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来源：厦门雄霸电子商务有限公司漳州分公司 时间：2024-06-26 09:38:55 [举报]

控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。
控制系统其实从20世纪40年代就开始使用了，早期的现场基地式仪表和后期的继电器构成了控制系统的前身。以PLC和DCS为代表，从70年****始应用以来，在冶金、电力、石油、化工、轻工等工业过程控制中获得迅猛的发展。从90年****始，陆续出现了现场总线控制系统、基于PC的控制系统等，将简要介绍各种常见的控制系统，并分析控制系统的演进过程和发展方向。
70年代中期，由于设备大型化、工艺流程连续性要求高、要控制的工艺参数增多，而且条件苛刻，要求显示操作集中等，使已经普及的电动单元组合仪表不能完全满足要求。在此情况下，业内厂商经过市场调查，确定开发的DCS产品应以模拟量反馈控制为主，辅以开关量的顺序控制和模拟量开关量混合型的批量控制，它们可以覆盖炼油、石化、化工、冶金、电力、轻工及市政工程等大部分行业。
1975年前后，在原来采用中小规模集成电路而形成的直接数字控制器（DDC）的自控和计算机技术的基础上，开发出了以集中显示操作、分散控制为特征的集散控制系统（DCS）。由于当时计算机并不普及，所以开发DCS应强调用户可以不懂计算机就能使用DCS;同时，开发DCS还应强调向用户提供整个系统。此外，开发的DCS应做到与中控室的常规仪表具有相同的技术条件，以可靠性、安全性。
在控制系统中，仪器仪表作为其构成元素，它的技术进展是跟随控制系统技术的发展而发展的。目前，控制理论已发展到智能控制的新阶段，自动化仪器仪表的智能化就成为必然了。
仪器仪表的智能化主要归结于微处理器和人工智能技术的发展与应用。

在以后的近30年间，DCS先与成套设备配套，而后逐步扩大到工艺装置改造上，与此同时，也分成大型DCS和中小型DCS两类产品，使其性能价格比更具有竞争力。DCS产品虽然在原理上并没有多少突破，但由于技术的进步、外界环境变化和需求的改变，共出现了三代DCS产品。1975年至80年代前期为代产品，80年代中期至90年代前期为第二代产品，90年代中期至21世纪初为第三代产品。
DCS系统中，控制站作为一个完整的计算机，它的主要I/O设备为现场的输入、输出处理设备，以及过程输入/输出（PI/O），包括信号变换与信号调理，A/D、D/A转换。控制站是整个DCS的基础，它的可靠性和安全性为重要，死机和控制失灵的现象是不允许的，而且冗余、掉电保护、抗干扰、构成防爆系统等方面都应很有效而可靠，才能满足用户要求。
关于DCS控制站的系统软件，包括实时操作系统、编程语言及编译系统、数据库系统、自诊断系统等，

混合励磁同步电机（hybrid excited synchronous machine， HESM）是一种宽调速电机，它结合了永磁同步电机和电励磁同步电机的优点，又克服了它们各自的缺点。因此，它在宽速度运行范围的风力发电系统和电驱动系统具有广阔的应用前景。 混合励磁同步电机的基本由于混合励磁电机在结构上实现了电机气隙磁场的直接调节与控制，突破了传统永磁电机通过电枢电流矢量控制实现弱磁或增磁的局限，结构上可有多种实现方式。 按照转子（动子）的运动方向可分为旋转式混合励磁电机和直线式混合励磁电机；从电机永磁体放置位置可分为转子永磁型混合励磁电机和定子永磁型混合励磁电机。 混合励磁电机（Hybrid Excitation Motor，HEM）是一种综合了永磁体和励磁线圈的电机，其结构和原理如下： 结构 混合励磁电机主要由定子和转子两部分组成。定子由电机的外壳、定子绕组、励磁线圈和传感器等部分组成。转子由永磁体和绕组组成，其中永磁体通常采用高能磁体材料，绕组则连接电枢和励磁线圈。 工作原理 混合励磁电机通过控制励磁电流和电枢电流的大小和方向，从而实现电机的转速和转矩控制。 在正常运行时，混合励磁电机的励磁线圈会被外部直流电源激励，产生磁场，同时电枢电流也会经过电枢绕组，并产生旋转磁场，进而与励磁磁场相互作用，从而实现电机转动。 在低速和高扭矩的情况下，通过增加励磁磁场的强度可以增加电机的输出扭矩。而在高速和低扭矩的情况下，通过降低励磁磁场的强度可以降低电机的转矩。 混合励磁电机的优点在于可以实现高扭矩、率和控制，同时由于采用了永磁体和励磁线圈的结合，可以实现更加灵活的控制方式。缺点是电机结构相对复杂，成本较高，同时需要对励磁线圈进行精密控制，因此对控制器的要求较高。 类型 混合励磁电机主要有两种类型：永磁励磁型和电磁励磁型。其中，永磁励磁型混合励磁电机采用永磁体和励磁线圈的组合结构，较为常见；而电磁励磁型混合励磁电机则采用电磁体和励磁线圈的组合结构，优点是可以通过改变励磁电流实现控制。 应用 混合励磁电机广泛应用于各种需要高扭矩、控制和率的场合，例如：自动驾驶汽车、机器人、航空航天、医疗设备、电动工具等。同时，混合励磁电机也可以通过调整励磁电流和电枢电流的控制方式，实现高速运行和大功率输出，因此也适用于电动汽车、电动船舶等领域。 发电机励磁回路中的灭磁电阻起什么作用 发电机励磁回路中的灭磁电阻主要作用有两点：一是防止转子绕组间的过电压，使其不超过允许值，二是将磁场的能量变为热能，加速灭磁过程。

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