机电一体化技术论文

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我国机电一体化系统随着经济的快速发展和科技的全面进步而迅速发展，智能控制的应用为机电一体化提供了技术保证，改善了人们的生活、工作环境，提高了人们生活水平。机电一体化中家用空调的智能控制应用最为广泛，在现阶段发展中起着至关重要的作用。

1 机电一体化及智能控制系统概述

机电一体化是将电子信息技术、微电子技术、机械技术、数字传感器技术、信号变换技术等多项技术相结合的机械电子学。当前的机电一体化技术已经广泛的应用到实际生产生活中，其基本内容主要是机械技术、计算机技术、系统及自动化控制技术、传感检测技术。基本组成要素包括结构组成要素、运动组成要素、感知组成要素以及职能组成要素。机电一体化的基本原则有四个，分别是结构耦合原则、运动传递原则、信息控制原则以及能量转换原则。[1]

智能化控制就是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术，是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。智能化控制是传统控制的优化升级，智能化控制系统是一个开放的、分布式的、对信息具有综合处理能力的机构，在当今社会得到广泛的应用。智能控制系统是将自动控制理论、人工智能理论、信息理论及运筹学理论综合应用的系统，智能控制的主要对象一般具有复杂程度高、非线性的特点，而且具有不确定性。与传统控制形式相比，智能化控制具有明显的优越性。

2 智能控制在机电一体化系统中的应用分析

智能控制在机电一体化系统中应用广泛，其中家用空调系统的应用尤为突出。随着我国建筑行业的不断发展，智能大厦建设不断增多，其中智能控制机电一体化技术主要体现在空调的安装方面。[2]家用空调的智能化系统主要是对进风及出风的温度进行智能化控制与调节，通过应用比例积分调节器的闭环控制方式设置空调的模式，对冬季及夏季模式进行选择。家用空调的闭环智能控制方式的优点在于反应灵敏、超调程度较小，能保持室内的温度及湿度在控制的范围内，具有较高的精准度。家用空调的智能控制系统能根据空气的质量情况进行风阀的调节，保证室内空气质量的同时，有效的节约了能源，避免资源的浪费，有

利于建设环境友好型社会。除此之外，智能控制系统还能控制及管理中央空调的各项指标，对空调的运行状态进行实时监控，保证其正常运行。智能控制系统中的模糊控制系统在家用空调中的应用也较为广泛，模糊控制系统主要是通过PLC与工控机结合控制中央空调的变流量节能控制系统，对中央空调进行高效的管理，发挥中央空调控制系统的节能潜能。另外，机电一体化的智能控制系统还广泛的应用到其他技术领域，如建筑照明控制系统、智能机器人控制系统、机械制造系统及数控领域等，在这些领域的应用也体现其明显的特点和优势。

智能化控制在机电一体化中的应用使其更具有时代意义，尤其在家用空调中的应用，体现了机电一体化对环境及符号的识别，将传统控制中的运动学方程、传递函数等数学模型用知识库和推理机所代替，实现了机电一体化的高层控制。另外，机电一体化与智能化控制相结合实现了自体的优越性，满足了足多样性目标的高性能要求，开拓了智能化的新的研究领域。机电一体化中的智能控制系统的应用还实现了混合控制，通过开环、闭环控制及定性决策来实现对整个系统的混合控制过程，这种控制系统在家用空调中应用较多，具有一定的优越性，下面进行具体分析。[3]

3 智能控制在机电一体化系统中应用的优势分析

3.1 完善机电一体化系统的性能

智能控制系统与传统自动化控制系统相比，对机电一体化的性能修饰的更加完善，成为机械工业及微电子工业未来的发展方向。智能控制的性能优势在于采用简单的控制模式，节省中间模型的分析部分，能够对外界环境进行准确的判断，并且对其变化趋势进行掌握，根据变化情况进行调控，形成统一的控制指令。机电一体化在智能控制系统的帮助下通过控制器对外部环境进行控制，提高了工作效率和精确度，使整个系统工作更加快捷。

3.2 提高机电一体化系统的工作效率

机电一体化应用智能控制系统后，可通过系统设备发出的命令编码进行自动工作，可以避免因人为操作失误而造成不必要的损失，减少工作中的失误损失，提高工作完成质量及工作效率。智能控制系统的应用还节省的人力，在其运作下，只需人为输入指令就可按照系统设定的流程顺序进行接下来的工作，节省

人的工作时间，最大程度上的提高整个系统的运行效率，保证工作的高效进行。

3.3 增加机电一体化系统的可靠性

机电一体化中智能控制系统的工作都是按照编码程序设定好的，只需人力输入指令就可进行工作，其余工作完全按照流程顺序进行，只要程序编码没有出现错误，那么整个系统就会正确运行。智能系统的这种智能运作系统可以合理地调控设备中的结构或运行程序，可以最大程度的保障机电一体化系统的安全可靠性。

4 智能控制在机电一体化系统中发展的必然趋势分析

智能控制系统在20世纪xx年代的后期在一些发达国家被研究发明，并得到初步的应用。在通信技术、光学技术、微细加工技术逐渐发展起来后，机电一体化系统也将这些技术整合在一起，智能控制在机电一体化中进入的新的发展阶段。随着微机电一体化、光电一体化、计算机技术、数字模型系统等多项领域的发展，智能控制在机电一体化系统中应用的更加灵活广泛。网路化技术、光纤技术等诸多领域的深入发展为智能控[第一论文网www. dylw. NET专业提供代写论文和论文代写的服务.]制在机电一体化中产业化发展奠定了坚实的基础。21世纪机电一体化中智能控制的应用已经成为一种发展必然趋势，当前的智能控制在原有理论基础上，增加了运筹学、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学、混沌动力学等诸多新的方法，运用新方式、新思想、新逻辑对智能控制系统进行探索，使其具有思维能力、逻辑推理能力和决策能力，完善了智能控制系统。智能控制系统的学习功能、组织功能和适应功能均较强，应用遗传算法、专家系统及神经网络等技术后其功能系统更加强大。目前，智能控制在机电一体化系统中具有广阔的应用前景和发展空间，其智能控制已经进入了工程产业化、普遍应用的阶段，虽然智能控制还处于发展时期，但是，随着各项理论技术的完善和新的科学领域的开发研究，机电一体化中智能控制系统的应用必将迎来新的发展时期。 5 结语

机电一体化中智能控制系统的应用不仅在家用空调中较为广泛，在其他机电一体化领域中也起着重要的作用。智能控制系统的应用改善了人们的生活环境，改变了产业的生产模式，提高了社会经济发展水平。联系生产生活实际，未来的机电一体化中的智能控制功能将会更加强大，应用领域将会更加广

泛，更好的为社会和人类服务。

第二篇：机电一体化论文

Harbin Institute of Technology

机电一体化系统设计

院系：机电学院

班级： ##

设计者： ##

学号： ##

哈尔滨工业大学

机电一体化技术在机床领域的应用现状与发展趋势

摘要：随着机电一体化技术的发展和完善，机电一体化产品的概念已不再局限于某一具体产品的范围，而是逐步扩大到控制系统和被控制系统相结合的产品制造和过程控制的大系统，数控机床就是机电一体化技术在机床领域的具体应用。

关键字：机电一体化数控机床发展趋势

机电一体化产品（或系统）是指机械系统和微电子系统有机结合，从而产生新功能和新性能的新产品。此类产品和传统的机电系统相比，其主要特点是实现了机电系统在微电子技术基础上的信息驱动，在工作过程中可以对本身和外界环境的各种信息惊醒采集，处理和分析，系统的行为则完全取决于在信息分析基础上所做出的控制决策。微电子技术的应用是实现信息采集，处理，分析和智能化控制决策的根本保证。

机电一体化的最大优点就在于其的生产能力和工作质量的提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度，精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5~6倍，柔性制造系统的生产设备利用率可提高1.5~3.5倍，机床数量可减少约50%,节省操作人员数量约50%，缩短生产周期40%，使加工成本降低50%左右。此外，由于机电一体化工作方式具有可通过调整软件来适应需求的良好柔性，特别适合于多品种小批量产品的生产，是缩短产品开发周期，加速更新换代的重要途径。

数控机床是采用了数控技术的机床，是机电一体化的典型应用，国际信息处理联盟第五技术委员会，对数控机床作了如下定义：数控机床是一种装了程序控制系统的机床。该控制系统能逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。数控机床是典型的数控化设备，一般由信息载体，计算机数控系统，伺服系统和机床本体四部分组成。

数控机床的研制最早是从美国开始的。1948年，美国帕森斯公司在研制加工直升飞机桨叶轮廓用检查样板的加工机床任务时，提出了研制时空机床的初始设想。1949年，在美国空军部门的支持下，帕森斯公司正式接受委托，于麻省理工学院伺服机构实验室合作，开始从事数控机床的研制工作。经过三年时间的研究，于1952年试制成功世界上第一台数控机床试验型样机。后又经过三年的改进和自动编程研究，于1955年进入实用阶段。一直到20世纪50年代末，由于价格和技术上的原因，数控机床仅局限在航空工业中应用，品种也多为连续控制系统。到了20世纪60年代，由于晶体管的应用，数控系统提高了可靠性且价格开始下降，一些民用工业开始发展数控机床，其中多数是钻床，冲床等点位控制的机床。数控技术不仅在机床上得到实际应用，而且逐步推广到焊接机，火焰切割机等，是数控技术不断地扩展其应用范围。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征；而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国际民生的一些重要行业（IT，汽车，轻工，医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。

当前世界上数控技术及其装备的发展呈现如下发展趋势。

1.高速，高精密化

新一代数控机床（含加工中心）只有通过高速化大幅度缩短切削工时，才可能进一步提高其生产率。超高速加工，特别是超高速铣削，与新一代高速数控机床，特别是高速加工中心的开发，应用紧密相关。20世纪90年代以来，欧，美，日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。依靠快速，准确的数字量传递技术，对高性能的机床执行部件进行高精密度，高响应速度的实时处理。效率和质量是先进制造技术的主体。高速，高精度加工技术可极大地提高效率，产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此，日本先端技术研究所将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

2.高可靠性

高可靠性是指数控系统的可靠性，要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是适度可靠，因为是商品，受性能价格比的约束。

3.数控机床设计CAD化

随着计算机应用的普及及软件技术的发展，计算机辅助设计技术得到了广泛发展。CAD不仅可以替代人工完成浩繁的绘图工作，更重要的是可以进行设计方案选拔和大件整机的静，动态特性的分析，计算，预测和优化设计，可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。在模块化的基础上，在设计阶段就可以看到产品的三维几何模型和逼真的色彩。采用CAD还可以大大提高工作效率，提高设计的一次成功率，从而缩短试制周期，降低成本，增加产品的市场竞争能力。数控机床的设计是一项要求较高，综合性强，工作量大的工作，故应用CAD技术就更有必要和迫切。