控制器的四个发展方向

1.数字化

采用调整微处理器和专用数字信号处理器(DSP)的伺服控制系统将全面代替模拟电子器件为主的伺服控制单元,从而实现全数字化的伺服系统。全数字化的伺服系统通过人工编程实现系统的软件化,具有很强的灵活性和开放性。只需要改变软件就可以实现不同的控制功能,也可以用不同的软件模块对相同的硬件模块进行不同功能的控制,这在很大程度上提高了开发效率,缩短了开发周期。

2.集成化

由于高速、高性能 DSP 芯片的应用,伺服系统的位置伺服单元和速度伺服单元不再是独立分开的模块,而是通过软件高度集中在处理器算法中,使得两种控制方式可以灵活切换,并且通过参数的设定,可以根据不同的需要采用不同的控制系统。随着大功率、高频化的电力电子元件的飞速发展,集成电路广泛被人所接受,这都提高了伺服系统开发板的集成度。可重配置、重利用、标准化、模块化的分布式系统硬件结构的发展,克服了传统电力电子系统的不足,将各个模块变得更加灵活。

3.智能化

控制策略的不断改进是智能化的一个重要方面。除了矢量控制方法之外,已经涌现出来很多新的高性能、高智能化的控制策略。神经网络控制、自适应控制、滑模变结构控制、模糊控制等控制策略的发展将主要解决以下几个问题:

①参数变化、系统扰动和不确定因素对系统动态性能的影响;

②系统数学模型复杂,智能优化算法与经典控制算法的结合;

③传感器对控制精度影响效果的矛盾。

4.网络化

将现场总线和工业以太网技术,甚至无线网络技术集成到伺服控制系统当中,已经成为工业发达国家伺服厂商的常用做法。当今伺服电机控制系统都配置了专用局域网接口和标准的串行通讯接口,使控制系统可以在很大的空间完成控制目的。通过电缆对数据的高速传输,使系统实现了一体化管理和分布式控制。

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