關于計算機與機電一體化技術的整合探析

楊 宏

（武漢鐵路職業技術學院 湖北·武漢 430205）

0 引言

為能有效保障計算機和機電一體化技術有效整合，這就需要融入創新的理念，科學技術的發展是帶動生產力發展的重要動力，計算機技術的發展以及機電一體化技術的發展，是隨著時代的進步而進步的，為能有效促進機電一體化技術的進步，這就需要融入創新的發展理念，注重將計算機和機電一體化技術科學化運用，從這一基礎工作層面進行有效創新，為能真正為實現既定的融合發展目標打下堅實基礎。

1 計算機和機電一體化技術整合發展必然及可行性

1.1 計算機和機電一體化技術整合發展的必然性

計算機和機電一體化技術的整合發展是必然，只有融入創新的發展理念，才能有助于為實現技術發展目標起到促進作用。20世紀60年代微電子技術為主導，自動化技術以及生物技術和信息技術的應用，引發第四次技術革命，新技術革命沖擊下傳統產業的機械工業產品結構以及生產系統結構有著質的飛躍，在對微電子技術以及計算機等信息技術的應用下，能夠和機械裝置以及動力設備結合發展，這對提高機電產品的性能以及競爭力能起到促進作用，能大大提高生產系統生產效率和企業競爭力。20世紀90年代國際及其和機構理論聯合會成立機電一體化技術委員會，這對機電一體化的技術發展有著重要促進作用，該技術多方面技術融合形成，是在控制論以及信息論和系統論基礎層面開展的計算機以及傳感器和軟件技術的結合，融合檢測傳感器技術以及信息處理技術和伺服驅動技術，通過兩者技術進行有效融合能也是時代發展的必然。

1.2 計算機和機電一體化技術整合發展可行性

現階段計算機技術發展比較迅速，在諸多分類當中人工智能算法適應能力比較強，是計算機技術當中的前沿技術類型，計算機技術在實際發展中和機電一體化技術進行整合有著其可行性，通過計算機技術科學化運用，這對促進和帶動機電一體化技術整合發展有著重要促進作用，考慮當前硬件條件差的狀況，電子技術升級方面需要有更多內容支持，保障計算機技術全面性發展，依照橋梁通訊發展方向，把微電子芯片運算能力有效提升，把計算機和機電產品相融合，從圖片識別的形態角度出發，復雜的圖像科學識別是需要有絕大運算量支持的，依照不同算法來選擇合適的，對機電系統承載力測試，能夠有助于提高機電系統的應用靈活性。通過將計算機技術和機電一體化技術進行有機結合起來，能有助于提升整合發展的質量，有效提升技術應用的整體質量效果。

2 計算機和機電一體化技術發展的現狀及實踐措施

2.1 計算機和機電一體化技術發展的現狀

計算機技術的發展過程中，對機電一體化技術有著促進作用。機電一體化技術發展的過程是以機電整合為主的，綜合整合其他學科技術，以計算機技術為代表的應用能大大促進機電一體化發展。計算機技術的應用對機電一體化技術的發展能起到促進作用，機電一體化技術的發展有不同的工作階段，20世紀60年代是萌芽階段，人們不自覺利用電子技術初步成果替代機械產品性能，到70年代80年代的時候機電一體化發展進入到蓬勃發展的時期，人們自覺主動使用3C技術成果創造新的機電一體化產品。而到了20世紀90年代的后期，是智能化的發展階段，在人工智能技術的和網絡技術的迅速發展背景下，大大提升了智能化機械產品的性能，模糊控制技術應用已經相對比較普遍，大大提高了機電一體化技術應用的整體質量。

2.2 計算機和機電一體化技術整合實踐措施

計算機和機電一體化技術的發展中，通過技術的整合應用，能大大提升技術應用的整體性能，從以下計算機和機電一體化技術整合實踐措施進行闡述：

2.2.1 技術整合的要點

計算機和機電一體化技術整合過程中，要按照相應的要點落實，提升技術整合的整體質量效果。機電一體化和計算機技術進行整合，整個過程是有機的，能夠實現機電和微電子以及其他技術綜合，是創新的過程，通過將機，光，電，微電子相應技術優勢充分發揮出來，進行相互補償以及滲透，能有助于提升技術整合的效果，對整合后的機電一體化技術的應用價值也能最大程度體現出來。如在整合過程中，以功能為線索進行整合，機電一體化產品和系統，在傳統機械系統基礎上實現計算機控制的目標，完整的機電一體化系統是不同的功能要素組成的，如傳感器，執行器，計算機等，功能性的角度對整合進行理解，任何整合后機電一體化產品和系統都能分解成功能要素間合理組合，被整合功能要求能分解成具體功能要素組合，通過明確功能結構，能夠將機電一體化整合設計的過程進行優化，最大程度上提升系統開發設計成功率，能有助于發揮功能模塊的作用價值。

2.2.2 機電為基礎的計算機整合

計算機和機電一體化技術整合需要從不同的要點控制方面加強重視，機電為基礎進行整合是比較重要的。機電一體化的不同功能要素為物理載體，除了計算機功能要素外，其他要素都是機電為基礎的，這是和機電一體化產生發展背景相適應的。動力模塊采用機電結構實現相關形式能量轉換為電能，而執行器的應用實現電信號到機械信號轉變的目標。傳感器模塊的運用能實現外界信號轉變成電信號途徑，整個功能要素是機電為基礎的，將電介質作為整合過程公共界面，能有效提升整合的效果。機電一體化和計算機進行整合，本質上是信息的整合，主要是通過機電一體化系統當中各信息處理功能要求相結合，實現復雜的新功能要求。信息處理部分通過軟硬件的應用進行組合實現，在控制系統當中信息處理地位愈來愈重要的情況下，軟件開發工作當中占比會比較高。

2.2.3 計算機和機電一體化的整合表現

計算機和機電一體化整合的過程中有著鮮明的額體現，機電一體化的技術發展就是整合其他技術的過程，所以計算機和機電一體化的整合也是比較重要的，為能有效提升整合的作用效果，在具體的整合過程中就要能和實際技術應用需求相結合。早期機電一體化的應用是在機械電子基礎層面整合的微電子技術，在技術的發展過程中，計算機技術發展的速度愈來愈快，以計算機技術為主的信息技術發展的速度比較快，機電一體化技術也在這一過程中有著迅速的發展，現代機械系統是在早期機電一體化系統層面實現的軟件技術以及網絡技術和管理技術的整合，先進制造技術以及智能和智能機器人的應用，都是在機電一體化技術的發展基礎上鎖實現的。如先進制造技術的敏捷制造以及并行工程和清潔制造等，實現把計算機技術以及網絡通訊技術進行與之緊密結合起來，能夠將技術的整體作用效果充分發揮出來，這對提高機電一體化技術應用的質量有著保障。當前的智能技術的發展比較迅速，人們所說的智能結構是結構有檢測以及動作和通信等相應的功能，把傳感器和執行單元以及驅動單元進行整合到基體材料當中，將應用力學以及材料工程等技術綜合性應用起來，能有效實現感知外界和內部狀態變化的重要體現。

2.2.4 相關的技術問題

計算機技術和機電一體化技術的整合發展中，涉及到相應的技術問題，要能針對性解決。通信協議的選擇應用是比較重要的，計算機和機電一體化產品間整合和相互通訊是分不開的，通訊的問題是需要進行詳細考慮的，計算機要了解機電一體化產品狀態，需要控制產品動作，所以在通訊的能力方面要能達到實際應用的需要。把通訊協議標準化，通過一個標準通信協議的應用，能發揮兼容性的作用效果，能和其他產品有機聯系，把機電一體化產品能做成可替代小模塊，能有效提供模塊支持接口，在納入到系統當中去加以應用，能夠從整體上將系統的應用效果良好呈現出來。如對智能燈具以及智能洗衣機的應用就是和計算機的整合，能夠采用獨特性的額通訊協議，形成封閉系統，從而能獲得比較高利潤，大大提高技術系統應用的質量效果。

另外，就要注重框架設計的控制，機電一體化產品比較多，應用方向不同，計算機以及機電一體化產品特性決定其整合后系統各自地位和作用相似。機械世界杯以及探測設備都是執行機構，電子設備是控制機構，進行整合后機電產品是獨立執行能力和機構，把計算機作為調度控制機構，下圖是比較簡單性的整合框架，系統的應用過程中機電產品完成自己工作，向上提供狀態信息，近似算計能接受狀態信息并整合資源，對產品下達指令，最后完成任務。系統的應用對模塊化的要求高，這樣能夠降低維護的成本，復雜系統當中降低機電產品產品要求。模塊化帶來的好處是后期升級比較方便，而框架設計思路是一定的，是計算機為大腦，機電產品為主體設計的，更復雜系統的設計要把簡單系統作為一個部分融合整體系統，能夠有助于節省資源。

圖1：機電一體化和計算機整合框架

3 結語

總之，為促進計算機和機電一體化技術進行整合發展，這就需要注重和技術發展的方向相結合，兩者的整合是技術發展的必然，也是滿足人們生產生活需求的重要保障。通過計算機技術和機電一體化技術整合應用，注重機電產品的發展中依照管理維護內容選擇系統，能大大提升技術應用價值作用。