机械电子控制技术范文

导语：如何才能写好一篇机械电子控制技术，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。

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关键词：工程机械；电子节能；控制技术

前言

近年来，国内经济不断发展，人们对工程机械性能、能耗、操作方便性以及作业效率提出了更高的要求。目前，国内的机械设备节能技术还和其他国家有着很大的差距，仅仅能够实现局部节能控制，浪费掉大量的能源。针对这种情况，本文提出新的节能理念和节能控制系统，希望能够使国内现在的现状得到改变，早日跟上时展的脚步。

1. 工程机械电子广义节能

1.1 工程机械最为典型的功率流程图

在工程机械工作时，机械设备主要是通过能量之间的相互转换、能量传递以及能量对外做功三个过程完成的。对工程机械的节能系统进行研究，必须清楚机械设备功率流程[1]。

柴油发动机的做功过程，主要是由柴油的化学能转换为机械设备机械能的一个过程，目前，国内使用全程进行调速、电控喷油等形式，进行柴油机械设备之间的耗能和能量转换控制。液压水泵将柴油的化学能转换为液压能，现在主要采用恒定功率控制、压力切断以及流量控制等，改善液压水泵的设备之间的耗能和能量转换控制。

柴油机和液压水泵分别为能量的供应方和需求方，为了改善两者之间的供应关系，对于柴油发动机和液压水泵，采用转速感应控制和做功极限控制，从而调整两者之间的做功特性和耗能特性。液压阀的控制系统由操作人员掌握，液压阀的显示状态可以表现出操作的意图和流量的需求[2]，因此，液压泵和液压阀之间存在供需关系。为了适应能量之间的供需关系，采用负流量控制。液压泵输出的液压能被发动机所吸收，转化为机械能进行做功。

1.2 广义节能理念分析

把工程机械的能量转化为动能，并对外界进行做功的功率被称为有用功率。机械设备都是多个执行结构一起进行协同作业，因此主要有两个因素影响着做功的效率，能量之间的传递和能量的分配。现在国内研究人员一直都在研究能量的传递和供需关系之间进行协调，忽视了能量在各个执行系统的分配情况。因此，进行工程机械各个执行系统直接能源的控制，对于节能控制的研究是有很大帮助的。

从上文的分析可以看出，广义节能理念主要可以分为以下几个部分：效率与动能之间分配、功率之间的分配以及施工作业效率。

1.3 对工程机械的整体节能控制进行研究

为了研究广义节能理念，就必须把机械设备作业效率作为研究对象，把节能技术、执行作业结构以及作业的效率保持在同一个节能目的下进行分析研究。

整体节能指标就是单位时间内的耗油量、单位时间内做的有用功，等于有效功率和耗油量的比值，将节能技术、执行作业结构以及作业的效率三方面内容作为，评价设备性能和设备节能特性[3]。

如下图所示，整体的节能控制目标可以分为协调作业目标、作业效率目标和传统作业目标三类，每个节能目标又可以分为若干个小的节能目标，这样的节能结构具有以下优点；（1）各个执行机构的控制目标保持一致性。（2）把整体的节能目标作为最终目的，能够实现全局的节能和科学合理控制。（3）把作业的效率和经济效益作为节能的前提。（4）节能评价的指标更合理，更具有说服力。

2. 工程机械全局采取电子节能控制系统

以往的工程机械节能控制技术已经取得了局部的成效，因此，只有摆开以往的节能控制技术范畴才能取到更好的成效。可以通过下面几种方法进行以往节能技术的突破：（1）突破以往固定节能参数，采用分工况的措施进行节能执行结构的调整。（2）清楚操作人员的意图，建立科学合理的作业管理体系。要想实现这些技术的突破，就必须建立完善的电子控制执行层和分配式执行层，建立全新的工程机械电子节能系统[4]。

2.1 全新的电子功率控制节能系统

使用电控喷油柴油机、电比例液压泵、电比例液压发动机等，建立全新的电子功率控制节能系统。采用立全新的电子功率控制系统，可以控制设备中能量的传递和元件之间的转换，提升硬件使用效率，以及功能最小化，这样就可以使智能控制系统更有效的被使用。

2.2 建立电子分布式控制系统

建立电子分布式控制系统，对机械设备的功率系统、液压系统进行控制，因为控制系统需要处理液压系统的压力信息，对其信息响应速度提出了较高要求，但是在现阶段技术条件之下，还无法对压力信息及时处理；针对这种情况，就需要设立独立的液压泵控制器、液压阀控制器以及发动机控制器，把各个独立的控制器和总控制器进行连接，建立总线控制系统，进行分布式控制。

如下图所示，机械设备发动机根据设备的运输参数和用户控制耗油量，并把相关的数据发送到总控制系统，由总控制系统发号控制指令；液压泵要根据泵出口处压力表的显示数据，对液压泵的排量进行调节，把相关的数据发送到总控制系统，从总控制系统接收其他控制系统的指令。液压阀接收操作人员的控制，对液压阀进行控制，并把液压阀的相关数据传送给总控制系统，由总控制系统接收其他控制系统的操作指令进行控制[5]。

使用总线分布进行执行系统控制，能很大程度的提升控制系统处理信息数据的效率和速度，实现全线电子系统控制机械设备的能源消耗，从而达到节能的目的。

结束语

由上文可以看出，传统的节能控制系统存在很多问题，只能进行局部的能源控制，因此，建立工程机械电子全线节能控制系统是很有必要的。此种技术设计的全线电子节能控制系统和分布式节能控制系统，实现了动态功率和动态工况的节能控制，为以后机械设备的节能控制技术的发展，起到了较大的推动作用。

参考文献

[1] 杨哲.工程机械电子节能控制技术研究[J].中国市场，2014，（27）：126-127.

[2] 陈德毅.工程机械电子节能控制技术研究[J].建筑界，2013，（06）：185-186.

[3] 邬刚.工程机械电子节能控制技术研究[J].中国科技信息， 2013，（12）：203-204.

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随着科技的发展，机械制造正向着自动化的方向发展。机械制造自动化技术是一种综合性较强的技术手段。在一定程度上，机械制造自动化的水平能够反映出一个国家工业化发展的程度，这就能看出机械制造自动化的重要性。本文介绍了机械制造自动化的一些技术特点，并且就机械制造的发展前景进行了探讨。

【关键词】机械制造 自动化 发展趋势

机械制造技术是用来进行对产品的设计、加工、制造、生产等流程的一门技术。机械制造自动化能够大大提高机械制造的效率和产品的质量，也能够缩小制造的成本。在我国，机械制造自动化技术在改革开放后取得了较大的进步，甚至在某些领域已经达到先进水平。机械制造自动化对国家的经济发展有着举足轻重的地位，是整个制造行业的基础。

1 机械制造自动化的特点

1.1 安全性能高

机械制造是一项较为危险的工作，但是机械制造自动化的发展使制造的危险性大大降低。机械制造自动化技术能够做到自动报警、自动诊断等预防，在进行机械制造时，自动化系统中含有着各种各样的保护功能，这些功能能够根据在生产过程中出现的安全隐患进行自动判断，从而降低发生危险的可能性，最大限度的保证制造业的人身安全和财产安全。由于机械制造自动化技术是通过电子信息功能来实现对机械设备的操作，因此降低了人工事故的发生率，进一步提高了安全性能。

1.2 生产效率高并且质量较好

机械制造自动化加工过程中所用的设备都具有精度高、系统性强等特点，在进行制造时，制造系统利用原先已经编写好的程序进行加工工作，不用人工进行测量或操作等工作，因此会大大减小由于人工操作而导致的误差，并且能够提高产品的合格率。在整个加工过程中，工作人员只需要进行启动系统的工作，机械会严格根据系统的指令进行加工工作，并且相同工件只需要一套系统就能完成，因此大大的提高了加工的速度，也保证了加工的质量。

1.3 解放了人类双手

传统的机械制造技术只能单纯的依靠手工进行操作，并且费时费力，而机械制造自动化技术实现了机械生产的机械化和自动化，因此就将人类的双手解放出来，不再进行劳累的加工工作。转而将这些工作交给了机器。机械制造自动化开始让制造业的人们从事脑力劳动，社会上也不必去提供一些低端劳力岗位，更多的是需要一些技术性的人才。机械制造所生产的产品具有单一性的特点，因此可以加入更多的技术，让产品的科技含量大大增加，也缩短了产品换代的周期。

1.4 系统工程和综合技术

现在，越来越多的现代化技术被应用到机械制造行业中来，例如计算机技术、感应技术、新材料等开发技术等，机械制造技术已经从传统的生产制造领域发展成为与现代化技术相结合的高新产业之一。新技术的使用让制造技术迈入了全新的领域。当今，先进的机械制造技术能够提高企业的竞争力和国家的经济实力，因此，机械制造业发展成为了集市场调查、产品设计、销售服务为一体的集中式产业，一体化的方式让企业的经济效益大大的提高。

2 我国机械制造业的发展现状和问题

2.1 我国发展现状

由于在我国机械制造自动化技术起步较晚。因此，相比于国外我国在机械制造方面仍落后于先进国家，我国在机械制造技术上存在的问题主要是自动化程度低，缺乏尖端技术，我国机械制造还没有实现大规模的制造生产。我国行业制度^国外先进技术相比也比较落后，制度问题在发展过程中是必然存在的，这反映出我国在制度建设领域还是存在着一些问题，现今仍有一些企业采取着人工管理模式。我国在机械制造自动化领域企业应用计算机系统的积极性还太差，很多企业都没有实现自动化、系统化的制造。

2.2 制造工艺不够成熟

在国外西方国家中，大多数都经历过两次工业革命，因此其工业的发展水平整体是高于国内的，国外的工业水平经过长时间的发展后已经形成了一个完整的模式，我国在工业方面起步较晚，因此技术模式上还是存在一定的差距。尽管在近几年，我国工业发展进入了一个超速发展的时机，但是，短时间的发展仍不能真正的追上发达国家的制造工艺，但是经过长时间的发展后，定然会赶上世界先进水平。

2.3 自动化程度较低

机械制造自动化最核心的应用是自动化，唯有将自动化水平提高上去，才能把握住机械制造行业的命脉。将自动化技术应用得当，可以大大的提高生产的效率，在国外，自动化的水平已经达到一个较高的水平，对计算机技术的应用和对自动化的控制水平上都已经非常成熟，甚至已经实现了完全的自动化。在我国，由于开发成本等一些问题的限制，唯有着一小部分大企业能够实现自动化，其它企业的自动化水平还相当低，并且对自动化技术的应用还不够成熟。

3 自动化技术的发展前景

3.1 自动化和网络技术相结合

当今世界计算机技术在飞速发展，网络技术的应用范围在不断扩大。因此，将计算机技术与机械制造自动化技术相融合必然是未来自动化技术的发展方向。在网络技术下，可以通过互联网技术的监视技术、远程操控技术等实现对机械制造时的管理，可以通过远程控制技术实现生产。可以说，计算机技术结合机械制造自动化技术将会大大改变人们的生产方式，人们不用再守在机械旁边，并且能够实现更好的对机械制造过程的全程监管，降低了人工劳动量。

3.2 精确高效智能化

精度和效率可以衡量一个机械制造技术的发展水平。随着科技的发展，机床的改变越来越多，新的一批高性能、多芯片的机床正在渐渐的投入到使用中，数字控制技术也在飞速发展和改善，这使得机床的加工精度和效率得到了质的飞越。人们也正在研究将智能化的系统应用到机械制造领域，智能系统是基于计算机模型来模拟人类的思想行为然后再得出具体的实施方案，并且可以从中挑选出最适合的方案进行执行。随着科技的发展，自动化和智能系统相结合已经可以得到应用，通过智能化系统发出的指令来完成人类的各种工作已经实现，智能自动化正在向着更复杂的方向发展。

4 总结

本文针对机械制造自动化这个问题，对机械制造自动化的技术特点和发展进行了阐述。在机械制造特点中提出了安全性能高、生产效率高并且质量较好、解放了人类双手、系统工程和综合技术四个特点。后又根据我国发展现状提出了我国发展中存在的问题并对制造工艺不够成熟、自动化程度较低两个问题进行具体叙述。最后提出自动化和网络技术相结合、精确高效智能化两个发展前景。希望能够有所帮助。

参考文献

[1]郭雄.机械制造自动化技术特点及发展前景展望[J].山东工业技术，2015（05）：52-52.

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关键词：智能控制工程；机械电子工程；概念；应用

0引言

随着我国科学技术的不断发展，各行各业针对机械电子产品需求量正在不断提升，同时，人们还希望机械电子产品能够具备智能化且自动化的多元化特点，从而满足于社会发展需求。把智能控制工程应用于机械电子工程当中，是未来我国发展的必然趋势，不仅能有效提升机械电子产品的生产效率，还能有效降低机械电子产品的生产成本，在一定层次上有效提升了机械电子产品的可操作性和实用性，进一步促进了企业实现可持续发展。

1智能控制工程的相关概念

智能控制工程的外文名称是“Intelligentengineering”，在智能控制工程当中包含多样化的智能系统、集计算机理念和信息技术理论相结合的工程，具有着系统性、多样性以及可操作性等特点。随着我国社会经济的飞速发展，在当前社会发展背景下，有很多科学技术都被逐渐研发出来，并且还应用于机械电子工程中，不仅在一定层次上有效提升了机械电子系统的使用效率，更是确保机械电子工程能够顺利开展。但是随着人们生活质量的不断提升，促使人们针对机械电子产品性能要求也越来越高，所以，这就需要机械电子系统当中的每一个部件都能得到有效整改，从而为我国企业发展奠定良好基础[1]。

2机械电子工程的相关概念

机械电子工程外文名称是“MechatronicEngineering”，是属于机械工程演变而来的机械电子工程，最初的机械工程是以人工控制为核心，在其生产能力方面存有较大问题，但是随着电子技术的不断发展，把电子技术应用在机械工程中，在一定层次上有效提升了机械工程的生产效率。现如今，合理运用机械电子工程的方式开展生产活动，能够有效满足各个行业的发展需求，而且相比较传统的机械工程而言，机械电子工程主要是运用机械设备为核心，不仅有效提升了产品性能质量，还增添了信息交流功能，进一步促进电子技术的发展。

3智能控制工程在机械电子工程中的应用

将从集成自动控制的应用、神经网络控制系统以及预测控制技术的应用等方面，针对智能控制工程在机械电子工程中的应用方式，展开较为深入的分析。

3.1集成自动控制的应用

在机械电子工程当中应用最为广泛的一项智能控制技术就是集成自动控制技术，并且该技术还是在信息技术基础之上发展而来，针对信息技术实现创新和优化，能有效完善机械电子工程的控制系统。在机械电子工程当中有效运用集成自动化，还能针对生产过程中的机械电子设备实现统一管理与控制，进而发挥出每一台电子设备的优势，促使各种设备都能实现一同发展，提升每台电子设备的生产效率和生产质量。现如今，集成自动控制技术还可以在运行的过程当中有效整合各种设备的运行情况和生产信息等，从而针对收集到的信息运用有效的控制方式，最终实现多台电子设备的集成控制。随着我国科学技术的不断发展，促使原有集成自动控制系统正在向着柔性自动控制的集成控制系统发展，能够在实际工作当中更加高效的完成产品生产与制造。

3.2神经网络控制系统

所谓“神经网络控制系统”主要是根据人类的神经系统进行模范创设，由于人类神经系统当中存有很多神经元，而人类的大脑可以针对这些神经元进行有效控制，甚至还可以针对全身实现有效控制。由此，神经网络控制系统也是根据这一理念演变而来，虽然神经网络控制系统没有人大脑中的神经元较多，但是也能在一定层次上实现智能操控系统，将通过构建完善的神经网络控制系统，从而针对某一区域的机械电子设备实现有效控制，以此来有效降低人工劳动量，提升控制效率。神经网络控制终端能够针对每一个神经元都进行一同控制和处理，然后在把已经处理过的信息及时反馈给神经元，在由神经元进行分配每一个机械电子设备应当完成的工作。例如：根据目前数控设备的工作现状来看，大部分数控设备都是由人工控制进行完成相关操作内容，在实际工作中缺乏信息识别和处理等功能，但是在该设备中加入神经网络控制系统之后，相关人员只需要在工作中整改系统运行参数，就可以针对整个生产流程加以控制，同时，也不会在运行的过程当中受到人为因素的干扰[2]。

3.3预测控制技术的应用

在机械电子工程当中有效运用预测控制技术，不仅可以针对电子设备的实际运行情况进行开展准确的预测工作，还能根据最终的预测结果从而针对该设备实现精准控制，以此来有效满足每一个行业针对生产的生产需求。例如，将以高速液压机为例，随着我国社会的不断发展，为了确保高速液压机能够适用于当前社会生产需求，这就需要针对高速液压机设备的运转速度和压力进行有效提升。在高速液压机中运用预测控制技术，从而根据高速液压机系统的实际运行现状创设针对性的预测模型，然后在针对该设备的运行速度和压力，进行智能化控制。与此同时，还需要在控制的过程当中预测高速压机的输出值，然后在进行精准的确定高速液压机在运行过程中存有的误差，同时还需要在运行过程当中给予精准的控制，以此来防止由于速度过快或压力过大从而引发的设备误差问题。

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在我国经济与科技水平快速增长的背景下，机械电子工程也得到了快速发展，其正不断向着机械化、多元化以及智能化的方向发展。在此种现象下，在机械电子工程之中，控制工程具有更为显著的功效，人们在对机械电子工程给予极大关注的同时，也应提高控制工程的发展，推动机械电子工程行业的快速发展。

2机械电子工程与控制工程概述

机械电子工程从字面意义上而言，其既具备电子信息，同时也具备机械特征。在日常应用过程中，机械电子工程会涉及到大量学科与领域，其不仅需要工作人员具备较强的计算机模块处理水平，还需要其可以具备系统化的工程设计能力，保证机械电子工程行业逐渐向现代智能化方向发展。

控制工程则是一款可以有效运用网络技术对工程过程开展自动化信息管理的技术，利用计算机设备，控制工程技术可以对各类设计性问题以及参数进行模拟，而后通过计算机云计算的形式，可以对各项关键性信息数据开展输入与输出，对最终结果进行核算，从而有效解决工程运行之中存在的问题，对工程质量进行严格把控。

3机械电子工程现状

20世纪80年代，日本已经具备了无人化工厂，发展至今，其机械电子工程相关技术已经十分娴熟，在全世界都处于领先位置。而我国目前机械电子工程出现的时间较短，无论等级、数量或者是档次都与世界发达国家具备一定差距，从而导致我国十分依赖机械电子产品的进口，像数控机床等。我国如今数控机床应用比率远远不及发达国家的覆盖应用率。

目前，我国机械电子技术无法满足现有工程的需求，机械电子工程自身对智能性、控制性的需求较高，从而必须在机械电子工程之中科学地应用控制工程，在工程实践过程中将知识层次与体系进行有效融合，保证工程行业的深入发展。我国机械电子工程正处速发展的时期，发展前景十分广阔，随着科技的发展，其理论与技术必定会有质的飞跃。

4控制工程在机械电子工程中应用的优势

控制工程技术与传统的技术相比，其具有极强的可操作性与可应用性，与此同时，机械电子工程中的设计对象往往都是实践性合同，可以运用策略化对预期目标进行实现。控制工程技术自身操作十分快速方便、空间结构更为简单，具有极佳的使用性能，可以帮助人们解决十分复杂的问题，在机械电子工程之中应用控制工程可以达到十分理想的效果。如今控制理论都是将空间线性工程作为基础，可以为机械电子工程带来极强的技术与理论支持，达成科学化生产的目标。

5控制工程在机械电子工程中的应用

5.1模糊控制系统的应用

随着控制技术的极速发展，模糊控制是在现有控制体系之中诞生的新技术，往往被人们应用于十分简便的生产制作过程中。机械电子工程本身是一个极具复杂性的工程，如若运用传统的技术手段对其进行控制，不仅仅系统构建十分困难，且最终控制效果也较差。而模糊控制属于仿生学中的一种类别，其主要是通过行为进行推理，往往是人们用于模糊现象过多而进行的一种复杂推理，其同时也是机械电子工程之中控制工程的另一种应用形式，具备着极大的潜力，可以针对机械电子工程之中产生的模糊信息进行有效处理，对工程运行过程中产生的温度线性问题进行妥善解决。在此种背景下，模糊控制工程顺势而生，将其在机械电子工程之中进行合理应用，可以促使工业制造过程更加清晰明了，从而有效解决生产环节之中诞生的问题。模糊控制系统的应用不需要对对象开展精准描述，仅仅利用最简单的测量程序就可以算出最优输出数值，对目标进行完美控制。与此同时，在机械电子工程之中应用模糊控制系统还可以将编程或者程序变得简单化，从而大幅降低生产难度，有效控制生产投入成本，只要工作人员牢牢控制技术偏差范围，就可以满足工业生产的严格标准。

5.2神经网络控制系统的应用

神经网络控制系统是将生物学作为技术基础构建而成的，其主要是将多个十分简单的网络神经元进行科学链接与有效分配而开展工作，从而形成一个具备高效益的网络智能型整体。在神经网络控制系统工作过程中，每一个网络神经元都负责不同的工作，只要将其进行科学链接就可以获得一个带有复杂性与技术性的神经网络控制系统。神经网络系统可以对带有大量复杂关系的数据信息进行有针对性的精细化处理，带有较强的数据信息处理的记忆功效是神经网络控制系统之中最大的特征，此系统可以开展与人类记忆系统相仿的适应性学习。神经网络控制系统在机械电子工程中的发展方向主要是区域智能化开发，将其应用于机械电子工程之中可以显著增强工程工作效率，且保证工程产品的质量、数量以及精细化程度，而如若在数控机床之中运用神经网络控制系统，还可以保证工作过程的效益性与安全性。

数控机床自身就是由多个电子网络构成，运用不同的连接形式可以将其最终构成一个繁琐的网络交互系统，从而对数量极大的复杂数据信息进行妥善处理，完成自我学习与辨识的功能，为数据的诞生提供安全可靠的自动化设备保障。与此同时，神经网络控制系统自身包含产品的切削、组合以及清洁等功效，可以有效降低工程生产投入成本，提高企业经济效益。

5.3智能控制系统的应用

当计算机技术与控制技术发展到某一程度之后，在机械电子工程之中智能控制系统就被正式投入应用，保证生产过程的智能化。智能控制系统可以依据人类的思维模式，开展带有拟人性的操作流程，对有关数据信息进行自动精准获取，并保证生产过程的智能化。智能化控制系统最关键的功效在于其可以模拟人脑的控制机构，促使自动控制系统可以对数据信息进行获取、整理以及分析。在机械电子工程之中应用智能控制系统，不仅可以大幅提高生产工作的效率，且与人工生产相比，智能控制系统还具备可控性与标准性，可以保证生产产品的质量。与此同时，在企业运用智能控制系统时，还可以对生产环节进行精准控制，在保证产品质量的同时，可以极大程度地降低人力、物力成本，提高经济效益。

5.4预测控制系统

在机械电子工程中应用预测控制系统，可以对最终预测成效进行准确控制，从而保证产品可以满足施工与生产的需求。例如高速液压机，随着工程行业需求的大幅提升，人们逐渐对高速液压机自身的性能提出了更为严苛的要求，需要设备大幅度提高自身运转速度并可以承担更大的负荷。在此种情况下，企业就可以应用预测控制系统之中的模拟功效，对高速液压机自身可以承受的负荷进行合理预测，同时其中的预测功效也可以将高速液压机工作过程中的误差、控制器输出功能以及超负荷的冲击力进行科学计算，严格控制设备工作过程，最大程度降低因超负荷或误差带来的工作误差，保证设备正常工作。

5.5柔性机械臂轨迹跟踪控制系统

柔性机械臂轨迹跟踪控制系统是机械电子工程之中控制工程的最直观体现，同时也是其最关键的构成部分。柔性机械臂自身重量较低、材料用量少且消耗能源偏低，利用关节之间具备的柔性，可以实现很多高难度的快速动作，完美实现人机共同作业，极大程度地保证了工作人员的作业安全。柔性机械臂轨迹跟踪控制系统通常情况下有快变与慢变两种控制形式，因其为分布式参数系统，从而其需要较强的耦合性。将慢变与快变两种控制器进行科学结合，可以对柔性机械臂进行精准控制，从而保证工作的流畅性。

5.6集成自动控制系统

集成自动控制系统自身发展时间较长，如今的控制系统是在原有自动控制系统上不断经过优化与完善得来的。在机械电子工程之中其往往作用于机械生产加工中，从而完美实现高效率与高标准的自动机械加工流程，形成一条自动化加工流水线。随着科学技术的快速发展，如今很多工程企业之中都保留了集成自动控制系统，有效控制程序的输出与输入，保证机械生产制造过程的高效率与高质量。

5.7鲁棒性控制系统

鲁棒性控制系统被人们定义为在外界环境的不断影响下，其某一性能始终保持不变，正是因为此种特殊性能，导致机械电子工程之中鲁棒性系统具有极为广泛的运用。尤其是在柔性臂系统之中，鲁棒性系统可以对系统控制器中的结构进行调节，模拟操作过程的轨迹，并对补偿控制进行计算，从而保证控制系统可以对已经设定的程序与运行轨迹进行精准、严格控制。

6机械电子工程中控制工程未来的发展

随着科学技术的快速发展，如今控制工程行业正在逐渐进步，且已经在各个工业生产领域之中被广泛应用，在机械电子工程之中应用控制工程，不仅可以保证工作进程的稳定性，还可以有效提升工作效率。

在未来的发展过程中，控制工程会变得愈发科技化与创新化，并且会更广泛地应用于机械电子工程，保证自身性能逐渐向实用化方向发展。与此同时，控制工程还应向着更环保节能的方向发展，保证工业产业与生态环境和谐发展。

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关键词:农业机械;控制工程;技术;发展

随着自动控制技术的发展，其在各个行业得到了广泛的应用，在农业机械生产中，控制技术的应用可以极大地提高农业机械智能化发展，对于实现农业信息化、智能化发展具有重要意义，控制技术的研究水平逐渐引领着世界农业的发展方向。控制工程与农业机械技术相结合能够有效增强作业效率，使农业机械技术在现代化农业发展中得到更大的利用，两者可以相互促进发展。控制工程可以为农业机械化技术的研究提供多样化的技术支撑，从而实现互相促进的目的，在当前农业现代化发展的中，农业机械化技术水平的高低将直接影响到农业现代化的发展，因此，农机控制技术的发展对于当前农业现代化的发展起着不可或缺的作用［1－2］。我国农机控制技术起步相对较晚，但是发展速度较快，目前基本实现农机各个方面的控制［3］。但是我国农机控制技术仍然存在农业信息化基础设施薄弱、控制精度差、智能化水平较低等问题，导致农业物联网、大数据、云平台等技术还处于初级阶段，农业智能化发展较为落后。未来我国应该积极引进国外先进经验和技术措施，基于我国农业生产实际国情，不断进行技术改革与创新，逐步完善适合我国现代农机控制技术与发展体系，逐步建立完善的农机控制工程相关技术体系，推动控制工程技术在我国现代农业生产的高效运用［4－6］。

1农机控制工程系统核心技术

控制工程的存在主要是根据工程理论与先进的计算机技术相配合而形成的，如控制数据参数的改进等，从而完成对农业机械的控制。该技术首先被提出在18世纪到19世纪之间，主要被用于当时的蒸汽机中，为了提高机械的作业效率，从而控制工程这一新技术为顺应当时背景发展被提出，慢慢随着时间的推移，更多的专业技术人员提出了更加完善的控制工程技术。21世纪后，科学技术得到了空前的发展，与信息技术相结合的控制技术变得越来越成熟了，同样，也被更多人所使用接受，形成了更广阔的推广发展。目前，关于农机控制工程系统的核心技术主要包括机械电子工程技术、集成控制技术、预测控制技术、模糊控制技术、神经网络控制技术及鲁棒控制技术［7］。

1.1机械电子工程技术

机械电子工程技术是农业机械技术的基础技术之一，主要包括自动控制技术、电子信息技术、机械制造技术及传感器技术等。其中，机械技术是机械电子工程技术的核心，支撑着其他技术的应用与发展，其机械技术的发展效率直接影响后续技术的发展及工作效率。自动控制技术主要是对机械设备及相关零部件的工作轨迹、运行状态中的各项参数及最终要达到的目标进行控制;传感器技术主要是对机械设备及各个关键零部件的工作参数及工作状态进行精确的检测与控制，其传感器检测精度直接对设备运转产生一定的影响;电子信息技术主要是结合电路及电子学等基础理论知识选取相应的电子产品或电器元件。

1.2集成控制技术

集成控制技术是一种常见的农机控制工程技术之一，主要是通过相关信息收集、处理系统，实现对相关农业机械产品各个零部件的数据信息进行有效的集成、融合与处理，从而实现农业机械的自动操作与决策，可以极大地提高农业生产效率，实现自动化及智能化生产。集成控制技术是目前农业生产中应用最为广泛的控制工程技术之一［8］。

1.3预测控制技术

预测控制技术是近几年逐渐发展起来的新型农机控制工程技术之一，可以处理相关机械设备运行中的滞后过程，属于一种闭环控制算法，可以根据对象的历史信息和未来输入预测其未来输出，具有良好的跟踪性能和较强的抗干扰能力。预测控制技术可以对农业生产中相关设备的运行误差及变化率进行有效控制，结合相关数据及时进行机械运行状态的调整，对于提高农机工作效率具有重要意义。

1.4模糊控制技术

模糊控制技术主要是以模糊数学理论为基础形成的一种控制技术，是通过模拟人的近似推理和综合决策过程(又被称为经验方法)。在设计中不需要建立被控对象的精确数学模型，使控制算法的可控性、适应性和合理性提高，成为农机控制工程技术的一个重要分支，对于农业生产中难以获取、动态特性不易掌握或变化非常显著的过程非常适用，其鲁棒性及抗干扰能力较强，因此特别适用于非线性的过程变化及滞后系统的控制。模糊控制系统的主要系统框架图如图1所示。

1.5神经网络控制技术

神经网络控制技术是指在被控制系统中可以进行系统工作优化、推理、故障诊断等功能。神经网络具有很强的适应能力及学习能力，农业生产环境较为复杂，利用神经网络技术可以对控制系统的不确定性、时变的环境等进行合理、精确的决策、控制及学习，是推动农机智能化发展的重要技术之一，代表了当前社会科技水平的进步，它是依托于生物学理论将控制工程与其相结合而形成的一项控制技术。该项技术的工作使用主要是将控制系统中的各连接点看作人体中的神经元，通过节点连接从而形成一个网格框架，形成一个动态的系统，通过后续操作完成信息的传递。在农业机械技术发展中使用该项技术，能够对其控制数据信息完成函数赋值，利用计算得出结果，从而使得神经网络技术能够更加智能化地使用在农业机械作业当中，有效提高其作业效率。

1.6鲁棒控制技术

通过对于鲁棒控制技术的使用不会因外部的影响改变正确数据的使用，正是因为该类技术的优点，其得到了人们的认可，获得了更加广阔的推广发展。例如，农业机械中的采摘机械臂，该类机械由于其参数系统的独特存在，受到外界因素影响后容易产生变化，从而影响到其正常工作，会形成较为严重的作业误差，使其操作控制变得非常困难。鲁棒控制技术能够更加良好地解决此类问题，该项技术将模态法融入其中，控制系统被分成慢速和快速系统，利用控制调节器改善系控制统的加、减速度。该类控制技术可以有效降低外部影响因素对于控制系统的影响，显著增强了农机作业效率和工作性能［9］。

2农机控制工程技术在实际中的应用

2.1遥感技术

遥感技术自从被提出后，就被广泛应用于现代化农业生产中，对于农业机械的发展起到了不可或缺的作用。在农作物的种植生产过程中，利用该项技术可以有效对农作物的生长状态起到良好的监测作用，从而获得人们通过肉眼无法发现的细节，根据所得的数据进行统计分析，对于农作物的生长开展有效的后续工作;通过对农作物的病虫草害监控及防治，可以有效避免病虫草害的出现，利用该项技术发现源头所在，完成防治处理;最后，对于自然灾害也可以起到一定程度的监测作用。

2.2农业无线通信技术

传统农田作物的生长状况监测，不但要耗费大量的人力，而且不能够做到实时监控，如采用有线测控系统，则需要铺设光纤或者电缆，增加了农业生产成本，降低了系统的灵活性和可扩展性。随着传感器技术、无线通信技术及嵌入式控制技术的发展，无线传感器网络可以实时监测、感知和采集监控区域的信息，并将采集到的数据处理后发送给终端用户，降低农业生产成本，有效提高了农业实际作业效率。

3农机控制工程技术的未来发展前景

我国对于控制工程的研究与国外发达国家相比进程较慢，在该领域的技术研究中与国外相比还需继续努力，伴随我国经济水平和科技水平的不断提高，以及对于控制技术的深入研究，其得到了巨大的提升和良好的改善，控制工程应用于机械电子工程中，能够更好地推进农业机械化的推广发展。为了能够使该项技术得到更好的发展，需要加大科研创新，走向全新的发展道路，从而推进农机控制工程技术更好的发展。在发展农机控制工程技术的前提下，要牢记绿色农业及农业可持续发展理念。农机控制工程技术的发展不仅仅局限在经济效益上，还需要将其与绿色发展相结合。在发展该类技术时，需要注意其对生态环境的影响，一定要保障其绿色发展，从而做到技术环保，能够良好的完成绿色农业的可持续发展。政府及高校教育部门应该加大科研资金投入，积极引进相关的设备与人才，进而促进农机控制工程技术在农业生产的快速应用与发展，加大科研资金的投入，促进相关农机控制技术的创新与发展，提高我国农机整体装备水平，加快推进农业现代化进程。

4结论

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关键词：机械电子 教学方式 教学环节

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0133-02

机械电子工程简称机电一体化，表示机械学和电子学两门学科的综合。机械电子工程以机电设备为研究对象，从系统的角度出发，应用机械技术、电子技术、控制技术和计算机技术等先进技术，实现设备功能最佳化[1]。高校机械电子工程专业若要培养优秀的机电一体化应用型人才并且能持续生存和发展，就必须积极探索和实践机械电子工程专业应用型人才的培养模式，培养适应时展需要的从事生产一线的机电一体化的高级应用型人才[2]。

1 机械电子工程专业应用型本科人才培养的目标

高等院校在学生的培养过程中侧重于理论课程体系的改革和部分实践教学的强化，没能以系统化的角度去注重学生实践能力的培养，致使毕业生在人才市场上没有竞争优势[3]。结果造成这个新兴专业失去应有的特色，达不到培养的预期目标[4]。

机械电子工程本科专业人才的教育，在培养规格方面，以培养具有一定创新和实践能力的、具有工程师基本技术素质的应用型人才为目标；在培养模式方面，以社会需求为目标，以培养工程技术应用能力为主线，优化能够体高学生知识、能力、素质的培养方案，以“工程应用”为特征和主旨构建课程体系，重视学生的理论知识和工程技术应用能力的培养。

2 机械电子工程专业应用型本科人才培养的课程构建

机械电子工程专业应用型人才培养课程构建应围绕两个点、四个方向。两个点是专业基础课和专业技术课，四个方向是数控、工业机器人、流控和测控。课程包括机、电、液（气）、控、算等方向的相关课程。机械电子工程专业课程构建定位在机械工程领域，突出各学科方向的有机融合，主要对机械设计、自动控制、设备故障诊断及状态检测等方面开展研究和设计。

2.1 机械电子工程专业教学体系

机械电子工程专业中，机为基础。机指机械专业的基础知识，包括机械制图、工程力学、金属工艺学、工程材料及热处理、互换性与测量技术、机械制造工艺、机械原理、机械设计等课程以及与课程相关的实践。学生在学习机械类课程的同时加强计算机技术、自动化技术、接口技术等课程。合理调整机和电的关系，采用机电并重的培养原则，对原有覆盖较广的课程精简、优化，建立学生能够学好并掌握的课程体系，重点是将机械、控制、电子以及计算机等相关领域的技术应用于机电系统和产品制造过程。

2.2 机械电子工程专业整体课程设置

课程设置是一项系统工程，课程设置不仅要考虑到学科、专业之间的相互交叉、相互渗透，还要考虑行业对知识、能力的要求。在课程设置上，主要分为机械设计、机械制造、电工电子、流体控制、机械控制和计算机控制六大部分。

机械设计包括机械制图及CAD、工程力学、机械原理、机械设计等专业基础课程。这些课程为学生掌握机械设计的基础知识，并为机械制造系列课程的学习打下基础。

机械制造包括金属工艺学、工程材料及热处理、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学等。这些课程为学生打下机械制造的基础知识，并通过金工实习和课程设计使学生受到良好的实践训练，从而能进行机械零部件的结构设计和工艺设计。

电工电子包括电工、模拟电路、数字电路、微机原理与接口技术、电力拖动等课程，强调电工电子技术和计算机在机械设备中的应用，为学生进行机电一体化设备设计打下基础。

流体控制包括流体力学、液压（启动）原理、液压控制系统等课程。

机械控制包括机械工程导论、机械振动学、机械控制工程基础、机械测试技术等课程。

计算机控制包括VB、C语言、VC++等课程。

在培养应用型人才的工程能力、技术能力和创造能力的课程组中，强调课程设置的系统性和整体性，以使单项技术或综合能力的培养不断得到强化，减少课程内容上的重复，在有限的时间内获得良好的教学效果。

2.3 加强专业基础课程教学

专业基础课的教学在高校培养人才中占的比重较大，教学重点在于理论，这些理论是专业知识体系的根本，内容已经经过实践验证和沉淀，是学好其它专业技术课必需掌握的知识。机械电子工程专业应用型人才的工程实践能力、创新能力也是建立在必备的专业基础课之上的。因此，在设置专业基础课时，要充分了解人才市场要求的专业知识并考虑学生今后的专业拓展能力。

2.4 加强培养创新能力的实践教学

机械电子工程培养方案加大了实践教学在整个教学环节中的比重，实践教学必修学分约占该专业毕业最低学分要求的35%。根据学生的专业知识结构与水平，对实践教学体系进行分类别、分层次、分模块的创新性设计。在人才培养活动中，创新能力的培养应占有较大的比重。如产品生产过程机电一化设备设计、数控加工、系统故障分析与排除等。“以学生为中心”、“以问题和课题为核心”，进行以启发性和创新性实验的研究性学习，逐步使学生树立创新意识，激发学生的创新个性，培养创新思维，不断提高创新能力。创新能力的培养以课程设计、工艺实习、工程教育实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等实践环节作为载体，并尽量选择实际课题，以强化创新能力训练的力度，同时在这一系列的实践环节中培养学生良好的职业习惯和职业精神。

3 加强实践教学平台建设

加强实验室建设，整合共享实验资源，避免重复建设。在原有硬件设施基础上，分层次、分模块地逐步改善实验教学条件。引进实验室管理系统，完善实验室开放管理制度；建立与完善校内实训中心和校外实训基地，使其成为学生理论联系实际、获取实践经验、形成应用能力的基地。紧密依托行业、企业，加强校企之间、校与校之间、学校与科研单位之间的联合，从校外实习基地聘请兼职教授、高工，定期举办学术报告、讲座以及指导学生实习、指导毕业设计等工作，积极开展合作培养，构建稳定的实习基地建设和发展的长效机制。

4 结论

我国正在由制造大国转向制造强国发展，只有培养出熟悉机电一体化设备的设计、制造、维护，并且熟悉控制技术、检测及监测技术、编程技术的专业技术人员才能在企业生产过程中发挥更大的作用。高等院校机械电子工程专业应用型人才培养应转变观念，不断探索适合于应用型机械电子工程专业人才的培养模式，以适应时展的需要。

参考文献

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[2] 王亚静，周佑喜，何兆太.机械电子工程专业学生实践能力系统化培养模式探讨[J].武汉生物工程学院学报，2010，6（2）：139-141.

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关键词:控制理论；控制工程；机械电子工程

1前言

控制理论最早是在18世纪英国技术革命时期被提出的,在瓦特改良了蒸汽机后,尝试着把离心式非锤调速器的基本控制原理在蒸汽机转速控制中使用,从而为人类社会生产力的发展贡献了新动力,也就是蒸汽机运用。在后来漫长的发展过程中,随着诸多电气工程师的不断努力,终于研发出更加科学与系统化的控制分析系统。随着信息时代的到来,控制技术作为IT行业的技术性支撑,逐渐在各行业中得到广泛的运用。在我国社会经济的良好发展背景下,各领域的科学技术都有了极大地提升,尤其是计算机控制工程技术的发展,对于社会生产力的提高有着重要作用,同时,推动着机械电子工程慢慢地朝向智能化方向发展。所以,如何恰当地在机械电子工程中运用控制工程就成了诸多技术人员所面临的新的难题。只有根据控制工程技术与计算机机械电子工程技术的实际特点与发展情况,将二者有机结合一起在社会生产中使用,这样对于机械工程行业的发展有着重要影响。

2控制工程与机械电子工程相关概念

控制工程,是一种工程理论和计算机技术理论相结合的概念,该技术主要是面对自动化技术中所产生的各种问题,对其进行有效处理的一项技术,其主要应用于不同的机械电子工程技术实践工作中,同时随着控制工程水平低提升,其应用范围也不断扩大,得到越来越多的科研人员与技术生产人员的重视。机械电子工程并不属于独特工程学科,它一般是借助于模块化的方式来实现最系统的控制,而机械电子工程系统具备构造简单的特色,这样就显著减小了机械电子工程系统的总体积,加强了其整体功能。随着机械电子工程系统的发展,其水平在不断提高的同时,技术发展也趋向更加复杂,这就给工作人员的操作带来了极大的挑战和压力,这就要求将机械工程与计算机技术二者有效结合起来,从而便利于工作人员通过控制工程来实现对机械电子工程系统的操控,提高生产效率。

3控制工程在机械电子工程中的使用

3.1智能控制系统在机械电子工程中的运用

智能控制系统指的是人工智能和计算机技术相结合,对机械电子工程中中的特定的操作流程实施人工化的智能模拟与控制,从而让智能机器人模拟人工操作方式来完成工作。其原理在于让智能控制系统模拟人类大脑的思维模式,从而实现自主收集所需信息等工作。所以,信息时代背景下,社会生产智能化是各行业发展的主要趋势,将智能控制系统结合人工智能的特性有效地运用于社会生产中,和过去相比生产效率得到了极大的提升,不仅减少了人工操作,避免了工作人员操作不当所带来的失误,还能通过智能控制系统严格控制生产操作各环节,有效地减少成本。

3.2鲁棒控制的使用

所谓鲁棒控制,从应用的角度讲,就是设计一个控制器,满足一些性能指标。而几乎所有的控制问题都可以转化为图1表示。控制系统中的鲁棒性说的是,在确定已有外界因素干扰的前提下,控制系统某方面的性能可以始终维持不变的一种特点。所以,多变量型鲁棒控制系统以其独特的作用在机械制造生产中逐渐推广开来。在柔性臂轨迹制造过程中,一般选择滑模变的结构控制方法来实现对慢变控制器的控制,选择H∞的控制理论来研究出鲁棒控制器从而调整系统控制器的结构,因此,在操作轨迹的模拟研究中,通过补偿控制算法展开计算工作,由此来确保滑膜变结构和H∞。通过对控制理论的科学组合使用,有效地利用控制系统来精准地控制目标轨迹的运行过程,实现电子机械工程地良好运转。

3.3模糊控制工程在机械电子工程中的使用

机械工程的加工流程由于步骤多、工作繁琐,因此显得不够简单,因此想要利用传统的控制方法来建立模型对于工作人员来说难度较大,直接提高了工作人员的工作压力,因此,选择传统的控制方法建立模型所实现的自动化控制效果往往较差。面对该问题,科研人员选择利用模糊控制来进行处理。模糊控制的作用在于将上述复杂的问题简化。模糊化控制与传统机械电子工程中使用的控制方法最大区别在于前者不需要对机械制造工程展开精确化的数据研究,只需要确保输入量在工程要求的合理偏差范围内就行了;而后者则要求建立清晰、准确地模型,这不仅对工作人员来说是一个较大的挑战,其建立模型的效果也较差,直接影响了自动化控制效果。因此,模糊控制系统开始取代传统控制办法,在机械电子工程中推广开来。

3.4神经网络控制的使用

神经网络控制是以生物学基础为前提所开展的控制研究,主要是将许多的简单网络神经元连接成一个网络整体,单个神经元无论是构成货值使用效果都较为简单,不过当多个神经元连接起来后就能组成复杂、多功能的神经网络控制系统,该系统的作用在于可以大规模处理复杂数据,并且神经网络控制系统得以逐渐地向人工智能化的方向发展,逐渐地在智能机械电子工程控制系统中推广开来。过去工作人员在操作数控机床生产过程中,切割产品时由于技术限制不能确保其精准率,就会出现操作误差,影响生产效率与产品制成率。所以,利用神经网络控制系统在机械电子工程中的使用,能够避免数控机床切割工作中的不精准的缺点,从而有效加强数控机床的加工效率,确保机械电子工程的生产安全性,直接提高了该行业的效益收入。

4结语

随着我国社会经济的快速发展,各行业的科学技术水平都有了极大的提升,尤其是计算机控制工程技术水平的提升,对于社会生产力的发展有着重要意义,这样就能满足普罗大众日益增长的不同需求,同时推动着机械电子工程慢慢地朝向智能化方向发展。应当说,智能化是我国目前各生产行业现阶段乃至未来的主要发展趋势。机械电子工程的智能化发展主要是通过控制工程技术的使用,所以该技术目前得到了科研人员的广泛关注与青睐。为了推动机械电子工程行业,就需要将现代化的科学技术控制理念恰当地融合到该行业的发展中,实现机械工程技术与计算机技术的有机结合,从而推动机械电子工程行业长期良好地发展,最终达到机械电子工程生产效率提高的目的,也有利于该行业效益收入的增加。

参考文献

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[关键词]计算机技术；机电一体化；生产应用

中图分类号：O246 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0174-02

现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革，同时给相关生产产业带来了巨大的影响，提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展，以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。

1.计算机技术与机电控制技术的发展概况

1.1计算机控制理论的形成与技术的发展

忽略数字信号的量化效应，可以将计算机控制系统看成采样控制系统，在这一系统中，将其中连续的环节离散化，则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中，使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统，控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论，逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。

1.2机械和电子控制技术的发展和现状

在生产、科研等诸多领域里，有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前，工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内，初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现，直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化，同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展，且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制，PID是经典控制理论的代表，它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势，形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制（FLC）、变结构控制等，均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。

2.机电一体化的发展及在工业上的广泛应用

2.1机电一体化的简介和生产应用

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计算机软件系统集合起来所构成的系统总称，综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床，通过相应的数控技术，在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多CPU和多主线的体系结构，丰富了数控功能，也提高了生产效率。

柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用，是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上，它可以随机地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，更适用于多品种，小批量等的离散零件的批量生产。

可编程控制器（PLC）是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题，逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着PLC技术的进步，其应用领域更是不断扩大，可采集存储数据，还可对控制系统进行监控。PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外，随着工厂网络自动化的发展，PLC可实现通信及联网功能，更有助于工业生产的控制过程的监控。如今，PLC技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。

2.2计算机在机械产业的应用实例

计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合，不断使相关的新技术应用到更多的领域中去，这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产，更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。

PLC实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展，人类活动的范围不断扩大，机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，并从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。

PLC在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关，投入的硬币值由PLC驱动数码管显示，经过光传感器识别，通过判断，进行下一步操作，经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活，也使PLC的应用更加广泛。

交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间，这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。

电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程，最初的横机是手动横机，只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中，通过电脑的自动控制，设计人员可对编织花型进行数字化设计，通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作，由计算机指令控制系统完成整个设计的编织，极大地提高了工业生产效率。

3总结

在机械生产领域，电子技术和计算机技术的融入发展，机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术，使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。

参考文献

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[4]杨明等，机电一体化的研究现状及发展趋势，农机化研究，2006.

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关键词：电子机械技术；特征；应用；发展趋势；分析

机械电子技术是机械领域的一种新技术，主要是将电子技术和机械生产结合起来，以提高生产效率，降低劳动强度，减少成本投入，提高企业生产的经济效益。当前人们对机械电子的应用引起了广泛的重视和关注，我国也将其作为一项重要的发展内容。当前，机械电子技术还在不断的发展中，通过研发新技术，开发出机械电子新的生产潜能。

1 电子机械技术概述

电子机械技术是新兴技术，是为满足社会发展需求所产生的，当前我国众多高校纷纷设立了电子机械专业，和普通机械相比较而言，电子机械具备了更加明显的优势。电子机械技术的应用，能够极大的提升电子设备的电气系统性能，将电子机械技术和机械设备相融合，能够赋予电子设备更加完善的性能，进而更好的满足新时期各个领域发展需求。

1.1 电子机械技术发展现状

现阶段，我国对于电子机械技术的研究，主要包括下述方面：首先是电子机械设备如何应对恶劣环境，尤其是在面对强烈震动、撞击的情况下，如何才能够保证电子机械设备的安全可靠运行。在恶劣环境下，如何才能够有效控制电子机械设备温度，保证设备及元件温度处于限定范围内。如何避免电子机械设备应用中所造成的环境污染问题。如何提升电子机械设备的防潮、防腐蚀性能等等。其次是机械结构参数对于电子机械设备性能所造成的影响问题，例如天线伺服驱动系统结构谐构振频率对于控制系统宽带所造成的限制；电子机械设备在摩擦、变形时候对于控制系统性能所造成的影响；天线结构变形、反射面误差对于天线效率所造成的影响。只有明确上述问题对于电子机械设备造成影响的原因及规律，并有针对性的设计结构参数，才能够更好的发挥出电子机械设备的价值作用。最后是电子机械组装技术和电子精密机械设计方面的问题，如何正确的组装连接大量的电子元器件并形成高效运转的电子机械设备，必须要充分考虑到每一个电子元器件彼此之间的相互影响，外部环境对于电子元器件所带来的影响，以便于更好的保证电子机械设备的安全性、可靠性，同时应确保便于维修和操作。电子机械设备功能的实现，往往离不开雷达天线等精密机械的支撑，其具备较高的精密程度，对于技术人员专业水平有着较高的要求，对电子机械设备展开精密化设计，旨在提升电子机械设备的性能，以便于更好的满足新时期在各个领域中的使用需求，推动电子机械技术发展与社会进步。

1.2 电子机械技术的特征

市场经济快速发展的背景下，机械制造业竞争越来越激烈，机械制造企业是否具备较高的核心竞争力，成为是否实现可持续发展的关键因素，电子机械技术的发展与应用，为机械制造业发展带来了巨大的机遇。电子机械技术的特征，主要体现在以下几个方面：首先是具有明显的电子信息技术特征，信息时代的到来，电子信息技术应运而生，并在电子机械结构设计中实现了广泛有效的应用。现如今，电子机械设计并不仅仅是简单的机械工程，而是要依靠电子信息技术来展开全面、完善的机械设计，以便于更好习的满足新时期的发展需求，推动社会发展。其次是具备灵活性的特征，和传统机械技术相比较而言，应用电子机械技术所设计制造的产品，具备更高的灵活性，实用性，并且产品的应用更加的简单方便，为机械制造业发展提供了巨大的便利。基于此，要高度重视对电子机械技术的应用，创新设计产品，充分满足各个领域的个性化需求。最后是能够极大的提升工作效率及质量，电子机械技术的应用，和传统人力操作相比较而言，不仅不会受到人员主观因素的影响，同时还能够按照设计要求高效完成预定生产制造内容，整个过程具备较高的效率，同时其工作质量也得到了充分的保障。

2 机械电子技术的应用分析

2.1 质量检测

现阶段，随着科技的快速发展，信息呈现出快速流动趋势，并且产生了诸多新型材料，其性能更高，并逐渐替代了传统的工业材料，因而引发了社会各界的高度关注。新时期，依靠以往传统的人工模式已经逐渐无法满足机械产品质量检测工作需求，而借助电子机械技术所生产制造的产品，其质量要高的多，并且利用高精度设备展开机械产品质量检测工作，能够及时发现潜在的质量问题并将其解决，满足应用需求。

2.2 农业应用

信息时代的到来，进一步助推了农业现代化发展，促进了农业经济增长。但是，当前农业现代化发展中也存在着诸多的问题，例如：现代化生产效率低、品质低等，这给农业现代化发展造成了严重的阻碍。在这种情况下，要充分发挥出电子机械技术的优势，加强电子机械技术和农业机械设备的融合发展，完善农业机械功能，提升农业机械生产效率，促进农业现代化发展步伐。不仅如此，电子机械技术、信息技术的应用，能够实现农业机械设备的自动化控制，提升其智能化水平，满足新时期农业现代化发展需求。

2.3 电子产品应用

在机械生产的过程中，为了便于操作，同时也缩小设备体积，减轻其重量，需要利用电子部件替换部分零件，使得机械设备更加灵活高效的进行生产操作。现阶段，电子机械技术在电子产品生产中有着非常广泛的应用，取得了良好的应用效果，尤其是以纳米技术为代表的电子机械技术，能够精确掌控机械设备的内部结构，并结合实际情况展开优化改造。不仅如此，快速成型技术作为电子机械技术的重要组成部分，在电子产品领域的应用也极为广泛，极大的提升了加工技术的可靠性、灵活性，同时也达到了良好的成型效果，产品质量得到了充分的保障。再例如：3D打印技术，通过3D打印的方式来构造电子产品，极大的提升了电子产品的性能，生产效率及质量显著提升。

3 电子机械技术的发展趋势探讨

3.1 实用性

电子机械技术发展中，应紧随时展潮流，确保满足社会发展需求，避免盲目性。要做好对市场的调查工作，以市场需求为基础创新电子机械技术，扩大电子机械技术的应用范围，并获得良好的效益。不仅如此，要明确电子机械技术的发展方向，树立超前发展意识，在保证电子机械技术具备较高实用性的同时，更好的满足市场发展需求。

3.2 绿色化

绿色、生态、环保背景下，电子机械技术的绿色化发展成为必然趋势。电子机械技术发展过程中，要遵循绿色、节能、环保的理念，在减轻环境污染，避免资源浪费的同时，获得良好的应用效益。要积极的创新应用节能技术，实现对资源的循环再利用，减少资源消耗，降低成本，保证电子机械技术的绿色、可持续发展。

3.3 微型化

在先进技术的带动下，电子机械技术功能将会更加完善，电子机械设备体积将会更小，同时也能够充分满足各项功能需求。特别是在信息领域、医学领域以及军事领域当中，要重视对微型自动化产品的研发，加强技术攻关工作，进一步缩小产品的体积，更好的服务于电子机械制造领域。

3.4 数字化

微控制器的发展，为电子机械产品的数字化发展提供了重要的机遇，计算机网络的发展，则为电子机械技术的数字化设计与制造铺平了道路。数字化是电子机械技术及其产品发展的必然方向，能够极大的提升其可靠性，并且更加便于维护和操作，同时能够实现故障自我诊断和修复的目的。

3.5 集成化

集成化涵盖渗透了多种技术，是各项技术融合下的产物，包含着多道工序，包括：加工、检测、管理等等。具备集成化特征的电子机械技术，能够提升系统的柔性，进而自动高效完成对多品种、小批量产品的生产。将系统功能借助软件和硬件有机联系，能够有效提升电子机械技术及设备的功能和性能，满足应用需求。

3.6 模块化

企业快速发展的背景下，电子机械技术产品生产商家数量越来越多，产品数量也不断增加，在这种情况下，加快研发电子机械技术产品单元模块成为一项关键性工作，但是该项工作的开展面临着一系列的难题，例如：实现动力、环境、标准机械接口功能等，这能够为新产品的研发提供重要的技术支撑。举个例子来说：研发集减速和变频调速电机一体的动力驱动单元，能够为电机一体控制单元的研制起到重要借鉴。

3.7 网络化

互联网时代背景下，为人们的生产生活带来了极大的便利，随着网络的普及，远程控制技术、远程监测技术应运而生并广泛普及。远程控制技术的实现，依靠的是电子机械技术产品。现场总线和局域网技术的出现与应用，促进了电器网络化发展，将家用电器利用网络进行连接，构建计算机集成家用电器系统，并且能够实现实时化监测与控制，促进电子机械技术及产品的网络化发展。

3.8 人性化

电子机械技术及产品无论如何发展，其应用对象终究是人，因此在接下来的时间里，电子机械技术的人性化发展成为必然。在完善电子机械技术及产品的性能的同时，赋予其人的智能、人的情感以及人的思维，实现人机一体化发展。

4 结语

综上所述，电子机械技术作为多种学科技术的产物，具备了巨大的发展前景与空间。在接下来的时间里，在先进技术的带动下，实现和相关技术的深度融合发展，电子机械技术将会得到进一步的创新，进而实现在更加广阔领域中的应用，推动科技创新与进步，促进社会生产力及生产水平的提升。

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篇10

时代的进步与科学技术的发展，各个领域的技术水平都呈现出较快进步态势；计算机技术的不断革新，对机械电子技术的创新与改进也起到了巨大的促进作用，特别是如今市场需求标准越来越高，未来计算机技术及机械电子技术将会逐渐融合。本文简要介绍了机械电子技术和计算机技术的发展现状，然后探讨了未来两者的融合趋势，希望能够提供一些有价值的参考意见。

关键词：

机械电子技术；计算机技术；融合发展

随着晶体管的出现，对物理领域的发展产生巨大推动作用，且导致信息技术革命发生。随着时代的进步，信息技术智能化程度不断提升，开始在较大程度上影响到工业生产。各个领域技术的不断成熟，为了实现技术优化目的，融合应用了不同领域的技术，计算机技术与机械电子技术的融合趋势不断加快，且大范围应用于不同行业之中。

1计算机技术发展现状

可以从采样理论、状态空间理论、变换理论、差分理论等方面来划分计算机操作系统理论，通过有机结合这些不同的理论，促使有完整的理论系统形成。根据多元理论系统的指导，促进了控制技术的发展，且在计算机系统中发挥基础作用。从结构角度上来讲，本系统比较复杂，且会随着时间发生改变，属于非线性系统的范畴。要想在工业生产中应用本项系统，需要结合原有理论，将其他类型的控制理论融合进来，如预测控制、模糊控制、鲁棒控制等，通过不断融合，促使工业生产控制系统不断成熟。研究发现，一般情况下，计算机往往应用到化工制造过程中，通过将计算机运用到自动测量检查环节内，可以更加高效和精确的管理数据及参数。计算机技术的成熟和普及应用，开始全面控制生产过程，借助于数字控制，标准化生产得到实现。现阶段，控制系统的核心为CPU，其不仅能够提升计算机管理控制的效率，还可以针对性的调解生产过程和管理；这样工作成效得到了显著优化，生产效率得到提高。

2机械电子技术发展现状

研究发现，手工制造是传统工程生产的主要形式，借助于老式仪表等传统工具来操控重要的生产指标参数；在具体工业生产实践中，不仅需要操纵湿度与温度，还需要对压力和速度有效操纵，比较费力；针对这种情况，开始深入了解机械原理。相关技术不断成熟，逐渐出现了计算机控制系统，开始有效调整相关参数，且能够整体控制生产过程。现阶段，制造类工业应用技术主要为机械电子技术，也可以将其称之为机电一体化技术，包括PID控制、模糊控制、变结构控制等多方面的内容；其中，模糊数学为模糊控制系统的理论基础，借助于拟人化控制过程建设，来更加精确的了解和判断相关情况。采取这样的方式，控制过程的精密性与合理程度得到提升，生产需求更好的满足，且降低了操作过程的难度。有诸多复杂内容、较多变量存在于本系统中，将本控制系统运用过来，可以有效控制相关问题。

3机电技术的工业化应用

有机结合计算机技术与机电技术，不仅能够合理应用于工业生产中，还可以广泛应用到其他诸多领域内。

3.1工业机器人

具体来讲，工业机械人主要组成部分为操作系统，其能够发挥较大的作用，如针对性的反复编程目的可以实现，还可以将较大程度的自由度展现出来，具有优良的性能和多样化的功能。在一些具有较强重复性和动作难度不大的工作中，可以充分应用工业机器人来完成，这样人类的工作量得到显著减少，降低了劳动强度，且劳动环境也能够得到有效改善，保证了人身安全。同时，生产操作也可以得到一定程度的优化，人力资源成本投入得到减少，显著提升产品性能及质量。

3.2自动售货设备

在城市中随处可以看到自动售货机，买家向其中投入相应的货币，因为有光感传感器设置于机器中，能够科学识别货币具体面额，借助于设备来展示数码管，通过一系列的判别操作环节，识别工作能够有效完成；同时，借助于系统来传动商品，人们就可以从出货口获得相应商品。

3.3农业应用

研究发现，在农业生产中，也一定程度的应用了机电一体化技术，提升了农业机械的整体性能，且摆脱了单一变量的局限性，发展为智能化程度更高的终端设备，人机交互界面得到了优化。通过操作终端系统，能够获取相应的信息内容，结合具体需求，采取差异化的方式来展示信息，能够综合采取声音、图形及影像等形式来有机展示信息内容。此外，借助于输入相关指令，机器控制系统结合决策开展活动，促使农业生产的自动化得到实现。

3.4橡塑机械

具体来讲，橡塑机械指的是制造加工橡胶与塑料制品的通用机械，包括两种类型，分别为塑料专用机械和橡胶专用机械。以橡胶硫化机为例，通过融入计算机技术，统一了预压、自动放气、保压硫化、自动出模、自模、自动掀模等功能；将PLC可编程控制器运用过来，在触摸屏中存储所有的模具参数，操作管理难度较小。在各种橡胶制品硫化处理中，都可以采取硫化机。在橡胶机械方面，则可以划分为通用橡胶机械、轮胎机械、其他橡胶制品机械等类型。

4机械电子技术与计算机技术的融合发展

4.1技术融合概述

通过有效结合机械电子技术与计算机技术，形成了机电一体化，不仅能够充分体现计算机技术，还可以充分利用机械电子技术的优越性能。电子技术的动力功能得到增加，且将控制功能融入进来，信息处理功能也可以有效实现，且通过应用软件系统，将机械装置配置过来，有机整合这些复杂额内容，机电一体化技术就得到了系统形成。通过机电一体化，可以同时实现和优化两项技术的功能，开始大范围的应用到人类生活诸多领域内。

4.2机电一体化技术中计算机技术的具体应用

现阶段，主要在柔性制造系统中应用机电一体化技术，且被全方位应用在本系统中。本系统包括计算机、数控机床、自动化仓库以及传输系统等构成部分，结合不同的需求，能够随机差异化加工相关产品，促使批量化生产操作的目的得到实现。在针对性融合两项操作技术的过程中，系统优化了生产过程，可编程操作得到开展，促使工业生产的针对性得到增强，且系统改善了原有生产过程中的诸多缺陷。

4.3两者融合技术的展望发展

通过不断的发展和创新，在未来一段时期内，将会更加紧密的融合两项技术，且具有更加优良的性能，广泛运用到不同的领域内，具有多样化的功能，结合原有的动力系统，将更多的智能化因素添加过来，提升机电一体化技术的应用质量。智能化机器人也将会在未来广泛出现，取代人类从事危险程度较高、环境比较恶劣的工作，以便促使人力资源得到最大程度的节约，美化人们的生活。

5结语

综上所述，在不断的发展过程中，计算机技术日趋成熟，拥有更加优越的性能，且随着机械电子技术的发展，开始逐渐融合计算机技术，全面提升和优化了技术性能，对于工业生产的发展，起到了巨大的推动作用，自动化生产得到实现，提高生产效率和生产质量，企业生产经营管理的数字化、智能化程度得到提升，对产业优化升级，具有较大意义。

作者：蒲小刚 单位：布尔津县人民医院

参考文献：

[1]赵雪，曹国庆.计算机与机械电子技术的融合发展思考[J].河北工程技术高等专科学校学报，2014,5(10）：123~125.

[2]李莹.计算机技术与机械电子技术融合应用的思考[J].产业与科技论坛，2015,7(18）：66~68.

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