最新【精品】范文参考文献专业论文论机电控制系统的控制方式论机电控制系统的控制方式【摘要】：电子技术与计算机技术的发展，使得当时的机电控制技术逐渐向现代控制技术发展，并由单变量控制系统逐渐向多变量控制系统过渡。从70年代开始，计算机技术领域逐渐向微型化扩展。机电控制技术通过引入微型计算机，已开始向着智能化的方向发展。本文结合笔者多年工作经验，对机电控制系统的控制方式以及现代机电控制技术的应用进行了探讨。【关键词】：机电控制系统控制方式中图分类号：O421+.4文献标识码：A文章编号：现如今，机电控制技术的发展对我国的经济与国防等的建设增添新活力。机电控制技术指的是把机械、电子等知识紧密结合在一起的一种应用技术，这就需要多种新技术的应用才得以实现，目前主要的机电控制系统的控制方式有以下几种：1.PID控制PID控制理论是经典控制理论的代表，其名称来源于它的3种修正算法，即P（比例控制单元）、（I积分控制单元）和D（微分控制单元），分别对被控量的当前值、过去值和将来值进行控制修正。这3种修正算法都是用加法来实现被控制量的调整，在实际过程中，由于被加数总是为负的，所以这些加法运算实际上是相当于减法运算的。虽然PID控制结构简单，易于实现，但传统的PID控制器无法解决控制系统的快速性和稳态特性之间的矛盾，而且鲁棒性也不够强。然而通过这种经典控制理论的发展，目前已经出现了模糊PID、自适应PID等控制效果良好的控制器。2.状态反馈控制状态反馈控制的全称是全状态反馈控制，它把控制系统的全部状态变量反馈回控制器的输入端，从而提高控制系统的阻尼，全面改善控制系统的动态性能。在控制理论中，控制器的时域特性与极点的分布有极大的关系，而状态反馈增益可通过改变反馈矩阵F来改变控制器的特征根（极点），从而改变控制系统的时域特性以及参数控制系统的敏感性。3.自适应控制自适应控制理论，有时又被称为“仿生控制”理论，它研究的问题主要是针对控制系统的非线性或由于各种因素造成的不确定性，如何确定合适的控制器从而使控制系统最优或近似最优的问题。目前，自适应控制理论中最为成熟的主要是自校正控制（图1）和模型参考自适应控制（图2）。自校正控制主要用于时变性不强的对象控制中，模型参考自适应控制则主要用于那些参数有突变或突加外负载干扰的对象控制中。自适应控制虽然对于控制系统的性能有很好的改善作用，但是它仍然存在着许多不足。首先，自适应控制系统比较复杂，而且成本高；其次，它对使用对象的要求比较严格，如自校正控制无法应用于响应快速的系统；最后，模型参考自适应控制在选择参考模型和设计自适应律时有很大的困难。近年来，通过吸收其他控制理论的优点，研究算法简便、鲁棒性强的自适应律已成了自适应控制的发展方向。4.变结构控制变结构控制根据系统状态偏离滑模的程度来改变控制器的结构，从而使控制系统按滑模规定的规律运行。变结构控制的控制律简单，能保证控制系统的动态特性和稳态特性，并且具有很强的鲁棒性。但它却存在着严重的抖动现象，且不适用于采样周期长的控制系统。如在某供水系统中，若采用PID控制，由于控制系统的参数是根据最大及最小供水量确定的，只是一个范围，在现场调试时进行具体确定，其控制效果并不理想。但若采用变结构控制系统，就解决了参数的不确定性，最终系统能够保证用户实际供水压力误差不大于5%，并且与恒速供水系统相比，能节省30%以上的电量。5.HW控制HW控制理论是针对控制系统存在不确定性（如阶次摄动、参数摄动）和外界干扰的情况，通过求取出某种控制律，从而使控制系统对这些不确定性和外界干扰不敏感的控制方法。HW控制的优点在于对于能量有界的外界干扰问题以及系统的不确定性，它都有效。同时，最小灵敏度问题、鲁棒性问题等都可以转化为HW最优控制问题。然而，HW控制方法很难同时满足系统的鲁棒性问题和其他性能指标，同时它的非线性控制问题还不是很完善。6.模糊控制模糊控制（FuzzyControl）是一种利用模糊理论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理的知识来模拟人的模糊思维方式，使计算机实现与操作者相同的控制方式。模糊控制的主要适用对象是那些被控量没有精确的表示方法和被控对象各参数间没有精确的相互关系的情况。模糊控制系统示意图如图3所示。模糊控制可以简化系统设计的复杂性，适用于那些非线性、时变、模型不完全的系统。它利用控制法则来描述系统变量之间的关系，用语言而不用数值来描述系统，这使得设计人员在设计模糊控制器时不必对控制对象建立完整的数学模型。另外，模糊控制器是一种易于控制的非线性控制器，有较好的适应性、强健性和容错性。但模糊控制也存在一些不足：（1）模糊控制的设计尚不具有系统性，难以实现复杂的控制；（2）模糊控制系统设计方法仍只是凭借着设计人员的经验进