机械控制论文精选(九篇)

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第1篇：机械控制论文范文

在设备选型环节，存在的风险往往是因为人们没有将实物与现场情况对应起来判断选型是否正确。规避措施：首先应检查产品技术文件或合同，了解拟安装设备的预期用途和工作环境，对照相应法规标准判断选型是否正确，与合同和型式试验所叙述的是否一致。如果用户在技术文件或合同中未明确的，应要求使用单位出具由施工单位盖章确认的有关设备预期用途和使用环境的证明文件。除了要求使用单位提供证明文件外，还必须了解起重机实际使用的工况、起重机的结构型式等是否正确，性能参数、工作级别是否满足使用要求，工作环境是否用于防爆、防尘、防水或吊运熔融金属等。比如，1台型号表明为A3等级的起重机，实际使用十分频繁；型号为普通起重机的行吊，实际使用过程中吊运熔融金属或者使用在易燃易爆车间内，这些都易造成设备风险，不符合要求。

二、产品技术文件确认环节

1.需确认产品技术文件名称

（1）产品设计文件。

（2）产品质量合格证明、安装及其使用维护说明。

（3）型式试验合格证明。

2.查验资料时应规避的风险

（1）型式试验合格证明所列设备名称、型号规格与产品质量合格证应相符，主要参数能覆盖拟安装设备的参数。

（2）判断制造单位是否超范围制造，应查验制造许可证的项目许可范围。

（3）拟安装的设备与型式试验证明不符，应查验设计文件与型式实验合格证明。

（4）以上资料需加盖制造单位红章。

三、起重机轨道、基础确认环节

在起重机轨道、基础确认环节风险主要在于：有些单位私自建造，设计不符合要求，给起重机的运行带来极大的安全隐患。规避措施：起重机轨道基础确认的验收证明应由使用单位提供，由施工单位盖章确认。除了轨道基础要有验收证明文件外，还应结合载荷试验严格把关，如试验过程中出现起重机运行异常、基础摇晃等，应停止试验，要求施工单位立即整改。

四、抗风防滑装置检查环节

在抗风防滑装置的检查环节，风险主要在于防风装置的设置不符合要求。规避措施：防风装置应按设计文件的要求进行配置，设计文件没有明确规定的防风装置应至少配置夹轨器，铁鞋等。此外对于风力较大的地区，除了夹轨器、铁鞋外，还必须配置锚定装置或防风拉索。在进行动作试验时，应检查钳口夹紧情况，锚定的可靠性以及电气保护装置的工作状况，其顶轨器、防爬器、自锁式防滑装置功能是否有效。

五、起重机超载保护装置验证环节

在对起重机超载保护装置的验证环节，存在的主要风险是部分施工单位未安排专业人员进行调试，特别是对臂架型起重机超重力矩限制器，如果调试得过大，有可能造成起重机倾覆，易引起重大伤亡事故的发生。规避措施：在实际工作中，相关人员应核查设计文件、起重量特性曲线表等，要求试验的载荷要准确，提供的产品必须有型式试验合格证明。对于安装调试不符合要求的，要求施工单位进行整改。

六、集群作业起重机的检查环节

在对集群作业起重机的检查环节，存在的主要风险是如果不采取一定的监控手段（安装安全监控装置）控制起重机的作业范围，很有可能造成起重机交叉作业而发生碰撞。规避措施：应在现场告知使用单位不允许同时作业，保证安全距离。如果在技术手段上无法满足时，应要求使用单位做出书面承诺，采取必要的监管措施，保证起重机在可控范围内工作，以免起重机发生相碰事故。

七、起重机进行载荷试验环节

在对起重机进行载荷试验环节，存在的风险主要是试验的方法不科学。为确保设备安全，检验安全以及人员安全，可采取以下规避措施。

（1）载荷试验前应核查施工单位的试验方案，检查现场试验条件。试验条件应满足《起重机试验规范和程序》（GB/T5905-2011）的要求。

（2）试验的顺序应该是：空载试验-额定载荷试验-静载荷试验-动载荷试验。如果前一个试验不合格，不能进行下一项试验。否则，容易造成起重机试验事故。

（3）试验载荷的重量要准确，否则一旦发生主梁下挠超标或断裂情况时，容易出现质量纠纷。如果对试吊载荷重量不能确定时，应由使用单位和安装单位签字确认后方可起吊。

（4）额定载荷试验中有挠度测量项目的，应在静载试验后进行。尽量避免采用有价值的设备代替载荷，一旦摔坏，易发生赔偿纠纷。

（5）注意现场安全。现场监检人员应站在安全区域，防止重物坠落或倾覆伤及人身。应要求使用单位在现场设置警戒区域，保证现场安全。

（6）发现建筑物的设计不能满足起重机的试验载荷的承重能力时，应立即中止检验。八、质量体系运行情况审查环节在对质量体系运行情况进行审查环节,主要风险来自于施工单位不能按照质量体系进行运作，现场作业人员混乱，部分施工单位能力很低，与规则要求严重不相符，因而给监检工作带来压力和难度。规避风险措施：按规则要求，对施工单位的组织体系及作业人员进行严格审查，特别是现场施工负责人及作业人员资质的审查。对整个施工过程记录应严格把关，如有不符合情况时，应形成书面意见，要求施工单位整改。

第2篇：机械控制论文范文

1.1减轻工作量，缩短设计周期

使用控制工程，可以轻易地将设计师脑海中的三维模型反映到计算机中，而不是简单地用二维图纸表示出来，这大大降低了设计师的工作强度，加快了新产品的更新速度，提高了市场竞争力。

1.2使零件设计变得简单

利用机械制造与控制工程之间的联系，可以很简单地对零件进行设计以及后期的修改，可以在设计过程中不断加入新的设计思想，从而不断完善设计。同时控制工程可以根据零件相互之间的位置以及配合关系，在保证零件之间配合的前提下，完成零件设计，从而避免在零件后期出现装配不上的问题。

1.3使零件装配更加直观

机械制造与控制工程能够施加装配约束以及装配分析，可分析装配体各零件之间的关系，同时通过隐藏（显示）某些零件，进而清晰地显示出装配体内部结构。对于运动件可以使用运动仿真，通过施加约束以及驱动保证运动的可靠性以及可行性。

2机械制造与控制工程之间的联系

2.1控制工程有利于促进机械制造业的研发

提高其管理水平一般有三种控制工程模式，分别是智能控制的认知结构、函数型连接神经元、实现智能计算结构的混合网络。智能控制的认知结构，体现的是控制工程中的一种，它构成了一种智能计算结构，它与人一起设计并实现智能控制算法。主要的作用是弥补人脑计算模拟的不足，主要参与定性规划、督导等，这样就可以使我们的机械制造业变得更加有效率。而函数型连接神经元和实现智能计算结构的混合网络实例，可以更加肯定的设计机械制造的一些模型，促进机械制造业的发展。因此，为了降低计算复杂性，提高运算的效率和实时性，需要对信息空间实施广义优化，分割具有多分辨率的信息空间。这样一来，我们就更加需要对机械制造业进行一定的控制工程的作业。设计人只需将建立的产品模型装配在一起，就可以发现其结构或者功能上的不合理之处，并及时进行修正，既提高了设计效率，又保证了设计的可行性。

2.2控制工程有利于促进机械制造的成本优化

在当前竞争环境下，国内机械制造企业存在着一个普遍的问题，那就是在生产成本控制方面面临巨大压力。所以如何在满足外部需求的同时尽可能地控制并降低内部成本消耗，已经成为各企业共同关注与亟待解决的一个重要问题，同时也是我们必须采取措施加以解决的问题。而此时，我们必须要对成本进行合理有效的控制，使其发挥最大的效用。对车间资源配置进行调整以实现总体成本优化，实现各种资源的优化配置，同时考虑资源使用方式的多样性，这样就可以在很大程度上节约资本，所以我们必须要利用控制工程来促进资源的合理利用。一方面需要结合生产对各种资源配置方案的调整效果作出准确的评价，另一方面又需要提供有效的备选方案的优化选择，通过搜索比较，我们可以发现，这样就可以实现问题的快速解决，更好地优化机械制造的成本。

2.3机械制造的发展也可以促进控制工程的发展

机械制造业的发展可以为我们提供大量的资金支持，这样我们就可以很明显地看出工程制造的发展方向，也可以使控制工程得到快速的发展。机械制造可以使控制工程实现对输入信息的有效扩展与增强，同时也可以完成中枢处理的动态局域网络，能实现信息空间的优化分解，大大降低计算的复杂性，提高工作的效率和实时性。这种框架具有较强的信息融合和技术集成能力，大大提高了机械制造业的工作效率。所以，我们必须要加强相关技术培训，进一步促进我国相关技术的发展，提高我国的综合经济实力。随着近年来科技的不断发展，人们对于新产品的需求程度以及开发力度也逐渐加大，但是传统的设计方法是从无到有，这大大增加了新产品的开发周期和产品成本。随着科技水平的不断提高，越来越多的军用技术向民用技术转化，减小了工作强度，提高了设计效率。

3如何促进二者的和谐共同发展

3.1加强对相关技术人员的培养

随着科学技术的发展，先进设备不断涌现，机械设计和工艺安排方面有了较快的发展。就目前市场的生产水平而言，大型企业资金雄厚，拥有先进的技术和生产设备，而中、小型企业在工艺安排和夹具设备方面相对较差，希望通过对输出轴零件的工艺和专用夹具的设计，解决中、小企业所存在的问题，提高生产效率、提高产品精度，降低生产成本。所以说我们必须要培养相关技术人员，促进CAD技术的发展。如复杂的石雕图形是无法通过传统的加工手段制造出来，只能由技艺高超的雕刻师傅们手工雕刻，而采用了三维数据设计以后这些问题就迎刃而解。通过对手工雕刻的实物进行扫描处理，形成雕刻机能够识别的文件，控制雕刻机进行批量化石雕生产。

3.2在机械制造工艺中有效应用控制工程

将各种原材料、半成品加工成产品的方法和过程叫做机械制造工艺。随着先进工业和科学技术的发展，机械制造工艺发展起来。机床和工件之间的连接需要用到夹具，夹具能使工件相对于机床或者刀具获得正确的位置。工件加工表面的位置精度和生产效率很大部分取决于夹具的好坏，按使用范围可以把夹具分为：专业夹具、通用夹具、组合夹具和随行夹具、可调整夹具和成组夹具等。控制工程设计旨在通过对减速器输出轴的零件图进行分析，了解它的技术要求，对其制造工艺以及专业夹具进行设计。所以必须要加强相关的宣传，在机械工程设计领域中更好地应用控制工程。在产品设计后期的优化设计中，产品的综合力学分析以及结构优化都是非常必要的。

3.3企业加大资金的投入

第3篇：机械控制论文范文

关键词直螺纹 钢筋 机械 质量 控制

Abstract: With the development and progress of society, attention to quality control reinforced mechanical connection of the straight thread of great significance. This paper describes the direct mechanical connection of twisted steel quality control.Key words： straight twisted steel mechanical quality control

中图分类号： TU201.2文献标识码：A文章编号：

引言

青海油田天然气开发研究中心工程为全现浇框架结构，框架柱采用Ⅱ级钢筋，最大钢筋直径25mm,框架梁采用Ⅲ级钢筋，最大钢筋直径28mm，设计为直螺纹钢筋机械连接。钢筋机械连接操作简单、节能、施工速度快、无污染，不受气候影响，可全天候施工。为确保工程质量，保证框架梁、柱中主筋的抗拉强度，提高工程质量和结构安全性，开展了qc公关活动，并列如下选题因素：

一、本工程质量目标为“确保神州杯，争创飞天奖”，工程质量要求精益求精。

二、直螺纹可同径、异径钢筋连接。可以提前预制，连接速度快，对中性好，工艺简单，无明火作业，安全可靠，无环境污染，节约钢材和能源，可全天候施工。

三、钢筋直螺纹连接技术是建设部推广建筑业十项新技术之一。本工程所有直径在16mm以上的HRB335、HRB400钢筋采用直螺纹技术连接。

四、钢筋等强滚轧直螺纹连接施工是本工程的关键工序，又是一个特殊过程。

1、现状调查及其分析

2010年4月1日，QC小组成员召开了专题研讨会，对钢筋等强滚轧直螺纹连接施工工艺进行分析，确定其流程为：

（施工准备工作）操作工人交底、钢筋下料准备和试车零位调整长度调整钢筋装卡加工丝头连接钢筋

经分析，易出现问题的子项主要有：钢筋端面与钢筋轴线不垂直、丝头尺寸不符合规定、套筒两端外露完整有效扣超过2扣等。针对这些问题，专业工程技术人员，运用统计法找出其中的关键问题，调查主楼基础筏板前期施工过程中，钢筋班组每连接100个接头一次性合格率为 92％。

检查结果：施工中出现大量的返工返修现象，浪费时间、人力、损害了公司形象。 如下图所示：

2、主要影响因素

由于地域限制，操作人员技术水平的限制，及在使用工艺掌握上都没有丰富的经验，因此依据因果分析法及以上调查结果丝扣加工及安装过程中主要存在以下几方面的问题：首先，钢筋加工过程中存在钢筋切口不平整，套丝长度控制不准确，导致安装过程中外露丝扣超出要求，钢筋深入钢套筒两端的长度不居中等问题。 其次钢筋连接过程前期安装套筒与钢筋连接不紧，未用力矩扳手检验；最后，交底不到位，操作工人责任心不强。

3、质量控制措施

仍有可能发生意想不到的钢筋接头不合格事件。如下表所示为直螺纹钢筋连接控制措施概要：

3.1钢筋加工过程

3.1.1材料及机具设备

①钢筋应符合国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）的要求。

②套筒与锁母材料应采用优质碳素钢或合金结构钢，其材质应符合GB699的规定。

③工具设备：切割机、套丝机、普通扳手、量规、钢尺等。

3.1.2质量控制与注意事项

①参加滚压直螺纹接头施工的人员必须进行技术培训，并经考核合格后方可持证上岗操作。

②钢筋端面必须平整，应采用砂轮切割机下料，对端面弯曲、马蹄严重的应切去，避免在加工过程中破坏刀口和影响丝头质量。

③钢筋加工时应经常添加水溶性切削液，严禁不用切削液加工丝头。

④待加工钢筋必须系好标识牌，避免加工后对错型号。

⑤丝头加工检验完成后其端头应及时戴保护帽，防止丝头在搬运和安装施工过程中被损坏或被水泥浆污染。

⑥丝头加工过程中应经常检查丝牙长度、丝牙牙型的饱满度及完整丝扣圈数。

为充分发挥钢筋本材强度，连接套筒的设计强度大于等于钢筋抗拉强度标准值的1.1倍，在钢筋套丝机丝扣标尺上做好标记，便于操作工控制套丝长度。同时，加工钢筋螺纹时，要使用切削液。 对已制作检验合格的丝头要求加保护帽。 按照下列标准逐个检查钢筋丝扣长度及外露长度。

3.2钢筋连接过程

直螺纹接头的连接及检验，用套筒对螺纹中径尺寸进行检查，抽检数量不小于10%；用力矩扳手检验；

（1）直螺纹接头的现场连接

①连接钢筋时，钢筋规格和套筒的规格必须一致且数量不小于10%，钢筋和套筒的丝扣必须干净、完好无损。

②连接钢筋时应对正轴线将钢筋拧入连接套筒。

③接头连接完成后，应使2个丝头在套筒中央位置互相顶紧，标准型套筒每端不得有一扣以上完整丝外露。

（2）直螺纹钢筋接头的质量检验 直螺纹钢筋接头性能检验分型式检验和施工现场检验两类，套筒检验为出厂检验，丝头检验为加工现场检验。型式检验包括单向拉伸、高应变反复拉压、大变形反复拉压的强度、极限应变和残余变形的检验。

3.3技术交底

2010年7月25日召开QC小组会议，组织劳务配合队伍现场技术管理人员、钢筋操作班组，进行专项技术交底。在会上做如下工作:

对操作工人进行技术培训和详细的技术交底，在现场对操作工人采用询问方式进行口头考核。操作工均能正确答复操作要领，虽后现场加工3个25的丝扣，经检验符合规范要求。

4、效果检验

4.1主楼基础钢筋机械连接开展QC活动后：

如下表所示：

构件名称 钢筋规格 实验取样数量（个） 机械连接接头

实验数据平均值

N/2 一级接头等级是1.10倍钢筋抗拉强度标准值HRB400

4.2检验结果：

所有随机抽样结果均达达到JGJ107-2010《钢筋机械连接技术规程》Ⅰ级接头性能等级。钢筋接头合格率100%。

5、效果评价

天然气开发研究中心基础工程中应用PDCA方法，钢筋直螺纹机械连接强度均达到钢筋一级接头的连接要求。提高了钢筋连接的可靠性。并且，采用了钢筋机械连接技术，大大提高了施工功效且减轻了工人的劳动强度。而且还提高了管理人员的管理水平，增强了施工人员的技术水平，小组成员也在本次活动中掌握了套筒连接技术标准和施工方法。本次QC活动取得了圆满成功，钢筋连接质量得到了保证。

结束语

通过对钢筋机械连接新技术的应用我们打算在主体工程中继续加强对钢筋直螺纹机械连接质量控制，并严格按照国家标准及施工规范的要求把新工艺做到最好，更好，确保建筑结构达到工程质量优良的标准。

参考文献

[1] 中国建筑工业出版社编．滚扎直螺纹钢筋连接接头[M]．北京：中国建筑工业出版社出版，2010：65―68

[2] 中国有色工程设计研究总院．混凝土结构构造手册(第三版)[M]．中国建筑工业出版社出版，2009：76―80

[3]中国建筑工业出版社编．钢筋机械连接通用技术规程[M]．北京：中国建筑工业出版社出版，2008：56―62

[4]毕强．钢筋滚轧直螺纹连接控制技术[J]．建材技术与应用，2010，(04)：32―40

第4篇：机械控制论文范文

数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。

目前是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成，这样极大的增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。

2机械制造中数控技术的应用

2.1工业生产工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上，或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下，完成人类难以完成的工作，很大程度上改善了劳动条件，保证了生产质量和人身安全。

在实际操作中，控制单元是由计算机系统组成，指挥机器人按照写入内核的程序向驱动单元发出指令，完成预想的操作，同时同步检测执行动作，一旦出现错误或发生故障，由传感系统和检测系统反馈到控制单元，发出报警信号和相应的保护动作。而执行机构是由伺服系统和机械构件组成。有动力部分向执行机构提供动力，使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作。

2.2煤矿机械现代采煤机开发速度快、品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。

2.3汽车工业汽车工业近20年来发展尤为迅猛，在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。

将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现，不仅如此，数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。

2.4机床设备机械设备是机械制造中的重中之重，面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上，从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需零件。

3数控技术的发展

从第一台数控机床开发成功到现在已有50多年的历史，由传统的封闭式数控系统发展到现今的开放式PC数控系统。传统的计算机数控系统，由于采用封闭的体系结构，它的通用性、软件移植性、功能扩展和维修都比较困难；开放式体系结构的计算机数控系统的发展，使传统的计算机数控系统的市场正在受到挑战。开放式计算机数控系统，采用软件模块化的体系结构，显示了优良的性能，能适应各种计算机的软件平台，具有统一风格的用户交互环境，操作、维护、更新换代和软件开发都比较方便，具有较高的性能价格比，已成为数控系统发展的方向。

4结束语

机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。PC机进入数控领域，极大的促进了数控技术的发展，也为我国在数控生产领域赶超发达国家提供了机遇。跟上发展先进数控制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，尽快缩小与发达国家的差距，在激烈的市场竞争中立于不败之地。同时，数控加工技术的发展孕育产生大量的数控专业技术人才，进而推动我国现代机械制造业进一步走向繁荣。

参考文献：

[1]马岩.中国木材工业数控化的普及[J].木材工业.2006(02).

[2]陈光明.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].制造业自动化.2005(09).

[3]南生春，傅万四.浅谈数控技术在木材加工机械上的应用[J].木材加工机械,2004(01).

[4]孙荣创.数控技术及装备的发展趋势及策略[J].中国科技信息.2006(12).

第5篇：机械控制论文范文

机械制造是直观来讲通过机械来制造成品，通过对原材料实施加工、包装处理、冷热处理、检验产品以及实施运输的整个过程。而且从我国这方面技术水平发展的实际情况来看，在企业规模与生产实力发展水平方面还处于世界先进前列，但是我们现在所制造出来的机械成品大部分都是技术含量不够高，属于中档与抵挡行列的机械成品，至于在知识产权品牌这个方面更显得比较落后，而且从目前发展的情况来看比较滞后。

目前我国机械制造行业有一个比较严重的问题：我国的机械制造产品针对外国的技术在需求方面比较高。例如：大部分消费者购买了国产机械产品过后，会发现虽然是国内机械产品，但是很多关键部位却需要国外的机械技术才能加以完成，这样的问题长时间以来就会让国内的消费者产生一种比较“畸形”的消费观念：会非常肯定的认为进口机械产品的质量一定好于国内机械产品的质量。因此，我国机械制造行业必须面对这些问题，面临这样重大的挑战，需要更加重视机械产品的生产能力与生产质量，逐步提升机械制造过程中的科技含量。从而在未来的时间，从质量方面来改善人们对于国产机械产品的偏激认识，不断增强国内机械制造行业的竞争势力，才能更好的立足于现代市场竞争的环境之中。

二、机械制造自动化

利用主控器来输入相关的数据与编码，从而来对机械进行操作来代替一些人工无法实现的速度，无法实现的制造精度，无法适应的复杂等等过程。将机械制造产品的达标率提高，在一定程度上降低了工作的难度，缩短了生产时间，是目前现代化工业生产的基本要求。

针对目前我国机械产业所存在的问题，若要改变现状，提升自身生产实力，最大限度的保障产品质量，将生产成本逐渐降低，对机械制造现代化技术的实现是我国机械制造行业的必然趋势。只有将机械自动化实现，才能真正提升自身的生产水平，才能顺应市场的需求，才能适应时代的发展。而且目前自动化极限的实现是数控技术的应用，也是推动传统机械制造产业向现代化机械制造产业过渡。

三、数控技术的分析

1.工业生产中的数控技术。在实际生产的操作过程中，需要先设计相关的程序编号，然后将这些程序编码输入到计算机中去，让计算机来进行自动控制的生产代替制造操作方面的动作。在实际的生产过程中，同时计算机也会检测到是否可能出现生产故障或者系统错误，然后制定出及时的改善措施，确保生产稳定进行。数控实际操作的过程中，也需要人工担任监督工作，从而不仅能更好的保障生产过程稳定而安全的运行，而且能提升生产效率，在出现突况的同时，还能及时的采取保护措施。因此，工业生产中融入数控技术不仅能更好的改善生产条件与环境，将工业生产行业所隐含的危险系数降低，还能节省更多的劳动力，缩减开支，提高产品生产效率，更好的保障了产品的质量。因为产品在生产的过程中是通过计算机进行控制操作的，所以众多产品之间不会出现传统工艺中较大差异的问题。

2.煤矿机械中的数控技术。我国煤矿行业具有一定的利润优势，采煤机械在这个因素的推动下得到了高速的发展，而且基于开采煤矿的环境存在一定的差异性，因此，机械的种类与先进设备在开发的过程中也不相同。通常一般的机械在进行生产的时候都是按小批量来的。由于开采机械的机壳是通过焊件的使用才制造毛培的。传统加工方式对于单件下料这个问题来讲是比较难的。利用数控技术进行控制切割，不仅能更好的完成采煤机械的叶片、滚筒等方面的处理工作，突破了传统的仿形法，让整个生产过程得到了优化。由此可见，在数控技术在采煤机械中使用的优势在于：利用数控技术制造采煤机械有助于将切割速度最大限度的提升，让锋利的叶片在等同的时间内，实现更多的采集目标。特别是实际操作过程中也突破传统的机械操作模式，大大降低了采煤行业的危险系数，促进了生产效率的提升。

3.汽车工业中的数控技术。随着社会经济的高速发展，汽车行业也得到了前所未有的发展，同时也注定了在汽车制造行业中，汽车部件装置的加工技术需要不断的改善来适应。在汽车行业中使用数控技术，不仅促进了复杂部件制造效率的提升，而且提升了我国汽车行业在国际竞争环境中的实力。最近几十年，汽车行业的发展突飞猛进，数控技术的诞生，提升了复杂零件制造的效率与质量。经过一系列的整合可以告诉我们通过加强柔性生产，不仅能让汽车品种多元化，而且能高效生产中低批量的汽车，更好的满足现代社会的不断需求。同时，现代化汽车工业中必不可少的重要技术是将虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术，将这些技术运用到汽车工业中才能使其行业得到质的突破。

第6篇：机械控制论文范文

符合人机工程学的机械结构设计，是最近十几年来所大力提倡的；人机工程学以人、机、环境三要素为核心，考虑到工业造型设计技术和艺术，美观、大方、适用、实用是始终追求的目标。

2舰船指控设备结构型式的演变

自20世纪50年代开始，我国舰船指控设备完成了由机电指挥仪向数字化综合指控设备的演变，设备从以模拟计算机为主转变成以微型数字计算机为主。下面介绍指控设备上一些主要器件、部件和结构型式的演变。

2.1显示器的演变

目前，CRT显示器已被液晶显示器和LCD显示器替代。由于工作原理不同，液晶显示器、LCD显示器与CRT显示器有明显的性能差异，较圆满地解决了CRT显示器无法克服的在体积、重量、功耗、环保和电磁辐射等方面的缺点。

2.2计算机的演变

早期舰船用计算机的结构形式是：各插件模块通过槽口固定于开放式插件框架中，自带的楔形锁紧装置与槽口两侧壁紧固，其后部的电连接器通过盲插方式与印制大底板上的电连接器链接，大底板上的输入输出信号通过专用的转接板转接。现在取而代之的是全密封、全加固的抗恶劣环境加固机，不仅体积小、重量轻，而且具有良好的抗振、散热、电磁防护能力。

2.3功能部件的演变

鼠标、键盘、触摸屏等通用的功能逐渐被集成为全加固模块，通过预留接口与外部设备联系。尺寸被严格定义，实现了模块标准化、通用化设计。这类模块多采用整体设计和加工工艺，如真空钎焊、整体铸造和整体机加等，具有体积小、结构紧凑等特点，既能减轻重量，又保证模块有良好的适应性。

2.4整机结构型式的演变

显示器、计算机和功能模块的进步，导致了整机在重量、体积上都有了大幅度的下降，造型变得更加时尚、美观。由于各类模块标准化、通用化的实现，整机设计变得快捷、方便，在争取任务和任务立项时，根据特定的需求，短时间内可提供初步的技术方案，确定外形尺寸和重量等指标。表1给出了不同时期指控设备的结构型式。

3几个关键技术问题的现状

经过几十年的发展，指控设备的结构设计内容发生了较大的变化，不再有非线性齿轮、劈锥、传动链这类复杂结构，剩下的是台、柜造型、面板设计、壳体铸造等。台、柜、箱及其各层次设备已实现标准化、通用化和系列化。整机内部小到插件模块、通用模块、专用模块，大到显示器、计算机都实现了全加固设计，并通过严格的应力筛选试验，整机必须按国军标要求参加例行试验，通过抗振、散热和电磁兼容能力测试。结构设计及其可靠性测试方法和手段逐渐成熟，但也存在一些问题。

3.1隔振减振设计

隔振减振设计主要还是遵循传统的方法进行，以定性设计为主。即，对结构件做个初步的静力分析后，再根据使用环境和经验乘上一个安全系数，在设计阶段难以充分考虑动态激励带来的影响。设备的抗振能力主要靠环境试验来验证。这种设计方法带来的问题是：

1)由于无法准确把握设备内部重量及分布，台、柜、箱在设计上普遍存在刚强度整体有余、局部不足的问题。虽然在振动、冲击试验中也能发现一些问题，诸如在某个频段振动超标，在哪个频点共振幅值最大等，但不能具体定位，也不能准确评估共振带来的影响；

2)设备的重量和几何重心的位置，是在总装完成后靠称量才能最终确定，所以，通常是选择具有一定承载范围的减震器，在使用过程中需对承载量进行调节，给用户带来一定的麻烦。

3.2热设计

现役的指控设备从机箱到台、柜基本上还是通过风机散热，这是目前主流散热方式。对于发热量大的模块，如加固机，除了要解决自身的散热问题，还在台、柜内部设计专用风道，保证热量快速排除。其弊病是会造成电磁干扰且噪声较大；20世纪90年代，国外一些潜艇指控设备开始采用液冷散热，这种通过泵产生的动力推动密闭装置中液体的循环来实现散热的方式，具有较高的效率，且噪声较小，缺点是成本较高。近年来，国内也开始进行这方面的研究与试验。由于现行的热设计方法不能准确判断台、柜内部气流的走向，故无法实现对设备从芯片到整机实施有效的温度控制，仅仅是根据总功耗、单个风机的风量以及热源的位置来大略地确定风机的数量和进、出风口的位置，散热效率不高。

3.3电磁兼容设计

早期的纯机械设备和机电设备几乎不要做电磁兼容试验，然而，随着军械电子化程度的迅速提高，越来越多的电路被装入有限的空间，设备内外电磁信号纵横交错、密集重叠，功率分布不均匀；特别是电子战，其基本着眼点就是夺取“制电磁权”。电磁兼容设计在现代指控系统中的重要性可见一斑。电磁兼容设计涉及电器和结构等多个专业，综合性很强。虽然电磁干扰主要是电子元器件及其分布的问题，但与它们安装的位置、元器件屏蔽与密封的好坏、材料固有的屏蔽效能等紧密相关。经过多年的研究并结合试验，指控设备的电磁兼容设计已初具规模，并制定了一些设计规范。但是，由于设备内部安装的模块较多，很难直观地了解内部的电磁环境，一些问题在设计阶段很难被发现。而电磁兼容检测试验又是在设备出厂、功能调试完成后根据要求进行的，这时已到了研制的后期，等发现了问题，再针对超标项目实施解决方案，通常代价是昂贵的，会增加一些不期望的附加元器件。

4关键技术的发展趋势

从上节中可以看到：

1)指控设备结构设计的研制任务量大、周期长、成本高；

2)隔振减振、散热、电磁防护等关键技术的研究进入了瓶颈期，还停留在依靠经验或以往环境试验结果类比、亦或有限的公式估算上。置身于21世纪，这种设计方法已无法适应现代国防对产品快速、可靠、经济的要求。三维设计技术和仿真技术的发展与推广，为这些研究内容的突破提供了有力支持。它们与传统的经验设计方法的融合，将有助于提高研制效率，推动机械结构设计从定性到定性与定量相结合的转变。

4.1三维设计技术的应用

结构设计实现由二维向三维的转变可以说是革命性的，设计者借助计算机将设计思想转化为可视的、可修改、可分析的实体模型，为新产品研发、仿真分析及后续的演示带来诸多方便。1)三维设计可以直观地反映整机内部各单元的装配关系，避免产生干涉等错误。

2)三维软件的参数化设计技术特别适于复杂结构件局部特征修改的快速设计。以机柜壳体为例，对于同一规格的不同机柜，壳体大部分设计特征是通用的，不同主要表现为：两侧壁上横向加强筋和走线凸台的高度位置，导销支架、前横梁支架安装位置以及后横梁的高度位置。如果利用三维软件参数化建模工具，在壳体三维模型构建过程中使用变量来控制上述特征的位置尺寸和约束关系，根据不同的机柜需求编辑这些参数，即可得到具有相似拓扑结构的壳体。

3)随着舰船装备量的加大，用户对设备的重量提出了严格要求。在设计阶段通过指定材质，可快速预测出整机的重量，避免了整机装配完成后再进行减重或配重处理。

4)根据台、柜、箱内部的重量分布，可较准确地地计算出设备的几何重心，并以此为依据确定隔振器的大小和安装位置，逐步实现由选择隔振器到定制隔振器的转变。

5)建立产品常用件、标准件数据库，在新产品设计时可直接调用，节省了人力、物力，避免了重复劳动。

6)仿真分析和演示系统需要三维模型的支持。以仿真为例，在国外设计和分析通常分属不同的部门，设计者考虑的是功能的实现，分析人员则是负责对设计的合理性和准确性做出评估。有了三维模型，分析人员可直接在三维模型上进行简化，开展分析，保证设计与仿真同步进行。

4.2基于仿真分析的隔振减振设计

仿真技术的引入，在方案论证阶段有助于快速了解整机的振动特性以及对外载的响应情况，为决策提供支持；在设计过程中能及时发现结构上的薄弱环节，尽量做到结构合理、加工量少、材料利用率高，在保证抗振能力的前提下，实现轻量化设计。国内很多研究机构和高校都开展了这项工作，并取得了良好的效果。应用较广泛的结构力学仿真软件有很多，如ANSYS、UGNX、ABAQUS等。建议组织专人开展这项研究，掌握模块、机箱和整机各层次设备的结构力学性能，提高指控设备机械结构设计的竞争力。

4.3基于仿真分析的热设计

随着电子技术的迅速发展，指控设备集成化程度不断提高，单位体积内产生的热量不断增加，而有效的散热面积却相对减少；一些发热量较大的功率器件和组件的热设计问题日显突出。如何有效降低传热路径上的热阻成为急待解决的问题，这需要可靠性高且工程化强的热仿真软件的支持。目前已广泛应用的计算机辅助热设计软件有FLUENT，ANSYS，ICEPAK等。这类软件可在短时间内获得复杂热分析方案的模拟结果，及时对元器件的布局、传热路径的设计是否合理做出判断。

4.4基于仿真分析的电磁兼容设计

相对抗振和散热，舰船领域的电磁兼容仿真研究更是鲜见。直到近年才有一些成熟的电磁兼容仿真分析软件被引入国内，如SEMCAD、EMC-A、IE3D-SI等，它们从电磁兼容三要素(干扰源、耦合路径、接收器)出发，与实际工程紧密结合，通过建立干扰源、接收器与多种传输路径的数学模型来模拟传导、辐射、屏蔽等电磁干扰现象，并提供发射机和接收机的端口库、滤波器库、频谱信号库、屏蔽材料库等，可在研制过程中对板卡、模块和台柜等各层次设备及设备间的抗干扰设计做出评估，便于及早发现问题，减少试验阶段的整改。

5结束语

第7篇：机械控制论文范文

一 绪论

1.前言

2.机械手的简史

3.工业机械手在生产中的应用

4.机械手的组成

5工业机械手的发展趋势

6 本章小结

机械手移动工件控制系统的控制要求

1工作原理

2设备控制要求

3硬件配置

I/O地址表

机械手控制系统的程序设计

1流程图

2控制源程序介绍

运行调试

五、梯形图及PLC的外部接线

1梯形图

2 PLC外部接线

3主电路

4元件清单

总结

七、

一 绪论

1.前言

用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。

工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。

工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。

工业机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。

机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。

机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。 随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。

2.机械手的简史

现代机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。

机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。他的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。 1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。

1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。

美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进结构，降低成本。如Unimate公司建立了8年机械手试验台，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。它给出在第一次故障前的平均运行时间），由400小时提高到1500小时，精度可提高到±0.1毫米。

德国机器制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。

瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。

瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。 第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。

第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。

随着工业机器手（机械人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。

3.工业机械手在生产中的应用

机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。

在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化水平越来越高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产效率，完成工人难以完成的或者危险的工作。可在机械工业中，加工、装配等生产很大程度上不是连续的。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有75%是小批量生产；金属加工生产批量中有

四分之三在50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。从这里可以看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。目前在我国机械手常用于完成的工作有：注塑工业中从模具中快速抓取制品并将制品传诵到下一个生产工序；机械手加工行业中用于取料、送料；浇铸行业中用于提取高温熔液等等。本文以能够实现这类工作的搬运机械手为研究对象。

4.机械手的组成

工业机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。

4.1 执行机构

（1）手部 既直接与工件接触的部分，一般是回转型或平动型（多为回转型，因其结构简单）。手部多为两指（也有多指）；根据需要分为外抓式和内抓式两种；也可以用负压式或真空式的空气吸盘（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和电磁吸盘。

传力机构形式教多，常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜槭杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式、弹簧式和重力式。

（2） 腕部 是连接手部和臂部的部件，并可用来调节被抓物体的方位，以扩大机械手的动作范围，并使机械手变的更灵巧，适应性更强。手腕有独立的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求，有些动作较为简单的专用机械手，为了简化结构，可以不设腕部，而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。

目前，应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转液压（气）缸，它的结构紧凑，灵巧但回转角度小（一般小于 2700）,并且要求严格密封，否则就难保证稳定的输出扭距。因此在要求较大回转角的情况下，采用齿条传动或链轮以及轮系结构。

（3）臂部 手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部（包括工作或夹具），并带动他们做空间运动。

臂部运动的目的：把手部送到空间运动范围内任意一点。如果改变手部的姿态（方位），则用腕部的自由度加以实现。因此，一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求，即手臂的伸缩、左右旋转、升降（或俯仰）运动。

手臂的各种运动通常用驱动机构（如液压缸或者气缸）和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷，而且自身运动较为多，受力复杂。因此，它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位精度直接影响机械手的工作性能。

行走机构 有的工业机械手带有行走机构，我国的正处于仿真阶段。

4.2 控制机构

驱动机构是工业机械手的重要组成部分。机械手的控制可采用以下几种方式：

1）用继电器控制，这种控制系统故障率高、控制方式不灵活且功率消耗大，已逐渐被人们所淘汰；

2）用微机控制，虽然它在智能控制方面有较大的功能，但它的抗干扰性差，系统设计比较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，广泛应用也不太容易；

3）PLC控制，此控制系统具有运行可靠、使用维修方便、抗干扰性强、能经受恶劣环境的考验等优越性，已经成为在机械手控制系统中使用最多的控制方式。

4.3 控制系统分类

在机械手的控制上，有点动控制和连续控制两种方式。大多数用插销板进行点位控制，也有采用可编程序控制器控制、微型计算机控制，采用凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等记录程序。主要控制的是坐标位置，并注意其加速度特性。

5工业机械手的发展趋势

(1)工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降。

(2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化:由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问市。

(3)工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化;器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构:大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

(4)机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

(5)虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

(6)当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。

(7)机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前己基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用，弧焊机器人己应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如:可靠性低于国外产品:机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距;在应用规模上，我国己安装的国产工业机器人约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业化进程.我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人，6000m水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种:在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发用方面则刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以期在“十五”后期立于世界先进行列之中。

6 本章小结

本章简要的介绍了机械手的基本概念。在机械手的组成上，系统的从执行机构、控制机构以及控制部分三个方面说明。比较细致的介绍了机械手的发展趋势，简要的叙述了本文研究的内容。

二 .机械手移动工件控制系统的控制要求

以三菱公司的PLC为例，设计一个简单的机械手移动工件控制系统。图a所示为一简易物料搬运机械手的工艺流程图。该机械手石一个水平/垂直位移的机械设备，其操作是将工件从左工作台搬运到右工作台。

机械手移动工件的基本结构图如图a所示

图1-a 机械手移动工件的基本结构图

1工作原理

机械手移动工件通过限位开关和电机来控制。

机械手分别通过前进/后退电机、上升、下降电机的正反转来上、下、左、右移动，移动的最大位置通过上、下、左、右4个限位开关控制。

夹放工件通过夹紧、放下电机的正反转来控制。夹紧工件通过定时器来控制，即凭经验设定一个时间，在这个时间内，机械手能完全夹紧工件。放下工件通过松限位开关来控制。

按下启动按钮，整个系统按照PLC程序的设定有序的运行；正常停车时，按下正常停车按钮，等机械手运行到初始位置，停车。当按下即停按钮时，系统不管运行到什么状态，都要立即停止

2设备控制要求

机械手移动工件控制系统的要求时有“正常运行”和“强制停止”两种控制方式。

2.1正常运行

在初始位置（上、左、松限位开关确定）处，按下启动按钮，系统开始工作；

机械手首先向下运动，运动到最低位置停止；

机械手开始夹紧工件，一直到工件夹紧为止（由定时器控制）；

机械手开始向上运动，一直运动到最上端（由上限位开关确定）；

上限位开关闭合后，机械手开始向右运动；

运行到右端后，机械手开始向下运动；

向下运动到最低位后，机械手把工件松开，一直到松限位开关有效（由松限位开关控制）；

工件松开后，机械手开始向上运动，直至触动上限位开关（上限位开关控制）；

到达最上端后，机械化搜开始左运动，直到触动左限位开关，此时机械手已回到初始位置；

该系统要求能连续循环工作。正常停车时，要求机械手回到初始位置才能停车。

2.2紧急停止

按下紧急停止按钮时，系统立即停止。

3硬件配置

从控制系统图1－B可以看出，在控制方式选择上需要一个启动按钮用来完成自动方式的启动、1个停止按钮用来处理正常情况下的停止运行，1个急停按钮用来处理紧急情况下的停止运行。机械手运动的限位开关有5个:高位限位开关、低位限位开关、左位限位开关、右位限位开关和松开器件开关。手动输入信号共由3个电机组成：前进/后退电机、上升/下降电机、夹取/放下电机。

机械手控制系统图如下图所示：

3.1.PLC的选型

(1)对输入 / 输出点的选择 另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 ％；本设计中的输入点为8，所以PLC所需的输入点需要大于14。 PLC 每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

(2)对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 / 点来估算，本设计中的开关量为830；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算，本设计中有一个定时器。最后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。

(3)对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。

(4)根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。本设计中的在负载都式动作不频繁的交、直流负载，因此选用继电器输出型的。继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。

(5)对 PLC 结构形式的选择 FX2N系列PLC是三菱公司的高性能叠装式机种。可以分配不同的单元：基本单元、扩展单元和特殊单元。基本单元内含有CPU，存储器和I/O电路，要增加系统的I/O点数可联接扩展单元，增加系统的控制功能，则可以连接相应的特殊单元。在本系统中，配置基本单元就可以满足控制要求。不同的负载对PLC的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的PLC有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的PLC。即选用FX2N-32MR继电器输出型PLC作为机械手移动工件的控制系统。

机械手移动工件控制以三菱公司的FX2N 系列PLC为例，PLC框架配置如图1－C所示:

图1－C PLC框架配置

&nbs p;3.2.按钮的选择

按钮是最常用的主令电器，在低压控制电路中用于手动发出控制信号。它由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。按用途和结构的不同，分为启动按钮、停止按钮和复合按钮等。

在机械手控制系统的设计中，选用分别选用了一个启动按钮，一个停止按钮，一个急停按钮，其原理分别为：启动按钮带有常开触头，手指按下钮帽，常开触头闭合；手指松开，常开触头复位。停止按钮带有常闭触头，手指按下按钮帽，常闭触头断开；手指松开，常闭触头复位。急停按钮按下之后，机械手移动工件立即停止；急停按钮解除后，所有输出重新开始。一按按钮，机床就能锁住，解除的方法是旋转后解除。 表1－1 按钮的技术数据

型号 触头组合 按钮颜色

LA25－10 —常开 绿色

LA25－01 —常闭 红色

KA5－4211 —常开—常闭 灰色

3.3.限位开关的选择

行程开关(限位开关)的工作原理及符号表示行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护。 表1－2 限位开关的技术数据

型号 额定电压/V 额定电流/A 触头数量 结构形式 个数

交流 直流 常开 常闭

JLXK1-311 500 440 5 1 1 直动防护式 5

3.4.继电器的选择 表1－3 正反转继电器的技术数据

型号 触点数量 触电容量 工作电压 个数

JZF-5 3个常开触点 AC250V 5A 220V 6

4.I/O地址表

由于CPU模块有16点数字量输入，16点数字量的输出，因此不再需要输入/输出模块。I/O分配采用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是X000～X007，输出端子对应的输出地址是Y000～X017。

表1－4 I/O地址表

对应地址 对应的外部设备

输入地址 X000 启动按钮

X001 停止按钮

X002 紧急停止按钮

X003 上限位开关

X004 下限位开关

X005 左限位开关

X006 右限位开关

X007 松限位开关

输出地址 Y000 前进/后退电机正转继电器（前进）

Y001 前进/后退电机反转继电器（后退）

Y002 上升/下降电机正转继电器（上升）

Y003 上升/下降电机反转继电器（下降）

Y004 夹紧/放下电机正转继电器（夹紧）

Y0 05 夹紧/放下电机反转继电器（放下）

功能

定时器 T0 夹紧工件时定时5S

内部继电器 M0 机械手的初始位置

三、机械手控制系统的程序设计

1流程图

1.1正常运行流程图

正常运行流程图如图1－D所示： 紧急停止流程图如图1－E所示：

图1－D 正常运行流程图

图1－E 紧急停止的流程图

2控制源程序介绍

2.1初始位置辅助继电器

M0是初始位置辅助继电器，当机械手的位置在左上方时，M0得电。它的助记符程序为：

LD X003

AND X005

OUT M0 ;机械手在初始位置

所对应得梯形图如图1-F所示：

图1-F 初始位置辅助继电器梯形图

2.2向下运动

机械手在初始位置时，按下启动按钮，机械手开始向下运动，运动到最下端停止；当机械手夹着工件运动到最右边时，开始向下运动，运动到下端停止；当紧急停止按钮按下时，停止向下运动。它的助记符程序为：

LD X000 OR Y003

AND M0 ANI X004

LD X006 ANI X002

ORB ANI X001

OUT Y003 ；机械手向下运动

所对应得梯形图如图1－G所示：

图1－G 向下运动梯形图

2.3夹工件

当机械手运动到左下方时，开始夹工件，夹5S；当紧急停止按钮按下时，停止夹工件。它的助记符程序为：

LD X004 ANI T0

AND X005 OUT Y004 ；机械手夹工件

OR Y004 OUT T0 K50定时5S钟

ANI X002

所对应 的梯形图如图1－H所示:

图1－H 夹工件梯形图

2.4向上运动

机械手夹紧工件后或者工件放下后，开始向上运动，运动到最上端停止；当紧急停止按钮按下时，停止向上运动。它的助记符程序为:

LD T0 ANI X003

OR X007 ANI X002

OR Y002 OUT Y002 ；机械手向上运动

所对应的梯形图如图1－I所示：

图1－I 向上运动梯形图

2.5向右运动

机械手夹紧工件，上升到最上端后，开始向右运动，运动到最右端停止；当紧急停止按钮按下时，停止向右运动。它的助记符程序为:

LDI X007 ANI X006

AND X003 ANI X002

OR Y000 OUT Y000 ；机械手夹着工件向右移动

所对应的梯形图如图1－J所示：

图1－J 向右运动梯形图

2.6放下工件

当机械手运动到最右、最下端时，开始放下工件；当紧急停止按钮按下时，停止放下工件。它的助记符程序为：

LD X004 ANI X007

AND X006 ANI X002

OR Y005 OUT Y005 ；机械手放下工件

所对应的梯形图如图1－K所示：

图1－K 放下工件梯形图

2.7向左运动

机械手放下工件，上升到最上端后，开始向左运动，运动到最左端停止；当紧急停止按钮按下时，停止向左运动。它得助记符程序为：

LD X003 &n bsp; ANI X005

AND X006 ANI X002

OR Y001 AND X007

OUT Y001 ；机械手向左移动

所对应得梯形图如图1－L所示：

图1－ L 向左运动梯形图

四、运行调试

针对机械手的几种工作方式，分别进行控制的实现逻辑处理。

首先是复位控制，这对于周期运转而言是十分重要的，只有当机械手处于原点位置时才能启动周期工作程序。系统设计了一个复位控制信号，在系统上电后，如果选择单周期或连续工作方式，则首先要确保机械手处于原点位置才能进行下一步处理。为了保证在周期方式启动前系统处于该位置，可以首先通过按下回原点按钮来驱动机械手到达该位置，然后启动周期控制。这样就可以有效地减少逐个手动控制设备到位地繁杂过程，提高控制效率。这样，就要求系统在手动方式下，如果收到复位命令，则驱动机械手向上或向左运动到原始位，同时复位抓取信号。

周期工作分为单周期和连续工作两种方式，其区别主要在于完成一个动作周期后，但周期方式下，系统等待下一个启动信号到来才进行下一步动作，而连续工作方式下则继续进行下一个周期，直至停止信号到来。对每个周期的动作而言，两种方式下完全相同。

五、梯形图及PLC的外部接线

1梯形图

机械手系统设计梯形图如下图所示：

图1－M 机械手系统设计梯形图

2 PLC外部接线

机械手控制系统外部接线

图1－N 机械手控制系统外部接线图

3主电路

4元件清单

表1－5 机械手控制系统元件清单

元器件名称 型号 数量 生产公司 备注

启动按钮 LA25－10 1 三菱 常开

停止按钮 LA25－01 1 三菱 常闭

急停按钮 KA5－4211 1 三菱 常开－常闭

行程开关 JLXK1-311 5 三菱 直流防护式

辅助继电器 LY2-0 DC48V 1 三菱 3个常开触点

正反转继电器 JZF－5 6 三菱 AC250V 5A

总结

通过本系统的设计，对三菱FX系列PLC的特点有了更深的理解。掌握了构建实际PLC控制系统的能力和对程序调试的步骤和方法。熟悉了PLC的I/O的连接方法和对一些硬件根据实际要求进行适当的选择。

机械手控制系统利用了三菱FX系列PLC的特点，对电机、行程开关及其他一些输入/输出点进行控制，实现了机械加工中移动工件的自动化。机械手作为工件取送设备虽然应用于不同的场合，其具体的工作情况不同，但本质的工作过程却是类似的。采用PLC对机械手进行控制也是目前常见的控制方式，本设计给出的机械手控制程序，可以应用于大部分的类似场合。

七、 (1) 可编程序控制器原理与应用 西安电子科技大学出版社 主编 汪志锋

(2) PLC应用开发技术与工程实践 人民邮电出版社 编著 求是科技

(3) 可编程控制器技术及应用 北京理工大学出版社 编著 夏辛明

(4) 可编程控制器应用技术 机械工业出版社 主编 王也仿

(5) 可编程控制器原理与应用 中国电力出版社 &nbs p; 主编 郁汉琪

第8篇：机械控制论文范文

关键词：机械控制工程基础；工程实际案例；小组讨论；科研论文

0引言

“机械控制工程基础”是机械类专业学生的一门专业理论基础课及专业必修课，在机械工程学科的课程建设中具有举足轻重的作用。该门课程以经典的控制理论知识及方法为基础，旨在解决机械工程系统的动力学问题以及控制论问题；同时，该课程也是机械专业“测试技术”“机电一体化技术”“过程控制与装备”以及“机器人技术”等后续课程的理论基础。因此，该门课程的教学效果一方面关系着机械类专业学生后续技术课程的学习，另一方面直接关系着学生解决实际机械工程问题的能力。然而，在“机械控制工程基础”该门课程的实际教学过程中，由于该课程具有理论性强、对数学基础要求高、内容枯燥乏味、学科交叉明显等诸多特点，使得该门课程的教学难度较大，学生学习的热情及积极性不高。同时，目前国内该课程主要的教学还是以传统的讲授结合少量实验的形式为主，在整个学习过程中学生都处于知识点的被动接收层面，学习主动性和自主性不高、学习效果极差。另外，大多数国内高校在“机械控制工程基础”的教授过程中，理论脱离工程实际，使得学生严重缺乏利用控制理论知识解决实际工程问题的能力，学生在完成本门课的学习之后，所具备的能力往往只是停留在应试和解题的层面，大多数情况下并没有掌握或是领悟学习这门课的目的是什么，具体应用又如何，更难以利用所学知识合理有效地解决工程实际问题。为此，本文针对目前国内高校在“机械控制工程基础”这门课教授方面存在的问题，提出以下几点建议及措施。

1充分激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性

如前所述，“机械控制工程基础”该门课具有理论性强、对数学基础要求高、内容枯燥乏味等特点，因此学生在最初接触该门课程时，通常表现出学习兴趣不大，积极性不高等问题。同时，目前网络技术和计算机技术已经得到广泛发展和普及，学生们可以较为容易地从网络上获取大量的学习资源，甚至是国内外知名高校所的该门课程的优秀教学视频和资料，因此如果教师只是简单地照本宣科，会使得学生感觉教师在课题上传授的知识点简单乏味，难以激发学生的学习兴趣，使得学生学习热情不高。因此，教师在教学过程中，如何充分调动学生学习的积极性，激发学生的学习兴趣就成为能否顺利达到该门课程既定教学效果和目的的关键。笔者认为要想培养学生的学习兴趣和积极性，可以从以下几个方面着手：一是重视首堂课教学内容和方案的设定。在首堂课中合理设定教学方案，介绍并讲解该课程在工业、农业、航空航天等诸多方面的应用案例，使得学生充分认识到该门课的重要性；二是针对学生特点，合理选用教学案例。在实际的教学过程中切忌理论脱离实际，因此在知识点的讲解过程中可以充分利用案例，首先通过引入对学生来说较为新颖且易于理解的案例吸引学生，在案例的讲解过程中合理引导学生探寻、领悟并学习知识点。

2采用多样化教学方式与手段，使学生成为教学过程的主体

目前，“机械控制工程基础”这门课普遍存在着教师灌输、学生被动接收的教学现状，大多数情况下教师才是教学过程的主体，而学生只是知识的被动接收者。为此，可以采用多样化的教学方式和手段，改革传统的教师讲授加少量实验的教学形式，增加学生的参与性，使得学生成为教学学习过程的主体。例如教师可以选取合适的章节或知识点，设定适当的教学主题或工程题目，将教师教授改变为学生小组讨论的形式或者目前较为新颖的对分课堂的形式，在这一过程中教师首先安排学生查阅拓展材料或文献，自主学习获取知识；随后，教师合理地组织学生进行小组讨论，引导学生主动获取知识点，增加学生的积极性。这种形式的教学方式一方面可以充分调动学生学习的主动性和学习兴趣、增加学生思维的灵活性，另一方面可以使学生成为知识的发现者和探索者，成为教学过程的主体。但是需要指出的是，在采取小组讨论或对分课堂这样多样化的教学手段中，教师的作用同样重要，教师需要在小组讨论或对分课堂过程中合理设定题目或主题，使其难度适中。同时，要合理引导学生进行讨论，完成对知识点的探索，并保证学生注意力的集中，而不是信马由缰。

3改革教学内容，增加工程实际案例的讲解

“机械控制工程基础”最终的教学目的是为了培养学生利用控制理论知识解决机械工程实际问题的能力，如果只是泛泛地学习或者传授理论知识，而不能很好的做到理论联系实际，那么学习效果会很差，所能达到的教学目标也会很低。而目前在大多数情况下，学生学习完“机械控制工程基础”这门课程之后，往往表现出对课程的茫然，不明白也不能领悟学习这门课有什么用，学习的目的是什么，这门课又能解决什么样的工程实际问题，更谈不上利用理论知识解决实际问题。因此要想通过“机械控制工程基础”这门课的教授真正培养学生解决机械工程实际问题的能力、达到培养工程型人才的目标，需要对传统的教学内容进行必要的改革，而笔者认为“机械控制工程基础”教学内容改革的一个重要方面是在教学内容或是教材中增加与“机械控制工程基础”这门课知识点相关联的机械工程实际问题。通过讲解这些工程实际问题以及控制理论知识在这些实际工程问题中的应用，使得学生一方面可以充分认识到课程的重要性，培养学生学习的热情；更重要的是让学生了解“机械控制工程基础”这门课有什么用，用什么知识点解决问题以及怎么用的问题。使得学生通过课程的本门课程的学习真正做到理论联系实际，培养学生解决工程实际问题的能力。另外，教师可以充分鼓励和指导学生参加相关的机电产品创新大赛等活动，一方面可以通过参加该类竞赛等相关活动让学生检验自己的学习成果，培养自己利用所学知识解决实际问题的能力；另一方面还可以培养学习的积极性和主动性，增强学生学习的自信心和成就感。

4增加科研论文选读，帮助学生了解课程发展最新的动态

此外，在具体的教学过程中，笔者认为教师可以选取并提供给学生一些较为新颖或经典的有关“机械控制工程基础”这门课程工程应用的科研论文，指导学生阅读并学习这些文献，同时要求学生课下检索并增加相关拓展材料的阅读，让学生们通过“机械控制工程基础”相关科技论文的了解和学习，加深对这门课程重要性及其在工程实际中应用的认识，让学生们了解哪些领域在应用所学课程的知识点、在应用哪些知识点、解决什么样的工程实际问题以及如何解决这些工程实际问题。通过科研论文的选读，一方面可以使学生领悟课程的重要性，把握最新的课程发展动态；另一方面可以激发学生自我学习的主动性和积极性，充分激发学生的学习兴趣。

5结语

本文针对目前“机械控制工程基础”教学过程中存在的学生积极性不高、被动接收以及理论脱离工程实际等一些问题，从激发学生兴趣、改革教手段以及优化教学内容等方面提出了一些“机械控制工程基础”课程教学改革的措施和意见。具体举措上，要求教学过程中应采用小组讨论或对分课堂等形式实现教学过程的主体由教师转变为学生；而在教学内容方面应增加机械工程实际案例，并指导学生阅读学习最新的相关科研论文及成果。以此调动学生学习的主动性、积极性，并能够真正做到学以致用，实现理论与实际的结合，培养学生解决实际工程问题的能力。

参考文献

[1]郑明军,刘希太,王海花.《机械控制工程基础》课程教学改革研究与实践[J].中国科技信息,2009(6):257-258.

[2]王芳.“机械控制工程基础”课程教学改革探讨[J].西安航空技术高等专科学校学报,2008(26):76-77.

[3]唐宏宾,吴康雄.一般本科院校机械控制工程基础课程改革实践[J].科教导刊,2015(8):39-40.

[4]周武能,石红瑞.自动控制原理教学改革与实践[J].教学研究,2010(1):63-66.

[5]刘洁,马建荣,贺振东.《机械工程控制基础》课堂教学及实验教学方法探讨[J].黑龙江科技信息,2015(30):53-54.

第9篇：机械控制论文范文

论文关键词：控制，干扰

 

“控制包括三个基本步骤：1）确立标准；2）衡量成效；3）纠正偏差。为了实施控制，均需在事先确立控制标准，然后将输出的结果与标准进行比较；若现有偏差，则采取必要的纠正措施，使偏差保持在容许的范围内。【1】”造成这种偏差的主要原因就是干扰，所以，要设计一个优良的控制系统，设计者首先要能够对实现该控制系统可能受到的干扰因素进行全面而准确的判断，然后才能想办法“采取必要的纠正措施”。如何全面而准确的判断出一个控制系统可能受到的干扰因素就尤为重要。实际上，“什么才是干扰因素”这一问题在通用技术课程教学中老师们还存在着很多疑惑，例如，在一次公开课上，授课教师让学生把一张纸折叠后，用吸管吹向天花板，课堂上有的学生吹的高，有的学生吹的低。老师在总结时说，“叠纸的形状、吹力的大小和方向、空气的阻力等都是影响叠纸吹高要考虑的主要因素，这些就是干扰因素”。这一说法在听课老师中引起了很大的反响，大家都在议论纷纷。这一说法是对是错呢？再如教材中出现的：电冰箱、空调等电器在使用过程中的干扰因素有那些；热水器水温控制系统中的干扰因素有哪些；干扰因素都是有害的吗等问题初中物理论文，对于我们这些非本专业的老师来说，解释起来都具有一定的困难。要从根本上解决这一问题，就得先要来了解什么是“干扰”的问题。

关于什么是控制系统中的干扰因素的问题的界定有多种说法：如：在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量发生变化的各种因素称为干扰因素【2】；在实际的控制系统中，常常会有一些变化不定的因素对系统的行为造成不利的影响，这种有害的因素我们称其为干扰【3】；对于一般的控制系统来说，多余的、不需要的、强制的“输入”便称为系统的干扰。另一方面，如果削减系统生存所必需的输入也是干扰；对系统来说，不仅输入端有干扰，输出端同样有干扰，如制约输出或强制作过量的输出等都是干扰，制约输出，如企业的产品受市场制约而减少了销量，强制过量输出如“竭泽而渔”，系统的输入和输出的“过与不及”都是干扰；对于复杂控制系统而言，干扰是不可避免的，因为复杂系统由多层次、多品种的诸多子系统构成，各子系统都有其自由度和相对独立性，各子系统间的输入和输出不可能配合得尽善尽美，必有多余和不足的输入和输出，这些多余和不足的输入和输出就成了系统的干扰；对于社会系统来说，其输入是自然界给予的一切，人们从自然界获取空气、阳光、雨露，及生产生活所需要的一切资源，这是社会系统“输入”的需要，但自然界会“发威”，各种自然灾害是社会系统所不需要的，但生活在地球上的人们不得不接受自然灾害的干扰，而社会系统对自然界的“输出”，一方面是人们对自然界的“改造”，另一方面是废物的排放，废气、废水、废渣、垃圾排向自然界，这是自然界所不需要的，但人类强迫自然界接受这些废物，就是对自然界生态平衡的干扰【4】。

由以上的论述可知，判断什么是干扰要从两方面来看，一方面初中物理论文，对于控制系统的整体而言，属于系统之外的，是多余的、不需要的、强制的“输入”便称为系统的干扰；另一方面，对于控制系统的部分而言，如果前一子系统的输出与下一子系统所需要的输入不匹配，就会造成下一子系统的输入的多余和不足，这种多余和不足的输入和输出就成了系统的干扰中国期刊全文数据库。由此可见，叠纸的形状是物体的结构设计问题，通过改变叠纸的形状可以减少叠纸飞行时的阻力，吹力的大小和方向是控制的输入问题，这两个因素虽然是影响叠纸飞行高度的主要因素，但不属于我们的干扰的界定范围。所以不是干扰因素，把系统的设计问题和对系统所产生的干扰混淆的案例还很多，如：。对于电冰箱、空调等电器在使用过程中的干扰因素分析，门的开启、环境温度的变化、电压的变化等都是属于系统之外的可能引起被控量发生变化的因素，所以这些因素就是这两个控制系统的干扰因素。一般情况下，对于简单控制系统较为规范和严谨的判断方法是：先要确定所要设计的控制系统，然后对所设计控制系统本身的各个环节进行具体分析，找出各环节可能受到的干扰因素（属于系统之外的，是多余的、不需要的、强制的“输入”），再分析这些干扰可能会对系统的输出造成什么样的影响，哪些是必须考虑的，那些是可以忽略的，那些是要综合考虑的，那些事要独立考虑的，最后整理出系统设计所要考虑的主要的干扰因素，这样的分析才会针对性更强，对控制系统如何克服这些干扰的设计帮助更大。以下对热水器水温控制系统的干扰因素的分析过程为例进行说明，第一、根据设计目的画出控制分析方框图（图一），分析方框图并不是最终的控制方框图，控制方框图是控制系统设计的结果，控制分析方框图是控制系统设计的过程，就像设计草图一样，是用来进行设计分析用的。

第二，对控制系统的各环节进行分析。在这个控制系统中，可能受到的干扰因素有，在输入端，电源电压的波动、由于开关灯元件的原因输入电压可能降低；在控制器和执行器部分初中物理论文，随着使用时间的变化，控制装置的不稳定、各种元件、加热装置的老化等；热水箱的大小、保温性能的好坏、热水箱深浅、水的散热面大小、水箱装水的多少等；在输出部分，周围空气的流动、气温的高低、用水量的快慢等。以上这些因素都是影响温度的干扰因素。第三，根据对干扰因素的分析，选择合适的控制方法来克服这些干扰对输出的影响（比如最简单的方法就是采取终端反馈的方式，当然，如果对水加温的时间有要求的话，这种控制方法就不能完全克服所有的干扰了，如图二）。

对于“在有些情况下，却可以[i]利用干扰因素实现某种目的【1】”这一说法也没有错，因为这种“干扰”是我们所要设计的控制系统的输出量，这一输出的最终目的是想使另一控制系统的目标不能实现，这种“干扰”对于第一个控制系统来说不是干扰而是输出，对于第二个控制系统来说这是系统需要克服的干扰。通过分析可以看出，就控制系统而言，干扰一定是有害的，它是控制系统要实现控制的最终目标需要考虑和克服的

分析和判断控制系统可能存在的干扰因素的最终目的，是为了使我们设计的控制系统“在干扰影响控制之前就进行必要的防范和修正，”使得控制系统能够“对控制对象进行有效控制以减小乃至消除偏差。”【5】所以要准确判断一个控制系统所存在的干扰因素，还要结合系统所要实现的最终目标进行综合考量，搞清楚这种干扰产生的原因、可能对控制系统所造成的后果和它将对控制系统的哪个环节产生影响等，这种干扰因素的分析才对我们进行控制系统的设计有所帮助。

参考文献：

【1】《控制论》（美）维纳著；赫季仁译；北京；北京大学出版社，2007.12

【2】《技术与设计2》主编：顾建军江苏教育出版社2008.12

【3】《技术与设计2》主编：刘琼发广东科技出版社2007.7

【4】《系统论信息论控制论》马丽扬河北：河北人民出版社，1987.2

【5】《机械控制入门》雨宫好文（日）著王献平译科学出版社2001.4