機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

葉耘

摘 ?要：機(jī)械電子技術(shù)水平的不斷提高為機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，近些年來機(jī)電一體化技術(shù)日漸成熟，計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)融合程度越來越高。憑借出色的分析性能和控制水平，機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用日漸廣泛，顯著提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量會對機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用成效產(chǎn)生直接的影響，科學(xué)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有利于提高機(jī)械設(shè)備的自動化水平和分析能力，確保機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;系統(tǒng)設(shè)計(jì);研究

一、機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的基本概述

機(jī)電控制系統(tǒng)是指將工作運(yùn)行中一系列的相關(guān)運(yùn)行技術(shù)連接起來，并將特定裝置進(jìn)行有效的固定，依據(jù)生產(chǎn)流程形成一整套的生產(chǎn)動作，有效控制進(jìn)行工作生產(chǎn)，完成生產(chǎn)工作。在系統(tǒng)形成的過程中，融合了大量的技術(shù)手段，比如，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、電力技術(shù)等，對機(jī)電控制系統(tǒng)進(jìn)行不斷的完善，最終將其應(yīng)用在實(shí)際的生產(chǎn)工作中，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)技術(shù)之間的兼容共存，指導(dǎo)各部分相關(guān)的工作。機(jī)電控制系統(tǒng)的完善與發(fā)展大大提升了人類工作的效率，同時(shí)也大大提升企業(yè)發(fā)展效益。例如，將機(jī)電控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)用在實(shí)際工作中，工作人員僅僅使用計(jì)算機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)工作的遠(yuǎn)程控制，節(jié)省人力管理時(shí)間，提升企業(yè)生產(chǎn)效益。

二、機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中所應(yīng)用的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)類別多樣，應(yīng)用范圍和功能側(cè)重點(diǎn)都存在差異。在進(jìn)行機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須要遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則，確保系統(tǒng)整體功能性的發(fā)揮，并結(jié)合應(yīng)用要求對具體的細(xì)節(jié)進(jìn)行合理的調(diào)整。

1平穩(wěn)性原則

為了避免設(shè)計(jì)與實(shí)際構(gòu)建的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)之間存在過大的差距，必須要堅(jiān)持平穩(wěn)性原則，確保機(jī)電一體化控制系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)質(zhì)量和控制效果，盡量降低系統(tǒng)受外界因素的影響程度，提高控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，降低產(chǎn)品質(zhì)量問題發(fā)生的概率。機(jī)電控制系統(tǒng)在閉環(huán)情況下如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)不匹配的情況，控制系統(tǒng)容易出現(xiàn)波動導(dǎo)致運(yùn)行異常。

2精確性原則

現(xiàn)代工業(yè)對于機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)精度要求越來越高，而控制系統(tǒng)的精確性會對產(chǎn)品生產(chǎn)流程監(jiān)控的精密度產(chǎn)生直接的影響，因而設(shè)計(jì)人員在對機(jī)電一體化控制系統(tǒng)進(jìn)行測試和調(diào)整時(shí)，要避免輸出命令與設(shè)計(jì)命令誤差過大的情況的出現(xiàn)，提高控制系統(tǒng)命令收發(fā)的精確性。技術(shù)人員在確保控制系統(tǒng)可用性的基礎(chǔ)上要盡可能地降低系統(tǒng)的誤差，保障機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

3快捷性原則

高效率和高質(zhì)量是機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢，因而在進(jìn)行機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)也必須要堅(jiān)持快捷性原則，提高系統(tǒng)差錯(cuò)值處理和異常情況解決的效率，減少異常運(yùn)行事故和質(zhì)量問題的發(fā)生，確保控制系統(tǒng)可以在盡可能短的時(shí)間內(nèi)避免系統(tǒng)差值，提高機(jī)電控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

三、機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

1機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛，主要的設(shè)計(jì)應(yīng)用包括如下幾方面：一是，挖掘機(jī)的生產(chǎn)制造，利用模擬理論及控制原理，測定液壓設(shè)備中泵的輸送壓強(qiáng)、控制壓強(qiáng)以及別的數(shù)據(jù)，進(jìn)而將相應(yīng)數(shù)據(jù)輸送到控制系統(tǒng)之中，調(diào)配挖掘機(jī)的工作形式，從而完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用。二是，壓縮機(jī)的生產(chǎn)制造，利用控制系統(tǒng)測定振動輪內(nèi)的偏心塊振動路徑，進(jìn)而確定其運(yùn)行加速度，運(yùn)用傅里葉變換等公式，得出壓實(shí)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)運(yùn)行控制的目標(biāo)。三是，在國際上的起重生產(chǎn)制造領(lǐng)域，已用到了控制系統(tǒng)的相應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)了實(shí)際生產(chǎn)與設(shè)計(jì)理論的有效結(jié)合，對計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用使得機(jī)械控制能夠像人工作業(yè)一樣方便，但工作效率及可靠性要更高。

2機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方向

機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)，推動著機(jī)械生產(chǎn)向智能化方向發(fā)展，伴隨通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及機(jī)械技術(shù)等的飛速發(fā)展，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方向逐漸深化，同時(shí)，智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，也在改善著控制系統(tǒng)的易用性。目前，機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方向主要包括如下幾個(gè)方面：一是，模塊化。模塊化的應(yīng)用是控制系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，因?yàn)楫?dāng)前各式各樣的機(jī)械設(shè)備來源于各個(gè)地區(qū)的生產(chǎn)單位及供應(yīng)商，所以就要對訊號接口、轉(zhuǎn)化接口、連接接口等位置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，而模塊化的運(yùn)用就方便了各自控制模塊能夠應(yīng)用于所有的設(shè)備控制系統(tǒng)中，為產(chǎn)業(yè)升級和企業(yè)間的交流提供了便捷的通道。 二是，智能化。近年來，智能化的應(yīng)用源自于智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、心理學(xué)等新技術(shù)、新科技的發(fā)展和融合，進(jìn)而給予了控制系統(tǒng)更加高效的分析與控制性能，進(jìn)一步的提升了生產(chǎn)力，改善了工作效能。不過，想要實(shí)現(xiàn)更高的目標(biāo)離不開更高標(biāo)準(zhǔn)的終端設(shè)備及更高性能的計(jì)算機(jī)的支持。三是，信息化。信息技術(shù)的發(fā)展拓寬了信息的傳播范圍及速度，對于當(dāng)前的控制系統(tǒng)來說，只要其控制系統(tǒng)的效能足夠優(yōu)秀，就能夠快速得到各國市場的認(rèn)可并迅速得以推廣，所以，迅速擴(kuò)大的市場范圍有助于推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，從而不斷提高所用控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。四是，環(huán)保化。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人們對環(huán)境保護(hù)越來越重視。盡管經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給我們的生活帶來了很大的方便，使得我們的產(chǎn)品更加豐富，生活更加便捷，但也造成了資源的損耗，以及自然環(huán)境的破壞。因此，人們開始重視對環(huán)境的保護(hù)，倡導(dǎo)尊重自然。綠色經(jīng)濟(jì)在這一形勢下應(yīng)時(shí)而生，環(huán)保化是經(jīng)濟(jì)發(fā)展到了一定程度后的必然趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的整個(gè)流程中，遵循對生態(tài)平衡的要求，對自然環(huán)境損害或影響較小，資源浪費(fèi)情況減輕。對環(huán)保化機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)，符合當(dāng)下的時(shí)代要求。機(jī)電產(chǎn)品的環(huán)保化主要在于應(yīng)用過程中不會對生態(tài)環(huán)境造成污染，設(shè)備廢棄后也能盡可能的回收。

總之，機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)已在機(jī)械行業(yè)內(nèi)得到大量應(yīng)用，其特殊的性能及方便的控制使得人們在選用機(jī)械設(shè)備時(shí)更加青睞該類設(shè)備。盡管機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)展已較為完善，各種配套系統(tǒng)及工具也越來越趨于充實(shí)，但還要看到其在實(shí)際使用過程中的問題，從創(chuàng)新發(fā)展的角度，對其繼續(xù)的研究和探索下去，面對各行業(yè)的需求，設(shè)計(jì)出可用性強(qiáng)、效率更高的控制系統(tǒng)。

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（作者單位：佳木斯職教集團(tuán)）