中国舞台机械控制系统的现状及特点徐世章

中国舞台机械控制系统的现状及特点徐世章

发表时间：2019-06-28T08:54:49.363Z 来源：《中国电气工程学报》2019年第4期作者：徐世章[导读] 摘要：舞台机械运动的发展历史非常悠久，在欧洲已经拥有上百年的历史，在亚洲虽然起步较晚，但是舞台机械在亚洲得到了迅速的发展，所以本文主要是对舞台机械的发展历程和它的控制系统理论进行了分析，通过他的模式和特色来对中国的舞台机械运动系统提出一些发展建议。

浙江大丰舞台设计有限公司浙江杭州 310000 摘要：舞台机械运动的发展历史非常悠久，在欧洲已经拥有上百年的历史，在亚洲虽然起步较晚，但是舞台机械在亚洲得到了迅速的发展，所以本文主要是对舞台机械的发展历程和它的控制系统理论进行了分析，通过他的模式和特色来对中国的舞台机械运动系统提出一些发展建议。

关键词：舞台机械运动；控制系统；发展模式；特色在亚洲20世纪80年代以前，绝大部分的舞台机械是手动控制模式，操作相对简单，在80年代以后，中国舞台机械控制系统通过引进吸收，技术得到了很大提升，通过舞蹈史诗《中国革命之歌》的演出，开创了中国舞台机械运动的先河。但中国的舞台机械控制系统并没有达到较高的水平，通过中国人民的共同努力，随着上海大剧院和国家大剧院的正式启动，中国的机械舞台运动取得了跨越式的发展。而在当今社会，中国的舞台机械控制系统已经形成了集中的网络体系，把自动化和智能化统统包含在控制系统当中。

一、运动控制系统的概述和构成

运动控制系统是主要以机械运动为控制方式，使运动的部件按照规定的参数来完成动作运动控制系统从直流变为交流控制。因为现代技术的发展，交流电使舞台控制机械运动范围更加广泛，具备更好的性能出现，展现出了它的优势，而运动控制系统一般采用闭环系统来保证系统运行的稳定。为了实现对速度更好控制，采用电流环和速度环的两环结构，为了实现位置的跟踪，一般会采用位置环速度环和电流环三种结构共同使用。要想实现运动控制系统的高性能，要采用闭环控制策略，另外也可以包括结构控制，智能控制和自适应控制等等。

另外，运动系统一般有运动控制卡驱动器和交流异步电机模式构成。另外有同时具有其他等多种模式的组合。

二、舞台机械运动对控制系统的要求

在中国，舞台机械运动一般会包括升降，推拉，旋转等运动，而舞台机械运动一般是单轴运动，所以会在运动的速度和位置上有一定的局限，而要想实现对舞台机械运动的控制系统应该具备以下要求。

首先要可以改变运动的速度和加速度，在舞台机械运动调速时，调速比应该大于1:800，另外，目前中国机械运动的最高速度为1.5m每秒左右，另外，在舞台上要对运动的位置精度有准确的定位要求定位的精度一般控制在5mm以下，另外也要对多运动速度同步运行有一定的要求，在舞台上进行同步运动时，要保证系统可以对同步精度地捕捉小于3mm到5mm。另外，舞台机械要对允许的范围内展开保护，通过对紧急停车装置的设立，来保证舞台上的人员和设备的安全。

三、舞台机械运动控制的构成模式

中国的舞台机械控制系统的核心是解决机械的运动速度问题和加速度位置控制问题等，运动控制主要是以自动控制为基础，通过电机为控制对象，以电力电子及功率变换装置为执行机构，组成高精度的电气传动系统。中国的舞台机械控制系统主要是通过高速工业网络与控制台进行连接。中国的舞台机械运动起步较晚，在此期间外国的自动化控制领域已经发生了很大的变革，而中国的运动控制系统也在迅速崛起，通过多功能数字矢量变频器和交流电机的组合使用，为中国的舞台机械运动的发展取得了跨越式进步，另外，通过变频器的位控和驱动功能，是中国舞台机械运动的控制要求，在一定程度上得到了满足。

四、舞台机械控制系统的主要特点

中国的舞台机械控制系统选用的变频器一般是有国际大公司生产的，他们的产品质量性能是足够可靠的，所以关键性的设备并不需要自己研发，减少了研发的成本。姑姑的舞台机械控制系统，充分的发挥了多功能变频器的潜力，通过位置控制和同步控制，满足了中国舞台机械运动的要求。另外，通过高精度为控一体化的功能，使舞台机械的速度得到了保证。另外，通过自动化控制技术的应用，使中国的舞台机械运动系统有了更强能力的展现，自动控制技术具备了处理多变量函数的能力，而舞台机械即使是多种操作，也可以通过自动控制系统按实现。并且采用自动控制技术和变频器并不是只有舞台机械厂家的专利，在进行舞台机械设备的制造和设计师完全可以摆脱对厂家的依赖，并且从事售后的技术人员也非常多，另外，采用通用模式可以使产品的价格透明，来减少成本的使用。

五、中国舞台机械运动模式的特色

5.1具有足够的安全可靠性

从事舞台机械工作的人员都深切明白，舞台机械运动会直接关系到人员的安全，在演出时同样考验着舞台设备的控制能力，所以，演出承办部门永远把安全可靠放在第一位。

5.2设备具有实用性和先进性

在舞台机械控制系统的使用时，要注重实用性，通过对设备的测试，保证设备对舞台机械控制的精度和速度等都有着严格的要求，另外，在评判系统的先进与不先进时，要从整体来看，不能单独地追求一项技术。

5.3具备可操作性和可维护性

舞台机械控制系统是由人员操作的，所以要在操作界面上进行操作的简化，要建立的减少操作的步骤，并且将操作符合中国人的操作习惯，简单易学。另外设备都会有它的使用期限，当系统出现故障之后，要可以清楚地明白故障的发生原因，先进的控制系统应该具有故障自诊断的功能。

5.4要具有足够的性价比

舞台机械控制系统要具备足够的性价比，造价高的系统不一定可以更适合使用，所以舞台机械控制系统在投资中的占的比例可以为投资越大的工程，舞台的投资比例应该越小。不管是大系统还是小系统，只要要求相同，建造出来的差别也不会很大，所以投资也是影响着舞台机械控制系统的质量。

结束语：中国的舞台机械自动化控制系统已经发展为了及自动化，网络化，智能化为一体的系统，并且圆满的完成了中国的许多舞台任务，所以今后要更加努力发展关于舞台机械运动的技术，通过技术的提升和人员设备的培养，来使中国的机械控制技术位于世界前列。

参考文献：

[1]蒋伟，任慧，《舞台机械设备控制技术》，2009

[2]刘长荣.中国舞台机械运动控制系统的模式及特色[J].演艺科技,2012(01):1-6.

[3]刘庆永. 机械运动系统的磁滞建模与补偿控制研究[D].济南大学,2013.