○3、气缸存在摩擦力和负载不确定性。
1.1.4解决方法
为保证气动系统能够长时间的安全可靠地工作,除了日常的文护和检修,还必须对系统的状态进行监控并做出及时的故障报警,从而尽可能减少由于系统故障带来的损失 [8] 。
气压监测是保证气动系统正常工作的一个非常重要的手段,传统气动系统的控制是采用继电接触器控制,但是这种系统体积大,安全性和可靠性低,无法满足高精度和自动化的要求。近年来,气动技术和微电子技术相结合,使得气动产业发展呈急剧上升的趋势。气动技术和电子计算机技术的结合进一步降低了成本,并使复杂控制策略的实现更加方便[9,10]。
现在国内外对于气动系统控制的方法主要有:○1自适应控制、○2模糊控制、○3神经网络法,○4PID拓展控制等等[11]。
自适应控制:控制系统能够自行调整参数或产生控制作用是,使系统能够按照某种性能指标运行在最佳状态。
模糊控制:对于复杂或者难以精确描述的系统,利用模糊数学的理论,使其得到简化的一种控制方法。
神经网络法:它是一种具有学习能力的控制方法,是神经网络理论与控制理论结合的产物,对于解决复杂的非线性、不确定、不确知系统的控制问题是一种新的途径。
PID拓展控制:传统的PID控制已有70多年的历史,在工业应用中最为广泛,但是它在非线性和不确定系统中的效果不够好,近年来有些研究对于PID控制进行了改进,使其效果得到了改善。
1.1.5 国内外发展现状
1.2单片机在气动系统监控中的应用
单片机是一种利用超大规模集成电路技术,把中央处理器、随机存储器、多种I/O接口、中断系统和定时器/计时器等集成在一块硅片上的计算机系统。单片机的特点是体积小、寿命长、可靠性高、集成度高、控制功能强、低电压、低功耗、便于生产便携产品、易扩展、性价比高等等。
由于单片机在工业控制领域的广泛应用,单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
单片机作为计算机发展的一个重要分支领域,根据目前发展情况,从不同角度单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电型。
1)通用型/专用型:
这是按单片机适用范围来区分的。例如,80C51是通用型单片机,它不是为某种专用途设计的;专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的,例如为了满足电子体温计的要求,在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路。
2)总线型/非总线型:
这是按单片机是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线,这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接,另外,许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内,因此在许多情况下可以不要并行扩展总线,大大减省封装成本和芯片体积,这类单片机称为非总线型单片机。
3)控制型/家电型:
这是按照单片机大致应用的领域进行区分的。一般而言,工控型寻址范围大,运算能力强;用于家电的单片机多为专用型,通常是小封装、低价格,外围器件和外设接口集成度高。 显然,上述分类并不是惟一的和严格的。例如,80C51类单片机既是通用型又是总线型,还可以作工控用。
单片机技术在工程自动化的远程监控及实时控制中具有重要意义。目前其应用领域主要包括:办公自动化设备、机电一体化中的实时过程控制、日常生活及家电领域的应用、各类仪表控制、计算机网络和通讯领域、商业供销设备、医用设备、汽车电子设备、航空航天系统、国防军事和尖端武器等领域。 STC89S52单片机气动系统的远程监控技术研究(2):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_7225.html