論機(jī)電一體化技術(shù)的研究及其應(yīng)用

譚曉艷

【摘 要】隨著科學(xué)與經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)作為機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的聯(lián)合統(tǒng)一體，伴隨電子計(jì)算機(jī)的進(jìn)步也獲得飛速的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)是一門(mén)綜合性、操作性強(qiáng)且涉及面廣的系統(tǒng)技術(shù)，與多種技術(shù)相互交叉滲透，包括計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械幾時(shí)等，應(yīng)用范圍日漸廣泛。機(jī)電一體化技術(shù)作為諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)與高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)，其內(nèi)涵和外延的研究至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；技術(shù)研究；應(yīng)用

0 前言

機(jī)電一體化技術(shù)在電子信息技術(shù)領(lǐng)域向工業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域滲透的基礎(chǔ)之上，應(yīng)用多種群體技術(shù)并結(jié)合系統(tǒng)理論，優(yōu)化系統(tǒng)功能目標(biāo)和組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，對(duì)體系各要素進(jìn)行變換研究，實(shí)現(xiàn)整體集成信息的有效控制。機(jī)電一體化技術(shù)根據(jù)借口耦合度對(duì)其間信息予以深度處理，形成整體物質(zhì)和能量的有機(jī)結(jié)合以及低能耗高質(zhì)量的程序化操作。

1 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

1.1 機(jī)電一體化趨于數(shù)字化

機(jī)電一體化向數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)是在控制理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)控行為描述，它具有高度的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，將可以連續(xù)發(fā)生不可預(yù)測(cè)性的變化輸入信息轉(zhuǎn)導(dǎo)成為一系列單一分離的數(shù)字單元，而在這個(gè)過(guò)程中模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)揮重要作用。在信息化時(shí)代，數(shù)字化已侵入多種軟件應(yīng)用程序，機(jī)電一體化把其需要利用采集收納的多元化格式信息類(lèi)型通過(guò)一定的程序轉(zhuǎn)換成為統(tǒng)一識(shí)別的并且可以進(jìn)行度量的數(shù)字或者數(shù)據(jù)形式，接著把所轉(zhuǎn)換的多個(gè)數(shù)字或者數(shù)據(jù)形式信息構(gòu)建成一個(gè)綜合性的整體系統(tǒng)數(shù)字化模型，數(shù)字化模型在機(jī)電一體化中間程序的應(yīng)用下轉(zhuǎn)換成為電子計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的軟件二進(jìn)制代碼，并導(dǎo)入電子計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行統(tǒng)一化處理，即成為機(jī)電一體化技術(shù)程序操作的一部分。在一定條件下的數(shù)字離散序列，可以借助采樣定理形成機(jī)電一體化技術(shù)操作的代表性連續(xù)函數(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)向數(shù)字化的發(fā)展，有利于其對(duì)內(nèi)部程序信息的加工，特別是某些具有雜波或者是易發(fā)生信息突發(fā)性失真的電路結(jié)構(gòu)，可以充分體現(xiàn)數(shù)字化的信息穩(wěn)定性，同時(shí)數(shù)字化應(yīng)用可使得加工信息進(jìn)行遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，具有高度的可靠性。機(jī)電一體化趨于數(shù)字化，可以深入進(jìn)行數(shù)字特技以及圖像處理，并且體系信息加工操作處理電路較為簡(jiǎn)單，不需要對(duì)頻率進(jìn)行模擬性的適度調(diào)整，有利于保持穩(wěn)定完善的工作狀態(tài)。

1.2 機(jī)電一體化趨于人性化

機(jī)電一體化技術(shù)人性化發(fā)展是其智能應(yīng)用的一個(gè)重要發(fā)展方向，在機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)聯(lián)合的系統(tǒng)模式中，人性化的研究日漸得到重視。[1]人性化應(yīng)用于機(jī)電一體化技術(shù)，使得傳統(tǒng)固定模式的生產(chǎn)體系得到革新，其通過(guò)采集人工智能信息處理、心理生理動(dòng)力模擬等新方式，高標(biāo)準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)人性化。機(jī)電一體化技術(shù)建立高度的判斷推理、自主決策以及邏輯思維能力，使企業(yè)產(chǎn)品構(gòu)成高控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高性能且高速的信息綜合處理。機(jī)電一體化向人性化的發(fā)展，要求其達(dá)到與人體智能完全相同的水平顯然并不可能，并且也沒(méi)有這個(gè)必要性去向這個(gè)深度發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)具有高度人性化的微處理器程序，其操作步驟的發(fā)展圍繞技術(shù)與員工的關(guān)系協(xié)調(diào)進(jìn)行外延，并且這一技術(shù)不僅僅局限于對(duì)采集信息的處理過(guò)程，而是對(duì)整個(gè)體系運(yùn)轉(zhuǎn)的綜合性廣義技術(shù)要求。機(jī)電一體化技術(shù)的企業(yè)生產(chǎn)，只有在具備人性化的條件下掌握員工所擁有的自然屬性與社會(huì)屬性，才能在系統(tǒng)性的工作進(jìn)程中處理綜合交錯(cuò)的職工人際關(guān)系與動(dòng)機(jī)行為，從而引導(dǎo)管理機(jī)電一體化技術(shù)模式的最大效益，根據(jù)企業(yè)工程的不同發(fā)展階段提出更高的管理目標(biāo)，發(fā)揮員工的現(xiàn)代管理綜合性潛能。

1.3 機(jī)電一體化趨于集成化

集成化在機(jī)電一體化技術(shù)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在其將企業(yè)產(chǎn)品的某些程序或者某些信息集成在一起，而不是一個(gè)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備對(duì)應(yīng)一項(xiàng)具體的系統(tǒng)功能。機(jī)電一體化中的生產(chǎn)處理器與二級(jí)緩存功能并不屬于一體的程序操作，而集成化的發(fā)展趨勢(shì)使得機(jī)電一體化技術(shù)中的生產(chǎn)處理器與二級(jí)緩存功能集成，建立附卡模型。集成化模型的成立是一項(xiàng)復(fù)雜且重要的過(guò)程，機(jī)電一體化技術(shù)中程序信息以及產(chǎn)品種類(lèi)多種多樣，研制并開(kāi)發(fā)高效率的集成化模型需要掌握多種控制單元。如在機(jī)電一體化技術(shù)中研制集減速、智能調(diào)速與電機(jī)三者為一體的集成體系，需要掌握?qǐng)D像處理、音頻處理以及識(shí)別測(cè)距等多種功能相關(guān)的控制單元，與此同時(shí)，完成對(duì)程序操作典型的機(jī)械與電子技術(shù)配置。機(jī)電一體化技術(shù)集成化的發(fā)展，可以利用標(biāo)準(zhǔn)控制單元對(duì)于程序軟件進(jìn)行迅速開(kāi)發(fā)，在一定程度上擴(kuò)大了企業(yè)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。在向集成化發(fā)展的過(guò)程之中，應(yīng)注重對(duì)程序操作的各項(xiàng)內(nèi)容制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有助于產(chǎn)品內(nèi)部各構(gòu)件和控制單元的適度配置與對(duì)接，實(shí)現(xiàn)企業(yè)工程生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化與系列化。

2 機(jī)電一體化的應(yīng)用分析

2.1 智能化控制技術(shù)

機(jī)電一體化在智能化控制技術(shù)中的應(yīng)用，主要利用其電子技術(shù)對(duì)信息的智能處理、智能反饋和決策的智能控制，是一種體系綜合性管理的控制理論發(fā)展高級(jí)階段，協(xié)調(diào)傳統(tǒng)固定模式所不能控制的任務(wù)問(wèn)題。[2]智能化技術(shù)采用機(jī)電一體化模式，其管理對(duì)象大部分屬于不可預(yù)測(cè)性的復(fù)雜數(shù)學(xué)模型、高度不確定的非線(xiàn)性以及階段性的任務(wù)部署，解決控制體系的隨機(jī)特性問(wèn)題，遵循啟發(fā)式推理規(guī)則和模式識(shí)別。智能化控制技術(shù)將模糊數(shù)學(xué)中所涵蓋的模糊邏輯與模糊關(guān)系進(jìn)行工業(yè)控制，提出機(jī)電一體化的不確定性模糊控制方法，利用體系構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的非線(xiàn)性以及容錯(cuò)特性的控制方法，并深入分析智能化控制的原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。機(jī)電一體化中智能控制的相關(guān)技術(shù)與對(duì)應(yīng)的程序控制方式結(jié)合，或者二者進(jìn)行綜合性體系的交叉結(jié)合，進(jìn)而形成功能與展現(xiàn)格式各不相同的智能化控制系統(tǒng)與智能化控制微處理器，這是機(jī)電一體化應(yīng)用于智能化控制技術(shù)方法的主要特點(diǎn)。

2.2 開(kāi)放式控制系統(tǒng)

機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于開(kāi)放式控制系統(tǒng)，以體系模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化以及可再次開(kāi)發(fā)化等性質(zhì)為基本特點(diǎn)，對(duì)開(kāi)放式直接數(shù)控和制造系統(tǒng)進(jìn)行硬件控制。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用一種專(zhuān)用的封閉式模型，并對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)制定以大型主計(jì)算機(jī)和大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)作為核心內(nèi)容的集中型控制體系，這一系列的專(zhuān)一化管理不能滿(mǎn)足現(xiàn)代企業(yè)市場(chǎng)工程發(fā)展的系統(tǒng)要求。因此，控制系統(tǒng)逐漸向開(kāi)放式轉(zhuǎn)換，機(jī)電一體化的應(yīng)用使整體系統(tǒng)向以個(gè)人電子計(jì)算機(jī)為主體的小型計(jì)算機(jī)相互配置集成網(wǎng)絡(luò)的分散，在技術(shù)上掌握優(yōu)勢(shì)。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)具有系統(tǒng)開(kāi)放性，利用基本工業(yè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)解決企業(yè)工程實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)的信息傳遞問(wèn)題。而機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)智能化儀器儀表、程序控制器以及軟件執(zhí)行機(jī)構(gòu)等的高級(jí)控制問(wèn)題，使得現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)基礎(chǔ)具備簡(jiǎn)單可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等系列性?xún)?yōu)點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域構(gòu)建智能設(shè)備互聯(lián)通訊網(wǎng)絡(luò)，成立工程數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的高層管理聯(lián)系。機(jī)電一體化使現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)達(dá)到高度網(wǎng)絡(luò)負(fù)載穩(wěn)定，實(shí)時(shí)信息頻繁交換。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)在世界各國(guó)得到承認(rèn)，作為一種機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。在一定程度上，機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的相互滲透和融合，重點(diǎn)在于產(chǎn)品和技術(shù)兩大方面。自動(dòng)控制技術(shù)原理具有高功能與附加值，是多種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的核心。機(jī)電一體化趨于數(shù)字化、人性化以及集成化等，其智能化控制技術(shù)、開(kāi)放式控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)拓寬技術(shù)的外延。

【參考文獻(xiàn)】

[1]黃開(kāi)榮.淺談機(jī)電一體化技術(shù)的研究及其有效應(yīng)用策略[J].科技創(chuàng)新，2015，5（1）：200-201.

[2]孫殿璞，蘭磊.淺談機(jī)電一體化技術(shù)研究及應(yīng)用[J].裝備技術(shù)，2017，7（1）：234-235.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]endprint