1．前言

目前國內(nèi)廣為采用的水輪機(jī)調(diào)速器，多為以PLC為核心。天津市科音自控設(shè)備有限公司研制的數(shù)字閥PCC可編程智能調(diào)速器以全新控制理念，以PCC為控制核心，面向自動(dòng)化控制全過程，成功配置由電磁球閥和插裝閥構(gòu)成的數(shù)字閥替代傳統(tǒng)的電液轉(zhuǎn)換器和主配壓閥。

控制器是調(diào)速器的核心部件，控制器完成調(diào)速器的信號采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算、控制規(guī)律實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行狀態(tài)切換、控制值輸出及其他附加功能。因此，控制器的選擇對新型調(diào)速器的開發(fā)至關(guān)重要。目前，市場上的控制器很多，如單片機(jī)、PLC、PCC等，但由于調(diào)速器是工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備，對可靠性要求很高。選擇控制器的重要原則是，要選用適合工業(yè)現(xiàn)場使用的抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、選擇余地大、操作維護(hù)方便的控制器。我們經(jīng)過對各種控制器的深入研究，分析對比，結(jié)合水輪機(jī)調(diào)速器的特殊性，發(fā)現(xiàn)奧地利貝加萊(B&R)公司的PCC是能夠滿足上述原則的最合適的控制器，故選擇PCC作為數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器的控制核心。

PCC代表著一個(gè)全新的控制理念，它既具有可編程邏輯控制器(PLC)的標(biāo)準(zhǔn)控制功能（可靠性高、易擴(kuò)展），又具有工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）的系統(tǒng)功能（運(yùn)算能力強(qiáng)、適時(shí)性好、編程方便等特點(diǎn)）。它能方便地處理開關(guān)量，模擬量，進(jìn)行回路調(diào)節(jié)。并能用高級語言編程，具備大型機(jī)的分析運(yùn)算能力。其硬件具有獨(dú)特新穎的插拔式模塊結(jié)構(gòu)，可使系統(tǒng)得到靈活多樣的擴(kuò)展和組合。軟件也具備模塊結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)只需在原有基礎(chǔ)上疊加運(yùn)用軟件模塊。PCC的CPU為32位，運(yùn)行效率高，具有高速的智能處理器TPU，TPU功能可使系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間達(dá)到微秒級，而CPU不需作任何加載。用戶存儲(chǔ)器容量大。具有良好的電磁兼容能力和現(xiàn)場總線全面支持技術(shù)，體現(xiàn)了工控領(lǐng)域的發(fā)展方向。

數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器包括單調(diào)整型和雙調(diào)整型，本文介紹雙調(diào)整型調(diào)速器的主要特點(diǎn)、功能及構(gòu)成。

2．?dāng)?shù)字閥PCC智能調(diào)速器的主要特點(diǎn)

1．前言

漾頭水電站位于貴州省銅仁市附近，裝機(jī)容量為2X8000KW，水輪機(jī)為軸流轉(zhuǎn)槳式，設(shè)計(jì)水頭為18M。原調(diào)速器為某廠生產(chǎn)的模擬電液調(diào)速器，機(jī)械控制部分采用電液轉(zhuǎn)換器，二級放大部分采用主配壓閥，接力器與主配壓閥開環(huán)無反饋；在電氣上采用模擬電子調(diào)節(jié)器，抗干擾性能差；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，常誤動(dòng)作。自投入運(yùn)行以來，隨著長時(shí)間的運(yùn)行，機(jī)械的磨損，電氣分立元件的老化嚴(yán)重地影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

原調(diào)速器存在的主要問題是：

1)抗卡阻效果差。調(diào)速器對油質(zhì)要求較高，常卡阻，不能保證長期自動(dòng)運(yùn)行。

2)運(yùn)行操作不方便。由于機(jī)械磨損主配壓閥滲漏造成接力器漂移，且手動(dòng)運(yùn)行時(shí)無反饋，運(yùn)行人員總要不斷的調(diào)整，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。

3)抗干擾能力差。任何電磁干擾都可能造成調(diào)速器誤動(dòng)作。

摘要：移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展加速了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，在移動(dòng)運(yùn)營商當(dāng)前的管道化運(yùn)營機(jī)制下出現(xiàn)了移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增量與業(yè)務(wù)流量增量不對等現(xiàn)象，這一現(xiàn)象造成業(yè)務(wù)數(shù)量與收益之間的矛盾，也為運(yùn)營商提出更高的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營管理要求。文章以移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究為背景，對PCC架構(gòu)下的動(dòng)態(tài)策略進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況提出動(dòng)態(tài)策略目標(biāo)并對該系統(tǒng)模擬仿真，建立了系統(tǒng)功能間的會(huì)話連接。實(shí)現(xiàn)靈活動(dòng)態(tài)的計(jì)費(fèi)管理方式，有效解決矛盾，提升運(yùn)營商對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的管控能力。

關(guān)鍵詞：PCC；業(yè)務(wù)流量矛盾；模擬移動(dòng)

互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，隨著國內(nèi)運(yùn)營商取得LTE牌照以及智能終端的普及，2G、3G即將成為過去式，4G已成為我們移動(dòng)生活中標(biāo)準(zhǔn)配置，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量的增長成為運(yùn)營商拓展的新的版圖[1-3]。面對著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量的快速增長，與之不協(xié)調(diào)的是移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的收益基本處于負(fù)增長，其原因有：即時(shí)通訊軟件（如QQ、微信等）對運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)語音業(yè)務(wù)的影響。資費(fèi)條件的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)綜合效益過低。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不能有效分配導(dǎo)致資源分布不均。針對以上問題，PCC架構(gòu)得以提出并構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了智能化的業(yè)務(wù)服務(wù)和精細(xì)化的運(yùn)營管理，有效提升了網(wǎng)絡(luò)資源與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的聯(lián)動(dòng)性和資源分配效率。本文重點(diǎn)研究PCC架構(gòu)下的策略控制，通過模擬仿真實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元間的會(huì)話鏈接管理及PCC執(zhí)行等基本功能并對PCC各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測試分析，以期達(dá)到滿足用戶需求，實(shí)現(xiàn)盈利創(chuàng)新的目的。

1當(dāng)前運(yùn)營模式下的PCC架構(gòu)

LTE系統(tǒng)區(qū)別于原有的3GP系統(tǒng)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其無線接入在整體上更平緩，中間節(jié)點(diǎn)更少，使得接口數(shù)目和網(wǎng)元設(shè)備數(shù)減少，降低了成本[4]。1.1標(biāo)準(zhǔn)PCC架構(gòu)PCC架構(gòu)處于LTE系統(tǒng)的SAE中，是系統(tǒng)計(jì)費(fèi)和策略控制的核心。PCC架構(gòu)使用戶間形成等級差別，依據(jù)用戶等級進(jìn)行分級服務(wù)，分配資源時(shí)優(yōu)先保障高級用戶QoS。在策略控制和計(jì)費(fèi)控制方面表現(xiàn)為：將PCC規(guī)則規(guī)定的會(huì)話信息關(guān)聯(lián)到業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的承載IP-CAN上形成綁定機(jī)制。其內(nèi)容包括承載綁定和會(huì)話綁定。將PCRF獲取的資源使用情況準(zhǔn)確地反應(yīng)到相對應(yīng)的計(jì)費(fèi)實(shí)體上形成報(bào)告機(jī)制。在在線計(jì)費(fèi)過程中，計(jì)費(fèi)功能的PCC規(guī)則里面的每個(gè)計(jì)費(fèi)建制都有信用額度，當(dāng)信用額的達(dá)到下限時(shí)會(huì)重新授權(quán)分配形成信用管理機(jī)制。對會(huì)話過程中的事件檢測并報(bào)告，觸發(fā)條件有IP地址改變、信用額度達(dá)到下限、PCC規(guī)則到期等。1.2PCC邏輯架構(gòu)及實(shí)體功能PCC邏輯架構(gòu)如圖1。圖1PCC邏輯結(jié)構(gòu)圖圖中AF是系統(tǒng)架構(gòu)的應(yīng)用功能，為實(shí)體化應(yīng)用提供服務(wù)，服務(wù)內(nèi)容包括業(yè)務(wù)標(biāo)示、資源申請、請求報(bào)告等，也可由第三方應(yīng)用軟件擔(dān)任。PCEF是系統(tǒng)執(zhí)行功能，主要任務(wù)包括策略執(zhí)行和基于流的計(jì)費(fèi)。執(zhí)行的控制檢測有：對業(yè)務(wù)流進(jìn)行檢測控制。報(bào)告事件的起始和業(yè)務(wù)流等相關(guān)信息。PCRF是結(jié)構(gòu)核心內(nèi)容，主要功能來自于PDF實(shí)體和CRF實(shí)體，負(fù)責(zé)策略控制和基于流的計(jì)費(fèi)控制。PCEF信息（如IP承載屬性、請求類型、IP流動(dòng)性、業(yè)務(wù)流相關(guān)信息等）從GX參考點(diǎn)獲取。與用戶相關(guān)的服務(wù)數(shù)據(jù)如簽約信息等從SP參考點(diǎn)獲取。ERF和PCRF自身預(yù)設(shè)置信息從GXX參考點(diǎn)獲取。1.3接口參考點(diǎn)和PCC規(guī)則GX參考點(diǎn)能夠使PCC的控制行為得到動(dòng)態(tài)的執(zhí)行,功能包括請求PCC規(guī)則、提供數(shù)據(jù)流路由信息、提供PCC規(guī)則、提供報(bào)告、檢測會(huì)話的起始、資源累計(jì)用量、更新和結(jié)束。RX參考點(diǎn)作用是傳輸會(huì)話的相關(guān)信息，內(nèi)容包括識(shí)別過濾信息、控制業(yè)務(wù)帶寬、提供識(shí)別信息、提供資源閥值信息。SP參考點(diǎn)是局域用戶信息的關(guān)鍵值，可獲取用戶所有簽約授權(quán)信息。該參考點(diǎn)為國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼或是IP會(huì)話屬性值。PCC規(guī)則由業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流監(jiān)測信息和策略控制信息組成，規(guī)則使PCRF能夠執(zhí)行PCC策略和計(jì)費(fèi)控制。PCC規(guī)則分為：動(dòng)態(tài)規(guī)則，通過GX參考點(diǎn)動(dòng)態(tài)的下發(fā)信息，可隨時(shí)建立、修改和刪除規(guī)則。預(yù)定義規(guī)則，在PCRF里面預(yù)先設(shè)定好，通過激活和去激活來操作預(yù)定義規(guī)則，隨時(shí)可通過GX參考點(diǎn)進(jìn)行激活操作。在PCC架構(gòu)中，規(guī)則應(yīng)用通過POLICY作為載體，以XML文件的形式部署的。PCC規(guī)則觸發(fā)條件是PCEF接收的信息能夠滿足策略條件，策略被執(zhí)行即規(guī)則應(yīng)用。

2PCC系統(tǒng)模擬仿真仿真系統(tǒng)通過JAVA編程實(shí)現(xiàn)

1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商面臨的主要問題

1.1網(wǎng)絡(luò)資源分配不均

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，HTTP瀏覽、下載和視頻構(gòu)成了絕大部分流量，而P2P（點(diǎn)對點(diǎn)）業(yè)務(wù)則消耗了60%～80%的帶寬，這也是熱點(diǎn)區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)擁塞嚴(yán)重的重要原因。網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，如果無線側(cè)分配資源時(shí)不考慮用戶等級和業(yè)務(wù)優(yōu)先級，必然使高價(jià)值業(yè)務(wù)的QoS（服務(wù)質(zhì)量）得不到保障，用戶體驗(yàn)下降。如何通過有效管控，對擁塞小區(qū)資源進(jìn)行合理分配，從而提升用戶使用感知，已成為運(yùn)營商迫切的訴求。

1.2缺乏靈活的交互機(jī)制

隨著Android、Iphone等智能手機(jī)和上網(wǎng)本的普及，AndroidMarket、AppsStore等應(yīng)用商城的飛速壯大，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用不斷豐富，也對移動(dòng)帶寬提出了更高的需求。此外用戶對流量、費(fèi)用也存在個(gè)性化需求，運(yùn)營商需要為用戶提供靈活的交互機(jī)制。

1.3網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增長迅猛但增量不增收

1自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用

1.1人機(jī)界面。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，新技術(shù)在紡織機(jī)械上的使用也越來越多，人機(jī)交互界面的使用量和技術(shù)含量也在不斷的提高。很多技術(shù)含量相對較高的紡織機(jī)械已經(jīng)使用了觸屏人機(jī)界面，譬如精梳機(jī)、數(shù)控細(xì)紗機(jī)等等。人機(jī)界面的普及使得紡織機(jī)械的操作更加簡易，使得生產(chǎn)效率和質(zhì)量都有很大的提高。1.2PLC的普及。青花、并條、并紗、漿紗等等都已經(jīng)基本完成了PLC的普及工作，這使得紡織機(jī)械在技術(shù)上已經(jīng)完成了傳統(tǒng)的人工操作、人工控制向機(jī)電一體化轉(zhuǎn)變工作的基本完成。PLC的普及使得紡織機(jī)械不再需要進(jìn)行人工校準(zhǔn)，使得大量復(fù)雜的控制過程變得更加簡單，使得生產(chǎn)過程當(dāng)中勞動(dòng)者的體力消耗大量減輕，從而促使生產(chǎn)效率和產(chǎn)量都有極大的提升。PLC的普及和不斷的技術(shù)革新，使得生產(chǎn)成本也有很大的降低，從而使得紡織機(jī)械自身的制造成本也隨之降低。1.3交流伺服系統(tǒng)。交流伺服系統(tǒng)在紡織機(jī)械上的應(yīng)用使得紡織機(jī)械的整體技術(shù)水平有了很大的提高，設(shè)備性能也隨著技術(shù)水平的提高而變得越來越好。交流伺服系統(tǒng)使得紡織機(jī)械的精度變得越來越好，在很大程度上解決了傳統(tǒng)機(jī)械的精度不夠問題。相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)出來的紡織產(chǎn)品，無論是次品率還是合格品的整體質(zhì)量都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沒有應(yīng)用交流伺服系統(tǒng)的機(jī)械。1.4步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)的定位精度非常高，并且其轉(zhuǎn)子慣量低以及沒有累積誤差的特點(diǎn)對于紡織產(chǎn)業(yè)來說非常重要，其控制簡單的特點(diǎn)也非常利于其完成普及工作。因此，交流電機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)成為了現(xiàn)代紡織機(jī)械當(dāng)中比不可少的一部分，是現(xiàn)代紡織機(jī)械機(jī)電一體化進(jìn)程當(dāng)中非常有代表性的一環(huán)。

2新技術(shù)的應(yīng)用

2.1PCC的應(yīng)用

當(dāng)前應(yīng)用最多、最廣的控制器還是PLC，這類設(shè)備的應(yīng)用無論是在輸入、輸出還是在實(shí)時(shí)監(jiān)控功能上都非常適合應(yīng)用于生產(chǎn)車間當(dāng)中。但是隨著PLC技術(shù)近年來更新速度的減緩，很多問題都不斷的衍生出來。當(dāng)前PLC的革新主要體現(xiàn)在其靈活性的改進(jìn)上，其擴(kuò)展性和監(jiān)控能力的聯(lián)接也有所提高。但是由于現(xiàn)代社會(huì)信息化生產(chǎn)的要求越來越強(qiáng)烈，傳統(tǒng)模式已經(jīng)暴露除了很多的問題，尤其是在生產(chǎn)效率上，傳統(tǒng)PLC技術(shù)雖然仍能滿足于當(dāng)前階段的生產(chǎn)需求，但面對著越來越高的要求，傳統(tǒng)PLC機(jī)械也只能用數(shù)量來彌補(bǔ)。因此PCC這種在PLC基礎(chǔ)上研發(fā)出現(xiàn)的系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。PCC利用PC微處理器技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將其與現(xiàn)場的總線相連接，PCC可以應(yīng)用到組網(wǎng)當(dāng)中，具有很強(qiáng)的靈活性。同時(shí)，PCC系統(tǒng)平臺(tái)也具有很強(qiáng)的開放性，能夠在操作時(shí)進(jìn)行多種復(fù)雜的控制。

2.2以PC為基礎(chǔ)開發(fā)的控制系統(tǒng)

摘要：信息時(shí)代的高新技術(shù)推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中出現(xiàn)了一些運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)：全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、可編程計(jì)算機(jī)控制器、運(yùn)動(dòng)控制卡等。本文主要分析和綜述了這些新技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)以及應(yīng)用現(xiàn)狀等。

關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，直線電機(jī)，可編程計(jì)算機(jī)控制器，運(yùn)動(dòng)控制

1引言

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。

摘要：信息時(shí)代的高新技術(shù)推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中出現(xiàn)了一些運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)：全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、可編程計(jì)算機(jī)控制器、運(yùn)動(dòng)控制卡等。本文主要分析和綜述了這些新技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)以及應(yīng)用現(xiàn)狀等。

關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，直線電機(jī)，可編程計(jì)算機(jī)控制器，運(yùn)動(dòng)控制

1引言

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。

摘要：信息時(shí)代的高新技術(shù)推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中出現(xiàn)了一些運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)：全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、可編程計(jì)算機(jī)控制器、運(yùn)動(dòng)控制卡等。本文主要分析和綜述了這些新技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)以及應(yīng)用現(xiàn)狀等。

關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，直線電機(jī)，可編程計(jì)算機(jī)控制器，運(yùn)動(dòng)控制

1引言

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。

1全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

在一些定位精度或動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求比較高的機(jī)電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，而且調(diào)試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器采用了先進(jìn)的數(shù)字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣，在驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并充分發(fā)揮DSP的高速運(yùn)算能力，自動(dòng)完成整個(gè)伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負(fù)載變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動(dòng)器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設(shè)備的機(jī)械共振點(diǎn)，并通過陷波濾波方式消除機(jī)械共振。

一般情況下，這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，即伺服電機(jī)上的編碼器反饋既作速度環(huán)，也作位置環(huán)。這種控制方式對于傳動(dòng)鏈上的間隙及誤差不能克服或補(bǔ)償。為了獲得更高的控制精度，應(yīng)在最終的運(yùn)動(dòng)部分安裝高精度的檢測元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來完成（大多數(shù)全閉環(huán)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實(shí)現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，使得高精度自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)現(xiàn)更為容易。其控制原理如圖1所示。

該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，伺服驅(qū)動(dòng)器可以直接采樣裝在最后一級機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等)，作為位置環(huán)，而電機(jī)上的編碼器反饋此時(shí)僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機(jī)械傳動(dòng)上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實(shí)現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動(dòng)器來完成，無需增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，因而越來越多的行業(yè)在其自動(dòng)化設(shè)備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

2直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)

直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，近幾年來已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起"直線電機(jī)熱"。

摘要：信息時(shí)代的高新技術(shù)推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中出現(xiàn)了一些運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)：全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、可編程計(jì)算機(jī)控制器、運(yùn)動(dòng)控制卡等。本文主要分析和綜述了這些新技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)以及應(yīng)用現(xiàn)狀等。

關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，直線電機(jī)，可編程計(jì)算機(jī)控制器，運(yùn)動(dòng)控制

1引言

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。