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立車數(shù)控改造的控制系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)

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立車數(shù)控改造的控制系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)
  立車數(shù)控改造描述系統(tǒng)動態(tài)特性的數(shù)學表達式,稱為控制系統(tǒng)的數(shù)學模型。為了對被控系統(tǒng)進行控制,必須建立起控制量與被控制量之間的數(shù)學關(guān)系式。
  對于實際的控制系統(tǒng),要想建立起恰當?shù)臄?shù)學描述,通常不是一件容易的事,除了要選擇合適的建模方法之外,還要處理好模型簡化等問題。為了準確的描述控制量與被控制量之間的數(shù)學關(guān)系,一般要涉及各種影響因素和情況,往往導致其關(guān)系式變得非常復雜。要求控制量與被控制量之間的關(guān)系越準確,其數(shù)學模型也就是越復雜。過于復雜的模型,既不便于研究,也不利于控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。為了避免出現(xiàn)這種情況,一般需要做出一些合理的假設(shè)和簡化,以便將系統(tǒng)適當?shù)睦硐牖@硐牖奈锢硐到y(tǒng)通常稱作物理模型。物理模型的數(shù)學描述就是數(shù)學模型。因此,在建立數(shù)學模型時,需要在模型的簡化性與分析結(jié)果的精確性之間做出某種折衷。這既需要豐富的實踐經(jīng)驗和堅實的理論基礎(chǔ),又需要一定的處理技巧。
  實質(zhì)上,建模過程是對控制系統(tǒng)特別是對被控對象進行調(diào)差研究的過程。只有準確的分析出哪些物理變量和相互關(guān)系是可以忽略的,哪些是對模型的準確度有決定性影響而必須考慮的因素,才能建立起既比較簡單又能較準確地反映實際無力對象的模型。一個控制系統(tǒng)數(shù)學模型建立的好壞與否,最終是由實驗來決定的。
  控制系統(tǒng)數(shù)學模型的表達形式有多種多樣,但由于都是動態(tài)系統(tǒng),因此其數(shù)學模型的最基本行駛時微分方程。古典控制理論著重研究系統(tǒng)的輸入與輸出建的關(guān)系,因此主要采用傳遞函數(shù)形勢以及在其基礎(chǔ)上發(fā)展出來的頻域模型。現(xiàn)代控制理論則使用狀態(tài)空間表達式。
  建立數(shù)學模型的基本方法有兩種,既解析法或機理分析法以及實驗辨實法。對于一些較簡單的系統(tǒng),可以根據(jù)系統(tǒng)本身遵循的物理定律列出數(shù)學表達式;而對于復雜的機械系統(tǒng),常常無法用解析法進行建模,一般需要先進行系統(tǒng)辨識,然后建立其數(shù)學模型。實際上只有很少一部分系統(tǒng)的數(shù)學模型能夠根據(jù)機理用分析推倒的方法求得,大多數(shù)的系統(tǒng)則需要用實驗辨識的方法去建立其數(shù)學模型。
  再用解析法進行輸入-輸出微分方程描述時,首先要確定系統(tǒng)的輸入量和輸出量。控制量和擾動量均為系統(tǒng)的輸入量,被控制量則成為系統(tǒng)的輸出量。其次通過分析研究,提出一些合乎實際的簡化系統(tǒng)的假設(shè)。接下來去是根據(jù)相關(guān)定理或定律列出描述系統(tǒng)運動規(guī)律的一組微分方程。最后消去中間變量,求出描述系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的微分方程。通過數(shù)學模型,可以確定被控制量與給定量或擾動量之間的關(guān)系,為以后進行分析或設(shè)計創(chuàng)造條件。
  為了便于處理,同學們在學習過程中所遇到的建模問題,一般都是根據(jù)給定的物理模型進行的,很少直接從實際的被控對象開始。
  在建模中經(jīng)常遇到的另一個問題是線性化問題。嚴格地講,實際的物理系統(tǒng)都是分線性系統(tǒng),之是非線性的程度有所不同而已。然而,許多系統(tǒng)在一定條件下可以近似的是做線性系統(tǒng)。線性系統(tǒng)具有其次性和疊加性,可以大為簡化系統(tǒng)的設(shè)計與分析。在控制工程中經(jīng)常采用的方法是:首先建立簡化的盡可能線性化的模型,在此基礎(chǔ)上求得系統(tǒng)的近似特性。必要時,在采用較復雜的模型做進一步的研究。這種逐步近似地研究方法是工程上常用的方法。
  應該指出,并非富哦有的控制系統(tǒng)都能采用線性化的處理方法。對于一些非線性較強的系統(tǒng)最好采用非線性的研究方法加以處理。
  立車數(shù)控改造后的電氣系統(tǒng)的基本特點
  (1)高可靠性。數(shù)控立式車床是長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)的設(shè)備,本身要具有高可靠性。因此,在電氣系統(tǒng)的設(shè)計和部件的選用上,普遍運用了高可靠性技術(shù)、容錯技術(shù)及余技術(shù)。所有部件是選用的最成熟的、且符合有關(guān)國際標準并取得授權(quán)認證的新型產(chǎn)品。電氣系統(tǒng)要在保證可靠性基礎(chǔ)上,還具有先進性,如新型組合功能電器元件的使用、新型電子電氣及電力電子功率器件的使用等等。
  (2)穩(wěn)定性。要在電氣系統(tǒng)中采取一系列技術(shù)措施,使其適應較寬的環(huán)境條件,如要能適應交流供電系統(tǒng)電壓的波動,對電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的噪聲干擾有一定的抑制作用,同時還符合電磁兼容的國家標準要求,系統(tǒng)內(nèi)部既不互相干擾,還能抵抗外部干擾,也不向外部輻射破壞性干擾。
  (3)安全性。電氣系統(tǒng)的連鎖要有效;電器裝置的絕緣性要保證完好,防護要齊全,接地要牢靠,以使操作人員的安全有保證;電器部件的防護外殼要具有防塵、防水、防油污的功能;經(jīng)常移動的電源,要有護套或拖鏈防護,防止纜線磨斷或短路而造成系統(tǒng)故障;要有抑制內(nèi)部器件異常溫升的措施,特變是夏季,要有強迫風冷或制冷器冷卻;有防觸電,仿碰傷設(shè)施。
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