机械电子工程节能控制技术

李飞

摘要：在构建资源节约型社会的背景下，机械电子工程也必须要做到节能化。为此，笔者结合个人在机械电子工程节能控制技术上的研究经验与相关参考文献，就机械电子工程节能展开粗浅的剖析，提出行之有效的机械电子工程节能控制技术，以供广大同行参考借鉴。

关键词：机械电子工程；节能控制技术

前言：

电子节能控制技术作为一项基于广义节能概念的机械电子工程节能技术，对实现机械电子工程节能化有着十分重要的推动性作用。尤其是近些年来，机械电子工程面对不断提高的高工作性能，低能量消耗要求，做不到节能化俨然已经很难适合现代化社会的生产需求。所以，以下笔者围绕机械电子工程技能控制技术展开粗浅的探讨与分析，以期为突破传统节能控制技术，取得更加良好的节能效果做有意的铺垫。

1.对机械电子工程的节能概述

第一，节能理念的广义概念。机械电子工程运行的终极目标就是在传递、转换能量的过程中，能够实现对外做功的实际效果。由于大部分机械电子工程都是由几个共同协作的运行结构组成，所以对有效功率输出有影响因素的是：在功率不同之间的相互合作及其传递的过程。因此，当前人们往往都将节能控制技术的主要关注焦点放在了供需双方的共同合作以及传递环节之上。机械工程在单位时间内完成的工作量是工作效率。而矛盾恰恰就出现在工作效率与节能之间，也就是说性能的提升也就意味着要以另一方需求降低为前提条件。所以，比较消耗的能源数据之时，必须要保证其能够等同于工作效率。

第二，对机械电子工程的功率流程分析。机械电子工程的运行过程也就是其所转换的能源对外做功、传递的过程。因此，在功率流程的研究过程中充分借助能量实施分析，可谓是开展机械电子工程节能研究的一个重要步骤。以下笔者即以动力主要来源为柴油机的机械工程进行举例分析。柴油的化学能就是柴油机机械工程的主要动力来源所在，其可被转化为可输出的机械能。就转速转矩方向来说，通过调速喷油和电控的控制技术来改善优化柴油机的能量消耗特征及其动力特点是目前选择的主流方案。这是因为液压泵会吸收掉柴油机输出的机械性能，并将其转换为液压能。而就压力和流量方面来说，通过恒定功率，切断压力，正流量的控制技术来优化改进液压泵的能量消耗特征及其动力特性是目前的首选方案。这是因为柴油机与液压泵分别是能量的供应方与能量的需求方，为此就必须要改进他们之间的供求关系，可采用控制液压以及发动机功率极限荷载等手段对动力特征与能源消耗特点实施改进。而液压能够吸收液压泵传递出来的能量，并通过调节液压系统的压力、流量、方向，给对应的运行结构输送相应的压力与流量，通过LUDV技术最大限度的消除在并联回路上的负荷差异、分配流量，通过控制负流量或者控制负荷傳感的方法来改善优化他们之间的供给与需求的关系。

2.机械电子工程节能控制技术

传统的节能控制技术在局部改善方面已经体现出了十分良好的应用效果，但是为了获得更为良好的节能效果，就必须要在传统节能控制技术的基础上再次实施突破。如，对固定功率配置实施改善，实现机械功率配置的动态化；在操作方式之上建立工作效率管理系统，使操作者的造作目标能够具有更加清晰的方向；选择识别技术在操作方式之上设立相对应的功率动态配置系统。

第一，实施全电控节能控制技术。对于机械电子工程系统而言，通过电比例液压泵、电比例马达、电比液压阀以及电控喷油柴油机能够共同组成一个利用全电控实施作业工作的传动系统。正是因为，采用的转换原件和功率输出装置全部电控，所以硬件功能最小化且硬件的使用程度大幅度提升，也就进一步实现了智能控制的高级化以及感知的进一步深入化。同时，由于软件完全承担了系统的控制功能与专用功能，操作者也就可以结合实际的操作情况对运行之中的参数进行在线控制与在线调节，实现柔性参数配比，从而使全局节能效果得到有效的提高。

第二，实施分布式节能控制技术。在建立全电控液压系统的过程中，控制程度必须要对系统的压力系统实施有效的处理，而这就对控制系统的实际响应速度提出了较高的要求，可以说凭借目前机械电子工程控制器的相应技术水平而言无法完全满足对压力信号的处理需求。所以，要想进一步满足数据的实际需求，满足信号处理速度上的硬性需求就必须要研制出一种以总线作为基础的液压阀控制器。发动机控制器和液压泵控制器，高速总线与每个控制器相互连接，建立一种以总线为基础的分布式节能控制系统，达到节能的目的。依据发动机控制器操作者的指令以及发动机运行状态确定发动机的实际喷油量，并将有关的数据传递至总线之上，使其他控制指令也可以在总线之上予以获得。参照液压泵出口的实际压力信号，可以利用液压泵控制器进行信号排量的调节，总线负责相关数据、其他控制器控制命令的接受。

第三，全局节能控制系统。全局技能对机械工作性能的进一步增强，能耗的进一步降低而言有着至关重要的影响意义。而要想构建全局节能控制系统，就必须要将作业效果、传统的节能控制技术、协同控制机构设置作为节能的根本目标，对外界负载和整个工程节能效果实施研究。对于简便的定量分析节能效果，全局的节能标准可以定义如下：全局节能标准=有效对外做功/（工作时间*耗油量）=有效功率/耗油量。该定义对协同控制的多执行机构、作业效率和传统化的节能控制技术多方面的内容均有考虑，对机械工程的特性评价也较为全面。

结束语：

将电子节能控制技术应用到机械电子工程之中，对进一步节省机械电子工程的能耗而言有着至关重要的作用。尤其是在大力倡导构建资源节约型社会的今天，如若机械电子工程无法做到节能化势必难以满足现代化生产需求，势必会被社会所淘汰。因此，在今后的研究工作上，还必须要加强对节能控制技术的研究与探讨，做好在传统节能控制技术基础之上所进行的改良与突破，从而开辟出一条行之有效的节能技术突进，使节能目标得以顺利实现。

参考文献：

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