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可编程序控制器在机床数控系统中应用探讨1 引言 近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。永宏FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准，且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用永宏PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。 2 数控机床组成结构及工作过程 本例数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成，如图1所示。图1 数控机床组成机构图输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰;目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作。输出指输出内部工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等)，一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速;管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理;控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作;还对机床外部开关(行程开关、压力开关、温控开关等)进行控制;对输出信号(刀库、机械手、回转工作台等)进行控制。检测反馈装置由检测元件和相应的电路组成，主要是检测速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保证数控机床加工精度。数控机床的工作过程如图2所示。图2 数控机床的工作过程框图数控加工的准备过程较复杂，内容多，含对零件的结构认识、工艺分析、工艺方案的制订、加工程序编制、选用工装及使用方法等。机床的调整主要包括刀具命名、调入刀库、工件安装、对刀、测量刀位、机床各部位状态等多项工作内容。程序调试主要是对程序本身的逻辑问题及其设计合理性进行检查和调整。试切加工则是对零件加工设计方案进行动态下的考察，而整个过程均需在前一步实现后的结果评价后再作后一步工作。试切成功后方可对零件进行正式加工，并对加工后的零件进行结果检测。前三步工作均为待机时间，为提高工作效率，希望待机时间越短越好，越有利于机床合理使用。该项指标直接影响对机床利用率的评价(即机床实动率)。 3 机床数控系统需要解决的几个问题 机床是由机械和电气两部分组成，在设计总体方案时应从机电两方面来考虑机床各种功能的实施方案，数控机床的机械要求和数控系统的功能都很复杂，所以更应机电沟通，扬长避短。机床控制系统选件、装配、程序编制及操作都应该比较合理，精度和稳定性都必须满足使用要求。同时为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动各轴快慢移动、主轴高低速旋转、切削液及润滑开关等。PLC按照逻辑条件进行顺序动作或按照时序动作，另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行联锁保护动作的控制，PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制的主要产品,在机床的电气控制中应用也比较普遍。 在实际控制中如何既能提高定位速度，同时又能保证定位精度是一项需要认真考虑并切实加以解决的问题。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。当现场条件发生变化时，系统的某些控制参数必须能作相应的修改，为满足生产的连续性，要求对控制系统可变参数的修改应在线进行。尽管使用编程器可以方便快速地改变原设定参数，但编程器一般不能交现场操作人员使用;所以，应考虑开发其他简便有效的方法实现PLC的可变控制参数的在线修改。另外为了防止电压过高损坏PLC，电源输入端加上压敏电阻。为了防止过热, PLC不许安装在变压器等发热元件的正上方，变频器与PLC、伺服驱动器等保持一定距离。在元件间留有适当的空隙，以便散热，并且在配电箱上安装风扇降温。此外，为保证控制系统的安全与稳定运行，还应解决控制系统的安全保护问题，如系统的行程保护、故障元件的自动检测等。 4 永宏FBs系列PLC的NC机床定位伺服控制系统分析 数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为:产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。对数控机床来说，这里的功能主要指数控机床的使用功能，例如数控机床的各种机能，伺服性能等。数控机床的功能部件对机床的功能扩展和性能的提升起着极为重要的作用，因此，它不同于一般配套件和附件的选用，不仅须与数控机床的整体结构谐和协调，融入整机系统具有最佳的匹配性能，而且还能很好地彰显出该数控机床的个性化特征。用于高速化的数控系统不能仅是提高数据处理能力，而是应具备热误差补偿单元以及能实现速度前瞻控制、位置环前馈控制和加减速平稳控制等先进控制技术的功能。所以必须选择稳定可靠的控制单元才能保证数控机床正常高效运行。 鉴于以上各项要求，笔者采用台湾永宏电机股份有限公司的FBs-44MN PLC作为该机床控制主单元，该型机具有较高的性价比，体积小，使用起来非常方便，接线简捷。其编程软件WinProladder有梯形图大师之称，易学易用且功能强大，编辑、监视、除错等操作非常顺手，按键、鼠标并用及在线即时指令功能查询与操作指引，使编辑、输入效率倍增。同时配以人机界面进行程序参数修改、设定以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。该控制系统具有可靠性高，价格便宜，结构紧凑等特点，非常适合机床的控制要求，具体控制思路如图3所示。图3 采用永宏PLC FBs-44MN 的NC 机床定位电气控制系统图可编程逻辑控制器是该机床各项功能的逻辑控制中心，集成于数控系统中，主要是指控制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。由图3可以看出，系统控制中心采用永宏PLC FBs-44MN控制，并配以人机界面进行程序参数修改、设定，以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。三轴均为全数字交流伺服系统，各轴伺服电机通过连轴器带动滚珠丝杠，以移动配有直线导轨的工作台和主轴铣头，其定位准确，速度快。主轴铣头由变频器控制，根据刀具及工件和进给量，来设置主轴合理的转速，并在程序中设定它的启动停止。各轴均设二端极限传感器和原点传感器，冷却和润滑也都有异常检测，在报警灯和人机界面处显示报警信息由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。早期使用一般电机作为定位控制，由于速度不快、或者精度要求不高，所以足够应对所需场合;当机械运转为了获取效率而将速度加快时，当产品质量、精度要求越来越高时，电机停止位置的控制就不是一般电机所能达到的了。解决这一问题的最佳方法是采用NC定位控制配合步进或伺服电机作定位控制。但在过去，由于它的价格很高，而限制了它使用的普遍性，近年来由于技术的发展及成本的降低，其价位已被用户所接受，使用数量也越来越多。为配合这一趋势，永宏PLC FBs系列将目前市面上专用的NC定位控制器功能整合在PLC内部SoC芯片内，除了免掉PLC与专用NC 定位控制器之间复杂的数据交换与连结程序外，更大幅降低整体成本，为用户提供一种价廉物美、简单方便的PLC整合NC定位控制的方案。永宏PLC FBs-44MN内部的SoC芯片含有多轴高速脉冲输出以及高速硬件计数器，并且提供简易使用和设计的定位程序编辑，对于这方面的应用，更是如虎添翼、如鱼得水、得心应手了。PLC结合伺服驱动器所构成的NC闭环回路控制系统中，PLC负责发送高速脉冲命令给伺服驱动器，除了装在伺服电机的位移检测信号直接反馈到伺服驱动器外，外加位移检测器装在传动机构之后，真正反映实际位移量，并将此信号反馈到PLC 内部的高速硬件计数器，这样就可作更精确的控制，并且可避免上述半闭环回路的缺点。永宏PLC FBs系列的定位功能将市面上专用NC定位控制器整合在PLC内，使PLC与NC控制器能共享相同的数据区，而不需要作两个系统之间的数据交换与同步控制等复杂的工作，但仍可用一般常用的NC 定位控制指令(例如DRV、SPD…等)。PLC控制4轴的定位工作，并可作多轴同动控制，除了提供点对点的定位速度控制，还提供了各轴间直线插补功能。当系统应用超过4轴时还可利用永宏PLC的CPU LINK功能达到更多的定位运动控制。数控机床对位置系统要求的伺服性能包括:定位速度和轮廓切削进给速度;定位精度和轮廓切削精度;精加工的表面粗糙度;在外界干扰下的稳定性。这些要求主要取决于伺服系统的静态、动态特性。对闭环系统来说，总希望系统有较高的动态精度，即当系统有一个较小的位置误差时，机床移动部件会迅速反应。在数控机床的加工中，伺服系统为了同时满足高速快移和单步点动，要求进给驱动具有足够宽的调速范围。 单步点动作为一种辅助工作方式常常在工作台的调整中使用。伺服系统最高速度的选择要考虑到机床的机械允许界限和实际加工要求，高速度固然能提高生产率，但对驱动要求也就更高。此外，从系统控制角度看也有一个检测与反馈的问题，尤其是在计算机控制系统中，必须考虑软件处理的时间是否足够。全闭环伺服系统是将位置检测元件置于被测坐标轴的终端移动部件上，以检测机械传动链中螺距误差、间隙及各种干扰所造成的传动误差，并进行反馈补偿控制，从而提高机床的位置控制精度。在全闭环伺服控制系统中，对位置检测元件和反馈元件的选择很关键。感应同步器具有精度高、重复性好、抗干扰能力强，耐油耐污及维护简单等优点，特别适合于高精度全闭环数控机床的工作场合。数控机床要求具备稳定性、快速性和准确性，而大型数控机床的机械传动装置转动惯量较大，固有频率低，要使其大大高于系统截止频率很困难，全闭环包括了该进给系统轴几乎所有不稳定的非线性因素，调整不当很容易使机床产生抖动现象。 因此数控机床全闭环伺服系统在保证快速性的基础上主要是解决机床进给运动的稳定性而获得比半闭环伺服系统高的位置精度。伺服电机的编码器将位移检测信号反馈到伺服驱动器，驱动器将输入信号的脉冲频率和脉冲数与回馈信号的频率和脉冲数，经内部的偏差计数器与频率转电压电路处理后，得到脉冲偏差值与转速误差值，这样使控制伺服电机实现高速、精密的速度与位置闭环回路处理系统。伺服电机的转速与输入信号的脉冲频率成正比，而电机的移动量则由脉冲数决定。图4是PLC控制下的伺服电机工作示意图。图4 数控机床伺服电机工作示意图5 相关程序设计与操作 PLC通过编程器输入程序，达到控制目的。由于PLC工作过程是循环，所以程序执行速度很快。另外软件故障检测设计在采用硬件设计的基础上采用软件检测外部行程开关状态，当行程开关失灵后，通过程序控制停止机床的运行，有效地减少了机床因元件失灵造成的事故。 图5是使用编程软件WinProladder编辑定位程序参数设定指令图，图6是具体操作加工程序图。图5 定位程序参数设定指令图图6 加工程序图6 结束语 我国是一个机床生产和应用大国，但数控技术的应用水平还不高，严重制约着我国制造业水平的提高。国际上的相关开发计划对我国的数控技术的发展提出了严峻的挑战，同时也带来了机遇。只有选择合适的PLC才能使定位达到预期的效果。永宏FBs系列PLC的NC定位功能在机床数控系统设计中占有重要的地位，该机床经过长期运行表明，整个系统设计合理，控制精度高，运行可靠，提高了生产的自动化水平，减小了操作人员的劳动强度。 由于采用了PLC控制，使电气部分的抗干扰能力增加，提高了机床的运行可靠性，因而增加了设备的柔性，提高了设备的使用效率。
前言装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。1, 国内外数控技术发展状况世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20万台，产值上百亿美元。世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50％，库存超过4个月。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2000年8月份的上海数控机床展览会和2001年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题：（1） 低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销；（2） 高技术水平、全功能产品主要靠进口；（3） 配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；（4） 应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；（5） 自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近300万台），但我们的机床数控化率仅达到1．9％左右，这与西方工业国家一般能达到20％的差距太大。日本不到80万台的机床却有近10倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国21世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床3000～4000台，日本1年产5万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口7000～9000台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。因此，国家计委、经贸委从“八五”、“九五”就提出数控化改造的方针，在“九五”期间，我协会也曾做过调研。当时提出数控化改造的设备可达8～10万台，需投入80～100亿资金，但得到的经济效益将是投入的5～10倍以上。因此，这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现，甚至还有美国公司加入。“十五”刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6．8亿元，用于对1．2～1．8万台机床的数控化改造。数控技术经过50年的2个阶段和6代的发展：第1阶段：硬件数控（NC）第1代：1952年的电子管第2代：1959年晶体管分离元件第3代：1965年的小规模集成电路第2阶段：软件数控（CNC）第4代：1970年的小型计算机第5代：1974年的微处理器第6代：1990年基于个人PC机（PC－BASEO）第6代的系统优点主要有：（1） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到5万小时以上；（2） 基于PC平台，技术进步快，升级换代容易；（3） 提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如CAD、CAM、CAPP，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等）；（4） 对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，1年生产5万套以上系统，占世界市场约40％左右，其次是德国的西门子公司约占15％以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲地亚，法国的NUM，日本的三菱、安川。国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过300～400套。近10年数控机床为适应加工技术发展，在以下几个技术领域都有巨大进步。（1） 高速化由于高速加工技术普及，机床普遍提高各方面速度，车床主轴转速由3000～4000r／min提高到8000～10000r／min，铣床和加工中心主轴转速由4000～8000r／min提高到12000r／min、24000r／min、40000r／min以上�快速移动速度由过去的10～20m／min提高到48m／min、60m／min、80m／min、120m／min在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度，其已由过去一般机床的0．5G（重力加速度）提高到1．5～2G，最高可达15G，直线电机在机床上开始使用，主轴上大量采用内装式主轴电机。（2） 高精度化数控机床的定位精度已由一般的0．01～0．02mm提高到0．008mm左右，亚微米级机床达到0．0005mm左右，纳米级机床达到0．005～0．01μm，最小分辨率为1nm（0．000001mm）的数控系统和机床已有产品。数控中两轴以上插补技术大大提高，纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达到1μ的圆度，插补前多程序段预读，大大提高插补质量，并可进行自动拐角处理等。（3） 复合加工、新结构机床大量出现如5轴5面体复合加工机床，5轴5联动加工各类异形零件。也派生出各新颖的机床结构，包括6轴虚拟轴机床，串并联铰链机床等。采用特殊机械结构，数控的特殊运算方式，特殊编程要求。（4） 使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床“如虎添翼”。如内冷钻头由于使高压冷却液直接冷却钻头切削刃和排除切屑，在钻深孔时大大提高效率。加工钢件切削速度能达1000m／min，加工铝件能达5000m／min。（5） 数控机床的开放性和联网管理，已是使用数控机床的基本要求，它不仅是提高数控机床开动率、生产率的必要手段，而且是企业合理化、最佳化利用这些制造手段的方法。因此，计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、异行工程等等各种新技术都在数控机床基础上发展起来，这必然成为21世纪制造业发展的一个主要潮流。2, 数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面〔1～8〕。2．1 高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(μm)。在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。 5轴联动加工bsp;采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Op和复合加工机床en System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。 重视新技术标准、规范的建立 关于数控系统设计开发规范如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。 关于数控标准数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(～)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。2. 5 柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。2. 6 工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。(4)实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。 功能发展方向(1)用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。(2)科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。(3)插补和补偿方式多样化 多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。(4)内装高性能PLC 数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。(5)多媒体技术应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。2 .8 体系结构的发展(1)集成化 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。(2)模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。(3)网络化 机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。(4)通用型开放式闭环控制模式 采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。3, 智能化数控系统3. 1 国内外数控系统发展概况随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造
浅论运动控制新技术在机械工业自动化中的应用 摘要：目前,运动控制新技术已经逐渐发展成熟。运动控制新技术在机械工业自动化领域中得到推广和应用,必将促进机械工业自 动化的发展。本文从四个方面探讨了运动控制新技术在机械工业自动化中的应用。 关键词：运动控制新技术机械工业 随着现代科学技术的快速发展,高新 技术不断引导传统产业实施变革。机械工 业作为传统产业之一,在这种潮流的影响 下也在逐渐开展一场大规模的机电一体化 技术革命。随着电子计算机技术、电子电 力技术和传感器技术的发展,各个国家的 机电一体化产品层出不穷。在机电一体化 技术迅速发展的同时,运动控制技术作为 其关键的组成部分,也得到了前所未有的 发展和进步。本文主要介绍全闭环交流伺 服驱动技术、可编程计算机控制器、直线 电机驱动技术和运动控制卡等几项具有代 表性的新技术。 1全闭环交流伺服驱动技术 交流伺服系统在一些定位精度或动态 相应要求比较高的机电一体化产品中的应 用越来越广,其中数字式交流伺服系统更 符合目前数字化控制模式这一潮流,并且 这一系统使用简单,便于调试。数字是交 流伺服系统运用先进的数字信号处理器作 为驱动器的主要组成部分,可以对电机轴 后端的光电编码器进行位置采样,从而在 驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环 控制系统,并且充分发挥数字信号处理器 的高速运算能力,进而自动完成整个伺服 系统的增益调节,甚至还可以跟踪负载的 变化,实时调节系统增益。 这种数字式交流伺服系统在一般工作 在半闭环的控制方式中,也就是伺服电机上 的编码器既要作为速度环,同时也要作位置 环。但是这种控制方式存在一个弊端,也就 是不能克服和补偿传动链上的间隙和误差。 为了能够实现更高的控制精度,一般应该在 最终的运动部分安装上高精度的检测元件, 从而实现全闭环控制。相对比较传统的全 闭环控制方法是伺服系统只是接受速度指 令,完成对速度环的控制,而位置环的控制 是由上位控制器来完成的。这样,就增加了 上位控制器的难度,也在一定程度上阻碍了 伺服系统的推广和应用。 目前,国外的数字式伺服系统发展比 较好,出现了能够很好地实现高精度自动 化设备的运行,这就是全闭环数字式伺服 系统。这一系统能够有效克服上述半闭环 控制系统存在的问题,伺服驱动器可以直 接采用装在最后一级机械运动部件上的位 置反馈元件作为位置环,电机上的编码器 只是作为速度环。这样一来,伺服系统就 可以消除机械传统上存在的间隙,也可以 补偿机械传动件的制造误差,从而实现真 正的全闭环位置控制功能,得到较高的定 位精度。 2计算机控制器技术 目前,可编程计算机控制器已经成为 新一代可编程控制器。与传统的可编程控 制器相比,可编程计算机控制器最大的特 点在于它类似于大型计算机得分是多任务 操作系统和多样化的应用软件的设计。传 统的可编程控制器大多采用单任务的时钟 扫面或监控程序来处理程序本身的逻辑运 算指令和外部的I/O通道的状态才与与刷 新。结果是这样的处理方式直接导致了可 编程控制器的控制速度主要有应用程序的 大小来决定,这与I/O通道中高实时性的 控制要求并不相符。但是,可编程计算机 控制器却能完全解决这个问题,主要表现 在可编程计算机控制器采用了分时多任务 机制打造应用程序的运行平台,这样应用 程序的运行周期与程序的大小没有必然的 联系,而是由操作系统的循环周期来决定 时间的长短。因此,可编程计算机控制器 能将应用程序的扫描周期同外部的控制周 期分开来,从而满足了实时控制的要求。 随着电子计算机中央处理器技术的发展, 电子计算机处理数据的能力极大地提高, 这就为可变成计算机控制器提供了相应的 硬件技术支持。 可编程计算机控制器在工业控制中已 经显现出了强大的优势功能,体现了可编 程控制器与工业控制计算机及分布式工业 控制系统技术的相互融合。虽然说这一技 术的发展历程并不长,还仍是一项正被探 索的技术,但是其被越来越多地应用到各 个领域中,显示出了强大的生机与潜力。 3直线电机驱动技术 机床进给伺服系统中应用直线电机技 术,近些年来得到了世界范围内机床行业的 重视,特别是在西欧的发达工业地区,已经 出现了“直线电机热”这一高潮。在机床 的进给系统中,运用直线电机直接驱动比原 旋转电机传动的最大优势是取消了从电机 到工作台之间的机械传动环节,进而将机床 进给传动链的长度缩短为零,因此这种传动 方式有被称为“零传动”。正是因为这种“零 传动”的方式,给机床带来了原旋转电机驱 动方式无法达到的性能和优势。 这些性能和优势主要体现在：快速响 应。由于伺服系统中直接取消了一些响应 时间较长的机械传动建,使得整个闭环控 制系统的反应速度大大提高,变得快速直 接；高精度。直线驱动系统取消了由丝杠 等机械结构所产生的传动间隙和误差,减 少了插补运动时因传动系统之后所可能带 来的跟踪误差,运用直线定位检测反馈控 制,大大提高了机床的定位精度；高传动 刚度。由于直接驱动避免了气动、变速和 换向时因为中间传动环节的弹性变形、摩 擦磨损和反向间隙所造成的运动滞后现 象,提高了传动刚度；行程长度不受限制。 在导轨上通过串联直线电机,可以无限制 地延长其行程长度,具有过去间接驱动系 统所无法比拟的优势；噪音低。由于现代 工业生产所要求的排放的噪音具有一定的 指标,而直接驱动系统由于取消了传动丝 杠等部件的机械摩擦,同时其导轨又可以 采用滚动式或者磁悬浮式,因而大大降低 了运动时所产生的噪音；高效率。无中间 传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗, 大大提高了传动效率。 4运动控制卡 运动控制卡是一种上位控制单元,主 要运用于工业电子计算机和各种运动控制 场合上。之所以运动控制卡能够出现,主 要体现在以下几个方面：首先,为了满足 新型数控系统的标准化、柔性和开放性的 需求。运动控制卡可以自行调节,来达到 上述要求；其次,对运动控制模块硬件平 台的需求。当前,各种工业设备、国防装备 制造与操作、医疗智能设备在进行自动控 制系统研制和改造过程中急需运动控制模 块硬件平台,而运动控制卡则能满足上述 要求；第三,发挥电子计算机功能的需求。 电子计算机在各种工业现场的应用,要求 配备相应的控制卡来提高电子计算机的性 能和功能。 目前,由于运动控制模式在国外自动 化设备的控制系统中相当流行,因而运动 控制卡耶行程了一个独立专门行业,不少 国外的公司专业从事运动控制卡的研发, 在国内,也有同类产品的出现,并已经被成 功地应用到数控打孔机、汽车零部件性能 检验等自动化设备上。 参考文献 [1]江平宇.网络化计算机辅助设计与制造 技术(第1版)[M].北京：机械工业出版 社,2004. [2]王德祥.柔性控制技术在包装机械自动 化中的应用[J].石油化工应用,2007(4). [3]冯衡滨.试论我国机械自动化技术的发 展[J].民营科技,2008(2).
比较难找...很多都要收费才能看!5555....555....5555....找了个免费的,希望对你有用...原文如下(图片就无法贴上来):引 言负反馈在电子线路中有着非常广泛的应用，采用负反馈是以降低放大倍数为代价的，目的是为了改善放大电路的工作性能，如稳定放大倍数、改变输入和输出电阻、减少非线性失真、扩展通频带等，所以在实用放大器中几乎都引入负反馈。在以往的教学中发现，即使教师对负反馈的概念、反馈的类型等都做了全面的分析，但学生掌握得不够好。分析其原因，主要有以下几个方面。首先，因反馈类型较多，如串联、并联反馈；电流、电压反馈；直流、交流反馈及正、负反馈等不同类型的反馈，导致学生概念的混淆和理解的困难，即使通过上实验课，也因教学时间限制不可能将全部反馈类型都进行；其次，实验所需时间较长，加上仪器本身的缺陷，所采集到的数据量较少且误差较大，如用示波器对反馈电路中放大的信号波形简单采集，然后计算放大倍数、输入和输出电阻，其结果与理论值有较大偏差，效果不太理想。这几年我院将《电子技术基础》作为精品课程，按照“五个一流”的标准建设，探索教学改革之路，如应用EDA(电子设计自动化)软件Pro-tel、EWB等，特别是使用Multisim 2001及升级版Mul-tisim 7软件，作为教学和实验的一种辅助手段，由最初的创建电路图到现在的仿真实验及电路设计，取得了显著的教学效果。1 仿真电路Multisim 7软件用虚拟的元件搭建各种电路、用虚拟的仪表进行各种参数和性能的测试，在理论课的教学中，为了增加学生的感性认识，运用Multisim 7进行原理电路设计、电路功能测试，将信号发生器、波特图仪、示波器等仪器在屏幕上直观地显示出来，对电路进行直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、灵敏度分析、温度扫描分析等，并即时显示电路的仿真结果。再通过实验课的亲自操作、观察现象、得出结论，使电路理论与实验现象紧密结合，学生对电子技术基础课程产生了极大的兴趣，增强了学习的主动性与积极性，分析问题与解决问题的能力有了较大提高，考试成绩比前几年也有了显著提高。本文以交流电压串联负反馈放大电路为例，用Multisim 7进行负反馈放大电路的研究。首先在Multisim 7中创建仿真电路。进入Multi-sim 7仿真环境，从元件库中调用晶体管(2N2222A，默认值β=200、UBE= V)、电阻、电容、直流电源、开关等元件，从虚拟仪器工具栏中取出函数信号发生器、双踪示波器，创建仿真电路如图1所示。信号源没置频率1 kHz、幅值1 mV的正弦波；连接地线、节点等，在Options菜单中，打开参数Prefer-ences对话框，单击Show node names对所创建的电路的节点自动编号，其输出端节点为14，在图1中为了简化，使电路图清晰，删除了其余节点编号，至此电路图已创建。开关A向左扳，开关B打开时，为两级阻容耦合放大电路，开关B闭合时，为两级阻容耦合电压串联负反馈放大电路。首先，测两级的静态工作点，将信号源短接，用直流电流表、电压表分别测出基极、集电极电流及管压降，其值为IB1=μA，IC1= mA，UCE1= V，IB2=μA，IC2= mA，UCE2= V。开环和闭环时静态工作点相同。理论计算如下：可见，理论值与实验值基本相同。2 电压放大倍数将开关A、C向左扳，D向右扳，即RS串入电路，相当于信号源内阻。开关B打开(基本放大器)，启动仿真开关，在示波器Timebase区设置X轴的时基扫描时间，在Channel A和Channel B区分别设置A、B通道输入信号在Y轴的显示刻度。仿真结果见图2。移动游标读出输出电压、输入电压的幅值，则开环时的电压放大倍数为Au=uo／uj= 6；再将开关B闭合(负反馈放大器)，方法同上。其仿真结果见图3。因此，闭环电压放大倍数为：理论计算如下。1) 开环式中：rbel= kΩ；rbe2= kΩ；RL1=RC1‖Rb21‖Rb22‖[rbe2+(1+β)Re3]=Ω；RL=RC2‖RL= kΩ。因此，Au=Au1Au2=。2) 闭环可以看出，引入负反馈后电压放大倍数降低了。3 电压放大倍数的稳定性将直流电压源改为12 V，方法同上，分别测出开环和闭环时的电压放大倍数，Au(12V)= 3，Auf(12V)= 4，则开环电压放大倍数的稳定度为：闭环电压放大倍数的稳定度为：可见，引入负反馈电压放大倍数的稳定性提高了。4 信号源内阻对反馈效果的影响用参数扫描法分析。单击Simulate菜单中Analy-sis选项下的Parameter Sweep Analysis命令，在弹出的对话框中，点击Analysis Parameter标签，设置将要扫描分析的信号源内阻的起始值start 100，终止值stop5000，扫描点数#of 2，点击Output variables标签，没置分析的节点，选取输出节点14作为仿真分析变量，点击More按扭，在Analysis to下拉菜单中选择Transientanalysis(瞬态分析)，默认Group all traces on one plot，即将所有的分析曲线放在同一个图中显示。最后单击Simulate按扭进行仿真，其仿真结果见图4。若RS=0，则Aus=Au，Aufs=Auf；若RS=∞，反馈电压加不到基本放大电路的输入端，不能参与对输出电压uo的控制作用，uo不受串联反馈的影响。可见，信号源内阻对反馈影响较大，为使串联反馈能取得最好效果，信号源内阻RS应尽可能小。5 输入电阻将交流电压表和电流表接在输入端，测得开环时，Ui= mV，Ii=μA，则Ri=Ui／Ii= kΩ；闭环时，Iif=μA，Rif=Uif／Iif= kΩ。理论值为：Ri=Rb11‖Rb12‖[rbe1+(1+β)Ref]= kΩ，Rif=Ri(1+AuFu)= kΩ。可见，串联负反馈使输入电阻增大。6 输出电阻在输出端接交流电压表，测出开环和闭环的输出电压，Uo= V，Uo′= V，再将开关C打开，即负载RL开路，分别测出开环和闭环时的开路电压，Uoc= V，Uoc= V，则Ro=(Uoc／Uo-1)RL= kΩ，Rof=(U′oc／U′o-1)RL= kΩ。理论值为：Ro‖RC2=5 kΩ，Rof=Ro／(1+AusFu)= kΩ，输出电阻减小了。7 通频带用交流分析法，分别测量开环和闭环的上下限截止频率。单击Simulate菜单中Analyses选项下的ACAnalysis(交流分析)命令，在弹出的对话框中，点击Frequency Parameters标签，设置AC分析时的参数频率：交流分析的起始频率1 Hz、终止频率10 GHz、扫描方式Decade、取样数量10、纵坐标的刻度Linear。最后单击Simulate按扭进行仿真，其仿真结果见图5、图6。图5中fL= Hz，fH= 2 kHz，通频带fbw=fH-fL= 9 kHz，稳频时的增益约为。由图6，fLf= 4 Hz，fHf= 5 kHz，通频带fbwf=fHf-fLf= 4 MHz，稳频时的增益约为。由此直观地反映了引入负反馈后增益降低了，但是扩宽了通频带。8 观察负反馈对非线性失真的改善打开开关B(开环)，增大输入信号的幅值(频率不变)，使输出电压波形出现轻度非线性失真，仿真结果见图7。再闭合开关B(闭环)，观察输出电压波形，见图8。可见负反馈改善了非线性失真。9 反馈深度对反馈效果的影响用参数扫描法分析，方法同第4节。仿真结果见图9。设置将要扫描分析的反馈电阻Rf的起始值、终止值、扫描点数，即设置start 5100，stop 51000，#of 2，点击More按扭，在Analysis to下拉菜单中选择AC analysis(交流分析)，默认Croup all traces on 0ne plot，最后单击Simulate按扭进行仿真。由图9可见Rf越大，反馈深度(1+AuFu)越小，增益越大，通频带越窄，即反馈深度对反馈效果的影响较大。10 结束语通过Multisim 7的仿真分析，直观形象地反映了放大电路引入负反馈后，虽然降低了放大倍数，但放大电路的其他性能得到了改善。教学实践证明，在电子技术的理论课教学中应用计算机软件进行仿真分析，加深了对电路原理、信号流通过程、元器件参数及电路性能的了解，使抽象的理论形象化，使复杂的电路分析变得生动形象、真实可信，让学生在课堂上就能感受到实验才能具有的测试效果，克服了传统理论教学的不足，对提高教学质量、激发学习热情、增强学习的主动性积极性、培养电路设计能力和创新能力具有重要作用。在预习实验或电路设计时用EWB模拟，不仅实验能较快地进行，而且不消耗元器件。有利于培养学生的逻辑思维、工程观点和分析解决问题的能力，方便快捷的仿真实验优化了教学效果，值得研究和推广。
对不起，没学过
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4、 单片机在双闭环直流调速系统中的应用 摘 要：近年来由于微型机的快速发展，国外交直流系统数字化已经达到实用阶段。由于以微处理器为核心的数字控制系统硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响。其控制软件能够进行逻辑判断和... 类别：毕业论文 大小：700 KB 日期：2008-05-12 5、 [电气工程及其自动化]基于MATLAB的直流电动机双闭环调速系统 摘 要位置随动系统又称跟随系统或伺服系统.它主要解决有一定精度的位置自动跟随问题,如数控机床的刀具进给和工作太的定位控制,工业机器人的工作动作,工业自动导引车的运动,国防上的雷达跟踪,导弹制导,火炮... 类别：毕业论文 大小：254 KB 日期：2008-05-10 6、 全数字双闭环直流调速系统设计 摘 要近年来由于微型机的快速发展，国外交直流系统数字化已经达到实用阶段。由于以微处理器为核心的数字控制系统硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响。其控制软件能够进行逻辑判断... 类别：毕业论文 大小：956 KB 日期：2008-05-07 7、 基于DSP控制的双闭环直流调速系统设计 摘要本文介绍的是一种基于DSPTMS320LF2407A芯片的双极性可逆PWM直流调速系统数字控制的设计。用一台200W的直流电动机，DSP构成的数字化直流调速系统。设计是在对控制对象全面回顾总结的基... 类别：毕业论文 大小：670 KB 日期：2008-05-07 8、 双闭环直流调速系统的改进 摘 要 本设计在现有直流调速系统基础上对目前调速系统中存在的不足稍作改进，其中包括减少功率器件，增加直流电源的稳定性与统一电路各环节供电电源等，文中介绍了一些常见电力电子器件的基本概念及运行特性... 类别：课题课程 大小：166 KB 日期：2008-04-23 9、 [电气工程及其自动化]直流双闭环调速系统仿真 2007-06-14 08:42 44,032 任务书.doc2007-04-12 11:28 55,296 开题报告.doc2007-06-14 1... 类别：毕业论文 大小：861 KB 日期：2008-03-01 10、 双闭环直流调速控制系统仿真 2007-06-12 13:28 50,688 开题报告.doc2007-06-14 02:30 1,139,712 毕业设计定稿.doc2007-06-12... 类别：毕业论文 大小：407 KB 日期：2008-02-26 11、 [电气工程及其自动化]直流双闭环调速系统的数字控制仿真 2007-06-12 12:34 31,232 毕业设计（论文）选题、审题表.doc2007-06-14 09:14 2,155,520 最终稿.doc200... 类别：毕业论文 大小：731 KB 日期：2008-01-11
是多少字的论文呢，朋友
经济性是指组织经营活动过程中获得一定数量和质量的产品和服务及其他成果时所耗费的资源最少。经济性主要关注的是资源投入和使用过程中成本节约的水平和程度及资源使用的合理性。这里是专指生产作业计划要有利于利用企业的生产能力，缩短生产周期，降低生产成本，实现均衡生产，提高生产效率和经济效益
闭环供应链与传统的供应链有着显著不同的地方,尤其在可持续发展方面,因此需要对传统的设计原则进行扩展,传统的设计原则中有适用于闭环供应链的地方,需要扩展的是必须考虑减少废气排放和废物生成,需要用到诸如生命周期评估法(Life Cycle Assessment)、生命周期成本法(Life Cycle Costing)等先进工具,因此供应链中的参与者和消费者都需要抱有全新的态度来认真对待。闭环供应链所面向的系统无论从其深度还是广度都大大超越了传统供应链，它不是简单的“正向+逆向”，涉及从战略层到运作层的一系列变化，其复杂程度和难度都远超过正向供应链。闭环供应链管理的目的是为了实现“经济与环境”的综合效益，该理念不仅有助于企业的可持续发展，也有助于整个国际社会的可持续发展，在构筑“强环境绩效”方面，闭环供应链表现出的优势远远超过了传统供应链，已成为供应链未来发展的必然趋势。
毕业论文论点成本控制的基本理论总结
第 2 章 成本控制的基本理论
成本控制的含义与作用
成本控制，是企业自己的成本控制主体在其职权范围内，根据一段时间内提前建立好的成本管理目标，采取一系列预防和调节措施对在生产耗费发生以前和生产过程之中的各种影响成本的因素和条件进行管控，保证各项成本指标满足目标值，以实现成本管理目标的管理行为[11].
（1）成本控制可以提高企业经济效益，增强企业竞争力。一个企业的人力、财力、物力的占用和消耗情况可以通过该企业的成本状况反映出来。企业控制了成本，也就可以更加清楚的掌握企业的人力、物力和财力的占用和耗费情况，从而通过成本的控制来实现产品成本形成过程的控制。
（2）成本控制是成本管理的重要环节。成本管理包括七个环节，即成本预测、成本决策、成本计划、成本核算、成本控制、成本分析和成本检查，这七个环节密切联系，相互促进，而成本控制又是这七个环节中最重要的一个，成本的预测、决策、计划等都需要通过成本控制来起作用，故为这七个步骤中最为重要的一个。
（3）成本控制可以改进企业生产经营管理。企业生产一项产品，需要有充足的投资和正确的生产经营决策，需要有良好的产品设计和精良的工艺水平，需要进行严谨的生产计划和组织工作，同时还需要有合理的人事安排和物资管理。以上所有的项目都可以通过产品成本反映出来。企业在生产运营中的浪费和经营管理中的问题都可以通过对成本的监督和控制及时的被发现，这样才能迅速的做出补救措施。因而，成本控制理所应当的成为企业管理的重中之重。做好了成本控制，就可以为企业最大程度的减少浪费，降低成本，同时提高企业在各方面的管理水平。
成本控制方法
（1）全面预算管理
“全面预算管理是对与企业存续相关的投资活动，经营活动和财务活动的未来情况进行预期并控制的管理行为及其制度的安排”.全面预算管理是以企业制定的发展战略目标为依据，把企业的各项经营活动与企业的战略目标紧密的联接起来，最终将公司的经营决策目标以货币形式表现出来[12].
全面预算管理体系从纵向可以分成五个环节：构建预算组织、确定预算目标、编制预算、执行预算和考评预算。
①构建预算组织是整个预算体系的基础，是整个预算工作展开的前提。预算管理需要有一个具有独立性、战略性、权威性的专门的管理机构来全面负责企业预算工作协调、监督、控制和考评工作。
②确定预算目标是整个预算管理的起点，是预算机制作用发挥的关键。管理者在制定预算时要与实际情况相符合，确保预算的可操作性，且具备导向性。好的目标有利于预算管理工作的顺利进行，有利于企业战略目标的最终落实，有利于日常各项工作的协调开展；反之，不好的目标会使得日常工作无法有序进行，预算治理的效益和效率也大打折扣，对企业的可持续发展起到阻碍作用。普遍认为，预算指标就是利润指标，其实不然。一般情况下，预算目标可以分为两种：
效益指标和规模指标。
③编制预算是整个预算管理体系的核心，包括三部分的内容：财务预算编制：是公司全面预算的重点，在一段预算期内公司有关预计现金收支、经营成果和财务状况都在财务预算编制中体现出来。它是公司全面预算的总预算，可以反映出公司各项经营业务和投资计划。整个预算编制的过程对各项全面预算项目进行了科学细化的分解落实，涉及到采购成本、生产成本、销售成本、库存成本、资金成本、利润等诸多方面，包括预计资产表预算、现金预算、现金流量预算以及利润表预算的编制，为企业经营目标的最终实现提供了重要的保证。
投资预算编制：关于公司在一段预算期内进行资本性投资活动的预算，主要包括固定资产投资预算、权益性资本投资预算和债券投资预算的编制[13].投资预算具体记录了公司投资的金额、时间点、回收期、收益确认和现金流情况。同时，关于固定资产投资预算还可以反映出公司关于固定资产的购买、扩建、改造和更新以及资本运行的可行性研究情况。
业务预算编制：通过销售预算、采购预算、营业预算、生产预算等预算的编制，来反映一段预算期内公司可能形成的关于生产经营活动的现金收付预算。
④执行预算是整个预算体系的关键，预算编制再好，如果执行不力，也是纸上谈兵。通过细化责任，对预算执行过程中凭证的传递和手续的审批进行控制和监督，有力的监督也是实现预算有效性的重要保证。
⑤考核预算是整个预算管理体系的最后一环，有效的预算考核可以确保预算管理体系真正发挥效益。管理者应定期对预算执行情况进行分析考核，将预算管理与激励机制相结合，对完成指标的部门给予奖励，没有完成指标的部门给予惩罚。这样，在下一阶段的执行过程中，各预算执行部门对于实际与预算之间存在的差距应实事求是，认真分析原因，找出解决的方法，能更好的完成预算目标。
（2）作业成本法
作业成本法是在预算管理法的基础上进一步演进的成本控制方法。在为一项工作进行成本量度时，不仅仅考虑产品本身消耗的成本，更要以制造这个产品的各环节流程为基础，通过对各个工作环节所耗费的资源、人力、物力和财力进行分析，来综合考量一项工作的整体预算，进而更合理地预测成本并实施有效控制的方法。
①作业成本法的指导思想是：“成本对象消耗作业，作业消耗资源”[14].在进行作业成本法的计算式，应同等的对待产品或服务的直接成本和间接成本（包括期间费用），即都作为产品或服务的作业成本对待，这样计算出来的产品或服务成本更准确真实因为在计算时拓宽了成本的'计算范围，使得整个作业所消耗的成本都被考虑在内。
成本计算的核心和基本对象是作业[15]，那么一个产品成本或服务成本是全部涉及到该项产品和服务的作业的成本总和，也是实际耗用企业全部资源成本的终结。
②作业成本法的主要程序是：收集数据，列出相关元素统计表；统计汇总和整理；进行分类，编制 ABC 分析表；绘制 ABC 分析图；根据分类，确定分类管理方式，并组织实施。
价值链理论
“每一个企业都是在设计、生产、销售、发送和辅助其产品的过程中进行种种活动的集合体。所有这些活动可以用一个价值链来表明。”企业要创造价值，需要通过通过一系列活动来实现[16].
企业创造价值的这些活动可分为基本活动和辅助活动两类。其中，生产作业、市场销售、服务作业属于基本活动；而采购、技术开发、人力资源管理和企业基础设施等属于辅助活动。价值链即是由所有这些互不相同但又相互关联的生产经营活动组成的价值创造的动态过程。
价值链不仅存在于企业内部的各项生产活动中，还存在于企业各业务单元的联系上，同时，还存在于上下游关联的企业与企业之间。一项产品的价值不仅取决于企业自身的生产能力，很大程度上也依赖于价值链上的上游原料提供商和下游销售商。
波特的“价值链”理论也同样揭示，产品与产品的竞争，甚至企业与企业的竞争，不单单是企业自身实力的竞争，而是整个价值链的综合竞争。用波特的话来说：“消费者心目中的价值由一连串企业内部物质与技术上的具体活动与利润所构成，当你和其他企业竞争时，其实是内部多项活动在进行竞争，而不是某一项活动的竞争。”
成本动因理论
成本动因指引起成本发生的原因。一项既定活动的成本由多个成本动因结合起来决定，成本动因也是作业成本法的前提[17].如果想改善企业的价值活动并增强企业的成本控制，需要明确每种价值活动的成本地位，并据此弄清楚该项价值活动的成本动因，以及成本动因形成和变化的原因。成本动因按照可分为两类：
（1）执行性成本动因分析。执行性成本动因分析包括对每项生产经营活动所进行的作业动因和资源动因的分析[18].这两种动因展示了生产经营活动的两个不同维度：作业动因是指作业贡献于最终产品的方式与原因，即最终产品通过何种方式完成的，如购货作业动因是发送购货单数量。资源动因是指资源被各作业消耗的方式和原因，即利用什么方式来完成各项作业，如购货作业的资源动因是从事这一活动的职工人数。
（2）结构性成本动因分析大部分企业的成本在其生产经营活动之前就已经确定了很大一部分了，以本文为例，电信公司的通信网络就在电信公司开始运行前建设好了，如果没有一张完整的全球互通的网络是没办法完成通信的。这种就是结构性成本动因。波特认为，影响企业价值活动的十种结构性成本驱动因素分别是：规模经济、学习、生产能力利用模式、联系、相互关系、整合、时机选择、自主政策、地理位置和机构因素[19]．企业的成本控制受到企业结构性成本动因更深层次的影响。结构型成本动因一旦确定，将会长久的决定企业的成本低位。
成本控制的论文范文
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一、我国物流企业成本控制现状。
随着市场竞争的加剧，我国物流企业意识到控制物流成本的必要性与加强物流成本管理的重要性，从物流意识的提升、物流人才的引进以及运输设备的革新各个方面都有所加强，因此物流业在某种程度上有了一定的发展，但是与物流发达国家比较，我国的物流企业在诸多方面有很多的不足，仍然不具备与其竞争的能力。物流成本严重过高制约着物流企业的发展，从广义上讲我国的物流企业进行物流业务时，在仓储、装卸搬运、包装、运输各个环节都应当控制成本的耗费。
二、我国物流企业成本控制问题原因分析。
（一）缺乏先进、科学的仓储管理技术。先进、科学的仓储管理技术，能够在提升工作效率的同时降低物流作业成本。
例如RFID技术是目前发达国家物流企业应用广泛的物流控制技术，然而我国物流企业的发展滞后还处于起步阶段，大多数物流企业的规模较小、信息化程度低、专业化人才很少、仓储技术未成熟运用于本企业，导致物流企业自身仓储水平落后，发展缓慢，导致企业的经济利益无法提升，并且仓库的建造成本、折旧费用、人力成本以及税负的提升使得物流企业的负担变得更加沉重，另外有的物流企业缺少资金购进先进仓储控制设备，增加了工作人员的工作任务，加大了货物的丢失几率，降低了仓储技术的提升。
（二）装卸搬运机械化程度低。物流业发达的国家在装卸搬运环节都是由机器来完成的，机械化劳动不仅可以解放人力提高工作效率而且还能有效降低货物的损坏率，从而降低装卸搬运的成本，以提高货物装卸搬运质量。而我国的物流企业机械化、信息化程度低，能够使用专业设备的物流企业很少，究其原因是为了节省开支，降低成本。
使用成本较低的人工劳动，但是对于装卸搬运这种反复次数最多的物流环节，劳动力的不断增加，只限于搬运小型货物，对于搬运那些大宗型货物以及对人体造成危害的货物，采用人力会造成人员的伤害，劳动力消耗过大的现象严重，从而影响装卸搬运的效率，给企业带来损失。
（三）包装设计不合理。我国物流企业包装设计缺乏科学性、合理性，是造成货物包装不当损坏货物的主要原因。很多物流企业没有充分考虑货物的特征和包装材料的经济适用性以及对环境的污染程度，对不同的货物使用相同的包装材料进行统一包装，特别是那些易碎、易腐、易变质的货物和精密仪器，如果包装形式和缓冲材料选择不当加之包装人员偷工减料没有责任感的去包装，以及在运输中碰上恶劣的自然环境的话，这样会增加了货物在运输过程中受到损坏的几率，这不仅仅会增加企业包装成本，加大重复作业的可能性，而且会使企业的经济效益无法提升，更重要的是影响到企业的物流服务质量。
（四）运输环节信息化程度很低。在物流发达的国家信息化程度普遍很高，然而我国物流企业的信息化程度低，信息化水平相对落后，对物流运输的实时监督难以实现，导致物流运输信息很分散，无法进行跟踪货物，来保证货物的安全，相关信息的堵塞，不利于向不同部门之间信息的传递；此外，有的物流企业没有将GPRS 熟练运用于运输车辆上，使得物流企业无法确定车辆位置及运输情况，突发情况难以应对，车辆运输专用过度，空车返回的情况经常发生，没有将可以重复利用的材料和客户退换的货物带回本企业，降低车辆利用程度的同时，降低了运输效率，增加了物流企业的运输成本。
三、解决对策。
（一）加强仓储技术的运用，提高管理水平。首先，RFID 技术可以对货物的盘点、分拣、移库进行统一调度，由终端来接受反馈的数据，实时控制货物的进出，操作简单降低了库存管理的难度，很大程度上节约了人工成本，提高了出入库产品信息记录的准确性；其次，要培养仓储人员的管理水平，做到加强仓储的合理性降低货物堆放的毁损率；最后，加强货物的安全防范，认真仔细地做好各项保护措施，防患于未然。RFID技术的成熟运用是物流企业在技术方面的重要发展，可以动态的监督货物的出入管理提高工作效率。由于仓储是物流的首要环节，提升货物在库的.安全性，才能很好地保证后续环节的正常进行，所以提升仓储技术显得尤为重要。
（二）加强装卸搬运机械化程度，降低劳动消耗。我国的物流企业机械化水平低是普遍现状，很多大型货物的装卸搬运工作依然是人工完成，这既影响了装卸搬运的效率，还严重消耗了劳动力，导致企业经济效益受损，所以提高物流装卸搬运的机械化是当务之急，企业应当租入或是购买装卸搬运的机器设备，对相关工作人员进行专业化培训，使他们熟练掌握操作技能，同时又要提高对机器的监控维修工作，这样减轻了人工消耗，提升装卸搬运的效率。在进行货物的装卸搬运时，由机器来完成，工作人员应当进行监督，在重要的环节适当的进行人工干预，保证装卸搬运环节的有序进行。
（三）树立节约意识，合理回收利用旧包装。我国的物流企业在进行货物包装时，过度使用纸箱、泡沫塑料以及胶带等包装材料，这不仅增加了包装成本，而且还造成对环境的破坏。
所以，我国的物流企业应当重视对包装材料的管理与控制，加强对包装人员树立节约意识，制定节约标准，对那些浪费包装材料的人员进行惩罚。还可以对包装材料进行合理回收利用，实行鼓励或优惠的措施，让顾客返回可以反复使用的包装材料，这样可以有效建立双方节约意识，保护了环境，包装物的重复利用，也减少了物流企业不必要的开支，而且在降低包装成本的同时，提升了对客户的服务。
（四）提高信息化管理，增加车辆利用率。物流企业应当建立物流信息网，实行信息化管理，对输运车辆进行监督与管理。物流信息系统的建立，极大地方便了企业以及客户查询物流信息，体现了物流信息的动态性和实时性。物流企业还可以根据物流的变化，随时调度运输设备，一方面GPS技术的推广实现了跨地区的服务，信息网络资源的充分利用，增加业务量，加快资金周转，节约运输时间，提高企业经济效益；另一方面物流企业应当在回程过程中寻找货源，为新的客户提供物流服务，减少空车回程现象，有效增加车辆的利用程度，降低空载率。
主要参考文献：
[1]段青莎.企业物流过程中的成本控制研究[J].财会研究..
[2]秦丹.物流企业作业成本管理研究[D].山西财经大学.2012.