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规模效应-第2部分

通过史蒂夫·迈耶|2012年10月14日

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在控制系统中也有其他规模效应的考虑。当考虑一个控制系统问题时,控制参数本身的带宽或缩放通常是一个主要问题。

当系统的速度需要控制在1000到1或更大的范围时,会发生什么?

这正是20世纪70年代的问题,当时康宁和贝尔实验室的研究人员试图制造足够薄和纯的玻璃纤维,以携带数字编码的光信号来取代铜线上的电压。在这个概念中,规模效应是该技术优点的一部分,通信带宽可以扩大到铜主导基础设施密度的65000倍。随着技术规模的扩大,激光和光纤的成本变得如此之低,以至于很少有人记得计算机通信所需的古老的拨号调制解调器和音频。

当需要较宽的控制带宽时,比例效应成为电机控制系统中一个重要的性能参数。以光纤为例,伺服电机必须能够以零速度从罐中拉出熔化的硅珠。然后通过精确控制提高速度,在不打碎玻璃的情况下,将其拉细至直径极小的脆弱纤维。

如果你能做到的话,这是个不错的技巧!事实上,这在当时是可行的技术。是的,很贵,而且有点不寻常。但对伺服领域的专家来说,它是已知的和可靠的技术。这归功于Electrocraft公司,因为它制造了当时市场上唯一的伺服系统,这将做1000到1的速度控制和超精确的速度控制在任何设定的速度。即使在今天的市场上,这也是一个重要的伎俩。

规模效应可以推动许多不同的问题。当位置反馈公差增加几个数量级时会发生什么?在大多数情况下,百万分之一英寸似乎过于精确,但这是Renishaw和Heidenhain等厂商的现成技术。这些供应商已经这样做了很多年,并且有超过50万的可用解决方案。真正的挑战来自于半导体光刻设备的要求。说实话,我不知道他们是怎么做到的。

就制造业而言,规模效应有其影响。非常大和非常小的电动马达都有不同寻常的价格标签。这是因为在这个范围的两端,非常大和非常小的机器都非常难以制造。原因完全不同。

当试图控制极端情况时,挑战是重大的。通过跨越极端范围的操作,或者通过在极端大或极端小的范围内增加规模效应的复杂性,这些挑战可能会大大加剧。从事崇高事业的男男女女每天都要面对的工程挑战。比如让我们其他人的生活更美好。

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