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

廖 才

（廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院,廣東 湛江 524094）

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

廖 才

（廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院,廣東 湛江 524094）

近年來，我國制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，且為推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了較大貢獻(xiàn)。作為推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重要構(gòu)成因素，機(jī)電控制系統(tǒng)直接關(guān)系著機(jī)械制造和相關(guān)控制工作的效率。基于此，本文從機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，通過對機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)概念進(jìn)行闡述和分析，在結(jié)合機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上，對機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法展開深入研究。

機(jī)電控制系統(tǒng)；自動(dòng)控制系統(tǒng)；機(jī)電一體化

0 前言

機(jī)電控制系統(tǒng)是制造業(yè)，特別是機(jī)械制造業(yè)順利完成相關(guān)項(xiàng)目的重要基礎(chǔ)和保障，而制造業(yè)的不斷發(fā)展對機(jī)電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能和作業(yè)精度等提出了更高的要求，傳統(tǒng)的機(jī)電控制系統(tǒng)已難以滿足產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的需求。在此背景下，如何在了解機(jī)電控制與自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，已成為當(dāng)前制造領(lǐng)域及有關(guān)專業(yè)人員需要著重開展的關(guān)鍵工作。

1 機(jī)電控制與自動(dòng)控制系統(tǒng)概述

1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)

本文通過研究乳酸鏈球菌素、茶多酚和植酸對泡椒豬皮細(xì)菌總數(shù)、TVB-N、pH值的影響，得出最優(yōu)工藝參數(shù)，以期延長泡椒豬皮的保質(zhì)期，為泡椒豬皮的實(shí)際生產(chǎn)和貯藏提供有效參考。

機(jī)電控制系統(tǒng)是指，在無人參與的情況下，借助相關(guān)控制設(shè)備將設(shè)備機(jī)器按照事先預(yù)定的生產(chǎn)流程進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)，并采用全方位控制系統(tǒng)連接控制器與控制對象，從而完成規(guī)定的控制目標(biāo)的系統(tǒng)。機(jī)電控制系統(tǒng)的核心，即控制，從技術(shù)角度來看，機(jī)電控制系統(tǒng)是通過借助傳感檢測、自動(dòng)控制、伺服傳動(dòng)以及集電極、微電子等相關(guān)技術(shù)來達(dá)到對設(shè)備遠(yuǎn)程操控目的的綜合性技術(shù)系統(tǒng)。從控制形式來看，機(jī)電控制系統(tǒng)主要以遠(yuǎn)程控制為主，即管理人員在異地或遠(yuǎn)程也能夠借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對相關(guān)機(jī)械設(shè)備的控制[1]。但需要說明的是，在遠(yuǎn)程控制過程中，若相關(guān)人員需要對系統(tǒng)的每個(gè)運(yùn)行步驟進(jìn)行控制，并在必要時(shí)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)干預(yù)，此時(shí)，機(jī)電控制系統(tǒng)的控制形式即為保持型遠(yuǎn)程控制，保持型遠(yuǎn)程控制更有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)施、精確控制。

1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)

3.2 電子與機(jī)械部分的有機(jī)整合

2 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的基本思路

3.1 以電子線路取代機(jī)械控制機(jī)構(gòu)

3 機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法

現(xiàn)階段，我國已成為世界制造業(yè)大國，而市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的逐漸調(diào)整使得業(yè)內(nèi)對機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、交易和運(yùn)用的呼聲越來越高。目前，機(jī)電一體化已成為了一門新的學(xué)科，其要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，并結(jié)合具體的分析結(jié)果設(shè)計(jì)出與理想預(yù)期相符合的機(jī)電一體化產(chǎn)品。從系統(tǒng)層面來看，應(yīng)確保所設(shè)計(jì)的機(jī)電一體化系統(tǒng)兼具模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及微型化和人格化的特點(diǎn)，提高所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)性能[2]。具體來說就是，通過將機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和微電子技術(shù)等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并通過對各模塊單元的合理配置，使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的各項(xiàng)功能。

首先,在表1中給出了f30(表1的第一行表示頂點(diǎn)ui(1≤i≤10)的色集合,第二行表示頂點(diǎn)ui(1≤i≤10)的顏色,第三行的34(4)表示頂點(diǎn)v1著色4,v1的關(guān)聯(lián)邊u1v1,…,u10v1分別著色3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,以下如此類推)。當(dāng)10≤j≤30時(shí),K10,30的6-VDET染色f30在由X∪{v1,v2,…,vj}所導(dǎo)出的子圖上的限制顯然是K10,j的6-VDET染色fj。

對傳統(tǒng)的機(jī)電控制系統(tǒng)進(jìn)行分析可知，其相關(guān)控制大都是以單一機(jī)械控制結(jié)構(gòu)為依托的，對于機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，可引入電子線路對此種機(jī)械控制機(jī)構(gòu)予以改進(jìn)，從而改善系統(tǒng)整體的機(jī)械運(yùn)行過程，獲取預(yù)期的控制效果。具體方法如下：（1）采用可編程控制器或利用微型計(jì)算機(jī)，將電子線路與系統(tǒng)固有的機(jī)械控制結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合；（2）引入變速機(jī)構(gòu)、凸輪，使其代替系統(tǒng)中原有的插銷板和步進(jìn)開關(guān)等傳統(tǒng)接觸式控制器，從而完成電子線路對機(jī)械控制接口的取代，在簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。

自動(dòng)控制系統(tǒng)，即在控制器的控制下，使被控對象按照事先預(yù)定的原理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)規(guī)律性運(yùn)行的系統(tǒng)。以控制內(nèi)容為依據(jù)，可將自動(dòng)控制系統(tǒng)劃分為速度控制系統(tǒng)、高精度控制系統(tǒng)以及自診斷控制系統(tǒng)和自適應(yīng)控制系統(tǒng)等。自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心技術(shù)主要體現(xiàn)在其自身的實(shí)用性方面，即通過協(xié)調(diào)機(jī)械和電器的各個(gè)部分從而確保其能夠順利、高效地完成預(yù)先設(shè)定的內(nèi)容。

下午，姐姐帶著我，偷偷跑到離家一兩公里的村西池塘邊釣魚。雪繼續(xù)肆虐，或許是上天垂憐，我們釣了一下午，天黑的時(shí)候，終究還是釣起一條大魚。因?yàn)榕d奮，我?guī)缀鯊谋姘牖械桨丁？呻p腳剛踏上岸，就聽到身后一聲驚呼，姐姐瞬間掉進(jìn)了河里。我把魚朝地上一放，就要撲過去。姐姐喊著：“魚跑了，魚跑了?！蔽以倩仡^一看，岸上的魚眼看要掙脫漁網(wǎng)，跳回河里。我轉(zhuǎn)身撲了過去，把魚死死壓在身下。

按照 《國務(wù)院關(guān)于批轉(zhuǎn)財(cái)政部權(quán)責(zé)發(fā)生制政府綜合財(cái)務(wù)報(bào)告制度改革方案的通知》和《預(yù)算法》提出按年度編制以權(quán)責(zé)發(fā)生制為基礎(chǔ)的政府綜合財(cái)務(wù)報(bào)告的要求，財(cái)政部于2017年10月印發(fā)了《關(guān)于印發(fā)〈政府會(huì)計(jì)制度——行政事業(yè)單位會(huì)計(jì)科目和報(bào)表〉的通知》，要求行政事業(yè)單位于2019年1月開始施行，并且規(guī)定執(zhí)行《政府會(huì)計(jì)制度》的單位，不再執(zhí)行行業(yè)會(huì)計(jì)制度。因此，高等學(xué)校執(zhí)行《政府會(huì)計(jì)制度》勢在必行。鑒于此，筆者從《政府會(huì)計(jì)制度》的創(chuàng)新入手，提出高等學(xué)校在應(yīng)用《政府會(huì)計(jì)制度》過程中應(yīng)注意和解決的問題。

電子與機(jī)械部分的有機(jī)整合是機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的另一主要方法。對機(jī)電一體化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析可知，設(shè)計(jì)過程中最為關(guān)鍵的步驟則為打破產(chǎn)品傳統(tǒng)原有的設(shè)計(jì)模式，從而提高控制系統(tǒng)的控制精度和運(yùn)行效率。但需要說明的是，一體化設(shè)計(jì)過程中，同產(chǎn)品本身相關(guān)的原理并未發(fā)生改動(dòng)，而相關(guān)設(shè)計(jì)也只是為了提高產(chǎn)品自身的質(zhì)量和性能，即實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的有機(jī)整合，使二者成為不可分割的整體，共同完成相關(guān)控制工作。以電液比例控制系統(tǒng)為例，可將液壓閥同比例電磁鐵進(jìn)行整合，使二者共同構(gòu)成一體化比例閥，而這一整合設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念便是機(jī)電產(chǎn)品的一體化設(shè)計(jì)理念[3]。

3.3 相關(guān)功能模塊的整合

在對機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采取相對簡單的機(jī)械構(gòu)件與電子線路整合方法若不能達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)對系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊予以整合，從而在確保各模塊功能得以順利實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，使各模塊共同構(gòu)成一體化的機(jī)電系統(tǒng)。例如，數(shù)控車床采用的便是各部分功能模塊相整合的設(shè)計(jì)方式。首先，應(yīng)對可供車床使用的專用數(shù)控裝置以及伺服驅(qū)動(dòng)裝置和其他相關(guān)機(jī)械裝置的種類、功能進(jìn)行明確和劃分，并予以采購；其次，將所采購的各部分模塊裝置進(jìn)行整合，最終設(shè)計(jì)出集各個(gè)功能模塊于一體的數(shù)控車床，確保其相關(guān)切削任務(wù)的順利完成。由此，各部分功能模塊通過整合既能夠確保機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)，又能夠節(jié)省設(shè)備生產(chǎn)費(fèi)用，有效提高了機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)論

本文通過對機(jī)電控制系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)概念進(jìn)行闡述和分析，并結(jié)合機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路，分別從以電子線路取代機(jī)械控制機(jī)構(gòu)、電子與機(jī)械部分的有機(jī)整合和相關(guān)功能模塊的整合等方面對機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法做出了系統(tǒng)探究。研究結(jié)果表明，通過機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，能夠有效提高機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的整合效果與控制精度，對于提高系統(tǒng)作業(yè)效率和促進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展具有重要的作用和意義。

[1]黎洪洲.機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)[J].信息系統(tǒng)工程,2013,08(15)：36-37.

[2]朱發(fā)智.機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016,11(10)：133.

[3]張翠萍.機(jī)電控制系統(tǒng)與機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信,2016,01(21)：62.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.151