機電控制一體化技術(shù)和應(yīng)用探析

徐進

摘 要：機電控制當中的一體化技術(shù)是機械技術(shù)和電子技術(shù)等重要技術(shù)的融合。體現(xiàn)了傳感、動力等主體功能。提升了機械生產(chǎn)中的工作效率，提高了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量。本文就機電控制一體化設(shè)計思想進行了描述，就其中的主要傳感技術(shù)進行了說明，并對機電控制一體化的應(yīng)用進行了闡述。

關(guān)鍵詞：機電一體化;傳感器;控制系統(tǒng);應(yīng)用領(lǐng)域

一、機電一體化的含義：

機電一體化是多個學科技術(shù)的融合成果，包含眾多，例如傳感器技術(shù)、信號轉(zhuǎn)換技術(shù)、機械工程學科等等。將大量與電子技術(shù)有關(guān)的器件融合在一起，在機械生產(chǎn)、機械工作過程中發(fā)揮高效率、高質(zhì)量工作作用，發(fā)揮智能化作用。我國在這方面的研究起步晚，但是發(fā)展快，在工廠生產(chǎn)、汽車制造、工業(yè)機器人等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了機電一體化的廣泛應(yīng)用。

二、機電一體化控制系統(tǒng)的工作模式分析：

2.1簡單的順序流程工作模式和信息反饋機制工作模式的對比：

首先，順序流程工作模式的工作思想便于理解，簡單收集工作所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后進行順序流程工作指令輸出，工作過程中就按照順序流程逐步操作，進行生產(chǎn)加工等操作。這種順序流程的工作模式，實現(xiàn)簡單。工作一體化控制系統(tǒng)的設(shè)計模式也并不復(fù)雜，生產(chǎn)過程執(zhí)行通常無問題。但是具體生產(chǎn)過程中，因為會有多種因素產(chǎn)生，但生產(chǎn)過程不會再針對這些因素和數(shù)據(jù)進行分析，所以容易產(chǎn)生生產(chǎn)精密度不高的情況。在后期的控制系統(tǒng)養(yǎng)護檢修過程中，工序也相對簡單。

與之相對的就是信息反饋機制的工作模式，顧名思義這種工作模式，要融入傳感器設(shè)備，在生產(chǎn)流程中，通過傳感器設(shè)備，不斷的獲取生產(chǎn)中需要監(jiān)測的具體數(shù)據(jù)，并且把這些數(shù)據(jù)完整的傳送反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)具體數(shù)據(jù)，進行臨界檢查，做出適當?shù)牟僮髁鞒陶{(diào)整。這種方式的優(yōu)點是工作精度高，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異。但需要花費相應(yīng)的處理時間，機電一體化的控制系統(tǒng)設(shè)計相對前者更為復(fù)雜。

2.2根據(jù)信號產(chǎn)生的工作模式分析對比：

機電一體化控制系統(tǒng)，根據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域和對象不同，針對信號產(chǎn)生的應(yīng)道工作模式也不同，例如有些生產(chǎn)環(huán)節(jié)要求勻速的生產(chǎn)、固定熱度的生產(chǎn)、固定高度的生產(chǎn)等等。這些就要求不考慮外部信號的變化。再比如有的需要根據(jù)外部信號的具體變化產(chǎn)生工作模式控制的變化，這就需要不斷的感應(yīng)外部具體信號，并對應(yīng)新的操作。當然也有介于兩者中間的，既不是恒定不變的工作狀態(tài)，也不是不斷判斷外部數(shù)據(jù)與信號的變化。而是由規(guī)律性的進行變化，這種可以采用變成方式，利用單片加簡單通過時間、或者次數(shù)等方式進行規(guī)律性的工作模式控制變化。

三、機電一體化中的重要技術(shù)傳感技術(shù)：

機電一體化要讓機械生產(chǎn)體現(xiàn)出智能化作用，就要感知并傳送分析，在生產(chǎn)或者加工過程中的信號數(shù)據(jù)。這些信號數(shù)據(jù)的獲取就需要傳感器技術(shù)發(fā)揮作用。從簡單的角度理解，傳感器的工作過程就是接收相應(yīng)的信號，通常是根據(jù)電平信號進行判斷，并且進行數(shù)序信息轉(zhuǎn)換，在傳送給機電一體化控制系統(tǒng)中的分析部門，利用計算機或者網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進行分析應(yīng)答，做出智能化生產(chǎn)反應(yīng)。

那么傳感器為什么這么簡單的工作過程，是如何感應(yīng)信號，如何轉(zhuǎn)變成我們所需要的數(shù)據(jù)呢你？首先通過傳感器硬件設(shè)備，進行信號的收集，傳感器能夠工作需要依靠設(shè)備中的設(shè)計電路來進行工作，同時要融入簡單的單片機功能，進行簡單信號的存儲，并且發(fā)送到附近的接收網(wǎng)絡(luò)當中。如果是短距離的，就可以通過無線網(wǎng)絡(luò)的搭建實現(xiàn)信號傳送，如果是長距離的穩(wěn)定的系統(tǒng)，就要搭建信號傳送系統(tǒng)，利用實體網(wǎng)絡(luò)進行信號傳送與分析。

傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的作用舉例：

以傳感器在機械生產(chǎn)過程中的作用舉例：首先對模型材料的檢測，對設(shè)備的檢測，也就是在生產(chǎn)進行前的準備階段進行角度、標準、力度的各項指標檢測。其次，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生報警機制，針對生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品指標的數(shù)據(jù)信息進行收集，一旦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生異常，超過預(yù)先設(shè)置的警戒臨界標準，就進行信息傳送，并報請機電一體化控制系統(tǒng)進行生產(chǎn)調(diào)整。最后生產(chǎn)出的具體產(chǎn)品的質(zhì)量檢測，也可以通過傳感技術(shù)進行批量完成。

四、機電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域：

4.1自適應(yīng)控制領(lǐng)域

在進行控制時，多數(shù)被控制對象都可以通過采用確定的方式，對相關(guān)重要的參數(shù)進行及時的改進和調(diào)整，所以在使用一體化系統(tǒng)的過程中，可以直接通過應(yīng)用自適應(yīng)控制的方式對系統(tǒng)運行的性能進行全面性的控制，從而獲取良好的機電控制效果。另外，在對非線性過程進行判斷的時候，可以根據(jù)變化運行的實際條件對已經(jīng)測量的數(shù)據(jù)進行修正和調(diào)度，這樣就可以給出其準確的判斷，從而將控制器參數(shù)適應(yīng)性設(shè)置為V參數(shù)，在滿足相應(yīng)設(shè)計條件的基礎(chǔ)上完成各項控制工作。

4.2故障診斷與監(jiān)控控制領(lǐng)域

一體化智能控制不僅具有自動故障診斷功能，而且具有較為突出的監(jiān)控功能。在系統(tǒng)實際運行的過程中，不僅會自動對外部故障所產(chǎn)生原因進行檢測，同時也會對內(nèi)部的相關(guān)情況進行檢測。通過對故障影響的實際情況進行診斷，進而直接對輸出變量進行全面的檢測。一體化智能控制還可通過相應(yīng)信號評估完成檢測工作。當測量的數(shù)值一直處于一個正規(guī)的狀態(tài)時，系統(tǒng)會自動展開容差檢測，但如果容差數(shù)值超出了規(guī)定的范圍之內(nèi)，此時系統(tǒng)就會發(fā)出警報的聲音，使相關(guān)人員可以及時對系統(tǒng)進行優(yōu)化和調(diào)整。

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