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自动水平控制装置

发布时间:2021-02-02 15:36:35

① 自动控制原理的几条问题

1.时域分析中性能指标
为了保证电力生产设备的安全经济运行,在设计电力自动控制系统时,必须给出明确的系统性能指标,即控制系统的稳定性、准确性和快速性指标。通常用这三项技术指标来综合评价一个系统的控制水平。对于一个稳定的控制系统,定量衡量性能的好坏有以下几个性能指标:(1)峰值时间tp;(2)调节时间ts;(3)上升时间tr;(4)超调量Mp%。
怎样确定控制系统的性能指标是控制系统的分析问题;怎样使自动控制系统的性能指标满足设计要求是控制系统的设计与改造问题。在以往进行设计时,都需要通过性能指标的定义徒手进行大量、复杂的计算,如今运用MATLAB可以快速、准确的直接根据响应曲线得出性能指标。例如:求如下二阶系统的性能指标:

首先用MATLAB在命令窗口编写如下几条简单命令:
num=[3]; %传递函数的分子多项式系数矩阵
den=[1 1.5 3]; %传递函数的分母多项式系数矩阵
G=tf(num,den); %建立传递函数
grid on; %图形上出现表格
step(G) %绘制单位阶跃响应曲线
通过以上命令得到单位阶跃响应曲线如图1,同时在曲线上根据性能指标的定义单击右键,则分别可以得到此系统的性能指标:峰值时间tp=1.22s;调节时间ts=4.84s;上升时间tr=0.878s;超调量Mp%=22.1%。

图1 二阶系统阶跃响应及性能指标
2.具有延迟环节的时域分析
在许多实际的电力控制系统中,有不少的过程特性(对象特性)具有较大的延迟,例如多容水箱。对于具有延迟过程的电力控制无法保证系统的控制质量,因此进行设计时必须考虑实际系统存在迟延的问题,不能忽略。所以设计的首要问题是在设计系统中建立迟延环节的数学模型。
在MATLAB环境下建立具有延迟环节的数学模型有两种方法。
例:试仿真下述具有延迟环节多容水箱的数学模型的单位阶跃响应曲线:

方法一:在MATLAB命令窗口中用函数pade(n,T)
num1=1;den1=conv([10,1],[5,1]);g1=tf(num1,den1);
[num2,den2]=pade(1,10);g2=tf(num2,den2);
g12=g1*g2;
step(g12)

图2 延迟系统阶跃响应曲线
方法二:用Simulink模型窗口中的Transport Delay(对输入信号进行给定的延迟)模块
首先在Simulink模型窗口中绘制动态结构图,如图3所示。

图3 迟延系统的SIMULINK实现
然后双击示波器模块,从得到的曲线可以看出,与方法一的结果是相同。
3.稳定性判断的几种分析方法
稳定性是控制系统能否正常工作的首要条件,所以在进行控制系统的设计时首先判别系统的稳定性。而在自动控制理论的学习过程中,对判别稳定性一般采用劳斯稳定判据的计算来判别。对于高阶系统,这样的方法计算过程繁琐且复杂。运用MATLAB来判断稳定性不仅减少了计算量,而且准确。
3.1 用root(G . den{1})命令根据稳定充分必要条件判断
例:已知单位负反馈系统的开环传函为:

试判断该系统的稳定性。
首先在MATLAB命令窗口编写以下命令:
G1=tf([1 7 24 24],[1 10 35 50 24]);
G=feedback(G1,1);
roots(G .den{1})
得到结果:ans = -5.5616
-2.0000 + 1.4142i
-2.0000 - 1.4142i
-1.4384
由结果根据稳定充要条件:系统闭环特征根实部均在左半S平面,所以可判断该系统是稳定的。
3.2 通过绘制系统根轨迹图判别
首先在MATLAB命令窗口编写以下命令:
G1=tf([1 7 24 24],[1 10 35 50 24]);
rlocus(G1)

图4 系统根轨迹图
由根轨迹曲线可看出:4条根轨迹均在左半平面,所以系统是稳定的。
3.3 通过绘制伯德图判别
首先在MATLAB命令窗口编写以下命令:
G1=tf([1 7 24 24],[1 10 35 50 24]);
[Gm Pm wcp wcg]=margin (G1)
由此得到伯德图形为:

图5 系统的伯德图
从曲线可看出幅值裕度无穷大,所示系统是稳定的。
利用以上MATLAB提供判断稳定性的三种方法,可以看出判断结果是一致的。
4 结束语
本文主要提供了电力系统自动控制专业毕业设计中经常遇到仿真问题的解决方案,同时还介绍了MATLAB在控制系统仿真中的重要作用。利用MATLAB提供的模块及简单命令可方便、快速的对自动控制系统的设计对象进行各种参数计算,及仿真控制系统的响应曲线。由于MATLAB适用范围广泛,目前已经成为电力系统计算机辅助分析、设计及仿真研究的主要软件工具,并且给自动控制专业及电力工作带来了极大的便利。

② 什么是自动控制技术

自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一,也是21世纪最重要的高技术之一。
自动控制技术是控制论的技术实现应用,是通过具有一定控制功能的自动控制系统,来完成某种控制任务,保证某个过程按照预想进行,或者实现某个预设的目标。
自动控制技术:
1、原理分析:
从控制的方式看,自动控制系统有闭环和开环两种。
2、闭环控制:

闭环控制也就是(负)反馈控制,原理与人和动物的目的性行为相似,系统组成包括传感器(相当于感官),控制装置(相当于脑和神经),执行机构(相当于手腿和肌肉)。传感器检测被控对象的状态信息(输出量),并将其转变成物理(电)信号传给控制装置。控制装置比较被控对象当前状态(输出量)对希望状态(给定量)的偏差,产生一个控制信号,通过执行机构驱动被控对象运动,使其运动状态接近希望状态。在实际中,闭环(反馈)控制的方法多种多样,应用于不同领域和各个方面,当前广泛应用并快速发展的有:最优控制,自适应控制,专家控制(即以专家知识库为基础建立控制规则和程序),模糊控制,容错控制,智能控制等。

3、开环控制:

开环控制也叫程序控制,这是按照事先确定好的程序,依次发出信号去控制对象。按信号产生的条件,开环控制有时限控制,次序控制,条件控制。20世纪80年代以来,用微电子技术生产的可编程序控制器在工业控制(电梯,多工步机床,自来水厂)中得到广泛应用。当然,一些复杂系统或过程常常综合运用多种控制类型和多类控制程序。

4、技术运用:
随着电子计算机技术和其他高技术的发展,自动控制技术的水平越来越高,应用越来越广泛,作用越来越重要。尤其是在生产过程的自动化、工厂自动化、机器人技术、综合管理工程、航天工程、军事技术等领域,自动控制技术起到了关键作用。

③ 怎样让一个长50米的横杆自动水平控制,使其不倾斜陀螺仪液压还是激光

陀螺仪和激光只是测量装置,看看这个横杆是否水平,如果不水平的话,还需要某些装置来调节,例如液压油缸、气缸、滚珠丝杠等等。

这个横杆的刚性怎么样?如何固定的(是简支梁)?是否允许超静定?

④ 自动找平控制技术在推土机上都有哪些应用

目前应用在推土机上的自动找平控制方式有两种:激光控制和GPS三维高程控制。
激光控制机械自动找平系统是一种专门用于对施工作业面进行高精度平整的光机电液一体化自动控制设备,是专门与相关施工机械配套并提高其自动化水平的重要手段,是当今世界上最先进的整平作业技术之一。世界著名的卡特彼勒公司和小松公司在其中小马力推土机上都应用了激光控制自动找平系统。推土机安装激光控制机械自动找平系统主要是将激光信号转化为电信号,根据电信号的变化控制电磁比例液压换向阀,最终控制铲刀提升液压缸实现平整作业。
GPS三维控制系统集成了定位技术、设计软件和强大的控制系统,能够实现对推土机的精确控制、铲刀的实时定位以及平整、掘土和运土的完全自动化。满足垂直曲线、过渡点、超高曲线和复杂站点等要求苛刻的工程建设需要。
本文以山推TSY160L型推土机为例,论述激光控制机械自动找平系统在实际工程中的应用。
1、推土机自动找平系统的使用对象和范围
目前,激光控制机械自动找平技术在世界发达国家已经得到广泛的使用;近几年国内在农田基本建设、水利水电工程、公路铁路建设、机场建设和市政工程等方面也开始应用。
2、基本配置
推土机的激光控制自动找平系统由激光发射器、激光接收器、控制器和推土机组成。
(1)激光发射器的分类
从发射距离上分为:发射直径300m、600m、900m和1200m;
从发射角度上分为:纯水平发射器和斜坡发射器;
从作业坡面上分为:单坡发射器和双坡发射器;
从水平校正方式上分为:人工水平校准和自动水平校准。
(2)激光接收器按接收角度可分为180°和360°两种,它安装在自动或手动桅杆上与推土铲组成一体。推土机上应当配置360°的接收器,以便于机器的灵活作业。
(3)控制器是连接激光接收器和推土机的重要组成部分,它有信号传输与处理功能,将接收器的信号进行数据处理、存储、下载以实现对铲刀的液压控制,并且能够根据施工工况和要求设置不同的精度等级,精确的可达到3~5mm,粗略的可设置为20mm,达到优化施工的目的。
(4)推土机必须为液压控制,在液压管路上并联电磁比例换向阀,使设备具有手动控制和自动控制两种功能。
3、工作原理
激光控制自动找平技术是利用激光束参照平面作为非视觉控制手段,代替常规机械设备中操作人员的目测判断方法,自动控制铲刀刀口的升降高度,以便达到精确整平的效果。
激光发射器是由有源电池驱动的一种激光发生装置,它被安置在作业面适当位置的三脚架上。激光发射头在工作时是高速旋转的,旋转速度高达900r/min,并可根据设定要求自动达到水平面或斜坡面状态,它发射的激光束可在作业面上形成一个激光光学平面,该平面即作为整平作业的基准参照面。由于该参照面是处于一定空间高度的稳定平面,因而不受机群作业和其它因素的干扰。
激光接收器的功用是接收激光发射器发来的高程光信号,并根据相对基准参照面的高度变化将光信号转换成变化的电信号,并传输到控制器。
控制器将激光接收器传递来的电位信号,经过数据分析处理后转换成控制信号,控制电磁比例换向阀通向铲刀提升液压缸的油量和方向,实现铲刀的自动升降。
4、系统作业效率分析
推土机进行平整作业时,在公路路基施工中,将自卸车堆放的土料进行摊铺,熟练的司机经过3次作业可将路面大致整平,然后再经过平地机2次作业后才能进行压实作业。采用推土机加装自动找平系统后,自卸车堆放的土料只需一次平整作业即可进行压实作业(平整度不大于20mm)。工作效率提高,劳动强度降低,质量明显改善。尤其在进行大面积场地作业时,不仅作业周期加快,而且减少了施工中的多次测量,减少返工,一次施工即可达到要求。
5、应用实例
加装激光自动找平系统的山推TSY160L型推土机曾在三峡大坝右岸RCC围堰工程中进行施工(题图)。施工对象为堆放的混凝土散料,由于施工要求铺层的厚度要均匀平整,整个作业面要协调一致,且要一次完成任务,不能有太长的时间间隔。如果采取手动操作施工,不仅难以达到平整度要求,而且混凝土的凝固时间也不允许,将严重影响工程的质量。采用自动找平系统后,一台推土机可以配合12~15台自卸卡车送料,而且成堆卸放的物料不需要进行粗略摊铺,经过推土机的一次整平作业即可满足进行振动压实的要求,每小时作业面积可达到8000~11000m2,满足混凝土物料的快速整平要求。
6、结束语
在国内,自动找平系统在推土机上的应用虽然尚处于初始阶段,但是随着国民经济的不断发展以及工程施工要求的不断变化,该领域的发展潜力是非常大的,应该得到重视和关注。尤其在机群化作业施工中,更具有无可比拟的优越性。

⑤ 拖拉机液压悬挂水平自动控制系统怎么改

.解决了拖拉机在左右倾斜时,而所带农具保持自动水平,作业深浅
控制,解决土地高低不平,而拖拉机所带旋耕机深浅一致,自动上升
自动下降

⑥ 拖拉机自动水平控制系统的电磁阀型号是什么

从上面换向阀,节流阀,溢流阀,因不同厂家不同功能型号会有出入。

⑦ 全自动水平式装盒机有哪些部件组成

水平式自动装盒机也叫卧式自动装盒机,一般由传送皮带,纸盒放料装置,吸盒装置,推料装置,封盒装置,控制装置(含PLC,变频器和控制面板等),剔废装置. 明莘装盒机

⑧ 拖拉机自动水平装置

一般的拖拉机采用的是力调节,以铧犁为例,当耕深过大时,牵引阻力上升,力调节机构会抬升铧犁,减少耕深,达到阻力平衡;当耕深过小时,压低铧犁,增加耕深……

⑨ 自动控制技术是什么

  1. 自动控制技术,是20世纪发展最快、影响最大的技术之一,也是21世纪最重要的高技术之一。今天,技术、生产、军事、管理、生活等各个领域,都离不开自动控制技术。就定义而言,自动控制技术是控制论的技术实现应用,是通过具有一定控制功能的自动控制系统,来完成某种控制任务,保证某个过程按照预想进行,或者实现某个预设的目标。

  2. 折叠原理分析,从控制的方式看,自动控制系统有闭环和开环两种。

  3. 折叠闭环控制,闭环控制也就是(负)反馈控制,原理与人和动物的目的性行为相似,系统组成包括传感器(相当于感官),控制装置(相当于脑和神经),执行机构(相当于手腿和肌肉)。传感器检测被控对象的状态信息(输出量),并将其转变成物理(电)信号传给控制装置。控制装置比较被控对象当前状态(输出量)对希望状态(给定量)的偏差,产生一个控制信号,通过执行机构驱动被控对象运动,使其运动状态接近希望状态。在实际中,闭环(反馈)控制的方法多种多样,应用于不同领域和各个方面,当前广泛应用并快速发展的有:最优控制,自适应控制,专家控制(即以专家知识库为基础建立控制规则和程序),模糊控制,容错控制,智能控制等。

  4. 折叠开环控制,开环控制也叫程序控制,这是按照事先确定好的程序,依次发出信号去控制对象。按信号产生的条件,开环控制有时限控制,次序控制,条件控制。20世纪80年代以来,用微电子技术生产的可编程序控制器在工业控制(电梯,多工步机床,自来水厂)中得到广泛应用。当然,一些复杂系统或过程常常综合运用多种控制类型和多类控制程序。

  5. 折叠技术运用,随着电子计算机技术和其他高技术的发展,自动控制技术的水平越来越高,应用越来越广泛,作用越来越重要。尤其是在生产过程的自动化、工厂自动化、机器人技术、综合管理工程、航天工程、军事技术等领域,自动控制技术起到了关键作用。

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