論機電一體化技術的研究及其應用

鄭塬塬 曹正亮

摘 要：隨著科學與經濟的迅猛發展，計算機技術已廣泛應用，機電一體化技術作為機械技術和電子技術的聯合統一體，伴隨電子計算機的進步也獲得飛速的發展。機電一體化技術是一門綜合性、操作性強且涉及面廣的系統技術，與多種技術相互交叉滲透，包括計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術伺服傳動技術和機械幾時等，應用范圍日漸廣泛。機電一體化技術作為諸多高新技術產業與高新技術裝備的基礎，其內涵和外延的研究至關重要。

關鍵詞：機電一體化;技術研究;應用

機電一體化技術在電子信息技術領域向工業機械技術領域滲透的基礎之上，應用多種群體技術并結合系統理論，優化系統功能目標和組織結構目標，對體系各要素進行變換研究，實現整體集成信息的有效控制。機電一體化技術根據借口耦合度對其間信息予以深度處理，形成整體物質和能量的有機結合以及低能耗高質量的程序化操作。

一、機電一體化的發展趨勢

（一）機電一體化趨于數字化

機電一體化向數字化的發展趨勢是在控制理論的基礎上進行數控行為描述，它具有高度的模數轉換功能。機械技術與電子技術通過信號轉導，將可以連續發生不可預測性的變化輸入信息轉導成為一系列單一分離的數字單元，而在這個過程中模數轉換器發揮重要作用。在信息化時代，數字化已侵入多種軟件應用程序，機電一體化把其需要利用采集收納的多元化格式信息類型通過一定的程序轉換成為統一識別的并且可以進行度量的數字或者數據形式，接著把所轉換的多個數字或者數據形式信息構建成一個綜合性的整體系統數字化模型，數字化模型在機電一體化中間程序的應用下轉換成為電子計算機可以識別的軟件二進制代碼，并導入電子計算機內部進行統一化處理，即成為機電一體化技術程序操作的一部分。

（二）機電一體化趨于人性化

機電一體化技術人性化發展是其智能應用的一個重要發展方向，在機械技術與電子技術聯合的系統模式中，人性化的研究日漸得到重視。人性化應用于機電一體化技術，使得傳統固定模式的生產體系得到革新，其通過采集人工智能信息處理、心理生理動力模擬等新方式，高標準地實現機電一體化技術人性化。機電一體化技術建立高度的判斷推理、自主決策以及邏輯思維能力，使企業產品構成高控制目標，實現高性能且高速的信息綜合處理。機電一體化向人性化的發展，要求其達到與人體智能完全相同的水平顯然并不可能，并且也沒有這個必要性去向這個深度發展。機電一體化技術具有高度人性化的微處理器程序，其操作步驟的發展圍繞技術與員工的關系協調進行外延，并且這一技術不僅僅局限于對采集信息的處理過程，而是對整個體系運轉的綜合性廣義技術要求。

（三）機電一體化趨于集成化

集成化在機電一體化技術中的應用，主要體現在其將企業產品的某些程序或者某些信息集成在一起，而不是一個機械生產設備對應一項具體的系統功能。機電一體化中的生產處理器與二級緩存功能并不屬于一體的程序操作，而集成化的發展趨勢使得機電一體化技術中的生產處理器與二級緩存功能集成，建立附卡模型。集成化模型的成立是一項復雜且重要的過程，機電一體化技術中程序信息以及產品種類多種多樣，研制并開發高效率的集成化模型需要掌握多種控制單元。如在機電一體化技術中研制集減速、智能調速與電機三者為一體的集成體系，需要掌握圖像處理、音頻處理以及識別測距等多種功能相關的控制單元，與此同時，完成對程序操作典型的機械與電子技術配置。機電一體化技術集成化的發展，可以利用標準控制單元對于程序軟件進行迅速開發，在一定程度上擴大了企業新產品的開發領域。

二、機電一體化的應用分析

（一）智能化控制技術

機電一體化在智能化控制技術中的應用，主要利用其電子技術對信息的智能處理、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展高級階段，協調傳統固定模式所不能控制的任務問題。智能化技術采用機電一體化模式，其管理對象大部分屬于不可預測性的復雜數學模型、高度不確定的非線性以及階段性的任務部署，解決控制體系的隨機特性問題，遵循啟發式推理規則和模式識別。智能化控制技術將模糊數學中所涵蓋的模糊邏輯與模糊關系進行工業控制，提出機電一體化的不確定性模糊控制方法，利用體系構建網絡的非線性以及容錯特性的控制方法，并深入分析智能化控制的原理和系統結構。機電一體化中智能控制的相關技術與對應的程序控制方式結合，或者二者進行綜合性體系的交叉結合，進而形成功能與展現格式各不相同的智能化控制系統與智能化控制微處理器，這是機電一體化應用于智能化控制技術方法的主要特點。

（二）開放式控制系統

機電一體化技術應用于開放式控制系統，以體系模塊化、標準化以及可再次開發化等性質為基本特點，對開放式直接數控和制造系統進行硬件控制。傳統的控制系統采用一種專用的封閉式模型，并對生產系統制定以大型主計算機和大規模數據庫作為核心內容的集中型控制體系，這一系列的專一化管理不能滿足現代企業市場工程發展的系統要求。因此，控制系統逐漸向開放式轉換，機電一體化的應用使整體系統向以個人電子計算機為主體的小型計算機相互配置集成網絡的分散，在技術上掌握優勢。

（三）現場總線技術

現場總線技術具有系統開放性，利用基本工業數據總線解決企業工程實施現場的信息傳遞問題。而機電一體化技術的應用，可實現智能化儀器儀表、程序控制器以及軟件執行機構等的高級控制問題，使得現場總線基礎具備簡單可靠、經濟實用等系列性優點。現場總線技術在過程自動化領域構建智能設備互聯通訊網絡，成立工程數字通信網絡的高層管理聯系。機電一體化使現場總線技術達到高度網絡負載穩定，實時信息頻繁交換。

三、結束語

機電一體化技術在世界各國得到承認，作為一種機械技術、電子技術和信息技術有機結合的產物。在一定程度上，機電一體化技術是微電子技術、計算機技術、控制技術、光學技術與機械技術的相互滲透和融合，重點在于產品和技術兩大方面。自動控制技術原理具有高功能與附加值，是多種高新技術產業和高新技術裝備的核心。機電一體化趨于數字化、人性化以及集成化等，其智能化控制技術、開放式控制系統和現場總線技術拓寬技術的外延。

參考文獻：

[1]黃開榮淺談機電一體化技術的研究及其有效應用策略《科技創新》-2015年第5期.

[2]孫磊淺談機電一體化技術研究及應用《裝備技術》-2017年第7期.