機電控制系統的控制方式分析

【摘 要】通常，機電控制系統的控制任務主要在于使得被控制對象的控制值等于目標值，而在實際控制過程當中，這種類似于“監察”的基本任務是利用專門的機電傳感裝置來實現的。其中響應比較分析的任務則是通過系統的控制裝置來完成的，執行階段則有專門的執行裝置予以落實。將就機電控制系統的控制方式給予深入淺出地分析與討論。

【關鍵詞】機電設備；控制系統；控制方式；分析

1.機電控制系統中的基本控制方式

1.1含義

機電控制技術是機電一體化系統或產品制造的重要基礎技術。那么什么是機電一體化系統呢？“機電一體化控制”（Mechatronics）是各相關技術有機結合所形成的一個新概念，其中的“Mechatronics”是Mechanics與E1ectronics組合而成的英語，是由日本《機械設計》雜志于l971年提出的。但是，對于機電一體化控制至今尚未得到公認和統一的定義。

以運動員練習高爾夫球的擊打過程來類比機電設備控制系統在運行時的基本控制方式。高爾夫運動員在練習擊打高爾夫球的那一刻，為了能夠更為準確和有效地擊中高爾夫球且控制球盡量靠近目標地點，球員總是會首先對目標地點的位置以及周邊地勢進行觀察和判斷，并把握即時風向和風速等各種干擾因素，然后最終決定揮動高爾夫球桿的力度和觸球點并發動相應的揮桿動作。另外，多次練習也是一個不斷總結與改進的過程，根據每次完成以上工作內容以后高爾夫球的落點來修正揮桿力度和觸球點，也就是說需要完成一個再分析、再判斷和再修正的循環過程，直至高爾夫球在運動員擊出后準確落至目標地點，即作為一個高爾夫運動員所需完成的一個基本任務。而機電控制系統所需要完成的基本任務則是在于使得被控制對象的控制值等于目標值。在實際控制過程當中，這種類似于“監察”的基本任務是利用專門的機電傳感裝置來實現的。其中響應比較分析的任務則是通過系統的控制裝置來完成的，執行階段則有專門的執行裝置予以落實。

1.2控制方式

（1）開環式控制方式。一般地，機電控制系統的控制過程其系統參與控制的信號主要來自于三條通道，即給定值、干擾變量和受控值。這些量值信號是機電系控制系統的主要依據而機電控制系統的開環控制方式即是指系統控制裝置與受控對象之間形成一種只有順向作用而非方向作用的緊密聯系，其中通道內的信號給定值與受控值為單向傳遞，以這種方式組合的控制系統稱為外環控制系統，其系統擁有比較突出的優勢在于系統輸出量不會對系統的控制作用造成負面影響。需強調～點，這種開環控制系統既可以按照定位操作方式組合，又可以按照干擾補償控制的方式組合。

（2）反饋式控制方式。反饋控制是機電控制系統最基本的一種控制方式，也是目前得到應用最為廣泛的一種系統模式。通常，在反饋控制系統中的控制裝置會對受控對象施加控制作用，完成這一過程的反饋信息則是來自于受控對象的受控值，然后不斷地修正受控值的偏差，最終實現對受控對象的基本控制任務，這就是一個完整反饋型控制系統的工作原理。通俗地講，人的一切行為活動都會體現這樣的反饋控制原理，人自身就是一個具有高度控制能力的反饋控制系統，如人可以通過手拿到桌面上的水杯、公交車司機利用方向盤可以操縱駕駛公交車在馬路上行駛等這些大家生活中不足為怪的動作都可以滲透在反饋控制這一原理之中的。人在完成這些平凡動作時也會通過事先的信息判斷與信息反饋不斷修正偏差信號直至偏差為零，完成動作。顯然，機電控制系統的反饋控制實質上也是一個按偏差進行控制的過程。因此它也稱為按偏差的控制，反饋控制原理就是按偏差控制的原理。

（3）復合式控制方式。機電控制系統還有一種控制方式是復合控制方式。反饋控制裝置在收到外部因素干擾之后才能夠進行相應地修正工作，而在外部干擾未出現影響之前則不能夠進行相應地修正工作。基于擾動因素的控制方式相較于以偏差分析的控制方式要簡便許多。但是，復合控制方式僅僅適用于干擾因素在可測量的環境中，且擁有一個補償裝置的控制系統也只能補償單個干擾因素，除此以外的干擾都不能起到具有成效的補償作用。如此考慮看來，相對更為合理的控制方式則是將偏差控制與擾動控制兩方面綜合考慮，對于一些主要的干擾因素給予配置適當的補償裝置來實現擾動控制，然后再組建反饋控制系統對其他擾動所產生的偏差進行控制。這樣一來，機電控制系統主要受到的干擾均已被補償，更為便利的是反饋控制系統的組建于設計相對簡單。

時至今日，伴隨著數控技術與計算機技術的廣泛應用，尤其是微型計算機的研新與應用，使得機電控制系統的發展重新發展到了一個新的階段，即計算機數字控制。計算機數字控制是一種新型的斷續控制，與最初應用的斷續控制不同的是，計算機數字控制實際的控制采樣周期往往要比受控對象的變化周期要短了許多。因此可以這么講，計算機數字控制技術在客觀運行中多加注意與監測，尤其是對能有效防止故障或事故發生與擴大的繼電保護的日常監測，對于及時發現運行異常狀況并實時采取處理措施排除故障以恢復電力系統的穩定運行，有著極其重要的意義。因此，要加強對繼電保護運行的日常維護，把好保護運行效率與質量關，定期對繼電保護裝置及其二次回路進行有效校驗與檢查，及時發現問題并解決，提高故障處理能力，綜合提升繼電保護運行維護水平，為電力系統運行的安全穩定、經濟高效的實現創造良好條件。

（4）強化對檢修人員的素質與業務技能的培訓。要提高繼電保護可靠性，就要注意對繼電保護裝置的檢修，而這對檢修人員的綜合素質及業務技能有很高的要求，檢修人員掌握較高的檢修技術并具有豐富的檢修經驗，能及時對系統故障作出準確分析，能對繼電保護裝置的健康狀態做綜合評價，還能作出合理的檢修決策，有效優化檢修工藝與計劃等，這些都是檢修人員技術素質的體現，是確保檢修質量的基礎與關鍵。因此，必須對加強檢修人員的素質與業務技能的培訓，通過宣講、學習等手段強化檢修人員的安全意識，提高檢修人員的工作責任心與積極性，并通過專業的技能培訓與有效的考核方式等，提高檢修人員的綜合素質及業務技能，使其對檢修工作從理論到實際操作都有一個整體的把握與了解，熟知檢修操作過程與規章制度要求，有效提高檢修質量。同時，應通過有效的激勵獎罰制度以及健全的崗位責任制，在提高檢修人員責任心的同時，確保具體的檢修工作落實到位，為繼電保護高效運行提供可靠保障。

2.結束語

綜上所述，繼電保護的運行維護，為繼電保護裝置在保障電力系統安全高效運行方面奠定更加扎實的基礎，是繼電保護裝置發揮功效的重要途徑，對繼電保護的運行維護方面的分析與研究是相當重要的，電力產業要想實現電力系統運行的安全穩定、經濟高效，就必須提供電力系統運行事故的發生與擴大，也就需要更加重視對電力系統中繼電保護的運行分析，為推進電力產業健康快速發展創造良好的基礎條件。