机电一体化定义范文

导语：如何才能写好一篇机电一体化定义，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

两年的中专生活是我人生的关键点。我所学的专业是机电一体化专业，两年的校园生涯和社会实践生活我不断的挑战自我、充实自己，为实现人生的价值打下坚实的基础。一直都认为人应该是活到老学到老的我对知识、对本专业一丝不苟，在不满足于学好理论课的同时也注重于临床实践。

在中专期间，我始终以提高自身的综合素质为目标，以自我的全面发展为努力方向，树立正确的人生观、价值观和世界观。为适应社会发展的需求，我认真学习各种专业知识，发挥自己的特长；挖掘自身的潜力，结合每年的暑期社会实践机会，从而逐步提高了自己的学习能力和分析处理问题的能力以及一定的协调组织能力。

令我最自豪的事情是经过不断的努力学习和提高自己，感觉就象在自己的生命上添上了神圣的一笔，转化成为一种无形的力量在鼓励我，在督促我，在时时刻刻的检查我，让我在思想行为方面能够作风优良、待人诚恳，能较好处理人际关际，处事冷静稳健，能合理地统筹安排生活中的事务。为社会为学校为同学为身边的人做事不再是觉得是一种累赘，而是很乐意的去做并且能够得到满足和快乐，不会去想做好自己的事情，别人的事情少管。并且一直在追求人格的升华，注重自己的品行。我崇拜有巨大人格魅力的人，并一直希望自己也能做到。

在中专生活中，我坚持着自我反省且努力的完善自己的人格。现在我理解道理，乐于助人不仅能铸造高尚的品德，而且自身也会得到很多利益，帮助别人的同时也是在帮助自己。回顾这两年，我很高兴能在同学有困难的时候曾经帮助过他们，同样的，在我有困难时我的同学们也无私的伸出了援助之手。对于老师，我一向是十分敬重的，因为他们在我彷徨的时候指导帮助我。如果没有老师的帮助，我可能将不知道何去何从。

我现在领悟到，与其说品德是个人的人品操行，不如说是个人对整个社会的责任。一个人活在这个世界上，就得对社会负起一定的责任义务，有了高尚的品德，就能正确认识自己所负的责任，在贡献中实现自身的价值。忙碌的法学生活就在悄然中过去，但它已成为我人生中美好回忆的一部分。是学校把我培养成了一个现代中专生，使我各方面的素质都得到了提高，为以后的人生打下了坚实的基础，开辟了一条属于我自己的道路。

篇2

【关键词】线路保护；电力系统；整定计算

在电力系统中，线路整定是一项复杂的系统工程，它涉及到各个元件之间的保护和协调配合。随着近年来电网规模的不断扩大，线路布置的日益复杂，电力系统线路保护和整定计算也显得越来越繁琐。通过近年来的不断深入研究，线路整定计算自动化程度有了巨大的变化和有效的提高，但是还未曾全面良好的从整定计算人员的复杂计算工作中脱离出来。因此，目前的线路保护和整定计算还是一项复杂的继电保护工作，在工作中具有着工作环境复杂，程序较多，考虑到的因素多和耗费时间长的特点。

一、线路整定计算一体化结构

继电保护在电力系统中有着重要的作用与意义。在电力系统中，线路由于受到自然地、人为的或者设备自身故障等因素造成的某处发生故障，这就需要继电保护装置能够快速及时的运行，并针对这些故障采取隔离、切除、警告的措施来保持配电系统的连续性、可靠性和稳定性，同时能够保证工作人员人身安全、设备安全等。电力线路继电保护整定计算是最为复杂和繁琐的整定计算工作之一，在这项工作之中首先要考虑工程项目周围环境因素、工作程序影响和时间的开销问题。因此在这个过程中就需要广大工作人员不断采用新的科学技术手段去分析和整合，从而减轻工作人员的工作压力和负担，提高工作效率。

二、保护整定计算中存在问题

在一般的线路整定计算过程中，整定计算具有着定制计算偏重于灵敏性，对用户变电所线路选择难以保证输电要求和选择重合闸的质量无法保证的缺陷，这些不完善的设备和缺陷主要表现在以下几个方面：

1、先进技术应用的不够合理

没有实现线路保护整定计算全过程的自动化。目前的线路保护整定计算软件通常只完成了线路零序电流保护、相间距离保护和接地距离保护的整定计算。线路保护装置中其他整定项目的整定，如启动量、控制字等，仍然需要用户通过一定的计算工具完成；整定计算软件的整定结果仍然需要用户手工输入到定值通知单中；通知单已经执行的线路保护新定值仍然需要用户手工录入到线路保护整定计算软件中，作为保护的当前运行定值。这种工作模式需要用户进行大量的手工转换工作，加重了整定计算人员的工作负担。

2、计算方式方面

在零序电流保护、相间距离保护、接地距离保护的整定中，没有考虑实际线路保护装置中这些保护的配置情况。随着微机保护的发展和国外保护的引进，许多线路保护装置都配置了两段式零序保护、反时限零序保护、四段式距离保护等比较特殊的保护。为了提高整定计算工作的效率，提高整定计算结果的正确性和合理性，有必要研制新的线路保护整定计算软件，实现线路保护整定计算全过程的自动化，从根本上将整定计算人员从繁杂的计算工作中解放出来。

三、线路保护整定计算一体化系统结构

线路保护整定计算一体化系统整体结构线路保护整定计算一体化系统由4个子系统构成。系统管理子系统实现电力系统一、二次参数的建立和管理功能。阶段式保护整定计算子系统实现面向线路保护装置的零序电流保护、相间距离保护和接地距离保护的整定计算功能。保护装置整定计算子系统实现所有线路保护装置各个整定项目的整定计算功能。定值通知单管理子系统实现所有线路保护装置定值通知单的管理功能。

一套系统化的线路保护装置通常都是采用多种不同的工作原理构成的保护系统和保护装置，而在线路整定保护一体化系统结构中，所需要的整定计算方法和方式都是通过阶段性保护来完善和控制的。在这种保护系统中，是由于上下两级之间存在着配合和整定复杂的状态，这也就造成了保护之间相互复杂和反复强调的曲面。在目前的高频保护系统中，具有着一套系统化的计算管理模式，只要在电网系统中满足运行变化的限度，便可以进行系统、精确和高效的计算方式。

四、线路保护整定计算的扩展性

随着近年来科学技术的飞速发展，微机技术、信息技术、数字技术和电子技术广泛的应用在电力系统中，这就促使各种新型号、新结构和新材料的线路保护装置的不断推出和迅速发展，为电力系统的安全可靠发展提供了必然依据，也为电力系统整定计算质量的提高指明了发展方向。新的线路保护装置与已有保护装置相比，无论是整定项目的数目内容，还是基本整定原则之中都存在较大差别。因此，每增加一种新装置都必须针对该装置定义其包含的数据内容编制其对应的整定计算代码，才能够在整定计算系统中对该装置进行数据管理和整定计算。但是如果每新增一种保护装置都必须对整个整定计算系统的代码进行修改和编译，则程序维护的工作量非常大，既要灵活添加各种新增保护装置，又要减小程序维护的工作量最理想的解决方案，就是实现新增保护装置的插件式升级为了实现新增保护装置的插件式升级。在线路保护整定计算一体化系统中采用了建立统一的保护装置数学模型和统一的保护装置接口函数的方法。

五、整定原则

1、阶段式保护整定计算原则

阶段式保护主要指零序电流保护、相间距离保护和接地距离保护。阶段式保护的上、下级保护间存在相互的配合关系，其整定计算比较复杂需要较多的人工干预。通常，阶段式保护的整定计算单独进行不与线路保护装置同时进行。但是在实际电力系统中，不同的线路保护装置配置的阶段式保护的段数性质，投退情况都不相同，在完全不考虑保护装置实际情况的阶段式保护整定是不正确不合理的。

2、数据结构整定计算原则

同一线路同一位置装设的双套保护装置，通常具有许多相同的整定项目称之为共性量，如同一原理的保护等。在实际运行中，不同保护装置的共性量，一般整定为完全相同的定值。在保护装置整定计算子系统中，为了保证不同保护装置的共性量能够具有完全相同的定值，而且在用户对一套保护装置的共性量定值进行调整时，另一套保护装置的定值也自动进行更改。线路保护装置整定计算中间结果采用了以下数据结构，共性量整定结果存储在线路数据结构中，保护装置数据结构只存储保护装置的整定。项目对应的共性量的编号这样不同保护装置的共性量对应。同一数据能够保证总是取得相同的定值，而且当用户修改一套保护装置定值时另一保护装置定值自动修改。

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关键词：单塔一体化脱硫除尘技术；管束式除尘器；吸收塔；近零排放；湍流器 文献标识码：A

中图分类号：X773 文章编号：1009-2374（2016）16-0085-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.16.041

1 项目背景

定州电厂一期烟气脱硫工程由川崎公司供货。采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，吸收塔设置三层喷淋层，并设置增压风机及GGH。两套脱硫装置可处理#1、#2两台炉的全部烟气。原设计按照FGD入口SO2浓度为1576mg/Nm3（标态、干基、6%氧）时，脱硫效率95%设计。目前，定州电厂实际来煤与设计煤质较为接近，实测#1、#2机组FGD出口SO2浓度分别为51mg/Nm3及76mg/Nm3。因此，定州电厂目前的脱硫设施可达到95%的脱硫设计效率，但尚不满足国华电力集团的绿色发电低于35mg/Nm3的SO2排放标准要求。

为贯彻神华集团提出的“1245”能源发展战略，国华公司于2015年02月《国华电力高品质绿色发电计划》（2015版国华电环[2015]1号），对2015年的绿色发电改造做出了具体的部署和要求，其中对地处京津冀腹地的定州电厂一期两台机组提出了更高的绿色发电改造要求，即：烟尘≤1mg/Nm3，SO2和氮氧化物达到燃机排放标准的一半（SO2≤17.5mg/Nm3，NOX≤50mg/Nm3）。

经过系列考察，基于对脱硫、除尘的环保要求，保证长期的环保需求，定州电厂最终确定采用单塔一体化脱硫除尘技术。

2 工程概况

图1 原有烟气系统示意图

定州电厂一期工程两台机组分别于2004年4月及9月投运发电。一期烟气脱硫工程由川崎公司供货。采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，吸收塔设置三层喷淋层，并设置增压风机及GGH。两套脱硫装置可处理#1、#2两台炉的全部烟气。原设计按照FGD入口SO2浓度为1576mg/Nm3（标态、干基、6%氧）时，脱硫效率95%设计。

原脱硫系统采用单塔处理一台600MW机组锅炉的烟气。待处理的烟气从吸收塔底部从下向上与喷淋的石灰石浆液逆向接触。吸收塔下部为反应池，反应池设有侧进式搅拌器或脉冲设备，以保持固体颗粒悬浮；在吸收塔的顶部设有两级除雾器，用来除去出口烟气中的雾珠，使离开吸收塔的脱硫烟气中含水量降低至75mg/Nm3以下；吸收塔设置3台浆液循环泵，以保证气液两相充分接触，提高SO2的吸收效率。设置2台氧化风机，1运1备，将空气送入反应池，将浆液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-，达到使浆液充分氧化的目的。设2台石膏浆液排出泵，1运1备，将氧化后生成的石膏从吸收塔排出，进入石膏脱水系统。

目前，定州电厂实际来煤与设计煤质较为接近，实测FGD出口SO2浓度如下：

因此，定州电厂目前的脱硫设施可达到95%的脱硫设计效率，但尚不满足国华电力集团的绿色发电低于

35mg/Nm3的SO2排放标准要求。

3 改造技术方案

烟气系统改造改造后，取消增压风机，相应的烟气阻力由两台50%容量引风机克服。原来的两台静叶可调轴流引风机更换为双级动叶调节轴流式引风机。

吸收塔后增加一台湿式电除尘器，吸收塔出口净烟气经湿式电除尘器除尘后进入“主烟道”，然后从烟囱排出。旁路挡板门及其配套系统全部拆除。

原有脱硫塔为折返塔，本次改造对吸收塔地改造内容简述如下：（1）拆除原吸收塔内件，包括隔板、喷淋层支撑梁、导流装置等；（2）拆除原入口、出口烟道并进行封堵；（3）在入口烟道与最低一层喷淋层之间增加旋汇耦合器（湍流器）一套，喷淋层四层、在最上顶层喷淋层上部增加管束式除尘装置一套等其他内件；（4）拆除原先塔内喷枪氧化方式，增加新的喷枪式氧化装置一套；（5）改造原吸收塔平台、爬梯及管口、人孔安装孔等；（6）拆除原有4台流量为8000m3/h的循环泵，设置4台流量为9000m3/h的循环泵，扬程为23.1/24.9/26.7/27.6m；（7）改造后吸收塔喷淋区直径为17.6m，浆池直径为17.6m，操作液位为7.0m；（8）本项目氧化空气系统采用喷枪式。拆除原有氧化风机，并将新的氧化风机布置在原有位置，即出口烟道下部。每台机组设置两台氧化风机，一运一备。氧化风机采用离心风机，风机流量Q=8250Nm3/h，扬程为76kPa；（9）拆除原有石膏排出泵，并将新泵布置在原有位置。每塔设置两台石膏排出泵，一运一备。石膏排出泵采用卧式离心泵，流量Q=170m3/h，扬程为65m。

4 改造技术特点

4.1 高效旋汇耦合脱硫除尘技术

引风机出口烟气进入吸收塔，经过高效旋汇耦合装置，利用流体动力学原理，形成强大的可控湍流空间，使气液固三相充分接触，提高传质效率，同时液气比比同类技术低30%，实现第一步的高效脱硫和除尘。

烟气与喷淋浆液旋转剧烈接触，浆液液面快速更新，传质和传热效果迅速，具有脱硫作用，同时烟气被浆液洗涤，具有除尘效果高脱硫、除尘效率。

经过湍流器后促使吸收塔内烟气均布，有效避免了空塔喷淋气流分布不均、喷淋层失效的问题。烟气快速降温，增强喷淋层的吸收效果。湍流塔液气比远低于空塔喷淋塔，虽然湍流器会增加阻力使引风机的电耗增加，由于浆液循环量大幅降低，脱硫系统综合电耗比空塔喷淋低8%～20%。

稳定性强，烟气进入吸收塔后，在湍流器中由层流变成湍流，气液固充分接触。烟气湍流上升，反而系统不易结垢。湍流塔更适合煤质硫含量宽泛波动的机组，保证脱硫效率，可靠性高。

4.2 高效节能喷淋技术

优化喷淋层结构，改变喷嘴布置方式，提高单层浆液覆盖率达到300%以上，增大化学吸收反应所需表面积，完成第二步的洗涤，烟气经高效旋汇耦合装置和高效节能喷淋装置2次洗涤反应，两次脱硫效率的叠加，可实现烟气中二氧化硫降低至35mg/Nm3以下。

设计了防壁流装置，避免气液短路。

4.3 离心管束式除尘技术

除雾器是依靠烟气中液滴的惯性作用和重力作用为工作原理。设计流速一般选定在3.5～5.5m/s之间。折返式除雾器的工作原理及运行流速决定了无法除去细小液滴，无法捕悉粒径小于15μm的细小液滴，即使多层屋脊式除雾器也实现不了出口尘浓度5mg/Nm3。而目前控制脱硫塔出口5mg/Nm3的尘排放浓度就是控制对细小粉尘和

经高效脱硫及初步除尘后的烟气向上经离心管束式除尘装置进一步完成高效除尘除雾过程，离心管束式除尘装置由分离器、增速器、导流环、汇流环及管束等构成。

烟气在一级分离器作用下使气流高速旋转，液滴在壁面形成一定厚度的动态液膜，烟气携带的细颗粒灰尘及液滴持续被液膜捕获吸收，连续旋转上升的烟气经增速器调整后再经二级分离器去除微细颗粒物及液滴。同时在增速器和分离器叶片表面形成较厚的液膜，会在高速气流的作用下发生“散水”现象，大量的大液滴从叶片表面被抛洒出来，穿过液滴层的细小液滴被捕获，大液滴变大后被筒壁液膜捕获吸收，实现对细小雾滴的脱除。最后经过汇流环排出，实现烟尘低于5mg/Nm3超净脱除。

由上面的图片可以看到单塔一体化脱硫除尘技术对微细颗粒物的捕集效果显著，对粉尘、酸雾、气溶胶、PM2.5等多污染物进行协同治理的能力高。

5 应用效果

改造后，经河北省环境监测中心站进行了性能测试，在各污染物治理设施正常运行的情况下，1号烟尘≤1mg/Nm3，SO2≤17.5mg/Nm3，达到了超净排放，这使1号机组成为京津冀区域内又一台实现“近零排放”的600兆瓦等级燃煤机组。

6 结语

湿法脱硫是我国的主流工艺，同时经过多年的运行，脱硫装置和设备损坏严重，可利用率低。多种因素的影响迫使电厂必须对原有脱硫装置进行增容改造，但是很多电厂却面临着改造工期短、改造现场空间有限、成本等很多客观条件的限制，所以选择一款烟气治理技术产品需要有长远的眼光，不能仅局限于当下的问题，还要充分地考虑这些都能很好地适应我国未来越来越严峻的环保趋势。而以单塔一体化脱硫除尘在定州电厂的成功应用，为目前主流燃煤机组的环保改造提供了一个新的选择。

参考文献

[1] 朱治利.石灰石-石膏湿法脱硫技术中的问题[J].四川电力技术，2002，（4）.

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关键词：机电一体化；计算机控制；传感器

1 机电一体化的概念

人类从使用简单工具到现代的机器发生了巨大的变化。特别是计算机控制技术出现以后，传统机械又有了一个飞跃。

机器应该是机械和电器的合成。传统的机械工程和自动控制工程从专业学习到工程设计应该一体化。目前，关于机电一体化的定义与概念，许多书籍都是根据国外书籍的定义和概念而引用。对于国外的概念基本强调机器人跟数控机床的概念。虽然，机器人和数控机床是机电一体化中具有一定代表性的产品，但绝非是机电一体化的全部内容，机械的内容很多：化工机械、轻工机械、重工机械、纺织机械等。机电一体化强调的是机械产品的自动化和智能化的问题。

2 机电一体化的基础知识

机电一体化涉及的知识还是比较广泛的。在机电一体化设计中常常会涉及到机械做功，液体压力做功等理论力学和材料力学的相关知识。对于机械零件还涉及到机械零件的加工方法一些工艺性问题。尤为重要的是数控加工技术。零件的加工精度、材料的选择都是需要学习的。一些机械零件例如：轴和轴承、齿轮、凸轮、链条、链轮等可以说是机电一体化设备中应用极广泛的一类机械零件。对于零件的学习使是我们应具备的基础。还有自动控制和人工控制的内容，电路电器的基本知识。

3 传感器

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息按一定的规律变换成为电信号或其他所需的形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器大致可分为物理传感器和化学传感器两大类。在机电一体化中起着至关重要的作用。常见的传感器有：压力传感器、位移传感器、位置传感器、温度传感器、湿度传感器、气敏传感器等等。

4 绦凶爸

所谓执行装，就是把从电源、液压、气压等动力源获得的能量变换成旋转运动或者直线运动的一种装置。执行装置主要由执行元件、传动原件等构成。主要的执行装置有如下几种：步进电机装置、伺服电机装置、普通电机装置、液压油缸装置、液压马达装置、气压装置、气动马达装置。这些机械装置是控制系统的控制对象，也叫控制系统的执行装置。普通电机装置也是控制系统的控制对象，如采用变频器可以控制转速，PLC也可以控制转速和角位移。普通电机采用控制器的控制精度和效率没有步进电机和伺服电机高，但是在一些控制要求不太高的机电一体化设备中，目前应用还是比较广泛的，毕竟普通电机价格比步进电机和伺服电机低得多。

5 计算机控

机械设备的控制系统从最初的的强电控制到现在的计算机控制，经历了如下过程：简单的开关控制――继电器控制――单片机控制――单板机控制――PLC控制――PC控制。事实上，到现在为止机械设备的控制系统无论从简单的开关控制，继电器控制到复杂的单片机控制、单板机控制、PLC控制、PC控制都有它们的使用价值。随着时间的发展，使用的比例肯定会按上述顺序，前面的越来越少，后面的越来越多。目前来看单片机控制、PLC控制系统在机电一体化应用领域的数量上应该是最多的。

数控技术是指用数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是为止、角度、速度、等机械量和开关量，以及温度、流量、压力等物理量。数控技术和计算机控制技术是相互关联的。数控技术的特点：精度高、速度快、可靠性高。

6 机电一体化的设计方法

机电一体化设计类型可分为：

根据受控对象的不同，进行机电一体化设计；

改进型机电一体化设计；

创造发明性机电一体化设计；

不同的机电一体化设计类型，也有不同的设计方法。所谓根据受控对象的不同进行机电一体化设计，也就是不同行业有不同的受控对象。比如数控机床、包装机械一类的受控对象基本上是机械动作；在化工机械中，处理机械动作外还有对温度、流量、压力、配比等物理量的控制；也有将化学量作为受控对象的，如土壤分析仪对土壤酸碱度、钙、镁、磷的分析等。当然受控对象最多的还是机械动作问题。

改进型机电一体化设计是应用非常广泛的一类设计。比如，我国数控机场普及度不高的现状的主要原因一方面是数控机床的售价太贵，对于许多企业来说很难承担这笔开支的。所以对现有机床进行数控化改造，提高现有机床的生产效率和质量、节约成本等起到很好的效果。

在机电一体化设计中，我们主要考虑3部分的设计：机械部分、控制部分、传感器部分。事实上，为了简化问题，机电一体化的设计思路完全可以从两部分来考虑。即机械部分和控制部分，因为传感器完全可以在控制部分中一起考虑。机电一体化设计发展到今天，机械部分的设计仍然是这三部分中最重要的部分。过去在机电一体化设计的学习和实际工作中存在一种错误的认识和看法：认为机械设计直观简单，技术含量没有控制部分高。这是一种本末倒置的认识。

参考文献

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关键词：机电一体化；建模；仿真；虚拟原型

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）26-01-01

引言

机电一体化技术一般指的是电子、机械和信息技术结合的一种新型技术，最早在上世纪70年代在西方被提出来，其本质是机械技术通过运用信息化技术不和电子技术而达到效能最优的状态。而目目前机电一体化的建模与方式技术是最新的研究热点，本文针对这个热点展开探究。

一、机电一体化技术概述

第一，我国机电一体化技术的发展与现状。我国机电一体化技术大体经历了自发初级阶段、蓬勃发展阶段和智能化发展新阶段等三个阶段。初级阶段机械产品只是通过简单的电子技术进行了产品优化，到了发展阶段则利用了当时兴起的计算机、通信和控制技术，机电结合更为灵活，到了智能发展阶段，机电一体化技术更多地吸收了激光、模糊、信息和神经网络技术等其他学科成果，逐渐形成独立的技术体系。第二，机电一体化的相关技术。机电一体化主要涉及机械技术、检测与传感器技术、信息处理技术、伺服驱动技术、接口技术、监控与诊断技术、柔性制造系统技术等技术。第三，机电一体化技术的发展趋势。目前机电一体化主要朝着智能化、集成模块化、光机电一体化、信息网络化、系统化技术方向发展，朝着技术产品能功能多样、效率优化、智能运行、稳定性强的理念发展，力求让技术产品向轻盈、超薄、细微、小巧等时尚化方向发展。

二、虚拟原型技术与机电一体化

（一）虚拟原型技术

该技术是在CAX技术、DFX技术、物理样机设计技术的基础上发展起来的，并且在发展过程中吸收了信息技术、仿真技术和先进制造技术，让机电产品的设计智能化和灵巧化，生产效率高效而稳定，最终让产品开发形成一套从设计到仿真，从分析到复杂的系统化开发体系。1，基本原理。该技术以CAX技术为基本技术基础，和以前的串行设计技术比起来，该技术实现了多功能系统的集成化结合。人们可以通过该虚拟模型技术建立机械模型，通过仿真环境得到真实实验参数，并依据实验参数对产品进一步优化，降低开发成本，缩短周期，提升竞争力。2，系统结构。该技术通常以某种可以输入多种产品参数的三维实体数字化模型结构的形式出现，该模型是可变的，动态的，人们可以依据开发和设计需要不断输入新的参数，并得到新的模型结构，根据模型结构来优化产品设计。3，技术优势。该技术具有能全面反映实验产品的初始信息、为整个产品的开发过程提供模型支撑等优势，该技术的运用为制造业的发展注入了新的活力。4，关键技术及发展应用。虚拟原型技术的关键技术主要有系统总体技术、支撑环境技术、虚拟现实技术、协同仿真技术、一体化建模、过程管理技术、模型技术等多方面的技术，作为一门融合了多个学科技术的新型综合技术体系，其发展前景十分广阔。

（二）虚拟原型技术与机电一体化

虚拟原型技术是一种新型的以多领域仿真技术、先进建模技术、信息管理技术以及交互式用户界面技术为基础的综合性技术体系，与传统的机电产品开发设计和生产技术相比起来，其原理和实际运行效率都有很大的几部。因此，如果能将虚拟原型技术有机地融入到机电产品的设计和开发中，将会有效促进机电产品开发效率的提高，并且进一步发展机电一体化技术。虚拟原型技术与机电一体化技术是相互促进的关系，虚拟原型技术最终将会促进机电一体化产品设计的高效和智能化发展，而机电产品技术的发展在解决生产难题的过程中，客观上又会带动虚拟原型技术的发展。下面本文将进一步阐释这种相辅相成的关系。

三、基于虚拟原型机电一体化的控制仿真设计

第一，概述。以虚拟原型是机电一体化产品的基础，虚拟原型技术对机电产品开发设计、电气、控制等各方面的的数据模拟和测试都起到缩短周期、提高研发效率和节约开发成本的作用。联合仿真设计主要由三个部分组成：首先是机械模型的建构，其次是LabVIEW软件同机械模型与有机融合；最后是协同仿真的过程，机电产品实现综合评定和性能测试。第二，机械特性的仿真设计。机械特性仿真设计主要包括对机械的零部件特性、机械结构、机械动力状态、机械运行状态等仿真设计的分析。对机械零部件和结构的特性分析主要采用有限元分析。有效元分析主要通过Solidworks Simulation网络软件机械零件和机构力学的模拟分析，一般要分析机械材料的强度、应力和安全性能，为机电产品的结构的尺寸、材料搭配以及传动系型号选择提供模拟参数的参考；SolidWorks 与LabVIEW软件的结合为机械动力学提供仿真设计环境，该软件对力的运动各种元素进行分析研究，提供准确的机械性能和动力分析参数；机械运动的仿真设计为机电产品的运动参数、碰撞侦测参数和运动轨设计参数等提供科学的参数分析，为机电产品的机械结构和零部件的几何数据确定等提供支持。

第三，机械动力学仿真设计。机械动力学仿真设计一般指的是指在运动条件下给机电产品的部分零件，在不同的引力、压力和力矩条件下得出机械运动的性能参数，该仿真设计一般需要SolidWorks软件的支持。仿真设计所提供的模型能够对产品在运动条件下进行各部分参数的测试，并最后通过仿真参数进行控制变量分析，最后得出机电产品的在现实运行状态各部分零件和机构性能的表现；并且依据系能表现，对机电产品中机械结构和零部件几何参数进一步进行优化设计，直至模拟的运动条件下机电产品各部分指标能达到预期。

第四，机械运动仿真设计。一般来机械运动仿真设计主要是逼真模拟机电产品在运动状态下的各部分性能的表现状况。高度仿真模拟可借助于SolidWorks提供的动画仿真环境实现。在动画仿真模拟环境中，工程师可以依据其动画表现进行性能参数测试，另一方面也便于生产方向客户展示其良好的运行性能。SolidWorks软件可以提供动画模拟仿真、基本运动模拟仿真、Motion模拟仿真。动画模拟仿真主要是展现机电装配体的运动性能，操作人员可以通过添加马达插件，然后定义软件驱动装配体的各个零部件运动。基本运动模拟仿真与动画模拟仿真略有区别，它是通过对机电装配体上增添马达插件并定义运动，定义其中的引力和弹簧等基本物理参数来测试装配体运动性能。Motio运动仿真主要通过SolidWorks Motion 插件来实现，该仿真形式主要对装配的零件和结构进行在力、阻力以及摩擦力等力的作用下所表现的性能状况测试，测试相对更为精确。

四、结语

机电一体化技术是机械、电子和信息技术的有机结合，是一门不断在融合新兴的计算机技术、智能技术、生物技术和网络技术的独立的综合性技术体系，而虚拟原型技术有利于降低机电产品开发的周期和成本，提高机电产品设计和生产的效益，虚拟原型技术的建模与仿真技术能通过虚拟数字模型的建立来代替真实的产品测试工作，提高产品开发的效率，缩短周期并节约成本，机电一体化技术在不断利用现代技术的基础上将进一步发展。

参考文献

[1] 陈海霞，刘霞. 虚拟样机技术在数控机床设计中的应用[J]. 机械制造与自动化. 2011（03）

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【关键词】机电一体化；智能控制；应用

随着科学技术的高速发展，电子技术也在迅猛发展，机电一体化系统逐渐完善，并且在工业生产和机械制造中得到了广泛应用，能够有效提高工业生产和机械制造质量，已经引起了我国工业生产人员的充分重视。而智能控制在机电一体化系统的背景下应运而生，促进了机电一体化系统的发展。智能控制在没有人操控的情况下可以自动控制目标，实现生产制造，智能控制的功能主要体现在控制程序和控制主体上。目前，工业行业对于工业生产的质量要求越来越高，而工业生产受到许多不确定性因素的影响，这就导致数控管理非常困难，无法控制工业生产的质量。通过智能控制来代替人工操作，能够充分发挥智能控制的优势，有效解决机电一体化系统中的问题，取长补短，使工业生产的质量更高、效率更快。因此，如何在机电一体化系统中应用智能控制技术值得广大工业人员深思。

1机电一体化系统的概述

1．1机电一体化的定义机电一体化又被称作为机械电子学，主要指的是把电子电工技术、微电子技术、机械技术、信息技术、信号变换技术、接口技术和传感器技术等多项机械和电子技术结合起来，并应用在实际工业生产中的综合性技术。1．2机电一体化系统的结构机电一体化系统的结构主要由硬件和软件来部分组成，其中硬件组成部分主要包括了电子装置、计算机装置和机械装置，而软件组成部分主要包括了计算机技术、信息技术、电子技术、机械技术、自动控制技术、系统技术、检测技术、传感技术以及伺服传动技术。其职能组成部分主要包括信息处理部分、动力组成、感知部分、控制部分、执行部分和机械运动部分。

2智能控制的概述

2．1智能控制的定义智能控制主要指的是在无人干预的情况下智能机器能够模拟人类的行为自动进行操作，其主要是通过计算机来完成相关智能操作，提前下达指令或程序，才能模拟人类智能。智能控制相对于传统人力控制来说更加复杂，但是能够更好地完成控制任务，达到控制目的。随着科学技术和社会经济的高速发展，智能控制将会面临更加广阔的发展空间，而且运用智能控制能够很好地解决传统控制无法完成的复杂控制任务，智能控制更加安全、可靠，对于一些高危操作，只需要设定一段程序，机器就能够自动代替人力完成操作。传统控制属于智能控制的最初阶段，在智能控制中包含了许多学科，这些学科相互结合，能够起到良好的辅助作用。智能控制理论体系主要基于信息学、自动控制学和人工智能学等多种学科建立起来的。2．2智能控制和传统控制之间的关系以及对比优势智能控制是在传统控制基础上的延伸和发展，自二十世纪六七十年代以来，计算机信息技术与人工智能技术发展的速度越来越快，人们为了让控制系统的控制效果更好，逐渐在控制系统中应用人工智能技术，而人工智能技术的应用，也使控制系统走向了智能控制阶段。和传统控制相比，智能控制系统主要具有这样几点优势:(1)智能控制比传统控制更加高级，是传统控制基础上的延伸和发展，智能控制的结构比较开放，分为各个等级，能够对分布的信息进行综合处理，提高了信息的处理效率，同时，利用智能控制来处理信息，更加精确，能够全面优化控制系统的功能。(2)智能控制系统中包含了众多学科，智能控制理论体系主要基于信息学、自动控制学和人工智能学等多种学科建立起来的，所以智能控制理论体系非常完善，同时对于传统控制而言更加成熟。(3)和传统控制相比较，智能控制能够适用于更加广泛的范围，智能控制能够解决机电一体化中对于控制对象不确定性的问题，安全、可靠地达成控制任务，提高了机电一体化控制效果。(4)智能控制和传统控制在使用方法上存在差异性，只能控制主要通过数控模型来进行混合控制，而传统控制主要通过运动学模型来进行控制，智能控制能够模拟出多种控制方式，适应各种控制环境，对于现代化工业生产起到了重要的辅助作用。除此之外，智能控制中还包含了传统控制理论，对于一些简单的问题可以通过传统控制来完成，而对于一些复杂的问题，就可以结合二者的优势，来发挥最好的控制效果。2．3智能控制的特点和类型综合而言，智能控制主要具有这几种特点:第一，智能控制的组织性明显;第二，智能控制的结构变化显著;第三，只能控制具有非线性特点;第四，只能控制能够满足目标的高质量、多元化需求;第五，智能控制能够从总体的基础上进行优化;第六，智能控制包含的学科种类非常齐全;第七，智能控制比较先进。智能控制主要分为这样几种类型:第一，分级递进智能控制系统;第二;复合式智能控制系统;第三，人工智能型控制系统;第四，进化型智能控制系统;第五，自主学习型智能控制系统;第六，专家型智能控制系统;第七，组合结构型智能控制系统。2．4智能控制系统的发展趋势由于智能控制系统的组织功能和适应非常强大，这也是当前机电一体化系统的发展趋势。在机电一体化系统中应用最广泛的就是人工神经网络和遗传计算系统。在机电一体化系统中，各个部分相互依存，起到了良好的辅助作用。近几年以来，我国的智能控制技术已经逐渐走向成熟阶段，逐渐在机电一体化系统中得到应用，智能控制技术作为一种先进的新兴技术，随着计算机信息时代的来临，智能控制系统一定能得到高速发展。

3机电一体化系统中智能控制的应用

近几年来，智能控制在机电一体化系统中的应用得到了广泛应用，其主要运用于数控领域、机械制造领域、机器人领域和建筑工程领域，下面就机电一体化系统中智能控制的应用进行深入分析。3．1智能控制在数控领域中的应用随着工业生产的高速发展，数控领域是近年来逐渐兴起的新型产物，数控技术的发展促进了我国工业的发展进步。目前，工业生产对于精确度的要求越来越高，而数控系统的要求也相应提高。在数控系统中应用智能控制，能够提高数控系统的精确度和可靠性。为了达到智能控制的目的，必须建立数控模型，结合应用传统控制理论，但是对于数控模型信息模糊的位置，必须运用智能控制才能精确控制目标。在数控系统中设置安全诊断系统，可以充分利用专家系统和遗传算法，来对数控系统中的信息数据进行检测、预算，从而全面提升数控系统的预测和控制功能，进一步完善数控系统。3．2智能控制在机械制造中的应用在工业生产中机械制造是主要目的，而机械制造的前提就是应用智能控制。在机电一体化系统中机械制造是主要组成部分。目前，我国的机械制造主要通过运用计算机技术和智能控制技术，这也是智能控制在机械制造中的主要应用方式。面对更加先进的机电一体化系统，传统控制技术已经无法发挥其作用，在现代化机械制造中，有许多复杂难以预测的数据，无法通过脑力运动来计算，必须合理运用智能控制技术，对人类的行为进行模拟，利用人工神经网络来建立数据模型，通过传感器来传达信息，进而通过智能控制技术来预测处理动态模拟信息。在机械制造中智能控制的应用主要体现在这些方面:对机械的故障风险进行智能诊断，智能监控机械制造的动态过程，利用智能传感器来采集信息数据。3．3智能控制在机器人领域中的应用模糊控制是机器人控制系统的核心，其操作功能多种多样，目前，工业机器人已经完全实现了智能化和自动化。为了提高工业机器人的智能化功能，必须充分运用智能控制系统，使机器人的智能传感器和视觉系统连接起来，这样在行走和搬运物品的过程中，才能自动规避障碍物，并由机器人自行设计合理的路径规划，完全模拟人体行为，来进行各种工业操作。同时，智能控制能够丰富机器人的知识储备系统，让机器人具备人工神经网络，具备逻辑思维，适应各种工业操作，把智能控制和工业机器人结合在一起，能够节省人力，提高工业生产质量。3．4智能控制在建筑工程领域中的应用随着社会经济的高速发展，人们的生活水平不断提高，在建筑工程中越来越多地运用到机电一体化系统，而智能控制是其中的重要组成部分。通过运用智能控制，能够对建筑工程进行智能化管理。在建筑物内部的照明系统中应用智能控制，能够对照明时间和光照强度进行智能化调配，不仅可以节约能源，而且能够让人们生活更加方便。在建筑物的火警装置中采用智能控制，通过计算机联网通信，摄像头和智能传感器来进行实时监控，一旦发现火灾险情，可以及时传达给主机系统，进行智能化处理，智能化预警机制能够提醒居民撤离，并把信息传输到火警部门的监控电脑中，火警人员能够及时赶到现场，救援火灾。

4结语

综上所述，智能控制在机电一体化系统中的应用，能够起到优势互补的作用，有效提高工业生产的效率和人们生活质量。智能控制和传统控制相比具有更加显著的优势，为了充分发挥智能控制的作用，必须加快智能控制和机电一体化系统的融合应用。

参考文献:

［1］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．

［2］肖攀，董硕．机电一体化系统中智能控制的应用探析［J］．山东工业技术，2015(12):187．

［3］王睛睛．基于机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考［J］．科学与财富，2015(8):261．

［4］顾子旭．机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考［J］．数字通信世界，2015(6):183．

篇7

【关键词】机电一体化；技术；应用

1.引言

目前，我国工程机械正处于机电一体化的特殊发展时期，工程机械领域随着机电一体化技术的引入，电子技术，自动控制，液压技术等与机械技术结合起来，因为与高新技术的融合，这样子提高了生产效率和机械性能。例如，机电一体化提高了机械的操作舒适性、燃油经济性、作业效率、作业精度以及使用寿命等[1]。机电一体化是科技发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它是机械工业发生变革的动力，使传统的机械设计方法和概念发生了革命性的变化。

特别是电子技术和自动控制技术，在工程机械中得到了广泛的采用。由于经济水平的提高和科技的进步，对于工程机械的性能要求也越来越高，这促使以微处理器为核心的电子、控制装置在工程机械中得到了越来越普遍的应用，电子控制装置的结构也越来越复杂。

2.机电一体化技术的研究

2.1 机电一体化的概念

机电一体化就是指在结构的主要功能、信息处理功能、控制功能和动力功能上引入电子科学技术，将机械装置与电子化设计、软件相结合的系统的总称。它是工程领域中不同种类的技术的综合，是建立在微电子技术、信息处理技术、自动控制技术等一系列技术基础上发展起来的一种高新技术。它能代替和放大体力，并且机电一体化中的微电子装置不仅仅可以取代某些机械部件，还能拥有很多自己的功能。

2.2 机电一体化的关键技术

机电一体化包含软件技术和硬件技术。硬件部分包含机械本体、信息处理单元、驱动单元以及传感器，因此，加快机电一体化发展进度，可以从下面各方面着手：

（1）机械本体：为了减少机械产品的重量，不仅仅可以再结构上加以改进，还可以考虑使用非金属复合材料来代替钢铁材料，这样子减轻了机械本体的重量，增加了实现驱动系统的小型化的可能性，进而可以改善快速响应等特性，做到提高效率，降低功耗。

（2）信息处理技术：提高信息处理设备的可靠性可以进一步发展机电一体化。提高信息处理的可靠性包括提高A/D转换设备的可靠性和分时处理中输入/输出的可靠性，提高处理速度。

（3）驱动：很多设备使用电机作为驱动装置，但是它在快速响应和效率方面还有很多弱点，因此，需要开发新的电机，如开发内部装有编码器的电机或是开发控制专用组件-电机和传感器三位一体的伺服驱动单元。

（4）传感器：传感器是获取自然界中非电量元素的工具，它的可靠性、灵敏度和精确度都时刻影响着机械工程的效率，目前正在开发非接触型检测技术。

（5）软件技术：硬件的发展促使需要配套的软件一起发展，软件的标准化可以减少软件的研发成本，提高维修效率。软件的标准化包括程序标准、软件程序的固话以及程序的模块化等。

2.3 机电一体化的优势和发展趋势

机电一体化产品于传统产品相比，有很多优势：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因为自动控制技术的引入，使得机电一体化产品在生产过程中具有自动监视、自动诊断和报警功能。在生产过程中，遇到过压、过载等电力故障时，会自动启用保护措施，减少生产安全事故的发生，设备的使用安全性得到了显著的提高。（2）生产效率和质量得到了显著提高。由于自动信息处理和自动控制技术的参与，机电一体化产品的灵敏度和精度都有了大幅度的提高，自动控制使得机械操作的执行完全按照预计步骤进行，而不受工作人员主观因素的影响，保证了产品的质量，同时提高了产品的合格率和生产效率。（3）机电一体化产品实现了复合功能，可以在更多场合得到应用。由于生产技术的提高，机电一体化产品的功能水平大大提高，它们具备自动控制、自动补偿以及智能化等多种功能，因此可以被应用于各种不同的场合，甚至是不同的领域，满足需求应变力更强。（4）更易于维修。机电一体化产品可以通过软件来实现工作方式的变换，以满足不同用户的需求，这些控制软件的程序在不改变产品硬件的条件下，可以由多种方式植入机电一体化产品的控制系统。

为实现更高的生产效率，开发新一代的机电一体化产品，研究新一代的机电一体化系统，研究和设计各种稳定高效，性能优良的机器人和机电一体化设备是发展趋势。随着人们对制造模式的认识的转变，由质量第一向响应市场需求的转变，使得机电一体化在制造模式领域又开辟了一块新天地。

3.机电一体化在工程器械上的应用

3.1 机电一体化和机械工程的关系

在机械工程中引进机电一体化技术，大大提高了机械的性能，而反过来，由于机械工程性能的改善，使得机电一体化产品的应用领域更加广泛，两者相辅相成，相互促进，共同发展，形成了一个良性发展的循环系统。

3.2 机电一体化对机械工程的积极作用

由于技术水平的发展，现代施工中对机械工程的性能要求也逐渐提高，为达到施工质量要求，在施工过程中使用的器械要求功效高但是同时要求能耗小，要求具有很好的自动化程度以及精度，这些器械使用方法要求简单，操作安全，并且具有很长的使用寿命。在使用过程中，要求能自动监视，自动诊断，这样有利于降低维修成本，减少施工事故的发生，保障生命和财产的安全。这时，机电一体化技术的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它对工程机械发挥了积极的作用。

（1）降低了劳动强度。机电一体化产品和技术在工程机械领域的使用，大大降低了工作人员的劳动强度，而且还减少了由于操作人员缺乏经验而造成对工程精度的影响。日本小松公司所生产的挖掘机配备运行轨迹控制系统能够根据工作人员操作的铲斗的运行轨迹，而自动感应角度信号，然后控制斗杆的运动轨迹，自动进行坡面的精确挖掘等动作，大大提高了生产效率。

（2）提高设备使用寿命。由于机电一体化产品集合了自动报警，监视以及故障自我诊断能力，可以针对工程机械的相应系统如传动系统、制动系统以及发动机的当前工作状态，进行监视，若发现异常情况，马上进行自动警报并实现故障定位，降低工作人员的维修难度，缩短维修时间，达到延长设备使用寿命的目的。同时降低了生产事故的发生频率，降低了生产成本。

（3）环保化。机电一体化工程机械的使用，大大提高了能源的利用率，符合国家的节能减排倡议。因此对传统机械设备进行节能改造具有很重要的意义。日本日立公司的挖掘机由于安装了自动控制系统，实现了对发动机的控制，因此使得对能源的利用率达到了八分之九十八，大大降低了能耗，传统的挖掘机的能源利用率大约为30%。

4.结束语

我国要想全面实现机电一体化技术还任重而道远，用微电子技术改造传统技术的工作量很大，很有难度，而用机电一体化技术来加速产品更新换代速度的呼声很高，但是它的实现仍很有压力。虽然我国的工业结构等已经经过几番调整，但那时由于诸多阻扰因素，效果并不明显。但是由于机电一体化技术的有优势很明显，它的出现并不是巧合，它是科技进步的产物，它促使机械工业发生战略性改革，使传统的机械设计方法和理念受到了挑战，并影响着传统机械发生革命性的变化，它是推动产业革新的必经之路。因此，加快培养机电一体化人才有非常重要的意义。企业只有注重优秀人才的培养，才能在竞争中占据优势。

参考文献：

[1]孙永利. 机电一体化在工程机械中的应用[J].农机使用与维修，2009（1）.

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Abstract： Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background， as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology， and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.

关键词： 机电一体化；应用现状；发展趋势

Key words： mechanical and electrical integration；application situation；development trend

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）08-0110-02

0 引言

众所周知，现代科学技术极大地推动机械工业领域的技术改造和革命。迄今为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。近些年来，我国的计算机技术和微电子技术得到了长足的发展。在此基础上，这些技术被广泛应用到了机械工业领域，形成了机电一体化，不仅对机械工业的产品功能、构成和技术结构产生了重要影响，而且也给机械工业的生产方式及管理体系带来了巨大变化，使工业生产从“机械电气化”时代迈入了“机电一体化”阶段。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用，不仅深刻影响着机电一体化的发展趋势，而且深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，并以蓬勃的生机向前发展[1，2]。

1 机电一体化概述

机电一体化的概念最早是1960年代末由日本安川电气公司提出，是将机械和电子技术集成结合起来所构成的系统的总称。作为一门新型学科，机电一体化已经建立起了一套自身的体系，并且随着科技的进步不断得到充实和更新。机电一体化的基本特征表现在：它从系统的视角出发，成功将微电子技术、机械技术、自动控制技术、信息技术、计算机技术、传感测控技术及电力电子技术的应用有机结合起来。作为一种系统工程技术，机电一体化通过对各功能单元进行合理布局与配置，使这些功能的高质量、高可靠性、低能耗价值得到了充分的体现，实现了优化系统的目的。一个所谓的机电一体化产品或机电一体化系统就由此产生。所以，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面[3]。需要特别指出的是，机电一体化技术并不是微电子技术、机械技术等新技术的简单拼凑，而是将以上技术群进行有机融合的综合技术。正是这一点，使机电一体化在概念上与机械电气化相区别。从发展历程看，尽管从纯技术发展到机械电气化，但这样的机械工程技术仍属传统机械。进入到机电一体化阶段后，其中的微电子装置不仅具有了和某些机械部件一样的功能，而且还具备了诸如自动处理信息、自动检测、自动调节与控制等许多新的功能。形象地说，机电一体化产品不仅可以替代人力去完成许多机械劳动，实现人手和肢体的延伸，而且还拥有了智能化特征，实现了感官与头脑的延伸。这一点也在功能上将机电一体化与机械电气化区别开。这个定义强调它将扮演越来越重要的角色机电整合。它在复杂的非线性上下文包括电脑和数字信号处理器（dsp），它存储和处理信息、通讯和互联网，这发送信息，以及各种计算机辅助设计（CAD）软件[4]。

2 国内机电一体化技术应用现状

当前我国正处于市场经济的发展阶段，尽管较之以往我们的机电产品出口取得了显著的成绩，但是仍然不能忽视存在的问题。正确对待机遇和挑战，思考并解决当前存在的问题无疑会有助于提高我国机电技术产品的水平和性能，对于完善我们的市场经济制度也大有裨益。从促进产业结构调整，推动完整的机电一体产业形成的角度看，我们的机电一体化面临以下两点任务：其一，要进一步推动传统工业技术升级，实现节能高效，这就需要对传统产业进行微电子技术改造。其二，大张旗鼓地开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代[5，6]。

首先，在技术政策上，要对能耗高、效率低下、不符合环保标准的传统产业进行限制，加快对落后产品的淘汰。同时，要鼓励对传统产业实施机电一体化技术改造。

其次，我国机电一体化产业覆盖面广，发展迅速，而我们的财力、人力和物力是有限的，产业的规划和发展不可能面面俱到，所以我们应建立机电一体化行业“协会”性质的统管合作机构，并赋予其职能，既有利于深入的行业调查，指导行业布点布局的调整，发展重点项目，又有助于制定出纵览全局的“机电一体化”发展计划和战略规划，以避免开发上重复、生产上撞车。

再次，通过“协会”的有效组织和广泛宣传，一来可以建立行业信息平台，及时分享更多的行业内部信息，二来可以增加产业在社会上的认知，使行业内外都重视和支持“机电一体化”的发展，既可以吸引外商到我国投资发展“机电一体化”的眼球，又可以更加方便合理调配资源。同时，尽管人民币升值短期内会减缓我国机电产品出口，但对技术贸易来讲，却可以利用此时的时机，大量引进相关产业的先进技术，反哺自身加工业，提高企业的利润空间。作为世界上最大的发展中国家，大力发展机电一体化技术，用微电子技术改造传统产业，开发数字化、智能化机电产品，既是振兴我国传统机电工业的新鲜血液和源动力，也是一条促使机电行业产业、产品结构调整日益完善的捷径[7，8]。

3 机电一体化技术发展趋势

Microelectro-mechanical系统（MEMS）一直是一个近年来热门研究领域。它也是一个快速增长的行业，它们的大小已经超过100亿美元，数以百万计的MEMS一直在等产品汽车安全气囊和喷墨打印机。MEMS技术已经应用到开发微型光学开关来处理高卷数据和话音通信的通信。MEMS本身是一个机电一体化极好的例子。作为另一个措施，表示的重要性小型化、美国政府投资270美元在2000年在国家纳米技术倡议关于人口统计学的改变，ASME报告中，“人口统计学是第二强大的力量改变世界的经济和社会。在未来40年，世界人口预计将将增长50%左右。婴儿潮一代将进入高级成熟度然后年老。“然后，报告触动了几个具体的方面包括欧洲和日本人口迅速老龄化趋势。虽然报告中没有讨论ASME，这种趋势将激励机电朝着人性化方向发展，如护理机器人的研发被称为人类友好的机电一体化。美国机械工程师协会（ASME）最近发表了一份报告，题为《机械工程在21世纪的发展趋势》，其内容主要介绍了从20世纪到21世纪机电一体化的进展和今后发展的趋势。它从以下四个类别描述了工程学的变革趋势：技术变革、人口变革、经济变革和社会变革。随着科技的进步，以下八个领域将会是机电一体化发展的主要途径：信息技术、微型化、材料科学、生物工程和医药、能源、运输、环境工程和制造业等[9，10]。

4 结论

在经济全球化趋势逐渐增强，市场竞争日趋激烈的当今社会，机电一体化的发展对优化本国的产业结构和发展本国经济具有至关重要的作用。机电制造思维是基于现代工程教育而逐步兴起和发展起来的。机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。总而言之，机电一体化技术作为机械技术，信息技术，电子技术和计算机技术的融合、发展与延伸，在经济社会不断建设发展的过程中占据着极为关键的地位。我们需要明确机电一体化技术未来发展方向，妥善处理机电一体化技术在发展过程中面临的问题与障碍，推动机电一体化时代的全面发展。

参考文献：

[1]安红杰.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2012，（1）：37.

[2]刘莎，周泉.机电一体化的发展趋势分析[J].产业与科技论坛，2012，（3）：108-109.

[3]黄恩勇.机电一体化的核心技术与发展前景分析[J].河南科技，2012，（1）：79.

[4]刘波.机电一体化的现状和未来发展.科技传播，2012，（10）： 39-40.

[5]张洋.机电一体化技术的应用现状及发展趋势.产业与科技论坛，2012，（4）：114-115.

[6]贾启升.简述机电一体化技术发展状况及趋势.中小企业管理与科技（上旬刊），2012，（1）：195-196.

[7]刘耀海.浅谈机电一体化技术的应用与发展趋势.信息系统工程，2012，（10）：89-95.

[8]闫金鹏.浅析机电一体化的应用及前景.价值工程，2012，（14）：52-53.

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关键词：机电一体化；应用；领域

中图分类号： TH-39 文献标识码： A

1、前言

机电一体化已经成为当前工业发展的一个标准音符，机电一体化的发展大大降低了人工的劳动强度，提高了工作效率，提高了工作的准确度和精度。机电一体化进程的加快在一定程度上促进了社会经济的进步。

2、机电一体化的概念

“机电一体化”一词最初是日本学者于70年代提出的,它的英文是Mechatronics,是由英文Mech硕cs的前半部分和Electn〕nics的后半部分组合而成,美国人称为Mech画c吐衡stem,在我国被译为“机电一体化”。机电一体化是当今自动化技术发展的最高阶段。早期的自动化技术主要是借助凸轮、机械机构等实现的,这一时期的自动化实际上是机械自动化;随着电工技术的发展、凸轮、机械机构逐渐被继电器、接触器、电磁开关等机构所取代,实现了电气自动化,机械机构大大简化,自动化水平大为提高;机电一体化则是生产实践对自动化技术进一步发展的需要,也是微电子技术、计算机技术、信息技术、控制技术和精密机械技术等发展的必然产物,是以计算机为主要特征的自动化技术。

如果说机械(包括电工)系统处理的对象是运动、力、物质和能量,电子系统处理的对象是信息和知识,则机电一体化系统不仅有处理能量和物质的功能,而且还有处理信息和知识的能力。概括说来机电一体化技术是围绕机械制造业发展起来的一门跨学科的综合性技术,是把机械技术、信息技术、控制技术、计算机技术、微电子技术和传感检测技术等有机融合而形成的一门跨学科的综合性技术。日本机械振兴协会经济研究所在一份报告中给机电一体化所下的定义是:机电一体化技术乃是在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成系统的总称。

3、机电一体化技术特点

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

3．1、数字化

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

3．2、智能化

即要求机电产品有一定的智能, 使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、 自主决策等能力。 例如在 CNC 数控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。 随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

3．3、模块化

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。 如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

3．4、网络化

由于网络的普及， 基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。 而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

3．5、人性化

机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

3．6、微型化

微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988 年美国加州大学 Berkeley 分校研制出第一个微电机以来，国内外在 MEMS 工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种 MEMS 器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微连杆、微弹簧以及微机器人等）。

3．7、集成化

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。 首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

3．8、带源化

是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。 由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。 带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

3．9、绿色化

科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。为了实现可持续发展，绿色产品概念就应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

4、机电一体化技术的应用

机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：智能化控制技术（IC）；分布式控制系统（DCS）；开放式控制系统（OCS）；计算机集成制造系；现场总线技术（FBT）统（CIMS）；交流传动技术。机电一体化技术在工业、农业、纺织业都有不同程度的应用。

4．1、机电一体化技术应用在工业炉窑改造应上

国内外现在已有成功的技术改造比工业炉窑单纯用计算机技术好的多。所以，我们建议今后在改造工业炉窑时要大力推广应用机电一体化技术，对应该进行改造但尚未改造的工业炉窑要用机电技术等先进电子信息技术改造，其中采用机电技术改造的已达到了90%。

4．2、积极采用机电数控技术，对机床高备改造应用对机床设备的改造我们应放在经济、实用型机电数控系统的上推广应用。根据相关方面的了解和调查，从国家要求开始到现在已经按要求改造完毕。

4．3、机电一体化广泛应用在变频调速技术

提高了风机、电泵工作效率，采用此技术后，变频调速后风机、电泵一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后，广泛应用、推广应用该技术。据悉到现在，风机、电泵和其他调速电机以普遍、采用先进的变频调速技术。图1 CAN流程图

4．4、CAD/CAM 技术优先与机电一体化结合，工业设计水平提高要有新目标消除工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化现状。据悉目前，北京工业系统 CAD 的应用率为 85%，CAD 的覆盖率为 80%。

5、结束语

随着机电一体化在采矿业、交通运输业、在造业、农业、航空航天等领域的运用，在一定程度上推进了行业的发展速度和水平。

参考文献

篇10

Abstract: This paper introduces the basic overview of mechatronics technology and development background, and describes the mechatronics design approaches and key elements.

关键词:机电一体化;传感器;发展趋势

Key words: mechatronics;sensor;development trend

中图分类号:TH122 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)11-0084-03

0 引言

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

1机电一体化认识

日本在1971年提出一个新的英文集成名词“Mechatronics”词首Mecha取自Mechanics(机械学),词尾tronics取自Electronics(电子学)。我国经常译为机电一体化或机械电子学。在1981年德国工程师协会,德国电气工程技术人员协会共同组成的精密工程技术专家组提出的“关于大学精密工程技术专业的建议书”中,把精密工程技术定义为光-机-电一体化的综合技术。它包括机械(含液压,气动及微机械),电工与电子,光学等技术及其组合,其核心为精密工程技术。在当前“信息爆炸”的形式下,相对于专门型人才来说,市场对复合型人才的需求更加迫切。在中国,我们认为机械发展新阶段是机电一体化阶段。机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容,基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2机电一体化的设计过程

机电一体化的机械动力部分由一般电动机演变为控制电动机,里程碑式地引入了电子和计算机等先进技术,代替人完成机器的检测与控制等工作。在知识经济中体现了制造业高科技化,促进了高科技产业和知识经济的发展。它是一种用于机电产品最优设计的方法学。它包括4个基本学科:电气、机械、计算机科学和信息技术。如图1所示。

机电一体化系统和多学科系统之间的区别不在于它们的组成要素,而在于这些组成要素设计的次序。一直以来,多学科系统设计使用一种按学科顺序设计的方法。比如,机电系统的设计一般通过以机械设计开始的三个步骤完成。当机械设计完成后,设计电源和微电子系统,接着是控制算法的设计及其实施。按学科顺序设计的方法的最大缺点是对整个过程中各个点的固定设计导致新的限制,这种限制源于对这些点的设计,而且会传递到下一个学科点的设计。使用并行方法进行预先设计可以使产品更具协同性。它补充了信息系统以指导设计,这种指导贯穿于设计的各个阶段,而不只是预先设计阶段,从而使之更加综合。在将机械,电气及计算机系统和信息系统进行集成以设计制造产品和过程时,需要进行协同。最终产品的功能应大于其各部分功能之和。如果没有协同组合的话,机电一体化产品具有的性能特征是很难实现的,机电一体化的关键要素如图2。

机电一体化系统是在物理系统中使用信息系统的结果。物理系统包括机械系统,计算机系统,执行器,传感器和实时接口。机电一体化系统不只是机电系统,而且还是一个控制系统。传感器和执行器用来把能量从动力大的一边(通常是机械的一边),转换到动力小的一边(通常是电气和计算机的一边)。上图中的机械系统不仅包括机械零部件,还可能包括流体,气动,热,声,化学及其它学科。传感技术已经出现了新的发展以适应对特殊监测应用解决方案不断增长的需要。

2.1 机电一体化中的集成设计问题由于机电一体化方法内在的并行性,或同时性工程,所以样机试制阶段的建模与仿真很重要。因为模型来自于各学科的综合应用。所以应用一种可视化的编程软件是很重要的。这样就涉及到了框图,流程图,状态转换图和波特图。机电一体化是一种设计哲学,其产品或设备有一个重要的特点就是它们内部的智能,这是将执行器,传感器,控制系统和计算机组合设计实现的。系统的集成是通过硬件(部件)和软件(信息处理)的联合实现的。硬件集成是将机电一体化系统看成一个整体系统来设计的,将传感器,执行器和微处理器融入到机械系统中,软件集成主要基于高级控制功能在设计时应首先分析客户要求以及系统集成的技术环境。在制作时应考虑了解客户,市场分析,优化性能,生命周期性能,质量,可靠性和销售。

2.2 机电一体化关键要素①信息系统:信息系统包括信息传输的所有方面,从信号处理到控制系统到分析技术。信息系统结合了以下四种学科:通讯系统,信号处理,控制系统和数值计算方法。在机电一体化应用中,我们最关心的是建模,仿真,自动控制和用于优化的数字方法。②自动控制:控制系统工程学是在19世纪晚期产生的学科,认为在低阶系统(三阶或三阶以下)系统的稳定性依赖于特征方程的根和劳思(Routh)判据,这是一个很好的判断系统稳定性的分析工具。③最优化: 就是先确认最优轨迹,最优轨迹是根据系统的要求即约束条件确定的,然后设计控制系统,在设计控制系统的时候应使系统的各参数最终满足控制要求,使误差最小化,或者说使目标函数的扰动最小化,可用最优化过程反复迭代公式(Pk+1=Pk+τ・S k)这里k是迭代次数,S k是P空间内的探索方向,τ是该方向上的探索步长空间内的探索步长,当P值不能再改进时这个过程结束,此时为最优化。④机械系统:机械系统考虑力作用下物体的特性。这样的系统按其性质可分为刚性的,可变形的和可流动的。大多数机电一体化系统应用的刚体系统,都依赖于物理学中的基本定律。⑤电气系统:电气系统由两个分支组成:电源系统和通讯系统。通讯系统以低能量的电信号形式在各点之间传输信息。诸如信息存储,处理和交换是通信系统的常见组成部分。电气工程的这个领域也称电子学。另一方面,电源系统用来在各点之间有效的传递大量的电能,而不是信息,例如:发电机是把机械能转化为电能,而电动机是把电能转化为机械能。

3传感器和变换器

仪器仪表在现代科技领域中起着关键的作用。传感器是与仪器仪表紧密相关的机电一体化系统中一个非常重要的组件,其作用是为特定工业过程提供收集不同信息的机制。传感器广泛应用于过程检测以及工况评价方面,为用计算机系统对制造作业作较高级的监控提供便利,可应用于过程前,过程中及过程后。有时,传感器可以将一种物理现象转化为决策分析的可用信号。智能系统用传感器来监测由环境变化影响的特定场合,然后通过校正动作对其控制。

实际上在所有的应用中,传感器是将各种现实世界的数据转化为电信号,因此可定义为:传感器是一种把被测物理量转换成输出信号的装置。因此传感器也可以称为变换器,应用范围广泛,甚至可以用于分辨那些人类感官无法觉察到的环境变化。它们作为一次元件,连续的将变化着的信息转变成另一种形式,也就是说,传感装置检测被测量,并将其转换成系统可接受形式的信号,通常为电信号。整个系统的最大准确度由传感器的灵敏度和其内部噪声干扰所决定。在测控系统中,任何参数的变化,不论是在被测量中还是在信号修整中,都会直接影响系统的准确度。传感器和变换器是现代控制系统(电,光,机械或流体系统)的两个重要组成部分,传感器和变换器选用的程度取决于控制系统的自动化水平和复杂程度。要构成一个复杂控制系统,测量装置必须能够满足快速,灵敏和精确的要求。随着使用要求的不断提高,传感器的体积也不断的小型化,并通常将多个传感器和数据处理系统组合固定在一起。传感器的分类:根据传感器的输出信号形式,电源,工作模式以及被测变量可将传感器分为以下两大类。模拟传感器:模拟是指连续的,不中断的一系列事件。典型的模拟传感器的输出与被测变量是成正比例的,输出信号以连续方式变化,根据其幅值取得信息,通常其输出要经过A/D转换后输到计算机。数字传感器:数字是指一系列离散的事件,各个事件前后分开,如果传感器的逻辑电平输出是数字的,则称其为数字传感器。数字传感器有着准确度和精密度高的特点,与计算机监控系统相连时不需要任何转换器。

4A/D,D/A转换

在计算机控制系统中,主机输入数据或向外部命令,都是通过接口及输入输出通道进行的,完成信息传递和交换的装置称为过程输入输出通道。这些通道是联系主机与被控对象的纽带和桥梁。生产对象的各种模拟信号,不能直接输入计算机,而要经过模/数转换,转换成数字信号,才能输入计算机进行加工处理。同样,经过计算机加工处理得到的数字信号,也不可能直接作用与被控对象。而要经过数/模转变成模拟信号,才能输出到被控对象。

数据采集系统的基本任务是将模拟量即连续量转换为数字量以便于计算机进行存储,计算和处理。由于绝大多数物理量都是模拟量。因而数据采集系统不但本身就是一种独立系统,而且是计算机控制系统的极重要的组成部分。

一个典型的计算机控制系统如图3所示。其工作原理是作为系统输入的物理量(压力,温度,湿度,位置等),首先由传感器变成点信号,然后送到放大器和滤波器。传感器的输出信号一般比较微弱,放大器的作用是将传感器输出的电信号放大到适当的大小。以利于进一步处理。滤波器的作用是消除干扰信号。然后,信号送到模拟多路开关,它在计算机的控制作用下对各个模拟通道进行分时处理,将各通道信号接到后面的采样保持电路和A/D转换器。采样保持电路在规定的时刻对送来的模拟信号进行采样并在A/D转换期间保持被采样的电压不发生变化。A/D转换器在保持时间内完成模/数转换后将数字量送到计算机。采样保持电路及A/D转换的定时和控制信号均由计算机产生。计算机对A/D转换器送来的各路数字量进行各种处理计算,然后用分时方法将处理结果送到各路D/A转换器变成模拟信号去完成各种模拟控制。有时为了提高速度和精度,数据采集系统不用模拟多路转换开关,而是每条通道用一个A/D转换器。

4.1 传感器的作用传感器是工业控制计算机系统的重要环节。如没有传感器对生产过程的原始参数进行精确可靠的测量,那么无论是信号转换,信息处理,或数据的显示与控制,都将成为一句空话。可以说,没有精确可靠的传感器就没有精确可靠的测量系统。

4.2 A/D转换器的原理经过多路转换开关和采样/保持的模拟量必须被变成数字量才能送入计算机。完成这一转换任务的器件叫做模拟/数字转换器,简称A/D转换器。如图4是逐次逼近型A/D转换器原理图。由图4可以看出,由N位寄存器,N位D/A转换器、比较器以及控制逻辑四部分组成。其工作原理:当启动信号作用后,时钟信号在控制逻辑作用下,首先使寄存器的DN-1=1,N位寄存器的数字量一方面作为输出用,另一方面,经D/A转换器转换成模拟量Vx后,送到比较器,在比较器中与被转换的模拟量Vx进行比较,控制逻辑根据比较器的输出进行判断。若Vx≥Vc,则保留这一位;若Vx

4.3 D/A转换器的原理D/A转换器的作用是将数字量转换为模拟量。它实际上是一种由二进制译码控制的电流叠加电路。通常包括四个组成部分:精密的电压基准;模拟二进制数字电压(或电流)开关;产生二进制权电流或权电压的精密电阻网络;提供电压或电流输出相加的运算放大器。其原理如图5为倒T型电阻D/A转换器。其输出电压表达式很容易用基准电流和响应的倍数表示出来。与权电流型的D/A转换器相比,倒T型电阻D/A转换器具有电路简单、转换速度快的优点,但其转换误差较大。在实际的D/A转换器中,开关S是电子式的模拟开关。为了减小转换误差,开关必须具有导通电阻小,截止电阻大的特点。

5机电一体化综述

机电一体化系统开发过程的第一步就是分析客房需求以及系统集成的技术环境。解决问题的复杂技术系统往往是一个具有数字或模拟形式并由复杂软件支持其硬件的机械、电子、液压和热动力部件的结合体。典型机电一体化系统使用传感器从技术环境中收集数据和信息。接下来的一步就是使用建模和描述方法的完善形式,以一种集成的方式来涵盖这个系统的所有子任务。这包括在初始阶段对子系统间必要接口的有效描述。数据经过处理和解释转化为执行器的动作。机电一体化系统能够缩短开发周期,降低成本,提高质量。在机电一体化产品的设计中,有必要在不同的专家组之间协调知识和需要的信息。并行工程是产品的设计和制造以特殊方式融合的一种设计方法。传统设计和制造间的障碍得以排除。

6机电一体化的发展趋势