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浅谈机电一体化系统中机电控制研究李达

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第13期作者：李达

[导读] 摘要：研发机电一体化技术有利于推动我国不断向走向工业大国，促进我国工业化发展

        身份证号码：21092119861016xxxx
        摘要：研发机电一体化技术有利于推动我国不断向走向工业大国，促进我国工业化发展。我国机电一体化采用高智能控制技术、集中统一控制中心、结合互联网通讯技术、采用纳米材料大大缩小其体积，做到微型化，绿色健康无污染。这一新技术的使用，可以给人们的生产和生活带来很大便利。科技进步永无止步，在发展机电一体化技术的过程中，也不断引入和研究新型技术，不断提高和完善我国的机电一体化技术，促进我国机电一体化技术更快的达到国际技术水平。
        关键词：机电一体化技术；系统；控制
        自电子技术一问世，电子技术与机械技术的结合就开始了，只是出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，“机电一体化”技术之后有了明显进展，引起了人们的广泛注意。
        1机电一体化概述
        机电一体化的概念最早被我们接触还是在改革开放初期，开始仅仅是在报纸杂志上出现，随着时代发展，机电一体化逐渐出现在我们日常生活中，被我们广泛接触，尤其是在机电控制系统中。然而机电一体刚刚兴起，还存在一系列的问题有待解决，后续发展中逐渐引进机械设备的信息处理功能促进机电一体化更好的发展。随着各种技术的不断引进，随着机电一体化技术引进使机械设备呈现出了智能化、便捷化、人性化、自动化等特点。再加上二十一世纪信息技术迅速发展，互联网技术运用，机电设备的一体化大大提高。机电一体化主要是有以下五个组成要素组成：描述机械设备本体的结构组成、感应机械设备整体状况的感知组成、促进机械设备运作的动力组成、支持机械设备协同运转的运动组成、控制和处理信息的智能组成。这五个组成要素组成协同运作，保证机械设备系统正常运行。系统化、智能化和模块化是机电一体化的基本特点。从智能化方面看，它的智能化水平因为信息技术和模糊技术进步而不断提升，从其他方面来看与传统机械有很大的区别。因为它加入了含有人工智能的机器设备，含有较高的加工精度。近几年来，由于优化了电脑微端的硬件，加快了处理器的运行速度，以至于机电一体化智能水平更高。从模块来分析，作为机电一体化基础条件，总线结构的模式化以及开放化的使用改变了系统工作模式，让系统变得更加灵活、更加协调和方便管理。由上可见，机电一体化变得更加具有高精度、高效率，且可编程适应性更强，但是相对应的控制会变得比较麻烦。
        2机电一体化的发展状况
        在20世纪60年代以前，当时生产水平低下，电子技术发展落后完全跟不上时代的要求。在当时的条件下，此时机械技术和电子技术独立存在，相互之间无法建立联系。市场上生产的产品基本上都是以体力劳动手工生产的商品，生产规模小，生产数量少，无法满足人们的需求。在20世纪70-80年代时，机电一体化达到了迅速发展时期。这个年代的计算机技术、控制技术和通信技术的高速发展，它们为机电一体化技术的发展提供了保障。在20世纪90年代时，机电一体化技术开始了迈向智能化的脚步，机电一体化得到了高速的发展。而此时光学、通信等技术也加入了机电一体化的道路，还有微细加工技术也使用了机电一体化，产生了光机电一体化以及微机电一体化等新技术；机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法得到了改进，人们对机电一体化的研究越来越成熟。从而建立一套完整的机电一体化科学体系。20世纪80年代初中国才开始在机电一体化进行应用。而且在制定“九五”规划的发展要求时十分重视其他国家关于机电一体化技术的研究。还有很多专科院校和相关机构进行大量实验来研究机电一体化。
        3机电一体化系统中智能控制的应用
        3.1应用在机器人领域机器人的动力系统及控制系统的各个环节都有严格高级的技术控制。机器人是通过一系列的技术操控，使其达到像人一样灵活，可通过控制系统自由操控四肢。首先，非线性操控系统、时时可变的不定性、强耦合性等都是在动力系统中机器人时常表现出来的基本特点。在操作过程中也时常会表现出多任务性和多变性。将智能控制技术应用在机器人中是非常明智的选择。

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智能控制在机器人领域具有重要的意义，一般情况下在机器人步伐活动，行走方向，以及行使行走轨迹跟踪具有突出的优势；控制手臂灵活运动；控制机器人肢体感觉、嗅觉、视觉等的智能控制；控制机器人对运动环境和规划。
        3.2应用在建筑工程中
        在建筑工程中，智能控制技主要表现在如下方面：（1）智能控制建筑物的室内温度。建筑室内的内部温度由空调调节，空调本身感受不到四季的变化，因此想要给根据四季的变化调节建筑室内的温度必须进行智能控制。按照智能调节方式，对建筑室内的温度，湿度进行控制。采用智能控制方式不仅能控制空气质量，且能耗少，能够有效的降低能量损耗。（2）控制建筑物室内亮度。利用计算机控制与通信系统联合起来通过互联网控制建筑物的室内照明系统。根据建筑室内的建筑材料及所处环境选择适当的照明亮度，选择合适的路径控制照明系统。将智能控制应用在建筑工程中，为建筑工程的顺利进行提供了良好的条件，同时也便于建筑工程质量和工程效果的提高。
        3.3应用在机械制造中传统的工业生产技术已经满足不了当前人们的物质水平的需求，当前计算机行业迅速发展，将计算机技术与智能控制技术相结合运用到制造最先进的机械设备中具有重要的意义。体现了机械设备现代化与创新性。在机械制作行业中引进智能控制技术与计算机相结合的新方式，加快了生产的质量与效率。利用计算机来替代人类的脑力活动，在一定程度上，减轻了人们的压力，并且可以快速实现最终目标。智能控制技术在机械制造上的使用及对其运动状态的模拟过程中，记录数据，搜集相关信息便于对机械制造过程中的各个程序进行控制。也可及时控制机械设备的正常运行，防患于未然，一旦发现问题，可及时作出修补与维护。
        3.4应用在数控领域
        在数控领域也纳入计算机技术，在数控领域内，计算机技术主要在机械加工的过程中。计算机负责在数控加工工程中收集数据建立数据库，对数据进行编写及处理。计算机的引进保证了机械加工过中的准确性和高效性，大大提高了数控技术的优越性。另一方面，计算机的引进也可以避免人为的错误。计算机在数控领域只是起到一个小小的作用，数控机动化发展的过程中要提高自动化水平，不断更新，不断创新。传统的数控技术只是可以进行机床的生产，而将智能技术引进到数控领域后，实现了机床生产的模拟、延伸、智能化监控。
        3.5交流伺服系统中智能控制的应用
        在机电一体化的深入推广过程中，伺服驱动装置是一个典型的产品。在伺服驱动装置中扮演着重要的角色。机电一体化的智能控制可以服务于交流伺服系统，智能控制可以控制交流伺服系统的安全问题，对其质量进行严格控制，降低其对系统的依赖性。交流伺服系统的系统本身较复杂，系统中任何一个参数发生变动就有可能对系统造成重大影响，影响其系统的正常运行，对系统运行造成扰动负载。交流伺服系统本身的复杂性使其很难建立数学模型，并且会受到内界和外界各种因素的影响。将智能控制引入到交流伺服系统中，有利于提高其性能，建立更加强大完善的系统。
        4结束语
        随着现代化工业生产的发展，由气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科的强烈相互渗透而形成的机电一体化技术，已成为当今工业科技的重要组成部分。二十一世纪以来，我国当前经济和社会发展迅速，在高新技术领域、工程建筑领域、机械制造领域、数控领域、交流伺服系统等方面，不断研发机电一体化技术具有可持续发展的意义。
        参考文献
        [1]张秀军.机电一体化系统中智能控制的应用探析[J].河南建材，2016（04）：203-204.
        [2]曲百峰.探讨机电一体化系统中智能控制的应用[J].黑龙江科技信息，2013，20：33.
        [3]董勇，谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技术与应用，2011，10：93