發(fā)布時間:2023-04-01 10:12:05
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的自動控制原理論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
論文摘要: 對當前自動控制理論實驗教學方法與實驗儀器進行分析,提出教學方法和教學儀器的改革措施。通過開設新的實驗內(nèi)容和研制新的教學儀器,使學生更好地完成自動控制理論實驗的學習任務,提高學生的綜合能力和創(chuàng)新能力。
“自動控制理論”課程是研究自動控制系統(tǒng)的共同規(guī)律,為自動控制系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論和基本方法的一門專業(yè)基礎課[1]。該課程是一門重要的測控類專業(yè)的基礎課,具有較強的理論性,與前續(xù)課程聯(lián)系緊密,知識面廣,學生不易理解掌握[2-3]。學好這門課程不僅可以為后續(xù)專業(yè)課的掌握打下良好的理論基礎,而且能在今后從事專業(yè)工作時,直接運用它去分析和解決實際技術(shù)問題。對于工程實踐具有重要的指導作用,受到人們的廣泛重視。在本課程的教學中,實驗教學對理論知識的理解、掌握、鞏固具有重要的作用。
1 當前實驗教學的不足
長期以來,傳統(tǒng)的實驗教學被一種固定的模式所束縛,教學內(nèi)容陳舊,教學方法呆板,在一定程度上限制了學生的主動性和積極性,難以激發(fā)他們獨立分析問題、解決問題的興趣和激情,沒有體驗過從失敗中自己尋找成功之路的經(jīng)歷,抑制了學生個性的發(fā)展,這樣不利于對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。
1.1 實驗內(nèi)容固定
傳統(tǒng)的實驗主要是按章節(jié)進行驗證性實驗,實驗儀器功能固定,實驗只能按照實驗指導書設計好的步驟進行, 學生被束縛在驗證性實驗中,對出現(xiàn)的相關(guān)問題缺少系統(tǒng)、多角度的分析,不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1.2 實驗時間限制
一般的實驗都要求在實驗室2個學時內(nèi)完成,學生很難全面深入地把握實驗主要內(nèi)容和方法,對實驗的目的、實驗原理無法理性地理解,更別提實驗中出現(xiàn)故障的排解分析,限制了學生的設計和創(chuàng)新,不利于鍛煉學生的綜合能力。
1.3 實驗儀器制約
實驗儀器過于固化,儀器設置上未給學生留下設計性和探究問題的空間。儀器組成以理論驗證為主,缺少實際控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié),特別是反饋部分的傳感部分,更不具備跟隨學科發(fā)展而開拓新實驗的延伸性。
1.4 實驗方法落后
實驗技術(shù)水平和內(nèi)容更多地滿足于基礎性實踐環(huán)節(jié),缺乏系統(tǒng)的綜合性、設計性和研究性實驗環(huán)節(jié),以及缺少在利用多種現(xiàn)代實驗手段、方法和工具對實驗過程中的結(jié)果和現(xiàn)象進行深入分析研究方面對學生的引導。實驗過程主要完成連線操作、數(shù)據(jù)記錄等簡單的工作。
2 實驗教學改進
針對目前實驗教學的現(xiàn)狀,摒棄以往按部就班完成指定實驗步驟操作驗證形式,按照學生對科學的自然認知進度設置靈活變換的實驗內(nèi)容。對實驗設置按多層次,從簡到難,逐步引導學生自主學習、合作學習、研究性學習,逐步走向從問題出發(fā)的探究、創(chuàng)新。同時,研究新的實驗教學儀器,開發(fā)配套軟件,保證實驗硬件滿足新環(huán)境下的要求。結(jié)合靈活的教學儀器改變教學方法,充分調(diào)動學生動手的積極性,引導其創(chuàng)新。
2.1 實驗內(nèi)容設置
開設不同層次的實驗內(nèi)容,既要滿足實驗教學的驗證、演示等基本功能,又要激發(fā)學生的興趣。
基礎實驗:根據(jù)給定實驗任務、方案和步驟,選擇并完成一定數(shù)量基本實驗;同時,通過調(diào)整實驗參數(shù)得到不同結(jié)果,增加思考空間。
綜合實驗:將各個基礎實驗環(huán)節(jié)有機結(jié)合在一起,各課程之間關(guān)聯(lián)內(nèi)容綜合。
設計實驗:以任務的形式,給定實驗題目,允許學生按照自己思路選擇設計性實驗內(nèi)容,引導學生學會設計和研究的方法。
創(chuàng)新實驗:自行命題實驗,將學生的構(gòu)想通過儀器現(xiàn)有功能模塊來實現(xiàn),在探究式學習中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。
2.2 實驗儀器的改進
根據(jù)實驗內(nèi)容的要求,開發(fā)適合本專業(yè)的教學儀器。儀器具有控制系統(tǒng)需要驗證的各種典型環(huán)節(jié)模塊、信號發(fā)生器模塊等基本功能,還結(jié)合工程實際將傳感器引入反饋環(huán)節(jié),增加執(zhí)行器件,構(gòu)成完整的閉環(huán)系統(tǒng)。避免教學儀器箱只能完成信號源作為激勵,控制環(huán)節(jié)構(gòu)成系統(tǒng)的不足。同時,儀器上的控制效果通過便于觀看的形式展示出來,讓控制過程可視化。儀器要預留出擴展接口,便于在實驗中添加新的模塊。儀器在結(jié)合計算機完成實驗的同時,又能獨立完成實驗內(nèi)容,實驗配套軟件要能對硬件平臺對的實驗內(nèi)容進行仿真和虛擬實驗。學生可以根據(jù)測試參量的不同選擇相應的傳感器,完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換,對信號進行處理,結(jié)合控制理論完成創(chuàng)新性、設計性的實驗。
2.3 實驗方法的轉(zhuǎn)變
1)以學生為主體,開辟新知識領域,重視實踐能力的鍛煉;2)培養(yǎng)學生的綜合能力;3)科學知識和實驗能力培養(yǎng)上,建立系統(tǒng)、科學且開放的實驗教學體系,注重課程之間縱向和橫向的聯(lián)系。
結(jié)合開發(fā)的教學儀器,在實驗方法上除了基本的驗證性實驗,其他實驗按任務的形式給出,不對學生做過多的限制,留出學生思考、動手、創(chuàng)新的空間。充分利用計算機的計算、分析功能以及儀器配套軟件(采用數(shù)學工具MATLAB編寫的程序)在實驗前完成必要的仿真分析,讓實驗有的放矢,理論指導實踐。實驗既做到軟硬精密結(jié)合,又能相互獨立,兩者相輔相成??朔斍皩嶒炛袃x器平臺不能脫離計算機,配套軟件不能獨立工作,學生只能在實驗課中有限的時間內(nèi)完成實驗的不足,讓實驗內(nèi)容通過軟件可以在任意計算機上完成。
3 總結(jié)
對當前實驗教學過程中存在的問題進行分析和總結(jié),從實驗內(nèi)容設置、實驗儀器、實驗方法3個方面提出改進方法。自動控制理論來源于實踐,反過來指導實踐[5]。結(jié)合當前人才培養(yǎng)的趨勢,理論聯(lián)系實際,提高學生實踐能力,在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題進而培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
參考文獻
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[3]方曉柯,王建輝,鄭艷,何大闊,顧樹生.《自動控制原理》教學改革的探索與實踐[J].教育實踐研究,2008(11):101-102
關(guān)鍵詞:探究性教學;Matlab;自動控制;課程整合;創(chuàng)新教育
中圖分類號:TP313文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2010)01-0184-02
近年來,為了全面提高教學質(zhì)量、更新觀念、深化教學改革,我院對“自動控制原理”課程進行了一系列改革與創(chuàng)新,提出了基于Matlab仿真技術(shù)的探究式教學法改革方案,培養(yǎng)學生的“探究知疑,合作創(chuàng)新”能力,體現(xiàn)了高職高專院校應用性人才培養(yǎng)目標,適應了新形勢下的課程改革需要。
一、“自動控制原理”課程實際教學問題分析
(一)課程理論性強,教學組織不當
本課程概念抽象,內(nèi)容豐富,分析方法繁多,理論性很強,知識更新很快。它要求學生具有復變函數(shù)、微積分、線性代數(shù)等數(shù)學基礎,囊括電路理論、模擬電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、電機與拖動等專業(yè)課程基礎,其教學質(zhì)量的好壞,直接影響到自動調(diào)速系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)等專業(yè)課程的學習。但是,相對于普通高校的學生,諸如我院的高職高專院校學生層次較低,基礎較差。同時,各個院校精簡課時導致教學難度大,教學過程中采用傳統(tǒng)的“教師-講授-學生”等教學形式,教學內(nèi)容的組織不當或教學方法單一,影響該課程的教學質(zhì)量。因此,不少教師感到“難教”,學生感到“難學”,達不到預期的教學目標。
(二)實踐性強,理論與實踐結(jié)合難
本課程與工程實際聯(lián)系較為緊密,很多院校由于教材、師資、實訓實踐場地、課時等方面的限制,重視理論教學而忽視了實踐環(huán)節(jié),這有悖于高職高專教育的創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)初衷。傳統(tǒng)的實驗大部分為驗證性實驗,理論與實踐常常不符,缺乏實踐指導價值,學生不了解課程的工程應用意義。例如,在建立數(shù)學模型上應用到一部分簡單的系統(tǒng)或電路,從系統(tǒng)分析到綜合到校正,傳統(tǒng)教學都是從已知系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)開始,見不到原系統(tǒng)的影子,學生看到的是抽象的理論,而沒有實際操作。本課程分析方法多采用圖解法,如系統(tǒng)響應、根軌跡、頻率特性等,需要在黑板上畫大量的曲線,有時很難用有限的顏色區(qū)分開,難以確保曲線的準確性,工作量大,繪圖精度低,影響教學效果與效率。
二、基于Matlab的探究式教學法在教學中的應用
(一)基于Matlab的探究式教學法的理論教學中的應用
在理論教學中,可以充分利用計算機輔助教學的手段,通過Matlab Notebook工具箱將Word文檔中創(chuàng)建的Matlab語言編制的m文件傳送到Matlab中運行,再將運算結(jié)果和圖形數(shù)據(jù)插入到Word文檔中,接著在PowerPoint中建立超級鏈接,形成了集自動控制理論的基礎知識教學、系統(tǒng)分析與設計于一體的多媒體教學環(huán)境,教學效果非常好。
采用基于Matlab的探究式教學法,在仿真環(huán)境下可極其方便地對系統(tǒng)性能進行分析,比如對二階系統(tǒng)的時域分析,Matlab可方便的仿真出各種阻尼系數(shù)情況下系統(tǒng)的階躍響應隨參數(shù)的變化情況。利用SIMULINK功能模塊或調(diào)用Matlab函數(shù)及編寫S函數(shù)等建立控制系統(tǒng)仿真模型并確定仿真輸入和輸出,設置仿真參數(shù),如數(shù)值算法、仿真時間、步長、相對誤差、絕對誤差等,進行動態(tài)仿真并輸出結(jié)果,分析仿真結(jié)果并修改模型再進行仿真。
(二)基于Matlab的探究式教學法的實踐教學中的應用
在實訓實踐方面,應用Matlab軟件可起到代替部分實驗的作用,一些設計型實驗比如系統(tǒng)校正極點配置等可通過仿真觀察設計效果,利用多媒體可以將一些枯燥的講解變得輕松有趣,這樣來提高學生學習的積極性及提高教學效果。
此方法還可用于自動控制原理課程設計和畢業(yè)設計中。用Matlab可簡潔方便建立系統(tǒng)仿真模型和進行實驗,能直觀得到各種要求的測量值和波形圖反映各量的動態(tài)過程;利用Matlab各工具箱及圖形用戶接口GUI能構(gòu)建所需系統(tǒng)仿真模型和開發(fā)各種控制界面,激發(fā)學生對畢業(yè)設計的興趣,有利學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),提高學生分析和解決實際問題以及理論聯(lián)系實際的能力。
三、基于Matlab的探究式教學法實施建議
(一)精選教學內(nèi)容,合理組織教學環(huán)節(jié)
教學中,對于本課程的基本概念、基本分析方法,力求講深講透,省去先修課程內(nèi)容,快速帶過一般了解性的知識,把握以控制系統(tǒng)建模為前提、控制系統(tǒng)分析為基礎、系統(tǒng)綜合與設計為目的的主線,明確教學目的,精選教學內(nèi)容,選擇適當?shù)慕虒W內(nèi)容、設置合理教學環(huán)節(jié)、解決相關(guān)課程之間存在的銜接不清、缺乏協(xié)調(diào)及內(nèi)容重復等問題。
(二)理論聯(lián)系實際,創(chuàng)設學習情景
在教學中強調(diào)工程背景、物理意義和實際應用,引入諸如控制系統(tǒng)PID參數(shù)工程整定、系統(tǒng)建模的負載效應等具有工程實際應用指導價值的知識點,培養(yǎng)學生分析解決實際問題的能力。在教學過程中,教師應強調(diào)學生實際操作能力的培養(yǎng),采用項目教學,以工作任務為驅(qū)動,創(chuàng)設學習情景,引導學生探究式學習。
(三)創(chuàng)新教育,突出職業(yè)特色
在教學過程中,要重視本專業(yè)領域新技術(shù)、新工藝、新設備的發(fā)展趨勢,貼近生產(chǎn)現(xiàn)場。為學生提供職業(yè)生涯發(fā)展的空間,努力培養(yǎng)學生參與社會實踐的創(chuàng)新精神和職業(yè)能力。要緊密結(jié)合職業(yè)技能證書的考證,加強考證的實操項目的訓練,在實踐實操過程中,使學生掌握簡單控制系統(tǒng)建模、分析、設計、校正等知識,鍛煉控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試、仿真技能,提高學生的崗位適應能力。同時,應積極引導學生提升職業(yè)素養(yǎng),提高職業(yè)道德。
四、結(jié)語
實踐證明,基于Matlab的探究式教學法在自動控制原理課程教學中取得了顯著成效。通過創(chuàng)設教學情景,應用Matlab進行項目教學,教師堅持探究式教學理念,提高了教學質(zhì)量,使學生學習的主動性加強,綜合實踐能力和創(chuàng)新思維能力得到了培養(yǎng),綜合素質(zhì)得到提高,達到了教學目標。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:MATLAB 穩(wěn)定性 根軌跡 頻率特性曲線
一、背景
目前,自動控制技術(shù)已廣泛地應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸和國防建設。指導自動控制系統(tǒng)分析和設計的控制理論也有了很大的發(fā)展,它的概念、方法和體系已經(jīng)滲透到許多學科領域。因此,對高等工業(yè)院校本科生來說,自動控制原理在其專業(yè)領域是一門必備課程。
在教學中,最開始是以板書的形式授課,其授課形式需將文字理論和計算公式及其各種圖形書寫于黑板,但這種形式最大的問題是費時費力,一節(jié)課下來,進度非常慢,已不再適合大學生學習的方式。前些年,推出了多媒體教學,這種模式大大彌補了板書教學的缺陷,教師可以把大部分的精力轉(zhuǎn)移到內(nèi)容的講解和與學生的互動中,而不再是大量的板書,大大提高了課堂的效率。雖然多媒體教學節(jié)約了因書寫而浪費的時間,可是對于自動控制原理這門課程,在課堂上僅憑編寫好的教學課件講解還是不夠的。因為,在經(jīng)典理論部分,第一、二章可完全依靠固定的課件講解,到了第三、四、五章,很多知識點需要通過多次的畫圖進行對比后才能得出結(jié)論。那么如果采用手動畫圖進行對比,必然耗去大量的時間,還有在很細微的和近似的變化中,圖的不準確性也會影響判斷結(jié)果。因此如何在課堂上快速、準確地將圖形繪出,是教學改革上一個值得研究的問題。
MATLAB 已經(jīng)成為國際上最流行的控制系統(tǒng)計算機輔助設計的軟件?,F(xiàn)在的MATLAB軟件已經(jīng)不僅僅是“矩陣實驗室”,它含有具有廣泛應用前景的計算機高級編程語言。MATLAB軟件是以復數(shù)矩陣作為基本編程單元的一種程序設計軟件,它提供了各種矩陣運算與操作,并具有較強的繪圖功能,因此,得以廣泛流傳。在自動控制的經(jīng)典領域,MATLAB可以實現(xiàn)多種功能,主要有:數(shù)學模型的建立、時域響應中的穩(wěn)定性判定、輸出響應曲線、畫根軌跡、求解軌跡與虛軸的焦點及在頻率法中通過頻率曲線來判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。我們利用MATLAB仿真軟件配合教學,實現(xiàn)了快速的、準確的繪圖。
二、MATLAB在教學中的具體應用
在自動控制原理經(jīng)典部分中講解了三種分析方法,分別是:時域法、根軌跡法和頻域法。
1.MATLAB在時域法中的應用
在第三章的第二節(jié)中,介紹了一二階系統(tǒng)分析與計算,一階系統(tǒng)相對簡單易懂,在二階系統(tǒng)中,出現(xiàn)了“阻尼比”和“固有頻率”,數(shù)學模型也相對變得復雜多樣,結(jié)論也不同,導致學生不容易記憶,學習起來有困難。從理論上講不同的阻尼比,它的輸出響應曲線也不同,直接影響了系統(tǒng)的性能。那么,阻尼比對輸出響應曲線的影響究竟是怎樣的?為了得出結(jié)論,我們可以通過MATLAB仿真軟件將圖形快速畫出進行對比,讓學生直觀對比,這樣學生因記住了圖形的形狀和規(guī)律,進而牢牢地掌握了該知識點。如何將這些曲線快速畫出,我們利用了MATLAB軟件強大的繪圖功能,只要在程序中改變阻尼比的值,就會立刻在同一坐標下繪出相應的輸出響應曲線,如圖(1)所示。實現(xiàn)過程簡單快速,學生可以直觀的看到圖形,大大節(jié)約了課堂時間。
圖(1)階躍輸出響應曲線
由此得出結(jié)論:共有4個不同的阻尼比,分別為0、0.5、1、2,分別對應4根輸出響應曲線。隨著阻尼比數(shù)值的增加,系統(tǒng)的平穩(wěn)性能加強,精度增加。
另外,由于MATLAB具有計算功能,在判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性時,也可快速通過特征方程對某系統(tǒng)進行判定,從而避免了計算的過程。
2.MATLAB在根軌跡法中的應用
在第四章中,主要講解如何畫根軌跡和出現(xiàn)特殊情況的解決方法。畫根軌跡時要遵守法則按照步驟完成,按照課件可以講解清楚。但是在第5小節(jié)中,主要研究閉環(huán)的零極點對系統(tǒng)性能的影響,涉及到零極點位置的變化,如果還是按照法則一步一步畫,零極點每改變一次,我們即需要重新大量計算和測量角度,非常煩瑣,浪費時間。因此我們在課堂教學上引入了MATLAB軟件,只要改變零極點的數(shù)值,立刻得到相應的根軌跡。而且使理論知識更加直觀,學生印象深刻,記憶牢固。如圖(2)所示,
由此得出結(jié)論:靠近虛軸的閉環(huán)零極點對系統(tǒng)的性能影響大,衰減慢,對系統(tǒng)起主導作用。
另外,在第6小節(jié)中,學習的是系統(tǒng)階躍響應的根軌跡分析,例如:已知系統(tǒng)單位負反饋的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=
試畫出根軌跡。通過法則得到根軌跡,如圖(3)a所示
圖(3)a 不穩(wěn)定系統(tǒng)的根軌跡
圖中有兩條根軌跡始終位于S平面的右半部,即閉環(huán)始終有兩個右極點。說明開環(huán)增益無論取何值,系統(tǒng)均不穩(wěn)定,屬于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定系統(tǒng),為了改變其動態(tài)性能,需在系統(tǒng)中附加一個負實數(shù)零點z,則系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=
零點z1的選擇是否合適,需要我們從新畫出的根軌跡中去判斷,但負實數(shù)的范圍太大了,因此我們界定了兩個區(qū)域,(0~ -10)和z1
圖(3)b Z1=-5 圖(3)c Z1=-15
由此得出結(jié)論:當Z1在(0~-10)內(nèi)選取,則無論K取何值,系統(tǒng)均是穩(wěn)定的,z越靠近,系統(tǒng)的平穩(wěn)性越好。當z
3.MATLAB在頻域法中的應用
在第五章中學習了對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)。它是利用開環(huán)對數(shù)幅頻與開環(huán)對數(shù)相頻特性曲線的相互關(guān)系來確定閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。對于多個一階環(huán)節(jié)的開環(huán)傳函,采用疊加的方法,按照對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù),可以準確得出結(jié)論。如圖(4)所示。
由此得出結(jié)論:在L>0時,相頻曲線對-180并無穿越,因此系統(tǒng)穩(wěn)定。
但開環(huán)中如存在二階環(huán)節(jié)時,如只按對獨立環(huán)節(jié)漸近線的疊加,則結(jié)果并不是真實的曲線,按照對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)內(nèi)容,判斷結(jié)果就會出錯。本文中利用了MATLAB畫圖,最后得到了真實的曲線,進而得出了正確的結(jié)論。如圖(5)所示。
由此得出結(jié)論:當L>0時,相頻曲線對-3.14(-180)有一次穿越,因此系統(tǒng)不穩(wěn)定。但如果按漸近線疊加法手動畫圖,在L>0時,相頻曲線對-3.14(-180)是沒有穿越的,結(jié)論也就出現(xiàn)錯誤。
三、總結(jié)
在課堂教學中引入仿真教學,既可以提高計算速度,還減少了課堂上手動畫圖的時間。其繪圖的快速性、準確性和直觀性,使得教學內(nèi)容得以深入的擴展,最重要的是我們的學生在掌握知識方面要比傳統(tǒng)的教學模式學習起來有興趣,知識的掌握更加牢固。隨著知識內(nèi)容的增加,知識面相應拓寬了。另外,本文中提出這樣的改革,同學們還可以對MATLAB軟件有所認識和學習,也是對計算機知識的學習。
參考文獻:
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[4]薛定宇.控制系統(tǒng)仿真與計算機輔助設計.機械工業(yè)出版社,2005
個人概況
姓名:xxx
性別:男
出生年月:1978年4月6日
年齡:22歲
健康狀況:身體健康
身高:170cm
畢業(yè)院校:吉林大學(南嶺校區(qū))信息科學與工程學院
專業(yè):自動化
學歷:大學本科
電子郵件:xxxx
聯(lián)系電話:xxx
通信地址:吉林大學(南嶺校區(qū))xxxx班
郵編:130025
主修課程
自動控制原理 電力電子技術(shù) 計算機控制技術(shù) 集散控制系統(tǒng)
電子技術(shù)
電路理論 電力拖動自動化系統(tǒng) 過程控制 (附有成績表)
論文情況
畢業(yè)論文的主題是:可編程控制器(PLC)在自動化控制系統(tǒng)中的應用 (尚在設計中)
英語水平
*基本技能:有一定“聽 ,說,讀,寫”的能力
*標準測試:通過了叭??笱в⒂鎪募犢際浴保?⒒竦糜判 BR> 計算機水平
*編程:對C語言,匯編語言,MATLAB,FORTRAN有一定的編程能力
操作系統(tǒng):對WINDOWS ,DOS等能夠熟練的操作
數(shù)據(jù)庫
*標準測試:通過了“全國計算機三級考試”
實踐與實習
1998年8月7日----9月7日吉林大學校辦工廠 金工實習
1999年8月8日----9月10日 吉林省電子產(chǎn)品檢測質(zhì)量監(jiān)督檢驗站 技術(shù)實踐
2000年8月15日---8月30日 中國第一汽車集團公司
專業(yè)實習
個性特點
開拓創(chuàng)新 積極進取
2.中煤科工集團常州研究院有限公司,江蘇 常州213015)
摘 要:通風調(diào)節(jié)是礦井通風系統(tǒng)管理的主要工作之一,調(diào)節(jié)的準確性和及時性直接關(guān)系到通風系統(tǒng)安全、平穩(wěn)和能耗大小。但目前通風調(diào)節(jié)存在誤差大、不及時等問題,本論文通過研究礦井自動通風調(diào)節(jié)系統(tǒng),有效的提升通風管理水平,降低因通風系統(tǒng)調(diào)節(jié)不及時或不準確造成的能耗損失。
關(guān)鍵詞:礦井通風;調(diào)節(jié)通風;自動化系統(tǒng)
1 序言
通風系統(tǒng)調(diào)節(jié)準確性和及時性直接關(guān)系到礦井的安全和運行成本,目前通風系統(tǒng)調(diào)節(jié)處于人工調(diào)節(jié)階段,人員勞動量大,調(diào)節(jié)不及時且調(diào)節(jié)準確性差,為進一步解決礦井通風系統(tǒng)管理中的通風調(diào)節(jié)問題,本論文引進壓差法礦井自動通風調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
該系統(tǒng)包括自動化控制器、壓差測試裝置、自動調(diào)節(jié)裝置、傳感器等。
2 自動化控制器
基于壓差法的礦井自動通風調(diào)節(jié)系統(tǒng)核心為自動化控制器,本系統(tǒng)控制器采用西門子PLC為主要控制元器件,包括位移傳感器、壓差傳感器、動力源控制裝置(本論文設計動力源是氣動,其裝置是本安電磁閥)、數(shù)據(jù)傳輸、開關(guān)按鈕、聲光報警器等。
研究的技術(shù)關(guān)鍵點為:控制系統(tǒng)原理和控制器基本架構(gòu)。
控制系統(tǒng)原理:壓差傳感器采集壓力變化數(shù)值,通過設置參數(shù)裝換為通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風量,再根據(jù)預先設定的需風量進行比對,確定調(diào)節(jié)系統(tǒng)通風斷面的變化大小,同時位移傳感器監(jiān)視通風斷面的變化,保證系統(tǒng)調(diào)節(jié)準確且快速。
控制器基本架構(gòu),控制器采用PLC控制器,控制器控通過電流信號與位移傳感器、壓差傳感器、動力源開閉按鈕相連接,通過開關(guān)量與手動按鈕連接,通過RS485信號與上位機進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸,在控制器上預留瓦斯、聲光報警器、視頻接口,并可以與其他控制器進行數(shù)據(jù)傳輸。
3 壓差測試裝置
壓差測試裝置關(guān)系到系統(tǒng)的準確性,是系統(tǒng)最核心的數(shù)據(jù)采集設備,壓差測試裝置的技術(shù)要求進入測試區(qū)域內(nèi)風流平穩(wěn)、壓差測量精度高、數(shù)據(jù)采集準確、數(shù)據(jù)傳輸快等。
壓差測試裝置采用圓形設計,主要是保證壓差采集的準確性和進入測試裝置的風流平穩(wěn),易于測量且數(shù)據(jù)精度高。
壓差測試裝置進風測安裝有均風裝置,主要是消除通風系統(tǒng)渦流造成的數(shù)據(jù)采集誤差。在測試裝置上布置兩排數(shù)據(jù)采集管,其中在每排布置4個壓力采集孔,兩兩對應,測壓管深入測試裝置內(nèi)側(cè)10cm處,4個測試孔外部用軟管連接,進行壓力平均處理。兩排測試孔之間距離不得少于1m,主要是保證壓差傳感器數(shù)值的讀取和測量。
壓差測試裝置對每個測壓管進行防塵處理,保證所有測壓管的通暢,靜壓傳導準確。
4 自動調(diào)節(jié)裝置
自動化調(diào)節(jié)裝置是礦井自動調(diào)節(jié)通風系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)機構(gòu),本論文采用氣動為動力源。
自動調(diào)節(jié)裝置設計要求調(diào)節(jié)準確、運行速度慢、密封性好、安全性高等。
根據(jù)技術(shù)要求,自動調(diào)節(jié)裝置采用通風斷面縮小的方式,調(diào)節(jié)速度為0.5m/min,移動精度為1cm。
自動調(diào)節(jié)裝置與壓差測試裝置相連,通過圓形阻風器向前移動,起到調(diào)節(jié)通風斷面的作用,同時根據(jù)壓差測試裝置中風量的變化,確定圓形阻風器的移動方向和移動大小,位移傳感器監(jiān)測圓形阻風器的移動方向和移動大小。
圓形阻風器移動動力為緩沖氣缸,氣缸最快伸出速度為0.5m/min。帶載后,移動伸出速度為0.3m/min,滿足精確調(diào)節(jié)的目的。
5 實驗論證
實驗論證是論證系統(tǒng)的完整性和調(diào)節(jié)的準確性。進一步發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題,并進行修改和完善,為現(xiàn)場實地測試做準備工作。
主要是在自動風窗前后布置壓力測點,單管壓差計測量兩點壓差,與壓差傳感器數(shù)值比對;模擬巷道的斷面為半圓拱,尺寸為2.8m(寬)×2.9m(長),人工調(diào)節(jié)風阻器開口大小;模擬巷道通風選擇抽出式通風,通過風機變頻,控制測試系統(tǒng)的風量。
通過多次測試,得出系統(tǒng)測試數(shù)據(jù),如表1所示。
通過實驗可以得出,調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)誤差小于4%,所以,礦井自動通風調(diào)節(jié)系統(tǒng)是可行的。
6 結(jié)論
通過理論設計和實驗驗證,得出以下幾點結(jié)論:
(1)礦井自動調(diào)節(jié)通風系統(tǒng)構(gòu)成為自動控制器、壓差測量裝置、自動調(diào)節(jié)裝置;(2)礦井自動通風調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)誤差小于4%;(3)礦井自動通風調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以解決礦井通風調(diào)節(jié)不及時和不準確問題。
參考文獻:
[1]白華寧.礦井通風系統(tǒng)風窗風量自動調(diào)節(jié)控制裝置技術(shù)研究[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2012,22(20):145.
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論文關(guān)鍵詞:PLC;項目法;教學設計;組織實施;考核評價
可編程控制器(PLC)是自動控制技術(shù)、微計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的通用工業(yè)控制裝置,目前已被廣泛地應用于機電一體化、工業(yè)自動化控制等各個領域,被譽為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱(PLC技術(shù)、機器人、計算機輔助設計和制造)之一?;赑LC廣闊的發(fā)展空間,PLC課程已成為高職院校的機電、電氣類等專業(yè)的核心課程。
PLC課程實踐性、應用性較強,強調(diào)理論知識和技能訓練并重。傳統(tǒng)的教學方式是依照教材,按基本工作原理、基本指令、基本應用、基本操作的順序進行理論講授和實驗訓練。一方面由于高職生整體學習能力較弱,另一方面由于指令多而抽象,大多學生在學習過程中學了后面的就忘了前面的,對各指令的功能混淆不清,不能正確地理解與應用,學生學習的主動性和積極性差。為了改變這一狀況,采用“項目導向,任務驅(qū)動”的項目式教學,通過師生共同完成學習項目和學習任務,有效地提高了學生的實踐動手能力、分析問題和解決問題的能力,提高了教學效果與教學質(zhì)量。
一、PLC課程項目教學法的整體設計
(一)確定設計思路
課程整體設計充分體現(xiàn)項目導向,任務驅(qū)動的思想,依據(jù)企業(yè)需求和崗位技能需求,遵循學生認知規(guī)律,將課程的教學活動分解設計成若干由簡單到復雜的項目和任務,以項目為單位組織教學,以典型任務為載體,引出相關(guān)專業(yè)理論知識,使學生在實踐操作過程中加深對專業(yè)知識、技能的理解和應用,培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力。
(二)明確教學目標
確定PLC課程知識目標與能力目標,這是PLC教學的出發(fā)點,也是PLC教學的歸宿。具備PLC控制系統(tǒng)維護能力以及PLC程序設計能力是PLC崗位對PLC技術(shù)人員的核心能力要求。依據(jù)這一要求,高職PLC課程的知識目標是:使學生掌握可編程控制器技術(shù)的基本組成、工作原理及PLC編程軟件的使用,掌握PLC基本指令、應用指令及編程規(guī)則,掌握PLC基于梯形圖的常用的設計方法,掌握PLC應用系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試和維護,并具備PLC的通信與網(wǎng)絡的基本知識。能力目標是:培養(yǎng)學生具備PLC安裝能力、硬件接線能力、常用指令的分析應用能力、PLC程序設計與調(diào)試能力、PLC控制系統(tǒng)設計、安裝、接線、調(diào)試及故障排除能力。進而實現(xiàn)培養(yǎng)學生學習的能力、分析問題和解決問題的能力及溝通協(xié)作的能力。
(三)設計教學項目與任務
PLC課程的項目與任務的設計即是教學內(nèi)容的設計,它是課程設計思路和教學目標的具體體現(xiàn)。它即要符合企業(yè)和崗位技能需求,具有針對性,又要保持PLC知識的系統(tǒng)性與完整性。因此,可以將PLC課程按項目教學模式分為五個學習項目,即PLC基礎、基本指令及應用、常用應用指令及應用、PLC控制系統(tǒng)的設計、PLC的通信與網(wǎng)絡。然后詳細分解每個學習項目所包含的知識點和能力點,形成具體的學習任務。例如在項目四“PLC控制系統(tǒng)的設計”中,按邏輯設計法、時序圖設計法、經(jīng)驗設計法、繼電器控制電路圖轉(zhuǎn)換設計法、順序控制設計法分別設計一個學習任務。任務有時也被稱為子項目。任務的選取要注意三點:一是盡量采用學生易懂的三相電動機控制及易演示的彩燈(交通燈)控制和機械手控制;二是盡量按由簡到繁、循序漸進的方式安排任務順序,并注意控制PLC課程的整體難度;三是各任務針對性要強,要能充分體現(xiàn)相應知識點的學習和相關(guān)能力的培養(yǎng)。
二、項目教學的組織與實施
科學地組織項目教學是實現(xiàn)教學目標的有效途徑。堅持項目導向,任務驅(qū)動的教學思路,按照“任務目標-任務分析-關(guān)聯(lián)知識-任務實施-擴展知識-能力測試-效果評估”的順序組織教學,實現(xiàn)完整的“教、學、做”一體化。以項目四中的任務“搬運機械手控制設計”為例,教學活動組織過程可以分成三個階段:
(一)準備階段
在一項新的學習任務啟動之初,首先要明確任務的目標,它決定著本次任務的教學方向,指引著師生教與學活動的開展。第二步是確定任務載體,任務載體應是實現(xiàn)任務目標最直接、最有效的途徑。在“搬運機械手控制”學習任務中,任務目標是掌握順序控制設計法,考慮到在搬運機械手手動、單步自動、單周期自動、連續(xù)自動多種工作方式中,連續(xù)自動控制最能突出順序控制設計的特點,所以選擇搬運機械手連續(xù)自動控制作為任務的載體。第三步任務分析,針對機械手連續(xù)自動控制,細致地分析機械手的工作方式、機械手每個工作步的控制要求及應禁止的誤操作,繪制出機械手自動工作流程圖。工作流程圖是順序功能圖的基礎,因此是這一步教學活動的重點內(nèi)容。第四步是關(guān)聯(lián)知識即順序功能圖知識的學習,這是學生運用順序控制設計法實現(xiàn)機械手自動控制的理論基礎,學習的內(nèi)容包括順序功能圖的組成、結(jié)構(gòu)類型、順序功能圖與梯形圖的對應關(guān)系、根據(jù)順序功能圖畫梯形圖的方法等。
在準備階段,為保證知識的完整性,同時兼顧時間限制,任務訊息(任務目標、任務載體、任務分析)與相關(guān)知識主要由教師講授,教師是這一階段的活動主體,時間安排為2個課時。需要說明的是,如果將機械手每個工作步驟、自動流程圖、順序功能圖制作成動畫,用多媒體進行演示,將增加授課的趣味性、直觀性,提高教學效果。
(二)實施階段
在任務實施階段,學生是活動的主體。首先學生按2-4人一組,根據(jù)機械手控制要求確定輸入輸出元件,進行I/O點分配,設計外部接線,繪制機械手自動控制順序功能圖,初步設計PLC控制程序,這些活動由學生課外完成。教師負責布置任務,提供咨詢。第二步學生匯報,教師檢查評價。教學活動主要以師生共同討論的方式展開,著重對比置位復位指令、位移位指令、步進指令三種編程方案。步進指令在項目三“常用應用指令及應用”中有過初步的學習,大多學生可能并不熟悉,但不排除有好學的學生會應用它來編程。采用置位復位指令和步進指令編程的程序會較長,但邏輯關(guān)系清楚,而運用位移位指令編程的程序則顯得緊湊而簡捷,而且位移位指令在這里的妙用對學生更具吸引力。學生設計的每一種方案都應該得到教師的鼓勵,即使不完整或有明顯的錯誤。師生討論的主要目的在于確定方案、完善程序,時間安排為2個課時。第三步是程序輸入與調(diào)試。學生分組上機操作,教師進行指點和檢查。時間安排也為2個課時。對于提前完成的小組,可以安排他們先進入下一個環(huán)節(jié),即機械手手動控制、單步自動、單周期自動控制設計。上機操作完成后,學生在課外完成程序設計與調(diào)試報告。第四步擴展知識的學習。在熟悉掌握機械手連續(xù)自動控制設計后,機械手手動控制、單步自動、單周期自動控制設計在教師指導下,也可以較快地被學生掌握,時間安排為1個課時。至此用順序控制設計法實現(xiàn)的完整的搬運機械手控制的學習基本完成,總計7個課時。對于學習能力較強的學生,教師還可以指導其將中斷指令應用于機械手控制中。
在任務實施階段,教師主要是營造學習氛圍,創(chuàng)設學習情境,提供幫助與咨詢,引導教學過程順利進行。
(三)評價階段
在這個階段里,需要做個能力測試檢查評估任務目標完成情況。教師可以布置用順序功能圖實現(xiàn)某些簡易的順序控制的作業(yè)由學生分組完成,根據(jù)學生作業(yè)評定成績。這一階段的師生活動均安排在課外。
由上所述,每個任務教學過程劃分為任務的準備、實施與評價三個階段,每個階段又細分為子階段,每個子階段所要進行的具體的教學活動不同,師生在各個階段所處的地位與作用也有所不同。
在PLC課程項目教學組織與實施過程中,教師還要注意三點:一是要選擇既能體現(xiàn)項目教學理念,又適合學校實驗實訓條件的教材,必要時可以自編教材;二是要充分利用現(xiàn)場教學、多媒體技術(shù)等方式生動直觀地進行講授和指導,使枯燥、抽象的PLC硬件系統(tǒng)學習形象化,使復雜、難以理解的PLC控制任務趣味化,有效地激發(fā)學生學習的興趣。三是項目教學中,學生不再是被動的接受者,不確定的因素會有所增加,如教學進度的減慢、學生掌握程度不一、專業(yè)知識涉及面擴大等,教師只有不斷提高教學能力和業(yè)務水平,才能較好地運用項目教學法。
三、項目教學的考核與評價
PLC課程項目教學的考核與評價是檢驗教學目標是否實現(xiàn),判定教學效果是否達到預期的重要環(huán)節(jié)。在PLC課程結(jié)束時進行綜合項目考核,依據(jù)PLC項目實現(xiàn)的功能是否完整、設計方案是否最優(yōu)、I/O接線是否正確、聯(lián)機調(diào)試是否按時完成、技術(shù)報告是否規(guī)范等五項指標,考核評定學生實踐動手能力、分析問題和解決問題的能力。但綜合項目的考核成績并不是學生學習PLC課程的最終成績,它在總成績里所占的比例是40%,另有60%是平時成績。PLC項目教學的評價堅持以下幾個原則:
(一)過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的原則。評價的活動滲透在教學的整個過程之中,課堂表現(xiàn)、活動小組中的表現(xiàn)、操作技能水平、各項任務完成程度等都是教師平時采分的內(nèi)容。
(二)小組評價與個人評價相結(jié)合的原則。教師對小組的整體評價在于鼓勵團隊協(xié)作能力的培養(yǎng),教師對小組成員個人的評價在于督促個人學習自覺性的培養(yǎng)。
(三)職業(yè)能力評價與職業(yè)基本素質(zhì)評價相結(jié)合的原則。從學生所獲得的分析解決問題能力、學習能力、創(chuàng)新能力等職業(yè)能力,以及所培養(yǎng)的勞動紀律、安全操作等職業(yè)基本素質(zhì)兩大方面進行全面、科學的評價。
10月19日(星期日)
課程 上午
9:00—11:30
下午
14:30--17:00
上午
9:00--11:30
下午
14:30--17:00
專業(yè)名稱 金融
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02194工程經(jīng)濟 00054管理學原理
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00122房地產(chǎn)評估
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03708中國近現(xiàn)代史綱要 00015英語(二) 銷售管理
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030108 03709基本原理概論
00230合同法
05678金融法 00227公司法
00246國際經(jīng)濟法概論
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00228環(huán)境與資源保護法學
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030405 03709基本原理概論
00024普通邏輯
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040107 03709基本原理概論
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040302 03709基本原理概論
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方向)
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(環(huán)境藝術(shù)設計
方向)
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00694設計素描(理論) 00695設計色彩 03708中國近現(xiàn)代史綱要04839材料成型工藝 00015英語(二)
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070102 03709基本原理概論
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080206 03709基本原理概論
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及自動化
080302 03709基本原理概論
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02204經(jīng)濟管理
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02202傳感器與檢測技術(shù) 00015英語(二)
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080307 03709基本原理概論
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02202傳感器與檢測技術(shù) 00015英語(二)
00420物理(工)
02241工業(yè)用微型計算機 模具設計與制造
080313 03709基本原理概論
05513塑料成型技術(shù) 02609互換性原理與測量技術(shù)基礎
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05510模具工程材料 電廠熱能
動力工程
080502 03709基本原理概論
02199復變函數(shù)與積分變換
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00420物理(工)
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080603 03709基本原理概論
02297電力拖動自動控制系統(tǒng) 00341公文寫作與處理00023高等數(shù)學(工本) 03708中國近現(xiàn)代史綱要
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00144企業(yè)管理概論
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自動化
080605 03709基本原理概論
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02310電力系統(tǒng)分析 00341公文寫作與處理00023高等數(shù)學(工本)
02312電力系統(tǒng)遠動及調(diào)度自動化 03708中國近現(xiàn)代史綱要
02197概率論與數(shù)理統(tǒng)計(二)
02306自動控制理論(二) 00015英語(二)
07732普通物理學02311發(fā)電廠動力部分 計算機及應用
080702 03709基本原理概論
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04735數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理 03708中國近現(xiàn)代史綱要
02197概率論與數(shù)理統(tǒng)計(二)
04737C++程序設計
02325計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 00015英語(二)
07732普通物理學02333軟件工程 電子工程
080705 03709基本原理概論
02194工程經(jīng)濟
02199復變函數(shù)與積分變換
06541現(xiàn)代通信技術(shù) 00341公文寫作與處理00023高等數(shù)學(工本)
02358單片機原理與應用 03708中國近現(xiàn)代史綱要
02197概率論與數(shù)理統(tǒng)計(二)
02306自動控制理論(二) 00015英語(二)
07732普通物理學00420物理(工) 計算機網(wǎng)絡
080709 03709基本原理概論
02331數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
04747JAVA語言程序設計(一)
02335網(wǎng)絡操作系統(tǒng) 00341公文寫作與處理00023高等數(shù)學(工本)
04735數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理
04749網(wǎng)絡工程 03708中國近現(xiàn)代史綱要
02379計算機網(wǎng)絡管理
04751計算機網(wǎng)絡安全 00015英語(二)
07732普通物理學04742通信概論
03142互聯(lián)網(wǎng)及其應用 軟件工程
080720 03709基本原理概論
02324離散數(shù)學
07169軟件開發(fā)工具與環(huán)境 00341公文寫作與處理07029軟件項目管理
07172信息安全 03708中國近現(xiàn)代史綱要
02197概率論與數(shù)理統(tǒng)計(二)
04737C++程序設計 00015英語(二)
07732普通物理學07028軟件測試技術(shù) 應用電子技術(shù)
080735 03709基本原理概論
02199復變函數(shù)與積分變換
06541現(xiàn)代通信技術(shù) 00342高級語言程序設計(一)
00023高等數(shù)學(工本)
02358單片機原理與應用 03708中國近現(xiàn)代史綱要
02202傳感器與檢測技術(shù) 00015英語(二)
00420物理(工)
05691智能化儀器儀表設計 數(shù)控技術(shù)
080741 03709基本原理概論
05661機床數(shù)控原理 00341公文寫作與處理
02240機械工程控制基礎 03708中國近現(xiàn)代史綱要
02197概率論與數(shù)理統(tǒng)計(二)
02202傳感器與檢測技術(shù) 00015英語(二)
【關(guān)鍵詞】 糾偏輥 電液伺服
硅鋼連續(xù)退火線中帶鋼中主要用糾偏輥裝置來糾正帶鋼在運行過程中的跑偏。糾偏輥裝置控制實際上就是靠調(diào)節(jié)糾偏輥的擺動角度來達到糾偏的目的,控制糾偏輥的擺動擬采用液壓伺服控制。
1 糾偏輥電液伺服系統(tǒng)方案
硅鋼連續(xù)退火線中帶鋼的糾偏控制,可以通過液壓缸的移動控制糾偏輥裝置的擺動達到糾偏的目的,其輸出量是位移,故采用電液位置伺服系統(tǒng)。根據(jù)硅鋼連退機組的特點,跑偏的因素具有不確定性。因此帶鋼的糾偏控制中,必須滿足系統(tǒng)工作時最高壓力不小于10MPa;響應時間不大于一秒;糾偏時精度要求不大于5mm;并且系統(tǒng)抵御外界干擾,運行時安全可靠,使用方便,成本要求不能過高等要求。
1.1 擬糾偏控制電液伺服系統(tǒng)整體分析
根據(jù)以上控制要求結(jié)合糾偏裝置結(jié)構(gòu)特點,制定連續(xù)退火線中糾偏電液伺服系統(tǒng)方框圖如圖1,帶鋼糾偏電液伺服系統(tǒng)由以下一些基本元件組成。
影響帶鋼跑偏的因素多且具有不確定性,因此必須連續(xù)檢測帶鋼的跑偏位移,基本控制思路是采用位置閉環(huán)控制[1]。帶鋼跑偏的位移是通過位置檢測器檢測出來,將此位移信號轉(zhuǎn)化成電壓信號傳輸給控制器,再由控制器把信號進行放大,通過電液伺服閥把偏差的電流信號放大后變成流量和壓力信號,提供壓力油給液壓缸推動糾偏裝置運動,從而起到糾偏的作用。
1.2 影響糾偏控制因素
(1)傳感器的精度及安裝位置。傳感器的精度對糾偏精度的影響較大,對于精度要求高的糾偏裝置應使用高精度的線性傳感器[2]。傳感器的安裝位置應盡量靠近糾偏輥出口處,以減少時間滯后。在選擇傳感器時,也不能一味追求高精度,應考慮經(jīng)濟性,在滿足機組要求的前提下,盡量選擇精度較低的傳感器[3]。
(2)電液伺服系統(tǒng)系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)系統(tǒng)設計的關(guān)鍵是選擇性能較好的伺服閥,首先考慮到糾偏系統(tǒng)的張力和設備自動和動負荷的大小,計算出糾偏阻力,由此得出液壓缸的工作壓力,可以推算出活塞面積。然后依據(jù)糾偏量大小選擇適合的液壓缸行程及其他參數(shù)。還需要考慮糾偏時速度確定流量。綜合系統(tǒng)有關(guān)性能參數(shù),最終選擇合適的伺服閥。以上的選擇方法可以保證糾偏系統(tǒng)不會出現(xiàn)過多的故障,另外伺服閥需要有抗污能力。系統(tǒng)中固有頻率不高,所以在此電液伺服系統(tǒng)中常選用動圈式伺服閥。
2 帶鋼糾偏液壓系統(tǒng)原理
根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)實踐要求,在液壓回路方面,本系統(tǒng)采用自動和手動相結(jié)合的液壓傳動方案,可滿足自動糾偏和手動調(diào)試以及故障的處理。
糾偏系統(tǒng)對液壓缸的擺動要求很高,而其中換向是最核心的問題。系統(tǒng)擬采用伺服閥實現(xiàn)自動控制。在壓油和回油油路中用單向閥作背壓閥,增加運動的平穩(wěn)性和避免外負載的突然變化對系統(tǒng)的沖擊,同時在壓油回路中設置安全閥。系統(tǒng)擬采用由恒壓式變量泵組成的容積調(diào)速回路,這樣能夠滿足糾偏速度跟隨生產(chǎn)線的速度變化而相應進行調(diào)節(jié),同時保證流量不隨外載的變化而變化。由于糾偏系統(tǒng)是實時工作的,油缸不停的需要運動,造成系統(tǒng)油溫較高,故對油液增設自動循環(huán)水冷卻裝置,此外在控制油路中安裝了帶壓差繼電器的過濾裝置對油進行精過濾處理[4]。根據(jù)以上設計思路,設計糾偏系統(tǒng)液壓系統(tǒng)原理如圖2。
3 結(jié)語
確定電液伺服糾偏控制系統(tǒng)方案,就可以根據(jù)系統(tǒng)的本身特點,選取各分系統(tǒng)的組成元器件,最終確保系統(tǒng)的控制精度和實現(xiàn)自動控制。為后期的現(xiàn)場調(diào)試提供了有力的理論依據(jù)。
參考文獻:
[1]李素娥.酸洗連軋生產(chǎn)線帶鋼的跑偏控制及仿真分析[D].中南大學碩士論文,2008.
[2]凌振寶.傳感器原理及檢測技術(shù)[M].長春:吉林大學出版社,2003:68-89.