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简述运动控制技术
在机电一体化系统中,运动控制技术发挥着重要的作用.运动控制系统高定位精度、高运动速度、可编程的高度柔性等特点深刻改变了制造业、国防工业,甚至我们的日常生活.
作 者:孟庆琛 作者单位:神华准能设备维修中心生产技术部,内蒙古,薛家湾,010300 刊 名:中国科技博览 英文刊名:ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN 年,卷(期): “”(1) 分类号:UO1 关键词:运动控制技术 运动控制卡主动控制技术(Active Control Technology),是由美国率先提出的一种飞机设计和控制技术。从飞机设计的角度来说,主动控制技术就是在飞机设计的初始阶段就考虑到电传飞行控制系统对总体设计的影响,充分发挥飞行控制系统潜力的一种飞行控制技术。F-16是世界上第一架采用主动控制思想设计的飞机。
目录主动控制技术与常规设计的区别主动控制技术的优势主动控制技术内容主动控制技术与常规设计的区别采用主动控制技术的设计方法和常规设计方法有什么不同呢?我们就从常规的飞机设计方法谈起。常规的飞机设计方法的过程是这样的:根据任务要求,考虑气动力、结构强度和发动机三大因素,并在它们之间进行折衷以满足任务要求,这样为获得某一方面的性能就必须在其他方面作出让步或牺牲,例如为实现更好的气动稳定性就必须在尾翼的重量和阻力方面付出代价。折衷之后就确定了飞机的构形,再经过风洞吹风后,对飞机的各分系统(其中包括飞行控制系统)提出设计要求。这里飞行控制系统和其他分系统一样,处于被动地位,其基本功能是辅助驾驶员进行姿态航迹控制。
常规设计方法的设计步骤
而采用主动控制技术的设计方法则打破了这一格局,把飞行控制系统提高到和上述三大因素同等重要的地位,成为选型必须考虑的.四大因素之一,并起积极作用。在飞机的初步设计阶段就考虑全时间、全权限的电传飞行控制系统的作用,综合选形,选形后再对飞行控制系统以外的其他分系统提出设计要求。这样就可以放宽对气动、结构和发动机方面的限制,依靠控制系统主动提供人工补偿,于是飞行控制由原来的被动地位变为主动地位,充分发挥了飞行控制的主动性和潜力,因而称这种技术为主动控制技术。
主动控制技术的设计方法的设计步骤
正是由于采用主动控制技术的设计方法在选形和布局的过程中,都将控制系统作为一个主要因素来考虑,所以这种技术又被称作随控布局技术(Control Configured Veh icle)。 主动控制思想的出现是由两个因素促成的,一个是美国空军战略思想的改变,从要导弹不要飞机变成发展机动性好的空中优势战斗机,正是提高飞机机动性的努力使主动控制技术走向航空科技的前缘;第二个是现代自动飞行控制技术和电子计算机的迅速发展,为主动控制技术的实现奠定了物质基础。从控制的角度来说,主动控制技术实际上是自动控制系统的反馈原理的应用和发展。飞机上最早的应用就是自动驾驶仪,但早期的自动驾驶仪主要是为减轻驾驶员保持姿态、航向的工作负担,在飞行个可以接通或断开,因此它对飞机设计本身不产生直接影响。随着超音速飞机的出现,产生了高空飞行气动阻尼不足的问题。其中最突出的是航向稳定问题,为此采用了增稳系统造成人工阻尼来解决,由于增稳系统所阻尼的是频率较高的短周期振动,这是驾驶员来不及反应并进行手操纵的,因此增稳系统的功能是驾驶员无法取代的。增稳系统的采用,减轻了飞机本身的设计任务,因此它的采用对飞机设计产生了直接影响。这些增稳系统仍然采用机械系统来进行控制,然而在越南战争中,美军被击落的飞机中有30%是被地面炮火击中机械操纵系统而导致坠毁的,因此提出了电传操纵系统的概念。正是电传操纵系统的运用,成为了主动控制技术的物质载体。
主动控制技术的优势一、采用主动控制技术的飞机可以具有以下一些功能: 1.放宽静稳定度 2.实现直接力控制 3.控制机动载荷 4.控制突风载荷 5.控制机体颤振 6.采用综合火控/飞行/推力控制系统 二、采用主动控制技术之后,对飞机的性能有很大提高,主要表现在: 1.减小飞机尺寸,减轻结构重量,降低巡航阻力,增大航程; 2.提高战斗机的机动性和完成作战任务的效率; 3.减少结构疲劳损坏,延长使用寿命,改善乘座品质和着陆性能,减轻驾驶员工作负担; 4.降低制造成本和维护费用; 国外的第三代战斗机都广泛采用了主动控制技术,例如F-16,F-18,Su-27,Mig-29等等。民航机也有采用主动控制技术的,例如波音777,空中客车A320等等。
主动控制技术内容在飞机总体设计阶段就主动把控制系统与气动布局、结构、发动机等进行协调,从而提高飞行性能、改善飞行品质的反馈控制技术。又称随控布局技术。它是20世纪70年代出现电传操纵系统控制后迅速发展起来的一项新技术。主要内容包括:
放宽静稳定性控制
按传统办法,飞机是靠平尾使其焦点位于质心之后以获得静稳定性,往往为此要付出增大平尾、加长机身、增加重量的代价,而且超音速飞行时焦点过于靠后,机动性也差。此项控制,是将飞机设计成仅超音速飞行时为静稳定的,亚音速飞行时由控制系统根据干扰信号驱动平尾,产生恢复力矩,提供人工稳定。
机动载荷控制
按传统办法,轰炸机也按机动过载设计,致使长时间的巡航飞行中机翼抗弯强度有富余。现将机翼承载能力按巡航要求设计,机动飞行时,通过控制系统驱动有关操纵面,使机翼升力分布中心向翼根移动,保证净增升力满足需要,翼根弯矩又不致增大,从而减轻结构重量,提高巡航经济性。歼击机仍按机动过载设计,但机动飞行时,控制机翼升力沿展向按椭圆形规律分布,来减小诱导阻力和延缓气流分离,以此增大单位剩余功率和抖振升力系数,提高机动性。
颤振抑制控制
防止机翼、尾翼颤振, 传统办法是加厚蒙皮和增设配重。现改为在机翼、尾翼上安装加速度计感受振动信号,以此驱动有关操纵面按一定规律偏转,产生阻尼气动力来抑制颤振,因而减轻了结构的重量。
阵风载荷控制
阵风或大气紊流使飞机产生颠簸,增加结构疲劳,降低 乘坐品质,影响武器投射精度。此项控制,是在飞机适当部位安装加速度计来测得干扰信号,以此控制相应的操纵面偏转,增加状态阻尼,使因阵风或大气紊流引起的机翼升力变化减小。
直接力控制
按传统办法飞机重心沿立轴、横轴的运动,是依靠力矩操纵来改变力间接控制的,即为姿态运动和轨迹运动的耦合。采用直接力控制的飞机上,通过增设水平前翼、垂直前翼,利用控制系统使它们与水平尾翼、方向舵协调偏转,可产生纯升力、纯侧力,从而解除上述耦合现象,减小操纵反应的时间滞后,提高了飞机的机动性和武器投射的命中率。 主动控制技术除上述几项外,还应用到综合飞行/推力控制、综合火力与飞行控制系统等方面。
臭气及其控制技术
摘要:通过时臭气的来源和特征的.分析,系统地叙述了臭气控制这一技术,从原理、适用场合、经济适用性、去除效率剖析了各种臭气控制方式.特别是更适合于市政设施使用的湿法化学吸收法和生物滤池法.通过具体应用实例,说明了在污水、废物处理过程中实施臭气控制的可行性.作 者:肖许亮 曹艳妮 作者单位:肖许亮(四川省核工业地质局分析测试中心,四川,成都,610503)曹艳妮(辽宁省冶金地质勘查局地质勘查研究院,辽宁,鞍山,114003)
期 刊:黑龙江科技信息 Journal:HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期):, (12) 分类号:X7 关键词:臭气 控制方式 环保摘要:随着我国科学技术的不断革新,人们对节能环保意识的提升,通过电气工程自动化设计达到节能的目的,已经成为了电气工程发展的主要趋势。
电气自动化节能技术并广泛的应用到人们的日常生活及工业生产中,企业运行成本以及劳动生产率,并且在提升和改善劳动条件等方面也产生了重要影响,本文对电气自动化节能技术进行探讨。
引言:随着我国科学技术的不断革新,人们对节能环保意识的提升,通过电气工程自动化设计达到节能的目的,已经成为了电气工程发展的主要趋势。
但是就目前电气自动化中的节能技术发展情况来看,在节能技术方面仍处于发展阶段,特别是对于整个系统的设计及安装完成部分,需要在工作中不断加强对电气自动化节能技术提升和完善。
一、电气自动化及节能设计概念
随着经济水平的提升,人们对生活质量的要求也越来越高,在绿色节能理念的广泛倡导下,工业发展已经不再局限于创造巨大的经济效益,而是在创造经济利益的同时还要兼顾社会利益,节能环保成为了我国国民经济发展的重要课题。
对此,电气自动化应运而生,在节能减排方面起到了很大的促进作用。
电气自动化节能技术是顺应时代潮流的产物,更是电气信息领域的一门新兴技术,不仅仅在有效的降低生产成本,提高劳动生产率,创造劳动条件等方面起到了很大的作用,而且在当前经济建设的重要目标节能方面更是成为了中坚力量,是推动各行业节能减排的有效武器。
对于当前电气自动化系统的应用现状来看,城市电网的不断扩大和增容,导致变频器、整流器造成大量的谐波产生,给我国电网带来了很大的不利影响。
对此,为了更好的起到消除谐波,提高节能效果,电气自动化节能技术通过减少电路的传输损耗、优选变压器、补偿无功、使用有源滤波器等方法进行深入研究,大大的提高了电气系统的有效运行,节能效果较为显著。
二、电气自动化节能技术的重要意义
1、新技术领域的重要组成部分
电气自动化与人们的生产和生活可谓是息息相关,随着科学技术的不断革新,电气自动化系统技术方面也有了极大的改变,为了更好的顺应节能时代的发展大主题,电气自动化节能技术越来越被人们所重视,逐步成为了新技术领域当中的重要组成部分,在电气自动化中的地位就显得尤为重要。
2、有效的减少了各类能源的消耗
电气自动化节能技术是通过减少电路的传输损耗、优选变压器、补偿无功、使用有源滤波器等方法,将会极大程度的减少电力等各类能源的消耗和浪费,也能够在很大程度上缓解当前的供电紧张局势,大大提升了供电效率。
3、大大的降低企业的生产成本
电气自动化的节能技术将节能作为主要的技术研究核心,从企业电气自动化的设备安全系统来看,得到了有效的提升,更好的保障了居民的生活质量,为城市居民的生活提供更加友好和谐的生活工作环境和健康发展空间。
同时电气自动化的节能技术对电器进行节能改造还能够节省能源从而降低企业的生产成本,获得更大的经济效益,综上而言,电气自动化的节能技术是新技术领域的重要组成部分,不仅在对居民的生活质量上,而且在企业的长远发展上来看,这种电气自动化节能技术都会具有重要的现实意义,更加符合现阶段节能技术的倡导,促进我国经济的快速发展。
三、加强电气自动化节能技术设计的重要措施
1、降低电能传输的消耗和浪费
电气自动化节能设计主要以节约电力资源为主要目的,这样才能有效的减轻国家电网的用电压力,更好的维护国家供电系统的安全性和稳定性。
通常,电能在传输的过程中,导线上会产生很多电阻,直接影响了电能的顺利传输,同时在传输上还会造成有功功率损耗。
对此,电气自动化节能设计上要有效的减少导线电阻。
可以从材质选用、导线的长短、变压器调节、增大导线的横截面积等四个方面进行技术改造:首先要选用电导率较小的材质做导线,电导率越小的导线材料,在电力运输过程中的电力损耗就越小;其次在电气自动化布线上,要尽可能的走直线,减少导线的长度,缩短供电距离;再次就是要将变压器调节接近负荷中心,从而减小供电距离;最后从导线的横截面积来看,增加导线横截面积在一定程度上也能降低能源损耗。
2、酌情选择合适的变压器
在电气自动化的节能技术设计上,变压器起到了很大的作用,只有选择功率损耗小、单相自动补偿设备、三相四线制的变压器,电气自动化节能技术才能在极大程度上保持电力运输线中的电流负荷的均衡稳定,使电能资源消耗最低,起到环保的作用。
对此,变压器的合理选择尤为重要:首先,从变压器的材质上选择,要以节约的设计理念选择合理的材料和运行介质,如硅钢片、铜片及绝缘材料等;其次,变压器的放置位置要合理,为了便于管理和维护,最好将变压器放置在电力消耗的中间位置,与其他的辅助设备放在一起,这样可以有效的减少电缆,节约能耗,降低成本;最后,根据电量的使用情况,合理选择变压器的容量和台数,选择变压器前,一定要对电量使用量进行合理的计算,不要造成变压器过多或者多少,避免产生过度消损的情况发生。
3、无功补偿设备的合理选择
无功补偿设备就是指能够无功功率补偿的电力资源设备,无功功率占有供配电设备的很大一部分容量,在电气自动化技能技术设计上,无功补偿设备具有很重要的作用,可以实现无功就地平衡,减少损耗。
但是对于无功补偿设备的使用上也要注意四点问题:一是要根据电容器的容量进行补偿,其参数的计算可以根据目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等确定;二是摒弃传统的按比例分配的方法,在补偿方式方法中可以采用集调节平滑、跟踪准确、适应面广等优点为一体的模糊投切方式,能够达到补偿的最佳效果;三是无功功率是投切参数物理量,为了防止投切振荡、无功倒送等情况的发生,无功功率要选择合理;四是就地补偿方式,将无功补偿设备就地安装,避免线路传输损耗,也能达到很好的节能效果。
4、优化配电设计,采用高效率的照明设施
根据对供电设备和负荷容量可靠性的要求,在进行电气自动化节能技术设计时,要优先考虑电力系统的适用性,保证电力系统的可靠、灵活、易控、稳定和高效,同时还要考虑安全性,保证导线具有良好的绝缘效果。
电力电缆是电气自动化系统中投资成本较大的一部分,为了节省投资成本,在电力电缆选择上也要谨慎,从成本的角度来看,较之铜电缆,铝电缆更为便宜,所以很多电气工程都选择铝电缆。
在电气自动化的节能设计中,照明设施也应该起到节能的效果,间接性的提高大家的节能意识,可采用高效节能光源技术,该技术也是电气自动化节能设计创新出来的最新结晶,与普通的照明物相比较,高效光源不仅工作寿命长、照明效果好,能够在很大程度上减少能源的损耗,是电气自动化的节能设计的重要组成部分,也能够更好的贯彻科技创新理念,从而获得更大化的经济效益。
结束语
随着社会的进步,我们的生活方式也发生着翻天覆地的变化,我们的生活的各个环节也受到不同程度的影响,对各类能源的需求量也是逐年攀升的,可谓消耗量大的惊人。
尤其是对电能的需求量远远超乎了人们的想象。
电气自动化节能技术的使用在一定程度上缓解了上述的压力,能够有效的增加电能的利用。
参考文献
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[3]黄轩.电气自动化的节能设计技术[J].科技传播,2012(01).
【摘要】随着社会经济的快速发展,电气、仪表技术也得到快速发展,机电一体化专业、电气自动化专业都得到重视,学习电气自动化控制技术的人越来越多,电气自动化控制技术得到了越来越广泛的应用,电气自动化技术提高了企业的生产率,降低了操作的人员数量,改善了劳动条件,机器的应用使得人员操作的误差降低,操作数据更可靠,给企业带来更高的经济效益。
现如今,我国企业自动化水平越来越高,尤其是新兴企业,都在向高科技化、信息化、工业化的时代发展,电气自动化控制技术的应用,使得生产效率得到提高,社会也得到快速发展。
因此,研究电气自动化技术具有十分重要的意义。
文章作者主要研究了自动化技术的特点、功能、设计理念及它的发展方向。