機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化研究

顧云峰

摘 要 隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)電控制技術(shù)已逐漸成為一種需要多種技術(shù)相互滲透、交叉才能共同完成的綜合技術(shù)，包含自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服傳輸技術(shù)。機(jī)器電子的概念在其產(chǎn)品中體現(xiàn)了智能化、綠化、人性化等特點(diǎn)，實(shí)施了一種進(jìn)步的思維，在人類社會(huì)的發(fā)展中具有很大的促進(jìn)作用。從機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)兩個(gè)方面介紹相關(guān)信息以幫助人們認(rèn)識(shí)技術(shù)特點(diǎn)和要點(diǎn)，并闡述了機(jī)電控制設(shè)計(jì)思想，展示了其優(yōu)越性;從而有助于機(jī)電控制技術(shù)的進(jìn)一步研究和發(fā)展。

關(guān)鍵詞 機(jī)電控制;自動(dòng)化技術(shù);設(shè)計(jì)思想

可以說，目前我國(guó)在全球制造業(yè)中處于領(lǐng)先地位，隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，越來越多的高科技手段，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能、自動(dòng)化控制等。這不僅滿足了人們對(duì)相對(duì)完善的機(jī)器的需求，而且顯著提高了電機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，有效地節(jié)約了投資成本，與此同時(shí)對(duì)機(jī)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展起到了積極的作用[1]。

1機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)

機(jī)電控制系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵要素是控制技術(shù)，即在沒有參與或指導(dǎo)的情況下使用控制裝置的動(dòng)作，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程以設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行，自動(dòng)地進(jìn)行操作，并共同完成指定的任務(wù)[2]。計(jì)算機(jī)控制是將控制器、控制對(duì)象和其他部件組成一個(gè)完整的系統(tǒng)，它需要多種技術(shù)，如微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等一起合作。因此，機(jī)電控制技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，主要有4種技術(shù)手段：傳感、自動(dòng)控制、信息處理和伺服傳輸。

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)電控制系統(tǒng)在問世后得到大力推廣，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造、航空航天等領(lǐng)域，占據(jù)了比較穩(wěn)定的地位。機(jī)械控制系統(tǒng)主要是遠(yuǎn)程控制，但管理人員可以通過撥號(hào)或聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制另一地區(qū)的計(jì)算機(jī)，以完成相應(yīng)的任務(wù)或命令。這種控制技術(shù)可以基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的所有過程，保證了人機(jī)之間的隨時(shí)連接。

1.2 自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)是指允許被控制對(duì)象或過程通過控制器按照預(yù)定規(guī)則自動(dòng)操作的技術(shù)。該技術(shù)的邏輯基礎(chǔ)是自動(dòng)控制原理，通過控制自動(dòng)控制設(shè)備的各個(gè)部分來工作。通過有效地完成過程，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中起著重要的作用。分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論，稱為傳統(tǒng)控制理論。本文首先研究了一種單向線性時(shí)不變系統(tǒng)，并通過數(shù)學(xué)工具和函數(shù)傳輸方法通過拉普拉斯變換對(duì)頻域系統(tǒng)進(jìn)行了分析。經(jīng)典的控制理論也被稱為自動(dòng)調(diào)節(jié)原理，并利用自動(dòng)調(diào)節(jié)器的反饋?zhàn)饔脕砜刂浦行沫h(huán)境。其次研究了多系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)。使用矩陣、線性代數(shù)和集合等數(shù)學(xué)工具進(jìn)行學(xué)習(xí)。系統(tǒng)分析系統(tǒng)采用最佳控制、自適應(yīng)控制、隨機(jī)控制和路邦控制和狀態(tài)空間方法，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)條件或條件分析下一步將出現(xiàn)的情況，并在狀態(tài)方程中重新建立，描述整個(gè)系統(tǒng)過程一次。 它們的共性是控制主體和其他擾動(dòng)主體受嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方程和函數(shù)的約束，主體是精確的數(shù)學(xué)模型[3]。

但隨著時(shí)代的發(fā)展，21世紀(jì)的智能化進(jìn)程更加深入，傳統(tǒng)的控制理論越來越顯得力不從心，而新興的智能控制系統(tǒng)更加完善，顯示出強(qiáng)大的功能和優(yōu)勢(shì)。智能化控制是多領(lǐng)域交叉學(xué)科，目前尚處于發(fā)展初期，還需根據(jù)實(shí)際情況不斷補(bǔ)充和完善，以發(fā)揮更大的作用和優(yōu)勢(shì)。自動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)構(gòu)控制技術(shù)的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)提高產(chǎn)品精度、加工效率和設(shè)施利用率等問題。該技術(shù)的關(guān)鍵在于現(xiàn)代控制理論、工藝化、商品化特征的實(shí)現(xiàn)、優(yōu)化控制模型和精確的邊界條件。然而，如果任何技術(shù)都不能被當(dāng)今迅速發(fā)展的社會(huì)所取代或取代，就必須不斷發(fā)展和優(yōu)化，以充分滿足發(fā)展需求。因此，自控技術(shù)還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，力求突破與創(chuàng)新。

2機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方法介紹

機(jī)電一體化集成系統(tǒng)是機(jī)械、微電子、信息、傳感器和電力等技術(shù)的有機(jī)集成。其硬件部件包括計(jì)算機(jī)設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、電子部件和軟件部件，包括通信技術(shù)、電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)。技術(shù)包括在內(nèi)。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的管理和控制，主要應(yīng)用在機(jī)電執(zhí)行系統(tǒng)和機(jī)電產(chǎn)品中。機(jī)械部件、控制部件、信息處理部件、執(zhí)行部件、供電部件五大部件組成了機(jī)電一體化系統(tǒng)。在工業(yè)生產(chǎn)中采用機(jī)電一體化系統(tǒng)，可有效提高生產(chǎn)效率和精度，降低能耗。

2.1 整體性

通常這種方法指的是將電子方面與機(jī)械設(shè)備有效地結(jié)合起來，通過對(duì)數(shù)量的有效整合，發(fā)展整體設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)，有利于推動(dòng)機(jī)械電子一體化設(shè)計(jì)順利進(jìn)行。同時(shí)，要在機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)過程中始終把創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念放在首位，徹底突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，大大提高電氣電子產(chǎn)品的性能水平和整體使用質(zhì)量。機(jī)械設(shè)備技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的整體方法，既能充分表達(dá)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的獨(dú)特性，又能樹立良好的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，對(duì)機(jī)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極的意義。

2.2 取代性

一般情況下，這種方法是以電子形式完全替代機(jī)械設(shè)備控制的整個(gè)過程，主要用于電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作。機(jī)械設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的順利開展，有助于控制機(jī)械設(shè)備，徹底改變以往的單一控制方式，使機(jī)電設(shè)備通過電子電路運(yùn)行。一般情況下，電子線路控制可分為以下幾個(gè)過程。首先，在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器中建立一個(gè)相對(duì)完整的程序系統(tǒng)，使機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)與電子電路有效地結(jié)合起來。隨后，以電氣線路徹底取代原有機(jī)械結(jié)構(gòu)的更換工作得到了認(rèn)真的發(fā)展。如果用傳動(dòng)式控制器代替?zhèn)鲃?dòng)式控制器，就必須進(jìn)一步簡(jiǎn)化現(xiàn)有的機(jī)械結(jié)構(gòu)，充分實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備一體化的設(shè)計(jì)理念，大大提高機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

3結(jié)束語

機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化技術(shù)融合了多種技術(shù)，在人類社會(huì)生產(chǎn)生活中的作用越來越大。但是，機(jī)電一體化作為新時(shí)期的產(chǎn)物，在為機(jī)械工業(yè)的發(fā)展注入新的活力的同時(shí)，也帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法，雖然目前主要?dú)w納為三種，但今后必將有更多的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思想出現(xiàn)，在產(chǎn)品的人性化服務(wù)和自身的品質(zhì)表現(xiàn)方面做出更大的改進(jìn)和提高。隨著未來科技和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各種技術(shù)將相互融合，各部門將呈現(xiàn)出滲透的趨勢(shì)，機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展前景將非常廣闊，必將得到更高質(zhì)量的補(bǔ)充，發(fā)揮更大的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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