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)

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展、時(shí)代的進(jìn)步，順應(yīng)社會(huì)需求的機(jī)電控制行業(yè)迅速發(fā)展，并根據(jù)社會(huì)實(shí)踐不斷得以改進(jìn)，并且反過來推動(dòng)社會(huì)實(shí)踐的進(jìn)步，也因此在機(jī)電控制行業(yè)中占據(jù)重要地位的自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)問題也聚集了人們的目光，引起了人們的注意。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步其應(yīng)用的范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大，從而使自動(dòng)化技術(shù)成為人們生活中不可或缺的一門技術(shù)。也基于此筆者對(duì)者對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，并提出了一點(diǎn)淺薄見解，以此來供相關(guān)人士交流參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電控制系；自動(dòng)控制技術(shù)；一體化設(shè)計(jì)

引言：

在機(jī)電控制迅速發(fā)展的時(shí)代，越來越多得人們將目光投入到機(jī)電控制行業(yè)身上，也因此機(jī)電控制在人們的生活中應(yīng)用越來越廣泛，而其中的自動(dòng)控制技術(shù)更是給人們生活帶來了極大的便利，推動(dòng)著各行各業(yè)的發(fā)展。但也因此社會(huì)反過來對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)提出了更高的要求，為了順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)順應(yīng)趨勢(shì)而生。機(jī)電一體化是糅合多項(xiàng)技術(shù)使其相互滲透相互交叉而形成的綜合性技術(shù)，更具人性化、智能化、符合綠色科技的理念。一體化技術(shù)的出現(xiàn)是一種進(jìn)步，更能推動(dòng)人類社會(huì)的發(fā)展。

一、關(guān)于機(jī)電控制系統(tǒng)的相關(guān)概念

（一）機(jī)電控制系統(tǒng)的概念

機(jī)電控制系統(tǒng)指的是在沒有人力實(shí)際動(dòng)手參與的情況下將工作中運(yùn)用到的設(shè)備運(yùn)用技術(shù)連接起來，使其按照一定的流程進(jìn)行生產(chǎn)工作，完成設(shè)定的目標(biāo)。在這一系列過程當(dāng)中，糅合了各種不同的技術(shù)手段，例如相關(guān)物理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等[1]。這些技術(shù)在經(jīng)歷了不和與斗爭(zhēng)后慢慢融合在一起，不斷充實(shí)豐富機(jī)電控制系統(tǒng)，使機(jī)電控制系統(tǒng)技術(shù)不斷發(fā)展最終運(yùn)用在了社會(huì)生產(chǎn)生活中。機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用大大節(jié)省了人力，提高了工作效率，同時(shí)也節(jié)約了成本，為企業(yè)創(chuàng)造了利益。例如，在現(xiàn)實(shí)生活中人們通過電腦實(shí)現(xiàn)收銀、售票，工廠通過電腦控制實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)這些都運(yùn)用了機(jī)電控制系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)程操控，或人機(jī)互動(dòng)為社會(huì)生產(chǎn)服務(wù)。

（二）自動(dòng)控制系統(tǒng)的概念

自動(dòng)控制系統(tǒng)是指控制器讓被控制對(duì)象按照設(shè)定好的程序，自主運(yùn)行。該理論是在自動(dòng)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，是自動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)一步完善與發(fā)展。通過調(diào)和各系統(tǒng)例如機(jī)械、電氣等，是機(jī)電控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分，占據(jù)著至關(guān)重要的地位，具有很大的實(shí)用性與協(xié)調(diào)性。

自動(dòng)控制系統(tǒng)理論來源有現(xiàn)代與經(jīng)典控制理論兩個(gè)方面，這兩個(gè)方面有共同之處也有不同之處，共同之處為它們控制對(duì)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(duì)象，不同之處為現(xiàn)代控制理論主要研究線性時(shí)變系統(tǒng)，而經(jīng)典控制理論也就是自動(dòng)控制原理主要研究線性時(shí)不變系統(tǒng)，他們的研究方法也不同。除此之外自動(dòng)控制系統(tǒng)按照控制對(duì)象的不同分為了以下幾個(gè)不同的方面例如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷和校正控制等。

二、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)理念

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)是順應(yīng)時(shí)代而生糅合多項(xiàng)系統(tǒng)技術(shù)在自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上形成的綜合性技術(shù)。其最初由日本經(jīng)濟(jì)機(jī)械整形研究協(xié)會(huì)提出，他們認(rèn)為機(jī)電一體化就指的就是在原本基礎(chǔ)的控制上將元件，電子，軟件和卸載裝置機(jī)相結(jié)合形成電一體化系統(tǒng)[2]。而在我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)工業(yè)的發(fā)展，為了適應(yīng)市場(chǎng)需求對(duì)機(jī)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(kuò)展當(dāng)中。

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的理念就是產(chǎn)品設(shè)計(jì)要在綜合分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并且要對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行綜合、檢驗(yàn)，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(fù)的結(jié)果，只有不斷的進(jìn)行分析才能去改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)理想的設(shè)計(jì)理念。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理念隨著社會(huì)實(shí)踐發(fā)展處在不斷完善當(dāng)中，逐漸發(fā)展成為一門學(xué)科。根據(jù)設(shè)計(jì)理念將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)進(jìn)行組合、優(yōu)化功能、配置資源才能生產(chǎn)出機(jī)電一體化的產(chǎn)品。

（二）設(shè)計(jì)技術(shù)

在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)中包含機(jī)械技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)兩種關(guān)鍵技術(shù)。這兩種技術(shù)在機(jī)電一體化的實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中起到了不可估量的作用，對(duì)機(jī)電一體化起到了推廣作用。在這當(dāng)中機(jī)電一體化技術(shù)是在機(jī)械技術(shù)發(fā)展起來的，在它的基礎(chǔ)上機(jī)電一體化技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，并在發(fā)展過程中吸收了電子技術(shù)，將其與機(jī)械技術(shù)結(jié)合起來進(jìn)行研究實(shí)現(xiàn)了最初的機(jī)電一體化。而計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)則承接了數(shù)據(jù)整理、分析、信息傳遞、數(shù)據(jù)運(yùn)算等功能更好的實(shí)踐了機(jī)電一體化。

（三）設(shè)計(jì)方案

根據(jù)調(diào)查研究機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)方案主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行開展：整體設(shè)計(jì)法、組合法及取代法。

1、整體法

整體法指的就是將機(jī)械設(shè)備與電力結(jié)合起來也就是將電力與機(jī)械部分進(jìn)行整合讓之形成一個(gè)整體，從而進(jìn)行系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)作的方式。機(jī)電一體化所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品若想要保持高質(zhì)量、高回報(bào)，產(chǎn)品新穎受市場(chǎng)歡迎，就必須要將機(jī)械與電子部分進(jìn)行優(yōu)化將之看作一個(gè)整體，用全新的眼光創(chuàng)新型的進(jìn)行整體性設(shè)計(jì)，當(dāng)然這并不是指的要改變?cè)瓉淼囊磺校且蚱圃械乃季S加入創(chuàng)新因素，提高產(chǎn)品質(zhì)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(jìn)行統(tǒng)一有效的優(yōu)化組合，從而形成機(jī)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(zhì)量，增加產(chǎn)品功能。例如在設(shè)計(jì)數(shù)控車床時(shí)首先要采購不同的系統(tǒng)裝置比如說伺服驅(qū)動(dòng)裝置、專用數(shù)據(jù)控裝置、以及相關(guān)的機(jī)械裝置，采購?fù)瓿芍缶鸵獙?duì)這些發(fā)揮不同功能的裝置系統(tǒng)進(jìn)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(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)速、進(jìn)給、多種切削等多種功能。因此在在機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)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(gè)不同部分的功能整合在一起才能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)，不僅會(huì)提高產(chǎn)品質(zhì)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(bào)。

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

三、結(jié)束語

機(jī)電自動(dòng)控制與一體化隨著社會(huì)的發(fā)展也在不斷的發(fā)展中，反過來也會(huì)不斷地推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。因此要對(duì)機(jī)電自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)重視起來，在實(shí)際工作中要結(jié)合實(shí)際不斷地對(duì)其進(jìn)行研究，要時(shí)時(shí)刻刻學(xué)會(huì)反思并不斷地去改進(jìn)其中出現(xiàn)的每一個(gè)問題，從而更好的提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)機(jī)電自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉敏.基于機(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].電子世界，2018（15）：206.

[2]王國(guó)強(qiáng).機(jī)電自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)分析[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（14）：93.

[3]麥旭均.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].科技視界，2018（11）：164-165.

[4]趙立燕.機(jī)電自動(dòng)控制技術(shù)及其一體化設(shè)計(jì)研究[J].當(dāng)代旅游（高爾夫旅行），2018（04）：137-141.

作者簡(jiǎn)介：

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