導語：如何才能寫好一篇機電一體化定義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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兩年的中專生活是我人生的關(guān)鍵點。我所學的專業(yè)是機電一體化專業(yè)，兩年的校園生涯和社會實踐生活我不斷的挑戰(zhàn)自我、充實自己，為實現(xiàn)人生的價值打下堅實的基礎(chǔ)。一直都認為人應該是活到老學到老的我對知識、對本專業(yè)一絲不茍，在不滿足于學好理論課的同時也注重于臨床實踐。

在中專期間，我始終以提高自身的綜合素質(zhì)為目標，以自我的全面發(fā)展為努力方向，樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀。為適應社會發(fā)展的需求，我認真學習各種專業(yè)知識，發(fā)揮自己的特長；挖掘自身的潛力，結(jié)合每年的暑期社會實踐機會，從而逐步提高了自己的學習能力和分析處理問題的能力以及一定的協(xié)調(diào)組織能力。

令我最自豪的事情是經(jīng)過不斷的努力學習和提高自己，感覺就象在自己的生命上添上了神圣的一筆，轉(zhuǎn)化成為一種無形的力量在鼓勵我，在督促我，在時時刻刻的檢查我，讓我在思想行為方面能夠作風優(yōu)良、待人誠懇，能較好處理人際關(guān)際，處事冷靜穩(wěn)健，能合理地統(tǒng)籌安排生活中的事務。為社會為學校為同學為身邊的人做事不再是覺得是一種累贅，而是很樂意的去做并且能夠得到滿足和快樂，不會去想做好自己的事情，別人的事情少管。并且一直在追求人格的升華，注重自己的品行。我崇拜有巨大人格魅力的人，并一直希望自己也能做到。

在中專生活中，我堅持著自我反省且努力的完善自己的人格?，F(xiàn)在我理解道理，樂于助人不僅能鑄造高尚的品德，而且自身也會得到很多利益，幫助別人的同時也是在幫助自己?；仡欉@兩年，我很高興能在同學有困難的時候曾經(jīng)幫助過他們，同樣的，在我有困難時我的同學們也無私的伸出了援助之手。對于老師，我一向是十分敬重的，因為他們在我彷徨的時候指導幫助我。如果沒有老師的幫助，我可能將不知道何去何從。

我現(xiàn)在領(lǐng)悟到，與其說品德是個人的人品操行，不如說是個人對整個社會的責任。一個人活在這個世界上，就得對社會負起一定的責任義務，有了高尚的品德，就能正確認識自己所負的責任，在貢獻中實現(xiàn)自身的價值。忙碌的法學生活就在悄然中過去，但它已成為我人生中美好回憶的一部分。是學校把我培養(yǎng)成了一個現(xiàn)代中專生，使我各方面的素質(zhì)都得到了提高，為以后的人生打下了堅實的基礎(chǔ)，開辟了一條屬于我自己的道路。

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關(guān)鍵詞：電能計量；倉儲檢定；運行一體化；信息系統(tǒng)

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）03-0155-02

1 總體思路

綜合運用信息、條碼等技術(shù)，構(gòu)建以網(wǎng)絡(luò)為平臺，以電子工作任務單為管理手段的電能計量業(yè)務網(wǎng)絡(luò)化管理模式，實現(xiàn)市級電能計量資產(chǎn)集中倉儲管理、統(tǒng)一檢定、統(tǒng)一配送的目標。

2 實現(xiàn)的功能

2.1 計量資產(chǎn)集中倉儲、配送管理

2.1.1 計量資產(chǎn)統(tǒng)一歸屬分公司管理。綜合運用信息、條碼及資產(chǎn)定位技術(shù)，實現(xiàn)庫存量化實時管理，做到庫存清晰，狀態(tài)可視、周轉(zhuǎn)高效；實現(xiàn)分公司范圍內(nèi)計量資產(chǎn)統(tǒng)一調(diào)配、統(tǒng)一管理，提高計量資產(chǎn)利用率，實現(xiàn)低庫存、集約化、精細化計量資產(chǎn)管理。

2.1.2 分級倉儲管理。設(shè)立兩級資產(chǎn)庫房，分公司計量所資產(chǎn)庫為一級庫，縣公司裝表接電班資產(chǎn)庫為二級庫。

2.1.3 計量資產(chǎn)統(tǒng)一配送管理。以條碼為紐帶，以網(wǎng)絡(luò)為平臺，以電子工作任務單為主要管理手段，實現(xiàn)計量資產(chǎn)需求計劃和配送計劃的上傳下達，以及資產(chǎn)的配送交接管理。

2.1.4 計量器具全生命周期管理。實現(xiàn)計量器具從招標采購、驗收入庫、檢定、安裝運行、周期輪換、淘汰到報廢的全生命周期管理。

2.2 計量器具檢定統(tǒng)一模式、自動行程管理

針對電能計量檢定生產(chǎn)工作涉及的標準設(shè)備種類多，檢定環(huán)節(jié)多、工序多、業(yè)務量大、數(shù)據(jù)量大等特點，以網(wǎng)絡(luò)為平臺，利用系統(tǒng)集成原理和采用與設(shè)備無關(guān)性技術(shù)，統(tǒng)一接口和通訊驅(qū)動，實現(xiàn)檢定設(shè)備統(tǒng)一化管理、檢定流程固化管理、檢定業(yè)務分層管理、檢定數(shù)據(jù)集中管理，達到檢定方案統(tǒng)一、操作方法統(tǒng)一、過程控制統(tǒng)一、檢定報告格式統(tǒng)一，最大限度減少分散檢定帶來的管理難度大、資源消耗大、規(guī)范性差等人為因素對檢定過程和結(jié)果的干擾，達到計量檢定規(guī)范化、標準化和流程化的管理目的，提高檢定效率和檢定質(zhì)量。

2.3 變電站運行計量裝置技術(shù)管理自動化及計量點的全生命周期管理

2.3.1 運行計量裝置技術(shù)管理自動化。建立電子化的變電站計量裝置運行技術(shù)檔案，嚴格按照國家規(guī)程規(guī)范的要求自動生成周檢輪換計劃和現(xiàn)場檢測計劃并提醒執(zhí)行，對現(xiàn)場運行計量裝置檢測數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動管理。

2.3.2 計量點的全生命周期管理。結(jié)合電子化的變電站計量裝置運行技術(shù)檔案，實現(xiàn)從建立計量點運行臺賬、計量點投運、周期輪換、故障處理、現(xiàn)場誤差校驗到計量點拆除的全生命周期管理。

2.4 展示功能

主要實現(xiàn)在客戶委托檢定或有爭議時，將檢定依據(jù)、檢定方案以及檢定實時數(shù)據(jù)通過開放的大屏幕全程展示給客戶，展示咸陽地電“公平、公正、公開”的良好企業(yè)形象。運用數(shù)字分析技術(shù)，將資產(chǎn)庫房中各個狀態(tài)區(qū)的倉儲數(shù)量以柱狀圖或折線圖的方式定時在大屏幕上滾動顯示，及時提醒超周期倉儲、存量下限警告等信息，降低倉儲，提高周轉(zhuǎn)效率和集約化管理水平。

3 建設(shè)規(guī)模

3.1 硬件

一級庫：市級供電企業(yè)電能計量資產(chǎn)庫房容量按滿足各公司一個季度表計用量設(shè)計建設(shè)。

單相電能表和低壓電流互感器庫房，因器具用量大，周轉(zhuǎn)快，擬采用經(jīng)濟高效的流利貨架存儲，流利貨架庫房采用周轉(zhuǎn)箱為承載器，利用貨物自身重量自動運輸、能夠?qū)崿F(xiàn)“先進先出”，防止計量資產(chǎn)的超期積壓。流利貨架可實現(xiàn)定置存放，存放方式按照“計量器具—箱（周裝箱）-層（周裝箱的放置層次）-架（流利貨架）”的模式，將資產(chǎn)以周轉(zhuǎn)箱為單位存放，通過周轉(zhuǎn)箱條碼和計量器具條碼，實現(xiàn)以表查箱、以箱查表的準確定位。配備自動液壓升降取貨車，儀表手推車等輔助設(shè)施。

三相電能表庫房，因器具準確度等級高且單只價值高，擬采用安全可靠的密集柜存儲，可實現(xiàn)自動定位存、取，并具備對電能表的充電功能，密封好，能有效實現(xiàn)防盜、防塵等功能，符合電能表計量管理規(guī)程要求。

3.2 二級庫

各縣公司電能計量資產(chǎn)庫房可參照市級資產(chǎn)庫標準，結(jié)合現(xiàn)有實際，實現(xiàn)安全存儲，便于統(tǒng)一配送出入庫管理，滿足生產(chǎn)需求即可。

軟件。采用集中式控制管理與分布式具體應用相結(jié)合的模式，在市級計量中心搭建集資產(chǎn)檢定、倉儲配送、和運行管理為一體的信息管理系統(tǒng)。通過網(wǎng)絡(luò)平臺，對一級庫和所轄二級庫，實現(xiàn)計量資產(chǎn)集中倉儲、配送管理；計量器具檢定統(tǒng)一模式、自動行程管理；變電站運行計量裝置技術(shù)管理自動化及計量點的全生命周期管理。后期可與集團公司新營銷系統(tǒng)對接，實現(xiàn)客戶基本用電信息及計量檢測數(shù)據(jù)的共享。

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關(guān)鍵詞：單塔一體化脫硫除塵技術(shù)；管束式除塵器；吸收塔；近零排放；湍流器 文獻標識碼：A

中圖分類號：X773 文章編號：1009-2374（2016）16-0085-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.16.041

1 項目背景

定州電廠一期煙氣脫硫工程由川崎公司供貨。采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，吸收塔設(shè)置三層噴淋層，并設(shè)置增壓風機及GGH。兩套脫硫裝置可處理#1、#2兩臺爐的全部煙氣。原設(shè)計按照FGD入口SO2濃度為1576mg/Nm3（標態(tài)、干基、6%氧）時，脫硫效率95%設(shè)計。目前，定州電廠實際來煤與設(shè)計煤質(zhì)較為接近，實測#1、#2機組FGD出口SO2濃度分別為51mg/Nm3及76mg/Nm3。因此，定州電廠目前的脫硫設(shè)施可達到95%的脫硫設(shè)計效率，但尚不滿足國華電力集團的綠色發(fā)電低于35mg/Nm3的SO2排放標準要求。

為貫徹神華集團提出的“1245”能源發(fā)展戰(zhàn)略，國華公司于2015年02月《國華電力高品質(zhì)綠色發(fā)電計劃》（2015版國華電環(huán)[2015]1號），對2015年的綠色發(fā)電改造做出了具體的部署和要求，其中對地處京津冀腹地的定州電廠一期兩臺機組提出了更高的綠色發(fā)電改造要求，即：煙塵≤1mg/Nm3，SO2和氮氧化物達到燃機排放標準的一半（SO2≤17.5mg/Nm3，NOX≤50mg/Nm3）。

經(jīng)過系列考察，基于對脫硫、除塵的環(huán)保要求，保證長期的環(huán)保需求，定州電廠最終確定采用單塔一體化脫硫除塵技術(shù)。

2 工程概況

圖1 原有煙氣系統(tǒng)示意圖

定州電廠一期工程兩臺機組分別于2004年4月及9月投運發(fā)電。一期煙氣脫硫工程由川崎公司供貨。采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，吸收塔設(shè)置三層噴淋層，并設(shè)置增壓風機及GGH。兩套脫硫裝置可處理#1、#2兩臺爐的全部煙氣。原設(shè)計按照FGD入口SO2濃度為1576mg/Nm3（標態(tài)、干基、6%氧）時，脫硫效率95%設(shè)計。

原脫硫系統(tǒng)采用單塔處理一臺600MW機組鍋爐的煙氣。待處理的煙氣從吸收塔底部從下向上與噴淋的石灰石漿液逆向接觸。吸收塔下部為反應池，反應池設(shè)有側(cè)進式攪拌器或脈沖設(shè)備，以保持固體顆粒懸浮；在吸收塔的頂部設(shè)有兩級除霧器，用來除去出口煙氣中的霧珠，使離開吸收塔的脫硫煙氣中含水量降低至75mg/Nm3以下；吸收塔設(shè)置3臺漿液循環(huán)泵，以保證氣液兩相充分接觸，提高SO2的吸收效率。設(shè)置2臺氧化風機，1運1備，將空氣送入反應池，將漿液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-，達到使?jié){液充分氧化的目的。設(shè)2臺石膏漿液排出泵，1運1備，將氧化后生成的石膏從吸收塔排出，進入石膏脫水系統(tǒng)。

目前，定州電廠實際來煤與設(shè)計煤質(zhì)較為接近，實測FGD出口SO2濃度如下：

因此，定州電廠目前的脫硫設(shè)施可達到95%的脫硫設(shè)計效率，但尚不滿足國華電力集團的綠色發(fā)電低于

35mg/Nm3的SO2排放標準要求。

3 改造技術(shù)方案

煙氣系統(tǒng)改造改造后，取消增壓風機，相應的煙氣阻力由兩臺50%容量引風機克服。原來的兩臺靜葉可調(diào)軸流引風機更換為雙級動葉調(diào)節(jié)軸流式引風機。

吸收塔后增加一臺濕式電除塵器，吸收塔出口凈煙氣經(jīng)濕式電除塵器除塵后進入“主煙道”，然后從煙囪排出。旁路擋板門及其配套系統(tǒng)全部拆除。

原有脫硫塔為折返塔，本次改造對吸收塔地改造內(nèi)容簡述如下：（1）拆除原吸收塔內(nèi)件，包括隔板、噴淋層支撐梁、導流裝置等；（2）拆除原入口、出口煙道并進行封堵；（3）在入口煙道與最低一層噴淋層之間增加旋匯耦合器（湍流器）一套，噴淋層四層、在最上頂層噴淋層上部增加管束式除塵裝置一套等其他內(nèi)件；（4）拆除原先塔內(nèi)噴槍氧化方式，增加新的噴槍式氧化裝置一套；（5）改造原吸收塔平臺、爬梯及管口、人孔安裝孔等；（6）拆除原有4臺流量為8000m3/h的循環(huán)泵，設(shè)置4臺流量為9000m3/h的循環(huán)泵，揚程為23.1/24.9/26.7/27.6m；（7）改造后吸收塔噴淋區(qū)直徑為17.6m，漿池直徑為17.6m，操作液位為7.0m；（8）本項目氧化空氣系統(tǒng)采用噴槍式。拆除原有氧化風機，并將新的氧化風機布置在原有位置，即出口煙道下部。每臺機組設(shè)置兩臺氧化風機，一運一備。氧化風機采用離心風機，風機流量Q=8250Nm3/h，揚程為76kPa；（9）拆除原有石膏排出泵，并將新泵布置在原有位置。每塔設(shè)置兩臺石膏排出泵，一運一備。石膏排出泵采用臥式離心泵，流量Q=170m3/h，揚程為65m。

4 改造技術(shù)特點

4.1 高效旋匯耦合脫硫除塵技術(shù)

引風機出口煙氣進入吸收塔，經(jīng)過高效旋匯耦合裝置，利用流體動力學原理，形成強大的可控湍流空間，使氣液固三相充分接觸，提高傳質(zhì)效率，同時液氣比比同類技術(shù)低30%，實現(xiàn)第一步的高效脫硫和除塵。

煙氣與噴淋漿液旋轉(zhuǎn)劇烈接觸，漿液液面快速更新，傳質(zhì)和傳熱效果迅速，具有脫硫作用，同時煙氣被漿液洗滌，具有除塵效果高脫硫、除塵效率。

經(jīng)過湍流器后促使吸收塔內(nèi)煙氣均布，有效避免了空塔噴淋氣流分布不均、噴淋層失效的問題。煙氣快速降溫，增強噴淋層的吸收效果。湍流塔液氣比遠低于空塔噴淋塔，雖然湍流器會增加阻力使引風機的電耗增加，由于漿液循環(huán)量大幅降低，脫硫系統(tǒng)綜合電耗比空塔噴淋低8%～20%。

穩(wěn)定性強，煙氣進入吸收塔后，在湍流器中由層流變成湍流，氣液固充分接觸。煙氣湍流上升，反而系統(tǒng)不易結(jié)垢。湍流塔更適合煤質(zhì)硫含量寬泛波動的機組，保證脫硫效率，可靠性高。

4.2 高效節(jié)能噴淋技術(shù)

優(yōu)化噴淋層結(jié)構(gòu)，改變噴嘴布置方式，提高單層漿液覆蓋率達到300%以上，增大化學吸收反應所需表面積，完成第二步的洗滌，煙氣經(jīng)高效旋匯耦合裝置和高效節(jié)能噴淋裝置2次洗滌反應，兩次脫硫效率的疊加，可實現(xiàn)煙氣中二氧化硫降低至35mg/Nm3以下。

設(shè)計了防壁流裝置，避免氣液短路。

4.3 離心管束式除塵技術(shù)

除霧器是依靠煙氣中液滴的慣性作用和重力作用為工作原理。設(shè)計流速一般選定在3.5～5.5m/s之間。折返式除霧器的工作原理及運行流速決定了無法除去細小液滴，無法捕悉粒徑小于15μm的細小液滴，即使多層屋脊式除霧器也實現(xiàn)不了出口塵濃度5mg/Nm3。而目前控制脫硫塔出口5mg/Nm3的塵排放濃度就是控制對細小粉塵和

經(jīng)高效脫硫及初步除塵后的煙氣向上經(jīng)離心管束式除塵裝置進一步完成高效除塵除霧過程，離心管束式除塵裝置由分離器、增速器、導流環(huán)、匯流環(huán)及管束等構(gòu)成。

煙氣在一級分離器作用下使氣流高速旋轉(zhuǎn)，液滴在壁面形成一定厚度的動態(tài)液膜，煙氣攜帶的細顆?；覊m及液滴持續(xù)被液膜捕獲吸收，連續(xù)旋轉(zhuǎn)上升的煙氣經(jīng)增速器調(diào)整后再經(jīng)二級分離器去除微細顆粒物及液滴。同時在增速器和分離器葉片表面形成較厚的液膜，會在高速氣流的作用下發(fā)生“散水”現(xiàn)象，大量的大液滴從葉片表面被拋灑出來，穿過液滴層的細小液滴被捕獲，大液滴變大后被筒壁液膜捕獲吸收，實現(xiàn)對細小霧滴的脫除。最后經(jīng)過匯流環(huán)排出，實現(xiàn)煙塵低于5mg/Nm3超凈脫除。

由上面的圖片可以看到單塔一體化脫硫除塵技術(shù)對微細顆粒物的捕集效果顯著，對粉塵、酸霧、氣溶膠、PM2.5等多污染物進行協(xié)同治理的能力高。

5 應用效果

改造后，經(jīng)河北省環(huán)境監(jiān)測中心站進行了性能測試，在各污染物治理設(shè)施正常運行的情況下，1號煙塵≤1mg/Nm3，SO2≤17.5mg/Nm3，達到了超凈排放，這使1號機組成為京津冀區(qū)域內(nèi)又一臺實現(xiàn)“近零排放”的600兆瓦等級燃煤機組。

6 結(jié)語

濕法脫硫是我國的主流工藝，同時經(jīng)過多年的運行，脫硫裝置和設(shè)備損壞嚴重，可利用率低。多種因素的影響迫使電廠必須對原有脫硫裝置進行增容改造，但是很多電廠卻面臨著改造工期短、改造現(xiàn)場空間有限、成本等很多客觀條件的限制，所以選擇一款煙氣治理技術(shù)產(chǎn)品需要有長遠的眼光，不能僅局限于當下的問題，還要充分地考慮這些都能很好地適應我國未來越來越嚴峻的環(huán)保趨勢。而以單塔一體化脫硫除塵在定州電廠的成功應用，為目前主流燃煤機組的環(huán)保改造提供了一個新的選擇。

參考文獻

[1] 朱治利.石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)中的問題[J].四川電力技術(shù)，2002，（4）.

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關(guān)鍵詞：機電一體化；計算機控制；傳感器

1 機電一體化的概念

人類從使用簡單工具到現(xiàn)代的機器發(fā)生了巨大的變化。特別是計算機控制技術(shù)出現(xiàn)以后，傳統(tǒng)機械又有了一個飛躍。

機器應該是機械和電器的合成。傳統(tǒng)的機械工程和自動控制工程從專業(yè)學習到工程設(shè)計應該一體化。目前，關(guān)于機電一體化的定義與概念，許多書籍都是根據(jù)國外書籍的定義和概念而引用。對于國外的概念基本強調(diào)機器人跟數(shù)控機床的概念。雖然，機器人和數(shù)控機床是機電一體化中具有一定代表性的產(chǎn)品，但絕非是機電一體化的全部內(nèi)容，機械的內(nèi)容很多：化工機械、輕工機械、重工機械、紡織機械等。機電一體化強調(diào)的是機械產(chǎn)品的自動化和智能化的問題。

2 機電一體化的基礎(chǔ)知識

機電一體化涉及的知識還是比較廣泛的。在機電一體化設(shè)計中常常會涉及到機械做功，液體壓力做功等理論力學和材料力學的相關(guān)知識。對于機械零件還涉及到機械零件的加工方法一些工藝性問題。尤為重要的是數(shù)控加工技術(shù)。零件的加工精度、材料的選擇都是需要學習的。一些機械零件例如：軸和軸承、齒輪、凸輪、鏈條、鏈輪等可以說是機電一體化設(shè)備中應用極廣泛的一類機械零件。對于零件的學習使是我們應具備的基礎(chǔ)。還有自動控制和人工控制的內(nèi)容，電路電器的基本知識。

3 傳感器

傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息按一定的規(guī)律變換成為電信號或其他所需的形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制的要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。

傳感器大致可分為物理傳感器和化學傳感器兩大類。在機電一體化中起著至關(guān)重要的作用。常見的傳感器有：壓力傳感器、位移傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣敏傳感器等等。

4 絳兇爸

所謂執(zhí)行裝，就是把從電源、液壓、氣壓等動力源獲得的能量變換成旋轉(zhuǎn)運動或者直線運動的一種裝置。執(zhí)行裝置主要由執(zhí)行元件、傳動原件等構(gòu)成。主要的執(zhí)行裝置有如下幾種：步進電機裝置、伺服電機裝置、普通電機裝置、液壓油缸裝置、液壓馬達裝置、氣壓裝置、氣動馬達裝置。這些機械裝置是控制系統(tǒng)的控制對象，也叫控制系統(tǒng)的執(zhí)行裝置。普通電機裝置也是控制系統(tǒng)的控制對象，如采用變頻器可以控制轉(zhuǎn)速，PLC也可以控制轉(zhuǎn)速和角位移。普通電機采用控制器的控制精度和效率沒有步進電機和伺服電機高，但是在一些控制要求不太高的機電一體化設(shè)備中，目前應用還是比較廣泛的，畢竟普通電機價格比步進電機和伺服電機低得多。

5 計算機控

機械設(shè)備的控制系統(tǒng)從最初的的強電控制到現(xiàn)在的計算機控制，經(jīng)歷了如下過程：簡單的開關(guān)控制――繼電器控制――單片機控制――單板機控制――PLC控制――PC控制。事實上，到現(xiàn)在為止機械設(shè)備的控制系統(tǒng)無論從簡單的開關(guān)控制，繼電器控制到復雜的單片機控制、單板機控制、PLC控制、PC控制都有它們的使用價值。隨著時間的發(fā)展，使用的比例肯定會按上述順序，前面的越來越少，后面的越來越多。目前來看單片機控制、PLC控制系統(tǒng)在機電一體化應用領(lǐng)域的數(shù)量上應該是最多的。

數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。它所控制的通常是為止、角度、速度、等機械量和開關(guān)量，以及溫度、流量、壓力等物理量。數(shù)控技術(shù)和計算機控制技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)的。數(shù)控技術(shù)的特點：精度高、速度快、可靠性高。

6 機電一體化的設(shè)計方法

機電一體化設(shè)計類型可分為：

根據(jù)受控對象的不同，進行機電一體化設(shè)計；

改進型機電一體化設(shè)計；

創(chuàng)造發(fā)明性機電一體化設(shè)計；

不同的機電一體化設(shè)計類型，也有不同的設(shè)計方法。所謂根據(jù)受控對象的不同進行機電一體化設(shè)計，也就是不同行業(yè)有不同的受控對象。比如數(shù)控機床、包裝機械一類的受控對象基本上是機械動作；在化工機械中，處理機械動作外還有對溫度、流量、壓力、配比等物理量的控制；也有將化學量作為受控對象的，如土壤分析儀對土壤酸堿度、鈣、鎂、磷的分析等。當然受控對象最多的還是機械動作問題。

改進型機電一體化設(shè)計是應用非常廣泛的一類設(shè)計。比如，我國數(shù)控機場普及度不高的現(xiàn)狀的主要原因一方面是數(shù)控機床的售價太貴，對于許多企業(yè)來說很難承擔這筆開支的。所以對現(xiàn)有機床進行數(shù)控化改造，提高現(xiàn)有機床的生產(chǎn)效率和質(zhì)量、節(jié)約成本等起到很好的效果。

在機電一體化設(shè)計中，我們主要考慮3部分的設(shè)計：機械部分、控制部分、傳感器部分。事實上，為了簡化問題，機電一體化的設(shè)計思路完全可以從兩部分來考慮。即機械部分和控制部分，因為傳感器完全可以在控制部分中一起考慮。機電一體化設(shè)計發(fā)展到今天，機械部分的設(shè)計仍然是這三部分中最重要的部分。過去在機電一體化設(shè)計的學習和實際工作中存在一種錯誤的認識和看法：認為機械設(shè)計直觀簡單，技術(shù)含量沒有控制部分高。這是一種本末倒置的認識。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：機電一體化；建模；仿真；虛擬原型

中圖分類號：TM 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914x（2014）26-01-01

引言

機電一體化技術(shù)一般指的是電子、機械和信息技術(shù)結(jié)合的一種新型技術(shù)，最早在上世紀70年代在西方被提出來，其本質(zhì)是機械技術(shù)通過運用信息化技術(shù)不和電子技術(shù)而達到效能最優(yōu)的狀態(tài)。而目目前機電一體化的建模與方式技術(shù)是最新的研究熱點，本文針對這個熱點展開探究。

一、機電一體化技術(shù)概述

第一，我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀。我國機電一體化技術(shù)大體經(jīng)歷了自發(fā)初級階段、蓬勃發(fā)展階段和智能化發(fā)展新階段等三個階段。初級階段機械產(chǎn)品只是通過簡單的電子技術(shù)進行了產(chǎn)品優(yōu)化，到了發(fā)展階段則利用了當時興起的計算機、通信和控制技術(shù)，機電結(jié)合更為靈活，到了智能發(fā)展階段，機電一體化技術(shù)更多地吸收了激光、模糊、信息和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等其他學科成果，逐漸形成獨立的技術(shù)體系。第二，機電一體化的相關(guān)技術(shù)。機電一體化主要涉及機械技術(shù)、檢測與傳感器技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、接口技術(shù)、監(jiān)控與診斷技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)技術(shù)等技術(shù)。第三，機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。目前機電一體化主要朝著智能化、集成模塊化、光機電一體化、信息網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化技術(shù)方向發(fā)展，朝著技術(shù)產(chǎn)品能功能多樣、效率優(yōu)化、智能運行、穩(wěn)定性強的理念發(fā)展，力求讓技術(shù)產(chǎn)品向輕盈、超薄、細微、小巧等時尚化方向發(fā)展。

二、虛擬原型技術(shù)與機電一體化

（一）虛擬原型技術(shù)

該技術(shù)是在CAX技術(shù)、DFX技術(shù)、物理樣機設(shè)計技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并且在發(fā)展過程中吸收了信息技術(shù)、仿真技術(shù)和先進制造技術(shù)，讓機電產(chǎn)品的設(shè)計智能化和靈巧化，生產(chǎn)效率高效而穩(wěn)定，最終讓產(chǎn)品開發(fā)形成一套從設(shè)計到仿真，從分析到復雜的系統(tǒng)化開發(fā)體系。1，基本原理。該技術(shù)以CAX技術(shù)為基本技術(shù)基礎(chǔ)，和以前的串行設(shè)計技術(shù)比起來，該技術(shù)實現(xiàn)了多功能系統(tǒng)的集成化結(jié)合。人們可以通過該虛擬模型技術(shù)建立機械模型，通過仿真環(huán)境得到真實實驗參數(shù)，并依據(jù)實驗參數(shù)對產(chǎn)品進一步優(yōu)化，降低開發(fā)成本，縮短周期，提升競爭力。2，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該技術(shù)通常以某種可以輸入多種產(chǎn)品參數(shù)的三維實體數(shù)字化模型結(jié)構(gòu)的形式出現(xiàn)，該模型是可變的，動態(tài)的，人們可以依據(jù)開發(fā)和設(shè)計需要不斷輸入新的參數(shù)，并得到新的模型結(jié)構(gòu)，根據(jù)模型結(jié)構(gòu)來優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計。3，技術(shù)優(yōu)勢。該技術(shù)具有能全面反映實驗產(chǎn)品的初始信息、為整個產(chǎn)品的開發(fā)過程提供模型支撐等優(yōu)勢，該技術(shù)的運用為制造業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。4，關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展應用。虛擬原型技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)主要有系統(tǒng)總體技術(shù)、支撐環(huán)境技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、協(xié)同仿真技術(shù)、一體化建模、過程管理技術(shù)、模型技術(shù)等多方面的技術(shù)，作為一門融合了多個學科技術(shù)的新型綜合技術(shù)體系，其發(fā)展前景十分廣闊。

（二）虛擬原型技術(shù)與機電一體化

虛擬原型技術(shù)是一種新型的以多領(lǐng)域仿真技術(shù)、先進建模技術(shù)、信息管理技術(shù)以及交互式用戶界面技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性技術(shù)體系，與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)相比起來，其原理和實際運行效率都有很大的幾部。因此，如果能將虛擬原型技術(shù)有機地融入到機電產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)中，將會有效促進機電產(chǎn)品開發(fā)效率的提高，并且進一步發(fā)展機電一體化技術(shù)。虛擬原型技術(shù)與機電一體化技術(shù)是相互促進的關(guān)系，虛擬原型技術(shù)最終將會促進機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的高效和智能化發(fā)展，而機電產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展在解決生產(chǎn)難題的過程中，客觀上又會帶動虛擬原型技術(shù)的發(fā)展。下面本文將進一步闡釋這種相輔相成的關(guān)系。

三、基于虛擬原型機電一體化的控制仿真設(shè)計

第一，概述。以虛擬原型是機電一體化產(chǎn)品的基礎(chǔ)，虛擬原型技術(shù)對機電產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計、電氣、控制等各方面的的數(shù)據(jù)模擬和測試都起到縮短周期、提高研發(fā)效率和節(jié)約開發(fā)成本的作用。聯(lián)合仿真設(shè)計主要由三個部分組成：首先是機械模型的建構(gòu)，其次是LabVIEW軟件同機械模型與有機融合；最后是協(xié)同仿真的過程，機電產(chǎn)品實現(xiàn)綜合評定和性能測試。第二，機械特性的仿真設(shè)計。機械特性仿真設(shè)計主要包括對機械的零部件特性、機械結(jié)構(gòu)、機械動力狀態(tài)、機械運行狀態(tài)等仿真設(shè)計的分析。對機械零部件和結(jié)構(gòu)的特性分析主要采用有限元分析。有效元分析主要通過Solidworks Simulation網(wǎng)絡(luò)軟件機械零件和機構(gòu)力學的模擬分析，一般要分析機械材料的強度、應力和安全性能，為機電產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)的尺寸、材料搭配以及傳動系型號選擇提供模擬參數(shù)的參考；SolidWorks 與LabVIEW軟件的結(jié)合為機械動力學提供仿真設(shè)計環(huán)境，該軟件對力的運動各種元素進行分析研究，提供準確的機械性能和動力分析參數(shù)；機械運動的仿真設(shè)計為機電產(chǎn)品的運動參數(shù)、碰撞偵測參數(shù)和運動軌設(shè)計參數(shù)等提供科學的參數(shù)分析，為機電產(chǎn)品的機械結(jié)構(gòu)和零部件的幾何數(shù)據(jù)確定等提供支持。

第三，機械動力學仿真設(shè)計。機械動力學仿真設(shè)計一般指的是指在運動條件下給機電產(chǎn)品的部分零件，在不同的引力、壓力和力矩條件下得出機械運動的性能參數(shù)，該仿真設(shè)計一般需要SolidWorks軟件的支持。仿真設(shè)計所提供的模型能夠?qū)Ξa(chǎn)品在運動條件下進行各部分參數(shù)的測試，并最后通過仿真參數(shù)進行控制變量分析，最后得出機電產(chǎn)品的在現(xiàn)實運行狀態(tài)各部分零件和機構(gòu)性能的表現(xiàn)；并且依據(jù)系能表現(xiàn)，對機電產(chǎn)品中機械結(jié)構(gòu)和零部件幾何參數(shù)進一步進行優(yōu)化設(shè)計，直至模擬的運動條件下機電產(chǎn)品各部分指標能達到預期。

第四，機械運動仿真設(shè)計。一般來機械運動仿真設(shè)計主要是逼真模擬機電產(chǎn)品在運動狀態(tài)下的各部分性能的表現(xiàn)狀況。高度仿真模擬可借助于SolidWorks提供的動畫仿真環(huán)境實現(xiàn)。在動畫仿真模擬環(huán)境中，工程師可以依據(jù)其動畫表現(xiàn)進行性能參數(shù)測試，另一方面也便于生產(chǎn)方向客戶展示其良好的運行性能。SolidWorks軟件可以提供動畫模擬仿真、基本運動模擬仿真、Motion模擬仿真。動畫模擬仿真主要是展現(xiàn)機電裝配體的運動性能，操作人員可以通過添加馬達插件，然后定義軟件驅(qū)動裝配體的各個零部件運動?；具\動模擬仿真與動畫模擬仿真略有區(qū)別，它是通過對機電裝配體上增添馬達插件并定義運動，定義其中的引力和彈簧等基本物理參數(shù)來測試裝配體運動性能。Motio運動仿真主要通過SolidWorks Motion 插件來實現(xiàn)，該仿真形式主要對裝配的零件和結(jié)構(gòu)進行在力、阻力以及摩擦力等力的作用下所表現(xiàn)的性能狀況測試，測試相對更為精確。

四、結(jié)語

機電一體化技術(shù)是機械、電子和信息技術(shù)的有機結(jié)合，是一門不斷在融合新興的計算機技術(shù)、智能技術(shù)、生物技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的獨立的綜合性技術(shù)體系，而虛擬原型技術(shù)有利于降低機電產(chǎn)品開發(fā)的周期和成本，提高機電產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)的效益，虛擬原型技術(shù)的建模與仿真技術(shù)能通過虛擬數(shù)字模型的建立來代替真實的產(chǎn)品測試工作，提高產(chǎn)品開發(fā)的效率，縮短周期并節(jié)約成本，機電一體化技術(shù)在不斷利用現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)上將進一步發(fā)展。

參考文獻

[1] 陳海霞，劉霞. 虛擬樣機技術(shù)在數(shù)控機床設(shè)計中的應用[J]. 機械制造與自動化. 2011（03）

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【關(guān)鍵詞】機電一體化；智能控制；應用

隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展，電子技術(shù)也在迅猛發(fā)展，機電一體化系統(tǒng)逐漸完善，并且在工業(yè)生產(chǎn)和機械制造中得到了廣泛應用，能夠有效提高工業(yè)生產(chǎn)和機械制造質(zhì)量，已經(jīng)引起了我國工業(yè)生產(chǎn)人員的充分重視。而智能控制在機電一體化系統(tǒng)的背景下應運而生，促進了機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。智能控制在沒有人操控的情況下可以自動控制目標，實現(xiàn)生產(chǎn)制造，智能控制的功能主要體現(xiàn)在控制程序和控制主體上。目前，工業(yè)行業(yè)對于工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量要求越來越高，而工業(yè)生產(chǎn)受到許多不確定性因素的影響，這就導致數(shù)控管理非常困難，無法控制工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量。通過智能控制來代替人工操作，能夠充分發(fā)揮智能控制的優(yōu)勢，有效解決機電一體化系統(tǒng)中的問題，取長補短，使工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量更高、效率更快。因此，如何在機電一體化系統(tǒng)中應用智能控制技術(shù)值得廣大工業(yè)人員深思。

1機電一體化系統(tǒng)的概述

1．1機電一體化的定義機電一體化又被稱作為機械電子學，主要指的是把電子電工技術(shù)、微電子技術(shù)、機械技術(shù)、信息技術(shù)、信號變換技術(shù)、接口技術(shù)和傳感器技術(shù)等多項機械和電子技術(shù)結(jié)合起來，并應用在實際工業(yè)生產(chǎn)中的綜合性技術(shù)。1．2機電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)機電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由硬件和軟件來部分組成，其中硬件組成部分主要包括了電子裝置、計算機裝置和機械裝置，而軟件組成部分主要包括了計算機技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)、機械技術(shù)、自動控制技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、檢測技術(shù)、傳感技術(shù)以及伺服傳動技術(shù)。其職能組成部分主要包括信息處理部分、動力組成、感知部分、控制部分、執(zhí)行部分和機械運動部分。

2智能控制的概述

2．1智能控制的定義智能控制主要指的是在無人干預的情況下智能機器能夠模擬人類的行為自動進行操作，其主要是通過計算機來完成相關(guān)智能操作，提前下達指令或程序，才能模擬人類智能。智能控制相對于傳統(tǒng)人力控制來說更加復雜，但是能夠更好地完成控制任務，達到控制目的。隨著科學技術(shù)和社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，智能控制將會面臨更加廣闊的發(fā)展空間，而且運用智能控制能夠很好地解決傳統(tǒng)控制無法完成的復雜控制任務，智能控制更加安全、可靠，對于一些高危操作，只需要設(shè)定一段程序，機器就能夠自動代替人力完成操作。傳統(tǒng)控制屬于智能控制的最初階段，在智能控制中包含了許多學科，這些學科相互結(jié)合，能夠起到良好的輔助作用。智能控制理論體系主要基于信息學、自動控制學和人工智能學等多種學科建立起來的。2．2智能控制和傳統(tǒng)控制之間的關(guān)系以及對比優(yōu)勢智能控制是在傳統(tǒng)控制基礎(chǔ)上的延伸和發(fā)展，自二十世紀六七十年代以來，計算機信息技術(shù)與人工智能技術(shù)發(fā)展的速度越來越快，人們?yōu)榱俗尶刂葡到y(tǒng)的控制效果更好，逐漸在控制系統(tǒng)中應用人工智能技術(shù)，而人工智能技術(shù)的應用，也使控制系統(tǒng)走向了智能控制階段。和傳統(tǒng)控制相比，智能控制系統(tǒng)主要具有這樣幾點優(yōu)勢:(1)智能控制比傳統(tǒng)控制更加高級，是傳統(tǒng)控制基礎(chǔ)上的延伸和發(fā)展，智能控制的結(jié)構(gòu)比較開放，分為各個等級，能夠?qū)Ψ植嫉男畔⑦M行綜合處理，提高了信息的處理效率，同時，利用智能控制來處理信息，更加精確，能夠全面優(yōu)化控制系統(tǒng)的功能。(2)智能控制系統(tǒng)中包含了眾多學科，智能控制理論體系主要基于信息學、自動控制學和人工智能學等多種學科建立起來的，所以智能控制理論體系非常完善，同時對于傳統(tǒng)控制而言更加成熟。(3)和傳統(tǒng)控制相比較，智能控制能夠適用于更加廣泛的范圍，智能控制能夠解決機電一體化中對于控制對象不確定性的問題，安全、可靠地達成控制任務，提高了機電一體化控制效果。(4)智能控制和傳統(tǒng)控制在使用方法上存在差異性，只能控制主要通過數(shù)控模型來進行混合控制，而傳統(tǒng)控制主要通過運動學模型來進行控制，智能控制能夠模擬出多種控制方式，適應各種控制環(huán)境，對于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)起到了重要的輔助作用。除此之外，智能控制中還包含了傳統(tǒng)控制理論，對于一些簡單的問題可以通過傳統(tǒng)控制來完成，而對于一些復雜的問題，就可以結(jié)合二者的優(yōu)勢，來發(fā)揮最好的控制效果。2．3智能控制的特點和類型綜合而言，智能控制主要具有這幾種特點:第一，智能控制的組織性明顯;第二，智能控制的結(jié)構(gòu)變化顯著;第三，只能控制具有非線性特點;第四，只能控制能夠滿足目標的高質(zhì)量、多元化需求;第五，智能控制能夠從總體的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化;第六，智能控制包含的學科種類非常齊全;第七，智能控制比較先進。智能控制主要分為這樣幾種類型:第一，分級遞進智能控制系統(tǒng);第二;復合式智能控制系統(tǒng);第三，人工智能型控制系統(tǒng);第四，進化型智能控制系統(tǒng);第五，自主學習型智能控制系統(tǒng);第六，專家型智能控制系統(tǒng);第七，組合結(jié)構(gòu)型智能控制系統(tǒng)。2．4智能控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢由于智能控制系統(tǒng)的組織功能和適應非常強大，這也是當前機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。在機電一體化系統(tǒng)中應用最廣泛的就是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳計算系統(tǒng)。在機電一體化系統(tǒng)中，各個部分相互依存，起到了良好的輔助作用。近幾年以來，我國的智能控制技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟階段，逐漸在機電一體化系統(tǒng)中得到應用，智能控制技術(shù)作為一種先進的新興技術(shù)，隨著計算機信息時代的來臨，智能控制系統(tǒng)一定能得到高速發(fā)展。

3機電一體化系統(tǒng)中智能控制的應用

近幾年來，智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用得到了廣泛應用，其主要運用于數(shù)控領(lǐng)域、機械制造領(lǐng)域、機器人領(lǐng)域和建筑工程領(lǐng)域，下面就機電一體化系統(tǒng)中智能控制的應用進行深入分析。3．1智能控制在數(shù)控領(lǐng)域中的應用隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，數(shù)控領(lǐng)域是近年來逐漸興起的新型產(chǎn)物，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展促進了我國工業(yè)的發(fā)展進步。目前，工業(yè)生產(chǎn)對于精確度的要求越來越高，而數(shù)控系統(tǒng)的要求也相應提高。在數(shù)控系統(tǒng)中應用智能控制，能夠提高數(shù)控系統(tǒng)的精確度和可靠性。為了達到智能控制的目的，必須建立數(shù)控模型，結(jié)合應用傳統(tǒng)控制理論，但是對于數(shù)控模型信息模糊的位置，必須運用智能控制才能精確控制目標。在數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)置安全診斷系統(tǒng)，可以充分利用專家系統(tǒng)和遺傳算法，來對數(shù)控系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)進行檢測、預算，從而全面提升數(shù)控系統(tǒng)的預測和控制功能，進一步完善數(shù)控系統(tǒng)。3．2智能控制在機械制造中的應用在工業(yè)生產(chǎn)中機械制造是主要目的，而機械制造的前提就是應用智能控制。在機電一體化系統(tǒng)中機械制造是主要組成部分。目前，我國的機械制造主要通過運用計算機技術(shù)和智能控制技術(shù)，這也是智能控制在機械制造中的主要應用方式。面對更加先進的機電一體化系統(tǒng)，傳統(tǒng)控制技術(shù)已經(jīng)無法發(fā)揮其作用，在現(xiàn)代化機械制造中，有許多復雜難以預測的數(shù)據(jù)，無法通過腦力運動來計算，必須合理運用智能控制技術(shù)，對人類的行為進行模擬，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來建立數(shù)據(jù)模型，通過傳感器來傳達信息，進而通過智能控制技術(shù)來預測處理動態(tài)模擬信息。在機械制造中智能控制的應用主要體現(xiàn)在這些方面:對機械的故障風險進行智能診斷，智能監(jiān)控機械制造的動態(tài)過程，利用智能傳感器來采集信息數(shù)據(jù)。3．3智能控制在機器人領(lǐng)域中的應用模糊控制是機器人控制系統(tǒng)的核心，其操作功能多種多樣，目前，工業(yè)機器人已經(jīng)完全實現(xiàn)了智能化和自動化。為了提高工業(yè)機器人的智能化功能，必須充分運用智能控制系統(tǒng)，使機器人的智能傳感器和視覺系統(tǒng)連接起來，這樣在行走和搬運物品的過程中，才能自動規(guī)避障礙物，并由機器人自行設(shè)計合理的路徑規(guī)劃，完全模擬人體行為，來進行各種工業(yè)操作。同時，智能控制能夠豐富機器人的知識儲備系統(tǒng)，讓機器人具備人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具備邏輯思維，適應各種工業(yè)操作，把智能控制和工業(yè)機器人結(jié)合在一起，能夠節(jié)省人力，提高工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。3．4智能控制在建筑工程領(lǐng)域中的應用隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，在建筑工程中越來越多地運用到機電一體化系統(tǒng)，而智能控制是其中的重要組成部分。通過運用智能控制，能夠?qū)ㄖこ踢M行智能化管理。在建筑物內(nèi)部的照明系統(tǒng)中應用智能控制，能夠?qū)φ彰鲿r間和光照強度進行智能化調(diào)配，不僅可以節(jié)約能源，而且能夠讓人們生活更加方便。在建筑物的火警裝置中采用智能控制，通過計算機聯(lián)網(wǎng)通信，攝像頭和智能傳感器來進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)火災險情，可以及時傳達給主機系統(tǒng)，進行智能化處理，智能化預警機制能夠提醒居民撤離，并把信息傳輸?shù)交鹁块T的監(jiān)控電腦中，火警人員能夠及時趕到現(xiàn)場，救援火災。

4結(jié)語

綜上所述，智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用，能夠起到優(yōu)勢互補的作用，有效提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和人們生活質(zhì)量。智能控制和傳統(tǒng)控制相比具有更加顯著的優(yōu)勢，為了充分發(fā)揮智能控制的作用，必須加快智能控制和機電一體化系統(tǒng)的融合應用。

參考文獻:

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【關(guān)鍵詞】機電一體化；技術(shù)；應用

1.引言

目前，我國工程機械正處于機電一體化的特殊發(fā)展時期，工程機械領(lǐng)域隨著機電一體化技術(shù)的引入，電子技術(shù)，自動控制，液壓技術(shù)等與機械技術(shù)結(jié)合起來，因為與高新技術(shù)的融合，這樣子提高了生產(chǎn)效率和機械性能。例如，機電一體化提高了機械的操作舒適性、燃油經(jīng)濟性、作業(yè)效率、作業(yè)精度以及使用壽命等[1]。機電一體化是科技發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它是機械工業(yè)發(fā)生變革的動力，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和概念發(fā)生了革命性的變化。

特別是電子技術(shù)和自動控制技術(shù)，在工程機械中得到了廣泛的采用。由于經(jīng)濟水平的提高和科技的進步，對于工程機械的性能要求也越來越高，這促使以微處理器為核心的電子、控制裝置在工程機械中得到了越來越普遍的應用，電子控制裝置的結(jié)構(gòu)也越來越復雜。

2.機電一體化技術(shù)的研究

2.1 機電一體化的概念

機電一體化就是指在結(jié)構(gòu)的主要功能、信息處理功能、控制功能和動力功能上引入電子科學技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計、軟件相結(jié)合的系統(tǒng)的總稱。它是工程領(lǐng)域中不同種類的技術(shù)的綜合，是建立在微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)等一系列技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高新技術(shù)。它能代替和放大體力，并且機電一體化中的微電子裝置不僅僅可以取代某些機械部件，還能擁有很多自己的功能。

2.2 機電一體化的關(guān)鍵技術(shù)

機電一體化包含軟件技術(shù)和硬件技術(shù)。硬件部分包含機械本體、信息處理單元、驅(qū)動單元以及傳感器，因此，加快機電一體化發(fā)展進度，可以從下面各方面著手：

（1）機械本體：為了減少機械產(chǎn)品的重量，不僅僅可以再結(jié)構(gòu)上加以改進，還可以考慮使用非金屬復合材料來代替鋼鐵材料，這樣子減輕了機械本體的重量，增加了實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化的可能性，進而可以改善快速響應等特性，做到提高效率，降低功耗。

（2）信息處理技術(shù)：提高信息處理設(shè)備的可靠性可以進一步發(fā)展機電一體化。提高信息處理的可靠性包括提高A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理中輸入/輸出的可靠性，提高處理速度。

（3）驅(qū)動：很多設(shè)備使用電機作為驅(qū)動裝置，但是它在快速響應和效率方面還有很多弱點，因此，需要開發(fā)新的電機，如開發(fā)內(nèi)部裝有編碼器的電機或是開發(fā)控制專用組件-電機和傳感器三位一體的伺服驅(qū)動單元。

（4）傳感器：傳感器是獲取自然界中非電量元素的工具，它的可靠性、靈敏度和精確度都時刻影響著機械工程的效率，目前正在開發(fā)非接觸型檢測技術(shù)。

（5）軟件技術(shù)：硬件的發(fā)展促使需要配套的軟件一起發(fā)展，軟件的標準化可以減少軟件的研發(fā)成本，提高維修效率。軟件的標準化包括程序標準、軟件程序的固話以及程序的模塊化等。

2.3 機電一體化的優(yōu)勢和發(fā)展趨勢

機電一體化產(chǎn)品于傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，有很多優(yōu)勢：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因為自動控制技術(shù)的引入，使得機電一體化產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中具有自動監(jiān)視、自動診斷和報警功能。在生產(chǎn)過程中，遇到過壓、過載等電力故障時，會自動啟用保護措施，減少生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，設(shè)備的使用安全性得到了顯著的提高。（2）生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到了顯著提高。由于自動信息處理和自動控制技術(shù)的參與，機電一體化產(chǎn)品的靈敏度和精度都有了大幅度的提高，自動控制使得機械操作的執(zhí)行完全按照預計步驟進行，而不受工作人員主觀因素的影響，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時提高了產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率。（3）機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了復合功能，可以在更多場合得到應用。由于生產(chǎn)技術(shù)的提高，機電一體化產(chǎn)品的功能水平大大提高，它們具備自動控制、自動補償以及智能化等多種功能，因此可以被應用于各種不同的場合，甚至是不同的領(lǐng)域，滿足需求應變力更強。（4）更易于維修。機電一體化產(chǎn)品可以通過軟件來實現(xiàn)工作方式的變換，以滿足不同用戶的需求，這些控制軟件的程序在不改變產(chǎn)品硬件的條件下，可以由多種方式植入機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)。

為實現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率，開發(fā)新一代的機電一體化產(chǎn)品，研究新一代的機電一體化系統(tǒng)，研究和設(shè)計各種穩(wěn)定高效，性能優(yōu)良的機器人和機電一體化設(shè)備是發(fā)展趨勢。隨著人們對制造模式的認識的轉(zhuǎn)變，由質(zhì)量第一向響應市場需求的轉(zhuǎn)變，使得機電一體化在制造模式領(lǐng)域又開辟了一塊新天地。

3.機電一體化在工程器械上的應用

3.1 機電一體化和機械工程的關(guān)系

在機械工程中引進機電一體化技術(shù)，大大提高了機械的性能，而反過來，由于機械工程性能的改善，使得機電一體化產(chǎn)品的應用領(lǐng)域更加廣泛，兩者相輔相成，相互促進，共同發(fā)展，形成了一個良性發(fā)展的循環(huán)系統(tǒng)。

3.2 機電一體化對機械工程的積極作用

由于技術(shù)水平的發(fā)展，現(xiàn)代施工中對機械工程的性能要求也逐漸提高，為達到施工質(zhì)量要求，在施工過程中使用的器械要求功效高但是同時要求能耗小，要求具有很好的自動化程度以及精度，這些器械使用方法要求簡單，操作安全，并且具有很長的使用壽命。在使用過程中，要求能自動監(jiān)視，自動診斷，這樣有利于降低維修成本，減少施工事故的發(fā)生，保障生命和財產(chǎn)的安全。這時，機電一體化技術(shù)的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它對工程機械發(fā)揮了積極的作用。

（1）降低了勞動強度。機電一體化產(chǎn)品和技術(shù)在工程機械領(lǐng)域的使用，大大降低了工作人員的勞動強度，而且還減少了由于操作人員缺乏經(jīng)驗而造成對工程精度的影響。日本小松公司所生產(chǎn)的挖掘機配備運行軌跡控制系統(tǒng)能夠根據(jù)工作人員操作的鏟斗的運行軌跡，而自動感應角度信號，然后控制斗桿的運動軌跡，自動進行坡面的精確挖掘等動作，大大提高了生產(chǎn)效率。

（2）提高設(shè)備使用壽命。由于機電一體化產(chǎn)品集合了自動報警，監(jiān)視以及故障自我診斷能力，可以針對工程機械的相應系統(tǒng)如傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)以及發(fā)動機的當前工作狀態(tài)，進行監(jiān)視，若發(fā)現(xiàn)異常情況，馬上進行自動警報并實現(xiàn)故障定位，降低工作人員的維修難度，縮短維修時間，達到延長設(shè)備使用壽命的目的。同時降低了生產(chǎn)事故的發(fā)生頻率，降低了生產(chǎn)成本。

（3）環(huán)?；?。機電一體化工程機械的使用，大大提高了能源的利用率，符合國家的節(jié)能減排倡議。因此對傳統(tǒng)機械設(shè)備進行節(jié)能改造具有很重要的意義。日本日立公司的挖掘機由于安裝了自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對發(fā)動機的控制，因此使得對能源的利用率達到了八分之九十八，大大降低了能耗，傳統(tǒng)的挖掘機的能源利用率大約為30%。

4.結(jié)束語

我國要想全面實現(xiàn)機電一體化技術(shù)還任重而道遠，用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的工作量很大，很有難度，而用機電一體化技術(shù)來加速產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的呼聲很高，但是它的實現(xiàn)仍很有壓力。雖然我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)等已經(jīng)經(jīng)過幾番調(diào)整，但那時由于諸多阻擾因素，效果并不明顯。但是由于機電一體化技術(shù)的有優(yōu)勢很明顯，它的出現(xiàn)并不是巧合，它是科技進步的產(chǎn)物，它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性改革，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和理念受到了挑戰(zhàn)，并影響著傳統(tǒng)機械發(fā)生革命性的變化，它是推動產(chǎn)業(yè)革新的必經(jīng)之路。因此，加快培養(yǎng)機電一體化人才有非常重要的意義。企業(yè)只有注重優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，才能在競爭中占據(jù)優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]孫永利. 機電一體化在工程機械中的應用[J].農(nóng)機使用與維修，2009（1）.

篇8

Abstract： Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background， as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology， and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.

關(guān)鍵詞： 機電一體化；應用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

Key words： mechanical and electrical integration；application situation；development trend

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）08-0110-02

0 引言

眾所周知，現(xiàn)代科學技術(shù)極大地推動機械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造和革命。迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術(shù)。近些年來，我國的計算機技術(shù)和微電子技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，這些技術(shù)被廣泛應用到了機械工業(yè)領(lǐng)域，形成了機電一體化，不僅對機械工業(yè)的產(chǎn)品功能、構(gòu)成和技術(shù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響，而且也給機械工業(yè)的生產(chǎn)方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領(lǐng)域已得到廣泛的應用，不僅深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，并以蓬勃的生機向前發(fā)展[1，2]。

1 機電一體化概述

機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機械和電子技術(shù)集成結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。作為一門新型學科，機電一體化已經(jīng)建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現(xiàn)在：它從系統(tǒng)的視角出發(fā)，成功將微電子技術(shù)、機械技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)的應用有機結(jié)合起來。作為一種系統(tǒng)工程技術(shù)，機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置，使這些功能的高質(zhì)量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現(xiàn)，實現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。一個所謂的機電一體化產(chǎn)品或機電一體化系統(tǒng)就由此產(chǎn)生。所以，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面[3]。需要特別指出的是，機電一體化技術(shù)并不是微電子技術(shù)、機械技術(shù)等新技術(shù)的簡單拼湊，而是將以上技術(shù)群進行有機融合的綜合技術(shù)。正是這一點，使機電一體化在概念上與機械電氣化相區(qū)別。從發(fā)展歷程看，盡管從純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，但這樣的機械工程技術(shù)仍屬傳統(tǒng)機械。進入到機電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)與控制等許多新的功能。形象地說，機電一體化產(chǎn)品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動，實現(xiàn)人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現(xiàn)了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區(qū)別開。這個定義強調(diào)它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復雜的非線性上下文包括電腦和數(shù)字信號處理器（dsp），它存儲和處理信息、通訊和互聯(lián)網(wǎng)，這發(fā)送信息，以及各種計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件[4]。

2 國內(nèi)機電一體化技術(shù)應用現(xiàn)狀

當前我國正處于市場經(jīng)濟的發(fā)展階段，盡管較之以往我們的機電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰(zhàn)，思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能，對于完善我們的市場經(jīng)濟制度也大有裨益。從促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動完整的機電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看，我們的機電一體化面臨以下兩點任務：其一，要進一步推動傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級，實現(xiàn)節(jié)能高效，這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行微電子技術(shù)改造。其二，大張旗鼓地開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代[5，6]。

首先，在技術(shù)政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標準的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行限制，加快對落后產(chǎn)品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實施機電一體化技術(shù)改造。

其次，我國機電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣，發(fā)展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能面面俱到，所以我們應建立機電一體化行業(yè)“協(xié)會”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機構(gòu)，并賦予其職能，既有利于深入的行業(yè)調(diào)查，指導行業(yè)布點布局的調(diào)整，發(fā)展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，以避免開發(fā)上重復、生產(chǎn)上撞車。

再次，通過“協(xié)會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業(yè)信息平臺，及時分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息，二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會上的認知，使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持“機電一體化”的發(fā)展，既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時，盡管人民幣升值短期內(nèi)會減緩我國機電產(chǎn)品出口，但對技術(shù)貿(mào)易來講，卻可以利用此時的時機，大量引進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進技術(shù)，反哺自身加工業(yè)，提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家，大力發(fā)展機電一體化技術(shù)，用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，開發(fā)數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，既是振興我國傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，也是一條促使機電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑[7，8]。

3 機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

Microelectro-mechanical系統(tǒng)（MEMS）一直是一個近年來熱門研究領(lǐng)域。它也是一個快速增長的行業(yè)，它們的大小已經(jīng)超過100億美元，數(shù)以百萬計的MEMS一直在等產(chǎn)品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術(shù)已經(jīng)應用到開發(fā)微型光學開關(guān)來處理高卷數(shù)據(jù)和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術(shù)倡議關(guān)于人口統(tǒng)計學的改變，ASME報告中，“人口統(tǒng)計學是第二強大的力量改變世界的經(jīng)濟和社會。在未來40年，世界人口預計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老。“然后，報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發(fā)展，如護理機器人的研發(fā)被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協(xié)會（ASME）最近發(fā)表了一份報告，題為《機械工程在21世紀的發(fā)展趨勢》，其內(nèi)容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發(fā)展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢：技術(shù)變革、人口變革、經(jīng)濟變革和社會變革。隨著科技的進步，以下八個領(lǐng)域?qū)菣C電一體化發(fā)展的主要途徑：信息技術(shù)、微型化、材料科學、生物工程和醫(yī)藥、能源、運輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等[9，10]。

4 結(jié)論

在經(jīng)濟全球化趨勢逐漸增強，市場競爭日趨激烈的當今社會，機電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展本國經(jīng)濟具有至關(guān)重要的作用。機電制造思維是基于現(xiàn)代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明?？偠灾?，機電一體化技術(shù)作為機械技術(shù)，信息技術(shù)，電子技術(shù)和計算機技術(shù)的融合、發(fā)展與延伸，在經(jīng)濟社會不斷建設(shè)發(fā)展的過程中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術(shù)未來發(fā)展方向，妥善處理機電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中面臨的問題與障礙，推動機電一體化時代的全面發(fā)展。

參考文獻：

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[5]張洋.機電一體化技術(shù)的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012，（4）：114-115.

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[8]閆金鵬.淺析機電一體化的應用及前景.價值工程，2012，（14）：52-53.

篇9

關(guān)鍵詞：機電一體化；應用；領(lǐng)域

中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A

1、前言

機電一體化已經(jīng)成為當前工業(yè)發(fā)展的一個標準音符，機電一體化的發(fā)展大大降低了人工的勞動強度，提高了工作效率，提高了工作的準確度和精度。機電一體化進程的加快在一定程度上促進了社會經(jīng)濟的進步。

2、機電一體化的概念

“機電一體化”一詞最初是日本學者于70年代提出的,它的英文是Mechatronics,是由英文Mech碩cs的前半部分和Electn〕nics的后半部分組合而成,美國人稱為Mech畫c吐衡stem,在我國被譯為“機電一體化”。機電一體化是當今自動化技術(shù)發(fā)展的最高階段。早期的自動化技術(shù)主要是借助凸輪、機械機構(gòu)等實現(xiàn)的,這一時期的自動化實際上是機械自動化;隨著電工技術(shù)的發(fā)展、凸輪、機械機構(gòu)逐漸被繼電器、接觸器、電磁開關(guān)等機構(gòu)所取代,實現(xiàn)了電氣自動化,機械機構(gòu)大大簡化,自動化水平大為提高;機電一體化則是生產(chǎn)實踐對自動化技術(shù)進一步發(fā)展的需要,也是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和精密機械技術(shù)等發(fā)展的必然產(chǎn)物,是以計算機為主要特征的自動化技術(shù)。

如果說機械(包括電工)系統(tǒng)處理的對象是運動、力、物質(zhì)和能量,電子系統(tǒng)處理的對象是信息和知識,則機電一體化系統(tǒng)不僅有處理能量和物質(zhì)的功能,而且還有處理信息和知識的能力。概括說來機電一體化技術(shù)是圍繞機械制造業(yè)發(fā)展起來的一門跨學科的綜合性技術(shù),是把機械技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和傳感檢測技術(shù)等有機融合而形成的一門跨學科的綜合性技術(shù)。日本機械振興協(xié)會經(jīng)濟研究所在一份報告中給機電一體化所下的定義是:機電一體化技術(shù)乃是在機械的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù),并將機械裝置和電子設(shè)備以及軟件等有機結(jié)合起來構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。

3、機電一體化技術(shù)特點

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

3．1、數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。 數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。

3．2、智能化

即要求機電產(chǎn)品有一定的智能, 使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、 自主決策等能力。 例如在 CNC 數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能 I/O 接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。 隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

3．3、模塊化

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。 如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

3．4、網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及， 基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。 而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3．5、人性化

機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

3．6、微型化

微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(MEMS)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986 年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988 年美國加州大學 Berkeley 分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在 MEMS 工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種 MEMS 器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微連桿、微彈簧以及微機器人等）。

3．7、集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。 首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。

3．8、帶源化

是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。 由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。 帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

3．9、綠色化

科學技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念就應運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。

4、機電一體化技術(shù)的應用

機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應用于以下幾個方面：智能化控制技術(shù)（IC）；分布式控制系統(tǒng)（DCS）；開放式控制系統(tǒng)（OCS）；計算機集成制造系；現(xiàn)場總線技術(shù)（FBT）統(tǒng)（CIMS）；交流傳動技術(shù)。機電一體化技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、紡織業(yè)都有不同程度的應用。

4．1、機電一體化技術(shù)應用在工業(yè)爐窯改造應上

國內(nèi)外現(xiàn)在已有成功的技術(shù)改造比工業(yè)爐窯單純用計算機技術(shù)好的多。所以，我們建議今后在改造工業(yè)爐窯時要大力推廣應用機電一體化技術(shù)，對應該進行改造但尚未改造的工業(yè)爐窯要用機電技術(shù)等先進電子信息技術(shù)改造，其中采用機電技術(shù)改造的已達到了90%。

4．2、積極采用機電數(shù)控技術(shù)，對機床高備改造應用對機床設(shè)備的改造我們應放在經(jīng)濟、實用型機電數(shù)控系統(tǒng)的上推廣應用。根據(jù)相關(guān)方面的了解和調(diào)查，從國家要求開始到現(xiàn)在已經(jīng)按要求改造完畢。

4．3、機電一體化廣泛應用在變頻調(diào)速技術(shù)

提高了風機、電泵工作效率，采用此技術(shù)后，變頻調(diào)速后風機、電泵一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后，廣泛應用、推廣應用該技術(shù)。據(jù)悉到現(xiàn)在，風機、電泵和其他調(diào)速電機以普遍、采用先進的變頻調(diào)速技術(shù)。圖1 CAN流程圖

4．4、CAD/CAM 技術(shù)優(yōu)先與機電一體化結(jié)合，工業(yè)設(shè)計水平提高要有新目標消除工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計工作跟不上需求變化現(xiàn)狀。據(jù)悉目前，北京工業(yè)系統(tǒng) CAD 的應用率為 85%，CAD 的覆蓋率為 80%。

5、結(jié)束語

隨著機電一體化在采礦業(yè)、交通運輸業(yè)、在造業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天等領(lǐng)域的運用，在一定程度上推進了行業(yè)的發(fā)展速度和水平。

參考文獻

篇10

Abstract: This paper introduces the basic overview of mechatronics technology and development background, and describes the mechatronics design approaches and key elements.

關(guān)鍵詞:機電一體化;傳感器;發(fā)展趨勢

Key words: mechatronics;sensor;development trend

中圖分類號:TH122 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)11-0084-03

0 引言

現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1機電一體化認識

日本在1971年提出一個新的英文集成名詞“Mechatronics”詞首Mecha取自Mechanics(機械學),詞尾tronics取自Electronics(電子學)。我國經(jīng)常譯為機電一體化或機械電子學。在1981年德國工程師協(xié)會,德國電氣工程技術(shù)人員協(xié)會共同組成的精密工程技術(shù)專家組提出的“關(guān)于大學精密工程技術(shù)專業(yè)的建議書”中,把精密工程技術(shù)定義為光-機-電一體化的綜合技術(shù)。它包括機械(含液壓,氣動及微機械),電工與電子,光學等技術(shù)及其組合,其核心為精密工程技術(shù)。在當前“信息爆炸”的形式下,相對于專門型人才來說,市場對復合型人才的需求更加迫切。在中國,我們認為機械發(fā)展新階段是機電一體化階段。機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù),將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術(shù)的不但發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容,基本特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。因此,“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是,機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù),而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2機電一體化的設(shè)計過程

機電一體化的機械動力部分由一般電動機演變?yōu)榭刂齐妱訖C,里程碑式地引入了電子和計算機等先進技術(shù),代替人完成機器的檢測與控制等工作。在知識經(jīng)濟中體現(xiàn)了制造業(yè)高科技化,促進了高科技產(chǎn)業(yè)和知識經(jīng)濟的發(fā)展。它是一種用于機電產(chǎn)品最優(yōu)設(shè)計的方法學。它包括4個基本學科:電氣、機械、計算機科學和信息技術(shù)。如圖1所示。

機電一體化系統(tǒng)和多學科系統(tǒng)之間的區(qū)別不在于它們的組成要素,而在于這些組成要素設(shè)計的次序。一直以來,多學科系統(tǒng)設(shè)計使用一種按學科順序設(shè)計的方法。比如,機電系統(tǒng)的設(shè)計一般通過以機械設(shè)計開始的三個步驟完成。當機械設(shè)計完成后,設(shè)計電源和微電子系統(tǒng),接著是控制算法的設(shè)計及其實施。按學科順序設(shè)計的方法的最大缺點是對整個過程中各個點的固定設(shè)計導致新的限制,這種限制源于對這些點的設(shè)計,而且會傳遞到下一個學科點的設(shè)計。使用并行方法進行預先設(shè)計可以使產(chǎn)品更具協(xié)同性。它補充了信息系統(tǒng)以指導設(shè)計,這種指導貫穿于設(shè)計的各個階段,而不只是預先設(shè)計階段,從而使之更加綜合。在將機械,電氣及計算機系統(tǒng)和信息系統(tǒng)進行集成以設(shè)計制造產(chǎn)品和過程時,需要進行協(xié)同。最終產(chǎn)品的功能應大于其各部分功能之和。如果沒有協(xié)同組合的話,機電一體化產(chǎn)品具有的性能特征是很難實現(xiàn)的,機電一體化的關(guān)鍵要素如圖2。

機電一體化系統(tǒng)是在物理系統(tǒng)中使用信息系統(tǒng)的結(jié)果。物理系統(tǒng)包括機械系統(tǒng),計算機系統(tǒng),執(zhí)行器,傳感器和實時接口。機電一體化系統(tǒng)不只是機電系統(tǒng),而且還是一個控制系統(tǒng)。傳感器和執(zhí)行器用來把能量從動力大的一邊(通常是機械的一邊),轉(zhuǎn)換到動力小的一邊(通常是電氣和計算機的一邊)。上圖中的機械系統(tǒng)不僅包括機械零部件,還可能包括流體,氣動,熱,聲,化學及其它學科。傳感技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了新的發(fā)展以適應對特殊監(jiān)測應用解決方案不斷增長的需要。

2.1 機電一體化中的集成設(shè)計問題由于機電一體化方法內(nèi)在的并行性,或同時性工程,所以樣機試制階段的建模與仿真很重要。因為模型來自于各學科的綜合應用。所以應用一種可視化的編程軟件是很重要的。這樣就涉及到了框圖,流程圖,狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波特圖。機電一體化是一種設(shè)計哲學,其產(chǎn)品或設(shè)備有一個重要的特點就是它們內(nèi)部的智能,這是將執(zhí)行器,傳感器,控制系統(tǒng)和計算機組合設(shè)計實現(xiàn)的。系統(tǒng)的集成是通過硬件(部件)和軟件(信息處理)的聯(lián)合實現(xiàn)的。硬件集成是將機電一體化系統(tǒng)看成一個整體系統(tǒng)來設(shè)計的,將傳感器,執(zhí)行器和微處理器融入到機械系統(tǒng)中,軟件集成主要基于高級控制功能在設(shè)計時應首先分析客戶要求以及系統(tǒng)集成的技術(shù)環(huán)境。在制作時應考慮了解客戶,市場分析,優(yōu)化性能,生命周期性能,質(zhì)量,可靠性和銷售。

2.2 機電一體化關(guān)鍵要素①信息系統(tǒng):信息系統(tǒng)包括信息傳輸?shù)乃蟹矫?從信號處理到控制系統(tǒng)到分析技術(shù)。信息系統(tǒng)結(jié)合了以下四種學科:通訊系統(tǒng),信號處理,控制系統(tǒng)和數(shù)值計算方法。在機電一體化應用中,我們最關(guān)心的是建模,仿真,自動控制和用于優(yōu)化的數(shù)字方法。②自動控制:控制系統(tǒng)工程學是在19世紀晚期產(chǎn)生的學科,認為在低階系統(tǒng)(三階或三階以下)系統(tǒng)的穩(wěn)定性依賴于特征方程的根和勞思(Routh)判據(jù),這是一個很好的判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析工具。③最優(yōu)化: 就是先確認最優(yōu)軌跡,最優(yōu)軌跡是根據(jù)系統(tǒng)的要求即約束條件確定的,然后設(shè)計控制系統(tǒng),在設(shè)計控制系統(tǒng)的時候應使系統(tǒng)的各參數(shù)最終滿足控制要求,使誤差最小化,或者說使目標函數(shù)的擾動最小化,可用最優(yōu)化過程反復迭代公式(Pk+1=Pk+τ?S k)這里k是迭代次數(shù),S k是P空間內(nèi)的探索方向,τ是該方向上的探索步長空間內(nèi)的探索步長,當P值不能再改進時這個過程結(jié)束,此時為最優(yōu)化。④機械系統(tǒng):機械系統(tǒng)考慮力作用下物體的特性。這樣的系統(tǒng)按其性質(zhì)可分為剛性的,可變形的和可流動的。大多數(shù)機電一體化系統(tǒng)應用的剛體系統(tǒng),都依賴于物理學中的基本定律。⑤電氣系統(tǒng):電氣系統(tǒng)由兩個分支組成:電源系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。通訊系統(tǒng)以低能量的電信號形式在各點之間傳輸信息。諸如信息存儲,處理和交換是通信系統(tǒng)的常見組成部分。電氣工程的這個領(lǐng)域也稱電子學。另一方面,電源系統(tǒng)用來在各點之間有效的傳遞大量的電能,而不是信息,例如:發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能,而電動機是把電能轉(zhuǎn)化為機械能。

3傳感器和變換器

儀器儀表在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中起著關(guān)鍵的作用。傳感器是與儀器儀表緊密相關(guān)的機電一體化系統(tǒng)中一個非常重要的組件,其作用是為特定工業(yè)過程提供收集不同信息的機制。傳感器廣泛應用于過程檢測以及工況評價方面,為用計算機系統(tǒng)對制造作業(yè)作較高級的監(jiān)控提供便利,可應用于過程前,過程中及過程后。有時,傳感器可以將一種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為決策分析的可用信號。智能系統(tǒng)用傳感器來監(jiān)測由環(huán)境變化影響的特定場合,然后通過校正動作對其控制。

實際上在所有的應用中,傳感器是將各種現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號,因此可定義為:傳感器是一種把被測物理量轉(zhuǎn)換成輸出信號的裝置。因此傳感器也可以稱為變換器,應用范圍廣泛,甚至可以用于分辨那些人類感官無法覺察到的環(huán)境變化。它們作為一次元件,連續(xù)的將變化著的信息轉(zhuǎn)變成另一種形式,也就是說,傳感裝置檢測被測量,并將其轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可接受形式的信號,通常為電信號。整個系統(tǒng)的最大準確度由傳感器的靈敏度和其內(nèi)部噪聲干擾所決定。在測控系統(tǒng)中,任何參數(shù)的變化,不論是在被測量中還是在信號修整中,都會直接影響系統(tǒng)的準確度。傳感器和變換器是現(xiàn)代控制系統(tǒng)(電,光,機械或流體系統(tǒng))的兩個重要組成部分,傳感器和變換器選用的程度取決于控制系統(tǒng)的自動化水平和復雜程度。要構(gòu)成一個復雜控制系統(tǒng),測量裝置必須能夠滿足快速,靈敏和精確的要求。隨著使用要求的不斷提高,傳感器的體積也不斷的小型化,并通常將多個傳感器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組合固定在一起。傳感器的分類:根據(jù)傳感器的輸出信號形式,電源,工作模式以及被測變量可將傳感器分為以下兩大類。模擬傳感器:模擬是指連續(xù)的,不中斷的一系列事件。典型的模擬傳感器的輸出與被測變量是成正比例的,輸出信號以連續(xù)方式變化,根據(jù)其幅值取得信息,通常其輸出要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后輸?shù)接嬎銠C。數(shù)字傳感器:數(shù)字是指一系列離散的事件,各個事件前后分開,如果傳感器的邏輯電平輸出是數(shù)字的,則稱其為數(shù)字傳感器。數(shù)字傳感器有著準確度和精密度高的特點,與計算機監(jiān)控系統(tǒng)相連時不需要任何轉(zhuǎn)換器。

4A/D,D/A轉(zhuǎn)換

在計算機控制系統(tǒng)中,主機輸入數(shù)據(jù)或向外部命令,都是通過接口及輸入輸出通道進行的,完成信息傳遞和交換的裝置稱為過程輸入輸出通道。這些通道是聯(lián)系主機與被控對象的紐帶和橋梁。生產(chǎn)對象的各種模擬信號,不能直接輸入計算機,而要經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,才能輸入計算機進行加工處理。同樣,經(jīng)過計算機加工處理得到的數(shù)字信號,也不可能直接作用與被控對象。而要經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)變成模擬信號,才能輸出到被控對象。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本任務是將模擬量即連續(xù)量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量以便于計算機進行存儲,計算和處理。由于絕大多數(shù)物理量都是模擬量。因而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不但本身就是一種獨立系統(tǒng),而且是計算機控制系統(tǒng)的極重要的組成部分。

一個典型的計算機控制系統(tǒng)如圖3所示。其工作原理是作為系統(tǒng)輸入的物理量(壓力,溫度,濕度,位置等),首先由傳感器變成點信號,然后送到放大器和濾波器。傳感器的輸出信號一般比較微弱,放大器的作用是將傳感器輸出的電信號放大到適當?shù)拇笮?。以利于進一步處理。濾波器的作用是消除干擾信號。然后,信號送到模擬多路開關(guān),它在計算機的控制作用下對各個模擬通道進行分時處理,將各通道信號接到后面的采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器。采樣保持電路在規(guī)定的時刻對送來的模擬信號進行采樣并在A/D轉(zhuǎn)換期間保持被采樣的電壓不發(fā)生變化。A/D轉(zhuǎn)換器在保持時間內(nèi)完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字量送到計算機。采樣保持電路及A/D轉(zhuǎn)換的定時和控制信號均由計算機產(chǎn)生。計算機對A/D轉(zhuǎn)換器送來的各路數(shù)字量進行各種處理計算,然后用分時方法將處理結(jié)果送到各路D/A轉(zhuǎn)換器變成模擬信號去完成各種模擬控制。有時為了提高速度和精度,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不用模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān),而是每條通道用一個A/D轉(zhuǎn)換器。

4.1 傳感器的作用傳感器是工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。如沒有傳感器對生產(chǎn)過程的原始參數(shù)進行精確可靠的測量,那么無論是信號轉(zhuǎn)換,信息處理,或數(shù)據(jù)的顯示與控制,都將成為一句空話?？梢哉f,沒有精確可靠的傳感器就沒有精確可靠的測量系統(tǒng)。

4.2 A/D轉(zhuǎn)換器的原理經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和采樣/保持的模擬量必須被變成數(shù)字量才能送入計算機。完成這一轉(zhuǎn)換任務的器件叫做模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器,簡稱A/D轉(zhuǎn)換器。如圖4是逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器原理圖。由圖4可以看出,由N位寄存器,N位D/A轉(zhuǎn)換器、比較器以及控制邏輯四部分組成。其工作原理:當啟動信號作用后,時鐘信號在控制邏輯作用下,首先使寄存器的DN-1=1,N位寄存器的數(shù)字量一方面作為輸出用,另一方面,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量Vx后,送到比較器,在比較器中與被轉(zhuǎn)換的模擬量Vx進行比較,控制邏輯根據(jù)比較器的輸出進行判斷。若Vx≥Vc,則保留這一位;若Vx

4.3 D/A轉(zhuǎn)換器的原理D/A轉(zhuǎn)換器的作用是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。它實際上是一種由二進制譯碼控制的電流疊加電路。通常包括四個組成部分:精密的電壓基準;模擬二進制數(shù)字電壓(或電流)開關(guān);產(chǎn)生二進制權(quán)電流或權(quán)電壓的精密電阻網(wǎng)絡(luò);提供電壓或電流輸出相加的運算放大器。其原理如圖5為倒T型電阻D/A轉(zhuǎn)換器。其輸出電壓表達式很容易用基準電流和響應的倍數(shù)表示出來。與權(quán)電流型的D/A轉(zhuǎn)換器相比,倒T型電阻D/A轉(zhuǎn)換器具有電路簡單、轉(zhuǎn)換速度快的優(yōu)點,但其轉(zhuǎn)換誤差較大。在實際的D/A轉(zhuǎn)換器中,開關(guān)S是電子式的模擬開關(guān)。為了減小轉(zhuǎn)換誤差,開關(guān)必須具有導通電阻小,截止電阻大的特點。

5機電一體化綜述

機電一體化系統(tǒng)開發(fā)過程的第一步就是分析客房需求以及系統(tǒng)集成的技術(shù)環(huán)境。解決問題的復雜技術(shù)系統(tǒng)往往是一個具有數(shù)字或模擬形式并由復雜軟件支持其硬件的機械、電子、液壓和熱動力部件的結(jié)合體。典型機電一體化系統(tǒng)使用傳感器從技術(shù)環(huán)境中收集數(shù)據(jù)和信息。接下來的一步就是使用建模和描述方法的完善形式,以一種集成的方式來涵蓋這個系統(tǒng)的所有子任務。這包括在初始階段對子系統(tǒng)間必要接口的有效描述。數(shù)據(jù)經(jīng)過處理和解釋轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器的動作。機電一體化系統(tǒng)能夠縮短開發(fā)周期,降低成本,提高質(zhì)量。在機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計中,有必要在不同的專家組之間協(xié)調(diào)知識和需要的信息。并行工程是產(chǎn)品的設(shè)計和制造以特殊方式融合的一種設(shè)計方法。傳統(tǒng)設(shè)計和制造間的障礙得以排除。

6機電一體化的發(fā)展趨勢