機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)

李安平

摘 要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)快速的發(fā)展，機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)越來(lái)越得到推廣和普及，并在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來(lái)越不可替代的作用?；跈C(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)的重要作用性，該文以機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)為研究對(duì)象，剖析機(jī)電系統(tǒng)自動(dòng)控制與機(jī)電一體化技術(shù)，研討機(jī)電一體化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù) 一體化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（a）-0059-02

控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著日益重要作用，其技術(shù)的設(shè)計(jì)在體現(xiàn)出一體化的同時(shí)，更重要的應(yīng)體現(xiàn)出人性化、綠色化、智能化，以滿足工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的需求。下面該文以機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)為題，論述機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)的內(nèi)涵和機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想、方案等相關(guān)內(nèi)容。

1 機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)概述

機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，分為機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)，二者成為機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)的系統(tǒng)重要構(gòu)成部分。

1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)

機(jī)電控制系統(tǒng)不需要工作人員太多的參與，它運(yùn)用早已設(shè)計(jì)完成的方式運(yùn)行，把控制系統(tǒng)的特定裝置連接起來(lái)，完成生產(chǎn)任務(wù)，控制是該系統(tǒng)的最重要組成部分。它運(yùn)用了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，電力電子、通信等相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)，各技術(shù)之間相互兼容，其系統(tǒng)是伴隨著計(jì)算機(jī)與軟件技術(shù)的發(fā)展開發(fā)而來(lái)的，被廣泛應(yīng)用到航空航天等高端技術(shù)領(lǐng)域。

機(jī)電控制系統(tǒng)用來(lái)生產(chǎn)制造的遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)異地生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)督控制。技術(shù)管理工作人員利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在異地進(jìn)行撥號(hào)，控制與被控制的雙方經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)控制計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行遠(yuǎn)程控制業(yè)務(wù)。遠(yuǎn)程控制分為保持型與完成型控制系統(tǒng)。保持型與遠(yuǎn)程控制是指工作人員對(duì)控制的每個(gè)環(huán)節(jié)都給予高度的關(guān)注，在必要的時(shí)候?qū)ζ鋵?shí)施干預(yù)；完成型是指在系統(tǒng)運(yùn)行中，人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)互動(dòng)，因此又被叫做人機(jī)互動(dòng)型控制系統(tǒng)[1]。

1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)

自動(dòng)控制系統(tǒng)需要控制器的操作來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行，其運(yùn)行過(guò)程是有規(guī)律可循的。按照控制內(nèi)容分為自診斷、速度控制、校正控制等，在機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)當(dāng)中，自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)實(shí)用的系統(tǒng)，協(xié)調(diào)系統(tǒng)各個(gè)部分，完成預(yù)定內(nèi)容，是自動(dòng)控制核心技術(shù)的體現(xiàn)。

自動(dòng)控制系統(tǒng)是隨著經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論這兩個(gè)理論基礎(chǔ)的產(chǎn)生而出現(xiàn)的。運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，計(jì)算傳遞函數(shù)，分析系統(tǒng)與研究單變量的線性關(guān)系，在經(jīng)典控制理論中得到了充分體現(xiàn)。現(xiàn)代控制理論在線性代數(shù)為數(shù)學(xué)工具方面，有所突破，它以矩形陣與集合論作為研究使用的數(shù)學(xué)工具，使?fàn)顟B(tài)方程在一定時(shí)間內(nèi)被描述出來(lái)，并建立精確的數(shù)據(jù)模型。它的特點(diǎn)體現(xiàn)在最優(yōu)控制、適應(yīng)控制與隨機(jī)控制，具有明確的控制對(duì)象。

2 機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 機(jī)械技術(shù)

機(jī)電一體化之所以在各行各業(yè)中發(fā)揮著如此重要的作用，就在于機(jī)電一體化技術(shù)以機(jī)械技術(shù)為基礎(chǔ)，由機(jī)械技術(shù)發(fā)展而來(lái)。機(jī)械技術(shù)決定著機(jī)電產(chǎn)品的主要功能，它與電子技術(shù)相互結(jié)合，促進(jìn)了技術(shù)發(fā)展進(jìn)步[3]。新時(shí)期生產(chǎn)力的提高，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械技術(shù)的升級(jí)換代提出了更高的要求。在從事機(jī)電一體化研究的眾多專家、學(xué)者的共同努力下，現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)的精度和性能得到了大幅提高。

2.1.2 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展中，主要負(fù)責(zé)對(duì)信息數(shù)據(jù)的處理工作。它以計(jì)算機(jī)作為載體，承擔(dān)著信息交換、運(yùn)算等任務(wù)。

2.2 設(shè)計(jì)構(gòu)想

當(dāng)前，我國(guó)的產(chǎn)業(yè)格局在進(jìn)行調(diào)整，創(chuàng)新的機(jī)制在逐漸形成，機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)理念也漸漸融入到綠色化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化新興產(chǎn)業(yè)?！爸袊?guó)創(chuàng)造”正運(yùn)用最優(yōu)化的系統(tǒng)，合理的配置，生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品[2]。

2.3 設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)方案是機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，它是一項(xiàng)具有高難度特點(diǎn)的工程項(xiàng)目。對(duì)設(shè)計(jì)人員要求必須具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與熟練的操作技能，對(duì)機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、電力電子等方面的知識(shí)要有所掌握。

2.4 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法

機(jī)電一體化的成果最終體現(xiàn)在產(chǎn)品上，最終是為生產(chǎn)服務(wù)的。其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法多種多樣，設(shè)計(jì)方法的選擇，還應(yīng)按照產(chǎn)品類型而定。

2.4.1 整體設(shè)計(jì)法

整體設(shè)計(jì)法適用于產(chǎn)品的電力與機(jī)械部分的生產(chǎn)，這種設(shè)計(jì)方法將這兩個(gè)部分有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)相互協(xié)調(diào)配合的整體。通過(guò)連接設(shè)計(jì)能夠降低產(chǎn)品價(jià)格，提高產(chǎn)品性能。這種設(shè)計(jì)方法是新型設(shè)計(jì)理念，它跳出傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的限制，運(yùn)用新型的設(shè)計(jì)思維理念，既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，又保證了良好的產(chǎn)品性能。

2.4.2 組合法

組合法能夠有效地將各個(gè)功能模塊組合起來(lái)，成為一體化系統(tǒng)。運(yùn)用組合法進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使用多方面多層次的組合方式，而不能使用單一組合的方式，這樣無(wú)法達(dá)到預(yù)期目的。它具有生產(chǎn)成本低，維修方便的特點(diǎn)，同樣保證了產(chǎn)品性能和質(zhì)量。

2.4.3 取代法

取代法適用于電子線路的設(shè)計(jì)，它取代了傳統(tǒng)的機(jī)械方式的系統(tǒng)控制，較傳統(tǒng)方法的控制更為便利。電子線路對(duì)于產(chǎn)品控制具有至關(guān)重要的作用，因此對(duì)于電子線路的合理設(shè)計(jì)顯得尤為重要[3]，而電子線路省去了運(yùn)用機(jī)械進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)控制的許多環(huán)節(jié)，降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了資源，使傳統(tǒng)的機(jī)械得到了簡(jiǎn)化，提升了產(chǎn)品質(zhì)量的工作效率。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)電控制自動(dòng)化控制技術(shù)將大量的前沿技術(shù)進(jìn)行了整合，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)控制，對(duì)于工業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)良性發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，這勢(shì)必也將技術(shù)的運(yùn)用轉(zhuǎn)化成著顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡志剛，陳偉卓.“機(jī)電控制系統(tǒng)調(diào)試與檢修”課程的情境式教學(xué)設(shè)計(jì)[J].紡織服裝教育，2014（3）：230-232.

[2] 張彥.機(jī)電控制系統(tǒng)抗干擾分層設(shè)計(jì)研究[J].科技風(fēng)，2014（13）：46.

[3] 曹武青.機(jī)電控制技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].科技風(fēng)，2014（18）：65.