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当代控制理论及应用技术概论
Introduction to Contemporary Control Theory and Applied Technology
（一）自适应控制技术的应用
1. 在 CNC 机床上应用
采用 ACM 技术优化了金属切削 CNC 加工过程，提高了加工效率。轮廓铣削
省时约 38%；铣槽省时约 34%；3D 铣面省时约 37%；钻孔省时约 28%。典型的
实际应用技术优化了金属切削加工中的特色。 如何提高金属切削数控机床的加
工效率，充分利用机床主轴最大转速、最大负载和轴最大进给速率，加工材质、
切削量多变的工件，同时又能自动保护机床和主轴系统，保护较昂贵的进口刀具，
这已经越来越受到终端用户和机床制造厂家关注的问题之一。以色列 OMAT 公
司的 ACM 自适应控制监控系统正是为了适应这种要求，从控制角度为解决该问
题提出的理想方案。OMAT 公司 ACM 作为西门子 840D 数控系统的重要选件，可
以提供多种版本形式，外装式 ACM 装置、纯软件集成式 ACM、PC 卡软硬件混
合式 ACM 和单元软硬件混合式 ACM。其中，第一种软硬件均做在 ACM 装置中，
外部接线多，但不受数控系统和主轴驱动器的限制，主要针对老系统和不能安装
集成 ACM 系统的机床用。第 2、第 3 种是软件为主的 ACM 系统，极少或无外部
接线，但是受非出口型数控系统限制，要求系统软件版本高，目前在出口到国
内的 840D 系统中难以实现。因此我们在与 OMAT 公司合作中选用了第 4 种版本
的 ACM 系统。ACM 控制单元：数字量输出至 840D 系统的 NCU，模拟量输入信
号来自 OMAT 功率传感器模块。ACM 测量采集的主轴功率信号通过 SINUMERIK
RS232 串口与 CNC 的 PC 部分通讯。ACM 实时控制软件：集成在 ACM 控制单元
的微处理器中。ACM 用户画面接口：Windows 用户图形界面用于配置和监控自
适应控制过程。 ACM 是一个实时自适应控制系统，实时采样机床主轴负载变化，
据此自动调节机床进给率至最佳值。并且时实监视记录主轴切削负载、进给率变
化，刀具磨损量等加工参数，并输出图形、数据至 Windows 用户图形界面。这些
数据还可以存储在硬盘供以后查阅存档。
2. 在工业污水处理系统中应用
采用无模型自适应控制技术对乙烯装置污水处理系统进行 PH 值控制，可以
控制污水排放质量，满足环保要求，并达到稳定生产，节能降耗的目的。实践证
明该控制技术对 PH+ 大滞后系统有很强的控制能力。 近年来，随着社会的不断
进步，国际社会越来越深刻的认识到，环境保护对于人类可持续性发展的重要性。
我们国家也把环境保护作为一项长期的国策，不断加大环保治理的力度，提高环
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