机电综合实验台—控制系统的开发及应用实践

吴红义

摘要：该文主要分析了危机数控机电综合实验台的主要功能和系统设计，并提出了综合实验台的设计方案，从科学的角度重点探讨了综合实验台控制系统的工作流程以及系统部分中接口模块的设计原理。

关键词：机电综合实验台；控制系统开发；应用实践

中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）05-0154-01

电机可以说是拖动领域中的核心设备，占据着主导的地位，当推动对象在被启动、运动和控制的流程中，拖动对象自身的物理量是非常重要的。本文的分析重点就是如何有效设计机电一体化综合实验台的控制系统，并通过模拟加载的途径，来分析相应的设备特征和机械特点，从而让其达到经济节能的效果，保护设备的使用周期。

1 机电综合实验台控制系统的运转流程

本文所设计的实验台控制系统具有电动机效率性能测验和档位控制这两大主要功能，因此，该系统可以从以下两方面来进行分析阐述：

1.1 电动机效率特性测试的流程

1）在正式测验开始之前，要设置好CJT拖动装置内的各项数据，并通过电子计算机来发送档位控制的相关指令。

2）档位控制器在接收到由电子计算机发出的控制指令后，档位控制器中的CJT应该马上启动。

3）按照设计时序，PC机在一定的时间内向控制器发送电流控制的数据命令。

4）在控制过程中，每当控制器接受到一个控制指令，就必须对其进行D/N转换，把一般的数字指令转化为模拟控制信号，同时通过控制磁粉制动器来给直流电实施加载处理。

5）按照设计好的既定时间，分别使用电流和电压这两种互感器，把电动机内的大功率电流信号和电压信号全部转化为小功率的，然后在进行A/D的转换，最后把转化好的功率信号放入电子计算机当中进行存储。

6）PC机调出之前存储的数据，计算并输入功率[P1]、输出功率[P2]效率[η]以及功率因数[Cos?]等相关参数，并且根据实际情况绘制相应的特性曲线图。

过程说明：上述几个环节是在稳定情况环境下进行的参数测验，与动态加载环境下的测验结果没有较大的差别，主要的差异点就是负载结果是按照特点的示功图得出的，最后数据结果得到的时间也比较长。

1.2 电动机控制处理的流程

1）首先要根据示功图来计算出抽油机在一定时刻下的负载信息，同时把已知的负载信息转化为电流控制信号，并设计时间点上将控制信息传输到控制器内。

2）控制器每接受一股信号控制电流，就要对该股控制信号电流进行A/D转换，然后把一般的数字信号转化为模拟控制信号，并控制磁粉控制器给已定的直流电进行加载充能。

3）按照设计的时序，通过利用电流互感器和电压互感器，将电动机中最大功率输入电流与电压信号转化为小功率的信号，然后在进行A/D的转换处理，并将信息传送到PC机当中进行存储。

4）在一定的时间内，通过扭矩传感器，来测量电动机输出的转矩与转速，并分别进行A/D的转换，并转换好的结果传输到PC机当中进行存储。

5）PC机调出内部存储的数据，计算并输入功率[P1]、输出功率[P2]以及效率[η]。

6）分析该周期内效率[η]的实际情况，若连续几个周期均处于高效区，那么则应该想控制器发送换挡的指令，然后控制器则控制拖动装置进行换挡。

2 实验台控制系统介绍

2.1 实验台控制系统的主要功能以及设计要求

本文所设计的控制系统主要以闭环控制系统为主，详情见图1。通过系统中的传感器来收集系统运行的相应数据，然后利用数据采集卡将搜集好的数据传输到PC机当中。

2.2 机电一体化综合实验台控制系统的设计方案

依照机电一体化综合实验台的使用原则，因此，我们必须在控制系统CJT-3拖动装置内部输入相应的电流、电压和相应转矩，同时还应该把传感器的转矩和转速准确的显示出来，让传感器能够自行的调节，这就是笔者所述的集中形计算机控制 措施，这个控制措施主要以电子计算机为核心单位，把微软系统作为软件应用的平台。在进行信号采集时，所采集的信号不仅有模拟量还有数字量，所以，要把已收集到的模拟量信号数据转化为电子计算机能够快速处理的数字信号，当数字信号在经过电子计算机处理过后，一部分输出信号又要被转化为模拟量信号来控制机电一体化综合实验台。

3 结束语

机电一体化综合实验台的设计想要足够的高效实用，就必须有效结机械设计理念、电子检测技术、微电子控制和数据关联处理措施，此项设计的最终目的就是为了让装置中的YCCH主机运转的更加快速、高效和环保，此外还可以实现经济节能的效果，提高系统的使用周期。

参考文献：

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