论文部分内容阅读
【摘 要】通常，机电控制系统的控制任务主要在于使得被控制对象的控制值等于目标值，而在实际控制过程当中，这种类似于“监察”的基本任务是利用专门的机电传感装置来实现的。其中响应比较分析的任务则是通过系统的控制装置来完成的，执行阶段则有专门的执行装置予以落实。将就机电控制系统的控制方式给予深入浅出地分析与讨论。
【关键词】机电设备；控制系统；控制方式；分析
1.机电控制系统中的基本控制方式
1.1含义
机电控制技术是机电一体化系统或产品制造的重要基础技术。那么什么是机电一体化系统呢？“机电一体化控制”（Mechatronics）是各相关技术有机结合所形成的一个新概念，其中的“Mechatronics”是Mechanics与E1ectronics组合而成的英语，是由日本《机械设计》杂志于l971年提出的。但是，对于机电一体化控制至今尚未得到公认和统一的定义。
以运动员练习高尔夫球的击打过程来类比机电设备控制系统在运行时的基本控制方式。高尔夫运动员在练习击打高尔夫球的那一刻，为了能够更为准确和有效地击中高尔夫球且控制球尽量靠近目标地点，球员总是会首先对目标地点的位置以及周边地势进行观察和判断，并把握即时风向和风速等各种干扰因素，然后最终决定挥动高尔夫球杆的力度和触球点并发动相应的挥杆动作。另外，多次练习也是一个不断总结与改进的过程，根据每次完成以上工作内容以后高尔夫球的落点来修正挥杆力度和触球点，也就是说需要完成一个再分析、再判断和再修正的循环过程，直至高尔夫球在运动员击出后准确落至目标地点，即作为一个高尔夫运动员所需完成的一个基本任务。而机电控制系统所需要完成的基本任务则是在于使得被控制对象的控制值等于目标值。在实际控制过程当中，这种类似于“监察”的基本任务是利用专门的机电传感装置来实现的。其中响应比较分析的任务则是通过系统的控制装置来完成的，执行阶段则有专门的执行装置予以落实。
1.2控制方式
（1）开环式控制方式。一般地，机电控制系统的控制过程其系统参与控制的信号主要来自于三条通道，即给定值、干扰变量和受控值。这些量值信号是机电系控制系统的主要依据而机电控制系统的开环控制方式即是指系统控制装置与受控对象之间形成一种只有顺向作用而非方向作用的紧密联系，其中通道内的信号给定值与受控值为单向传递，以这种方式组合的控制系统称为外环控制系统，其系统拥有比较突出的优势在于系统输出量不会对系统的控制作用造成负面影响。需强调～点，这种开环控制系统既可以按照定位操作方式组合，又可以按照干扰补偿控制的方式组合。
（2）反馈式控制方式。反馈控制是机电控制系统最基本的一种控制方式，也是目前得到应用最为广泛的一种系统模式。通常，在反馈控制系统中的控制装置会对受控对象施加控制作用，完成这一过程的反馈信息则是来自于受控对象的受控值，然后不断地修正受控值的偏差，最终实现对受控对象的基本控制任务，这就是一个完整反馈型控制系统的工作原理。通俗地讲，人的一切行为活动都会体现这样的反馈控制原理，人自身就是一个具有高度控制能力的反馈控制系统，如人可以通过手拿到桌面上的水杯、公交车司机利用方向盘可以操纵驾驶公交车在马路上行驶等这些大家生活中不足为怪的动作都可以渗透在反馈控制这一原理之中的。人在完成这些平凡动作时也会通过事先的信息判断与信息反馈不断修正偏差信号直至偏差为零，完成动作。显然，机电控制系统的反馈控制实质上也是一个按偏差进行控制的过程。因此它也称为按偏差的控制，反馈控制原理就是按偏差控制的原理。
（3）复合式控制方式。机电控制系统还有一种控制方式是复合控制方式。反馈控制装置在收到外部因素干扰之后才能够进行相应地修正工作，而在外部干扰未出现影响之前则不能够进行相应地修正工作。基于扰动因素的控制方式相较于以偏差分析的控制方式要简便许多。但是，复合控制方式仅仅适用于干扰因素在可测量的环境中，且拥有一个补偿装置的控制系统也只能补偿单个干扰因素，除此以外的干扰都不能起到具有成效的补偿作用。如此考虑看来，相对更为合理的控制方式则是将偏差控制与扰动控制两方面综合考虑，对于一些主要的干扰因素给予配置适当的补偿装置来实现扰动控制，然后再组建反馈控制系统对其他扰动所产生的偏差进行控制。这样一来，机电控制系统主要受到的干扰均已被补偿，更为便利的是反馈控制系统的组建于设计相对简单。
时至今日，伴随着数控技术与计算机技术的广泛应用，尤其是微型计算机的研新与应用，使得机电控制系统的发展重新发展到了一个新的阶段，即计算机数字控制。计算机数字控制是一种新型的断续控制，与最初应用的断续控制不同的是，计算机数字控制实际的控制采样周期往往要比受控对象的变化周期要短了许多。因此可以这么讲，计算机数字控制技术在客观运行中多加注意与监测，尤其是对能有效防止故障或事故发生与扩大的继电保护的日常监测，对于及时发现运行异常状况并实时采取处理措施排除故障以恢复电力系统的稳定运行，有着极其重要的意义。因此，要加强对继电保护运行的日常维护，把好保护运行效率与质量关，定期对继电保护装置及其二次回路进行有效校验与检查，及时发现问题并解决，提高故障处理能力，综合提升继电保护运行维护水平，为电力系统运行的安全稳定、经济高效的实现创造良好条件。
（4）强化对检修人员的素质与业务技能的培训。要提高继电保护可靠性，就要注意对继电保护装置的检修，而这对检修人员的综合素质及业务技能有很高的要求，检修人员掌握较高的检修技术并具有丰富的检修经验，能及时对系统故障作出准确分析，能对继电保护装置的健康状态做综合评价，还能作出合理的检修决策，有效优化检修工艺与计划等，这些都是检修人员技术素质的体现，是确保检修质量的基础与关键。因此，必须对加强检修人员的素质与业务技能的培训，通过宣讲、学习等手段强化检修人员的安全意识，提高检修人员的工作责任心与积极性，并通过专业的技能培训与有效的考核方式等，提高检修人员的综合素质及业务技能，使其对检修工作从理论到实际操作都有一个整体的把握与了解，熟知检修操作过程与规章制度要求，有效提高检修质量。同时，应通过有效的激励奖罚制度以及健全的岗位责任制，在提高检修人员责任心的同时，确保具体的检修工作落实到位，为继电保护高效运行提供可靠保障。
2.结束语
综上所述，继电保护的运行维护，为继电保护装置在保障电力系统安全高效运行方面奠定更加扎实的基础，是继电保护装置发挥功效的重要途径，对继电保护的运行维护方面的分析与研究是相当重要的，电力产业要想实现电力系统运行的安全稳定、经济高效，就必须提供电力系统运行事故的发生与扩大，也就需要更加重视对电力系统中继电保护的运行分析，为推进电力产业健康快速发展创造良好的基础条件。
【关键词】机电设备；控制系统；控制方式；分析
1.机电控制系统中的基本控制方式
1.1含义
机电控制技术是机电一体化系统或产品制造的重要基础技术。那么什么是机电一体化系统呢？“机电一体化控制”（Mechatronics）是各相关技术有机结合所形成的一个新概念，其中的“Mechatronics”是Mechanics与E1ectronics组合而成的英语，是由日本《机械设计》杂志于l971年提出的。但是，对于机电一体化控制至今尚未得到公认和统一的定义。
以运动员练习高尔夫球的击打过程来类比机电设备控制系统在运行时的基本控制方式。高尔夫运动员在练习击打高尔夫球的那一刻，为了能够更为准确和有效地击中高尔夫球且控制球尽量靠近目标地点，球员总是会首先对目标地点的位置以及周边地势进行观察和判断，并把握即时风向和风速等各种干扰因素，然后最终决定挥动高尔夫球杆的力度和触球点并发动相应的挥杆动作。另外，多次练习也是一个不断总结与改进的过程，根据每次完成以上工作内容以后高尔夫球的落点来修正挥杆力度和触球点，也就是说需要完成一个再分析、再判断和再修正的循环过程，直至高尔夫球在运动员击出后准确落至目标地点，即作为一个高尔夫运动员所需完成的一个基本任务。而机电控制系统所需要完成的基本任务则是在于使得被控制对象的控制值等于目标值。在实际控制过程当中，这种类似于“监察”的基本任务是利用专门的机电传感装置来实现的。其中响应比较分析的任务则是通过系统的控制装置来完成的，执行阶段则有专门的执行装置予以落实。
1.2控制方式
（1）开环式控制方式。一般地，机电控制系统的控制过程其系统参与控制的信号主要来自于三条通道，即给定值、干扰变量和受控值。这些量值信号是机电系控制系统的主要依据而机电控制系统的开环控制方式即是指系统控制装置与受控对象之间形成一种只有顺向作用而非方向作用的紧密联系，其中通道内的信号给定值与受控值为单向传递，以这种方式组合的控制系统称为外环控制系统，其系统拥有比较突出的优势在于系统输出量不会对系统的控制作用造成负面影响。需强调～点，这种开环控制系统既可以按照定位操作方式组合，又可以按照干扰补偿控制的方式组合。
（2）反馈式控制方式。反馈控制是机电控制系统最基本的一种控制方式，也是目前得到应用最为广泛的一种系统模式。通常，在反馈控制系统中的控制装置会对受控对象施加控制作用，完成这一过程的反馈信息则是来自于受控对象的受控值，然后不断地修正受控值的偏差，最终实现对受控对象的基本控制任务，这就是一个完整反馈型控制系统的工作原理。通俗地讲，人的一切行为活动都会体现这样的反馈控制原理，人自身就是一个具有高度控制能力的反馈控制系统，如人可以通过手拿到桌面上的水杯、公交车司机利用方向盘可以操纵驾驶公交车在马路上行驶等这些大家生活中不足为怪的动作都可以渗透在反馈控制这一原理之中的。人在完成这些平凡动作时也会通过事先的信息判断与信息反馈不断修正偏差信号直至偏差为零，完成动作。显然，机电控制系统的反馈控制实质上也是一个按偏差进行控制的过程。因此它也称为按偏差的控制，反馈控制原理就是按偏差控制的原理。
（3）复合式控制方式。机电控制系统还有一种控制方式是复合控制方式。反馈控制装置在收到外部因素干扰之后才能够进行相应地修正工作，而在外部干扰未出现影响之前则不能够进行相应地修正工作。基于扰动因素的控制方式相较于以偏差分析的控制方式要简便许多。但是，复合控制方式仅仅适用于干扰因素在可测量的环境中，且拥有一个补偿装置的控制系统也只能补偿单个干扰因素，除此以外的干扰都不能起到具有成效的补偿作用。如此考虑看来，相对更为合理的控制方式则是将偏差控制与扰动控制两方面综合考虑，对于一些主要的干扰因素给予配置适当的补偿装置来实现扰动控制，然后再组建反馈控制系统对其他扰动所产生的偏差进行控制。这样一来，机电控制系统主要受到的干扰均已被补偿，更为便利的是反馈控制系统的组建于设计相对简单。
时至今日，伴随着数控技术与计算机技术的广泛应用，尤其是微型计算机的研新与应用，使得机电控制系统的发展重新发展到了一个新的阶段，即计算机数字控制。计算机数字控制是一种新型的断续控制，与最初应用的断续控制不同的是，计算机数字控制实际的控制采样周期往往要比受控对象的变化周期要短了许多。因此可以这么讲，计算机数字控制技术在客观运行中多加注意与监测，尤其是对能有效防止故障或事故发生与扩大的继电保护的日常监测，对于及时发现运行异常状况并实时采取处理措施排除故障以恢复电力系统的稳定运行，有着极其重要的意义。因此，要加强对继电保护运行的日常维护，把好保护运行效率与质量关，定期对继电保护装置及其二次回路进行有效校验与检查，及时发现问题并解决，提高故障处理能力，综合提升继电保护运行维护水平，为电力系统运行的安全稳定、经济高效的实现创造良好条件。
（4）强化对检修人员的素质与业务技能的培训。要提高继电保护可靠性，就要注意对继电保护装置的检修，而这对检修人员的综合素质及业务技能有很高的要求，检修人员掌握较高的检修技术并具有丰富的检修经验，能及时对系统故障作出准确分析，能对继电保护装置的健康状态做综合评价，还能作出合理的检修决策，有效优化检修工艺与计划等，这些都是检修人员技术素质的体现，是确保检修质量的基础与关键。因此，必须对加强检修人员的素质与业务技能的培训，通过宣讲、学习等手段强化检修人员的安全意识，提高检修人员的工作责任心与积极性，并通过专业的技能培训与有效的考核方式等，提高检修人员的综合素质及业务技能，使其对检修工作从理论到实际操作都有一个整体的把握与了解，熟知检修操作过程与规章制度要求，有效提高检修质量。同时，应通过有效的激励奖罚制度以及健全的岗位责任制，在提高检修人员责任心的同时，确保具体的检修工作落实到位，为继电保护高效运行提供可靠保障。
2.结束语
综上所述，继电保护的运行维护，为继电保护装置在保障电力系统安全高效运行方面奠定更加扎实的基础，是继电保护装置发挥功效的重要途径，对继电保护的运行维护方面的分析与研究是相当重要的，电力产业要想实现电力系统运行的安全稳定、经济高效，就必须提供电力系统运行事故的发生与扩大，也就需要更加重视对电力系统中继电保护的运行分析，为推进电力产业健康快速发展创造良好的基础条件。