論機電一體化技術的研究及其應用

譚曉艷

【摘 要】隨著科學與經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，計算機技術已廣泛應用，機電一體化技術作為機械技術和電子技術的聯(lián)合統(tǒng)一體，伴隨電子計算機的進步也獲得飛速的發(fā)展。機電一體化技術是一門綜合性、操作性強且涉及面廣的系統(tǒng)技術，與多種技術相互交叉滲透，包括計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術伺服傳動技術和機械幾時等，應用范圍日漸廣泛。機電一體化技術作為諸多高新技術產(chǎn)業(yè)與高新技術裝備的基礎，其內(nèi)涵和外延的研究至關重要。

【關鍵詞】機電一體化；技術研究；應用

0 前言

機電一體化技術在電子信息技術領域向工業(yè)機械技術領域滲透的基礎之上，應用多種群體技術并結(jié)合系統(tǒng)理論，優(yōu)化系統(tǒng)功能目標和組織結(jié)構目標，對體系各要素進行變換研究，實現(xiàn)整體集成信息的有效控制。機電一體化技術根據(jù)借口耦合度對其間信息予以深度處理，形成整體物質(zhì)和能量的有機結(jié)合以及低能耗高質(zhì)量的程序化操作。

1 機電一體化的發(fā)展趨勢

1.1 機電一體化趨于數(shù)字化

機電一體化向數(shù)字化的發(fā)展趨勢是在控制理論的基礎上進行數(shù)控行為描述，它具有高度的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。機械技術與電子技術通過信號轉(zhuǎn)導，將可以連續(xù)發(fā)生不可預測性的變化輸入信息轉(zhuǎn)導成為一系列單一分離的數(shù)字單元，而在這個過程中模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)揮重要作用。在信息化時代，數(shù)字化已侵入多種軟件應用程序，機電一體化把其需要利用采集收納的多元化格式信息類型通過一定的程序轉(zhuǎn)換成為統(tǒng)一識別的并且可以進行度量的數(shù)字或者數(shù)據(jù)形式，接著把所轉(zhuǎn)換的多個數(shù)字或者數(shù)據(jù)形式信息構建成一個綜合性的整體系統(tǒng)數(shù)字化模型，數(shù)字化模型在機電一體化中間程序的應用下轉(zhuǎn)換成為電子計算機可以識別的軟件二進制代碼，并導入電子計算機內(nèi)部進行統(tǒng)一化處理，即成為機電一體化技術程序操作的一部分。在一定條件下的數(shù)字離散序列，可以借助采樣定理形成機電一體化技術操作的代表性連續(xù)函數(shù)。機電一體化技術向數(shù)字化的發(fā)展，有利于其對內(nèi)部程序信息的加工，特別是某些具有雜波或者是易發(fā)生信息突發(fā)性失真的電路結(jié)構，可以充分體現(xiàn)數(shù)字化的信息穩(wěn)定性，同時數(shù)字化應用可使得加工信息進行遠距離運輸，具有高度的可靠性。機電一體化趨于數(shù)字化，可以深入進行數(shù)字特技以及圖像處理，并且體系信息加工操作處理電路較為簡單，不需要對頻率進行模擬性的適度調(diào)整，有利于保持穩(wěn)定完善的工作狀態(tài)。

1.2 機電一體化趨于人性化

機電一體化技術人性化發(fā)展是其智能應用的一個重要發(fā)展方向，在機械技術與電子技術聯(lián)合的系統(tǒng)模式中，人性化的研究日漸得到重視。[1]人性化應用于機電一體化技術，使得傳統(tǒng)固定模式的生產(chǎn)體系得到革新，其通過采集人工智能信息處理、心理生理動力模擬等新方式，高標準地實現(xiàn)機電一體化技術人性化。機電一體化技術建立高度的判斷推理、自主決策以及邏輯思維能力，使企業(yè)產(chǎn)品構成高控制目標，實現(xiàn)高性能且高速的信息綜合處理。機電一體化向人性化的發(fā)展，要求其達到與人體智能完全相同的水平顯然并不可能，并且也沒有這個必要性去向這個深度發(fā)展。機電一體化技術具有高度人性化的微處理器程序，其操作步驟的發(fā)展圍繞技術與員工的關系協(xié)調(diào)進行外延，并且這一技術不僅僅局限于對采集信息的處理過程，而是對整個體系運轉(zhuǎn)的綜合性廣義技術要求。機電一體化技術的企業(yè)生產(chǎn)，只有在具備人性化的條件下掌握員工所擁有的自然屬性與社會屬性，才能在系統(tǒng)性的工作進程中處理綜合交錯的職工人際關系與動機行為，從而引導管理機電一體化技術模式的最大效益，根據(jù)企業(yè)工程的不同發(fā)展階段提出更高的管理目標，發(fā)揮員工的現(xiàn)代管理綜合性潛能。

1.3 機電一體化趨于集成化

集成化在機電一體化技術中的應用，主要體現(xiàn)在其將企業(yè)產(chǎn)品的某些程序或者某些信息集成在一起，而不是一個機械生產(chǎn)設備對應一項具體的系統(tǒng)功能。機電一體化中的生產(chǎn)處理器與二級緩存功能并不屬于一體的程序操作，而集成化的發(fā)展趨勢使得機電一體化技術中的生產(chǎn)處理器與二級緩存功能集成，建立附卡模型。集成化模型的成立是一項復雜且重要的過程，機電一體化技術中程序信息以及產(chǎn)品種類多種多樣，研制并開發(fā)高效率的集成化模型需要掌握多種控制單元。如在機電一體化技術中研制集減速、智能調(diào)速與電機三者為一體的集成體系，需要掌握圖像處理、音頻處理以及識別測距等多種功能相關的控制單元，與此同時，完成對程序操作典型的機械與電子技術配置。機電一體化技術集成化的發(fā)展，可以利用標準控制單元對于程序軟件進行迅速開發(fā)，在一定程度上擴大了企業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)領域。在向集成化發(fā)展的過程之中，應注重對程序操作的各項內(nèi)容制定統(tǒng)一標準，有助于產(chǎn)品內(nèi)部各構件和控制單元的適度配置與對接，實現(xiàn)企業(yè)工程生產(chǎn)的標準化與系列化。

2 機電一體化的應用分析

2.1 智能化控制技術

機電一體化在智能化控制技術中的應用，主要利用其電子技術對信息的智能處理、智能反饋和決策的智能控制，是一種體系綜合性管理的控制理論發(fā)展高級階段，協(xié)調(diào)傳統(tǒng)固定模式所不能控制的任務問題。[2]智能化技術采用機電一體化模式，其管理對象大部分屬于不可預測性的復雜數(shù)學模型、高度不確定的非線性以及階段性的任務部署，解決控制體系的隨機特性問題，遵循啟發(fā)式推理規(guī)則和模式識別。智能化控制技術將模糊數(shù)學中所涵蓋的模糊邏輯與模糊關系進行工業(yè)控制，提出機電一體化的不確定性模糊控制方法，利用體系構建網(wǎng)絡的非線性以及容錯特性的控制方法，并深入分析智能化控制的原理和系統(tǒng)結(jié)構。機電一體化中智能控制的相關技術與對應的程序控制方式結(jié)合，或者二者進行綜合性體系的交叉結(jié)合，進而形成功能與展現(xiàn)格式各不相同的智能化控制系統(tǒng)與智能化控制微處理器，這是機電一體化應用于智能化控制技術方法的主要特點。

2.2 開放式控制系統(tǒng)

機電一體化技術應用于開放式控制系統(tǒng)，以體系模塊化、標準化以及可再次開發(fā)化等性質(zhì)為基本特點，對開放式直接數(shù)控和制造系統(tǒng)進行硬件控制。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用一種專用的封閉式模型，并對生產(chǎn)系統(tǒng)制定以大型主計算機和大規(guī)模數(shù)據(jù)庫作為核心內(nèi)容的集中型控制體系，這一系列的專一化管理不能滿足現(xiàn)代企業(yè)市場工程發(fā)展的系統(tǒng)要求。因此，控制系統(tǒng)逐漸向開放式轉(zhuǎn)換，機電一體化的應用使整體系統(tǒng)向以個人電子計算機為主體的小型計算機相互配置集成網(wǎng)絡的分散，在技術上掌握優(yōu)勢。

2.3 現(xiàn)場總線技術

現(xiàn)場總線技術具有系統(tǒng)開放性，利用基本工業(yè)數(shù)據(jù)總線解決企業(yè)工程實施現(xiàn)場的信息傳遞問題。而機電一體化技術的應用，可實現(xiàn)智能化儀器儀表、程序控制器以及軟件執(zhí)行機構等的高級控制問題，使得現(xiàn)場總線基礎具備簡單可靠、經(jīng)濟實用等系列性優(yōu)點。現(xiàn)場總線技術在過程自動化領域構建智能設備互聯(lián)通訊網(wǎng)絡，成立工程數(shù)字通信網(wǎng)絡的高層管理聯(lián)系。機電一體化使現(xiàn)場總線技術達到高度網(wǎng)絡負載穩(wěn)定，實時信息頻繁交換。

3 結(jié)語

機電一體化技術在世界各國得到承認，作為一種機械技術、電子技術和信息技術有機結(jié)合的產(chǎn)物。在一定程度上，機電一體化技術是微電子技術、計算機技術、控制技術、光學技術與機械技術的相互滲透和融合，重點在于產(chǎn)品和技術兩大方面。自動控制技術原理具有高功能與附加值，是多種高新技術產(chǎn)業(yè)和高新技術裝備的核心。機電一體化趨于數(shù)字化、人性化以及集成化等，其智能化控制技術、開放式控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線技術拓寬技術的外延。

【參考文獻】

[1]黃開榮.淺談機電一體化技術的研究及其有效應用策略[J].科技創(chuàng)新，2015，5（1）：200-201.

[2]孫殿璞，蘭磊.淺談機電一體化技術研究及應用[J].裝備技術，2017，7（1）：234-235.

[責任編輯：朱麗娜]endprint