1全閉環交流伺服驅動技術

在一些定位精度或動態響應要求比較高的機電一體化產品中，交流伺服系統的應用越來越廣泛，其中數字式交流伺服系統更符合數字化控制模式的潮流，而且調試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統的驅動器采用了先進的數字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣，在驅動器和電機之間構成位置和速度的閉環控制系統，并充分發揮DSP的高速運算能力，自動完成整個伺服系統的增益調節，甚至可以跟蹤負載變化，實時調節系統增益；有的驅動器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設備的機械共振點，并通過陷波濾波方式消除機械共振。

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

該系統克服了上述半閉環控制系統的缺陷，伺服驅動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉編碼器等)，作為位置環，而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環。這樣伺服系統就可以消除機械傳動上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補償機械傳動件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實現真正的全閉環位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環控制均由伺服驅動器來完成，無需增加上位控制器的負擔，因而越來越多的行業在其自動化設備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統。

2直線電機驅動技術

直線電機在機床進給伺服系統中的應用，近幾年來已在世界機床行業得到重視，并在西歐工業發達地區掀起"直線電機熱"。

摘要廣東省的電力工業已步入大電網、高電壓和大機組的時代，如何合理地布局電網是廣東省電力工業的重要課題之一。電網規劃是一個受多種條件約束，以電網總效益為最終目標的多目標系統工程，因此，宜用綜合智能控制技術來研究電網規劃。在這方面較成功的例子是加拿大魁北克水電公司的直流／交流輸電網絡設計專家系統，該系統具有目標和預期效益、領域專家和知識工程師的交互作用等特點。根據廣東省電網的現狀和發展目標，電網規劃決策系統可分解為負荷預測、網架規劃、無功規劃、穩定性分析等子問題，通過子問題的迭代進行協調，尋求最佳電網規劃決策系統。

廣東省電力系統包括21個地市電網，現有最高運行電壓等級為500kV，珠江三角洲地區已形成500kV環網，并以500kV電壓與廣西聯網，以400kV和110kV電壓分別與香港和澳門聯網。此外，廣東電網還向湖南宜章和臨武兩縣以及江西贛南地區供電。

粵中(珠江三角洲地區)地網是廣東電網的核心，也是全省最大的負荷中心，該電網與廣西、香港等電網互聯，除了向珠江三角洲地區提供電力外，還擔負著電力交換任務。在粵中地區建設一個強大的500kV電網，對保證廣東電網乃至香港電網以及澳門電網的安全運行有著重大意義。目前廣東500kV電網東已延伸至汕頭西翼，江門——茂名500kV輸變電工程正加緊建設，2000年前可望投入使用。

廣東省的電力工業已經步入了大電網、高電壓和大機組時代。隨著整個電網變得越來越復雜，電網規劃中以往那種人為臆斷和局部最優的規劃方式會給電網運行、發展帶來隱患，資金盲目使用的可能性加大。結合目前理論的發展，我們認為電網規劃是一個受到多種條件約束的、以電網總效益為最終目標的多目標的系統工程。對于這樣一個系統，我們認為適宜以控制論為基礎，結合信息論、運籌學和系統工程等理論來研究。

從控制論角度來看，電網是一個巨維數的典型動態大系統，它具有強非線性、時變且參數不確切可知、含大量未建模動態部分的特征。另外，電力網絡地域分布廣闊，大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等復雜的物理特性，對這樣的系統實現有效決策控制是極為困難的。另一方面，由于公眾對新建高壓線路的不滿日益增強，線路造價，特別是走廊使用權的費用日益昂貴，以及電力網的不斷增大，使得人們對電力網絡的決策控制提出了越來越高的要求。正是由于電網具有這樣的特征，一些先進的控制論思想和技術被不斷地引入到電網中來。下面將闡明綜合智能控制技術引入電網規劃中的必要性和可行性。

1綜合智能控制技術

1．引言

1）汽車發動機基本原理和構造

當今世界上的汽車發動機工作過程基本上都由四個沖程組成，即進氣、壓縮、膨脹和排氣。利用燃料和空氣的混合氣在氣缸內燃燒產生的高溫高壓氣體的膨脹，發動機借助于曲柄連桿機構通過曲軸對外輸出扭矩而作功。發動機按照所用燃料可分成汽油機、柴油機和燃氣發動機；按照點火方式可分成點燃式和壓燃式；汽油機按照空氣和燃油的比例可分成理論當量燃燒和稀薄燃燒；按照汽油噴射地點可分成中央噴射、進氣口噴射和缸內噴射。

發動機的各個部分按其功能可分成燃油供應系統、進氣排氣系統、點火系統、曲柄連桿傳動機構、潤滑系統、冷卻系統和輔助系統如發電機、起動機、空調壓縮機和各種泵等。

發動機工況可分成冷起動、起動后、暖機、怠速、部分負荷、全負荷、加速、減速和倒拖滑行等。這些工況主要根據負荷與轉速，結合發動機溫度（即冷卻液溫度）來區分。

2）電子控制在發動機中的重要意義

摘要：混凝土的種類很多。按膠凝材料不同，分水泥混凝土、瀝青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；按表觀密度不同，分重混凝土、普通混凝土、輕混凝土；按使用功能不同，分結構用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土及防輻射混凝土等；按施工工藝不同，又分噴射混凝土、泵送混凝土、振動灌漿混凝土等；為了克服混凝土抗拉強度低的缺陷，人們還將水泥混凝土與其它材料復合，出現了鋼筋混凝土，預應力混凝土，各種纖維增強混凝土及聚合物浸漬混凝土等；另外，隨著混凝土的發展和工程的需要，還出現了膨脹混凝土，加氣混凝土，纖維混凝土等各種特殊功能的混凝土。目前，混凝土仍向著輕質、高強、多功能、高效能的方向發展。大體積混凝土的裂縫問題是實際工程中長期困擾工程技術人員的問題，其控制技術的研究是混凝土結構研究的熱點問題，具有重大的學術價值和潛在的工程背景。

關鍵詞：混凝土；裂縫；干縮；收縮；骨料；水灰比；硬化；添加劑

1.引言

大體積混凝土由于水泥凝結硬化過程中釋放出大量的水化熱，形成較大的內外溫差，當溫差較大超過25℃時，混凝土內部的溫度應力有可能超過混凝土的極限抗拉強度從而產生溫度裂縫，同時混凝土降溫階段如果降溫過快，由于厚板收縮，又受到強大的摩阻力，可能導致收縮貫穿裂縫。此外，混凝土本身的收縮也可能造成裂縫的產生。因此大體積混凝土存在的主要問題是裂縫的控制。

2.大體積混凝土的概念

目前國內對于大體積混凝土尚無一個明確的定義。我國有的規范認為，當基礎邊長大于20m，厚度大于1m，體積大于400m3時稱大體積混凝土；有的則認為混凝土結構物實體最小尺寸等于或大于1m，或預計會因水泥水化熱引起混凝土內外溫差過大，導致裂縫的混凝土為大體積混凝土。

1全閉環交流伺服驅動技術

在一些定位精度或動態響應要求比較高的機電一體化產品中，交流伺服系統的應用越來越廣泛，其中數字式交流伺服系統更符合數字化控制模式的潮流，而且調試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統的驅動器采用了先進的數字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣，在驅動器和電機之間構成位置和速度的閉環控制系統，并充分發揮DSP的高速運算能力，自動完成整個伺服系統的增益調節，甚至可以跟蹤負載變化，實時調節系統增益；有的驅動器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設備的機械共振點，并通過陷波濾波方式消除機械共振。

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

該系統克服了上述半閉環控制系統的缺陷，伺服驅動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉編碼器等)，作為位置環，而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環。這樣伺服系統就可以消除機械傳動上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補償機械傳動件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實現真正的全閉環位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環控制均由伺服驅動器來完成，無需增加上位控制器的負擔，因而越來越多的行業在其自動化設備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統。

2直線電機驅動技術

直線電機在機床進給伺服系統中的應用，近幾年來已在世界機床行業得到重視，并在西歐工業發達地區掀起"直線電機熱"。

摘要：信息時代的高新技術推動了傳統產業的迅速發展，在機械工業自動化中出現了一些運動控制新技術：全閉環交流伺服驅動技術、直線電機驅動技術、可編程計算機控制器、運動控制卡等。本文主要分析和綜述了這些新技術的基本原理、特點以及應用現狀等。

關鍵詞：伺服驅動技術，直線電機，可編程計算機控制器，運動控制

1引言

信息時代的高新技術流向傳統產業，引起后者的深刻變革。作為傳統產業之一的機械工業，在這場新技術革命沖擊下，產品結構和生產系統結構都發生了質的躍變，微電子技術、微計算機技術的高速發展使信息、智能與機械裝置和動力設備相結合，促使機械工業開始了一場大規模的機電一體化技術革命。

隨著計算機技術、電子電力技術和傳感器技術的發展，各先進國家的機電一體化產品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業機器人、智能機器人等許多門類產品每年都有新的進展。機電一體化技術已越來越受到各方面的關注，它在改善人民生活、提高工作效率、節約能源、降低材料消耗、增強企業競爭力等方面起著極大的作用。

在機電一體化技術迅速發展的同時，運動控制技術作為其關鍵組成部分，也得到前所未有的大發展，國內外各個廠家相繼推出運動控制的新技術、新產品。本文主要介紹了全閉環交流伺服驅動技術（FullClosedACServo）、直線電機驅動技術（LinearMotorDriving）、可編程序計算機控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運動控制卡（MotionControllingBoard）等幾項具有代表性的新技術。

摘要：本文主要介紹了智能控制技術的主要方法，并介紹了智能控制在各行各業中的應用。

關鍵字：自動化智能控制應用

隨著信息技術的發展，許多新方法和技術進入工程化、產品化階段，這對自動控制技術提出獷新的挑戰，促進了智能理論在控制技術中的應用，以解決用傳統的方法難以解決的復雜系統的控制問題。

一、智能控制的主要方法

智能控制技術的主要方法有模糊控制、基于知識的專家控制、神經網絡控制和集成智能控制等，以及常用優化算法有:遺傳算法、蟻群算法、免疫算法等。

2.1模糊控制

【摘要】電子駐車系統(EPB：ElectricalParkingBrake)是指由電子控制方式實現停車制動的技術，把長期使用的傳統型手駐車制動模式推進了一大步。本文全方面介紹EPB系統的基本理論，基本原理以及在開發工作中需要注意的事項。

【關鍵詞】EPB電子駐車應用

一、EPB與傳統手制動相比的優點

1.1EPB系統可以在發動機熄火后自動施加駐車制動。駐車方便、可靠，可防止意外的釋放（比如小孩、偷盜等）。

1.2不同駕駛員的力量大小有別，手駐車制動桿的駐車制動可能由此對制動力的實際作用不同。而對于EPB，制動力量是固定的，不會因人而異，出現偏差。

1.3可在緊急狀態下組委行車制動用。

摘要分析了基于無線通信的列車控制系統的技術經濟發展促進了ATC系統從一個以硬件為基礎向以軟優勢。采用基于無線通信的列車控制系統可實現互聯互通,并有利于設備的國產化。結合國外實施互聯互通的經驗和中國國情,指出該技術對于上海新線建設及將來的互聯互通是一種可行的方案。

關鍵詞列車自動控制,無線通信的列車控制,互聯互通

基于通信的列車控制(Communication2BasedTrainControl,簡為CBTC)系統采用先進的通信、計算機技術,對列車實現連續控制。它擺脫了軌道電路對列車占用的判別方式,突破了固定閉塞的局限性,可以實現移動閉塞。本文將從列車控制技術的發展著手,探討無線CBTC的技術經濟優勢及對于實現互聯互通和項目設備國產化的優越性,并對其在國內的應用前景提出了看法。

1列車控制技術的發展和CBTC

列車自動控制(ATC)系統的發展依賴于市場的需求以及各種新興的技術基礎。過去25年中微處理器的發展以及過去5年中移動通信的發展,對ATC技術的發展產生了重要的影響。微處理器的件為基礎的系統的演變,而移動通信技術的發展也將極大影響ATC系統發展的進程(見圖1)[2]。

圖1列車控制技術的發展

1工程概況

廣東奧林匹克體育場是九運會的主會場，設固定觀眾座位8萬席，總建筑面積達14．56萬m2，規模巨大，造型新穎，質量標準高，施工難度大，工期短，由廣東建工集團總承包施工，本工程(包括場外環境及附屬結構)高性能混凝土用量達13萬m3。本工程面積巨大的環狀結構看臺樓層采用現澆混凝土結構，由于其特殊功能要求，花瓣形看臺面積達4．25萬m。，屬超大面積鋼筋混凝土結構。看臺下各樓層面積分別為：首層3．79萬m。，2層2．84萬m2，3層1．52萬m。，4層1．4萬nfl。，5層1．24萬m2。看臺樓層沿徑向設計有6道永久性伸縮縫，其間距超長，約為90m。地下室底板面積近2．5萬m。，澆筑混凝土量達1．87萬m3，雖然其厚度僅為600mm，但分布其中的眾多大承臺和底板合在一起澆筑施工，合并后的最大厚度達1．7m，亦屬大體積混凝土施工。底板設計有7條后澆帶，分為8大塊，最大一塊面積達4100m。，底板寬約36m，長約120m，底板后澆帶間距超長。超長、超大面積及大體積混凝土是本工程結構的重要特色之一，其裂縫控制也就成為工程施工的重點與難點。

2采用高性能混凝土施工技術

本工程混凝土最大輸送距離達300m，最大輸送高度為60m，為滿足泵送混凝土和體育場復雜特殊造型的施工要求，我們大量采用了高性能混凝土施工技術。在體育場北區配置了l臺意大利進口的大型現代化攪拌站，產量為90m’／h；南區配置了自動上料和自動稱量系統的混凝土攪拌站2座，產量為30~50m3／h。針對本工程的需要，配制高性能混凝土時為了優選原材料和配合比，我們應用“雙摻”技術，除提高混凝土的可泵性外，還有意識地預先通過試驗確定低收縮率的混凝土配合比，同時減少水泥用量，降低混凝土的水化熱和改善其收縮性能。

2．1優選原材料

選用優質的原材料，如底板施工中采用連續級配骨料，增大混凝土的密實度。嚴格控制混凝土出機和人泵坍落度，隨不同施工階段的設計要求與天氣變化情況跟蹤調整配合比，詳見表1。