冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制技術(shù)及其應(yīng)用

毋亞琦

（河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作 454000）

冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制是保證冶金機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的有效手段。在我國(guó)，針對(duì)冶金機(jī)械設(shè)備控制技術(shù)的研究中，普遍采用微分中值定理計(jì)算冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制頻率，進(jìn)而控制冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)[1]。但此種控制方法在實(shí)際應(yīng)用中存在控制效率低的問(wèn)題，主要原因?yàn)檫\(yùn)用微分中值定理計(jì)算冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制頻率，需要將冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)頻率控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為線性協(xié)調(diào)控制問(wèn)題，進(jìn)而在轉(zhuǎn)換過(guò)程中降低了控制波特率，影響了冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制效率。傳統(tǒng)控制方法無(wú)法滿足冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制對(duì)于效率方面的需求，必須對(duì)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制方法展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制的實(shí)時(shí)性。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制方法中存在的不足，因此，本文設(shè)計(jì)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制方法中，致力于提高冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制波特率，在實(shí)時(shí)控制冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)，確保冶金機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制技術(shù)

1.1 采集、處理冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制信號(hào)

在冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制中，本文饋線終端裝置，采集冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制信號(hào)，并將采集到的信號(hào)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞到控制主站，由控制主站將分析上報(bào)的冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)信號(hào)，確定冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制區(qū)段[2]。為了保證后續(xù)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制效率，考慮到冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制信號(hào)類型繁多，需要處理采集到的信號(hào)。本文通過(guò)誤差傳感器將冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制輻射功率最小化，從而起到除雜、降噪的目的，進(jìn)一步保障信號(hào)的精度。此過(guò)程可通過(guò)計(jì)算方程式加以表示，設(shè)其目標(biāo)函數(shù)為，可得公式（1）。

公式（1）中，n 指的是冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制信號(hào)集；i指的是控制點(diǎn)位個(gè)數(shù)；P 指的是誤差傳感器處的初級(jí)聲源聲壓；PH指的是誤差傳感器處的次級(jí)聲源聲壓。通過(guò)公式（1），在保證冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)能量平衡的前提下，可以將其作為同步信號(hào)。

1.2 冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)功率相關(guān)性分析

當(dāng)冶金機(jī)械設(shè)備處于正在工作狀態(tài)時(shí)，根據(jù)上文處理后到的冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制信號(hào)可見(jiàn)，冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制存在能量平衡的現(xiàn)象，與物質(zhì)平衡具有一定的相似性。冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制在做功過(guò)程中，冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)的非線性特征體現(xiàn)的尤為明顯。以此可得出冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制功率計(jì)算方程式，設(shè)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制功率表達(dá)式為N，可得公式（2）。

公式（2）中，k 指的是冶金機(jī)械設(shè)備電源額定電壓；P指的是冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)流經(jīng)電流；Q 指的是冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)頻率；μ 指的是冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)的蓄熱系數(shù)；t 指的是冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)的時(shí)長(zhǎng)。通過(guò)公式（2），得出冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制功率，由此可見(jiàn)，冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制功率相關(guān)性與上述參數(shù)有關(guān)。

1.3 計(jì)算冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制頻率

根據(jù)上述冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制功率相關(guān)性分析，計(jì)算冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制頻率。計(jì)算時(shí)，首先給冶金機(jī)械設(shè)備一個(gè)已知的數(shù)值，待冶金機(jī)械設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，通過(guò)改變這一定值，計(jì)算冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制頻率[3]。設(shè)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制頻率為β，可得公式（3）：公式（3）中，K 指的是冶金機(jī)械設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的比例系數(shù)；f(x)指的是冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)頻率控制采樣偏差；j 指的是控制誤差比例系數(shù)。利用上述公式，計(jì)算出冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制頻率，以此為依據(jù)，為下文發(fā)送冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)參數(shù)。

1.4 發(fā)送冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)

為進(jìn)一步提高冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制效率，本文以上文計(jì)算得出的冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制頻率為依據(jù)，發(fā)送冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)。本文通過(guò)單片機(jī)技術(shù)的集成功能，在相同結(jié)點(diǎn)數(shù)以及相同元器件數(shù)目的條件下，根據(jù)不同運(yùn)行指標(biāo)的變換，對(duì)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制低通、高通以及帶通三組形式的放大器參數(shù)進(jìn)行選擇。同時(shí)，為了滿足冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制的智能化程度，本文選用的微控制器具有自動(dòng)斷開(kāi)的功能。由上述得出，通過(guò)在冶金機(jī)械設(shè)備中設(shè)置8 個(gè)固定節(jié)點(diǎn)，node+和node-分別占用兩個(gè)三位二進(jìn)制代碼。Value 指的是對(duì)應(yīng)器件的數(shù)值，占用一個(gè)九位二進(jìn)制代碼。不僅可對(duì)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)實(shí)施直線運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)智能化的曲線圓周控制，給予冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)配置角度分析。單片機(jī)技術(shù)在冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制中最主要的應(yīng)用為負(fù)責(zé)發(fā)送冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)，在通信協(xié)議上采用自由端口模式，通信協(xié)議中的內(nèi)容則利用語(yǔ)句表來(lái)進(jìn)行編程。通過(guò)狀態(tài)字節(jié)表示傳輸能力；通過(guò)傳輸?shù)刂繁硎緮?shù)據(jù)的傳輸目標(biāo)；利用數(shù)據(jù)字節(jié)配置通信端口。基于單片機(jī)技術(shù)發(fā)送冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)匯編語(yǔ)言，如圖1 所示。

圖1 發(fā)送冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)匯編語(yǔ)言圖

根據(jù)圖1所示，通過(guò)端口通信控制操作，發(fā)送冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)，從而完成冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)傳輸。

1.5 實(shí)現(xiàn)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制

接收到冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)后，利用計(jì)算機(jī)接口非線性智能控制冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)，在計(jì)算機(jī)中映射出兩個(gè)8 位數(shù)的16 進(jìn)制數(shù)，最終獲得在每個(gè)控制點(diǎn)位上的控制數(shù)據(jù)。再利用特定的變量數(shù)據(jù)對(duì)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)映射，形成區(qū)域性的映射。將冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具體的參數(shù)控制，在控制過(guò)程中，只需事先將規(guī)定的冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制限制輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)是否執(zhí)行控制參數(shù)的改變。再利用計(jì)算機(jī)的端口狀態(tài)存儲(chǔ)控制數(shù)據(jù)及控制信息，并將其輸入到相應(yīng)的映射區(qū)域當(dāng)中，通過(guò)在區(qū)域映射中對(duì)應(yīng)的控制語(yǔ)義、詞義等分析得出正確的控制結(jié)果，實(shí)現(xiàn)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制。

2 實(shí)例分析

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

構(gòu)建實(shí)例分析，實(shí)驗(yàn)對(duì)象選擇某冶金機(jī)械設(shè)備，其具體參數(shù)，如表1 所示。

表1 冶金機(jī)械設(shè)備參數(shù)設(shè)置

結(jié)合表1 所示，首先，使用本文設(shè)計(jì)控制技術(shù)控制冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)，通過(guò)MATALB 測(cè)試控制波特率，并記錄，將其設(shè)為實(shí)驗(yàn)組；再使用傳統(tǒng)控制技術(shù)控制冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)，同樣通過(guò)MATALB 測(cè)試控制波特率，并記錄，將其設(shè)為對(duì)照組。由此可見(jiàn)，本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容為測(cè)試兩種技術(shù)的控制波特率，控制波特率數(shù)值越高證明該技術(shù)的控制效率越高，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如下表2 所示。

表2 控制波特率對(duì)比表

通過(guò)表2 可知，本文設(shè)計(jì)控制技術(shù)控制波特率高于對(duì)照組4 倍左右，能夠極大幅度上提高控制波特率，具有現(xiàn)實(shí)推廣價(jià)值，能夠?qū)崟r(shí)控制冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制技術(shù)及其應(yīng)用研究，能夠取得一定的研究成果，解決傳統(tǒng)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制中存在的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，本文設(shè)計(jì)的冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制技術(shù)是具有現(xiàn)實(shí)意義的，能夠指導(dǎo)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制優(yōu)化。在后期的發(fā)展中，應(yīng)加大本文設(shè)計(jì)冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用力度，為提高冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)的綜合性能提供參考。但本文不足在于沒(méi)有對(duì)設(shè)計(jì)的冶金機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)加以詳細(xì)說(shuō)明，在后續(xù)的研究中可予以補(bǔ)足。