机电控制系统的控制方式分析

机电控制系统的控制方式分析
摘要：机电控制系统通过专门的机电传感装置来监督和控制各种机电设施的运行过程。

系统中的控制装置负责分析比较，系统中的执行环节由专门的执行装置完成。

机电控制系统的控制方式不是单一的，可以是两种方式的组合，各有特点和优势。

关键词：机电设备；控制系统；控制方式；
在机电控制系统的控制活动中，其主要活动目的在于采取有效的控制方式，使得被控制对象的控制值能够达到预定的标准值。

在实际操作过程中，这一目的的实现就要依靠专业机电传感装置来实施其监察效能。

一、机电控制模式简介
1.开环式控制模式。

开环式控制模式通常以机电控制体系的控制通道为核心进行控制。

通常情况下，在系统控制的阶段，直接参与控制作业的信息来源于给定值、干扰变量、受控值3种信息通道。

而通过信息通道的两条信息在控制作业中要作为控制参考。

开环式控制模式通过系统的控制设备与受控方间构建关联，从而实现顺向影响，让信息通道内的给定值信息与受控值信息都能够单向传送。

而以开环式控制模式为主的控制系统被叫作外环控制系统，其优点是通过对系统的输出量实施合理管控，弱化系统可能面临的负面影响。

2.闭环式控制模式。

在闭环式控制方式中，反馈是一个重要的概念，所以又把闭环式控制模式称为反馈式控制模式。

反馈式控制模式通常是机电控制体系中的基础，运用范畴最为广泛。

在反馈控制体系内，控制设备通常能够实现对被控对象的控制。

在这类管控中，起到重要功效的反馈类信息来源于被控对象的受控值。

任何一个环节的输入都可以收到系统输出的反馈作用，系统通过对受控值产生的误差实施修正，最后加强对被控对象的控制力度。

反馈式控制模式与身体运动定律其实有相似之处。

身体在平日的活动中，在完成普通行为阶段，也会形成
对有关信息的预判，同时对反馈得到的信息与具体状况比对，持续修正产生误差
的信息，或直接消除误差。

3.复合式控制模式。

复合式控制模式比较繁杂。

通常来讲，反馈控制设备唯
有在系统外部遭到显著影响的前提下，方可第一时间对信息进行校正；而假如外
部影响可以忽略不计，那么就无法进行反馈控制，误差校正也不可能实现。

面对
这类情况，复合式控制模式不但将外部影响元素归入可测验的环境中，并且能够
实现若干个影响元素的系统补偿功能。

通过在对应的设备中设立对应的补偿设备，达成系统的实时扰动管控。

唯有构建卓有成效的反馈控制体系，方能完成对信息
误差的校正以及干扰补偿。

二、机电控制系统的控制方式
1.按偏差调节的闭环控制方式。

目前的机电控制系统中得到最广泛应用的就
是按偏差调节的闭环控制方式，被控量是需要在反馈控制系统中被控制的量，给
定值和被控量之间的差值是需要测量的。

系统在控制时以偏差为依据，被控量与
给定值相偏离时，系统会对产生的偏差不断修正，所以这种闭环控制方式是按偏
差调节的，应用反馈控制原理来控制被控对象，调节被控对象和控制装置间的关联。

因为返回的被控量会和给定值相互对比，所以在反馈通道与前向通道间控制
信号需要不断的循环完成闭路传送，这个闭合回路就是我们所说的反馈控制或闭
环控制。

反馈得到的信号减去给定值，也就是以偏差为依据实施控制，就是负反馈，相反则是正反馈。

利用偏差并采用负反馈实施的控制操作就称为反馈控制，
当被控量与期望值相偏离而产生偏差时，无论原因是什么，都一定会出现相对应
的控制作用使该偏差被消除或减小，被控制量也会逐渐趋向期望值。

按偏差调节
的机电控制方式在传递信号与结构联系方面的重要标志就是负反馈闭合回路，该
控制方式有较高精度，当被控量与给定值相偏离时，无论是由于系统结构的参数
改变，还是受到干扰作用，系统都会自动纠正偏差。

反馈控制方式若是由反馈方
式组成的，那么其被控量有能力对任何内、外扰动的影响起到抑制作用，控制精
度较高。

然而这种系统需要使用很多元器件，其复杂的线路导致在分析与设计系
统性能时有一定难度，若没有良好匹配参数，被控量就会发生大幅度摆动，严重
时会影响系统的正常运行。

但是在机电控制系统中闭环控制作为基本控制方式之一，其地位仍然十分重要，广泛应用于工程项目中。

2.开环控制方式。

开环控制方式包括两种，第一种是按给定值操纵的，对被
控量、被控制对象和控制装置间的关联进行控制，对给定值加以测量。

系统的输
入量直接产生控制作用，当输入量被给定时，与其相对应的输出量就会产生，校
准的精度与所用元件决定了控制精度。

按给定值操纵的开环控制方式具有抗扰动
性差、难以保证控制精度、不具有纠偏能力、控制较简单等特点，被控量在系统
工作过程中特性参数改变或受到外部干扰时都会被直接影响，从而与给定值发生
偏差，同时系统也不能对偏差进行自动修正。

但该方式具有成本低、方便调整、
结构简单等优点，所以当扰动影响不大或者对精度无过高要求时也是具有实用价
值的。

尤其当外部干扰不强，而且系统具有稳定的结构参数时，此类控制方式应
用十分广泛。

该系统的驱动元件是步进电动机，使数字脉冲变换呈角度位移是其
工作原理的实质，它是用驱动装置来完成定位的，而不是检测元件位置。

步进电
动机接收外部给出的指令脉冲后，其频率决定了运动的角速度，外部输入的定值
是由其=外部给定指令代表的，这个定值决定了步进电动机转动的速度与角度，
所以该开环控制系统是按给定值操纵的，但精度较低。

另一种开环控制方式是按
干扰控制的，对扰动量进行测量，形成的补偿作用使输出量受到扰动的影响得以
抵消或减小，对被控量进行控制，对使系统正常运行被破坏的干扰量加以测量，
该控制方式也被叫作前馈控制或顺馈控制，依次测量、计算干扰量，并执行至被
控对象，在被控对象与控制装置之间信号进行单向传递，由于这种策略方式需要
对干扰进行测量，所以仅补偿可测量的干扰，系统不能控制由于内部参数改变而
影响的控制量或不可测量的干扰，而且在原理上仍然限制控制精度。

这种开环控
制方式是按干扰补偿控制的，其信息直接来自于扰动，被控量也因此被改变，该
方式具有良好的抗扰动性与较高的控制精度，然而适用范围较窄，只在可测量扰
动的场合适用。

3.复合控制方式。

复合控制顾名思义就是有机结合闭环控制与开环控制两种
方式，其基础是闭环控制回路，将一个顺馈通路附加其中，用于扰动或输入信号，使系统的控制精度提高。

出现外部扰动的影响后反馈控制才可以开始修正，没有
出现外部扰动影响时是无法修正的。

与按偏差控制的方式相比按扰动控制涉及到
的技术水平较简单，但只在可测量扰动的场合适用。

每个扰动因素的补偿都需要一个补偿装置完成，而且无法补偿其余扰动。

所以有机结合按扰动控制与按偏差控制的控制方式的比较合理的，能够通过合适的补偿装置对主要扰动实施按扰动控制，并形成按偏差控制的反馈控制系统，使其他扰动导致的偏差得以消。

上述控制方式结合了按扰动控制与按偏差控制，就是复合控制方式。

该方式在补偿系统主要扰动的基础上就能更容易的设计反馈控制系统，得到更好的控制效果。

顺馈通路在复合控制系统中类似于开环控制，所以需要具有较高稳定性的补偿装置参数。

总之，机电控制系统主要包括开环式控制方式、反馈式控制方式、复合式控制方式等多种方式。

而言实现机电控制系统控制，就要求相关部门和技术人员不断推动机电控制系统自动化的进程，要求在系统组成过程中，受控值的变化控制操作要严格遵循稳定性、快速性、精准性等基本原则。

只有针对具体的机电控制方式提出相应的控制要求和设计规划，才能真正实现机电控制系统的创新发展，才能为相关企业部门带来巨大的经济效益。

参考文献;
[1]徐洪波.机电一体化技术的内涵与发展.2020.
[2]刘文朴，关于机电控制系统的控制方式分析.2022.。