机电控制技术论文(2)
机电控制技术论文
机电控制技术论文篇二
机电系统控制技术综述
摘 要 机电控制技术是精密机械、计算机技术、电子技术(包括电力电子)等技术交互融合的产物，机电一体化是机械工业进一步发展的必然要求。本文介绍了机电系统控制技术的产生与发展情况，并指出机电系统及其控制技术的发展前景。
关键词 机电一体化技术 自动化技术 机电控制技术 智能化发展
中图分类号：TM921.5 文献标识码：A
所谓系统，是由相互制约的各个部分组成的具有一定功能的整体。机械电子系统是由机械系统和电器系统组成的，通常也称为机电控制系统，简称机电系统。机电系统强调机械技术与电子技术的有机结合，强调系统各环节之间的协调与匹配，以便达到系统整体最佳的目的。
1机电系统控制技术的产生与发展
作为机电系统核心的控制技术，是自动化技术发展的一个阶段和必然产物，它是自动化领域中机械技术和电子技术有机结合而产生的新技术。机电系统控制技术得以发展的根本原因，在于生产的发展和科学技术的进步，其中特别是自动化技术与计算机科学起到了重要的作用。30年代以后，控制技术有了很大发展，大体经历了以下四个阶段：
第一阶段，30年代，气动控制元件已经发展成熟并应用在工业中，然而控制系统设计仍然采用反复试验的方法进行。
第二阶段，40～ 50年代，数学分析的不断进步加强了控制工程作为一个独立工程学科的地位。在美国出现了电话系统和电子反馈放大器，在频域中描述反馈放大器的工作以及其后出现的设计和分析被称之为“经典控制”。
第三阶段，60年代末期，微处理器的发展促使了在加工和设计中使用计算机控制。例如数控机床系统。然而加工和设计方法从本质上讲仍然是机械式的，自动化和控制系统都是在机械设计完成后加入进来的。时域表示法发展到用状态变量来描述系统，其后出现的设计和分析被称之为“现代控制”。时域法以及最优控制理论与广泛使用的高速计算机相得益彰，共同促进了控制理论在机械系统中的应用。
第四阶段，70年代以来，微型计算机的出现使控制技术进入了智能化的新时代。 这时期发展起来的机电一体化(Mechanical and electronical integrat ion) 技术， 在世界范围内引起了强烈反响。机电一体化技术是将机械、电子、控制技术进行有机结合， 实现技术装备和生产过程整体优化的高新技术。机电控制就是研究如何设计控制器并合理构成控制系统使机电一体化产品或系统达到所需性能要求的一门科学，是控制技术、机械技术相结合的产物。
综上所述，机电系统控制技术的产生，并不是孤立的，而是各种技术互相渗透的结果。它促使了产业结构、产品结构、生产方式和管理体系发生了深刻的变化，促使了新兴产业的发展，同时也引起了各国为发展机电控制技术的激烈竞争，从而又反过来在全世界范围内更进一步推动了机电系统控制技术向前迅速发展。
2机电系统控制技术的发展前景
随着社会生产力的发展和科学技术的进步，机电系统工程及其相应的理论、技术愈来愈呈现出两个显著的特性：
(1)系统科学性，即涉及系统理论和系统工程的方法越来越多;(2)学科综合性或技术集成性，即机电系统工程和机电一体化技术绝非单一学科知识所能够支撑，而是依赖于多门学科知识的有机结合。
应该说世界各先进工业国家发展机电控制技术各有其特点，其发展的重点和具体做法不尽相同，但总体趋势是一致的。归纳起来，主要是以下三方面：
①从性能上看。向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展。如以数控机床为例，其控制精度能实现0.1�eM，的高精度，其进给速度可达24-100m/min，甚至更高，其联动和控制的轴数能实现9-15轴，同时增加了人机对话功能，设置了智能I/O通道和智能工艺数据库，给使用、操作和维护带来了极大的方便。今后，随着专用集成电路特别是超大集成电路的发展，机电一体化产品将越来越向高性能方向发展。
②从功能上看。向小型化、轻型化、多功能方向发展。所谓小型化、轻型化，乃是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。通过结构优化设计和精细加工，刻蚀机械的质量减轻到与人的体重相称的程度。所谓多功能，也是自动化发展的必然要求和必然结果。一般机电一体化产品，为了适应自动化控制规模的不断扩大和高技术的发展，不仅要求他们具有数据采集、检测、记忆、监控、执行、反馈、自适应、自学习等各种功能，甚至要求具有神经系统的功能，以便能实现整个生产系统的最佳化和最优化。
③从层次上看。向系统化、复合集成化方向发展。复合集成，既包括了各种分技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包括在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化和高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统先分解为若干个层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全的运转，然后，再通过硬、软件将各个层次有机的连接起来，使其性能最优、功能最强。柔性制造系统就是这种层次结构的典型。
3结束语
机电控制技术是精密机械、计算机技术、电子技术(包括电力电子)等技术交互融合的产物，是社会生产力发展到一定阶段的必然结果。伴随着科学技术与社会经济的发展，各种技术将具有越来越明显的融合趋势，而机电一体化也将成为机械工业进一步发展的必然要求。机电控制技术在各方面均可带来显著的社会效益和经济效益，主导着二十一世纪的机械工业，其发展前景不可估量。
参考文献
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