什么是弱磁控制

了解弱磁控制首先应当对永磁式同步电机或直流电机的控制有一个简单的了解，对FOC（场定向控制，亦即矢量控制）有一些了解，下述回答建立在二者之上。

前提

电机定子电流中的直轴分量在运动中会形成对永磁体的增磁（Id＞0）和弱磁（Id <0）两个区域，而在弱磁区所形成的去磁作用可能导致永磁体性能变坏。为了避免这一问题的发生，可以使电枢电流矢量在空间上与永磁体所产生的的磁场正交，故在控制上选用的方法是：使直轴方向不流过定子电流，亦即采用 Id=0 的控制方式。

但随着永磁材料的发展，高剩磁密度和高矫顽力的永磁材料已经在伺服电机中获得了应用，在相当大的程度上已经不怕电机定子电流中的直流分量所形成的去磁作用，这就允许在直轴方向上流过较大的去磁电流，为电机的弱磁高速运行提供了可能。

分析

在整个的弱磁升速的过程中，实际上是保持端电压不变和降低输出转矩的过程，也就是调节直轴和交轴电流分量在受限状态下的分配关系。

弱磁升速过程分析：

原理：当转速 n 继续升高时，反电动势 E 也随之升高，达到一定程度时就会受到电压和电流的限制，即“若反电动势持续增高，则会导致绕组上无法产生有效的电压差以产生电流”。若想提升转速 n，则必须抑制反电动势 E 的上升，所采用的方案是：利用负的 D 轴电流抵消一部分永磁磁链用以减小原本反电动势 E 上升的趋势。

表现： E 不继续变化，若 n 上升，则必有 Φ 下降，亦即弱磁升速。

可以阅读袁宏先生所著《交流永磁伺服电机的弱磁控制》一文，发表于《沈阳工业大学学报》，知网可查。

杨乃坤的科研情况

电子商务中的虚拟价值链分析，是我为各位电子商务毕业的同学准备的论文，欢迎大家借鉴!

摘要 本文试图研究企业中从物理价值链向虚拟价值链迁移的主体和路径研究，找出其中的一般规律，并总结了企业可以利用虚拟价值链形成自己的竞争模式，同时为我国当前企业构建自身的虚拟价值链提供建议。

关键词 虚拟价值链 主体研究 路径研究 模型构建

电子商务发展对物理价值链的影响

电子商务的发展对物理价值链的每一个环节都产生了巨大的影响。其影响的范围涵盖了进货、后勤、发货、销售等传统物理价值链的各个环节。在进货方面，它增强了与上流供应商的关系，从而加快了进货的速度在后勤保障方面，它加强了企业内部各个部门的联系，从而提高了其反应的速度同时它还延伸到最后的客户方面，可以通过各种方式增强与客户的联系，从而取得更加准确的市场信息在销售方面，因为获取信息的准确性的加强，就可以使企业在选择销售的货物等方面具有相当的主动权同时随着销售方式的改变，也带来组织内部组织结构的改变，减少了管理的层级，使其向扁平化的组织发展，这种跨越式开放性的组织结构使得企业在整体的产业链条中得以和其他的组织能够联结、共享知识和信息。所有这些环节的改变都在说明，电子商务的发展使原本存在于企业的物理价值链条正在向虚拟价值链迁移。

虚拟价值链的形成和特征

(一)虚拟价值链形成过程

一个市场的形成有其一定的规律，必须包含一定的市场主体，也就是产品或者服务的买方、卖方以及为这两个主体提供服务的中介机构产品和服务是出现买方和卖方的必要条件过程是三个主体之间为了最终实现商品和服务的交易而进行的活动。而物理价值链和虚拟机制链正是在这三个部分发挥作用。随着产品虚拟化程度的提高，个体专门化服务的提高，虚拟价值链在这三方建起的机制就更为明显。

(二)虚拟价值链的特征

一是信息资源的丰富性、共享性和增值性。这些特征降低企业的成本，产生边际效应递增的效应。二是由于信息的灵活性，企业可以对信息进行多层次、多角度、多类型的灵活的加工处理，从而满足消费者个性化的需求。虚拟价值链能够给企业带来更多的价值点。在信息的收集、组织、综合、选择等环节，企业可以对其进行个性化的定制，从而为企业发现更多的潜在需求，增加企业的价值点。三是信息依赖性。区别于物理价值链，在虚拟价值链的各个环节上，其活动和交换的对象不再是物质资源，而是信息资源。物质资源在处理上会受到很多的自然环境的限制，而信息资源则可以摆脱土地、劳动、资本等很多限制性因素，只要组织具有高超的信息处理能力，就能够在虚拟价值链条上创造出巨大的价值。

虚拟价值链和物理价值链的对比研究

物理价值链的形成过程也是企业战略活动落地的过程，其是围绕着组织的商品或者服务。从原材料的上流供应商的供给、原材料的再加工、商品的物流运输以及销售最后的`售后服务是物理价值链的最新组成部分。在这些核心部分完成的过程之中，也需要企业的基础设施、企业的人力资源的供给以及企业内部技术研发等辅助环节。所以物理价值链从其本质上是由核心活动和辅助活动构成的，虚拟价值链和物理价值链在这一点上是存在同一性的，对应物理价值链的核心活动在虚拟价值链条上表现为基本信息增值活动，而对应辅助活动的则是附加价值活动。要实现这些活动，虚拟价值链主要是通过对信息的处理。

其与物理价值链的区别在于：

一是在经济原理上存在差异。物理价值链存在边际效率递减的趋势，但是由于信息的特殊性，虚拟价值则存在边际效率递增的趋势。

二是管理内容上的差异。物理价值链主要管理的是实体产品。虚拟价值链主要管理的是信息等虚拟产品。

三是增值过程的差异。物理价值链的增值过程是连续的，而虚拟价值链的增值过程可能发生中断。

四是对于信息作用的不同看法。物理价值链认为信息只是起到辅助的作用，而虚拟价值链则认为信息起到创造价值的作用。

但是在认识虚拟价值链和物理价值链区别的基础上，也必须认识到，虚拟价值链条中的各个环节是相互独立的，独立性也就意味着每一个单独的环节也能创造价值。所以企业在进行物理价值链向虚拟价值链转移的过程中，不需要对传统价值链的每一个环节都继续转移。虚拟价值链是可以和物理价值链结合在一起的。

价值链迁移过程研究

(一)价值链迁移过程的主体

结构搭建者：结构搭建者的主要任务是在一个虚拟的世界中，创造出内容以及概念，以及对应于现实组织中的结构以及管理制度，并在创造出这些内容后，对其进行输送。其最主要的责任是在外界环境发生变化之后，能以最快的速度做出回应。

供货者：供货者同物理供应链条一样，也是主要的联系者，但是供货者需要提供的是内容、分工、产品以及子系统。供货者和结构搭建者必须进行密切的合作，因为结构搭建者必须依赖于供货者提供的信息资源。

操作者：在虚拟价值链条中，操作者是和物理价值链联系最为密切的，因为这直接负责将现实的商品流转变成为虚拟价值链所需要的信息流，同时保证这两者在进行转换的过程中所需要的基础设施的完备。

使用者：使用者是对虚拟价值链条中信息的使用，必须时刻和结构搭建者保持密切的联系。

(二)迁移路径研究

虚拟价值链要求的是客户导向、小批量和一对一。这就要求生产系统和沟通系统的高度连接。联系物理价值链和虚拟价值链的区别就要求企业在进行价值链转移的过程中，注重灵活性。在整个的产业链条中，核心企业必须提高其沟通企业的灵活性。对于上流的供应商，要密切关注市场以及客户，要对其进行有针对性的个性化设置。同时就是提高对市场的反应，要不断对系统进行革新，产品和沟通所产生的信息能在最短的速度内达到虚拟价值链的结构构建者手中。这些都表明：在物理价值链向虚拟价值链迁移的过程中，最重要的是对信息的认识和处理。

(三)价值链迁移的阶段

第一阶段：在这一阶段，企业仅仅是把信息的收集和获取当作是一种控制有形操作的必要补充，这一阶段还是以物理价值链为主，目的在于为虚拟价值链的形成提供一定的基础。 第二阶段：在这一阶段，虚拟价值链以及企业所收集到的信息资源开始发挥一定的作用，在一定程度上开始代替原先的物理价值链活动，同时开始在虚拟网络上开始为组织创造价值。

第三阶段：在这一阶段，虚拟价值链成为管理者吸引顾客的最为重要的工具，虚拟价值链条开始全方位地创造价值。

企业实现价值链迁移的模型构建

(一)构建模型的基本知识

数字资产的特殊性。数字资产的特殊性表现在其不会被消耗。数字资产一旦被收集或者创造，就能够被企业进行多次的使用，同时具有在创造价值时边际成本为零的优点。

规模经济的重新定义。虚拟价值链的存在，使得规模经济不再是小企业望尘莫及的内容。小企业可以利用虚拟价值链的优势，采用具有个性化的产品降低单位产品或者服务的成本费用。

范围经济的改变。虚拟价值链条的出现，也在很大程度上改变了范围经济，在包含了网络的三维市场上，企业可以利用信息以及数字资产对现成的市场范围进行一定程度的调整。

顾客需求价值。虚拟价值链的形成对供需再平衡的影响，主要体现在对市场需求方需求的重视的升级。因为信息的快速性和灵敏性，对于客户的需求可以快速进入到市场状态。这就要求在三维市场收集到的信息能够以更加快捷的方式迅速进入到物理空间，对顾客需求做出回应。

(二)模型构建的环节研究

虚拟价值链模型构建环节中最为重要的是对信息的利用，如何利用信息在虚拟竞争中创造出企业独特的竞争优势是构建的关键所在。信息的价值是最为重要的，而信息和信息之间的彼此联系则是虚拟价值链条得以实现的基础。信息能够在虚拟价值链中创造价值，而如果信息又能和价值活动联系在一起，这就是企业想要寻找的竞争优势。最主要是将虚拟经济中的基本信息增值活动和附加价值活动与企业实际更好地结合在一起。

一是网上供货管理。企业利用网络，对来自供应商的原材料、半成品、以及场空间信息的管理来实现供货成本的最小化。二是生产环节的虚拟。生产环节的模拟，是利用计算机的集成系统，将企业实际发生的生产过程进行网络化的摸拟，同时不仅可以进行生产环节的虚拟，也可以对设计以及采购等过程进行模拟。这些模拟有利于在前期发现问题，为实际的生产过程做好防控。三是网上库存管理。企业的网上库存管理的不仅仅是库存，而包括发货管理以及彼此的协调生产、进度的控制等等。而这些都是依赖于市场信息进行控制的。四是网络营销。网络影响是一种使企业更为直接面对终端消费者的方式，同时又因为其灵活性，使得更多的创新型的思维和营销方式得以实现。五是信息技术平台。信息技术平台包括无聊需求计划、制造需求计划、计算机集成制造系统，通过这一系列来保证虚拟价值链的运行。六是人力资源管理信息系统。基于人力资源战略构建企业的人力资源管理信息系统，建立一个和企业虚拟价值链相适应的人力资源管理信息平台。

企业只有将虚拟价值链条上的这些活动进行适合本身企业的组合，完善企业虚拟价值链条上的薄弱环节，才能构建起适宜的虚拟价值链。

(三)实施步骤

完善物理价值链。物理价值链对于虚拟价值链具有重要的意义，其是虚拟价值链的基础，所以企业首先要做的是，利用大规模的信息以及信息的合成加工技术来协调物理价值链，使得物理价值链的潜能发挥到最大。

为虚拟价值链构建应用平台。要为虚拟价值链搭建应用平台，就需要在第一阶段已构建好的物理价值链条上，对经过物理价值链实验的信息进行进一步的收集、组织、整体、挑选和分配，使得这些信息得以成为虚拟价值链的重要组成部分。这也表明物理价值链和虚拟价值链是相互联系的。

利用虚拟价值链来构造业务上新的伙伴关系。在构建起较为完备的虚拟价值链之后，可以在每一个价值增值环节为伙伴提供增值服务，更好地构建起业务伙伴关系。

虚拟价值链模式分析

当企业构建起自身的虚拟价值链之后，可以在虚拟价值链的基础上形成电子商务模式。构建电子商务模式包含价值链的分解和价值链的重构这两大方式。在这个过程中一般需要识别价值链的构成要素、交互模式以及技术的最新发展。建立在虚拟价值链基础上的电子商务模式总共有三类共12种(见表1)。

参考文献

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5.李少颖.新技术环境下电子商务价值链构成要素探析.商业经济评论，2012(9)

电影演员尚丽娟？

主持和参加完成辽宁省社会科学基金项目5项、主持完成辽宁省教育厅科研课题4项，主要参加完成教育部人文社科项目1项、辽宁省科技厅科研立项2项。正在主持研究辽宁省教育厅高等学校科研项目2项，辽宁省科技厅科研、辽宁省科协立项1项；出版《十年建设时期毛泽东经济思想研究》等学术专著7部。 论文、论著、课题名称 发表或立项时间 发表或立项载体名称 “虚君共和”与毛泽东向地方分权思想研究 2005.11 甘肃社会科学 新时期大学生思想特征分析 2006.12 当代青年研究 《关于正确处理人民内部的问题》与马克思主义中国化 2008.4 沈阳工业大学学报 对沈阳市手工业社会主义改造的思考 2009.7 辽宁大学学报 对鞍钢宪法内容实质的探讨 2003.6 党史文苑 毛泽东“两参一改三结合”企业管理思想评析 2002.8 “毛泽东思想概论”专辑高等教育出版社 关于国有与私营经济中劳动收入问题的比较研究 2003.10 经济视角 十年建设时期毛泽东经济思想研究十年建设时期毛泽东经济思想研究 2005.4 辽宁人民出版社 思想政治理论课教学新模式研究 2007.12 辽宁人民出版社 东北近代经济问题研究 2005.11 辽宁大学出版社 当代中国个人收入分配问题研究 2006.4 辽宁大学出版社 2005年辽宁省公众科学素养调查报告 2006.2 辽宁科学技术出版社 2003年辽宁省公众科学素养调查报告 2003.12 辽宁科学技术出版社 形势与政策教育教程 2006.4 中国言实出版社 落实05课改方案构建思想政治理论课教学新模式 2007.12 辽宁省社会科学规划基金办公室 针对社会转型时期大学生特点，探索思想政治理论课教学实效性问题研究针对社会转型时期大学生特点，探索思想政治理论课教学实效性问题研究 2005.12 辽宁省教育厅 我省大学生群体社会主义核心价值体系问题研究 2008.12 辽宁省委宣传部 鞍钢宪法与毛泽东企业管理体制改革思想研究 2003.10 辽宁省教育厅 毛泽东经济管理体制改革思想研究 2004.11 辽宁省教育厅 东北解放初年 党对私营工商业政策及其在辽宁的实践研究 2002.12 辽宁省社会科学规划基金办公室 执政党党内民主与监督问题研究 2000.10 辽宁省社会科学规划基金办公室 新世纪思想政治理论课教学内容教学方法教学手段改革的研究 2006.1 辽宁省教育厅、辽宁省教育科学规划领导小组 国有企业实行劳动、资本、技术和管理等生产要素按贡献参与分配原则问题研究 2005.12 辽宁省教育厅 中国共产党三代领导集体对社会主义道路的探索 2002.12 辽宁省教育厅 产业规划与循环经济的形成与建设 2007.12 辽宁省教育厅 不同所有制经济中劳动收入性质、源泉和数量分析 2001.10 辽宁省教育厅 毛泽东对中国特色社会主义理论体系的贡献 2007.8 辽宁省社会科学界联合会 调整收入分配关系，促进和谐社会建设 2006.8 辽宁省社会科学界联合会 2003年辽宁省科普资源状况及绩效的研究 2003.1 辽宁省科技厅

急求一篇关于数控车床的毕业论文

《主犯在你身边》这部片子是80年代 八一电影制片厂摄制

导演：汪孟渊

主演：尚丽娟、肖林

她还曾主演过<新来的女售货员》

编剧：戴云卿

导演：赖淑君、蒋友宁

摄像：何延京

主要演员：尚丽娟、张雁

首届“梅花奖”于1984年3月29日～4月17日在北京评出,5名话剧演员：李雪健、尚丽娟、刘文治、冯宪珍、蒋宝英均获奖。据说现在只有冯宪珍还在演舞台剧,其他人都不演了.

应该说尚丽娟在话剧舞台上更有名气,而作为电影演员,她的作品并不太多,也没有大红大紫.

北京人民艺术剧院话剧演员。现在移居国外。主要作品《绝对信号》、《吉庆有余》；电影《主犯在你身边》，《新来的女售货员》等。曾获第一届中国戏剧梅花奖。主要成果有：“ BXL-210 型涂刷式除锈磷化剂研制”获机械部教育司科技进步一等奖，“铅酸蓄电池无锑效应的研究” 2001 年通过辽宁省科委鉴定，在国内外刊物发表论文 40 余篇。目前从事产品开发及金属材料表面工程研究。代表性论文 ： 稀土元素在金属表面处理中的应用， 沈阳工业大学学报, 1998 激光熔覆镍基和钴基自熔合金的研究， 中国激光, 1990 用稀土改性钴基合金激光熔覆层，稀有金属, 2002

尚丽娟，女，生于 1961 年 12 月，九三社员， 1986 年获得沈阳工业大学硕士学位， 2001 年晋升教授，现为中国机械工业学会会员，中国材料研究学会会员

数控机床旋转进给系统的状态空间模型及性能分析

摘要：高性能多坐标数控机床的摆头、转台等旋转进给系统多采用永磁同步伺服电机进行直接驱动，其控制问题较常规进给系统更为复杂。因此建立更为科学的适用于直接驱动的永磁同步电机的数学模型对提高旋转进给系统的控制水平具有重要意义。本文提出在矢量控制的基础上建立直接驱动用永磁同步电机的状态空间模型的方法，并运用现代控制理论对系统的能控性、可观测性及稳定性等进行分析和计算以及对系统进行极点配置，并用Simulink进行了系统仿真，为数控机床旋转进给伺服系统的设计和分析提供了理论基础和分析方法。

关键词：旋转进给；直接驱动；永磁同步电机；

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：

1009-0134(2007)08-0040-05State space model and performance analysis of numerical controlmachine rotary feed systemZHANG Ao, ZHOU Kai(Department of Precision Instrument and Mechanics,Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract: Rotary feed system such as pendulum head and revolving table of high-powered multicoordinatesnumerical control machine adopts PMSM to drive directly. It's more complex tocontrol than the conventional feed system. So it's significative to set up mathematic modelof PMSM which is applicable for the direct drive more scientifically in order to improve thecontrol level of rotary feed system. Thus a modeling of PMSM method for state spaceequation modeling of PMSM based on vector control is proposed. The controllability,observability, stability and Pole assignment are analysed by modern control theory. And thesystem emulation is finished by Simulink. This method offers theoretical basic and analyticalmethod for rotary feed servo system designing of numerical control machine.Key words: rotary feeddirect drivePMSMstate space equation0

前言

高性能数控机床的旋转进给伺服系统，特别是直接驱动伺服系统（即取消了从电动机到执行机构或负载之间的一切机械中间传动环节，把传动链的长度缩短为零。）广泛使用永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor, PMSM)作为控制对象。其优点是结构简单，运行可靠，通过在结构上采取措施，如采用高剩磁感应、高矫顽力和稀土类磁铁等，可比直流电动机的外形尺寸约减少1/2，重量轻60%，转子惯量可减小到直流电动机的1/5 。[2]还应该看到，传统驱动系统由于传动环节的存在，控制环节的受力较小，系统对扰动的敏感度相对较低，而直接驱动伺服系统，负载与控制环节之间几乎是直接相联，没有传动链的缓冲，因此控制环节受力较大，对扰动比较敏感，这可能会对系统的动态性能造成影响；同时，摆头与转台的特点是要承受低速大负载，因此其大负载条件下的低速平稳性也是系统设计中的一个重要问题。因此，对于此类数控机床转台、摆头等旋转进给直接驱动系统而言，其控制问题较常规进给系统更为复杂。在工程实际中多采用基于矢量变换控制的经典3 环控制方法进行系统控制，其建立控制模型的基础是经典控制理论，即对系统使用传递函数加以描述，将某个单变量（如转速等）作为输出，直接和输入（如电压等）联系起来。但实际上系统除了输出量外还包含其它相互独立的变量，而微分方程或传递函数对这些内部的中间变量是不便描述的，因而不能包含系统的所有信息，不能完全揭示系统的全部运动状态。而若应用现代控制理论的状态空间法分析系统，其动态特性是由状态变量构成的一阶微分方程组来描述的，它能反映系统全部独立变量的变化，确定系统全部内部运动状态，方便地处理初始条件。因此可以更为全面的表征系统以及系统内部变量的关系，尤其适合应用于非线性、多输入－多输出系统。[5]综上所述，旋转进给直接驱动伺服系统是一个强耦合、非线性的复杂系统，因此用状态空间法来进行建模是更为科学和有效的。本文在矢量控制的基础上通过状态空间法建立永磁同步电机状态空间模型，并应用现代控制理论的各种方法对模型进行全面的分析，为进一步应用先进的控制方法对系统进行控制打下坚实的基础。1 PMSM 的数学模型我们考虑的是正弦型永磁同步电动机系统。该电动机具有正弦形的反电动势波形，其定子电压、电流也为正弦波形。假设电动机是线性的，参数不随温度等变化，忽略磁滞、涡流损耗，转子无阻尼绕组。基于电动机统一理论的结论可以得到，转子坐标系（d－q轴系）中永磁同步电动机定子磁链方程为：

（1）其中：——转子磁钢在定子上的耦合磁链；Ld、Lq——永磁同步电动机的直、交轴主电感；、 ——定子电流矢量的直、交轴分量。PMSM 定子电压方程为：

（2）其中， 、——定子电压矢量us的d、q轴分量；w——转子电角频率。PMSM 的转矩方程为：

（3）电动机转矩系数Kt 为：Kt ＝ pmyr此外，电动机系统还要满足基本运动方程：（ 4）其中，n ——电动机转速；wr ——转子机械角速度，w=pmwr ；Td、TL ——电动机的电磁转矩和负载转矩。采用现代控制理论的状态方程对永磁同步电机进行数学建模。若采取矢量控制，一般要求id=0，但是状态方程中不出现md和id是不合理的。因为在id=0的控制模式中，只是要求id的取值等于0，但id的实际值并不一定总是等于0（特别是在动态过程中）。同时，ud的实际数值也不会等于0。因此，必须将ia也作为状态变量，将md 也作为控制变量，由控制器根据所有状态变量（包括id）的取值进行控制。因此取状态变量 ，q 为转子位置角。将（1）式带入（2）式的第2 式，由（3）式和（4）式可得，则永磁同步电机的状态方程为( ) ：(5)由此可见，该系统是一个非线性时变系统，且在系数矩阵中含有wr，id，iq状态变量的交叉相乘项，因此需要进行系统解耦，令因此采取id=0的矢量控制方法，uq'=uq，TL'=TL，系统可化为线性系统。取ud，uq 为控制量，负载转矩TL 作为扰动处理，因此单独提出，则系统化为=AX+BU+B0TL 的形式，则原系统化为：(6)2 PMSM 系统的分析PMSM 的参数如下：则系统状态空间方程为：2.1 多项式模型将状态空间模型转换为多项式模型，系统的传递矩阵为：2.2 能控性与可观测性分析状态完全能控的充分必要条件是系统的能控矩阵的秩为n。状态完全能观测的充分必要条件是能观测矩阵的秩为n。计算可得，系统的能控矩阵秩为4，满秩，则系统状态是完全能控的。系统的能观测矩阵的秩为4，满秩，则系统状态是完全可观测的。

2.3 控制系统的稳定性分析对于由状态空间模型表示的系统，其系统稳定的充分必要条件是：系统矩阵A 的特征值全部具有负实部。eig(a)'=1.0e+002 *[0 -1.2069 - 0.8066i -1.2069 +0.8066i -2.1212]由于系统矩阵a 的特征值中有一个是零，因此该系统是临界稳定的。由于能控矩阵的秩为4，满秩，因此可以通过状态反馈配置极点使得系统稳定。

2.4 多输入控制系统的极点配置对于多输入系统的极点配置的基本思路是：首先求一状态反馈，使得其闭环系统对某一输入（例如第一个输入）是能控的，再按单输入系统配置极点的方法进行极点配置[5]。图1 极点配置的闭环系统框图期望极点为：

1.0e+002 *[-0.1 -1.2069 -0.8066i -1.2069 + 0.8066i -2.1212]（1）构造Q、S 矩阵。，由系统可得，n=4,m=2，u1+u2=4，a 为Q-1 的最后一行向量。

（2）先按能控标准型进行极点配置。对 单输入系统进行极点配置。的特征多项式为，所期望的特征多项式为，则增益阵为:（3）求化为能控标准型的变换矩阵T，即则增益阵返回原坐标系为（4）使原系统（A，B）实现极点配置的状态反馈为:2.5 系统仿真系统位置状态向量对阶跃信号的响应：图2 极点配置前位置状态向量的阶跃响应图3 极点配置后位置状态向量的阶跃响应系统位置状态向量对速度信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）：图4 极点配置前的速度信号跟踪曲线系统位置状态向量对正弦信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）图5 极点配置后的速度信号跟踪曲线图6 极点配置前的正弦信号跟踪曲线图7 极点配置后的正弦信号跟踪曲线由此可见，通过极点配置使系统稳定，且对各种输入信号的响应有很大改善，具有很好的跟踪性能，这对于随动系统来说是十分重要的。3 总结使用状态空间方程表征系统，可以把系统的状态与系统的输入和输出联系起来，并在系统的内部变量与外部输入和测量输出之间建立联系，保存系统内部特性的信息，因此模型更为精确和科学。本文即在矢量控制的基础上提出了一种建立完整的永磁同步电机状态空间模型的方法。根据此模型，运用现代控制理论的各种方法对系统性能进行了分析和计算，分析表明该系统具有完全能控性、完全可观测性以及临界稳定性，通过状态反馈配置极点的方法使得系统稳定，使状态变量对输入信号有很好的跟踪性能。为进一步分析和设计控制系统提供了有效的方法和思路。

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PLC 在机床数控改造中的典型应用

邵晓嵬, 任有志, 王燕丽(河北科技大学机械电子工程学院, 石家庄050054)

摘要: 讨论了利用可编程控制器对机床进行数控改造的具体方案和一般步骤,并以锯片切割机的改造为例介绍了利用西门子公司S7 - 200 系列可编程控制器进行改造的具体过程,阐述了机床数控改造后的应用效果及其未来的社会和经济效益。关键词: 可编程控制器机床数控改造

中图分类号: TG51 文献标志码: A 文章编号:100320794 (2007) 1120147202

Typical Application of PLC in NC Transformation for Machine ToolSHAO Xiao - wei , REN You - zhi , WANGYan - li(College of Mechanical and Electronic Engineering ,Hebei University of Science &Technology , Shijiazhuang 050054 ,China)Abstract :Discussed how to use the programmable logical controller (PLC) to deal with the transformation inmachine tool , particularly introduced the whole process of transformation on incise machine based on SIEMENSS7 - 200 PLC. Finally expatiate the effect of NC transformation and its coming benefit .Key words :programmable logical controller (PLC) machine tool NC transformation0

前言在我国现有的机床中有一部分仍采用传统的继电器- 接触器控制方式,这些机床触点多、线路复杂,使用多年后,故障多、维修量大、维护不便、可靠性差,严重影响了正常的生产。还有一些旧机床虽然还能正常工作,但其精度、效率、自动化程度已不能满足当前生产工艺要求。对这些机床进行改造势在必行,改造既是企业资源的再利用,走持续化发展的需要,也是满足企业新生产工艺,提高经济效益的需要。

1 解决方案利用PLC 对旧机床控制系统进行改造是一种行之有效的手段。采用PLC 进行控制后,机床控制电路的接线量大大减少,故障率大大降低,提高了设备运行的稳定性和使用率,增强了可靠性,减小了维修,维护工作强度。当机床加工程序发生变化时,只需要修改PLC的程序就可以进行新的加工,更改较方便,有助于提升机床的应用。由于具有通信功能,采用可编程控制器进行机床改造后,可以与其他智能设备联网通信,在今后的进一步技术改造升级中,可根据需要联入工厂自动化网络中。

2 改造过程、步骤及应用实例(1) 深入了解原有机床的工作过程,分析整理其控制的基本方式、完成的动作时序和条件关系,以及相关的保护和联锁控制,尽可能地与实际操作人员充分交流,了解是否需要对现有机床的控制操作加以改进,提高精度、可操作性和安全性等如有需要,在后续的设计中予以实现。

(2) 根据分析整理的结果,确定所需要的用户输入P输出设备。由于是对旧机床的改造,在保证完成工艺要求的前提下,最大限度地使用原有机床的输入P输出设备,如: 按钮、行程开关、接触器、电磁阀等,以降低改造成本。

(3) PLC 机型选择。根据输入P输出设备的数量与类型,确定所需的IPO 点数。确定IPO 点数时,应留有20 %左右的裕量,以适应今后的生产工艺变化,为系统改造留有余地。由IPO 点数,利用一条经验公式:总内存字数= (开关量输入点数+ 开关量输出点数) ×10 + 模拟量点数×150来估算内存容量。在估算出内存字数后,再留25 %的裕量。据此,选择合适的机型。

(4) 设计并编制IPO 分配表,绘制IPO 接线图。应注意到:同类型的输入点或输出点应尽量集中在一起,连续分配。

(5) 进行程序设计。可借鉴机床原有继电器控制电路图,加以修改和完善。完成程序设计后,应进行模拟调试。

(6) 模拟调试后,进行现场系统调试。调试中出现的问题逐一排除,直至调试成功。最后还应进行技术资料整理、归档。图1 IPO 接线图下面是对某锯片切割机的数控改造过程,机床的各控制过程如下：

（1） 主轴电机的控制。起动,停止(2) 进给电机控制。工作台纵向进给到与锯片相切的位置,之后工作台横向快速进给锯片,完成后工作台慢速移动后退,其间锯片主工作台变速旋转一个锯齿的角度,两运动同时进行插补出一个锯齿圆弧(3) 冷却泵电机的起动控制以及相关的保护、联锁控制,工作台的各运动方向的超程保护,各运动方向的联锁控制等。确定所需的用户输入P输出设备。根据设备的硬件条件分析出,面板上有6 个按钮需占6 个数字输入口,一个BCD 拨码开关占用4 个输入口,一条直线光栅尺占用3 个输入口,一个三位状态旋钮占2 个输入口,执行元件为3 个步进电机和2 个异步电机,其中3 个步进电机共需8 个数字输出口,砂轮主电机和冷却泵各需1 个输出口,报警指示灯和上电指示灯各需1 个输出口。为保证安全起见,热继电器不接入输入端,而直接接在PLC 的输出端合计输入点数15 点,输出点数12 点。考虑到要留有20 %左右的裕量,所以IPO 点数要在30 个点以上。因此,选用西门子公司S7 - 200 系列226 型号的PLC ,其输入点数24 点,输出点数16 点, IPO 总点数40 点编制IPO 分配表(见表1) ,绘制IPO 接线图(见图1) 借助机床原有的继电器控制电路图,进行程序设计,编写STL 结构化程序语言模拟调试及现场系统调试,完成技术资料的归档。表1 IPO 分配表输入输出I0. 0 BCD 拨码开关1 位Q0. 0 W轴CP 端I0. 1 BCD 拨码开关2 位Q0. 1 X轴PY轴CP 端I0. 2 BCD 拨码开关3 位Q0. 2 W轴DIR 端I0. 3 BCD 拨码开关4 位Q0. 3 W轴FREE 端I0. 4 启动Q0. 4 X轴DIR 端I0. 5 暂停Q0. 5 X轴FREE 端I0. 6 光栅尺A 相输入Q0. 6 Y轴DIR 端I0. 7 光栅尺B 相输入Q0. 7 Y轴FREE 端I1. 0 光栅尺Z相复位Q1. 0 主电机继电器I1. 1 锯片直径输入确定Q1. 1 冷却泵继电器I1. 2 砂轮直径输入确定Q1. 2 报警指示灯I1. 3 三位状态旋钮输入1 Q1. 3 上电指示灯I1. 4 三位状态旋钮输入2I1. 5 冷却泵启动I1. 6 急停3 改造后效果可实现加工的柔性自动化,效率比传统锯片机提高5～6 倍。加工的锯齿精度高,尺寸分散度小,提高了锯齿的强度。拥有自动报警、自动监控、补偿等多种自我调节功能,可实现长时间无人看管加工。由于锯片采用的是某新型合金钢,齿磨损后修补的成本很高,采用该锯片机以后,为工厂节省了可观的维修成本,真正提高了工厂的效益。4 结语利用PLC 对传统机床进行数控化改造,能够有效地解决复杂、精密和小批多变的零件加工问题,满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求,适应各种机械产品迅速更新换代的需要,同时为企业节省了大量的设备改造成本,提高了企业的经济效益和社会效益,提升了企业的产品竞争力,使企业更容易在竞争激烈的市场环境里生存与发展。参考文献:[1 ]陈立定. 电气控制与可编程控制器[M]

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