机网络安全提出针对性建议。

二．正文 1.影响网络安全的主要因素［1］ 计算机网络安全是指“为数据处理系统建立和采取的技术和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件数据不因偶然和恶意的原因而遭到破坏、更改和泄漏”。计算机网络所面临的威胁是多方面的，既包括对网络中信息的威胁，也包括对网络中设备的威胁，但归结起来，主要有三点：一是人为的无意失误。如操作员安全配置不当造成系统存在安全漏洞，用户安全意识不强，口令选择不慎，将自己的帐号随意转借他人或与别人共享等都会给网络安全带来威胁。二是人为的恶意攻击。这也是目前计算机网络所面临的最大威胁，比如敌手的攻击和计算机犯罪都属于这种情况，此类攻击又可以分为两种：一种是主动攻击，它以各种方式有选择地破坏信息的有效性和完整性；另一类是被动攻击，它是在不影响网络正常工作的情况下，进行截获、窃取、破译以获得重要机密信息。这两种攻击均可对计算机网络造成极大的危害，并导致机密数据的泄漏。三是网络软件的漏洞和“后门”。任何一款软件都或多或少存在漏洞，这些缺陷和漏洞恰恰就是黑客进行攻击的首选目标。绝大部分网络入侵事件都是因为安全措施不完善，没有及时补上系统漏洞造成的。此外，软件公司的编程人员为便于维护而设置的软件“后门”也是不容忽视的巨大威胁，一旦“后门”洞开，别人就能随意进入系统，后果不堪设想。

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https://www.wendangku.net/doc/f11601113.html, 自动化控制系统论文参考文献 一、自动化控制系统论文期刊参考文献 [1].基于主动频率跟踪控制的发电机多点自动顺序同期方法. 《电力系统自动化》.被中信所《中国科技期刊引证报告》收录ISTIC.被EI收 录EI.被北京大学《中文核心期刊要目总览》收录PKU.2015年2期.张辉.胡钋. [2].浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势. 《民营科技》.2011年1期.李修伟.陈广文. [3].PLC的PID控制器在MPS自动化控制系统中的应用. 《液压与气动》.被中信所《中国科技期刊引证报告》收录ISTIC.被北京大学《中文核心期刊要目总览》收录PKU.2012年12期.王京.龚秋兰. [4].渠道自动化控制系统及其运行设计. 《水科学进展》.被中信所《中国科技期刊引证报告》收录ISTIC.被EI收录EI.被北京大学《中文核心期刊要目总览》收录PKU.2008年5期.吴保生.尚毅梓. 崔兴华.陈植元. [5].探析自动化控制系统的抗干扰设计. 《制造业自动化》.被中信所《中国科技期刊引证报告》收录ISTIC.被北京大 学《中文核心期刊要目总览》收录PKU.2012年4期.陶权. [6].基于PLC的自动化控制系统的配置及组态分析. 《制造业自动化》.被中信所《中国科技期刊引证报告》收录ISTIC.被北京大 学《中文核心期刊要目总览》收录PKU.2011年6期.何富其. [7].OPC在啤酒自动化控制系统中的应用. 《仪器仪表学报》.被中信所《中国科技期刊引证报告》收录ISTIC.被EI收录EI.被北京大学《中文核心期刊要目总览》收录PKU.2004年z3期.林晟.张光新. [8].海上油田注聚自动化控制系统设计与应用. 《中国海上油气》.被中信所《中国科技期刊引证报告》收录ISTIC.被北京大 学《中文核心期刊要目总览》收录PKU.2010年5期.邹万勤.谢祥恩.刘敏.张君.续伟.王瑶. [9].综采自动化控制系统在新元煤矿的应用. 《中国煤炭》.被北京大学《中文核心期刊要目总览》收录PKU.2014年9期.何勇华.

液压伺服控制系统的优缺点

液压伺服控制系统的优缺点 参考资料：https://www.wendangku.net/doc/f11601113.html,/s/blog_71facf0001010n63.html 液压伺服控制系统，是在液压传动和自动控制理论基础上建立起来的一种自动控制系统。近年来,随着自动控制的发展,无论是电气或液压伺服系统,在所有的工业部门中都开始得到应用,并普遍地为人们所熟知起来。由于其具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、出力大,刚性好,响应快,精度高等特点，因而在工业上获得了广泛的应用。 一、液压伺服控制系统的优点 现对液压伺服控制系统在设计和应用中体现的优缺点进行一下归纳和总结。同机电伺服系统、气动伺服系统相比较，液压伺服系统具有以下的突出特点，以致成为采用液压系统而不采用其他控制系统的主要原因： 1、重量比大 在同样功率的控制系统中，液压系统体积小，重量轻。这是因为对机电元件，例如电动机来说，由于受到激磁性材料饱和作用的限制，单位重量的设备所能输出的功率比较小。液压系统可以通过提高系统的压力来提高输出功率，这时只受到机械强度

和密封技术的限制。在典型的情况下，发电机和电动机的功率比仅为16.8W/N，而液压泵和液压马达的功率——重量比为 168W/N，是机电元件的10倍。在航空、航天技术领域应用的液压马达是675W/N。直线运动的动力装置更加悬殊。 这个特点，在许多场合下，在采用液压伺服而不采用其他伺服系统的重要原因，也是直线运动系统控制系统中多用液压系统的重要原因。例如在航空、特别是导电、飞行器的控制中液压伺服系统得到了很广泛的应用。几乎所有的中远程导弹的控制系统都是采用液压控制系统。 2、力矩惯量比大 一般回转式液压马达的力矩惯量比是同容量电动机的10倍至20倍，一般液压马达为61x10Nm/Kgm2。力矩惯量比大，意味着液压系统能够产生大的加速度，也意味着时间常数小，响应速度快，具有优良的动态性能。因为液压马达或者电动机消耗的功率一部分来克服负载，另一部分消耗在加速液压马达或者电动机本身的转子。所以一个执行元件是否能够产生所希望的加速度，能否给负载以足够的实际功率，主要受到它的力矩惯量比的限制。 这个特点也是许多场合下采用液压系统，而不是采用其他控制系统的重要原因。例如火箭炮武器的防真系统中，要求平台

人工神经网络文献综述.

WIND 一、人工神经网络理论概述 (一人工神经网络基本原理 神经网络 (Artificialneuralnet work , ANN 是由大量的简单神经元组成的非线性系统,每个神经元的结构和功能都比较简单,而大量神经元组合产生的系统行为却非常复杂。人工神经元以不同的方式,通过改变连接方式、神经元的数量和层数,组成不同的人工神经网络模型 (神经网络模型。 人工神经元模型的基本结构如图 1所示。图中X=(x 1, x 2, … x n T ∈ R n 表示神经元的输入信号 (也是其他神经元的输出信号 ; w ij 表示 神经元 i 和神经元 j 之间的连接强度,或称之为权值; θj 为神经元 j 的阀值 (即输入信号强度必须达到的最小值才能产生输出响应 ; y i 是神经元 i 的输出。其表达式为 y i =f( n j =i Σw ij x j +θi 式中, f (

·为传递函数 (或称激活函数 ,表示神经元的输入 -输出关系。 图 1 (二人工神经网络的发展 人工神经网络 (ArtificialNeuralNetwork 是一门崭新的信息处理科学,是用来模拟人脑结构和智能的一个前沿研究领域,因其具有独特的结构和处理信息的方法,使其在许多实际应用中取得了显著成效。人工神经网络系统理论的发展历史是不平衡的,自 1943年心理学家 McCulloch 与数学家 Pitts 提出神经元生物学模型 (简称MP-模型以来,至今已有 50多年的历史了。在这 50多年的历史中,它的发展大体上可分为以下几个阶段。 60年代末至 70年代,人工神经网络系统理论的发展处于一个低潮时期。造成这一情况的原因是人工神经网络系统理论的发展出现了本质上的困难,即电子线路交叉极限的困难。这在当时条件下,对神经元的数量 n 的大小受到极大的限制,因此它不可能去完成高度智能化的计算任务。 80年代中期人工神经网络得到了飞速的发展。这一时期,多种模型、算法与应用问题被提出,主要进展如:Boltzmann 机理论的研究, 细胞网络的提出,性能指标的分析等。 90年代以后,人工神经网络系统理论进入了稳健发展时期。现在人工神经网络系统理论的应用研究主要是在模式识别、经济管理、优化控制等方面:与数学、统计中的多个学科分支发生联系。 (三人工神经网络分类 人工神经网络模型发展到今天已有百余种模型,建造的方法也是多种多样,有出自热力学的、数学方法的、模糊以及混沌方法的。其中 BP 网络(BackPropagationNN 是当前应用最为广泛的一种人工神经网络。在人工神经网络的实际应用中, 80%~90%的人工神经网络模型是采用 BP 网络或它的变化形式,它也

智能家居的安防控制系统设计文献综述

智能家居的安防控制系统设计文献综述 摘要：随着我国经济的快速发展，生活水平的不断提高，人们对居家的概念已从最初满足简单的居住功能发展到注重对住宅的人性化需求。安全、舒适、快捷、方便的智能小区，已成为住宅发展的主流趋势，其中，安全性是首要目标。智能小区安全性的实现，除了人为的因素外，主要依靠小区的智能化安全防范系统。 关键词：智能小区/住宅/安防系统 为了完成本次毕业设计，我通过学校图书馆和网络资源查阅了大量的有关智能家居的安防控制系统设计方面的中外文献，这些文献为我本次毕业设计提供了很多帮助，以下这些文献就是我在本次毕业论文书写过程中所用到的参考文献，现将其列举如下： 文献[1]以保障安全为目的而建立起来的技术防范系统，称为安全防范系统。它包括以现代物理和电子技术及时发现侵入破坏行为、产生声光报警阻吓罪犯、实录事发现场图像和声音提供破案凭证，以及提醒值班人员采取适当的物理防范措施的各种设备。智能小区安全防范系统的设置应遵循以下原则： 应根据智能小区内保护对象的风险等级，确定相应的防护级别，满足小区全面防护和局部纵深防护的设计要求，以达到所要求的安全防范水平。 应根据智能小区的建设标准、使用功能及安全防范管理的需要，综合运用电子信息技术、计算机网络技术、传感检测技术、安全防范技术等，形成先进、可靠、经济、适用的安全防范技术体系。 文献[2]智能小区安全防范系统的系统设计及其各子系统的配置，须遵照国家相关安全防范技术规程及智能化居住小区的规范、标准，并坚持以人为本的原则。系统的集成应以结构化、模块化、规范化的方式来实现，应能适应工程建设发展和技术发展的需要。 文献[3]智能小区一般通过在小区周界、重点部位与住户室内安装安全防范装置，并由小区物业管理中心统一管理，来提高小区的安全防范水平。小区的智能化安全防范系统，主要由下列子系统构成。 住户室内安装家庭防盗或紧急求助报警装置，与小区物业管理中心计算机系统联

控制工程文献综述

工程控制基础文献综述 院系： 班级： 姓名： 学号：

一、引言 本学期初步学习了工程控制基础，为了更好地了解和学习该门课程，我通过网络渠道搜集了十篇有关工程控制的期刊文献。深入阅读后，我进行了总结，并对工程控制有了一定深度的理解。本文是对搜集和阅读的文献的综述，旨在简要的介绍工程控制的发展和应用。我所搜集的期刊均来自中国知网，其中包括工程控制的发展史和在车辆、电力及机器人方面应用的文献。 二、文献综述 1.智能控制工程研究的进展 自1985年在纽约召开第一届智能控制学术会议至今，智能控制已经被广泛研究应用于工业、农业、服务业、军事航空等各个领域。近年来，随着人工智能技术和其他信息处理技术，尤其是信息论、系统论和控制论的发展，智能控制在控制机理和应用实践方面均取得了突破性的进展。遗传算法与模糊逻辑、神经网络相互融合，通过模拟人类思维方式和结构来设计用于解决复杂的各种非线性问题的控制策略，并已在各种实际工程项目中得到应用，取得了良好的效果。分布式人工智能中的Agent和Multi Agent System已成为研究的热点，构建基于Agent 的集散递阶结构的智能控制系统为智能控制注入了新的活力。 在理论研究取得进步的同时，国内外的研究者均意识到智能控制的研究不能只停留在计算仿真的层次上，智能控制应该直接面向传统控制难以或无法解决的复杂的非线性系统，面向实际工程应用。 2.车间运输小车的智能控制 工厂运输是协调生产的重要环节和工厂设施的重要组成部分，它的效率直接影响生产成本及生产率。目前，加工中小产品机械加工车间运输系统主要有空间运输和地面运输两种。空间运输主要是小吨位桥式起重机和电动葫芦，其控制方式多为下拉线式，这种方式有以下缺点：1）设备复杂，功率消耗大，投资高。2）操作不方便，运输效率低。3）只适应车间内部运输。 地面运输主要采用叉车及手推运料小车，叉车需专人驾驶且无固定轨道，在车间内运行极不安全，手推运料小车需人为动力，劳动强度大，运输效率低。本设计的有轨运料小车，利用了 PLC 的编程简单，工作可靠，硬件组合灵活，不增加外部控制电器即可实现任意复杂逻辑控制等特点，实现了运料小车的智能控制。 小车应具有两种控制方式，即：呼叫自动响应控制和手动点动控制，正常情况下应使用前一种控制方式。两种控制方式必须实现互锁。呼叫自动响应控制：每个机床处各设一个呼叫按钮。由于意外或故障导致小车在非呼叫工位处停车时，不响应任一工位处的呼叫信号，只能采用手动控制进行纠正。

伺服驱动器的工作原理

伺服驱动器的工作原理 。速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求，满足何种运动功能来选择。如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的死循环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。换一种说法是：

1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为 2、5Nm:如果电机轴负载低于 2、5Nm时电机正转，外部负载等于 2、5Nm时电机不转，大于 2、5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过实时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。 2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。 3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位回馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由

液压伺服控制

1液压传动系统与液压控制系统的异同： 同：液压控制技术是在液压传动技术的基础上发展起来的（介质相同、元件大部分相同、遵循的物理规律相同、融合了控制理论） 异：①目的不同（传递动力；对运动量进行精确的控制） ②组成不同（5个组成部分、开环；7个组成部分、闭环） ③设计理念不同（以静态参数设计为主；静动态结合，动为主） ④特点不同（有的缺点被放大（对污染的敏感度），有点缺点被消除（传动比）） 2液压控制系统的工作原理 3液压控制系统的组成及作用： ①输入元件：（指令元件）给出输入信号(指令信号)加于系统的输入端。②反馈测量元件：测量系统的输出并转换为反馈信号。 ③比较元件：将反馈信号与输入信号进行比较，给出偏差信号。④放大转换元件（中枢元件）：将偏差信号故大、转换成液压信号(流量或压力)。⑤执行元件：产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务。⑥控制对象：被控制的机器设备或物体，即负载。 ⑦液压能源装置：定压源 4液压控制系统的特点 具有负反馈的闭环控制系统 优：(1)液压元件的功率—重量比和力矩-惯量比大 可以组成结构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的控制系统。(2)液压动力元件快速性好，系统响应快。(3)液压控制系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。 缺：(1) 液压元件，特别是精密的液压控制元件(如电液伺服阀)抗污染能力差，对工作油液的清洁度要求高。(2) 油温变化时对系统的性能有很大的影响。(3) 当液压元件的密封设计、制造相使用维护不当时．容易引起外漏，造成环境污染。(4) 液压元件制造精度要求高，成本高。(5) 液压能源的获得和远距离传输都不如电气系统方便。 22 控制系统的分类： ⑴按系统输入信号的变化规律：定值，程序，伺服（随动），比例； ⑵按被控物理量的名称：位置，速度，力； ⑶按液压动力元件的控制方式或液压控制元件的形式：节流式（阀控），容积式（变量泵控或变量马达控），阀控系统根据液压能源型式的不同可分为恒压控制系统和恒流控制系统； ⑷按信号传递的介质的形式：机械，电液，气动。 5液压放大元件的功能（液压放大元件考了定义） 也称液压放大器，是一种以机械运动控制流体动力的元件。将输入的机械信号（位移或转角）转换为液压信号（流量，压力）输出，并进行功率放大 6液压放大元件分为：滑阀，喷嘴挡板阀和射流管阀等 7滑阀 ⑴结构分类及其特点 通道数（4、3、2）工作边数（4、2、1）凸肩数（2、3、4）预开口型式（+、0、-） ⑵滑阀的P-Q 特性方程 ⑶滑阀的静态特性曲线 流量特性曲线 压力特性曲线 压力-流量特性曲线 ⑷滑阀的三个阀系数 ①流量增益：定义为 ，是流量特性曲线在某一点的切线斜率，表示负载压降一定时，阀单位输入位移所引起的负载流量变化的大小，其值越大，阀对负载流量的控制就越灵敏。直接影响系统的开环增益，对系统的稳定性，响应特性，稳态误差有直接影响。 ②流量-压力系数：定义为 ，是压力-流量曲线的切线斜率冠以负号，流量-压力系数表示阀开度一定时，负载压降所引起的负载流量变化。K 值小，阀抵抗负载变化的能力大，即阀的刚度大。直接影响阀空执行元件的阻尼比和速度刚度。 ③压力增益：定义为 ，是压力特性曲线的切线斜率，通常压力增益是指q =0时阀单位输入位移所引起的负载压力变化的大小。此值大，阀对负载压力的控制灵敏度高。表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力。 8三种液压放大元件的性能特点及适用场合比较 圆柱滑阀 双喷嘴挡板阀 射流管阀 ①工作原理：前两者流量特性，后者能量转换和守恒定理； ②输入量：阀芯位移，挡板位移，射流管摆角； ③输出量：负载流量和压力，皆为负载压力 ④运动惯量：滑阀>射流管阀>双； ⑤响应速度：双>射流管阀>滑阀； ⑥功放系数：滑阀>射流管阀>双； ⑦抗污染能力：射流管阀>双>滑阀； ⑧适用场合： 9液压动力元件的基本概念及其分类 液压动力元件(或称液压动力机构)是由液压放大元件(液压比控制元件)、液压执行元件以及负载组成。四种基本型式的液压动力元件：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸、泵控液压马达。 10阀控液压缸 ⑴模型组成：比例环节，积分换节，二阶振荡环节 ⑵阀控缸动力机构主要性能参数为阀控液压缸的增益Kq/Ap 、液压固有频率 、液压阻尼比 ①动力机构的增益速度放大系数Kq/Ap ：直接影响系统的稳定性、响应速度和精度。提高增益可以提高系统的响应速度和精度，但使系统的稳定性变坏。 ②液压固有频率 表示液压动力元件的响应速度。 ③液压阻尼比表示系统的相对稳定性。 ⑶提高“阀控缸”动力机构的液压固有频率 ①提高油液的体积弹性模量 ；（可通过提高供油压力来实现）②增大液压缸活塞面积③减小总压缩容积 ，主要是减小液压缸的无效容积和连接管道的容积 ④减小折算到活塞上的总质量 ⑷提高阻尼比（因素：总流量-压力系数K ，负载的粘性阻尼洗漱B ）①设置旁通泄漏通道②采用正开口阀，正开口阀的K 值大，可以增加阻尼③增加负载的粘性阻尼 11阀控马达动力机构数学模型（化解为最简单） 12泵控马达动力机构数学模型（化解为最简单） 13三种动力机构的性能特点比较 控制元件相同，执行元件不同（阀控缸与阀控马达）时的比较：两者的动态特性完全相同（只需做变量替换，数学模型即完全一致） 控制元件不同，执行元件相同（阀控马达与泵控马达）时的比较：两者的动态特性类似（数学模型结构一致，但参数特征不同） 阀控响应速度高于泵控（80%-90%），但能量损失大（至少三分之一），效率低；泵控工作效率高，最大效益可达90%，适应于大功率，对响应速度要求不高的系统。 14电液伺服阀的组成及个部分功能 ⑴力矩马达（或力马达）即电机转换元件—把输入的电气控制信号转换为力矩或力控制液压放大器运动； ⑵液压放大器（先导级和功率级）即机液转换元件—控制液压能源流向液压执行机构的流量或压力； ⑶反馈机构（平衡机构）--将输出级（功率级）的阀芯位移，或输出流量，或输出压力以位移，力或电信号的形式反馈到第一级或第二级的输入端，也有反馈到力矩马达衔铁组件力矩马达输入端的。 15采用反馈机构是为了使伺服阀的输出流量或输出压力获得与输入电气控制信号成比例的特性。由于反馈机构的存在，使伺服阀本身成为一个闭环控制系统，提高了伺服阀的控制性能。 16按反馈形式可分为： 滑阀位置反馈 负载流量反馈 负载压力反馈 17典型电液伺服阀的结构及工作原理 ⑴力矩马达 ⑵力反馈两级电液伺服阀（闭环）考了工作原理 （不能直接控制负载信号，因为反馈信号不是力，是滑阀的位移） 第一级液压放大器为双喷嘴挡板阀，由永磁动铁式力矩马达控制，第二级液压放大器为四通滑阀，阀芯位移通过反馈杆与衔铁挡板组件相连，构成滑阀位移力反馈回路。 ⑶直接反馈两级电液伺服阀（闭环）前置级是带两个固定节流孔的四通阀（双边滑阀），功率级是零开口四边滑阀，功率级阀芯也是前置级的阀套，构成直接位置反馈 ⑷弹簧对中型两极（开环）第一级是双喷嘴，第二级是滑阀，阀芯两端各有一根对中弹簧，当有控制电流输入时，对中弹簧力与喷嘴挡板阀输出的也压力相平衡，使阀芯取得一个相应的位移，输出相应流量 18电液伺服阀的性能参数（电液伺服阀考了定义）

神经网络【文献综述】

毕业论文文献综述 应用物理 神经网络 人工神经网络是由大量的简单基本元件——神经元相互联接而成的自适应非线性动态系统。每个神经元的结构和功能比较简单，但大量神经元组合产生的系统行为却非常复杂神经网络反映了人脑功能的若干基本特性，但并非生物系统的逼真描述，只是某种模仿、简化和抽象。与数字计算机比较，人工神经网络在构成原理和功能特点等方面更加接近人脑，它不是按给定的程序一步一步地执行运算，而是能够自身适应环境、总结规律、完成某种运算、识别或过程控制人工神经元的研究起源于脑神经元学说。19世纪末，在生物、生理学领域，Waldeger等人创建了神经元学说。人们认识到复杂的神经系统是由数目繁多的神经元组合而成。大脑皮层包括有100亿个以上的神经元，每立方毫米约有数万个，它们互相联结形成神经网络，通过感觉器官和神经接受来自身体内外的各种信息，传递至中枢神经系统内，经过对信息的分析和综合，再通过运动神经发出控制信息，以此来实现机体与内外环境的联系，协调全身的各种机能活动若从速度的角度出发，人脑神经元之间传递信息的速度要远低于计算机，前者为毫秒量级，而后者的频率往往可达几百兆赫。但是，由于人脑是一个大规模并行与串行组合处理系统，因而，在许多问题上可以作出快速判断、决策和处理，其速度则远高于串行结构的普通计算机。人工神经网络的基本结构模仿人脑，具有并行处理特征，可以大大提高工作速度。 人脑存贮信息的特点为利用突触效能的变化来调整存贮内容，也即信息存贮在神经元之间连接强度的分布上，存贮区与计算机区合为一体。虽然人脑每日有大量神经细胞死亡（平均每小时约一千个），但不影响大脑的正常思维活动。而普通计算机是具有相互独立的存贮器和运算器，知识存贮与数据运算互不相关，只有通过人编出的程序使之沟通，这种沟通不能超越程序编制者的预想。元器件的局部损坏及程序中的微小错误都可能引起严重的失常。人类大脑有很强的自适应与自组织特性，后天的学习与训练可以开发许多各具特色的活动功能。如盲人的听觉和触觉非常灵敏；聋哑人善于运用手势；训练有素的运动员可以表现出非凡的运动技巧等等。普通计算机的功能取决于程序中给出的知识和能力。显然，对于智能活动要通过总结编制程序将十分困难。人工神经网络也具有初步的自适应与自组织能力。在学习或训练过程中改变突触权重值，以适应周围环境的要求。同一网络因学习方式及内容不同可具有不同的功能。人工神经网

软件定义网络SDN文献综述

软件定义网络SDN研究 文献综述 1.引言 现有的网络设备（如交换机、路由器等）都是设备制造商在专门的硬件系统基础上高度集成大量网络协议、配备专用的设备控制系统，构成的一个相对独立封闭的网络设备[1]。在近几十年的发展过程中，云计算、移动互联网等相关技术的兴起和发展加快了网络技术的变革历程[2]。网络带宽需求的持续攀升、网络业务的丰富化、个性化等都给新一代网络提出了更高的要求。面对日益复杂的网络环境，这种紧耦合大型主机式的发展限制了IP网络创新技术的出现，更多的是通过不断增长的RFC数量对现行网络进行修修补补，造成了交换机／路由器设备控制功能的高度复杂。网络研究人员想要在真实网络中基于真实生产流量进行大规模网络实验几乎是不可能的，因为网络设备是封闭的，没有提供开放的API，无法对网络设备进行自动化配置和对网络流量进行实时操控。 为了适应今后互联网业务的需求，业形成了“现在是创新思考互联网基本体系结构、采用新的设计理念的时候”的主流意见[3]，并对未来网络的体系架构提出了新的性质和功能需求[4]。软件定义网络[5]SDN的出现为人们提供了一种崭新的思路。 本文从SDN的起源和概念出发，分析了SDN的逻辑架构与技术特点、描述了SDN 的标准化进程，梳理了国外的研究进展与最新动态，在此基础上提出了SDN技术在未来的发展中面临的挑战并总结了可能的研究方向。 2.起源与概念 2.1起源 2006 年，斯坦福大学启动了名为“Clean-Slate Design for the Internet”项目，该项目旨在研究提出一种全新的网络技术，以突破目前互联网基础架构的限制，更好地支持新的技术应用和创新。通过该项目，来自斯坦福大学的学生 Martin Casado

伺服电机工作原理

伺服电机的工作原理图 伺服电机工作原理——伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W 三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。 1、永磁交流伺服系统具有以下等优点： （1）电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单； （2）定子绕组散热快； (3)惯量小，易提高系统的快速性； （4）适应于高速大力矩工作状态； （5）相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了传动领域的发展需求。 永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。现在，高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成：驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是在技术垄断的核心。 2、交流永磁伺服系统的基本结构 交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结构组成如图1所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，还体现了强大的智能化、柔性化是传统的驱动系统所不可比拟的。 目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，其优点是可以实现比较复杂的控制算法，事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。