前沿技術論文范文

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第1篇

國立科研機構是由國家(中央政府)建立和資助的各類研究機構，包括國家大型科研機構、部門所屬研究機構和其他各類研究機構。國立科研機構是知識創新和技術創新的重要力量，主要承擔與國家使命有關的基礎研究和關鍵競爭前沿技術的開發，在國家創新體系中具有不可替代的作用。

我國國立科研機構每年產出大量的科研成果，但是對這些科研成果及相應知識產權的管理狀況卻不盡人意。在調查我國國立科研機構知識產權管理現狀的基礎上，分析其中存在的問題，然后借鑒國際著名科研機構的知識產權管理舉措，為完善我國國立科研機構的知識產權管理機制提出對策和建議。

1我國國立科研機構的知識產權管理現狀和存在的問題

1.1知識產權管理機構情況

目前，我國國立科研機構設置知識產權管理機構主要采取了掛靠式和獨立式兩種管理模式。掛靠模式下，知識產權管理部門一般都掛靠在科技主管部門內，沒有專門的知識產權辦公室或專業管理人員。管理人員一般管理科研成果的獎勵、鑒定等，并在原有管理模式之下兼管知識產權管理。獨立模式是成立專職的知識產權管理機構，配備必要的設備和一定的經費，并確定一定數量的專業管理人員。智力成果的產生及知識產權的形成、轉移、許可和轉化都由知識產權管理機構來統一管理。

筆者對我國64個國立科研機構的調查顯示，設有專職知識產權管理機構的單位有7個，占總數的11％左右；由科技部門(如科研開發處、科技處、計劃財務處、科技投資管理處等)管理的46個，約占總數的73％；由外事部門兼管的4個，占6％；由科技部門和外事部門共管的3個，占4％；由其他部門兼管的4個，占6％。關于知識產權管理人員的配備，在被調查的科研院所中，配備專職管理人員的有5個，占8％；配備兼職人員的單位有42家，占66％；個別單位既有專職人員，又有兼職人員，專兼職人員都沒有的單位有17家，占總數的26％。有許多知識產權工作量大、面廣、任務艱巨的科研機構也沒有設置專門的管理機構和專職的管理人員。根據訪談中了解的情況，目前許多科研機構所從事的知識產權工作都是停留在專利統計、獎勵申報和審查等流程性、事務性的管理層面。知識產權管理兼職人員往往未經專門學習和培訓，缺乏工作經驗，并且常因人員變動而難以保證。

1.2知識產權管理制度建設

根據筆者調查，在64家國立科研單位中，制定了知識產權管理內部規章制度的有20家，占31％，這說明，有2／3以上的調研對象正在建立或根本沒有建立單位內部知識產權規章制度。根據對科研機構的管理制度所做的具體調研，除了少數知識產權工作開展較好的科研機構制定了知識產權管理規章制度，且內容比較全面之外，其他絕大多數科研機構的知識產權制度本身存在很多問題，如制度建設滯后、修訂不及時、偏重知識產權的申請和授權等。以某科研機構為例，其關于科技成果的管理制度，基本上都是20世紀90年代末制定的，部分內容亟待更新。

1.3知識產權管理激勵機制

1.3.1經費支持知識產權機構健全的科研機構每年都有一筆經費(大約在10萬至30萬元)，用于申請國內專利以及維持專利所需的年費。一般課題組支付專利申請費，科研機構支付維持費。有的研究院所每3年進行一次專利評審，如果某專利有效益，則繼續支付專利維持費，否則研究院所就不再支付專利維持費了。根據調研結果，在對專利申請的激勵方面，64個參與調研的國立科研機構中有48個制定了支持專利申請的經費補助政策，并且政策的規定比較具體，操作性強，基本上的得到了落實。

1.3.2科技獎勵在對科研人員的獎勵(主要是專利法規定的針對獲得專利授權的獎勵)方面，調研結果表明，絕大部分的科研機構對科研人員獲得知識產權都進行了獎勵，一般是針對不同的成果方式事先制定不同的獎勵標準，并定期兌現。

1.3.3利益分配在知識產權利用(主要是專利的實施)過程中，科研機構通過對知識產權的轉讓或許可使用可以獲得相應的報酬，這部分報酬一般可以按照一定比例在科研機構和科研人員之間進行分配，不同單位有不同的規定。但是，關于支付科研人員專利實施報酬方面不容樂觀。許多科研機構都沒有落實對科研人員報酬的支付，只有少數科研機構以變通的方法進行了一定程度的支付。這一方面是由于國家相關法律規范的缺失；另一方面也不能排除資金限制和部分科研機構管理方面存在的問題。

1.4我國國立科研機構知識產權管理機制存在的問題分析

1.4.1知識產權管理意識偏頗我國國立科研機構在知識產權管理中呈現重數量、輕質量，重申請、輕利用的特點。之所以重視知識產權，一方面，在很大程度上是因為科學論文和專利數量正在成為科研人員升職、晉級、評聘的關鍵要素，也成為科研機構彰顯其科研實力的重要指標。因此出現了科研人員為求數量而將一些市場前景不明，價值不大的成果申報專利，或者將一個專利分拆成多個專利的情況。另一方面，目前我國國立科研機構的知識產權管理在很大程度上還停留在專利統計、獎勵申報和評審等事務性工作方面，而對知識產權的開發利用和產業化等知識產權管理下游階段的工作還遠沒有提上日程，導致我國專利技術應用轉化率遠低于發達國家水平，從整體上來說影響了我國的科技競爭力。這些簡單化的認識曲解了知識產權制度的社會意義。

1.4.2缺乏專職知識產權管理機構和專業知識產權管理人才目前我國國立科研機構的知識產權管理通常屬于科技處的職能，科技處工作內容繁多，對知識產權管理重視程度不夠，這就使知識產權工作往往局限在成果管理的工作層面，缺乏對知識產權的申請、保護和利用上中下游管理工作進行有機結合的統籌考慮，難以進行全過程的管理。此外，負責知識產權管理的工作人員中很多都沒有法律背景，也不具備相關專業知識，難以實現知識產權的高層次管理。

1.4.3知識產權管理制度不健全根據上文對國立科研機構知識產權制度建設情況所作調查，目前2／3以上的科研機構還沒有形成規范的內部知識產權管理規章制度。而在已經制定規章制度的科研機構中，除了少數幾個單位制度建設比較成熟、可操作性強之外，其他絕大多數科研機構的知識產權制度本身也存在諸多問題，有待完善。

2國外著名科研機構的知識產權管理策略

2.1德國馬普學會(MPG)

馬普學會(TheMax-Planek—Gesellschaft，MPG)是德國也是國際知名的綜合性學術科研機構，成立于1948年，旨在推動科學領域的研究，下設80個科研機構和一些臨時研究中心。

MPG在眾多研究計劃中積累了相當多的研發成果，其中不乏有商業價值者。因此，MPG在1970年設立了馬普學會專利辦公室，后轉制為嘉興創新公司(GarchingInnovationGmbH，GI)，負責對研發成果的管理和知識產權的應用。

GI的工作人員包括科學家、經濟和法律專家以及專利工作人員，主要任務是：向研究所提供知識產權應用方面的信息；向科學家提供知識產權方面的建議；評估發明人的知識產權及其商業價值；聘請專利律師確定專利申請范圍、談判專利許可和優先協議；引導發明人與企業合作；在評價發明人思路、風險基金申報、支持的獲取等方面給予指導；在知識產權應用過程中提供數據庫、保護期限、商業利益劃分、會談和發明人聯系方面的幫助等。

GI非常重視專利申請的審查與評價，認為專利申請的審查有利于對專利轉化的可行性進行研究和審查，從而可以促進專利的后期轉化，同時也有利于對非專利信息和專利信息的收集和分析，并借此判斷專利是否能反映技術發展的趨勢。GI的知識產權管理工作在實際操作中取得了很好的效果，不僅提高了MPG的專利申請數量和質量，而且通過專利技術許可和創辦新公司等方式加快了專利技術的產業化過程，實現了專利技術的經濟效益。

2.2法國國家科研中心(CNRS)

法國國家科研中心(CentreNationaldelaRecher—cheScientifique，CNRS)成立于1939年，是歐洲最大的基礎研究機構，下轄7個學部和2個國家研究所。

1992年，CNRS協同其他國家科研機構成立了法國科學發明和轉化公司(FISTS.A)，作為管理其科研成果的專門機構。FISTL6j的服務包括：評價和選擇創新項目、制定和執行保護戰略，并將新技術進行直接的或在線的產業合作研究、資金注入和技術轉化合同談判、幫助發現和管理初創企業等。

CNRS采取了一系列措施來促進知識產權的應用，包括：①制定創新法(InnovationLaw，1999)，以此來鼓勵研究人員成為企業家，并通過孵化器和其他鼓勵措施對其進行支持；②建立信息中心，促進實驗室研究信息的傳遞，鼓勵向缺乏研發能力的中小企業進行技術轉讓；③進行專業培訓，通過對科技人員與產業界的合同關系、知識產權管理和其他相關培訓來增強實驗室創新成果向私營部門的轉化應用。

2.3美國國立衛生研究院(NIH)

美國國立衛生研究院(NationalInstitutesofHealth，NIH)是世界上最大的醫學研究及資助機構，成立于1938年，目前共擁有27個研究所及研究中心。

NIH非常重視科技成果的管理和轉化，專門成立了技術轉讓辦公室(TheOffice0fTechnologyTransfer，OTT)，對NIH的發明資產進行評價、保護、監控和管理。OTT的職責包括對每個研究項目進行評估、跟蹤和管理，監督專利實施、談判、許可證合同，提供合作研究和開發合同(cRADAS)政策回顧等。

在NIH中，OTr占有重要地位，直接受NIH主任管轄。OTT的辦公室雖然設在NIH總部，但實際上所有的運作卻是滲透到NIH每一個組成機構之中。OTr在NIH的每一個機構和研究中心都設有“技術發展協調員”，負責與具體項目科學家進行聯系，了解項目情況。為了促進技術轉讓，OTr在美國的許多大學都設有自己的技術轉讓辦公室，如加州大學、馬里蘭大學、華盛頓大學等。技術轉讓成功后，OTT會給予大學一定比例的許可費收益。

在經費支持方面，與馬普學會各研究所承擔專利申請費用不同，NII-I的專利中請費用不需研發機構承擔，而是由OTT統一負責，而且對于任何有商業應用價值的產品，OTr都會盡力促進其商業化運作。另外，為促進研發機構的成果產出，OTT還規定，成功實現技術轉讓后將技術轉讓費的15％或25％返還給技術研發機構，但不得超過15萬美元。

從以上案例可以看出，國際著名科研機構非常重視知識產權管理工作，都設立了獨立的知識產權管理機構，這些機構逐漸發展演化成專職的知識產權管理公司，配備了具有多種學科和知識背景的管理人才。一方面對科研機構的科技成果產出進行評估，選擇合適的知識產權保護方式；另一方面積極開展科技成果和知識產權的商業和產業轉化與利用，促進先進科技在各創新單元之間的流動，既實現了自身的經濟利益也發揮了知識產權的價值。

3完善我國國立科研機構的知識產權管理機制的對策建議

3.1樹立正確的知識產權管理意識

要積極開展對科研人員和其他管理人員的教育和培訓，一方面要明確保護知識產權的重要性；另一方面也要樹立正確的知識產權價值觀。政策制定者也要從有利于科學發展和技術創新的角度來制定政策，引導科研機構以更加合理的方式來評價科技成果和知識產權在機構科技評估和人員競聘中所發揮的作用。

3.2加快建立專職的知識產權管理機構

知識產權管理機構是知識產權管理的“作戰部”、“參謀部”和“后勤部”，設立專職的知識產權管理機構有利于集中人力、物力和資金從整體上規劃和組織知識產權的創造、申請、保護和利用的全過程，有利于充分調動管理人員的積極性，使其集中精力專職服務于知識產權管理工作。

3.3實行知識產權管理人員從業資格證書制度

知識產權管理人員的素質能力直接決定了知識產權管理水平的高低。隨著科技發展和新型科研合作方式的形成，科技成果產出和知識產權管理工作將變得越來越復雜，特別是在全球研發網絡背景下，知識產權管理工作可能會涉及多國利益，因此要求知識產權管理人員不僅要具有法律背景和相關專業技術知識，還要能夠靈活處理涉外知識產權事務。實行從業資格證書制度有利于培養更高層次的綜合型知識產權管理人才。

3.4完善知識產權管理制度

對知識產權的有效管理依賴于合理的知識產權管理制度，知識產權管理制度應該包括以下方面：科技成果登記制度；評估、選擇申請專利的種類及保護方式的制度；科技成果及專利資助和獎勵制度；知識產權質量評估制度；科技保密制度；對職工調入和離職人員簽訂知識產權保護協議制度；職工離職后的競業限制制度等。此外，知識產權管理制度的建設是一個不斷完善的過程，應該與時俱進，根據實際操作情況及時進行調整和補充。

3.5為知識產權管理提供充足的資金支持

知識產權管理費用主要包括專利申請費、審查費、維持費和費以及對專利申請人和單位的獎勵費用和用于知識產權管理工作的辦公費用等。充裕的知識產權管理資金能夠激發科研人員和知識產權管理人員的熱情和積極性，保障知識產權管理工作的順利開展。

第2篇

根據運動技能形成過程中的不同階段的特點,我采用不同的教法:

初學階段:緊抓住主要環節進行教學,不過多強調教學的細節。推鉛球最后用力是技術的關鍵,我們要在教學中投入大量的時間和精力進行練習,并多作示范,幫助學生體會動作要領及環節的用力順序,強調超越器械動作方法及重要性,以縮短初學階段時間。同時,充分發揮兩個信號系統的作用,特別注重發揮兩全信號的作用。1.精講。講解簡明扼要,便于學生理解。2.多練。我們要經常做示范,從不同的角度增加學生發生的感性認識,并要求學生反復練習,體會動作要領,同時我們要及時指出學生發生的主要錯誤及其原因所在。3.通過動作正確的學生和動作錯誤的學生對比示范,逐步使學生樹立正確推鉛球的動作技術概念,促使分化抑制較快的建立,對正確的動作予以肯定,并用鼓勵的語言刺激強化“好、對!”。對不正確或錯誤動作,不予以強化及時指出“不對!錯了!”。

泛化階段:主要幫助學生掌握動作的細節部分,要求用力蹬地,快速移動,做出超越器械動作,對學生提出嚴格的要求,有錯就糾,加速形成正確的運動技能,促進分化抑制和延緩抑制的進一步發展。

鞏固和運用自如的階段:其主要的任務就是防止已定型的推鉛球技術能發生消退,教學中要加強練習,反復練習不斷予以強化。有道是熟能生巧,功到自然成。

(一)研究對象與方法

本研究以初學學生為研究對象,研究方法:文獻資料及觀察法的基礎上,進行系統分析。

(二)在教學實踐中,我們要采取了以下手段和方法

1.首先要掌握原地側向推鉛球技術。在一段時間教學后,特別要強調推鉛球的動作要領及方法,使學生較快地掌握原地側向墊步推鉛球的動作技術概念,為今后側向墊步推鉛球打下良好的基礎。

(1)根據學生力量大小不同姿勢進行臂屈練習,如推墻練習,斜立撐;兩人一組掌心相對,手指相對練習推手,要求伸臂用力動作快。這些練習與推鉛球出手時的動作相似,能使學生比較正確的本能感受和技能刺激。

(2)二人一組,后面一位同學拉住前面一位同學的左手,稍稍用力,使他做出蹬地轉髖的動作,保持一段時間(10″—15″)要求有超越器械的動作,使學生感受到推鉛球的用力順序,建立正確的感性認識。在練習的過程中及時糾正學生的錯誤動作,同時伴以語言信號刺激,叫學生反復練習,強化正確動作概念,形成良好的技術動作基礎。

(3)①先要求學生進行徒手模仿練習將原地側向推鉛球技術按“蹬地送髖”、“起體制動”,“送看推球”三個動作環節來進行練習。先體會各動作環節的肌肉感覺并適時地疊加直至完整動作。及時糾正練習中出現的錯誤動作,集體與個別相結合。

②持球練習:鉛球置于指根,掌心不能觸球,把球放在鎖窩處,大拇指朝下,肘關節抬起(略低于肩),自然而放松。

③推高與拔指練習

A、在投擲的前方設定一定高度的橫桿,學生在原地或正面推鉛球過桿,注意出手的角度及速度,同時注意上下肢的協調性及上肢的用力順序、頂肩、挺胸、抬頭,右肩用力向前迅速伸臂推球,屈腕撥指。

B、①徒手撥指練習:左手壓住右手中間三指,右手盡力前推,要求肘關節抬起,有正確的出手角度(38°—42°)

②在高處懸掛一實心球,進行撥指練習。

(4)持球投擲:在掌握上述動作的基礎上,學生對原地推鉛球的技術有比較清楚的認識,學生之間可以相互指正,共同提高,對在練習中出現的錯誤動作,教師要及時糾正,并要多做示范,使學生強化正確動作技術。

2.在掌握原地側向推鉛球的基礎上,練習側向墊步推鉛球。

墊步推鉛球是為高中階段學習滑步推鉛球的一種過渡性技術,墊步和滑步都是為了使鉛球在出手的瞬間獲得較大的初速度。在教學中要強調墊步的動作方法,抓住墊步與最后用力的緊密銜接這一技術關鍵。A右側向移動比較快,要求:屈膝微蹲,移動動作而平穩;B增強腿步肌肉力量練習;C徒手墊步:要求重心平穩,腳步移動快速有力。要求做出超越器械動作,蹬地有力,兩腿同時用力,幾乎同時落地。

(5)持球練習墊步:動作要求同上,但學生在練習中往往鉛球要離開肩或球不貼緊頸及肘關節下落,所以要練習中,特別要注意這幾個環節,及時糾正錯誤,同時要幫助力量小、個子矮的同學克服心理障礙,增強信心。

(6)在掌握原地推鉛球和墊步的基礎上側向墊步推鉛球,就會起到事半功倍的成效。分解動作到整個動作再分解動作,學生對技術的掌握就更扎實,技能也在不斷地提高,形成比較穩定的動力定型。

(三)教學效果及體會

在教學實踐過程中,鉛球教學時間是比較少的,要很好地掌握推鉛球技術,僅憑課上的時間是很不夠的,教師應督促學生在課外活動時,也要進行練習,并且還可以布置徒手動作技術的回家作業,空閑時,學生可以練習,這樣既得到了積極性的休息又提高了推鉛球的技術。由于男女學生體質和身體素質的差異,在學生學習過程中男生掌握推鉛球技術明顯快于女生,所以,在教學中,女生學習推鉛球技術的時間要增加2—3學時,這樣才能與男生同步,同時又要用鼓勵幫助的態度,來克服女生畏難的情緒,激發她們的學習積極性。只有這樣,才能全面地提高學生推鉛球的技術和技能。

參考文獻

①邰崇禧等.中學體育教材教法。

第3篇

關鍵詞:伺服驅動技術,直線電機,可編程計算機控制器,運動控制

一、引言

信息時代的高新技術流向傳統產業,引起后者的深刻變革。作為傳統產業之一的機械工業,在這場新技術革命沖擊下,產品結構和生產系統結構都發生了質的躍變,微電子技術、微計算機技術的高速發展使信息、智能與機械裝置和動力設備相結合,促使機械工業開始了一場大規模的機電一體化技術革命。

隨著計算機技術、電子電力技術和傳感器技術的發展,各先進國家的機電一體化產品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業機器人、智能機器人等許多門類產品每年都有新的進展。機電一體化技術已越來越受到各方面的關注,它在改善人民生活、提高工作效率、節約能源、降低材料消耗、增強企業競爭力等方面起著極大的作用。

在機電一體化技術迅速發展的同時,運動控制技術作為其關鍵組成部分,也得到前所未有的大發展,國內外各個廠家相繼推出運動控制的新技術、新產品。本文主要介紹了全閉環交流伺服驅動技術(FullClosedACServo)、直線電機驅動技術(LinearMotorDriving)、可編程序計算機控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和運動控制卡(MotionControllingBoard)等幾項具有代表性的新技術。

二、全閉環交流伺服驅動技術

在一些定位精度或動態響應要求比較高的機電一體化產品中,交流伺服系統的應用越來越廣泛,其中數字式交流伺服系統更符合數字化控制模式的潮流,而且調試、使用十分簡單,因而被受青睞。這種伺服系統的驅動器采用了先進的數字信號處理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣,在驅動器和電機之間構成位置和速度的閉環控制系統,并充分發揮DSP的高速運算能力,自動完成整個伺服系統的增益調節,甚至可以跟蹤負載變化,實時調節系統增益;有的驅動器還具有快速傅立葉變換(FFT)的功能,測算出設備的機械共振點,并通過陷波濾波方式消除機械共振。

一般情況下,這種數字式交流伺服系統大多工作在半閉環的控制方式,即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環,也作位置環。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度,應在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件(如:光柵尺、光電編碼器等),即實現全閉環控制。比較傳統的全閉環控制方法是:伺服系統只接受速度指令,完成速度環的控制,位置環的控制由上位控制器來完成(大多數全閉環的機床數控系統就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度,也限制了伺服系統的推廣。目前,國外已出現了一種更完善、可以實現更高精度的全閉環數字式伺服系統,使得高精度自動化設備的實現更為容易。

該系統克服了上述半閉環控制系統的缺陷,伺服驅動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉編碼器等),作為位置環,而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環。這樣伺服系統就可以消除機械傳動上存在的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等),補償機械傳動件的制造誤差(如絲杠螺距誤差等),實現真正的全閉環位置控制功能,獲得較高的定位精度。而且這種全閉環控制均由伺服驅動器來完成,無需增加上位控制器的負擔,因而越來越多的行業在其自動化設備的改造和研制中,開始采用這種伺服系統。

三、直線電機驅動技術

直線電機在機床進給伺服系統中的應用,近幾年來已在世界機床行業得到重視,并在西歐工業發達地區掀起"直線電機熱"。

在機床進給系統中,采用直線電動機直接驅動與原旋轉電機傳動的最大區別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動環節,把機床進給傳動鏈的長度縮短為零,因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式,帶來了原旋轉電機驅動方式無法達到的性能指標和優點。

1.高速響應由于系統中直接取消了一些響應時間常數較大的機械傳動件(如絲杠等),使整個閉環控制系統動態響應性能大大提高,反應異常靈敏快捷。

2.精度直線驅動系統取消了由于絲杠等機械機構產生的傳動間隙和誤差,減少了插補運動時因傳動系統滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制,即可大大提高機床的定位精度。

3.動剛度高由于"直接驅動",避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現象,同時也提高了其傳動剛度。

4.速度快、加減速過程短由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車(時速可達500Km/h),所以用在機床進給驅動中,要滿足其超高速切削的最大進個速度(要求達60~100M/min或更高)當然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應性,使其加減速過程大大縮短。以實現起動時瞬間達到高速,高速運行時又能瞬間準停。可獲得較高的加速度,一般可達2~10g(g=9.8m/s2),而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1~0.5g。5.行程長度不受限制在導軌上通過串聯直線電機,就可以無限延長其行程長度。

6.運動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦,且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌(無機械接觸),其運動時噪音將大大降低。

7.效率高由于無中間傳動環節,消除了機械摩擦時的能量損耗,傳動效率大大提高。

直線傳動電機的發展也越來越快,在運動控制行業中倍受重視。在國外工業運動控制相對發達的國家已開始推廣使用相應的產品,其中美國科爾摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直線電機和SERVOSTARCD系列數字伺服放大器構成一種典型的直線永磁伺服系統,它能提供很高的動態響應速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運動;德國西門子公司、日本三井精機公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產品中應用直線電機。

四、可編程計算機控制器技術

自20世紀60年代末美國第一臺可編程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)問世以來,PLC控制技術已走過了30年的發展歷程,尤其是隨著近代計算機技術和微電子技術的發展,它已在軟硬件技術方面遠遠走出了當初的"順序控制"的雛形階段。可編程計算機控制器(PCC)就是代表這一發展趨勢的新一代可編程控制器。

與傳統的PLC相比較,PCC最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務操作系統和多樣化的應用軟件的設計。傳統的PLC大多采用單任務的時鐘掃描或監控程序來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道的狀態采集與刷新。這樣處理方式直接導致了PLC的"控制速度"依賴于應用程序的大小,這一結果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統軟件完美地解決了這一問題,它采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺,這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關,而是由操作系統的循環周期決定。由此,它將應用程序的掃描周期同外部的控制周期區別開來,滿足了實時控制的要求。當然,這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下,按照用戶的實際要求,任意修改。

基于這樣的操作系統,PCC的應用程序由多任務模塊構成,給工程項目應用軟件的開發帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求,如運動控制、數據采集、報警、PID調節運算、通信控制等,分別編制出控制程序模塊(任務),這些模塊既獨立運行,數據間又保持一定的相互關聯,這些模塊經過分步驟的獨立編制和調試之后,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務操作系統的調度管理下并行運行,共同實現項目的控制要求。

PCC在工業控制中強大的功能優勢,體現了可編程控制器與工業控制計算機及DCS(分布式工業控制系統)技術互相融合的發展潮流,雖然這還是一項較為年輕的技術,但在其越來越多的應用領域中,它正日益顯示出不可低估的發展潛力。

五、運動控制卡

運動控制卡是一種基于工業PC機、用于各種運動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現主要是因為:(1)為了滿足新型數控系統的標準化、柔性、開放性等要求;(2)在各種工業設備(如包裝機械、印刷機械等)、國防裝備(如跟蹤定位系統等)、智能醫療裝置等設備的自動化控制系統研制和改造中,急需一個運動控制模塊的硬件平臺;(3)PC機在各種工業現場的廣泛應用,也促使配備相應的控制卡以充分發揮PC機的強大功能。超級秘書網

運動控制卡通常采用專業運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心,大多用于控制步進電機或伺服電機。一般地,運動控制卡與PC機構成主從式控制結構:PC機負責人機交互界面的管理和控制系統的實時監控等方面的工作(例如鍵盤和鼠標的管理、系統狀態的顯示、運動軌跡規劃、控制指令的發送、外部信號的監控等等);控制卡完成運動控制的所有細節(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等)。運動控制卡都配有開放的函數庫供用戶在DOS或Windows系統平臺下自行開發、構造所需的控制系統。因而這種結構開放的運動控制卡能夠廣泛地應用于制造業中設備自動化的各個領域。

這種運動控制模式在國外自動化設備的控制系統中比較流行,運動控制卡也形成了一個獨立的專門行業,具有代表性的產品有美國的PMAC、PARKER等運動控制卡。在國內相應的產品也已出現,如成都步進機電有限公司的DMC300系列卡已成功地應用于數控打孔機、汽車部件性能試驗臺等多種自動化設備上。