立車數(shù)控改造的控制系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)
　　立車數(shù)控改造描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式，稱為控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。為了對被控系統(tǒng)進(jìn)行控制，必須建立起控制量與被控制量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。
　　對于實(shí)際的控制系統(tǒng)，要想建立起恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)描述，通常不是一件容易的事，除了要選擇合適的建模方法之外，還要處理好模型簡化等問題。為了準(zhǔn)確的描述控制量與被控制量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，一般要涉及各種影響因素和情況，往往導(dǎo)致其關(guān)系式變得非常復(fù)雜。要求控制量與被控制量之間的關(guān)系越準(zhǔn)確，其數(shù)學(xué)模型也就是越復(fù)雜。過于復(fù)雜的模型，既不便于研究，也不利于控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。為了避免出現(xiàn)這種情況，一般需要做出一些合理的假設(shè)和簡化，以便將系統(tǒng)適當(dāng)?shù)睦硐牖＠硐牖奈锢硐到y(tǒng)通常稱作物理模型。物理模型的數(shù)學(xué)描述就是數(shù)學(xué)模型。因此，在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)，需要在模型的簡化性與分析結(jié)果的精確性之間做出某種折衷。這既需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，又需要一定的處理技巧。
　　實(shí)質(zhì)上，建模過程是對控制系統(tǒng)特別是對被控對象進(jìn)行調(diào)差研究的過程。只有準(zhǔn)確的分析出哪些物理變量和相互關(guān)系是可以忽略的，哪些是對模型的準(zhǔn)確度有決定性影響而必須考慮的因素，才能建立起既比較簡單又能較準(zhǔn)確地反映實(shí)際無力對象的模型。一個(gè)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立的好壞與否，最終是由實(shí)驗(yàn)來決定的。
　　控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的表達(dá)形式有多種多樣，但由于都是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，因此其數(shù)學(xué)模型的最基本行駛時(shí)微分方程。古典控制理論著重研究系統(tǒng)的輸入與輸出建的關(guān)系，因此主要采用傳遞函數(shù)形勢以及在其基礎(chǔ)上發(fā)展出來的頻域模型。現(xiàn)代控制理論則使用狀態(tài)空間表達(dá)式。
　　建立數(shù)學(xué)模型的基本方法有兩種，既解析法或機(jī)理分析法以及實(shí)驗(yàn)辨實(shí)法。對于一些較簡單的系統(tǒng)，可以根據(jù)系統(tǒng)本身遵循的物理定律列出數(shù)學(xué)表達(dá)式；而對于復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，常常無法用解析法進(jìn)行建模，一般需要先進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，然后建立其數(shù)學(xué)模型。實(shí)際上只有很少一部分系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型能夠根據(jù)機(jī)理用分析推倒的方法求得，大多數(shù)的系統(tǒng)則需要用實(shí)驗(yàn)辨識(shí)的方法去建立其數(shù)學(xué)模型。
　　再用解析法進(jìn)行輸入-輸出微分方程描述時(shí)，首先要確定系統(tǒng)的輸入量和輸出量。控制量和擾動(dòng)量均為系統(tǒng)的輸入量，被控制量則成為系統(tǒng)的輸出量。其次通過分析研究，提出一些合乎實(shí)際的簡化系統(tǒng)的假設(shè)。接下來去是根據(jù)相關(guān)定理或定律列出描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一組微分方程。最后消去中間變量，求出描述系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的微分方程。通過數(shù)學(xué)模型，可以確定被控制量與給定量或擾動(dòng)量之間的關(guān)系，為以后進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件。
　　為了便于處理，同學(xué)們在學(xué)習(xí)過程中所遇到的建模問題，一般都是根據(jù)給定的物理模型進(jìn)行的，很少直接從實(shí)際的被控對象開始。
　　在建模中經(jīng)常遇到的另一個(gè)問題是線性化問題。嚴(yán)格地講，實(shí)際的物理系統(tǒng)都是分線性系統(tǒng)，之是非線性的程度有所不同而已。然而，許多系統(tǒng)在一定條件下可以近似的是做線性系統(tǒng)。線性系統(tǒng)具有其次性和疊加性，可以大為簡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。在控制工程中經(jīng)常采用的方法是：首先建立簡化的盡可能線性化的模型，在此基礎(chǔ)上求得系統(tǒng)的近似特性。必要時(shí)，在采用較復(fù)雜的模型做進(jìn)一步的研究。這種逐步近似地研究方法是工程上常用的方法。
　　應(yīng)該指出，并非富哦有的控制系統(tǒng)都能采用線性化的處理方法。對于一些非線性較強(qiáng)的系統(tǒng)最好采用非線性的研究方法加以處理。
　　立車數(shù)控改造后的電氣系統(tǒng)的基本特點(diǎn)
　　(1)高可靠性。數(shù)控立式車床是長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，本身要具有高可靠性。因此，在電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和部件的選用上，普遍運(yùn)用了高可靠性技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)及余技術(shù)。所有部件是選用的最成熟的、且符合有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)并取得授權(quán)認(rèn)證的新型產(chǎn)品。電氣系統(tǒng)要在保證可靠性基礎(chǔ)上，還具有先進(jìn)性，如新型組合功能電器元件的使用、新型電子電氣及電力電子功率器件的使用等等。
　　(2)穩(wěn)定性。要在電氣系統(tǒng)中采取一系列技術(shù)措施，使其適應(yīng)較寬的環(huán)境條件，如要能適應(yīng)交流供電系統(tǒng)電壓的波動(dòng)，對電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的噪聲干擾有一定的抑制作用，同時(shí)還符合電磁兼容的國家標(biāo)準(zhǔn)要求，系統(tǒng)內(nèi)部既不互相干擾，還能抵抗外部干擾，也不向外部輻射破壞性干擾。
　　(3)安全性。電氣系統(tǒng)的連鎖要有效；電器裝置的絕緣性要保證完好，防護(hù)要齊全，接地要牢靠，以使操作人員的安全有保證；電器部件的防護(hù)外殼要具有防塵、防水、防油污的功能；經(jīng)常移動(dòng)的電源，要有護(hù)套或拖鏈防護(hù)，防止纜線磨斷或短路而造成系統(tǒng)故障；要有抑制內(nèi)部器件異常溫升的措施，特變是夏季，要有強(qiáng)迫風(fēng)冷或制冷器冷卻；有防觸電，仿碰傷設(shè)施。
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