Page 150 - 机械设计制造与自动化技术研究

Research on Mechanical Design, Manufacturing and Automation Technology
机械设计制造与自动化技术研究

模拟量接口；按接口的功能分为主要完成信息连接传递的通信接口和能独立完成
部分信息处理的智能接口；按通信方式来分又可分为串行接口和并行接口等。控
制器必须具有足够的接口以满足与被控制机电设备的运动部件、检测部件连接的

需要。
（4）对控制软件运行的支持功能。简单的控制器经常采用汇编 _ 语言实现
控制功能，控制器的微处理器可以采用裸机形式，即全部运行程序均以汇编形式
编写固化。对于较复杂的控制要求，需要有监控程序或操作系统支持，以利于充

分利用现有的软件产品。缩短开发周期，完成复杂的控制任务。

二、机电一体化控制系统的形式

机电一体化是指以微机、传感器、执行机构和检测设备为基础，综合利用现

代电子技术、计算机技术和信息处理技术对机械系统进行控制。在工业生产中，
它主要应用于工业自动化，特别是在汽车制造行业，机电设备已被广泛地用于动
力转向、悬架与制动、车身自动装配、座椅调节等方面。对于一些大型的复杂机
电装备，如航天设备、医疗器械、机床及其他机电产品，采用先进的微机控制系

统，可使其获得最佳的性能和功能。本文介绍了几种典型的机电一体化控制系统
的形式，包括单回路、多回路和多自由度控制系统，并分析了各种形式的优缺点。
（一）单回路控制系统
单回路控制系统的特点是只有一个反馈回路，即输入与输出之间只存在一种

关系。如图 1 所示，它由自动控制装置、被控对象和执行器组成。
在这种系统中，可以选择多种反馈方式来实现对被控对象的控制。根据被控
对象不同的要求，可选用以下几种方式：（1）直接测量法。当被控对象的物理
量无法用数学模型描述时，或不需要准确地描述被控对象的动态特性时，可以采

用直接测量法。将被控对象的实际状态作为输入信号，用传感器将其转换成电信
号，再经过放大后送入计算机进行处理，从而获得精确的被控对象的状态信息，
为进一步实现控制提供依据。例如，液压泵的流量大小可以用压强表示，压强大
小的变化可以通过压力表得到，而压力大小的变化又可用液压泵的流量来间接反

映出来。（2）间接测量法。当被控量无法直接测量时，可以通过其他方法间接
测量。如，用转速计测量电机的转速，用红外热像仪测得被测对象的温度等。（3）
理想曲线拟合法。当被控对象具有某种特定的形状时，可根据某种近似的理想曲

·136·