淺析機電控制系統(tǒng)自動控制技術與一體化設計

摘 要：隨著社會的發(fā)展、時代的進步，順應社會需求的機電控制行業(yè)迅速發(fā)展，并根據(jù)社會實踐不斷得以改進，并且反過來推動社會實踐的進步，也因此在機電控制行業(yè)中占據(jù)重要地位的自動控制技術與一體化設計問題也聚集了人們的目光，引起了人們的注意。隨著自動化技術的發(fā)展進步其應用的范圍也進一步擴大，從而使自動化技術成為人們生活中不可或缺的一門技術。也基于此筆者對者對機電控制系統(tǒng)自動控制技術與一體化設計進行了研究，并提出了一點淺薄見解，以此來供相關人士交流參考。

關鍵詞：機電控制系；自動控制技術；一體化設計

引言：

在機電控制迅速發(fā)展的時代，越來越多得人們將目光投入到機電控制行業(yè)身上，也因此機電控制在人們的生活中應用越來越廣泛，而其中的自動控制技術更是給人們生活帶來了極大的便利，推動著各行各業(yè)的發(fā)展。但也因此社會反過來對機電控制系統(tǒng)自動控制技術提出了更高的要求，為了順應社會的發(fā)展需求，機電一體化設計技術順應趨勢而生。機電一體化是糅合多項技術使其相互滲透相互交叉而形成的綜合性技術，更具人性化、智能化、符合綠色科技的理念。一體化技術的出現(xiàn)是一種進步，更能推動人類社會的發(fā)展。

一、關于機電控制系統(tǒng)的相關概念

（一）機電控制系統(tǒng)的概念

機電控制系統(tǒng)指的是在沒有人力實際動手參與的情況下將工作中運用到的設備運用技術連接起來，使其按照一定的流程進行生產(chǎn)工作，完成設定的目標。在這一系列過程當中，糅合了各種不同的技術手段，例如相關物理技術、網(wǎng)絡通信技術、互聯(lián)網(wǎng)技術等[1]。這些技術在經(jīng)歷了不和與斗爭后慢慢融合在一起，不斷充實豐富機電控制系統(tǒng)，使機電控制系統(tǒng)技術不斷發(fā)展最終運用在了社會生產(chǎn)生活中。機電控制系統(tǒng)應用大大節(jié)省了人力，提高了工作效率，同時也節(jié)約了成本，為企業(yè)創(chuàng)造了利益。例如，在現(xiàn)實生活中人們通過電腦實現(xiàn)收銀、售票，工廠通過電腦控制實現(xiàn)生產(chǎn)這些都運用了機電控制系統(tǒng)，通過遠程操控，或人機互動為社會生產(chǎn)服務。

（二）自動控制系統(tǒng)的概念

自動控制系統(tǒng)是指控制器讓被控制對象按照設定好的程序，自主運行。該理論是在自動控制技術的基礎上產(chǎn)生的，是自動控制技術的進一步完善與發(fā)展。通過調和各系統(tǒng)例如機械、電氣等，是機電控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分，占據(jù)著至關重要的地位，具有很大的實用性與協(xié)調性。

自動控制系統(tǒng)理論來源有現(xiàn)代與經(jīng)典控制理論兩個方面，這兩個方面有共同之處也有不同之處，共同之處為它們控制對象明確，都需要建立數(shù)據(jù)庫，利用數(shù)據(jù)函數(shù)來控制對象，不同之處為現(xiàn)代控制理論主要研究線性時變系統(tǒng)，而經(jīng)典控制理論也就是自動控制原理主要研究線性時不變系統(tǒng)，他們的研究方法也不同。除此之外自動控制系統(tǒng)按照控制對象的不同分為了以下幾個不同的方面例如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷和校正控制等。

二、機電一體化設計

（一）設計理念

機電一體化設計技術是順應時代而生糅合多項系統(tǒng)技術在自動控制系統(tǒng)的基礎上形成的綜合性技術。其最初由日本經(jīng)濟機械整形研究協(xié)會提出，他們認為機電一體化就指的就是在原本基礎的控制上將元件，電子，軟件和卸載裝置機相結合形成電一體化系統(tǒng)[2]。而在我國隨著經(jīng)濟工業(yè)的發(fā)展，為了適應市場需求對機電一體化也逐漸重視起來，其發(fā)展的規(guī)模也處在不斷擴展當中。

機電一體化設計的理念就是產(chǎn)品設計要在綜合分析的基礎上進行，并且要對分析結果進行綜合、檢驗，最后再將它們整合起來形成具有人性化、智能化、并且符合綠色科技的理念。這種分析是一種反復的結果，只有不斷的進行分析才能去改進，從而實現(xiàn)目標實現(xiàn)理想的設計理念。機電一體化系統(tǒng)設計的理念隨著社會實踐發(fā)展處在不斷完善當中，逐漸發(fā)展成為一門學科。根據(jù)設計理念將機械技術、微電子技術、自動控制技術有機進行組合、優(yōu)化功能、配置資源才能生產(chǎn)出機電一體化的產(chǎn)品。

（二）設計技術

在機電一體化設計技術中包含機械技術和計算機輔助技術兩種關鍵技術。這兩種技術在機電一體化的實踐應用當中起到了不可估量的作用，對機電一體化起到了推廣作用。在這當中機電一體化技術是在機械技術發(fā)展起來的，在它的基礎上機電一體化技術得到了進一步發(fā)展，并在發(fā)展過程中吸收了電子技術，將其與機械技術結合起來進行研究實現(xiàn)了最初的機電一體化。而計算機輔助技術則承接了數(shù)據(jù)整理、分析、信息傳遞、數(shù)據(jù)運算等功能更好的實踐了機電一體化。

（三）設計方案

根據(jù)調查研究機電一體化的設計方案主要從以下三個方面進行開展：整體設計法、組合法及取代法。

1、整體法

整體法指的就是將機械設備與電力結合起來也就是將電力與機械部分進行整合讓之形成一個整體，從而進行系統(tǒng)生產(chǎn)運作的方式。機電一體化所設計的產(chǎn)品若想要保持高質量、高回報，產(chǎn)品新穎受市場歡迎，就必須要將機械與電子部分進行優(yōu)化將之看作一個整體，用全新的眼光創(chuàng)新型的進行整體性設計，當然這并不是指的要改變原來的一切，而是要打破原有的思維加入創(chuàng)新因素，提高產(chǎn)品質量[3]。

2、組合法

組合法指的就是將各種不同的系統(tǒng)功能模塊進行統(tǒng)一有效的優(yōu)化組合，從而形成機電一體化系統(tǒng)，使各種系統(tǒng)功能發(fā)揮出最大作用，提高產(chǎn)品的質量，增加產(chǎn)品功能。例如在設計數(shù)控車床時首先要采購不同的系統(tǒng)裝置比如說伺服驅動裝置、專用數(shù)據(jù)控裝置、以及相關的機械裝置，采購完成之后就要對這些發(fā)揮不同功能的裝置系統(tǒng)進行優(yōu)化整合，經(jīng)過系統(tǒng)功能模塊的組合，數(shù)控車床實現(xiàn)了自動調速、進給、多種切削等多種功能。因此在在機電一體化的設計中不能只注重某一部分的功能，而要從整體來看問題，將各個不同部分的功能整合在一起才能實現(xiàn)最優(yōu)，不僅會提高產(chǎn)品質量，還能提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率、縮短工期、節(jié)約成本、增加回報。

3、取代法

取代法通俗的來說就是用電子線路取代傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的機械電路，通常應用于機械類電子化產(chǎn)品的設計中。在設計機電一體化的產(chǎn)品的過程中，大部分控制機構都是依賴電子線路來完成，但是在傳統(tǒng)的純機械運行中，一般只會用單一的機械控制來進行控制。傳統(tǒng)的機械控制被電子控制取代是一種必然的趨勢，電子線路要取代機械控制首先要做到的就是使用計算機或控制器將機械控制與電子線路整合起來，將原來老舊的開關與插頭等必須接觸才能完成控制的控制器用先進的變速裝備替代完成。這不僅提高了產(chǎn)品的質量使其智能化、人性化，還簡化了設計體現(xiàn)了機電一體化的設計理念[4]。取代法較以上兩種方法更簡便也更接近人們的日常生活，所以應用的最多，但由于種種原因仍存在有一定的局限性。

三、結束語

機電自動控制與一體化隨著社會的發(fā)展也在不斷的發(fā)展中，反過來也會不斷地推動我國經(jīng)濟發(fā)展和社會進步。因此要對機電自動控制技術與一體化設計重視起來，在實際工作中要結合實際不斷地對其進行研究，要時時刻刻學會反思并不斷地去改進其中出現(xiàn)的每一個問題，從而更好的提高產(chǎn)品質量，促進機電自動控制技術與一體化設計的發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉敏.基于機電控制系統(tǒng)自動控制技術與一體化設計分析[J].電子世界，2018（15）：206.

[2]王國強.機電自動控制技術與一體化設計分析[J].南方農(nóng)機，2018，49（14）：93.

[3]麥旭均.機電控制系統(tǒng)自動控制技術與一體化設計[J].科技視界，2018（11）：164-165.

[4]趙立燕.機電自動控制技術及其一體化設計研究[J].當代旅游（高爾夫旅行），2018（04）：137-141.

作者簡介：

楊育彪（1980.08-），男，苗族，貴州凱里人，副教授，主要從事機電一體化教學研究