美章网 精品范文 控制技术论文范文

控制技术论文范文

控制技术论文

控制技术论文范文第1篇

首先,设计经验非常重要。在传统的机械制造行业中,与设计中用到的各种公式、器械的基本知识相比,设计经验非常重要。这是因为在实际工程的设计过程中,对于中间过程的控制若仅使用理论知识进行计算和分析则会导致实际设计结果与理论分析的误差较大,甚至出现严重偏差。在这种背景下,为了得到正确的设计结果,需要采用经验公式或对理论设计过程中相应数据做权重处理。而这些处理过程和经验公式中各系数的选取需要大量的设计经验作为支撑,才能得到理想的设计结果。其次,设计成本较低,设计时间长。在传统的机械制造领域中,对于某个零部件的设计和制作通常需要相关工作人员运用机床来实现。具体的操作步骤为:首先,设计人员根据设计任务书给出设计方案和设计图纸;其次,工作人员根据图纸和方案,对机床进行相应的操作,以实现设计;最后,操作人员需要与设计人员进行沟通,同时对机床加工的产品进行反复的测量和修改,以实现设计方案的最终实现。通过对设计的具体步骤的分析可以得出:在传统机械制造行业中,由于采用人操作机床的方式完成设计,因此在这种设计下设计成本较低。同时,由于在这个设计过程中需要对产品进行反复的测量和精加工,因此设计的时间较长。最后,不能完全发挥机床的作用,降低了工作效率。机床是采用电机来驱动刀具高速旋转,来实现对加工材料的切、削等操作。其中,驱动刀具的电机具有非常良好的性能;而刀具的设计和制作过程也非常严格,以确保刀具的质量和切削物体的效率。在操作的过程中,机床上有精密的刻度来确保操作的精确性。可以看出,机床的作用就是使操作者可以实现精密的操作过程,以达到理想的设计产品。然而,在实际使用的过程中由于现在对于制造业误差的控制非常严格,要求也很高,这导致了操作者不能充分发挥出机床原有的高效、高精度的功能,降低了机床的工作效率和在设计中的作用。

2.将数控技术应用于机械制造中

使传统机械制造技术变革为数控机械制造技术,这给机械制造行业带来了新的特点,主要体现在:首先,提高机床的效率。通过前文分析可知,传统机械制造技术中机床的效率较低。当将数控技术应用于机械制造中时,可以用计算机实现对加工部件的定位,以及对机床电机的启动和停止的控制,同时还可以对切刀的切换进行控制。由于这些控制过程都有计算机根据预先设定的指令来实现。这与人工操作相比,将大大提高每一步操作的精确度,从而提高了机床的工作效率。其次,改变了原有的设计思想。在传统的机械制造设计中,设计思想和设计思路在围绕相关设计理论的同时,还要加入一定的设计经验。对于很多的设计工作而言,设计经验往往比设计理论更为重要。当数控技术应用于机械制造行业后,这种原有的设计观念和设计思想将发生根本性的变化:一方面,需要新的设计理论来对设计的相关工作进行指导。新的设计理论中,不仅要包含经典机械设计中的所有理论,同时还要包括数控技术的相关理论,设计者在对设计方案进行理论分析时,要同时结合这两个理论进行分析,以找到最优的设计方案;另一方面,在设计的过程中,设计经验在整个设计中占的比重会非常小。当设计理论与设计经验之间存在冲突时,设计者需要根据新的设计理念和设计思路进行[2]衡量,来确实最终的设计选择。最后,设计周期将大幅缩短,同时设计方案的借鉴性变强。当数控技术应用于机械制造领域中时,由于设计的主要工作都围绕对于相关理论的研究和方案的选择过程中,在这个过程中由于不涉及具体方案的实施,因此这与传统机械设计相比,会大大缩减设计时间和设计周期。同时,对于较为成熟的设计方案,由于设计方案均建立在计算机的全面控制基础上,因此这种设计方案有较高的借鉴性和重复利用价值。然而,需要指出:在现阶段虽然数控技术应用于机械制造行业对行业有着诸多有利的影响,但存在其成本较高、相关技术还处于发展阶段且不成熟、技术的掌握有一定的难度等问题。但不可否认,数控技术应用于机械制造行业将是未来行业的发展趋势。因此,如何解决上述问题将是未来数控技术应用于机械制造行业的发展方向。

3.总结

控制技术论文范文第2篇

关键字:自动化智能控制应用

随着信息技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,这对自动控制技术提出犷新的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。

一、智能控制的主要方法

智能控制技术的主要方法有模糊控制、基于知识的专家控制、神经网络控制和集成智能控制等,以及常用优化算法有:遗传算法、蚁群算法、免疫算法等。

2.1模糊控制

模糊控制以模糊集合、模糊语言变量、模糊推理为其理论基础,以先验知识和专家经验作为控制规则。其基本思想是用机器模拟人对系统的控制,就是在被控对象的模糊模型的基础上运用模糊控制器近似推理等手段,实现系统控制。在实现模糊控制时主要考虑模糊变量的隶属度函数的确定,以及控制规则的制定二者缺一不可。

2.2专家控制

专家控制是将专家系统的理论技术与控制理论技术相结合,仿效专家的经验,实现对系统控制的一种智能控制。主体由知识库和推理机构组成,通过对知识的获取与组织,按某种策略适时选用恰当的规则进行推理,以实现对控制对象的控制。专家控制可以灵活地选取控制率,灵活性高;可通过调整控制器的参数,适应对象特性及环境的变化,适应性好;通过专家规则,系统可以在非线性、大偏差的情况下可靠地工作,鲁棒性强。

2.3神经网络控制

神经网络模拟人脑神经元的活动,利用神经元之间的联结与权值的分布来表示特定的信息,通过不断修正连接的权值进行自我学习,以逼近理论为依据进行神经网络建模,并以直接自校正控制、间接自校正控制、神经网络预测控制等方式实现智能控制。

1.4学习控制

(1)遗传算法学习控制

智能控制是通过计算机实现对系统的控制,因此控制技术离不开优化技术。快速、高效、全局化的优化算法是实现智能控制的重要手段。遗传算法是模拟自然选择和遗传机制的一种搜索和优化算法,它模拟生物界/生存竞争,优胜劣汰,适者生存的机制,利用复制、交叉、变异等遗传操作来完成寻优。遗传算法作为优化搜索算法,一方面希望在宽广的空间内进行搜索,从而提高求得最优解的概率;另一方面又希望向着解的方向尽快缩小搜索范围,从而提高搜索效率。如何同时提高搜索最优解的概率和效率,是遗传算法的一个主要研究方向。

(2)迭代学习控制

迭代学习控制模仿人类学习的方法、即通过多次的训练,从经验中学会某种技能,来达到有效控制的目的。迭代学习控制能够通过一系列迭代过程实现对二阶非线性动力学系统的跟踪控制。整个控制结构由线性反馈控制器和前馈学习补偿控制器组成,其中线性反馈控制器保证了非线性系统的稳定运行、前馈补偿控制器保证了系统的跟踪控制精度。它在执行重复运动的非线性机器人系统的控制中是相当成功的。

二、智能控制的应用

1.工业过程中的智能控制

生产过程的智能控制主要包括两个方面:局部级和全局级。局部级的智能控制是指将智能引入工艺过程中的某一单元进行控制器设计,例如智能PID控制器、专家控制器、神经元网络控制器等。研究热点是智能PID控制器,因为其在参数的整定和在线自适应调整方面具有明显的优势,且可用于控制一些非线性的复杂对象。全局级的智能控制主要针对整个生产过程的自动化,包括整个操作工艺的控制、过程的故障诊断、规划过程操作处理异常等。

2.机械制造中的智能控制

在现代先进制造系统中,需要依赖那些不够完备和不够精确的数据来解决难以或无法预测的情况,人工智能技术为解决这一难题提供了有效的解决方案。智能控制随之也被广泛地应用于机械制造行业,它利用模糊数学、神经网络的方法对制造过程进行动态环境建模,利用传感器融合技术来进行信息的预处理和综合。可采用专家系统的“Then-If”逆向推理作为反馈机构,修改控制机构或者选择较好的控制模式和参数。利用模糊集合和模糊关系的鲁棒性,将模糊信息集成到闭环控制的外环决策选取机构来选择控制动作。利用神经网络的学习功能和并行处理信息的能力,进行在线的模式识别,处理那些可能是残缺不全的信息。

3.电力电子学研究领域中的智能控制

电力系统中发电机、变压器、电动机等电机电器设备的设计、生产、运行、控制是一个复杂的过程,国内外的电气工作者将人工智能技术引入到电气设备的优化设计、故障诊断及控制中,取得了良好的控制效果。遗传算法是一种先进的优化算法,采用此方法来对电器设备的设计进行优化,可以降低成本,缩短计算时间,提高产品设计的效率和质量。应用于电气设备故障诊断的智能控制技术有:模糊逻辑、专家系统和神经网络。在电力电子学的众多应用领域中,智能控制在电流控制PWM技术中的应用是具有代表性的技术应用方向之一,也是研究的新热点之一。

以上的三个例子只是智能控制在各行各业应用中的一个缩影,它的作用以及影响力将会关系国民生计。并且智能控制技术的发展也是日新月异,我们只有时课关注智能控制技术才能跟上其日益加快的技术更新步伐。

参考文献:

[1]严宇,刘天琪.基于神经网络和模糊理论的电力系统动态安全评估[J].四川大学学报,2004,36(1):106-110.

[2]张利平,唐德善,刘清欣.遗传神经网络在凝汽器系统故障诊断中的应用[J].水电能源科学,2004,22(1):77-79.

控制技术论文范文第3篇

在社会发展的多个领域,都能够发现智能化技术的应用。智能化技术具有综合性的特点,包含着多种学科内容,例如控制学。从字面的理解来看,智能化技术的实际应用是借助一定技术手段的实施,完成人工智能的机器操作目标,并且解决一些人力不能完成的问题。在较长时间的实践应用中,智能化技术逐渐走向成熟,在各个社会领域发挥的作用更加明显。在电气工程领域,利用智能化技术实现较好的自动化控制,经过了较长时间实践,应用了多方面的电气工程内容,才得出了较强的实用性结论。因为智能化技术的应用术语属于高端的计算机技术,所以,自动化控制工作中引入智能化技术,必须有一定的计算机理论基础,否则将影响智能化技术的作用发挥。在智能化技术的不断实践应用中,极大提高了自动化控制系统的运行速度,较好改善了电气自动化控制工作,降低了工作成本,减轻了工作压力,实现了人力资源配置的合理优化。

二、智能化技术的应用优势

(一)免去了控制模型的建立

在电气工程的传统工作中,自动化系统控制的实现必须有控制模型的建立。但是,在实际的操作中,被控制对象往往需要十分复杂的动态方程,这就影响了精确效果的获得。由此,在设计对象模型的环节中,经常会遇到无法科学预测、无法准确估量的一系列困难。然而,智能化系统的出现,使这些困难得到了较好解决,极大促进了工作效率的提升,同时对于一些不可控制的因素,也实现了较好的控制,大大提升了自动化控制器的准确性。

(二)实现了便捷的电气系统控制

智能化控制器的实际应用实现了更加便捷的电气系统控制,随时都可以完成对系统控制程度的有效调整,极大提升了系统的整体工作性能,是对自动化控制顺利实现的进一步保障。从这一项优势中就可以看到,和传统的自动化控制器相比较,在任何条件下,智能化控制器都具有更加完善的调解控制功能,在电气工程的自动化实践应用中占据优势。

(三)实现了一致性的智能化控制

在自动化控制中的数据处理环节,智能化控制器可以实现一致性的智能化控制,很好解决了不同数据的处理困难。而且,在自动化控制的标准执行上,即使遇到陌生的数据,也依旧可以获得具有较高准确度的估计。但是,如果发现智能化控制器在实际的应用中没有发挥出理想的效果,一定要全面排查工程的各个细节,细致地进行分析,不能盲目的否定智能化控制技术。

三、智能化技术的实践应用

(一)系统病因诊断

在电气工程诊断工作中,采用传统的人工手段具有较强的复杂性,虽然对工作人员要求十分严格,但是也无法获得较为准确的诊断病因。在电气工程工作中,实现自动化控制的过程中经常会遇到一些如设备、数据等方面的问题,这是不可能避免的,采用传统的人工诊断办法不能确保病因处理的及时性,而且处理效果也不佳。但是,智能化技术的广泛应用,使得自动化控制工作的诊断效率得到大幅度提升。而且,定时检测诊断应用,有效避免了一些不必要的问题。

(二)系统设计优化

在电气工程发展中,传统的工程设计需要工作人员进行多次重复的实验操作和改良,而且,在这一工作过程中,对工作人员的工作素质也有着较高的要求,既需要工作人员掌握一定的专业设计知识,还需要工作人员能够很好的将知识理论应用于实践工作中。但是,在实际的设计工作中,工作人员往往不能做到全面的考虑,经常会漏掉一些具体的问题。所以,一旦发现复杂问题,很多情况下都不能做到及时解决。而智能化技术的出现,较好解决了这一问题。设计工作可以借助于计算机网络完成,也可以借助于相关的软件完成,既保证了设计中数据的准确性,也实现了设计样式的丰富化,更能够做到对复杂问题的及时处理,较好保证了自动化控制的稳定性。

(三)系统的自动化控制

在电气工程中,智能化技术可以应用于多个控制环节,能够很好的实现整体性的自动化控制。智能化技术的主要控制工作是借助于三种手段实现的,一是模糊控制,二是专家系统控制,三是神经网络控制。运用这三种控制手段,极大提升了自动化控制效率,使远距离的自动化控制成为可能,增强了对电气系统的运行反馈。特别是神经网络控制,能够实现算法的反向学习,在信号处理方面得到了较大应用。

四、结语

控制技术论文范文第4篇

烟叶仓库根据类型不同,面积大小不一(标准库每层面积在120m2)。烟叶包通常打包为80×60×40cm3,烟叶堆的堆叠大小没有明确限定,通常不高于2m,烟叶堆之间预留至少2m的通道。根据烟叶仓库的堆放格局,结合物联网技术的烟叶存储温湿度控制系统电气布置如图1所示,系统由3部分组成:射频传感标签、阅读控制器和烟叶存储上位机监控平台。射频传感标签由两部分组成:固定在电气外包装顶端的射频标签和固定在传感轴上的温湿度传感器。射频标签设置在顶端可以有效避免干扰和物理机械损伤,用于获取位置和时间信息,并进行射频通信。传感器通过电气连接线连接,用于获取每一个烟叶堆中心轴的温湿度分布。阅读控制器通过有线和无线方式完成射频传感标签与上位之间的数据通信。烟叶存储监控系统的上位机采用PC机,完成信息通信、数据分析处理等功能。

2射频传感模块

射频传感模块各个功能组成采用分离放置,通过接地固定底座和电气外包装固定,经电气连接线完成布局布线。如图1所示,距离地面最近的一个温湿度传感器与地面距离为20cm,高度低于2m的温湿度传感器以50cm的间距布局,其主要依据是烟叶包的大小及温湿度控制需求。烟叶包将围绕着每一个烟叶堆放中心轴进行堆放,通过射频技术完成对每一个烟叶堆中心轴的温湿度采集,以确定是否存在安全隐患。

2.1模块硬件设计射频传感模块由射频模块(nRF24LE01)、温湿度传感模块(SHT75)及电路组成,分为四个功能模块:微处理器(8051内核)、射频模块(nRF24L01+)、温湿度传感模块(SHT75)和电源管理模块。nRF24LE01提供2.4GHz无线收发模块(nRF24L01+)和微处理器(增强型8051内核)完成数据处理和射频通信,其μm级CMOS工艺满足系统模块设计需要[3]。温湿度传感器采用集成一体化传感器SHT75,相较于其他温度传感器(如DS18B20),该传感器的优势在于具备通过传感标签I/O端口识别传感器功能,在更换传感器是不需要重新定位写入地址[4]。

2.2模块软件构架射频模块nRF24LE01提供了增强型8051单片机完成对温湿度数据的接收和处理后,送入A/D转换模块,完成数据打包,然后经nRF24L01+射频模块完成发送,发射配置流程图如图2所示。模块基于C语言进行模块化软构建开发,射频收发模式采用EnhancedShockBurstTM模式,进行4种工作模式、6种状态的调配,状态图如图3所示。

3阅读器设计

阅读控制器射频模块采用nRF24LE01,与射频传感标签的软构建复用。微处理器选择MSP430F449,MSP430F449提供A/D转换模块,通过SPI串口与nRF24LE01进行信息通信。

3.1阅读控制器的拓扑结构设计大型烟草仓库会有不同类型的烟叶仓库组群而成,且仓库之间、仓库与监控中心之间都有一定的传输距离。为了降低数据传输干扰,提供数据处理效率,系统阅读控制器采用2层网络拓扑结构,如图4所示。

3.2阅读控制器的MultiCeiver模式设计nRF24LE01提供MultiCeiver接收模式,可连接6路独立的并行数据通道,每路数据通道都能够完成增强型shockburst功能,每个数据通道有固定的物理地址,如表1所示[5]。

4温湿度控制平台设计

上位机基于VS平台、C#语言,结合GDI+图像处理功能与数据库管理技术,完成6大功能模块设计,提供实时数据串口通信、监测数据接收、存储,以及温度值超限报警等功能。通信模块:提供串口参数设置及串口通信功能。监测控制:提供监测方式选定(系统提供了测试数据自动定时上传、手动控制上传、预警过渡区上传等方式)、监测方式转换、监测启止控制等功能。显示控制:系统提供监测数据的数据库显示、二维曲线显示、三维曲线显示。该模块提供了不同模式的选择、切换等功能。数据管理:该模块完成上传的监测数据保存和处理,并提供本地报表生成、本地报表上传等功能。预警、报警程序:根据温度预警区间值,提供预警、报警功能。冗余接口模块:该模块基于软构建设计思路,系统采用模块化设计,并预留模块端口提供与烟草系统其他平台和功能模块的通信、升级和移植设计。

5结语

控制技术论文范文第5篇

[摘 要]技术的本质是控制,技术通过精心算计的时间分割和空间变换,达到了资本所要求的高效率,从而越来越成为控制自然和人类社会的力量。在这个过程中,技术凭借资本的力量,依托科学,重构了人的生活世界,并以现代化的名义向全球扩展,最终导致对人类社会的全面控制。 [关键词]技术控制 资本 时空重构 培根提出的“知识就是力量”,表达了人类控制自然的强烈愿望,标志着一个新的时代即技术全面控制时代的来临。这个过程改变人类社会是如此彻底,以至于当福柯宣告“知识就是权力”的时候,人们已无意对此作出任何反驳。 利奥塔在《后现代知识状态》中深刻地指出,人们对科学和技术进步的追求,首先来自发财的欲望而不是求知的欲望。技术与利润的“有机结合”先于技术与科学的结合。“在今天,购买学者、技师和仪器不是为了掌握真理,而是为了增加力量” .这个力量即控制的力量,它表现为追逐更多的利润,其后果是对人和自然更大程度的控制。但技术控制的力量来源于何处? 1 现代技术的本质是控制 (1)技术本质是控制 海德格尔相信,当柏拉图开始用理念试图去把握自然呈现出来的事物时,已经表明出一种控制的趋向。存在为存在者所取代。随着形而上学的开始,人也被赋予用理念来识见事物、进行思考的能力,有了把他的知识当做控制和设计他所面对的世界(包括他自己)的工具的可能。这种控制和设计,是现代技术最显著的特征。海德格尔说:“解蔽贯通并统治着现代技术。……在现代技术中起支配作用的解蔽乃是一种促逼(herausfordern),此种促逼向自然提出蛮横要求,要求自然提供本身能够被开采和贮藏的能量。”现代技术在促逼的意义上摆置自然。这种促逼的要求被海德格尔命名为座架(Ge-stell)。海德格尔认为“座架”是技术的本质,它限定、强求。事物和自然物被从物质存在、对象性、可统治性、功能等方向上被限定,被定位,从而强求某种东西进入一种非自然状态,达到对技术需要来说是合适的内容。如水电厂被置于莱茵河水流之中,它把莱茵河水限定为水压,使水流的意义在于发电上。这样,技术就以一种强力统治的方式,使事物放弃其真正的存在,被迫变成单纯的物质性和功能性的存在。 故技术最本质的特征体现了它的控制和统治这一方面。技术统治的对象最初是自然物,但随后把人也纳入其统治的对象之中。如果说培根要求人们顺从自然,只体现了对自然控制的单纯意愿的话,那随后而来的工业革命,不仅使自然物被分割,而且人也被分割、组织起来,成为生产线上的固定工具。全面发展的人被技术分工分裂为机器系统中的一个个可替换的零件。而按理性原则组织起来的官僚体制,是一种更加精致的统治机制,它使生活在现代社会的每一个人,都陷入一个无可逃避的“现代化的铁笼”(韦伯语)之中。 技术控制的合法性 但是,技术作为一种控制的力量,在其产生之初就受到怀疑。在希腊人那里,“科学”是指来自人类心灵的理性的直接把握的一种知识,它是自然秩序的流露。希腊科学体现了学者理性的智慧的自然流露,但工匠的技艺,由于是一种非自然的“人工”活动,往往超越其界限,因而其正当性却受到怀疑:关于普罗米修斯的希腊神话,就表达了对技术正当性的怀疑。普罗米修斯把火从众神那里偷来,并教会人们如何使用这个礼物(技术),但 这个礼物却具有某种意义的不正当性。它导致了神界与人间力量的不平衡,这无可逃避地要受到复仇女神的报复,以恢复自然的秩序。而且,希腊人对技术的使用也是小心翼翼的,达代罗斯的悲剧就在于他的儿子忘记了使用技术的界限,飞得太高,让太阳融化粘羽毛的蜡,从而摔到海中淹死。这些神话无疑是对使用人工制品的警告。 亚里士多德对工匠技艺的鄙薄就在于技术制成品的“不自然”,因为它不具备“自我运动”的能力,即它是依附于外在目的的,而我们很难保证这种外在目的总是善的。无独有偶,技术的合法性在古代中国也受到怀疑,《庄子》中老叟对“机心”的担忧,使得他宁愿抱瓮汲水而不是借助机械的桔槔。因此,不解决技术在道德上的合法性,技术就永远得不到学者的同情和关心,也无法得到充分的发展。 技术控制的合法性在希腊传统中受到质疑,但在犹太一基督教传统中得到肯定。基督教认为,对自然界的支配与控制是上帝赋予人类的权力,这种权力具有不容置疑的正当性,只是由于人类祖先的堕落,人们丧失了这部分权力。在培根看来,宗教与科学进行着共同的努力,即补偿被逐出伊甸园所受到的伤害:“人由于堕落而同时失去了其清白和对创造物的统治。不过所失去的这两方面在此生都可能部分地恢复,前者依靠宗教和信仰,后者靠技艺科学”.认识到这一点对现代科学的产生非常重要,因为宗教与科学的和解就建立在这个基础之上。对基督徒来说,“得救” 是尘世生活惟一的目标,如果对自然的研究不会威胁到上帝的权威和对神的信仰,相反还能够增加上帝的荣耀,那还有什么必要去阻止人们对自然的研究呢?对清教徒来说,技艺和科学,都不过是人类得救的手段和途径,因此,运用技术实现社会功利的目标具有了宗教上的合法性。 (3)资本与技术控制 清教徒的社会功利主义被韦伯认为与资本主义的兴起有莫大的关联,而默顿发现这种社会功利主义,有助于科学的兴盛。而我们发现,由于资本的参与,技术呈现出与过去完全不同的特征:效率成为技术追求的首要目标。在资本参与技术生产之前,传统的技艺多是对自然小心翼翼的模仿和有限度的利用,工匠并不干涉自然的进程,如同风车听任风的吹拂而不强制开发风的能量。但是资本参与技术过程之后,满足资本增殖的要求成为技术的第一目标。实际上,技术的高效率实现了资本对效益的追求,而以提高效率为目标的技术进步掩盖不了资本支配的特征。因此,在资本参与的技术过程中,高效率实质就是高效益。为了达到资本所要求的高效益,技术是通过对时间和空间的分割与重构,完成了对自然和社会的重新设计,而这种重构,改变了人们的生活世界,从而使人类社会和自然界完全被控制、被摆置。 当资本进入生产领域后,传统技艺就被现代技术所取代了:工人不需要经过长期的学徒训练,也不需要参与产品的整个生产过程,而仅仅是限定于某一个生产工序,因而他并不能像传统工匠那样在生产过程中拥有创造的乐趣,而仅仅是从属于技术系统的一个部分。在这个技术系统中,最具生活意义的个人经验,被资本以效率最大化的名义,分解为枯燥、单调的动作,从而使人附属于这个系统。 按照马克思的看法,工场手工业 取代行会作坊在技术上并没有多大改善,改变的只是资本的雇佣关系:具体劳动为资本(抽象劳动)所代替。手工工匠经过长期积累的、引以为傲的技术经验(具体劳动)不再重要,相反,他们被迫聚集在工场里,受 抽象劳动(资本)的支配,听从工场主的安排,领取一定的报酬,同时丧失了对自己技术产品的支配权。所谓的资本,就是对别人劳动的支配权。为了实现资本的增值,资本追求效率最大化的原则,大工业采用了新的生产组织方式:进一步延续工场手工业时期的技术分工,同时引入机器。 机器的引入是传统技艺向现代技术发展上重要的一步。在机器引入之前手工工具不过是人的器官的延伸,之后人却成为机械装置的一部分。机器并不是单纯的中立存在物,它的使用具有资本的特征,也就是就说,在大工业中,资本的控制取代了人的技术经验,成为支配性的原则。而原先工场手工业时期占支配地位的技术分工(等级)被工厂的自然差别分工所代替:“过去是终身专门使用一种局部工具,现在是终身专门服侍一台局部机器。滥用机器的目的是要使工人自己从小就变成局部机器的一部分。”这样就使工人依赖于整个技术系统,从而依赖于资本。 2 技术控制的实现方式:时空重构 如何能够满足资本的要求,达到资本所期望的高效益(最少投入,最大产出)?现代技术系统通过对时间和空间的分割、重组,达到了其对效率的追求。在这个过程中,技术的控制本质充分显现出来。技术不仅控制了自然,而且把人也作为控制的对象,一并纳入到技术系统之中,完成其对自然和人的全面控制。 (1)时间体现为一种控制 在《存在与时间》中,海德格尔谈到了有两种时间:一种是生命的时间,一种是物理的时间。由于物理的机械时间的侵入,使我们忘记了我们的本真存在状态,从而使我们的生命被分割,沦为生产过程的一个环节,进而丧失生命存在的意义。事实上,日出而作、日落而息的生活节奏,因为时间被意识到而被打断。机械钟的出现,最初就体现了一种控制。 时间在传统教会体现了一种消极的控制,教堂的钟声原先是为了引导信徒按时祈祷,防止人们因放纵而放弃对精神的修行;而在新教徒那里,由于时间被认为是上帝计算,由世人付出的,因此浪费时间既是一种道德犯罪又是一种经济欺诈,所以强化的时间表以及随之而来的纪律(descipline)提供了一种积极的机制,通过对时间的强化使用,通过对每一短暂时刻的精心安排,人们就能达到最大效率的理想极限。这种精心安排的尘世工作能够极大增加作为社会财富的“上帝的荣耀”,因此虚度光阴便是丧失为上帝荣耀而效劳的宝贵时辰,这在原则上乃是最不可饶恕的罪孽。当获取社会财富具有道德合法性并成为新教徒正当的目标时,如何高效地利用时间,实现财富的增殖,成为人们首先考虑的问题。因此,对时间的分割(时间表),体现了资本增殖的意愿。 重构时间节奏 要有效地利用时间,就要打破数千年来人们在田园生活中形成的生命时间概念。人们按照自然的节律行事,春种秋收冬藏,日出而作,日落而息。因此,时间表不可能在农民那里,必须把农民从土地上隔离,把他们放逐到陌生的城市,让其除了出卖自己的劳动力外一无所有,这样人们才会甘心服从这个时间表。一天的时间被精确地划分为24等份,在这一天中,什么时候该做工,什么时候该休息,什么时间属于工厂,什么时间属于自己,都被规定得明明白白。对于时间这样的区分,进入城市的工人逐渐被驯服得心甘情愿。早期工人对时间的抗议,不是对时间表本身,而是对精确时钟的迫切要求,因为早期不良资本家常常在时间上作弊,通过延长工时并故意以迟到的方式克扣工人工资。 马克思分析了资本对时间的精心算计。工人的劳动时间首先被精心地区分为必要劳动时间和剩余劳动时间,必要劳动时间是支付工资以养活工人及其家庭,并再生产出新的劳动力所需之最低限度的时间,而剩余劳动时间是利润,是资本增值的 部分,是可以用来支配更多劳动力的部分。因此,资本引入机器的目标,不是减轻工人的劳动负担,而是为了榨取更多剩余时间。同样,采用新的精心构造的时间表,来规定人们的节奏、安排日常活动、调节重复周期,也不过是为了满足对效率的追求。 精心算计的时间表很快出现在学校、军队、工厂和医院中.人们日复一日地按照同样的节奏,安排工作与生活,以至时间观念也渗入到肉体之中。人体的姿势也按时间严格执行,这一点在军队的队列训练中表现出来。随着人的动作被预先规定好了,各种精心的力量控制也随之渗透进去。通过时间节奏的强制,肉体被驯服了:这种肉体可以接纳特定的、具有特殊的秩序、步骤、内在条件和结构因素的操作。而个人的能力,也根据其在这个控制过程能够满足被操纵的需要而得到界定、评估和购买。正如早期的工厂及随后福特的生产线所宣称的,工厂并不需要完整的人,他们不过是雇佣了一些“手”、“脚”而已。这一点正是通过对人的空间分割完成的。 (3)空间重构肉体 随着人的生命被时间所分割、被规定,人的空间也被分割了。人的空间分割表现为肉体的驯服。福柯发现,之所以能够使肉体驯服,首先就在于使用一个封闭的空间,这种自我封闭的场所,能够最大限度保证纪律(节奏)的形成,如修道院、工场、学校和监狱。其次,通过对空间的细致划分,以使每一个人都对应于特定的位置,从而隔断他与其他人的联系,并可据以评估和有效控制,这是现代社会的岗位和职能意识的前身。第三,这种相对固定的空间因为知识或能力的等级关系而流动,人们通过变动在由间隔序列划分的空间中替换位置。这种复杂的分割与流动的序列保证了权力的有效控制。这样,每一个独立的、具有无限意义的生命个体变成了特定岗位上可替换的“操作工”,他的动作被机器所规定而不是规定机器。他成为整个技术系统的一个可替代部分。 实际上,对人的时间与空间的分割之所以能够完成,是通过技术分工达到的,且技术分工又加强了这种对时间与空间的分割。 人的空间分割始于人与大地的疏离。如果说早先逃到城市的手工工匠是自愿的话,那么由于资本的扩张,诗意地栖居在土地上的农民,现在被迫从农村进入城市,成为单纯出卖劳动力的无根的存在。在农村里,农民的农舍与其耕作的土地紧密相依,他得细心照料土地的生产,他的生活与工作是同一的。但在城市中,由于技术分工,人们的生活与工作完全被分隔开,一切按照效率最大化原则被重新安置:首先是生活区域与工作区域的分离;其次是生产与消费的分离;再次是根据其拥有的技能和社会资源被划分为不同社会阶层,扮演不同的社会角色。 (4)被限定的自然 在人被重构的同时,自然界也被技术所限定和分割:一 切都以对资本的有用性重新加以估价。“资源”的概念体现了资本的偏好,这表明我们对待自然的态度是何等的狭隘。当我们不再把我们栖居的地球看成是上帝交付我们看护的家园,既然自然界是一种有无穷“资源”的宝库,那么恣意分割和摆置自然就没有道德上的困难。可悲的是,我们把对自然的改变看成是人类主体能力的实现。在 “征服自然和改造自然”的过程中,自然被祛魅化,浪漫主义的充满诗意的自然界变成冷冰冰的存在者,它丧失了自身的价值,成为技术摆置和控制的对象,我们并没有意识到这种对自然的技术控制是多么的可怕,当海德格尔从电视中看到从月球上拍摄到 的地球照片时,就感到非常震惊和恐惧。在一次访谈中他提出:“……我们并不需要什么原子弹,人类已经被连根拨起。惟一留下的是纯技术的关系。这不再是人能生活的地球了。”对自然的重构和控制,实际上就是对人自身的重构和控制。当人类赖以生活的大地被摆置、被设计时,人类也丧失了根基,成为无根的存在了。 3 科学在技术控制中的作用 最后我们来看看科学在技术实现控制中所扮演的角色。科学为什么有助于技术控制的实现? (1)近代科学为技术的全面控制提供了理论根据 牛顿以来的近代科学为我们提供了一个便于控制的机械的世界图景。空间被等同于几何学王国,时间被等同于数的连续性。“真正重要的外部世界是一个坚硬、冷漠、五色、无声的死寂的世界;是一个量的世界,一个按照力学规律可以从数学上加以计算的运动的世界。” 人是这个庞大数学体系不相干的渺小旁观者。在这个世界中,人被排除在外,成为一个无关紧要的存在物,甚至这个存在物也可以被量化为质点。这样,近代科学为技术的全面控制提供了理论依据。这种在绝对时空坐标内的严格决定的因果关系,可以通过精心的数学计算加以掌控。拉普拉斯决定论表达了近代科学的自信。这种自信为资本进行技术控制提供了条件:不仅自然界成为科学研究的对象,而且人体甚至人的精神也成为科学研究的对象。在医学解剖中,人体如同一架机器,被细致地分解、重组,“人是机器”的宣言表达了这样的看法,现代的基因分析和重组技术更强化了这一信念。对于人的精神,正如福柯在《疯癫与文明》中,考察了把人特定的精神状态纳入医学研究的过程,指出对非理性激情的禁闭隔离,实际是以理性秩序的名义压制一切非理性行为。这种控制权力因为自然科学的成功而加强。 科学研究为技术控制提供示范 现代科学也对自然和人进行时间与空间的分割与重组。科学的成功强化了这种分割与重组的合法性。 科学首先要做的是对世界的空间分割。海德格尔发现,“任何一门科学作为研究都以对一种限定的对象区域的筹划为根据,因而必然是具体科学。但任何一门具体科学都必然在筹划的展开过程中,通过它们的方法而专门化为特定的探究领域”.对世界的空间分割就体现为科学的专业化:专业化的物理学、天文学、化学、生物学研究各自关心的领域,而根本不考虑其他领域的内容。随着科学专业化的发展,世界也因而分离成不同的世界图像。其次,在专业学科中,对空间的分离在实验室的操作中表现得十分突出:人们建立独立的实验场所,区别于其他空间,同时精心地从大量现象中分离出需要观察的对象,然后在极度简化的实验环境中,予以控制性的变量,试图观察有限变量条件下的实验对象状态的改变。因此,科学研究,首先是对自然和人的空间分离,然后是时间上的重组。例如对科学发现的可重复性要求表现了对自然时间的漠视。例如温室可以改变自然的时间节奏,再如原始大气模拟实验,可以在极短的时间内重演地球大气数百万年的缓慢演化。同时,科学发现的可重复性要求(即按一定程序,严格地依据一定操作方式,得到绝对一致的结果)强化了对自然的控制。胡塞尔发现,我们科学研究的对象是纯化了的自然,是脱离了生活世界的极其理想化的抽象,这导致了控制的有效性。 事实上,科学通过对时间和空间的分割与重组,达到了其极其单一的目标:对规律的发现。我们把这看成是理性的胜利。殊不知,我们在这个过程中,失去了自身。启蒙的胜利,实际上是启蒙的暴政。我们以理性的名义,去控制自然界,同时也控制了人自身。启蒙以来的理性,实际上导致了一种全面的控制,一种全面的统治。 (3)科研成果加强了技术控制的力量 随着工业化的进程 ,科学开始卷入到技术生产中,主动为提高技术系统的效率而提供知识上的支持。科学的这种功能为资本所熟知并得到资本的大力资助。资本家不仅求助于科学家帮助解决技术生产难题,而且还有意识地通过资助科学研究,期望获得的成果能有助于促进技术进步,以获得更大的收益回报。这种科学—资本—技术的关联通过专利和知识产权制度得以强化。 在古希腊时期,人们从事科学研究的目的是,它“试图在自然。的理性秩序中体察出作为合理的社会秩序的规范,寻找一种美好生活的标准,以及人们不受惩罚地超越的界限”.这是一种内在的价值追求。可是在现代性社会中,随着资本参与到技术的进程,科学也被纳入到技术系统之中。科学研究失去其内在价值,不再是“为知识而知识”,科学首先被假定有助于改进技术并因而最终改善产品的价格和质量,从而得到资本的资助。在大科学时代,科学研究的选题很少不受到资助者意愿的限制,而科研成果的专利化策略,体现了资本对增殖的渴望。科学研究的成果,也强化了技术控制的能力。实际上,科学与技术在资本的支配下共同完成了对人类社会的控制。 利奥塔。后现代知识状态——关于知识的报告[M].北京:三联书店,1997.96. 海德格尔选集[C].上海:三联书店,1996.932. 威廉·莱斯。自然的控制[M].重庆:重庆出版社,1993.44. 资本论(第1卷)[M].北京:人民出版社,1975.462. 福柯。规训与惩罚[M].北京:三联书店,1999.169-171. Simon Cooper.Technoclnlture and Critiacl Theory[M].New York:Routledge Press,2002.23. 伯特。近代物理科学的形而上学基础[M].北京:北京大学出版社。2003.202. 海德格尔。林中路[M ].上海:上海译文出版社,1997.79. 冯·赖特。知识之树[M].北京:三联书店,2003.4. 何兵

控制技术论文范文第6篇

电气工程是以计算机为操作平台,现代控制技术的应用可以为住户提供技术信息,在实现信息共享的同时,为住户提供极大的便利。在电气工程中,电气控制控制技术以电气工程的实时监控为基础,及时分析系统反馈的运行数据,并评价系统的运行状况,以便于能够及时、有效的发现运行故障,提高了电气工程的安全性;同时在节能环保的基础上极大的保证了居民生命财产的安全。

2电气控制技术的发展阶段

2.1手动化到自动化

电气控制技术的初始阶段是手工控制阶段,随着科学技术的发展,手工操作逐渐迈向了半自动化操作阶段,并随着应用经验的积累和科学技术的进步,逐渐实现了自动化。其主要的表现形式为控制方法和控制设备的自动化,这一阶段的电气控制技术是一次革命化的变化,极大解放了人力资源,优化了人力资源配置,为电气控制技术的发展奠定了基础。

2.2简单化到智能化

电气控制技术实现简单的自动化后,还需要借助人力的操作,因此其故障率一直比较的高,同时这些失误通过控制人力操作是难以避免的。因此,相关的专家把研究的重点放在了更高级的电气控制技术上,尤其是智能化技术更是科学家研究的重点,自动化的电气控制技术不可避免的会出现故障问题,人为故障比率较高,但是智能化控制技术则提高了机器的改错能力,极大提高了系统运行的可靠性,因此,电气控制技术实现了智能化的控制是一次深层次的革命,实现了控制技术的质的飞跃。

2.3逻辑化到网络化

电气控制技术在漫长的发展历史中已经实现了智能化的发展模式,但是随着人们需求的提高,智能化的控制技术已经不能满足时展的需求,因此进行控制技术的革新势在必行,尤其是简化控制技术是革新的重点。当前电器控制技术面临着从逻辑化到网络化的发展趋势,海量的统计数据整理发展到了信息化的处理模式,电气控制技术的控制原理也从单一的触头硬接线逻辑控制系统发展到了微处理器或者微计算机为中心的网络化自动控制系统,同时其控制设备的体积减小,设备操作更加简洁。

3智能化技术在电气工程中的应用

智能化技术在电气工程中应用取得了很好的效果,在自动化控制、设备故障监测、工程优化等方面发挥着重要作用,提高了自动化程度、加快了电气工程的设备事故监测维修速度,极大地优化了电气工程。

3.1智能化技术理论基础

人工智能技术的概念在20世纪50年代提出,随后被其他领域行业普遍接受采纳,并且智能化技术的应用广泛推展。电气工程是人类从事各种生产活动的基本技术要素,作为计算机技术中高端分支的智能化技术正逐渐被应用其中。人工智能技术通过模拟人的智能的方法和技术,开发研究升级的科学技术,人工智能的工作目的是设计出和人类智能相似的机器,以解决工作出现的复杂情况变化,提高工作的效率和精度,通过调查研究显示,在电气工程的自动化控制中使用智能化操作技术能合理整合电气工程中的资源配置,降低成本。

3.2智能技术在电气自动化控制中的应用

智能化技术在电气设备中的应用,涉及的工作领域较多,分工较为明确,是一项很复杂的工作,需要有极强的技术和人才支撑,同时还需要控制人员有较高的责任感和操作能力。另外,要加强电气控制中人工智能的有效使用,电气控制是整个工程中的重要一环,在电气工程中,要加强自动化控制的保护,把GPS定位系统安装在电气控制线路中,通过定位系统控制电气控制的线路工作,以便于能及时的传输、反馈电气工程中的运行数据,并做出智能化分析,及时采用有效的智能化控制措施。

3.3智能技术在电气工程故障检测分析中的应用

在电气工程中,可以使用智能化的控制手段进行系统故障的监测,通过问题的及时反馈,进行智能化的数据分析,以便于进行故障的维修,并能够进一步的实施监控措施,在故障检测中常用的方法有神经网络、模糊网络、专家系统等。对于电气的变压器、发动机、发电机进行有效的监控,利用智能化监测系统能清晰的判断故障的所在,通常在系统中采用模糊理论、神经网络、专家系统来分析,从而提高了工作效率和精度。尤其是在变压器的故障监控中,传统的诊断方法技术是通过检测变压箱中的气体来判断故障,其方法较为复杂、检测时间长,检测精确度差,很难有效的解决故障。

3.4智能技术在电气工程电气设备优化中的应用

主要包含两个方面:①智能化技术的遗传算法,这种算法是通过模仿生物遗传,利用生物的进化规律进行智能搜索和运算,利用生物遗传规律的完美型来优化系统内部缺陷。②智能化专家系统,通过设置完善的数据分析软件,把存在的问题和缺陷进行自我优化。在实际的工程中,一般要结合两种优化措施,以便达到最佳的优化效果。此外,在智能化系统中,也采用模糊逻辑、神经网络的方法进行设备的优化升级,其主要的作用原理是:利用物理学的方法和神经网络的方法进行设备和计算机算法的升级优化,从而解决了神经网络运算的速度问题,极大地提升了计算机的运行处理速度和智能化反应速度。

4数控技术在电气工程中的应用

4.1数控技术的电气工程中的应用前景

数控技术是一种数字化的控制方式,借助于精密的信息处理系统实现了系统数据的监控,同时通过传输系统把相关指令传输到控制中心,控制中心配备的高效、即时的控制系统,可以快速处理传输数据,并做出相关的指令。数控技术在各个领域中发挥着重要作用,数控在20世纪末技术已经逐渐得到了完善,各种系统内的漏洞也逐渐完善化,从而解决了一系列的工程问题,因此为了更好的实现控制技术的安全,保证了电气工程人员的人身安全,实现电气设备的自动化、无人化、程序化、数据化的操作模式应当前数控技术发展的重点。

4.2数控技术在电气工程中应用的合理性与科学性

电气工程系统较为复杂,同时也是一个连续性的工程,因此,数控技术的应用应当结合电气工程的实际,确保电气工程中数控技术运用的合理性与科学性。数控技术的基础环节是数控体系,通常而言,数控体系的完成需要借助于服务主机和控制器,并通过两者之间的连接方式来确定系统的安全性和可靠性。当前KVM主机在电气工程中应用广泛,常采用CATS链接和KVM链接两种模式与数控系统机房进行连接,而本地的控制中心则通过KVM主机收集的信息数据来了解整个电气系统的运行状况,并根据运行数据对系统稳定性做出相应的评估。服务器的功能则是将系统的运行状况转化为数字化的电信号,同时担负着数据的存储和调取功能,这就提高了系统信息存储的科学化和全面,方便了控制工作的进行。此外控制中心也可以根据系统的运行做出相应的指令调整,而指令调整的信息也以同样的方式存储早服务器主机中,方面以后的信息调取工作。远程控制中心则是利用各种网络设备和电气系统与本地控制中心实现有效链接,在同一时内监控多个电气系统,常常应用于较为高层的片区系统。

4.3数控技术对电气工程设备运行环境的监控

数控技术在电气工程的一个重要作用就是运行环境的监控,包括对电气系统运行环境、管理环境的监控。对于电气系统环境的监控包括运行环境湿度和温度、电压、电量等,根据设置的参数来确定外部环境和内部控制系统的匹配度,如果电气控制监控系统的数据出现了异常,例如温度不稳、电压过大或者过小等情况都会造成内部环境的异常,而这些数据都会被及时反馈到控制中心,控制中心接收到相关数据信号后就会与预先设定的警戒值进行比较,从而根据比对的数据做出相应的判断,同时发出有效的指令信号。

5结语

控制技术论文范文第7篇

论文摘要:结合实船燃油辅锅炉的实际情况和具体操作要求,通过建立维模型、人机交互、Web3D网页浏览技术等米构建船舶辅锅炉虚拟操控系统,达到以虚拟操作代替实际操作,节省开支、实现远程培训、以及人机交互的目的,克服了船舶辅锅炉控制系统实际训练中不可避免的资源消耗、维护费用高等难题。

辅锅炉是船舶动力装置中的重要组成部分其控制的可靠性和经济性对保证船舶安全航行有着重要的意义。

船舶辅锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的复杂的控制对象,其实际操作必须遵循严格的步骤,在实习和教学环节中,实现每个人都进行实际操作有难度。因燃油运行成本且可能出现操作失误,会给实习和教学带来一定的困难和不安全因素。随着虚拟现实技术的产生,这些问题将逐步得到解决。

1控制系统的组成

辅锅炉是船舶上最早实现自动控制的装置之一,其控制项目包括:水位自动控制,燃烧自动控制,锅炉点火及燃烧时序自动控制和自动安全保护。

1)水位自动控制。控制给水量的多少,使进人锅炉的给水量大致大于锅炉的蒸发量。

在蒸发量比较小、蒸汽压力比较低的船舶辅锅炉中,大部分采用双水位自动控制系统。双水位控制系统指辅锅炉的水位可以在一定范围内波动,辅锅炉水位所允许的变化范围是60~120mm。当水位下降到水位下限时,自动起动给水泵,给水泵开始向辅锅炉供水,辅锅炉水位就会逐渐升高;当给水量达到一定限度,也就是水位上限时,给水泵自动停止工作,不再向辅锅炉供水。

2)燃烧自动控制。被控量是辅锅炉内的蒸汽压力,根据汽压的高低自动改变进入炉膛的喷油量和送风量。

对货船辅锅炉,燃烧自动控制系统的要求简单、可靠,对辅锅炉运行的经济性要求不是很严格,大多数这样的辅锅炉采用汽压的双位控制,少数采用比例控制,并保证辅锅炉在不同负荷下,其送风量基本适应喷油量的要求。在油船辅锅炉中,要求汽压必须稳定,同时对辅锅炉的运行经济性要求比较高,这样辅锅炉才能在不同的负荷情况下,保证有一个最佳的风油比,所以通常采用比例积分控制或更好的控制算法。

3)点火及燃烧时序控制。给锅炉一个起动信号后,按时序的先后进行预扫风、预点火、喷油点火,点火成功后对锅炉进行预热,接着转入正常燃烧的负荷控制阶段,同时对锅炉进行一系列的安全保护。

按下辅锅炉启动按钮后,自动启动燃油泵和鼓风机,关闭燃油电磁阀使燃油在辅锅炉外面循环,此时风门开的最大,以最大风量进行预扫风,防止炉内残存的油气在点火中产生冷爆。

预扫风的时间根据辅锅炉的结构形式不同而异,一般是20~6OS。达到预扫风的时问后自动关小风门,同时点火电极打出火花进行预点火,时间约为3S。然后打开燃油电磁阀或开大回油阀,或让一个油头喷油工作,即以小风量和少喷油进行点火。点火成功后,先维持一段时间低火燃烧,对辅锅炉进行预热,再开大风门关小回油阀或增加一个油头向炉膛喷油,使辅锅炉转入高火燃烧,即进入正常燃烧的负荷控制阶段。在预定的时间内若点火不成功或风机失压、中间熄火等,会自动停炉,待故障排除后按恢复按钮使时序控制恢复到起动前的状态,方能重新起动辅锅炉。

2设计的实现

该系统采用TCP/IP结构,是一个开放的模块化环境,系统的管理和三维模型的实时渲染都在web服务器上运行,客户端只要连接到Internet上的任意一台计算机,下载一个很小的网页插件就可以遍览该系统。而它的实现方式就是通过网络传输反映三维场景的模型文件,用户根据自己的需求将相应的模型文件下载到客户端,通过网页插件来提供对模型文件的动态实施和实时渲染。

3三维实体模型的建立

维实体模型是该系统实现漫游和交互的基础,模型的好坏直接影响运行的效果和客户端浏览的逼真度。粗糙的模型,不能给人视觉上的美感,失去原有实体模型的真实性;模型建得过细,就会降低场景图形的绘制效率,同时给渲染和计算机的显示带来麻烦,因此建模过程中,平衡模型细节度和复杂度显得尤为重要。

采用3dsmax进行建模。逐级对船舶辅锅炉的组成部分,各组成部分中的零部件进行分割,根据部件的形状和工作特征,选择不同的建模方法,然后把个部件组合成完整的三维场景,最后导入到虚拟编辑器(VRP编辑器),以供底层的程序进行控制,形成一个完整动态模型。图2为锅炉控制面版的三维图形。超级秘书网

4交互功能的实现

在交互功能的实现过程中,首先使用VisuaC++中的MFC框架来设计服务器的用户界面根据界面定义的功能,使用网络类作为基类来设计一个专门处理自己窗口通信消息的网络对象通过消息函数(CRemoteTestDlg::()nButtonStartVrp())调入设计的三维场景,通过控件定义相应事件处理函数来驱动三维场景,从而实现对j维场景中模型的控制。

在=三维虚拟文件与H’I’MI网页结合上采用超链接的方式:在HTMI网页中,通过超链接的设置来实现同维虚拟文件的结合。浏览者可以通过激活超链接来实现网页与虚拟现实场景的转换,双方的平面显示空间不受约束,为场景中的一些重要细节呈现提供更广阔的空间。例如,当用户点击视点切换文本框中的一个超链接,维虚拟场景中的视点就会自动切换到相对应的场景。以辅锅炉水位控制算法程序为例说明交互的实现机制。

水位控制的算法分为水位控制的运动算法和模拟水的行为算法。水位控制的运动算法相对简单,根据锅炉的运行状态,水位做相应的变化,可以匀速上升、匀速下降、加速上升、加速下降以及在某一水平线的波动。模拟水的行为算法是实现水位控制虚拟化的核心,采用四连通的五位区域采样方法,将四连通周围的五个点求平均值;通过引入阻尼系数来模拟水波上升或下降的震动效果,并反映到导航图中;然后通过激活水波使整个水位控制更接近实际,真正达到虚拟仿真的效果以下是模拟水的行为算法的部分程序:

5结束语

从开发高度逼真的船舶辅锅炉系统的实际需要开发,设计出一种纯软件控制系统,在独立的PC机上运行,将船舶辅锅炉控制系统虚拟到计算机上,操作人员调用内存中的船舶辅锅炉操控系统的维图形,(用鼠标控制浏览方向)对三维对象进行虚拟控制,利用虚拟现实技术构建虚拟动态设备,仿真出与实际设备相近的运行过程,弥补传统操作流程上真实感的不足。

同时利用虚拟现实技术提供的高速运行环境,能够实现多人远程实时操作和三维模型的浏览和交互动态演示,让操作者与电脑实现人机交互,如同身临其境,达到替代实际现场操作的目的,克服了实际操作的单一性和危险性等缺点,降低了船舶辅锅炉控制系统运行演示的成本以及船舶辅锅炉误操作的影响。

参考文献

[1]费干.船舶辅机[M].大连:大连海事大学出版社,1998.

[2]张力明,卢晓春,叶翠安.基于组态控制船用辅锅炉监控系统的设计与实现[J].船海工程,2008,37(4):55—57.

控制技术论文范文第8篇

一、虚拟仪器与运动控制

1.虚拟仪器与图形化编程语言-LabVIEW

虚拟仪器(即VirtualInstrument,简称NI)是一种基于计算机的仪器,就是在通用计算机上加上软件和(或)硬件,使得使用者在操作这台计算机时,就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中,硬件仅仅是为了解决信号的输入输出,软件才是整个仪器系统的关键,任何一个使用者都可以通过修改软件的方法,很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模,所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现,彻底打破了传统仪器由厂家定义,用户无法改变的模式,虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户(而不是厂家)可以随心所欲地根据自己的需求,设计自己的仪器系统,满足多种多样的应用需求。

虚拟仪器系统是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用PC计算机强大的图形编程环境和在线帮助功能,结合相应的硬件,快速建立人机交互界面的虚拟仪器面板,完成对仪器或设备的控制、数据分析与显示,提高仪器的功能和使用效率,大幅度降低仪器的价格,使用户可以根据自己的需要定义仪器的功能,方便地对其进行维护、扩展、升级等。

LabVIEW是美国NI公司利用虚拟仪器(virtualinstnlments)技术开发的32位,主要面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台。LabVIEW同时也是一一种功能强大的图形编程语言,但它与传统的文本编程语言(如c语言)不同,采用了一种基于流程图的图形化编程形式,因此也被称为G语言(graphicallanguage)。这种图形化的编程形式,方便了非软件专业的工程师快速编制程序。LabVIEW也不同于传统文本式的编程语言的顺序执行方式,而是采用了数据流的执行方式,这种方式要求程序仅在各节点已获得它的全部数据后才执行。

多任务并行处理一般是通过多线程技术来实现的,不同的任务实际上通过各自的线程轮流占用CPU时间片来达到“同时”处理的目的。LabVIEW也采用了多线程技术,而且与传统文本式的编程语言相比,有两大优点:LabVIEW把线程完全抽象出来,编程者不需对线程进行创建、撤销及同步等操作;LabVIEW使用图形化的数据流的执行方式,因此在调试程序时,可以非常直观地看到代码的并行运行状态,这使编程者很容易理解多任务的概念。

LabVIEW图形化编程语言有效地利用了当今图形用户接口的点击特性。编写程序只包含以下的一些简单步骤:

用鼠标选择仪器函数作为对象;

描述测试步骤和对象之间的关系;

建立初始条件。

2.运动控制

运动控制卡是一种基于PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为:

为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求;

在各种工业设备、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中,急需一个运动控制模块的硬件平台;

PC机在各种工业现场的广泛应用,也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心,大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地,运动控制卡与PC机构成主从式控制结构:PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等);控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在相应系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,步进电机由于具有转子惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点,成了控制系统的主要执行元件之一。步进电机的控制方法包括开环控制和闭环控制两种。

二、基于虚拟仪器的步进电机控制系统整体结构与原理

一般运动控制系统主要由五部分构成:被移动的机械设备、运动I/O的马达(伺服或步进)、马达驱动单元、智能运动控制器、以及编程/操作接口软件。

本系统的目标是利用笔者实验室已有美国国家仪器公司(NI)的NIPCI7354伺服/步进运动控制卡及其配套软件、NI7604伺服/步进驱动器及其配套软件、两相步进电机、LabVIEW软件、多轴精密电移台(负载)、PC机等构建一套步进电机运动控制系统,分别实现单轴、两轴、三轴和四轴的运动控制,要求系统具有数控系统的基本功能,能实现不同坐标系下的直线、圆弧插补、速度控制、电子传动等功能,以供实验教学应用。系统整体结构框图如图1示。

图1系统整体结构框图

1.NIPCI7354运动控制卡

NIPCI7354控制卡可同时控制包括交流和步进电机的4轴运动,能实现诸如点到点位置控制、速度控制、三维直线、圆弧、螺旋型和球形运动、电子传动、混合运动、回程和限位控制、Trigger输入和Breakpoint输出等功能。NIPCI7354的嵌入式固件是基于RT0S(实时操作系统)内核的,实时性强,通过简单易用的运动控制器、软件、以及外设提供集成方案的功能与能力,为一般伺服与步进应用提供精确、高性能的运动功能。该运动控制器可以使用支持Windows2000/NT/Me/xp操作系统的LabVIEW、MeasurementStudio(LabWindows/CVI、VisualBasic)以及C/C++进行编程。

NIPCI7354运动控制卡是高性能PCI步进/伺服控制器,可用于所有运动控制系统中,控制器采用先进的技术,在嵌入式实时运动或者以主机为中心的编程环境中提供混合运动轨迹控制和完全协同的圆形、线性、点到点、齿轮和空间矢量控制。其丰富的功能可以满足最为严格的要求。

NIPCI7354运动控制卡的主要特点:通过PCI总线与主机(上位机)通信;68芯VHDCI输出电缆;普通数字输出电压:0-32V;高电平3.5--30V,低电平0—2V;最大脉冲速率:100KHZ;运行电流:3-14mA;触发输出最大脉冲速率:1MHz;

2.运动控制软件

利用NILabVIEW图形化编程语言以及各种应用软件可以开发功能强大的运动控制程序,运动控制器配备NI-Motion驱动软件提供的LabVIEWVI、固件更新程序、DLL程序,可以利用其它开发工具(比如MeasurementStudio,LabWindowsCVI)或其它编程语言开发运动控制应用。NI运动助手(MotionAssistant)是一个采用LabVIEW代码生成方法的附加工具,运用该工具您只需进行极少编程甚至无需编程即可开发LabVIEW运动控制应用。

3.NI7604驱动器

NI7604驱动器将NI7354提供的四轴运动控制信号放大,以驱动两相步进电机运转,带动精密电移台运动。该驱动器将运动控制器与特定应用马达、编码器、限位器、用户I/O连接在一起