淺談力傳動與自動控制系統

張豪

摘 要：隨著自動控制技術的發展，機器的自動化逐漸取代了大量的人力工作方式，而成為一個全新的、具有很高潛力的領域，其相對于人工的工作方式有著諸多的優點，本研究對于當下的力傳動（主要為電力傳動）與自動控制系統進行了研究，論述了其優缺點與發展前景，完善了其控制系統的設計方法以及對減少能耗比的方式進行了探索。

關鍵詞：力傳動；自動控制；系統

前言

自動控制系統一般使用各種計算機設備對于傳動過程進行控制，具備很大的優勢，但在力傳動的過程中存在著能量浪費問題，因此對于如何優化自動控制系統、完善自動控制的方法需要進行大量探究，以完善出一個能夠提高各方面工業效率的對策。

1 力傳動與自動控制系統現狀

1.1 力傳動自動控制系統的特點概述

力的傳動包括電力傳動、液力傳動等，液力傳動主要用于發動機的換擋系統的控制，而電力傳動則廣泛應用于各個工程領域，比如飛行器制導、機器人控制、現代機器制造業生產流水線和工業過程控制方面。電力傳動的自動控制系統指的是，在無人直接參與操作的情況下，由計算機設備的控制而自動完成整個電力傳動的過程。自動控制系統宏觀上分為開環與閉環控制系統，開環系統按照預先設定的程序進行控制，對于輸入量與輸出量不進行比較，而對于每個輸入量都根據校準值，由不同的時間來進行控制，因此對于開環控制系統，必須事先進行精確無誤的校準工作。閉環控制系統就是反饋系統，一般為正反饋與負反饋，控制器對比輸入信號與反饋信號的差值，超過預期誤差，則進行調節來減少信號量的誤差[1]。

1.2 力傳動自動控制系統的暫存缺點

目前的電力傳動存在了能量傳遞損失比重過高的問題，據統計，我國各領域的平均設備能量損失比在40%左右，大部分器械的傳動效率只有不到60%，因此我國在能源傳遞領域的形勢十分嚴峻。目前很多非自動控制的電力傳動系統需要大量的人力物力財力來維持工作與保證維護，工作人員需要快速對傳動系統的實際工作情況進行快速反應與操作，合理與規范的對設備進行控制，這工作人員的專業技能與工作熟練度以及人力資源配置管理能力的要求很高。同時在很多工作領域，人工操作面臨著更多的危險，經常有著工廠安全事故的發生，那么對于工作人員的安全行為規范就有著很高的要求。而采用高效的自動控制系統來進行傳動控制則不會出現以上問題，節省大量人力資源，提升行業的整體效率。而目前很多自動控制系統的優化工作也并不到位，既耗散了能源也降低了自動控制系統應有的性能，那么對于控制系統的結構與功能進行優化與調整是十分必要的。

1.3 力傳動自動控制系統的發展前景

電力傳動自動控制系統的出現是隨著日益增長的需求和不斷向前發展與完善的科學技術水平而出現的，對于電力傳動系統的改革有著深遠的影響。力傳動自動控制系統不斷發展而產生的影響是對于高水平的控制方法的實現和完善。主要發展方向是各個工廠的的機器制造流水線，在自動控制系統的作用下，不需要工作人員的控制與干預，即可自動的加工成成品以供使用，緩解了基層專業控制管理工人的壓力。在農業領域，在溫室大棚中，需要自動控制系統根據溫度、養分、濕度、光照等環境條件，根據預先設定的反饋算法集成的自動控制系統對大棚內的各種人為可以干預的環境進行控制，還有在飼養時的自動投放飼料，自動對庫存進行管理。在醫藥學領域也有著相當廣泛的應用，在這方面研究的是人體內部的各個系統的平衡與控制，比如呼吸系統、溫度調節的系統等方面，采取正反饋或者負反饋等調節方式進行調節。同時在自動控制方面可以將人工智能進行嵌入開發，集成了各種反饋調節的自動控制機制的人工智能，將會有很強的執行任務的能力，對于周圍環境等具備更強的適應性，這樣機器人將會在更多領域實行其原本不可以完成的任務，減輕了相關危險工作的工人生命安全負擔。此外自動控制系統對于化工、鋼鐵等工藝制造方面也有著不錯的應用前景。

2 完善與優化力傳動與自動控制系統

2.1 優化自動控制系統設計方法

目前的電力控制系統主要包含三類系統，最平幅頻系統、雙零點2型系統、3型系統三種系統，針對不同的反饋控制系統則采用不同的反饋計算公式與方法。針對最平幅頻系統的采用開環反饋的計算方法，計算出該反饋系統與設備的固定參數與修正值，即可比較輕松的實現對最平幅頻系統的穩定與準確性的矯正與維護，對于此類系統的校正方法為，當階數為1或其奇數階無差以及其中的可變參數大于或者等于階次減1的時候，進行校正。針對雙零點2型系統調節器的設計通常采用單一變量法并且不斷遞推來確定各個參數，得到K、T1、T2這三個參數之間的關系，這種方法十分的簡單便捷。確定K、T1、T2這三個參數之間的關系時，通常的依據是“Mrmin”準則，同時還要根據“tsmin”準則來測試系統的抗干擾性能。而針對3型系統調節器的設計方法則與雙零點2型系統調節器的設計方法類似，采用同種方法來確定各個參數的值，使用同樣的準則來測試性能，最終對控制系統進行調節。

2.2 嘗試智能化自動控制系統

由于傳動系統的不穩定性，隨著其傳動工作的不斷進行，其相關參數也會不斷改變，自動控制系統對于這種誤差無法進行修正，日積月累就會導致更大的偏差。而智能化自動控制系統要優于自動控制系統，相比較而言，自動控制系統的反饋調節參數與時間控制參數仍然需要人工進行計算校正，但是智能化控制系統采用了全新的思維模式而打破了傳統的數學思維模式，其主要實現方法是利用人工智能的手段，對人的思維進行模擬，利用了當下計算機科學方面最新穎的機器學習、神經網絡等方面的技術。其中包括了模糊算法、遺傳算法、神經網絡算法等方面，模糊算法的實現可以是將其集成在模糊運算控制器上，遺傳算法與神經網絡可以集成在相應的控制器上，或者將所有智能化的系統集成于一種硬件設備上。這種智能化控制系統能夠妥善解決參數難以方便修正的問題，機器進行自身的不斷學習改進而進行參數修正，能夠極大的提升工作效率，利于相關傳動系統行業的發展。

2.3 減少能量損失比重

飛速增長的能源消耗和所面臨的能源枯竭的威脅促使人們努力采取新的節能措施，對能源進行有效的管理。目前在能量傳動方面仍有很大比重的能量被損失掉了，因此完善相關設備水平，建立相關控制體系是十分必要的?？梢圆捎镁o湊型的變流器，此方法需要對控制器件的高度集成與冷卻方式的提升。不僅縮小了設備尺寸規模，也不會發散非必要的發熱量，降低了設備電力傳動之間的能量損耗，減少了能量損失的比重，提高了傳遞效率。

結束語

通過對自動控制系統的設計與完善、嘗試智能化自動控制系統、對于設備的散熱、尺寸、耦合度進行改進，可以提高傳動自動控制水平，但隨著時代的不斷發展，對于低損耗能量傳動的需求也需要不斷的提升，對于電力傳動的自動控制方面的發展也需要不斷的探索。

參考文獻

[1]張英杰.關于電氣自動化控制設備可靠性問題的分析[J].時代農機，2016（09）.

[2]王凱，李傳影.電氣自動控制系統功能及發展趨勢探討[J].黑龍江科技信息，2015（35）.