機電一體化技術的定義精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇機電一體化技術的定義范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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【關鍵詞】機電一體化技術，應用，研究

第一章 緒論

1.1概述

進入80年代以來，關于機電一體化技術的研究和應用已成為全球性的課題，可以說，從軍事到經濟、從生產到生活、從簡單的日用消費品生產到復雜的社會生產和管理系統.機電一體化技術幾乎達到無所不在、無孔不入的地步。然而，“什么是機電一體化？”，‘呼機電一體化技術都包括那些特征？”，“機電一體化技術在各應用領域中的發展狀況如何？”等問題卻很難令人回答，這一方面是因為機電一體化技術的研究不斷向深度持續發展，所采用的技術手段越來越先進，無法通過定義來界定其發展潛力；另一方面是因為機電一體化技術的應用領域不斷向戶度持續發展，也無法通過定義來界定其應用范圍。

第二章機電一體化技術發展

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，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

2.1數字化。微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產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。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

2.2智能化。即要求機電產品有一定的智能，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數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

2.3模塊化。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產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、變頻調速電機一體的動力驅動單元；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，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。

2.4網絡化。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡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，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

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

第三章 機電一體化技術在鋼鐵企業中應用

在鋼鐵企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用于以下幾個方面：

3.1智能化控制技術（IC）。由于鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網絡等，智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、煉鋼―――連鑄―――軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。

3.2分布式控制系統（DCS）。分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分布式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。

3.3開放式控制系統（OCS）。開放控制系統（Open Control System）是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念?！伴_放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。

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關鍵詞：智能控制；機電一體化系統；應用

伴隨著中國社會主義科學技術及市場經濟快速發展，有關機電一體化系統的建造也進入了一個快速成長的黃金階段，機電一體化的技能也逐步老練成熟。由于相關系統所處外部環境在不斷變化，在機電一體化的系統中開始廣泛使用智能系統，其在機電一體化技術的成長過程別是在現時期有著舉足輕重的地位，同時也將進一步促進機電一體出現飛躍的發展。本文從機電一體化及智能系統的視點動身，將這兩部分進行融合，剖析研究機電一體化體系中智能操控的使用。需注意的是，雖然中國機電一體化系統在農業領域及工業領域中起著舉足輕重的作用，但其在實際工程過程中面臨的對象存在不確定性、多層次及非線性等特點，從而給該系統的發展造成了很多阻礙。伴隨著智能控制系統的使用給該系統帶來了良好的外部環境，有利于其科學發展。所以在機電一體化系統中智能控制逐步受到各領域的關注重視，對其進行相關分析研究是需要的。

1機電一體化系統的概述及定義

1.1機電一體化系統的含義

機電一體化系統又被稱作機械電子學，其具體內容是由多種技能進行有機結合，且在實際工作生活中進行歸納綜合應用的一種綜合性技能。其所有機融合的多種技術主要包括以下幾種：信號改換技能、傳感器技能、電工電子技能、接口技能、信息技能、微電子技能及機械技能等。

1.2機電一體化系統的基本內容原則要求組成要素

該系統的基本內容主要包括6個環節，即：a)計算機與信息技能；b)自動操控技能；c)機械技能；d)系統技能；e)伺服傳動技能；f)傳感檢查技能。機電一體化系統的基本原則要求主要包括4個方面，即：a)能量變換；b)構造耦合；c)構造耦合；d)運動傳遞。機電一體化系統的基本構成要素主要包括4個方面，即：a)感知構成要素；b)結構構成要素；c)運動構成要素；d)功能構成要素[1]。

2機電一體化在煤礦機械上的應用和前景

2.1煤礦機械

增加機電一體化技術含量，提高煤礦企業生產能力。機電一體化可把有關煤炭生產的各種機械與技能科學的進行有機結合，同時將其在煤炭企業生產過程中進行綜合應用。這些機械與技能有很多種，主要包括：微電子技能、傳感器技能、信息變換技能、電子電工、接口技能等。在煤礦機械上的應用機電一體化可依據煤炭企業生產關鍵點及技能要求對相應機械設備進行設計，或對某些技術技能進行改革完善。同時，應用機電一體化還可借助智能化的操控系統從而不斷增加機電一體化技術含量，有效提高煤礦企業生產能力。

2.2有效提高煤礦企業實際的生產效益

機電一體化本身具有很多特性，采煤機械具備良好的牽引能力便是其中之一。在煤礦的采煤過程中，采煤機行走時可為其提供較大的牽引力，幫助其有效攻克移動前進過程中遇到的阻力，同時還可在采煤機變頻降速時進行有效制動。在煤礦機械上的應用機電一體化可把煤礦企業的能量、物流及信息融為一體，從而進一步提升整個煤礦企業實際的生產能力，有利于煤礦企業在不久的將來走向高效、安全及可持續發展道路[2]。

3智能控制的概述及定義

3.1智能控制的含義

智能控制其本質指的是在沒有人進行干預的狀況下，可自主自立地驅動相關智能機械做到對目標進行有效操控的一類自動操控技能。其是借助計算機進行人類智能擬的一類重要范疇，主要針對比以往傳統控制更加復雜多樣的操控任務和目的，給目前中國社會各大領域的發展提供了更加廣泛的適應空間，同時有效解決了傳統操控不能完成的復雜體系的操控。以往傳統的操控僅歸屬于智能操控的一個簡單環節，是智能操控最底層的組成部分。智能操控的理論基礎有很多，如主動操控論、信息論、人工智能及運籌學等。其屬于一項由多種學科彼此相互穿插所構成的學科。

3.2智能控制的基本特征

智能控制的基本特征主要包括以下7個方面，即：a)其具有組織性特點，核心主要是由高層來進行有效控制的；b)智能操控具有變構造特色；c)其智能控制器具備非線性的特點；d)智能操控系統可達到多樣性方針的高性能要求；e)智能操控系統具備總體自尋優的特點；f)智能操控系統屬于一種新興的研討課題；g)智能操控系統歸屬于一種邊緣交叉的學科。

3.3智能控制的基本類型

智能控制的基本類型主要包括以下7個方面，即：a)專家操控體系（ExpertSystem）；b)進化核算與遺傳算法；c)人工神經網絡操控體系；d)組合智能操控辦法；e)分級遞階操控體系；f)復合（混合）或集成操控；g)學習操控體系。

3.4智能控制的發展趨勢

這些年，智能操控技能在世界上很多國家都取得了較大的發展，甚至很多已進入實用化及工程化的時期。不過智能操控技能作為一種新式的理論技能，目前依然處于發展階段。但伴隨著計算機技能及人工智能技能的快速成長，智能操控也一定會在不久的將來走進一個屬于它的新時期。機電一體化系統中往往會應用很多技能，其中最常用的便是神經網絡、專家體系及遺傳算法等相關技能，這些技能彼此之間相輔相成、相互依存。而目前機電一體化方面未來的主要發展趨勢便是廣泛使用智能控制系統，因為其具備很多良好的特性，有利于機電一體化健康發展，如其具備極強的適應性、組織及學習功能等[3]。

4智能控制在機電一體化系統中的應用

自20世紀90年代后期開始，機電一體化系統開始往智能控制方向發展，從而打開了機電一體化系統應用智能控制的新時代，該系統將來發展的主要方向一定是以智能化為主，其將直接影響到機電一體化系統的全體水平。

4.1智能控制在機電一體化系統機械制造過程中的應用

機電一體化系統中包括很多環節，其中機械制造便是重要的環節之一，把計算機輔佐技能和智能操控技能進行有機融合的技術便是目前最領先的機械制作技能，往智能控制方向發展，借助科學的計算機技能來代替部分腦力勞動，來模仿人們有關機械制作的行動，這是其最終的意圖目標。同時，智能操控技能可借助神經網絡體系的核算方式來動態模擬制作機械的詳細過程。對所搜集到的數據經過傳感器融合技能來進行預處理，然后操控修正模式中的有關參數數據。智能操控在機械制作中的應用環節有很多，其中主要包含以下幾種：智能學習、智能監控與檢查、智能診斷機械故障及智能傳感器等。

4.2智能控制在機電一體化系統數控領域中的應用

伴隨著中國社會主義科學技術的快速發展，各大領域對機電一體化系統的數控技能也逐漸有著越來越高的要求標準，不但需要其實現很多智能功能，還需要其具有模仿、延伸及拓展等新的智能功能，從而促使其數控技能完成智能監控、建立智能數據庫及智能編程等意圖，在機電一體化系統中的科學應用智能操控技能就可完成這些任務。例如借助專家系統能綜合解決數控領域里的很多問題，如難以確定及結構不明確的算法等；使用推理規則可有效推理數控現場的部分數控故障熟悉信息，得到某些指導性建議從而有利于數控機械的維修等。

4.3智能控制在機電一體化系統機器人領域中的應用

機器人在動力系統中存在很多自身的特點，如時變性、強耦合及非線性等，而多邊變性及多任務性是機器人在控制參數的系統容易體現的特征。這些特點有利于智能操控技能的使用?，F在機電一體化系統機器人領域中使用智能操控技能主要體現在下面四大環節：a)機器人在視覺處理及多傳感器信息融合這兩方面能實現智能操控；b)可智能控制機器人的手臂動作及相關姿態；c)經過專家操控體系可科學定位、建模、計劃及監測機器人所處的運動環境，從而進行相關的控制及探究；d)可以智能控制跟蹤機器人的行走軌跡及走路等。

4.4智能控制在機電一體化系統建筑工程中的應用

智能控制在機電一體化系統建筑工程中的使用主要體現在以下兩個環節，即：a)能智能操控建筑物內的空調，例如能智能控制有關空調的風閥，不僅能有效保證建筑內空氣質量，還能大幅度減少浪費能量的現象發生；同時還可經過比例積分來對其閉環方法進行調整，從而有效設置在冬季和夏季時空調的使用模式；b)可經過計算機聯網和通信實現智能操控所有照明系統，如智能操控照明體系的節能、照明時刻及照明邏輯等。

4.5智能控制在煤礦機電一體化系統中的應用

煤礦機械所處工作環境一般情況下比較惡劣，往往都是在井下進行作業，從而導致煤礦機械容易被惡劣的環境侵襲，同時還可能會遭受各種采煤沖擊及振動的干擾。由此可知，井下作業具有某種程度的危險性，同時還需要煤礦機械能適應各種環境并達到高產的要求。而應用智能控制技術就可將井下作業的危險性大幅度降低，從而在某種程度上確保其安全性。

5結語

由20世紀90年代后期以來，機電一體化系統已逐步開始往智能控制方向發展。針對智能控制在機電一體化系統中的應用做了詳細講解，闡述了有關機電一體化系統的概述定義、原則要求、基本內容及組成要素等。介紹了智能操控的概述及定義、基本類型、發展趨勢及基本特征。在機電一體化系統中很多領域都可使用智能控制系統，如：煤礦機電、機器人領域、數控領域、統建筑工程及機械制造過程等。

作者:龐海龍 單位:同煤集團機電管理處

參考文獻：

［1］田永利，鄒慧君，郭為忠，等.基于DPAM-F的機電一體化系統廣義執行機構子系統智能設計［J］.上海交通大學學報，2005(1)：66-70.

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隨著我國信息技術、科學技術等的發展，機電一體化系統的發展成為一種必然的發展結果，而信息技術支持下的機電一體化，促進了傳統產品朝著智能化、網絡化、自動化等生產方向發展。機電一體化產品是機電一體化技術的承載者，同時也是機電一體化信息技術的體現者，在產品概念設計中，MCD機電一體化系統的應用，有重要的意義。產品概念設計的設計方法，對產品設計非常重要，概念設計也是產品設計中的關鍵，將機電一體化系統應用在產品概念設計中，可以提高產品設計的理論化、規范化、智能化、網絡化等。在產品概念設計中，因為機電一體化產品的設計具有復雜性，很多產品設計理論雖然可以對產品概念設計起到一定的作用，但是這些設計理論也為產品概念設計的機電一體化進行了限制。概念設計是產品設計中最為重要的環節，影響著產品設計的質量，為了提高設計質量，需要建立產品概念設計機電一體化設計理論，在良好的產品概念設計方案下，完成產品的機電一體化概念設計。公理化設計理論、PFD理論等，在產品的創新設計中，發揮著巨大的作用，從MCD機電一體化自身的特性進行分析，在產品概念設計中，建立完成的、系統的產品概念設計的理念、方法、方案，可以促進產品概念設計的進行，實行產品的機電一體化創新設計。在產品概念設計中，MCD機電一體化設計，為產品的創新設計提供理論、方案等，促進產品概念設計創新等。

2基于MCD機電一體化產品概念設計的可操作性

科學技術的發展推動了機電一體化的進行，也為工程信息技術行業的發展創造了有利的條件。在機械生產、加工、制造等行業中，機電一體化的形成和應用，使其發生了翻天覆地的變化，機電一體化主要是將主功能、動力功能、處理功能等有效的結合在一起，并引入電子信息技術，實現電子設計、軟件、設備等的結合。當前的機電一體化并沒有形成一個統一的定義，這主要是因為機電一體化自身具有復雜性，涉及到很多領域的知識、技術等，MCD機電一體化，主要是機電一體化方案，在產品的設計中，應用MCD機電一體化系統，結合機械工程、電子技術、計算機技術等，形成科學性、復雜性、融合性等特點為一體的產品設計系統，充分的利用它的功能，完成產品概念設計。為了研究基于MCD機電一體化產品概念設計的可操作性，我們針對產品的MCD機電一體化概念設計的內涵進行分析。概念設計是產品設計中最復雜、重要的部分，是實現從無到有、從模糊到清晰的一個過程，在信息技術、智能技術等的支持和應用下，概念設計取得了新的發展成果。應用MCD機電一體化進行產品概念設計，主要分為產品概念設計的規劃、概念設計、詳細設計、改進設計等，不同的環節中，有不同的子模塊組成部分，例如在概念設計中，分為功能設計、原理設計、功能分析等等。將MCD機電一體化應用于產品概念設計中，需要借助各種信息庫確定MCD機電一體化方案，然后進行產品概念設計。MCD機電一體化系統的交換頻率非常高，抗干擾能力強，在進行產品概念設計中，系統誤差小，結構功能非常強，將其應用在產品概念設計中，可以保證產品設計的實用性、可靠性、穩定性、規范性、經濟性，同時也有安全性和可操作性。為了研究研究MCD機電一體化在產品概念設計中的可操作性，我們以其在傳感器概念設計中的應用進行分析。在進行產品概念設計時，先進行系統的劃分，對傳感器的功能、性能等進行分析，然后檢驗傳感器子系統的傳感器的功能載體，了解傳感器的類型和用途，最后采用MCD機電一體化中的信息處理系統，對傳感器設計中的相關信息進行處理和控制，完成信息的分析、處理之后，進行MCD機電一體化產品概念設計?；ジ衅鞯犬a品的MCD機電一體化設計制造，是一個復雜的過程，其中包含了很多的子系統和子環節，每一個過程都比較的繁瑣，稍有差錯和偏差，就會造成設計制造的失敗，而且產品的設計需要很長的時間，設計制造中使用的材料價格很高，所以在產品的概念設計中，如果出現差錯，就會造成嚴重的損失。在使用MCD機電一體化進行產品概念設計中，一定要對產品的概念設計理論、方法、方案等進行仔細的審核。概念設計是中最為重要的是方案設計，要確定MCD機電一體化產品方案，需要將前面的各項工作的理論等加入其中形成一個邏輯思維，在計算機技術、網絡技術等的支持下，基于MCD機電一體化的產品概念設計，具有可行性。

3小結

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【關鍵詞】機電一體化 系統 PLC應用

一、引言

近年來，機電一體化技術得到迅猛發展，在各個行業都得到廣泛地應用。隨著微電子技術的引入，為傳統的機械工業注入了新的活力，無論是在功能還是性能、制造技術上都將傳統的機械電器提高到了嶄新的水平，為社會帶來了巨大的經濟效益和社會效益。

二、理論概述

（一）機電一體化的發展趨勢與要素、原則

機電一體化技術是現代科學技術發展的必然結果。它指的是在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化已經成為了一門有著自身體系的新型學科，它不是機械技術、微電子技術以及其他新技術的簡單組合，而是上述技術的有機融合。同時，這也是機電一體化和機械電氣化的根本區別。

機電一體化的發展趨勢為：（1）系統化。其一個特點是網絡化趨勢，另一個特點是系統更加靈活，能夠進行任意的裁剪與重組，結構更加開放和模塊化。（2）自律分配系統化。未來的機電一體化產品既能明顯增強系統適應能力，又不會因為某一子系統出現故障而對整個系統造成影響。（3）人工智能化?！爸悄芑笔侵笝C器行為，指在控制理論的基礎上，加入例如運籌學、計算機科學、心理學、生理學、力學、人工智能等新方法使它具有判斷推理、邏輯思維能力。（4）綠色化。產品更加環保是世界發展趨勢。（5）全息系統化。這個趨勢是指產品的智能化越來越高，系統層次由簡單的“自上而下、自左而右”演變為復雜的雙向甚至多項聯系。（6）微型機電化。微機電一體化的產品加工采用超精密技術（包括光刻技術、蝕刻技術），其產品的特點是體積小、耗能少、運動靈活等，尤其適用于生物醫療、軍事、信息等領域，具有絕對優勢。

2.機電一體化的五大組成要素：結構組成要素、動力組成要素、感知組成要素、職能組成要素。五大要素有機結合共同構成了機電一體化。機電一體化的四大原則：（1）接口耦合。接口耦合能將兩個信息模式不同但需要進行信息交換、傳遞的環節連接起來。（2）能量轉換。能量轉換包括執行器、驅動器等最優轉換方法以及原理。（3）信息控制。（4）運動傳遞。

（二）PLC的定義、特點、構成、功能與應用

1. PLC是一種電子裝置，它是專門為在工業環境下應用設計的，它采用可以編程的存儲器，用來在其內部儲存執行邏輯運算、順序運算、計時、計數等操作指令，并能通過數字式或者模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機械生產、生產過程。

2. PLC有以下特點：（1）可靠性高、抗干擾能力強。（2）配套齊全，功能完善，適用性強。（3）便于操作與學習。（4）系統的設計、建造工作量小，便于改造、維護方便。（5）體積小，重量輕；耗能低，環保。

3. PLC的基本構成：PLC的基本組成包括中央處理器（CPU）、存儲器（系統程序儲存器、用戶程序儲存器、數據儲存器）、接口（輸入接口、輸出接口、外部設備接口擴展接口等其他接口）、外部設備編程器、電源模塊

4. PLC的功能與應用：（1）順序控制。PLC在順序控制領域的應用范圍最廣，它改變了傳統的繼電器順序控制，提高了生產效率，擴大了經濟利益。（2）程序控制。（3）通信聯網。（4）數據處理。PLC能構成監控系統，進行數據采集和處理以控制生產過程。（5）顯示打印。PLC與顯示終端和打印等設備連接時，可以實現顯示打印的功能。

三、PLC在機電一體化生產系統中的應用

（一）運動控制。PLC可以對直線運動或圓周運動進行有效控制，同時它又具備可靠性高、穩定性強、抗干擾能力強等優點，因此將PLC引入磁選機中能有效確保設備安全高效穩定運行，有利于提高產品生產效率，降低能源消耗。

（二）數據處理。PLC和CNC（機械加工中的數字）、計算機數控組成一體，從而實現數字控制。將PLC和CNC控制功能連在一起可以實現PLC和CNC設備間的數據傳送，由用戶獨立編程。

（三）過程控制。模擬量通常指電壓、電流、壓力、溫度等物理量，這些量都是連續變化著的。實施控制的最主要目的是確保系統根據一定的要求開展工作，這就要求相關模擬量生成所需的開關量或模擬量并且輸出。

（四）開關邏輯量控制。PLC在機電一體化生產系統中最廣泛的應用即為開關邏輯量控制。在這一領域中，PLC替代了繼電器控制系統。多用于電鍍生產線控制、化工領域、機械設備的邏輯控制等。

四、結語

由本文的論述可見，機電一體化是社會生產力發展到一定程度的必然產物。隨著現代化信息技術的不斷進步，機電一體化將融合更多的學科新技術（集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科交叉綜合），生產出更多的功能更好、性能更強的新產品。主要發展方向包括智能化、模塊化、網絡化、微型化、系統化。當然，機電發展并不是孤立的，與之相關的技術還有很多，隨著科學技術的發展，這些技術的關聯將日漸明晰。PLC未來的發展趨勢包括：高速度、大容量、超大型或超小型、智能化程度增高，加強通信能力、編程語言多樣化等等。

機電一體化在機械制造業中將有極大的發展空間，更好的利用PLC在機電一體化生產系統中的應用能最大限度的產生經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]姬清華.新型機電一體化運煤機械手的PLC控制設計[J].煤炭技術，2012，（ 8）.

[2]趙湘紋.單片機控制的“機電一體化產品”中按鍵的接口設計[J].福建電腦，2002（5）.

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關鍵詞： 機電一體化；應用現狀；發展趨勢

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：

近些年來，我國的計算機技術和微電子技術得到了長足的發展。在此基礎上，這些技術被廣泛應用到了機械工業領域，形成了機電一體化，不僅對機械工業的產品功能、構成和技術結構產生了重要影響，而且也給機械工業的生產方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業生產從“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域已得到廣泛的應用，不僅深刻影響著機電一體化的發展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展，并以蓬勃的生機向前發展[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集成結合起來所構成的系統的總稱。作為一門新型學科，機電一體化已經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在：它從系統的視角出發，成功將微電子技術、機械技術、自動控制技術、信息技術、計算機技術、傳感測控技術及電力電子技術的應用有機結合起來。作為一種系統工程技術，機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置，使這些功能的高質量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現，實現了優化系統的目的。一個所謂的機電一體化產品或機電一體化系統就由此產生。所以，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面[3]。需要特別指出的是，機電一體化技術并不是微電子技術、機械技術等新技術的簡單拼湊，而是將以上技術群進行有機融合的綜合技術。正是這一點，使機電一體化在概念上與機械電氣化相區別。從發展歷程看，盡管從純技術發展到機械電氣化，但這樣的機械工程技術仍屬傳統機械。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、自動調節與控制等許多新的功能。形象地說，機電一體化產品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動，實現人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現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別開。這個定義強調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字信號處理器（dsp），它存儲和處理信息、通訊和互聯網，這發送信息，以及各種計算機輔助設計（CAD）軟件[4]。

2 國內機電一體化技術應用現狀

當前我國正處于市場經濟的發展階段，盡管較之以往我們的機電產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，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產品的水平和性能，對于完善我們的市場經濟制度也大有裨益。從促進產業結構調整，推動完整的機電一體產業形成的角度看，我們的機電一體化面臨以下兩點任務：其一，要進一步推動傳統工業技術升級，實現節能高效，這就需要對傳統產業進行微電子技術改造。其二，大張旗鼓地開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代[5，6]。

首先，在技術政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環保標準的傳統產業進行限制，加快對落后產品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統產業實施機電一體化技術改造。

其次，我國機電一體化產業覆蓋面廣，發展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產業的規劃和發展不可能面面俱到，所以我們應建立機電一體化行業“協會”性質的統管合作機構，并賦予其職能，既有利于深入的行業調查，指導行業布點布局的調整，發展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發展計劃和戰略規劃，以避免開發上重復、生產上撞車。

再次，通過“協會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業信息平臺，及時分享更多的行業內部信息，二來可以增加產業在社會上的認知，使行業內外都重視和支持“機電一體化”的發展，既可以吸引外商到我國投資發展“機電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調配資源。同時，盡管人民幣升值短期內會減緩我國機電產品出口，但對技術貿易來講，卻可以利用此時的時機，大量引進相關產業的先進技術，反哺自身加工業，提高企業的利潤空間。作為世界上最大的發展中國家，大力發展機電一體化技術，用微電子技術改造傳統產業，開發數字化、智能化機電產品，既是振興我國傳統機電工業的新鮮血液和源動力，也是一條促使機電行業產業、產品結構調整日益完善的捷徑[7，8]。

3 機電一體化技術發展趨勢

Microelectro-mechanical系統（MEMS）一直是一個近年來熱門研究領域。它也是一個快速增長的行業，它們的大小已經超過100億美元，數以百萬計的MEMS一直在等產品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術已經應用到開發微型光學開關來處理高卷數據和話音通信的通信。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年在國家納米技術倡議關于人口統計學的改變，ASME報告中，“人口統計學是第二強大的力量改變世界的經濟和社會。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展，如護理機器人的研發被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協會（ASME）最近發表了一份報告，題為《機械工程在21世紀的發展趨勢》，其內容主要介紹了從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：技術變革、人口變革、經濟變革和社會變革。隨著科技的進步，以下八個領域將會是機電一體化發展的主要途徑：信息技術、微型化、材料科學、生物工程和醫藥、能源、運輸、環境工程和制造業等[9，10]。

4 結論

在經濟全球化趨勢逐漸增強，市場競爭日趨激烈的當今社會，機電一體化的發展對優化本國的產業結構和發展本國經濟具有至關重要的作用。機電制造思維是基于現代工程教育而逐步興起和發展起來的。機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景也將越來越光明?？偠灾瑱C電一體化技術作為機械技術，信息技術，電子技術和計算機技術的融合、發展與延伸，在經濟社會不斷建設發展的過程中占據著極為關鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術未來發展方向，妥善處理機電一體化技術在發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展。

參考文獻：

[1]安紅杰.機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012，（1）：37.

[2]劉莎，周泉.機電一體化的發展趨勢分析[J].產業與科技論壇，2012，（3）：108-109.

[3]黃恩勇.機電一體化的核心技術與發展前景分析[J].河南科技，2012，（1）：79.

篇(6)

關鍵詞：機電一體化；電工新技術；應用

中圖分類號： F407 文獻標識碼： A

1 機電一體化的發展背景

隨著機電一體化技術的快速發展，機電一體化產品有逐步取代傳統機電產品的趨勢，這完全取決于機電一體化技術所存在的優越性和潛在的應用性能。

1.1 使用安全性和可靠性提高

機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。機電一體化產品由于采用電子元器件，減少了機械產品中的可動構件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，產品的故障率低，壽命得到了提高。

1.2 生產能力和工作質量提高

機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時，由于機電一體化產品實現了工作的自動化，使得生產能力大大提高。

1.3 使用性能改善

機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現，系統可重復實現全部動作。高級的機電一體化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序，實現自動最優化操作

2 電工新技術分析

2.1 電工新技術是促進國民經濟發展的關鍵因素

電工新技術的發展帶動了我國國民經濟的增長，它借助自身技術優勢，一方面解放了國民生產力，有效促進了生產效率的提高，另一方面降低了生產能耗，為社會主義建設做出了貢獻?？偟膩碚f，電工新技術促進了國民經濟的發展，為社會進步以及人民生活品質的提升創造了條件。

2.2 電工新技術的定義與發展趨勢

所謂電工新技術，實際就是指在當前并未實現規?；瘧?，但具有一定效益的電工技術。隨著時代與社會文明的不斷進步，電工新技術在國民生產中起到的作用越來越大，成為了21世紀最具活力和最具生命力的電工技術。追究電工新技術的發展原因，它實際是在傳統電工技術基礎上發展起來的，是知識經濟時代下出現的電工新理論、新知識、新材料以及新工藝等集多種表現形式于一體的新電工技術。電工新技術從20世紀下半葉開始發展，當時盛行的電工新理論有等離子物理、生物電磁學、電磁流體力學等等，新技術則主要有放電應用技術、磁流體發電技術、電磁診斷技術等。在21世紀的今天，電工新技術的發展已經邁上了一個新臺階，除了原有的電工技術、理論、設備、材料在各行各業得到了廣泛應用以外，電工新技術還向納米技術、生物工程技術、網絡技術方向發展，成為了國民經濟發展中的中堅力量。

3 電工新技術在機電一體化中的應用

電工新技術當前已經在機電一體化中有了較為普遍的應用，比如生產中常見的自動監控制技術、觸摸屏技術、運動控制卡等，都屬于電工新技術的范疇。詳細分析如下：

3.1 自動控制技術

自動控制技術與自動控制系統的應用是電工新技術的一種主要表現形式。以自動控制系統為研究對象，該系統的基本特點是能實現自動化控制。將該系統應用到機電一體化中，系統能對機電設備的運行狀態進行連續測量，并結合測量數據推斷出設備偏差，及時采取相應措施對偏差進行處理，盡可能的將偏差降低到最小。在機電一體化自動控制中，為了將自動化控制系統測量的快速性、穩定性、精確性體現得更加充分，往往會選擇采用比例控制器、積分控制器等對系統進行控制。工業大革命之后，市場對機電一體化產品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越來越高，而為了滿足市場要求，機電一體化產品內部所采用的控制器性能也隨之越來越好，全閉環數字式伺服系統的出現使得自動控制技術在機電一體化產品中的應用地位越來越高，既能滿足系統自動控制技術要求，又能提高系統控制與調節精度，為機電一體化產品自動化控制與調節的實現奠定了堅實的技術基礎。因此，現代機電一體化產品大多選擇該類伺服系統來實施產品控制。

3.2 PC的應用

PC，實際指可編程控制器。該控制器是上世紀60年代生產出來的一種工業控制裝置，技術基礎建立在計算機控制技術和通信技術上，既具有計算機控制功能，又能實現通信，所以該控制器在出現以后，便被廣泛應用于機械生產自動化控制中。PC技術產生初期，常用的PC大多只具備邏輯控制、定時和記數功能，通常將只能實現這三項功能的可編程控制器稱為可編程邏輯控制器。隨著電子技術和大規模集成電路的廣泛應用，PLC的功能日趨完善，性能不斷提高。PLC已經發展為集計算機技術，自動控制技術、通信技術、過程控制技術于一身的電子裝置。目前PLC正朝智能化、網絡化方向發展。PLC作為一種新型的工業控制裝置。用計算機編程軟件代替繼電控制的硬件接線，既發揮計算機優點，又考慮電器操作人員習慣，始終保持大眾化特點。PLC具有可靠性高、編程方便、對環境要求低、與其他裝置連接方便等優點。PLC控制系統與繼電順序控制系統的比較：PLC控制系統大部分為軟件控制，系統結構緊湊、體積??；PLC控制器內部全部為“軟接點”，動作快，系統的控制功能改變一般需要修改程序；PLC控制系統的設計、施工、調試周期短PLC控制系統具有較強的自檢、監控功能，可靠性高，適用范圍廣。特別是可編程計算機控制器PCC與傳統的PLC相比較能更好的實現分時多任務操作系統和多樣化的應用軟件設計，不僅滿足了實時控制的要求還可以按照用戶的實際要求任意修改。

3.3 運動控制卡的應用

運動控制卡是一種基于PC機及工業PC機、用于各種運動控制場合的上位控制單元。它包括脈沖輸出、脈沖計數、數字輸入、數字輸出、D/A輸出等功能。它變頻器的工作原理主要是把工頻電源變換成各種頻率的交流電源，來實現電機的變速運行的設備。以達到無極變速，從而縮短電機方向和轉速的時間，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電逆變成交流電。它可以發出連續的、高頻率的脈沖串，通過改變發出脈沖的頻率來控制電機的速度，改變發出脈沖的數量來控制電機的位置，用于控制步進（直線）電機或伺服電機。所以變頻器因調速性能好、效率高、性能穩定、可靠性高等這些優點，使其在數控伺服、機械、同步傳動等多種場合都得到了廣泛的應用，因此，變速器調速技術已逐漸成為電氣傳動自動化的一項核心技術。

4 結束語

綜上所述，我國當前的電工新技術在機電一體化產品中的應用極為廣泛，成為了機電一體化產品實現自動化控制的必要措施。電工新技術以其獨有的技術特點，為機電一體化發展創造了眾多有利條件，促進了機電一體化自動控制的實現?？偟膩碚f，電工新技術的發展為機電一體化技術的進步做出了貢獻，它不僅省去了多余的社會勞動力，實現了機電一體化產品的自動化控制運行，還減少了能源消耗，對社會進步起到了巨大作用。

參考文獻：

篇(7)

關鍵詞:人工智能；機電一體化；信息技術；工業機器人

0 引言

近年來，隨著中國經濟的快速發展和國內外金融環境的不斷變化，人力成本上漲、利率和匯率的波動，給國內生產制造業的生存發展帶來了巨大的挑戰。針對生產制造企業急需在保證品質的前提下，滿足既要提高生產效率，又想降低勞動成本的需求，利用人工智能的機器人產品和高效的自動化裝配、輸送等操作，無疑是企業的理想之選，同時也有助于制造業自動化的發展，使得工業生產過程綜合自動化，工藝過程能夠達到最優控制。另一方面工業機器人在工業生產中也能代替人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業和在危險、惡劣環境下的作業，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡單裝配等工序上、在原子能工業等部門中，以及完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。

1 機電一體化的內容

機電一體化又稱機械電子學，亦可稱為機電整合，英語稱為Mechatronics，最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，現在的機電一體化技術，是機械、微電子和信息這三項技術相互融合、交叉的產物。

機電一體化技術的內容包括機械技術、計算機與信息技術、系統技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術等。機械技術是機電一體化的基礎，在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術，而其中的信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術；控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等；傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節，其功能越強，系統的自動化程序就越高，現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證；伺服系統則是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

機電一體化系統一般由機械本體、檢測傳感部分、電子控制單元、執行器和動力源五個組成部分構成。機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎上引進微電子技術,并且將機械設備和電子設備用軟件有機結合而構成的系統的總稱,傳統的機械工程可以分為制造和動力兩大類。

2 人工智能的定義及其用途

智能化即全息系統化,是對機器的行為狀態進行描述，是吸收了計算機科學、模糊數學、運籌學、混沌動力學、人工智能和生理學等新的學科方法、新的設計思想，從而模擬出人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識和行為等能力，以達到更高水平的控制目標。

人工智能（Artificial Intelligence）也稱機器智能，它是研究用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學，又是計算機科學、控制論、信息論、神經生理學等多種學科相互滲透而發展起來的一門綜合性學科。

人工智能的目的就是讓計算機能夠指揮機器象人一樣地思考和行動，它始終是計算機科學的前沿學科，在一些地方計算機利用編程語言和其它一些軟件幫助人們進行原來只屬于人類的工作，計算機以它的高速和準確為人類發揮了很大的作用。美國麻省理工學院的溫斯頓教授認為人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作，這說明了人工智能是研究人類智能活動的規律，構造具有一定智能的人工系統，也就是研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。

人工智能技術的發展，使得機械電子在傳統的機械系統能量和功能連接的基礎上，更加強調了信息連接和驅動，并逐步使機械電子系統向具有一定智能化的方向發展。目前，人工智能在推理功能方面已經獲得突破，學習和聯想功能正在研究之中，下一步要研究的就是模仿人類右腦的模糊處理功能和整個大腦的并行化處理功能。人工神經網絡是未來人工智能應用的新領域，未來智能計算機的構成，可能就是作為主機的馮?諾依曼型機與作為智能的人工神經網絡的結合。在人工智能的應用當中最有意思的是機器人，其實機器人有很多種類型，不僅包括各種外型獨特的智能機器人，還包括一些用于工業生產代替人類勞動的機器人，現在的機器人技術在制造上還很欠缺，只在某一種功能的機器人方面取得了一定的成果，要研制一種多功能、人性化的智能機器人還需要進一步努力。除了機器人之外，在我們生活中的許多地方都能找到人工智能的影子，例如我們許多的家用電器里都有智能芯片、汽車和飛機的導航系統里都有人工智能程序。

3 人工智能在機電一體化中的應用

機電一體化是目前人工智能研究的目標，研究目的主要是把機械技術、微電子技術和信息技術有機地結合為一體，實現整個系統的最優化。機電一體化可以充分發揮機械技術、微電子技術和信息技術的各自的優勢，促進機械產品的快速更新換代，這樣就使得機電一體化的人格化，怎樣將人的智能、情感、行為賦予到機電一體化產品中顯得越來越重要。隨著機電一體化技術的發展，機電一體化產品智能化特征也將越來越明顯，智能化水平也會上升,人工智能在機電一體化的研究中也將進一步得到更加重視，其中機器人與數控機床的智能結合就是一項重要應用，在日歐美等發達國家，工業機器人應用于工廠自動化生產中已有很多年的歷史了。

隨著計算機網絡技術的飛速發展，它帶動了科學技術發生巨大進步，同時也給日常生活帶來了嶄新的面貌，全球經濟、生產等都被各種網絡連成了一片，企業間的競爭也將面臨網絡全球化，一旦研制出機電一體化某種新產品，只要其質量和功能可靠必然會暢銷全球。由于網絡在全球的進一步普及，只要是關于網絡的各種遠程控制技術也就會持續發展，因為遠程控制的終端設備就是機電一體化產品，因此，機電一體化產品也必然會朝著網絡全球化方向發展。

參考文獻：

[1] 王孫安.機械電子工程系統設計.西安交通大學機械工程學院，1996.

[2] 王士同.神經模糊系統及其應用.北京航空航天大學出版社，1998.