机械自动化控制系统研究

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M echanical automation control systemLI HHang(College of Electrical and A rchitectural Engineering， 帆 肌 University Wuhan，Hubei 430056，China)Abstract：Science and technology developing rapidly with each passing day，but，in our country，application of me-chanical automation is not enough comprehensive and perfect，there are stil many problems need to solve.So，this topicwill be the first to mechanical automatic control system were introduced briefly，and then specific to talk about their prob-lems needed attention。

Keywords：mechanical；automation；control system1 关于自动控制和机械自动控制系统的概念自动控制的概念是相当于人工控制而言的，是指在人们不直接参与的情况下 ，利用相关的控制装置或者设备制定相关规律和条例来对被控制对象或者某个被控制过程的运行进项全面的控制和掌握。机械自动控制系统顾名思义是-种以机械为控制对象的控制系统，就是将自动控制系统应用融合到现代机械系统中，从而构成机电-体化自动控制系统”2 机构建械自动化控制系统应当注意的几个问题(1)建立机械自动化控制系统的数学模型〃立机械 自动化控制系统的数学模型是进行控制理论分析的基础，而何为机械自动化控制系统的数学模型从学术上来说就是运用数学表达式来对机械自动化控制系统输入、输出变量以及其它各个变量之间的关系进行描述，只有在在了解其相互关系的基础之上才能有针对性的对机械自动化控制系统进行合理的设计，从而达到理想的效果。下面我将通过-个十分典型的关于机械系统的数学模型的构建的例子来详细阐述运用微积分方程式构建机械 自动化控制系统数学模型的基本方法。

上图是-个由质块(质量为 Mkg)、物种弹簧(刚度为 K收稿日期：2013-04-15作者简介：李煌(1990-)，男，湖北武汉人 ，大学本科，主要研究方向：机械设计制造及其自动化。

(N/m))和阻力器(阻尼系数为 B(N.s/m))组成的在铅垂方向的机械平移系统，我们可以由此建立-个以外力f(t)作为输入量和质块位移 x(t)作为输出量的运动微分方程。即取质块原来不动时的位置作为运动的坐标原点，在外力f(t)的作用下 ，质块开始在 x轴运动 ，x(t)便是质块运动的位移坐标 ，在正方向上，x(t)的运行轨迹便如图(a)所示。然后我们取质块为分离体 ，运用达朗贝尔原理便可以画出相关的力平衡示意图--图(b)，我们便可以由力平衡关系得出数学系统运动微积分方程式 ：Mx(t)Bx(t)kx(t)t)。该方程式的输入量为外力 f(t)、输出量为质块位移 x(t)、质块的惯性力为 Mx(t)、阻尼器作用与质块的阻尼力为 Bx(t)(阻尼力是阻尼元件内部由黏性摩擦表面间的相对运动引起的阻力，其大小与黏性阻尼系数B和相对运动速度二者成正比，方向与相对运动速度方向相反。阻尼系数 B是阻尼力与相对运动速度之间的比例系数，其单位是N.s/m。)、弹簧作用力为kx(t)。

在上述例子中，我们可以从图(b)中得出，当选取质块静平衡位置为运动坐标原点时，阻尼器内阻尼力大小为 Bx(t)，方向正好与相对运动速度x(t)相反，即质块重力和弹簧静变形作用力分量二者的大小相等、方向相反，彼此正好平衡抵消。

(2)分析机械自动化控制系统的稳定性∝制系统的稳定性简单的来说是指在干扰其稳定性 ，使其偏离平衡状态的因素消失之后，系统自动恢复到平衡状态的能力。机械自动化控制系统应用到实际操作中首先要重视的问题就是该系统的稳定性，只有系统的稳定性得到充分的保障，才能是生产活动有序安全的进行。因而，分析控制系统的稳定性是研究控制理， 论、设计控制系统的重要方面。

当控制系统内部的各个变量在时间导航的变化为零时 ，我们称之为系统的平衡状态 ，但是平衡状态是-种理想状态 ，只有在系统处于静止状态时才能真正实现，而(下转第99页)第 40卷第 5期 常永杰：局域网ARP攻击解决办法 99攻击往往不是病毒造成的，而是合法运行的程序(外挂、网页)造成的，所杀毒软件多数时候束手无策。从 ARP攻击来源再看 ，大多是 P2P软件或网络中的-些软件。怎么确认修复好的机器被同事朋友又下了同样的带有攻击的软件又来 ARP攻击局域网呢很难保证，因为局域网的网络是开放的。我们不能期望每个用户都是懂电脑会电脑的，所以应用软件防火墙的方法可行性不是很大。

解决办法二：将局域网内部的每台微机的 MAC地址和地址 、用户都记录下来 ，对应到每个网络用户，这样在第-时间发现攻击网络的微机是哪个部门哪台机器，就立刻将其断网进行处理。这种方法对于微机数量少，用户少的单位是行之有效的，但对开放式网络大型企事业单位是无法实现的。

解决方法三：将网络内部每台微机的 MAC地址和 ip地址都进行绑定。

常用的 IP和 MAC双绑基本只是在设置时有效 ，我们可以作个批处理加载在启动项里，但通过简单的ARP-D的命令就会被解除。所谓双向绑定”，就是再路由器上绑定 ARP表的同时，在每台电脑上也绑定-些常用的 ARP表项。ARP双向绑定”能够防御轻微的、手段不高明的ARP攻击。ARP攻击程序如果没有试图去更改绑定的ARP表项，那么ARP攻击就不会成功；如果攻击手段不剧烈，也欺骗不了路由器 ，这样我们就能够防住 ARP攻击。

在网络终端上操作如下 ：arp口d 删除当前的 arp列表，arp -s 网关 IP地址 网关 MAC地址解决方法四：购买能抑制 ARP攻击的硬件路由器或防火墙。依靠路由器实现ARP攻击主动防御”，能够解决大部分ARP攻击问题。目前企业级的路由器、防火墙基本上都具有ARP攻击主动防御功能，防御原理是：当网内受到错误的ARP广播包攻击时，路由器立即广播正确的ARP包去修正和消除攻击包的影响。这样我们就解决了掉线的问题，但是在最凶悍的ARP攻击发生时，仍然发生了问题--当 ARP攻击很频密的时候，就需要路由器发送更频密的正确包去消除影响。虽然不掉线了，但是却出现了上网卡”的问题。

事实上，由于路由器是整个局域网的出口，而ARP攻击是以整个局域网为目标 ，当ARP攻击包已经达到路由器的时候 ，影响已经造成。所以由路由器来承担防御 ARP攻击的任务只是权宜之计，并不能很好地解决问题。

解决方法五：交换机绑定 ，如果有这个功能那当然很好可以解决 ，问题是哪个企业会花那么多钱买那些贵的交换机呢，要知道局域中使用的交换机-般要比路由器多得多。重新购买有绑定功能的交换机肯定是不可行的。成本很很大。我们要真正消除 ARP攻击的隐患，安枕无忧，必须转而对交换机处理。由于任何 ARP包，都必须经由交换机转发，才能达到被攻击目标，只要交换机拒收非法的 ARP包，哪么 ARP攻击就不能造成任何影响。

所以最有效禁止 ARP攻击的方案，就是在每台接入交换机上面实现ARP绑定，并且过滤掉所有非法的 ARP包。这样可以让 ARP攻击足不能出户，在局域网内完全消除了 ARP攻击。因为需要每台交换机都具有ARP绑定和相关的安全功能，这样的方案无疑价格是昂贵的，这样当攻击发生时，不可能造成整个网络的问题，只会使所在交换机出现问题 ，在此基础上，再加上我们的日志”功能和ARP主动防御”功能，ARP攻击也就被完美地解决。

- 解决办法六：解决 ARP攻击还有-个有趣的方法就是在用户微机上建虚拟网卡∩以使用 windows自带的、泡泡鱼 、SoftEther虚拟网卡软件。使用方法是把虚拟网卡的IP指定为你正常使用的网卡的网关的 IP地址，比如你的网卡的地址现在是 192.168.1.166，网关是 192.168.1.1，那么给新的虚拟网卡192.168.1.1地址 ，然后再把新的虚拟网卡点右键禁用掉。这个网卡必须禁用，否则你上网，都跑到虚拟网卡了，其实它是不通的。这样当本机的 ARP病毒试图伪装网关 IP时，系统会因为本机有-个这样的IP所以不让他这样做。ARP因此无法发作。

(上接第97页)运行中的控制系统必然会受到各种因素的干扰(物理上称之为扰动作用)，导致平衡状态-定程度的偏离，但不会停止，继续进行受扰运动 ，当扰动消失后 ，系统会处于受扰 自由运动的状态中，而按照受扰 自由运动的变现形式不同，我们将系统的状态分为三种--稳定状态 ，不稳定状态和临界稳定状态。

(3)校正机械自动化控制系统的性能。校正机械 自动化控制系统的性能是指依据控制系统相关的性能指标和原件参数值，来有针对性的寻求相关矫正方案对其进行满足，通过调整结构参数或者加入新原件来对参数值进行合的校正，使校正后的系统能够满足实际需求。目前使用较为广泛的系统校正方式有三种--串联校正 、并联校正和顺馈校正。串联校正是-种将校正装置串联在系统前向通路中的校正方式；并联校正是-种将校正装置并联置于主反镭路内部形成局部反馈校正回路的校正方式；顺馈校正是指在主反镭路之外，在给定信号与主反馈信号引出点之前顺着前向通路方向引入校正装置，形成另-开环控制通路的校正方式。

3 结语机械自动化是我国目前机械专业发展的大方向和主流趋势，可以大大的推进我国经济社会的发展，但是我们不可以盲目的进行机械自动化生产，要充分结合我国具体的经济和技术等方面的国情 ，对机械 自动化控制系统进行探究，使我国机械自动化朝着稳定安全的方向发展。