中國舞臺機械控制系統的現狀及特點

徐世章

摘要：舞臺機械運動的發展歷史非常悠久，在歐洲已經擁有上百年的歷史，在亞洲雖然起步較晚，但是舞臺機械在亞洲得到了迅速的發展，所以本文主要是對舞臺機械的發展歷程和它的控制系統理論進行了分析，通過他的模式和特色來對中國的舞臺機械運動系統提出一些發展建議。

關鍵詞：舞臺機械運動；控制系統；發展模式；特色

在亞洲20世紀80年代以前，絕大部分的舞臺機械是手動控制模式，操作相對簡單，在80年代以后，中國舞臺機械控制系統通過引進吸收，技術得到了很大提升，通過舞蹈史詩《中國革命之歌》的演出，開創了中國舞臺機械運動的先河。但中國的舞臺機械控制系統并沒有達到較高的水平，通過中國人民的共同努力，隨著上海大劇院和國家大劇院的正式啟動，中國的機械舞臺運動取得了跨越式的發展。而在當今社會，中國的舞臺機械控制系統已經形成了集中的網絡體系，把自動化和智能化統統包含在控制系統當中。

一、運動控制系統的概述和構成

運動控制系統是主要以機械運動為控制方式，使運動的部件按照規定的參數來完成動作運動控制系統從直流變為交流控制。因為現代技術的發展，交流電使舞臺控制機械運動范圍更加廣泛，具備更好的性能出現，展現出了它的優勢，而運動控制系統一般采用閉環系統來保證系統運行的穩定。為了實現對速度更好控制，采用電流環和速度環的兩環結構，為了實現位置的跟蹤，一般會采用位置環速度環和電流環三種結構共同使用。要想實現運動控制系統的高性能，要采用閉環控制策略，另外也可以包括結構控制，智能控制和自適應控制等等。

另外，運動系統一般有運動控制卡驅動器和交流異步電機模式構成。另外有同時具有其他等多種模式的組合。

二、舞臺機械運動對控制系統的要求

在中國，舞臺機械運動一般會包括升降，推拉，旋轉等運動，而舞臺機械運動一般是單軸運動，所以會在運動的速度和位置上有一定的局限，而要想實現對舞臺機械運動的控制系統應該具備以下要求。

首先要可以改變運動的速度和加速度，在舞臺機械運動調速時，調速比應該大于1：800，另外，目前中國機械運動的最高速度為1.5m每秒左右，另外，在舞臺上要對運動的位置精度有準確的定位要求定位的精度一般控制在5mm以下，另外也要對多運動速度同步運行有一定的要求，在舞臺上進行同步運動時，要保證系統可以對同步精度地捕捉小于3mm到5mm。另外，舞臺機械要對允許的范圍內展開保護，通過對緊急停車裝置的設立，來保證舞臺上的人員和設備的安全。

三、舞臺機械運動控制的構成模式

中國的舞臺機械控制系統的核心是解決機械的運動速度問題和加速度位置控制問題等，運動控制主要是以自動控制為基礎，通過電機為控制對象，以電力電子及功率變換裝置為執行機構，組成高精度的電氣傳動系統。中國的舞臺機械控制系統主要是通過高速工業網絡與控制臺進行連接。中國的舞臺機械運動起步較晚，在此期間外國的自動化控制領域已經發生了很大的變革，而中國的運動控制系統也在迅速崛起，通過多功能數字矢量變頻器和交流電機的組合使用，為中國的舞臺機械運動的發展取得了跨越式進步，另外，通過變頻器的位控和驅動功能，是中國舞臺機械運動的控制要求，在一定程度上得到了滿足。

四、舞臺機械控制系統的主要特點

中國的舞臺機械控制系統選用的變頻器一般是有國際大公司生產的，他們的產品質量性能是足夠可靠的，所以關鍵性的設備并不需要自己研發，減少了研發的成本。姑姑的舞臺機械控制系統，充分的發揮了多功能變頻器的潛力，通過位置控制和同步控制，滿足了中國舞臺機械運動的要求。另外，通過高精度為控一體化的功能，使舞臺機械的速度得到了保證。另外，通過自動化控制技術的應用，使中國的舞臺機械運動系統有了更強能力的展現，自動控制技術具備了處理多變量函數的能力，而舞臺機械即使是多種操作，也可以通過自動控制系統按實現。并且采用自動控制技術和變頻器并不是只有舞臺機械廠家的專利，在進行舞臺機械設備的制造和設計師完全可以擺脫對廠家的依賴，并且從事售后的技術人員也非常多，另外，采用通用模式可以使產品的價格透明，來減少成本的使用。

五、中國舞臺機械運動模式的特色

5.1具有足夠的安全可靠性

從事舞臺機械工作的人員都深切明白，舞臺機械運動會直接關系到人員的安全，在演出時同樣考驗著舞臺設備的控制能力，所以，演出承辦部門永遠把安全可靠放在第一位。

5.2設備具有實用性和先進性

在舞臺機械控制系統的使用時，要注重實用性，通過對設備的測試，保證設備對舞臺機械控制的精度和速度等都有著嚴格的要求，另外，在評判系統的先進與不先進時，要從整體來看，不能單獨地追求一項技術。

5.3具備可操作性和可維護性

舞臺機械控制系統是由人員操作的，所以要在操作界面上進行操作的簡化，要建立的減少操作的步驟，并且將操作符合中國人的操作習慣，簡單易學。另外設備都會有它的使用期限，當系統出現故障之后，要可以清楚地明白故障的發生原因，先進的控制系統應該具有故障自診斷的功能。

5.4要具有足夠的性價比

舞臺機械控制系統要具備足夠的性價比，造價高的系統不一定可以更適合使用，所以舞臺機械控制系統在投資中的占的比例可以為投資越大的工程，舞臺的投資比例應該越小。不管是大系統還是小系統，只要要求相同，建造出來的差別也不會很大，所以投資也是影響著舞臺機械控制系統的質量。

結束語：中國的舞臺機械自動化控制系統已經發展為了及自動化，網絡化，智能化為一體的系統，并且圓滿的完成了中國的許多舞臺任務，所以今后要更加努力發展關于舞臺機械運動的技術，通過技術的提升和人員設備的培養，來使中國的機械控制技術位于世界前列。

參考文獻：

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