淺析機電一體化中的電機控制

楊萬宏

[摘要]隨著科學技術分飛速發展和人們生活水平的不斷提高，當前人們逐漸對機電行業的發展重視起來。本文針對電機控制中執行機構元件選型以及執行機構功能元件設計和執行機構功能元件閥位等進行分析，并提出解決與執行機構功能元件速度控制原理相關的解決辦法，希望為實現我國機電一體化的進程與發展貢獻出一份力量。

[關鍵詞]機電一體化 電機控制 相關討論

隨著科學技術的不斷發展以及現代先進生產加工技術的不斷完善，相關執行機構的重要性不言而喻，因為執行機構在自動控制系統工作中起著至關重要的作用。但是當前我國國產大流量電動執行機構無論是在相關控制手段上還是在機械傳動機構上都出現明顯落后和偏多的情況，同時電動執行機構中其結構相對復雜且其可靠性能也相對較低。本文針對執行機構發展的相關缺陷和不足，對如何采用機電一體化技術將閥門和控制器進行有機融合進行深度探究。

一、機電一體化發展歷程與現代化技術發展趨勢

1.從始初的數控機床逐漸演變為微電子技術機電一體化并在基礎上沿用了可編程控制器，同時電力電子的出現也會機電一體化的發展奠定了重要基礎。還需要強調的是，現代機電一體化技術主要是由激光技術和信息技術以及相應的模糊技術共同構成，其無論是在運轉效率上還是在工作質量上都有著較大進步。

2.微控制器在生產數字化機電產品中起著重要作用，數控機床施工和機器人施工都是數字化機電一體生產中的重要表現形式，與此同時，隨著科學技術的飛速發展和計算機系統的廣泛應用，虛擬設計技術以及集成制造技術都是數字化機電一體應用中的重點環節。其優點一般具有軟件可靠性、軟件可維護性和軟件自行診斷性以及軟件高可靠性等。新型數字化技術的出現在一定程度上使遠程操作遠程診斷和遠程修復成為可能。

智能化就是要求在進行機電產品生產的過程中其產品又有一定的智能特性，并使相關產品能夠獨立進行邏輯思考和自主決策。CNC中的人機對話功能就是機電產品智能化的一種重要表現形式，其會在設置智能工藝數據庫的同時使產品使用和產品操作以及產品維護帶來較大便利。需要強調的是，模糊控制技術、灰色理論技術、神經網絡技術和小波理論技術以及混沌分岔技術都是機電一體化產品智能化的幾種體現，并在此基礎上為機電一體化技術的發展奠定了有力基礎。

因為生產機電一體化產品的商家和種類相對較多，那么在進行研制機械接口和研制動力接口以及開發環境接口的過程中就會產生一定的困難，具有集減速變頻調的動力驅動單元以及需要進行視覺信息處理和圖像信息識別等工作就是其中廠商研制開發機電一體化產品中的典型實例。

二、硬件控制與相關工作原理分析

1.機電一體化智能執行機構主要分為智能控制部分以及智能執行驅動部分兩種，而我們通常所說的控制部分主要包括單片機、IPM逆變器、輸入輸出通道和整流模塊以及報警電路等，而智能執行驅動部分主要是由三相何報電機結構以及位置傳感器結構二者共同構成。

2.被檢測逆變模塊中的電壓位置信號以及三相輸出電流會被相關程序轉換，并在此過程中傳送相應單片機上。而單片機則是用過8255控制PWM波發生器的，通過其中的光電耦合被逆變模塊IPM所應用，這樣就在一定程度上實現了閥位控制工作以及電機變頻調速工作等。需要注意的是，在逆變模塊進行正常工作的過程中，380V電源調整模式會將其所需直流電壓信號進行全橋整流。

3.雙環控制技術是進行機電一體化電機控制工作中的主要技術，其內環和外環分別為速度環和位置環。我們需要了解的是，速度環的主要工作任務是將基礎速度與設定速度進行相互比較，之后通過對PWM波發生器的載波頻率的變換實現機電一體化電機自動轉速調節，此時的速度調節器是以模糊神經網絡控制算法為主要計算手段的。而外環中的相應速度設定則主要是根據其當前所處位置來完成并在此基礎上形成內環設定值的。因為流量閥減速和流量閥勻速以及流量閥加速是其機構運行中的三個主要運行階段，此時每個階段中的運行時間和運行加速度以及特定位置特定運行的頻率也有所不同，速度給定發生器的主要工作原理就是當實際閥位與相關給定閥位不等時，其會以恒定加速度為主要加速手段，此時的減速點會根據相關閥位值和閥位給定值以及當前速度這三者的大小來進行計算并得出具體數值。

4.閥門柔性開關以及閥位極限位置判定是我們在執行機構是所要考慮的兩項主要技術因素，閥門柔性開關的主要功能是當閥門開關的過程中保證閥門不受損傷，正確的做法是，我們應該運用微處理器對變頻器輸出電壓和變頻器輸出電流進行相對精準的計算，并在計算的過程中得出輸出力矩，在得出力矩信息后自動調節速度以防止閥門撞擊。閥門全開位置以及閥門全關位置就是閥門的極限位置，傳統執行機構中閥位監測在監測的過程中容易出現閥門松動，我們應該運用單片機將兩次監測信號進行具體對比，并在確認已達到正確閥門極限位置的同時切斷異步供電電源。

結束語：綜上所訴，機電一體化中的電機控制是當下我們要亟待解決的問題，正確的做法是要根據機電一體化技術的技術發展現狀和技術應用現狀作為分析基礎，之后進行對新型電動執行機構的相應合理方案進行較為科學的制定。本文針對執行機構發展的相關缺陷和不足，對如何采用機電一體化技術將閥門和控制器進行有機融合進行深度探究，希望為我國機電行業的發展貢獻出一份力量。