機(jī)電控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)

摘 要：本文主要對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹，并基于此對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)的一體化設(shè)計(jì)思路以及實(shí)際運(yùn)用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：機(jī)電控制系統(tǒng)； 自動(dòng)控制； 一體化

中圖分類(lèi)號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2015）03-178-001

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域所運(yùn)用的生產(chǎn)技術(shù)日益進(jìn)步。而生產(chǎn)規(guī)模的飛速增加，帶動(dòng)著自動(dòng)化技術(shù)的蓬勃發(fā)展。現(xiàn)階段，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用范圍的逐步增加，為其發(fā)展帶來(lái)了巨大的空間，也使得其成為目前國(guó)內(nèi)社會(huì)中舉足輕重的先進(jìn)技術(shù)。

1.機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)

機(jī)電控制系統(tǒng)是一種非人力的生產(chǎn)系統(tǒng)，依靠所設(shè)定的程序，使得各個(gè)裝置、機(jī)器等相互配合，并嚴(yán)格按照相關(guān)系統(tǒng)完成生產(chǎn)任務(wù)。在整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)當(dāng)中，其核心內(nèi)容在于控制，即控制的方法以及控制的效果。從技術(shù)層面而言，機(jī)電控制系統(tǒng)主要依靠計(jì)算機(jī)、微電子等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)信息的分析以及處理，使得不同的設(shè)備能夠完成統(tǒng)一的指令。一般而言，在機(jī)電控制系統(tǒng)當(dāng)中，其所運(yùn)用的技術(shù)涉及數(shù)量相對(duì)較多，并將各種技術(shù)相互融合，最終形成一套完善的控制系統(tǒng)。機(jī)電控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式主要為遠(yuǎn)程操控，相關(guān)工作人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)鏈接，對(duì)相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)跨地域的控制。

而自動(dòng)控制系統(tǒng)則是指相關(guān)工作人員可通過(guò)對(duì)控制裝置的部分操作，使得設(shè)備能夠遵循一定程序進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要可分為精度控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)、感應(yīng)控制系統(tǒng)、檢測(cè)控制系統(tǒng)等。而自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用關(guān)鍵在于能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)，使其能夠完成既定的生產(chǎn)需要。自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)依據(jù)包括現(xiàn)代以及經(jīng)典兩種控制理論，其中經(jīng)典控制理論則主要運(yùn)用數(shù)學(xué)工具中的函數(shù)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中某個(gè)變量的分析以及處理，使其能夠在存在單一變量的前提下，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及有效性。而現(xiàn)代控制理論則是借助自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備，通過(guò)對(duì)反饋的信息進(jìn)行收集以及處理，形成最終的控制系統(tǒng)。相對(duì)經(jīng)典控制系統(tǒng)而言，現(xiàn)代控制系統(tǒng)融合了代數(shù)、矩陣等多種數(shù)學(xué)知識(shí)，在經(jīng)過(guò)綜合空間以及時(shí)間的分析之后，以方程式的方式進(jìn)行表達(dá)，從而能夠?qū)⒃撓到y(tǒng)中某個(gè)時(shí)間或者某個(gè)空間的狀態(tài)進(jìn)行模擬并進(jìn)行掌握。而無(wú)論何種控制理論，都需要依靠完善的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)，并運(yùn)用函數(shù)或者方程式進(jìn)行表達(dá)。

2.機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制一體化設(shè)計(jì)思路

目前，我國(guó)已逐步發(fā)展成為世界范圍內(nèi)制造業(yè)發(fā)展較為迅速的國(guó)家之一。而電子產(chǎn)品、電氣產(chǎn)品等產(chǎn)量的不斷增加，致使國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域?qū)C(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)一體化的需求逐步加深。研究機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)一體化的主要目的在于提高產(chǎn)品的性能，主要包括智能性、環(huán)保性、模塊集成性等。簡(jiǎn)而言之，機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)一體化則是將自動(dòng)控制、微電子等技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用，對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中的各個(gè)部分進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化，使得不同的技術(shù)能夠合理的配合，實(shí)現(xiàn)一體化系統(tǒng)的高效運(yùn)行，對(duì)相關(guān)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行完成。

根據(jù)相關(guān)研究資料顯示，日本是世界上最早提出機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)一體化的國(guó)家，由其國(guó)內(nèi)的機(jī)械整形協(xié)會(huì)首次提出。該組織擬設(shè)計(jì)出能夠?qū)④浖_(kāi)發(fā)、電子集成等步驟一次性完成的系統(tǒng)，其最初的實(shí)現(xiàn)方式是將控制系統(tǒng)運(yùn)用到電子技術(shù)當(dāng)中。而隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，其所能夠融合的技術(shù)日益增加，使其所包含的內(nèi)容也逐步擴(kuò)大，直至現(xiàn)如今已發(fā)展成為一門(mén)學(xué)科。機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)一體化要求在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合分析，并反復(fù)進(jìn)行校對(duì)，最終形成一體化系統(tǒng)。

3.機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制一體化設(shè)計(jì)應(yīng)用

機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)一體化設(shè)計(jì)對(duì)準(zhǔn)確性的要求相對(duì)較高，例如當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中的電子產(chǎn)品與相關(guān)設(shè)備不能達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)效果時(shí)，則應(yīng)在系統(tǒng)當(dāng)中加入對(duì)電子產(chǎn)品控制的部分。因此，在一體化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)期間，相關(guān)工作人員應(yīng)在考慮市場(chǎng)、產(chǎn)品性能等方面的因素時(shí)，將最終產(chǎn)品的成本考慮在內(nèi)。一般而言，一體化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)完成之后，還應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中完成對(duì)其適用性的檢測(cè)，對(duì)其中所存在的不足進(jìn)行及時(shí)修改補(bǔ)充，最終形成一套切實(shí)可行的系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)方法主要包括以下幾種：

第一，控制機(jī)構(gòu)的改良。在相關(guān)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行的過(guò)程中，其所依靠的控制系統(tǒng)一般均由機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。然而，在一體化的設(shè)計(jì)當(dāng)中，可運(yùn)用電子線路將原有的控制構(gòu)件進(jìn)行替換，對(duì)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整，完成生產(chǎn)。通常情況下，首先應(yīng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)相關(guān)控制系統(tǒng)進(jìn)行編程，使得電子與機(jī)械構(gòu)件能夠相互結(jié)合。同時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，運(yùn)用變速機(jī)構(gòu)等對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械進(jìn)行替換，完成控制裝置的更新，且將電子與機(jī)械進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的控制。

第二，設(shè)計(jì)理念的革新。在進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)采取先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，在保留相應(yīng)的控制原理不變的基礎(chǔ)之上，將電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步融合，大大提高其整體性，使其能夠更好的對(duì)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行完成。

第三，功能模塊的變化。在進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)期間，部分簡(jiǎn)單的機(jī)械并不能夠與電子實(shí)現(xiàn)理想的融合。因此，工作人員應(yīng)對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行細(xì)致的調(diào)整，使得各個(gè)模塊均能夠在現(xiàn)今系統(tǒng)當(dāng)中正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.結(jié)語(yǔ)

機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)一體化是集合電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多領(lǐng)域技術(shù)為一體的系統(tǒng)，也是提高我國(guó)生產(chǎn)力的關(guān)鍵之一。隨著我國(guó)的不斷發(fā)展以及各個(gè)領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，該類(lèi)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將會(huì)更加凸顯，也將為制造業(yè)的發(fā)展提供不竭的源動(dòng)力。

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