機械電子控制技術精選(九篇)

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第1篇：機械電子控制技術范文

【關鍵詞】機械制造；自動化；發展趨勢

機械制造技術是用來進行對產品的設計、加工、制造、生產等流程的一門技術。機械制造自動化能夠大大提高機械制造的效率和產品的質量，也能夠縮小制造的成本。在我國，機械制造自動化技術在改革開放后取得了較大的進步，甚至在某些領域已經達到先進水平。機械制造自動化對國家的經濟發展有著舉足輕重的地位，是整個制造行業的基礎。

1機械制造自動化的特點

1.1安全性能高

機械制造是一項較為危險的工作，但是機械制造自動化的發展使制造的危險性大大降低。機械制造自動化技術能夠做到自動報警、自動診斷等預防，在進行機械制造時，自動化系統中含有著各種各樣的保護功能，這些功能能夠根據在生產過程中出現的安全隱患進行自動判斷，從而降低發生危險的可能性，最大限度的保證制造業的人身安全和財產安全。由于機械制造自動化技術是通過電子信息功能來實現對機械設備的操作，因此降低了人工事故的發生率，進一步提高了安全性能。

1.2生產效率高并且質量較好

機械制造自動化加工過程中所用的設備都具有精度高、系統性強等特點，在進行制造時，制造系統利用原先已經編寫好的程序進行加工工作，不用人工進行測量或操作等工作，因此會大大減小由于人工操作而導致的誤差，并且能夠提高產品的合格率。在整個加工過程中，工作人員只需要進行啟動系統的工作，機械會嚴格根據系統的指令進行加工工作，并且相同工件只需要一套系統就能完成，因此大大的提高了加工的速度，也保證了加工的質量。

1.3解放了人類雙手

傳統的機械制造技術只能單純的依靠手工進行操作，并且費時費力，而機械制造自動化技術實現了機械生產的機械化和自動化，因此就將人類的雙手解放出來，不再進行勞累的加工工作。轉而將這些工作交給了機器。機械制造自動化開始讓制造業的人們從事腦力勞動，社會上也不必去提供一些低端勞力崗位，更多的是需要一些技術性的人才。機械制造所生產的產品具有單一性的特點，因此可以加入更多的技術，讓產品的科技含量大大增加，也縮短了產品換代的周期。

1.4系統工程和綜合技術

現在，越來越多的現代化技術被應用到機械制造行業中來，例如計算機技術、感應技術、新材料等開發技術等，機械制造技術已經從傳統的生產制造領域發展成為與現代化技術相結合的高新產業之一。新技術的使用讓制造技術邁入了全新的領域。當今，先進的機械制造技術能夠提高企業的競爭力和國家的經濟實力，因此，機械制造業發展成為了集市場調查、產品設計、銷售服務為一體的集中式產業，一體化的方式讓企業的經濟效益大大的提高。

2我國機械制造業的發展現狀和問題

2.1我國發展現狀

由于在我國機械制造自動化技術起步較晚。因此，相比于國外我國在機械制造方面仍落后于先進國家，我國在機械制造技術上存在的問題主要是自動化程度低，缺乏尖端技術，我國機械制造還沒有實現大規模的制造生產。我國行業制度較國外先進技術相比也比較落后，制度問題在發展過程中是必然存在的，這反映出我國在制度建設領域還是存在著一些問題，現今仍有一些企業采取著人工管理模式。我國在機械制造自動化領域企業應用計算機系統的積極性還太差，很多企業都沒有實現自動化、系統化的制造。

2.2制造工藝不夠成熟

在國外西方國家中，大多數都經歷過兩次工業革命，因此其工業的發展水平整體是高于國內的，國外的工業水平經過長時間的發展后已經形成了一個完整的模式，我國在工業方面起步較晚，因此技術模式上還是存在一定的差距。盡管在近幾年，我國工業發展進入了一個超速發展的時機，但是，短時間的發展仍不能真正的追上發達國家的制造工藝，但是經過長時間的發展后，定然會趕上世界先進水平。

2.3自動化程度較低

機械制造自動化最核心的應用是自動化，唯有將自動化水平提高上去，才能把握住機械制造行業的命脈。將自動化技術應用得當，可以大大的提高生產的效率，在國外，自動化的水平已經達到一個較高的水平，對計算機技術的應用和對自動化的控制水平上都已經非常成熟，甚至已經實現了完全的自動化。在我國，由于開發成本等一些問題的限制，唯有著一小部分大企業能夠實現自動化，其它企業的自動化水平還相當低，并且對自動化技術的應用還不夠成熟。

3自動化技術的發展前景

3.1自動化和網絡技術相結合

當今世界計算機技術在飛速發展，網絡技術的應用范圍在不斷擴大。因此，將計算機技術與機械制造自動化技術相融合必然是未來自動化技術的發展方向。在網絡技術下，可以通過互聯網技術的監視技術、遠程操控技術等實現對機械制造時的管理，可以通過遠程控制技術實現生產。可以說，計算機技術結合機械制造自動化技術將會大大改變人們的生產方式，人們不用再守在機械旁邊，并且能夠實現更好的對機械制造過程的全程監管，降低了人工勞動量。

3.2精確高效智能化

精度和效率可以衡量一個機械制造技術的發展水平。隨著科技的發展，機床的改變越來越多，新的一批高性能、多芯片的機床正在漸漸的投入到使用中，數字控制技術也在飛速發展和改善，這使得機床的加工精度和效率得到了質的飛越。人們也正在研究將智能化的系統應用到機械制造領域，智能系統是基于計算機模型來模擬人類的思想行為然后再得出具體的實施方案，并且可以從中挑選出最適合的方案進行執行。隨著科技的發展，自動化和智能系統相結合已經可以得到應用，通過智能化系統發出的指令來完成人類的各種工作已經實現，智能自動化正在向著更復雜的方向發展。

4總結

本文針對機械制造自動化這個問題，對機械制造自動化的技術特點和發展進行了闡述。在機械制造特點中提出了安全性能高、生產效率高并且質量較好、解放了人類雙手、系統工程和綜合技術四個特點。后又根據我國發展現狀提出了我國發展中存在的問題并對制造工藝不夠成熟、自動化程度較低兩個問題進行具體敘述。最后提出自動化和網絡技術相結合、精確高效智能化兩個發展前景。希望能夠有所幫助。

參考文獻

[1]郭雄.機械制造自動化技術特點及發展前景展望[J].山東工業技術,2015(05):52-52.

[2]孫嬪.機械制造自動化技術特點與發展[J].黑龍江科技信息,2015(33):60-60.

第2篇：機械電子控制技術范文

[關鍵詞]PLC技術；自動化；機械；電氣控制

中圖分類號：TG659；TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）40-0314-01

PLC即可編程序控制器，在各種生產機械自動控制中，發揮重要的作用。PLC技術在機械電氣控制裝置設計中的應用，將會減輕施工人員的勞動力，提高生產效率的同時也保證了系統運行的穩定和安全性。

一、項目設計

設計基于PLC的機械電氣控制裝置，以完成機械電氣控制裝置處理功能，提取出合格的機械電氣控制裝置產品，滿足實際中的工藝要求。利用PLC技術，實現對普通機床電氣控制裝置的改造。基于CK9930的PLC控制程序，開發電氣自動控制電路，完成以PLC控制程序代替原繼電器--接觸器控制的電氣控制裝置，在保留原有控制功能基礎上，以提高機床的性能，完善控制系統，增加電氣控制裝置的自動換刀、定時功能，PLC技術在機械電氣控制中，發揮重要的作用。

二、設計PLC程序

在PLC的編程中，應用指令表（IL）、結構文本（ST）、順序功能圖（SFC），控制程序流程圖。對PLC程序進行模塊化設計，采用模塊化設計思想，對控制系統功能進行模塊劃分，可以將不同功能程序放在不同模塊中進行設計，在PLC程序中劃分出公用程序模塊、主軸模塊、坐標軸控制模塊等，完成零部件庫的建立，文字標注功能，機械圖的輸出，設計電氣控制裝置。如在機械手控制中，其程序設計如下圖1中所示：

圖1 程序設計圖

PLC技術的機械電氣控制裝置設計中，先判斷是否有貨，若有貨則由機械手取貨，當取貨后，進行盤反位、手降、手轉動、把貨等操作，之后使系統復位。

PLC技術應用到床體程序中，可以使機械自動運行，使PLC控制運行方式更加靈活，方便工作人員的操作需求。在對機械零件的PLC編程中，用戶宏程序可以提高零件表面的光潔度，并且從程序中可以看出，還可以有效提高工件表面的加工質量，提高數控加工的總體效率。

三、功能設計

PLC技術下機械電氣自動控制中，采用可編程的集中邏輯編輯器和上位機的方式實現自動控制和監控，通過打印機、上位機顯示等方式，指揮系統的運行和操作；實現數據采集功能，可以對數據進行檢測和處理；同時還要具備超限警報功能、屏幕的顯示功能、數據的存儲和記錄以及統計報表等功能。實現對電氣控制裝置的常規調節控制和特殊調節控制，以降低系統發生故障的幾率，完善PLC技術下電氣裝置的自我診斷和安全聯保的功能。為確保用戶可以通過總線通信口實時發送 ASCII 命令，并且再由 DMC-1842 控制器執行。在該系統的管理軟件設計中，是基于Windows 操作平臺上，應用VC++軟件，并結合 DMC Win32 Galil Windows API 函數進行開發，確保系統可以具有視頻顯示、測量方式選擇以及異常報警的功能，實現系統軟件開發的透明性。機械電氣控制系統的軟件結構如圖2中所示。

打開 Visual C++ 6.0，新建工程，選擇 MFC AppWizard，從而可以建立“基本對話框”；記 X 軸為 0 軸，并增加“啟動”按鈕（IDC_BUTTON_Start）和“停止”按鈕，部分程序代碼如下：

（IDC_BUTTON_Stop）。

void CTest0Dlg

{

D5400_board_close（）；

CDislog：：OnCance（l）；

}

Void Ctest0Dlg：：OnBUTTONStar（t）

{

d5400_set_profile（0，500，5000，0.01，0.01）；

d5400_t_pmove（0，10000，0）；

}

void CTest0Dlg：：OnBUTTONStop（）

{

//輸入控制代碼

d5400_decel_stop（0，0.01）；

}

四、模塊設計

PLC 在自動控制裝置設計中，在輸入輸出分配I/O模塊中，設計PLC控制中可以將同類型輸入、輸出點集中在一起，對其進行連續分配。在公用程序模塊設計中，對于回原點程序，需要在正式進行數控加工前，使刀架先回零；主軸控制程序中，采用PLC內部的時間繼電器實行延時控制，應該確保主軸正、反轉有邏輯互鎖關系，可以表面當免控制功能切換時發生故障。在坐標軸控制設計中，對于超程、驅動故障以及坐標軸正常停止等，進行全面的控制；同時還應該包括報警處理程序，確保在PLC 控制下的機械電氣控制裝飾可以對事故、故障發出報警信號；還需要在模塊設計中，設計定時控制程序，這樣可以便于對機床系統進行；還應該加入自動換刀控制程序，使數控機床可以更加準確、快速地換刀操作，提高換刀效率與定位精度，滿足多工序加工需要。同時，PLC應用程序設計中，為防止系統發生誤動作，應該設計初始化程序，可以將計數器進行清零、對輸出量進行復位動作，以提升PLC在電器控制裝置設計中的精度。

結語

PLC技術下的機械自動化電氣控制裝置系統不僅提高生產效率，還大大促進機械生產的自動化進程。此外，PLC技術具有通信功能，因此采用PLC對機床進行改造后，可使機床可以與其它智能的設備聯網通信，可根據需要聯入工廠自動化網絡中，對于進一步技術改造升級，提高機械自動化水平具有特殊意義。

參考文獻

[1] 陳曉萍.機械電氣控制裝置中的PLC應用[J].科技與企業，2014，（3）：267.

[2] 毛久勇.基于PLC的自動化電氣控制分析[J].科技創新與應用 ，2013，（30）：50.

第3篇：機械電子控制技術范文

關鍵詞：控制工程；機械電子工程；模糊控制

引言

隨著我國社會經濟的蓬勃發展，機械電子工程行業對科學技術不僅有著更多的需求量，而且其需求也逐漸朝著多元化、智能化和現代化的方向發展，因此控制工程在機械電子工程中的運用具有良好的應用前景和應用空間。為有效實現機械電子工程的長久穩定發展，人們需要繼續關注和重視機械電子工程，并努力尋找可以將控制工程靈活運用到機械電子工程中的方法與技術。本文在這一背景下，對控制工程在機械電子工程中的應用進行探究。

1控制工程與機械電子工程的具體內涵

1.1控制工程

控制工程是指將工程與計算機技術等相關基礎理論作為重點概念，利用其中的各項自動化技術解決和控制工程問題的一種技術。控制工程中重點研究多輸入與輸出，以及非線性設計問題和參數問題等。現在控制工程的應用范圍和應用領域正在逐漸擴大，并且在機械電子工程中也開始得到廣泛應用[1]。

1.2機械電子工程

機械電子工程既具有機械專業的特點，同時也帶有電子信息特征。如果從設計層面出發對其進行定義，機械電子工程融合了眾多領域和學科知識，在設計和系統操作過程中主要利用模塊化的方式。與以往的機械工程不同的是，現在的機械電子工程性能更高且構造簡易、體積較小。隨著科學技術水平的持續提升，機械電子工程的系統也越來越復雜，因此有必要利用各種科學技術將其同控制工程緊密聯系，從而更好地推動機械電子工程的發展。

2控制工程在機械電子工程中的實際應用

2.1智能控制系統

發展至今，在控制工程中最引人矚目的便是智能控制系統。其通過雜糅人工智能技術和計算機技術，將其運用在機械電子工程中，使用人工智能的方式模擬和控制某一操作流程，為各種機械機器人設定相關運行程序使其可以像人類一樣完成生產操作等工作。智能控制系統的運行方式完全參照人類大腦的思維方式，因此利用智能控制系統可以在進行機械化生產時主動完成各項信息的搜集、分析和處理工作，在有效控制生產成本的同時進一步提升機械電子工程的生產效率。

2.2集成自動控制

現階段，在我國機械電子工程中最常使用的控制系統便是集成自動控制系統。它立足于原有的信息技術，并對其進行優化調整，有效地提升了機械電子工程系統的完善程度[2]。通過在機械電子工程中，尤其是機械生產加工過程中使用集成自動控制，能夠有效整合以往的信息技術以及同機械生產相關的各種信息，從而大大加強了機械電子工程中的集中工程。其通過與信息技術進行高度融合，并配合相應的機械電子生產技術，以自動化、高效化和標準化的方式快速、精準地完成機械加工。在科學技術水平又一次提升的情況下，已經出現了能夠全部保留機械電子工程中自動化成分的柔性自動控制系統。該系統能夠實現自動化和智能化的生產與控制，可以將信息技術、計算機技術以及現代機械電子技術等進行有機整合。將柔性自動控制系統運用于數控機床，可以將設定好的標準生產程序和控制程序輸入至控制設備中，從而更加科學、高效地完成機械生產制造。

2.3魯棒控制

控制工程中的魯棒控制也經常被運用在機械電子工程中。相比于其他控制技術，魯棒控制最大的特點是在面對外界因素的干擾時能夠始終保持某一方面的性能不變。因此，魯棒控制在控制方面具有無可比擬的穩定性，尤其是在機械生產制造中更加傾向于使用多變量型魯棒控制系統。譬如，在制造柔性臂軌跡的過程中，基于滑膜變的結構控制法研制出了一種慢變控制器，其運用H∞的控制理論，可有效調整整體系統控制器結構。而在模擬研究操作軌跡時則可以通過運用補償控制算法計算具體的補償控制量，以有效實現H∞控制理論與滑膜變結構地組合控制，進一步提升控制系統控制目標軌跡運行過程中的精確性和有效性。

2.4預測控制

以高速液壓機為例，將控制工程中的預測控制技術運用在高速液壓機中，能夠有效推動液壓機技術實現新的突破與發展。為有效滿足社會發展需要，高速液壓機的壓力和速度均實現了不同程度的提升。因此，其也面臨著更大的負載慣性，極有可能出現加大系統超調的情況，從而影響高速液壓機的測量精度。通過運用預測控制，能夠根據系統的實際情況建立相應的預測模型，并在此基礎之上獲取預測輸出值，利用這一數值準確預測并計算出系統誤差變化率。通過運用預測控制能夠有效控制高速液壓機的負面影響，尤其是通過準確地預測計算能夠提前明確控制器的輸出，從而有效控制高速液壓機的應用模式[3]。

2.5模糊控制

工作人員在機械電子工程中需要進行繁雜的工序和操作才能完成機械加工。因此，為有效提升工作效率并緩解工作人員沉重的工作量，可以將控制工程中的模糊控制運用其中，從而建立起精準的數學模型以有效實現自動控制。模糊控制技術能夠清晰直觀地展現出具體技術操作，同時其構造算法和控制編程既靈活又簡單，對于簡化機械加工中的復雜技術具有良好的現實意義。不僅如此，在機械加工中運用模糊控制時，可直接將測量值以及設定好的偏差及變化率等輸入其中，省略了數字描述控制對象的步驟即有效獲得最優控制輸出值。因此，工作人員在特定工作區內使用模糊控制并利用仿真實驗的方式就能顯示出最優的控制成效。

2.6神經網絡控制

目前，控制工程中的神經網絡控制技術也經常被運用在機械電子工程中，該技術立足于仿生學中的思想控制，通過連接各個看似簡單的神經元，從而構造出一個完整的網絡結構即高度非線性動力學系統，用于完成相關技術操作[4]。譬如，在數控機床中，通過運用類似于人腦結構的神經網絡，對各操作技術進行自我組織以及適應，從而有效控制數控機床的切削等機械操作。至今，神經網絡控制技術在數控機床中已經能較為精確地處理和識別各種不確定的情況，且具有強大的學習能力。由于受到智能技術的影響，神經網絡控制將更加智能化、自動化地運用在數控機床中，從而有效提升機床的加工以及工作成效。

3結語

總而言之，在我國綜合國力不斷上升，科學技術水平飛速發展的情況下，人們對機械電子工程的研究力度正在不斷加大，其發展程度也在日益完善。通過將控制工程運用在機械電子工程中，能夠有效地幫助機械電子工程提升生產效率和效益，并推動該領域朝著智能化、自動化和現代化的方向穩定發展。相信在未來，控制工程還將得到進一步完善，能夠更加全方位、更加高效地運用在機械電子工程中。

參考文獻

[1]李艷萍.控制工程在機械電子工程中的應用[J].機械管理開發，2016，（4）：75-76.

[2]傅思杰.控制工程在機械電子工程中的應用[J].福建質量管理，2016，（4）：254-255.

[3]李健，李朕興.控制工程在機械電子工程中的應用[J].城市建設理論研究：電子版，2017，（1）：44-45.

第4篇：機械電子控制技術范文

[關鍵詞] 煤礦機械； 電子式變頻控制； 晶閘管

1 引言

目前變頻控制技術比較普遍的工作機理是采用特殊制造的離合器使機械的減速機構和機械主驅動電機相連接，這種特殊制造的離合器是根據液體粘性傳動機理制造完成的。這種技術的開發與應用最早可以追溯到上世紀70年代的西方發達國家。在這種零負載的工況下啟動機械設備，其從初始狀態達到額定速率只需要很短的時間，而系統的控制依托于相應的液壓裝置，逐步驅使機械的靜摩擦片和動摩擦片相互趨近，從而達到傳遞動力的目的。

隨著時代的發展，變頻控制技術不光在西方國家逐步推廣應用，在中國很多學者機構也開始著手研究這項技術并取得了不錯的成績。本文通過分析對比不同啟動方式的優缺點，闡述工作機理，從而引出設計思想和方法。

2 重要性

隨著現代工業規模的擴大和技術的發展，煤礦機械尤其是帶式傳送機在向大載荷、長距離、高功率、高帶速、大傾角方向發展。基于物體傳送過程中慣性的原因，其啟動、減速及運行過程中存在許多急需解決難題，相應的技術先進的控制系統也就應運而生，解決這些難題，優化設備系統，完善控制過程。

與變頻控制相對應的是硬啟動方式，其工作原理簡單來講就是供電裝置與電機直接相連，這種啟動方式存在很多的缺點，例如在設備剛開始啟動時會產生過高的電流，這種沖擊電流會在電機軸承上產生很大的扭矩，甚至會超過正常扭矩的300%，促使供電裝置過載，從而加大了電機的機械磨損和齒輪損耗，對其造成了很大的沖擊。這種所謂的硬啟動方式也是根據很多煤礦機械設備自身的特性所發展衍生的。而變頻控制方式的工作機理簡而言之便是使機械設備平穩啟動以及穩定停車，這種可控性的實現正式由于這種啟動方式的原因。和上文硬啟動方式的比較，變頻控制方式最大的特點便是變頻控制方式擁有限制電流功能，即通常所說的限流，顯而易見，這樣的話便可以很好地避免過高的沖擊電流對機械設備以及供電裝置的沖擊和機械損耗，延長設備的使用壽命和周期。在整個系統中，觸發系統可以說是其最重要的也是最核心的部分，正是因為這一點，才對觸發系統提出了很多嚴格性的要求，例如抗干擾能力，這里的干擾指的是噪聲或者其他的干擾項。此外在可控硅方面也必須具有極高的操縱性和靈敏度。

由此可以看出，開發與推廣煤礦機械變頻控制方式技術具有重要性和必然性。

3 工作機理

煤礦機械電子變頻控制裝置可以有效的控制機械在啟動的初期所產生的相關的負效應，比如明顯的電壓減低以及過大的沖擊電流，根據載荷的大小智能的調節電流的大小，減小電機軸的不利扭矩，減輕機械磨損，這一點在前文中進行了相關的闡述，這樣的有點不光是可以延長機械設備的使用周期，而且也可以有效的保護在實際生產過程中不可避免與機械設備相接觸的操作人員，實現安全生產，也可以節約能耗，實現可持續發展，此外電子變頻控制方式也具有硬啟動方式無法比擬的系統優勢，由于其體積小，操作方便，構造也很簡單，因此故障率極低，這也是機械電子變頻控制方式裝置得到重視的原因之一。

對于機械硬啟動方式來講其主回路是通過普通的晶閘管作為開關，但是變頻控制技術方面，大功率的晶閘管是作為主回路開關元件的首選，導通角的智能化系統控制是通過單片機的應用實現的。煤礦機械電子式變頻控制裝置的具體工作機理是：①在最開始的啟動階段，晶閘管的導通角逐漸升高，電機兩端的電壓也會隨之產生變化，由此會對晶閘管的輸出電壓產生調節功能，當電機轉速升高到啟動扭矩時，啟動過程便結束。②機械電子式軟起動裝置還具有一個關鍵的功能――限流，當晶閘管處于完全導通狀態時，電機便會處于額定功率下工作，再加上旁路接通起的同時啟動，可以有效地延長晶閘管的使用周期，此時電機進入到穩定運行狀態。③當機械需要停車時，第一步是旁路接通起器的斷開，這樣做的直接目的是減小旁路接通器內晶閘管的導通角，這樣的話電機轉速歸零，機械停車，處于關閉狀態。啟動過程如圖1。

3.1 傳統啟動方式的闡述

煤礦領域內的常用工程機械例如帶式輸送機因為可靠性高、運行連續、工作效率高以及適應能力強等優點，已成為現代重載荷運輸的常用設備，尤其是在煤礦采礦領域內得到廣泛的重視，但是伴隨著機械化工業化程度的不斷提高，各種機械設備的運行功率也在不斷攀升，輸送機當然也不例外。在采礦機械的不斷發展應用的過程中，人們發現傳統的啟動方式不能滿足大規模生產發展的需要，歸結于一點就是其無法避免的諸多缺點。在這種情況下，電子式變頻控制裝置的出現，很好地解決了一系列難題，因其運行穩定，體積小，故障發生率低，不光是在煤礦采礦領域內，在冶金、碼頭、港口領域內也達到了很好地應用。本文列舉若干傳統的啟動方式的弊端：①故障率較高，由此引發了高昂的維修養護費，并且在啟動初期在供電裝置與電機之間會產生很強的沖擊電流，在電機軸內會有很高的扭矩，往往會超過正常扭矩的150%，這種弊端使得其具有很大的局限性，即工作條件比較苛刻，例如無法滿足井下防爆安全的要求；②啟動過程中的沖擊電流會對機械部件產生很大的不利影響，增加機械磨損，對供電系統造成沖擊，限制了啟動周期和頻率；③在一些已經安裝了軟起動裝置的相對比較現代化的煤礦機械里，在實際的生產經驗來看，運行比較平穩，但是電流智能化調節無法實現，承受載荷能力也不會有很大提高。

3.2 電子式變頻控制過程分析研究

電子式變頻控制不僅能夠保證機械裝置在啟動、運行以及停車過程中的平穩而且能夠有效地減少沖擊電流的危害，降低機械磨損，伴隨著計算機技術的發展，啟動過程與計算機相連，實現交互式操作智能化程度更高。由此不難發現機械電子式變頻控制裝置具有很大的發展潛力與發展前景。解決機械震蕩以及沖擊電流的不利影響的最為有效地途徑便是運行前根據預定的可控曲線進行設置，分階段慢速有序的啟動機械系統，這樣一來便可以解決很多動力學問題。現在簡單介紹幾種常用的電子式變頻控制方式：①斜坡恒流：電流升高的速度越快，啟動速率越高。這種方式是以一定的速率提高電流，直到預定的制定電流后，再以恒定的電流運行，直到啟動階段完成；②斜坡電壓：啟動電壓由低到高逐步攀升，不需要閉環控制電流的過程。這種啟動方式的最大優點是機理簡單易懂，系統故障率低，但是缺乏對電流的控制，因此晶閘管會受到電流的沖擊，使用壽命降低；③階躍式：啟動階段加載啟動扭矩，這個扭矩一般很大，這樣可以有效降低負載的靜摩擦力，但是這種方式的弊端是會對供電裝置產生強干擾；④矩形轉矩：這種啟動方式相比較上述三種而言，體積較小，故障率低，結構完善緊湊，設計更加合理優化，安全措施齊全，載荷能力大。

4 煤礦機械電子式變頻控制裝置的設計思想與方法

4.1 硬件設計

煤礦機械電子式變頻控制裝置的硬件設計主要集中在電路設計上，其中主回路的控制是核心因素，關鍵是晶閘管的設計，連接順序為供電裝置與電動機，其中晶閘管的導通角設計也是重要的一點，前文講到單片機技術的應用可以有效控制導通角的變化，使輸出電壓逐步升高直至額定電壓。以采礦領域內常用的帶式輸送機為例，通過流程圖的方式簡明說明硬件設計過程，如圖2。

4.2 軟件設計

在電子式變頻控制裝置中，控制器的質量以及工作原理直接決定著控制系統的優劣，目前通常的控制器為可編程化的控制器，這種控制器的可靠性較高，可以實現系統的優化和平穩運行，整個運行系統的控制上位機通常是由電子計算機來擔當，由此可見，可編程控制器以及電子計算機是關鍵的兩個因素，需要進行相應的程序計算與設計，這種程序設計的過程優化以及結果的完備性、可靠性、準確性直接影響到機械運行的可靠性、穩定性。

具體而言，可以從以下幾個方面來闡述電子式變頻控制裝置的軟件設計：①可編程控制器往往采用面向運行過程的control language和面向問題的image language，其特點是結構簡單緊湊，過程直觀易懂，它的程序設計方案一般是根據流程圖來實現的；②以電子計算機為上位機的計算機軟件選取，伴隨著現代科技的不斷發展，現代計算機軟件的功能也日趨強大與完善，可靠性不斷提高，這些軟件通常都會選擇面向對象以及可視化的設計方法，同樣，煤礦機械電子式變頻控制裝置控制系統的控制軟件應該具有響應速度快、敏感度高和分析點準確、過程優化等特點，操作界面與接口模塊采用不同的程序語言編寫也就成了必然條件。這是軟件設計里面比較重要的一步，首先要把握操作主界面的設計，要求界面簡單，直觀，功能齊全。

5 結束語

從目前的使用狀況和調查分析來看，煤礦機械電子式變頻控制裝置仍然無法滿足我國大規模現代化建設的需要，無法滿足煤礦產值的增長需要，這不僅僅表現在數量上的缺乏以及普及度的欠缺，也表現在使用中的裝置系統也存在許多缺陷，例如系統優化程度不高，程序化設計欠缺，結構緊湊度較低，故障率無法實現理論值等，這也需要我們在生產實踐的過程中不斷地發現問題，進而分析問題解決問題，不斷完善變頻控制技術，使之與生產實際相結合，提高生產率，減少風險點，更好地為我國的現代化建設服務。

[參考文獻]

[1] 李潤方，龔劍霞.接觸問題數值方法及其在機械設計中的應用[M].重慶大學出版社，1991.2（8）：64-70.

第5篇：機械電子控制技術范文

關鍵字：機械電子工程 人工智能 發展

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（a）-0027-01

機械電子工程經過較長的時間達到當今的水平，是社會生產重要的支柱。而人工智能經過幾十年的發展，在對信息處理分析上具備強大的能力。機械電子工程和人工智能共同豐富著人類生活。

1 機械電子工程

1.1 機械電子工程發展

機械電子工程發展初期，以人力手工作業為主，在機械電子工程發展的這一階段，生產力由人力來決定，此時的生產力很低，無法形成批量生產。隨著工業技術和管理方式的前進，機械電子工程走入了機械生產時代。這一時期機械生產以流水線的方式進行作業，在這一時期由于建立了以機械為主，人力進行輔助的生產線，生產效率明顯提升，生產速度加快實現了大批量生產的目標。但是這一時期同樣存在著多種弊端，雖然動力上運用了機器完成生產，但是同樣需要較大的人力進行工作管理和維護，而且這一時期的生產仍然難以滿足隨時變化的市場需求，此時的機械電子工程在生產靈活性上表現較差[1]。隨著科技的發展，機械制造和電子技術的改革，機械電子工程進入了產業化時代，生產直接面向市場，生產節奏快，技術快速發展，生產力不斷提高。

1.2 機械電子工程特點

現代機械電子工程是電子技術和機械工程相互融合的學科。機械電子工程進行生產加工時運用電子計算機來進行系統操控，節省人力，機械電子產品內部復雜，科技含量高，性能優良。但是在操作上卻簡單易用，利于實際使用。機械電子工程中電子技術和機械工程的結合，利于機械電子工程的升級發展，不斷提高效率，創造更大的經濟效益。

1.3 機械電子工程未來發展趨勢

目前機械電子工程發展潛力巨大，面臨的技術攻關也比較多，其中集成模塊化就是未來的發展趨勢和要解決的難關。集成模塊化就是將用于機械電子工程的接口進行統一，對于接口多、內部結構復雜的機械電子工程來說，將所有的接口統一化是一個繁瑣而復雜的工程。另外，隨著網絡的日益發展和普遍，機械電子工程也要與網絡進行聯合，利用機械電子工程的優秀產品――遠程控制終端，對機械電子工程進行控制和監測。另外利用家庭局域網和網絡的連接，將實現家庭中的家用電器實現網絡化。這樣一來，在家庭中，計算機將成為“管家”，住戶可以輕松的使用計算機來控制家中電器，而且，隨著網絡覆蓋和機械電子工程的遠程控制技術發展，人類甚至可以足不出戶，就能完成日常所需要做的事情，比如工作、學習等。最后，機械電子工程終將走向智能化道路，目前在機械電子工程中，已經存在機器人與數控車床協同工作的案例。

2 人工智能

人工智能由多種學科結合而成，包括控制技術、信息技術、心理學等。人工智能發展時間長，17世紀世界上第一臺計算器的誕生，標志著人工智能的出世。因為計算器能夠進行機械計算，受到人們歡迎，計算器開始了緩慢的發展。這一時期也為人工智能的成長打下了基礎。隨著社會的進步，人工智能得到了人類的重視，從20世紀60年代開始，人們開始對人工智能加大力度研究，但是由于科技水平有限，人工智能研究始終不能脫離簡單映射，人工智能前進腳步并不大。

70年代后，人工智能的發展迎來了契機。當時眾多知識工程的觸及面涉入人工智能領域，這使得人工智能得到很好的發展機會。隨之而來的互聯網發展和普及，對人工智能產生了巨大影響。人工智能在互聯網的影響下得到了革命性的改變，并為人類提供了更好的服務。如今的人工智能在人們進行交流溝通中起到重要作用，不斷豐富著人們的生活，而且人工智能技術正在創造著愈來愈多的經濟利益。

3 機械電子工程和人工智能

機械電子工程在操控上由機械電子系統完成，但是機械電子系統存在不穩定性。特別是在進行大量數據演算分析上，存在著漏洞不能令人滿意。機械電子工程因為由電子系統操控，人力需求小且生產能力強，本可以有巨大的發展空間，卻由于電子系統在復雜運算上存在不穩定性，而當今社會需要數據處理能力出眾的系統，這樣一來就在機械電子工程的適用范圍上有了限制，不利于機械電子工程的長期發展[2]。

人工智能建立處理信息系統上主要分為神經網絡系統和模糊推理系統，這兩種系統的建立都是以對人腦的模擬來實現的。其中，神經網絡系統模擬了人腦結構，神經網絡系統職責主要是對數字信號進行精確分析并得出參數值，神經網系統在對輸入信息進行處理時，神經網絡內部的神經元建立有固定聯系，會對傳入信息進行大量的計算。模糊推理系統則是模擬了人腦的功能，其職責是用于分析傳入的語言信息，由于內部結構的連接不固定，因此模糊推理系統的計算量小于神經網絡系統。

通過對機械電子工程系統和人工智能系統的分析，能夠發現兩者若是建立聯系，必定能夠產生良好的效果。人工智能系統在機械電子工程中運用，將直接提升機械電子工程系統在數字處理和分析方面的能力[3]。機械電子工程在設計工作上要與人工智能進行合作，使兩種系統更好地匹配，進而利于機械電子工程的工作和數據處理。在推進機械電子工程發展和前進同時，人工智能也在得到進步。機械電子工程和人工智能的結合對兩者都起到了推進作用。應促進機械電子工程和人工智能的結合，使機械電子工程和人工智能相互發展，共同進步，創造人類的美好生活。

4 結語

將機械電子工程和人工智能進行結合，發揮兩者優勢，為社會的前進增添動力，相關研究者應該承擔職責。作為從事機械電子工程和人工智能研究工作的專家人員，除了加深研究外，還有注重廣度的延伸，將機械電子工程和人工智能的范圍擴大，不但能夠使兩者得到發展，還能為其他領域的研究提供幫助，實現共同發展。

參考文獻

[1] 王琪.機械電子工程與人工智能的關系探究[J].科技傳播，2012（1）：114-115.

第6篇：機械電子控制技術范文

關鍵詞：軟啟動；原理；控制系統

Abstract: all aspects of economic development is inseparable from the mechanical and electronic industry, although the rapid development of mechanical electronics industry has made gratifying achievements. But along with the economic transformation and upgrade of thorough, mechanical and electronic industry faces many problems and bottleneck, the author mainly in the soft start to mechanical and electronic technology related to the application of shallow problems.

Keywords: soft start; Principle; Control system

中圖分類號：U264.91+1文獻標識碼： A 文章編號：

引言

機械電子系統的概念，機械電子系統就是將機械學、 電子學、 信息技術、 計算機技術、 控制技術等有機融合而形成的一門綜合性的系統。機械電子系統是由日本的一位學者提出來的，它包含了技術和產品兩個方面的內容：機電一體化技術就是指技術基礎、 技術原理在內的、 使機電一體化產品或系統得到實現 、 使用和發展的技術。而機電一體化產品是指采用機電一體化技術． 產品的機械系統與微電子系統相互置換或有機結合而構成新的系統、 且賦予其新的功能和性能的新一代產品。可以說無論從哪個角度說機械電子系統都不是單一的一個技術或系統 ， 而是多個學科、 領域組成的多層次的、 多種類的系統集成。它被廣泛應用于各類機電產品的研發、 設計和制造工作。機械電子行業主要包括發展電子信息產業 、 機械和機電融合先進制造業、 發展節能環保產業和發展優勢特色裝備產業等行業 。 機械電子產品已經滲透到我們日常工作生活的每一個角落，經濟發展的方方面面都離不開機械電子的影子。

1軟起動裝置組成

機械電子式軟起動裝置由機械傳動系統與控制系統兩部分組成。機械傳動系統由主電機、調速電機和差動輪系等構成；控制系統由計算機、可編程序控制器、變頻器等組成。該裝置系統如圖1所示。

圖1機械電子軟起動裝置系統框圖

2機械電子式軟起動裝置工作原理

傳動系統原理如圖2所示，主要由差動行星輪減速機構、蝸輪蝸桿機構組成。主電機9

用于驅動差動行星齒輪減速機構，以便驅動負載。在起動、停車的過程中，通過對調速電機8的轉速進行控制，使差動行星機構差動傳動，達到對輸出軸無級調速的目的。

圖2中主電機9的輸出軸與行星齒輪傳動機構的輸入軸a相連，將驅動力輸入行星傳動機構。輸入軸a的另一端連接齒輪1，通過齒輪2與中心輪3的輸入軸b相連，中心輪3經行星輪4和內齒圈5驅動行星架H，通過輸出軸C將動力輸出。調速電機8為小功率電機，經過蝸輪蝸桿傳動，起控制速度(速度合成)的作用，用于控制內齒圈5的轉速，并通過對內齒圈5的轉速控制，最終實現對輸出軸的轉速控制，其功率主要消耗在軟起動和軟停車過程中對差動的內齒圈的速度控制上。在設計過程中，蝸桿設計為單頭蝸桿。在調速電機起動后，通過蝸輪蝸桿正行程實現減速，帶動輪系的其它元件轉動。在運動的控制端，由于系統選用螺旋升角遠小于摩擦角的傳動，在主電機傳動過程中，蝸輪為主動構件，不能使從動的蝸桿回轉，機構出現自鎖，調速電機不轉動。利用蝸輪蝸桿反行程出現自鎖，達到控制調速電機隨時起停的目的。反行程具有的自鎖特性常用于重型機械的起動過程，以達到安全可靠的目的。預起動時，首先通過PLC與變頻器之間的通信啟動調速電機，此時機械電子式軟起動裝置是一個單輸入(內齒圈5)雙輸出(中心輪3和行星架H)的兩自由度機構。由于減速器輸出軸上的負載通常遠大于與主電機輸入軸相連的慣性負載，來自調速電機的動力無法驅動行星架轉動，使得傳動系統實際上成為一個行星架H不動的定軸輪系。調速電機的動力經蝸輪蝸桿機構和齒輪傳動機構將驅動主電機的轉子轉動，并使其逐步達到主電機的預期轉速如空載轉速。此后，控制系統接通主電機的電源，主電機的轉子轉速已達到預期值，不需再對主電機的轉子進行加速，故在接通主電機電源后，主電機啟動電流非常小(理論上為零)，主電機實現空載起動。這時，主電機和調速電機均處于空載工作狀態，傳動系統成為一個行星架(輸出軸)轉速為零的差動行星輪系。

圖2機械傳動系統原理圖

主電機空載起動完成后，通過控制變頻器的輸出頻率，使調速電機按照預設曲線緩慢減速，通過蝸輪蝸桿傳動，調節內齒圈5的轉速，將來自主電機的動力逐漸施加到與輸出軸相連的機械設備上，隨著調速電機的速度的降低，減速器輸出軸的轉速以所要求的速度曲線平穩輸出，最終達到額定工作速度。通過主電機與調速電機的速度合成，該傳動系統可以在相當大的范圍內實現無級調速，并能長期穩定地工作在低速狀態之下，同時使主電機的起動電流和輸送帶的起動張力控制在允許范圍內，從而實現系統的軟起動。

3控制系統

（1）結構組成

控制系統的結構由上位計算機、變頻器、可編程控制器(PLC)等組成，如圖3所示。為了實現對工作儀器的保護，將變頻器、可編程控制器、傳感器等安裝在控制柜內。執行機構為異步電動機、差動行星減速機構，控制對象為帶式輸送機。控制系統在結構上為主從式二級控制，其中計算機為主，PLC為從。在完成控制系統的軟件設計后，計算機通過與PLC之間的通訊將控制程序下裝至PLC。計算機作為工業控制主機，擔負著對PLC程序的在線修改、信號采集、數據記錄與處理和控制輸出等任務，而大量的循序動作的處理則交由PLC處理。

圖3機械電子式軟起動裝置的控制系統框圖

(2)控制系統原理

控制系統工作時，PLC得電啟動，在啟動調速電機的過程中，PLC通過控制變頻器的輸出頻率來控制調速電機轉速，使其按照設定升速規律達到預定轉速。在其達到預定轉速后，PLC通過接觸器接通主電機電源，主電機啟動，由于差動輪系的速度合成，負載端無輸出。當負載起動時在PLC的控制下調速電機按設定規律減速，負載緩慢輸出直至達到工作轉速。負載軟停車時，PLC控制變頻器的輸出頻率使調速電機按設定曲線加速，主電機繼續按額定轉速工作，通過速度合成，負載緩慢遞減為零。當系統完全停車時，PLC將與主電機相連接觸器斷開，主電機停止，然后切斷調速電機的電源，系統完全停車。

4控制系統數學模型

以主電機的輸出軸為研究對象時，根據其力矩平衡方程：

Jeqw+beqw+Ktl=Tm

式中：．K―負載扭矩傳遞系數，

由拉普拉斯變換可得：Tm(s)-LTL-beqw(s)=Jeqsw(s)

式中：Tm(s)―為電動機的輸出轉矩；TL負載轉矩。

5結束語

(1)系統的動態響應速度快，能較準確反映電機輸出的特性。

第7篇：機械電子控制技術范文

關鍵詞：機械技術；電子技術；機械電子技術；發展趨勢

中圖分類號：TH-39文章編號：1009-797X(2015)24-0079-02文獻標識碼：A

作者簡介：王愛民（1966-），男，碩士學歷，副教授，研究方向為機械工程

現代社會，產業的信息化已然成為大勢所趨，尤其是在全球一體化不斷深入的當前，國家科技與信息化的發展水平已經成為衡量一國實力的重要指標，因此加大現代科學技術研究成為各國爭相開展的重要課題。我國的機械技術和電子技術起步并不晚，一直緊隨國際主流，然而現代社會的多元化進步，決定了傳統機械技術與電子技術的各自為戰已難以滿足現代化機械制造業的發展需要，科學技術發展的智能化需求也不斷提高著對于傳統技術的要求，機械電子技術因此整合而生。為了更好地適應社會當前對于機械制造技術的需求，加強對機械電子技術水平提升的科研工作勢在必行。新時期，機械電子技術的發展為現代機械制造業提供了相當的優勢，其現代化的發展趨勢已經勢不可擋。因此，進一步研究機械電子技術的現代化發展趨勢有利于為該技術的發展引出更為明確的方向，具有積極的現實指導意義。

1機械電子技術概述

機械電子技術，始于機械技術和電子技術兩個分支領域的整合。應現代化社會的發展需要，機械制造行業于近些年獲得了顯著發展，在該行業領域當中，一直是以電子技術為主導，實現著對機械功能、動力、信息化處理與操作控制等方面的管理。為了更好地服務于現代化的機械制造，對機械裝置進行電子化的技術調整成為一個新的思路，加之與計算機軟件的結合，成為了新的機械電子系統。并且，隨著該整合技術應用范圍的不斷拓展，逐漸形成了一門自成體系的系統化學科[1]。機械電子技術發展至今，在各項新技術與計算機互聯網的支撐作用下，正在不斷填充著更多的新內容，現代研究中關于機械電子技術的嚴格定義未見統一，本文認為其可以做如下概括：即立足于電子技術，將其他分支技術包括機械技術、微電子技術、現代信息技術、智能化控制技術、計算機技術、傳感器技術、網絡技術、接口技術和信息轉換技術等集成一體，根據切實的需求而實現對機械制造加工目標的定位，并于確保安全可靠的前提下提升整個工作效率的功能系統，便是機械電子系統，該技術則是機械電子技術。

2機械電子技術的發展現狀

分析可知，國際中關于機械電子技術研究的最新階段始于20世紀90年代末期，機械電子技術的突破式發展主要是依賴于光學、通信等技術，機械電子技術也生成了光機械電子與微電子機械等分支。我國關于機械電子技術的研究始于20世紀80年代，在當時國務院的帶領下，機械電子技術開始逐漸受到了越來越多的重視，該專業也逐漸成為了獨立學科深入到了各高校當中。隨著時間的發展與現代諸多行業領域的切實需要，機械電子技術在21世紀之后便開始急速發展，無論是研究理論或者是技術實踐，均取得了良好的成績[2]。

3機械電子技術的現代化發展趨勢

機械電子技術的發展，核心力量就在于現代科學技術水平的不斷提升。作為一個全新的應用技術，機械電子技術于機械設備應用中的現實作用至關重要，且具有著無可替代的作用。同時，鑒于機械電子技術本身所具有的技術覆蓋范圍，對其他技術的依賴程度也就可想而知，發展趨勢自然顯而易見。

3.1智能化

現代科學技術的一個最大優勢主要就在于提升各個行業領域工作效率的同時能夠通過多種技術的整合實現智能化。機械電子技術的現代化發展，需要以智能化作為主要方向[3]。以當前廣泛應用的CNC數控機床為例，其就能夠通過智能化接口的聯通在計算機技術的輔助下實現智能的人機對話功能，由此可以成為機械電子技術發展的有效助力。

3.2數字化

在計算機與互聯網的作用下，數字化技術已經越來越多地應用到各個行業領域當中。在機械電子技術中，數字化技術的融合優勢在于能夠更好地保證軟件應用的可靠性，并且具有著智能化的自我修復與診斷功能，可操作性強。在網絡的驅動作用下，數字化技術也可實現機械電子技術的遠程控制。

3.3網絡化

監控技術成為了網絡普及之后電子技術應用的一大突破，機械電子技術產品在監控技術當中更是一個必不可少的應用，主要是進行遠程控制的終端設備。此技術的應用決定了現代技術的機電一體化融合，為現代人們帶來了諸多的高科技成果。

3.4模塊化

技術的普及，使機械電子產品越發多元化，不同的機械電子產品具有不同的單元模塊，對于接口的需求也不盡相同[4]。除此之外，動力驅動單元的控制也是實現機電一體化技術的前提。因此，機械電子技術可以從此方面加大科研力度，以加快電子產品的更新頻率。

3.5集成化

機械電子技術的生成，是多種技術相互整合與滲透的結果，在技術的復合與優化共同作用下，服務于現代制造業生產過程中對于產品的多品種、小批量的柔性需求，在對整個系統進行必要的分層之后，分散系統的各個不同功能，并在確保機械正常運轉的前提下聯系各個層次的系統，提升整個系統的功能與性能。

3.6信息化

隨著信息產業和智能產業將成為社會的主導產業，機械電子技術、機械制造也將是由信息主導的，并采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理方式的全新的機械制造業。

4結論

綜上所述，在當前的信息化時代，所有技術的進步都是一個更新換代的過程，技術體系需要進行不斷的創新，才能滿足現代社會發展的切實需求。機械電子技術的現代化發展，需要同機械設備相輔相成，唯有充分結合當今國際最為先進的各類技術，才能確保機械電子技術理論的不斷充實，進而推動技術水平的不斷提升。

參考文獻：

[1]王烜欽．機械電子技術的發展現狀及未來趨勢分析[J]．電子技術與軟件工程，2015（02）：122.

[2]閆梅，劉嘉文，張振．電子工程技術的現代化發展探究[J]．現代工業經濟和信息化，2015（16）：115~117.

[3]趙雪，曹國慶．計算機與機械電子技術的融合發展思考[J]．電子世界，2014（10）：362~363．

第8篇：機械電子控制技術范文

關鍵詞： 計算機技術；機電一體化；生產應用

0 引言

現代科學技術的發展極大地推動了機械工業領域的變革，同時給相關生產產業帶來了巨大的影響，提高了生產水平和技術。隨著各種技術之間相融合的發展，以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。

1 計算機技術與機電控制技術的發展概況

1.1 計算機控制理論的形成與技術的發展

忽略數字信號的量化效應，可以將計算機控制系統看成采樣控制系統，在這一系統中，將其中連續的環節離散化，則整個系統又可看成由不同的離散系統構成。計算機控制理論的發展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態空間理論和系統辨識自適應控制等理論綜合應用到控制技術中，使計算機控制系統有了初步發展。對于結構復雜、時變的非線性系統，控制系統則融入了魯棒控制、模糊控制、預測控制等多種新型理論，逐步形成了工業過程控制系統的一個新方向。

自世界第一臺電子計算機問世后，計算機首先被用來自動檢測化工生產過程的過程參量并進行相關的數據處理，同時也研究了計算機的開環控制。到二十世紀六十年代，出現了用于過程控制的計算機，實現了直接數字控制。后經集中式計算機控制系統發展到現在的以微處理器為核心的分層式控制系統控制，通過計算機對生產過程進行集中監視、操作和管理控制等。伴隨著計算機處理器等技術的發展，計算機控制技術也隨之發生相應的變革，最終應用到工業生產中并對其產生巨大影響。

1.2 機械和電子控制技術的發展和現狀

在生產、科研等諸多領域里，有大量的物理量需要按某種變化規律進行控制。在二十世紀三十年代之前，工業生產多處于手工操作的狀態。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內，初步有了對工業生產的機械控制實踐。隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現，直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化，同時將機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展，且越來越被廣泛的應用到各生產領域。目前主要形成并應用的機電控制技術主要有PID控制，PID是經典控制理論的代表，它吸收了智能控制思想并利用計算機的優勢，形成了自適應PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制（FLC）、變結構控制等，均隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。

2 機電一體化的發展及在工業上的廣泛應用

2.1 機電一體化的簡介和生產應用

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及計算機軟件系統集合起來所構成的系統總稱，綜合運用機械技術、微電子技術、計算機技術、電力電子技術等對各生產領域的控制過程進行監督操作。它主要應用領域有數控機床，通過相應的數控技術，在工業操作上結構、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結構，豐富了數控功能，也提高了生產效率。

柔性制造系統的應用是計算機技術和制造系統在機電控制工業的應用，是計算機化的制造系統。它主要由計算機、數控機床、自動化倉庫等組成。在工業上，它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，更適用于多品種，小批量等的離散零件的批量生產。

交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用，尤其是在鋼鐵工業中，使復雜的矢量控制技術得以實現，無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。

可編程控制器（PLC）是集計算機技術和自動控制化技術于一體的新型控制系統。這一系統解決了工業控制系統中大量開關控制的問題，逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統。隨著PLC技術的進步，其應用領域更是不斷擴大，可采集存儲數據，還可對控制系統進行監控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。此外，隨著工廠網絡自動化的發展，PLC可實現通信及聯網功能，更有助于工業生產的控制過程的監控。如今，PLC技術已經被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保以及文化娛樂等各行各業。

2.2 計算機在機械和電子控制產業的應用實例

計算機技術和機械電子控制技術一體化的有機結合，不斷使相關的新技術應用到更多的領域中去，這些應用到的領域已經不再局限于工業的生產，更多技術是切身關系到我們日常的工作和生活。下面舉幾個具體實例來介紹計算機技術和機電控制相結合的實際應用。

PLC實現了機械手移動工件的控制過程。隨著世界經濟和技術的發展，人類活動的范圍不斷擴大，機器人的應用正迅速向社會生產和生活的各個領域擴展，并從制造領域轉向非制造領域，各種各樣的機器人產品隨之出現。隨著機器人的生產和大量應用，很多領域，許多單一、重復的機械工作由機器人（也稱機械手）來完成。工業機器人是一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機，廣泛采用工業機器人，不僅可提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗以及降低生產成本有重要意義。與計算機及網絡技術相結合應用的工業機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產和生活方式。

農業方面，機械作業過程中駕駛室內的儀表盤正迅速由電子監視儀表取代并逐步由單一參數顯示方式向智能化信息顯示終端過渡，以此來改善人機交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端（Virtual Display Terminal），它代表了當代儀器與控制裝置發展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機組中不同部分的終端信息，在屏幕上按操作者的需求，調用數據庫信息，顯示數據、圖形、語音等多媒體信息。另外，還可以將數據信息動態存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數據存儲卡，將農業作業過程的數據信息通過智能卡帶回辦公室，由計算機應用高級軟件進行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機上的智能控制終端，實現自動控制農機的操作。

PLC在自動售貨機中的應用。自動售貨機通過顧客選擇商品開關，投入的硬幣值由PLC驅動數碼管顯示，經過光傳感器識別，通過判斷，進行下一步操作，經過PLC的系統控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術和機電自動控制在自動售貨機中的這項應用極大方便了人們的生活，也使PLC的應用更加廣泛。

交通信號燈系統也是微機軟件應用到電子控制系統中的典型實例。通過主要應用PLC技術控制十字路口的信號燈動作。準確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間，這項應用更是極大方便了人們日常生活工作的出行。

電腦橫機中計算機技術的應用給機械編織行業帶來了巨大的變革。現在的電腦橫機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域的復雜系統。電腦橫機的編織是一個極其復雜的過程，最初的橫機是手動橫機，只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計算機技術應用到電腦橫機中，通過電腦的自動控制，設計人員可對編織花型進行數字化設計，通過計算機數字直接控制機械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應的機械編織動作，由計算機指令控制系統完成整個設計的編織，極大地提高了工業生產效率。

與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢。

3 總結

在機械生產領域，電子技術和計算機技術的融入發展，機電一體化的形成是機械工業中的重要變革。通過不斷發展的計算機技術，使機電一體化相關的技術在諸多領域中得到了廣泛的應用。

參考文獻：

[1]張東寶，工程機械與控制技術[M].筑路機械與施工機械化，2007.

[2]馬增強等，數據采集系統的研究，微計算機信息，1998.

[3]王立新，淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報，2007.

[4]楊明等，機電一體化的研究現狀及發展趨勢，農機化研究，2006.

第9篇：機械電子控制技術范文

關鍵詞：計算機技術 機電一體化 生產應用

現代科學技術的發展極大地推動了鋁電機械工業領域的變革，同時給相關生產產業帶來了巨大的影響，提高了生產水平和技術。隨著各種技術之間相融合的發展，以計算機電子技術、鋁電機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。

一、計算機技術與機電控制技術的發展概況

1.計算機控制理論的形成與技術的發展

忽略數字信號的量化效應，可以將計算機控制系統看成采樣控制系統，在這一系統中，將其中連續的環節離散化，則整個系統又可看成由不同的離散系統構成。計算機控制理論的發展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態空間理論和系統辨識自適應控制等理論綜合應用到控制技術中，使計算機控制系統有了初步發展。對于結構復雜、時變的非線性系統，控制系統則融入了魯棒控制、模糊控制、預測控制等多種新型理論，逐步形成了工業過程控制系統的一個新方向。

2.鋁電機械和電子控制技術的發展和現狀

在生產、科研等諸多領域里，有大量的物理量需要按某種變化規律進行控制。在二十世紀三十年代之前，工業生產多處于手工操作的狀態。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內，初步有了對工業生產的鋁電機械控制實踐。隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現，直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化，同時將鋁電機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展，且越來越被廣泛的應用到各生產領域。目前主要形成并應用的機電控制技術主要有PID控制，PID是經典控制理論的代表，它吸收了智能控制思想并利用計算機的優勢，形成了自適應PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制（FLC）、變結構控制等，均隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。

二、機電一體化的發展及在工業上的廣泛應用

1.機電一體化的簡介和生產應用

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將鋁電機械裝置與電子化設計及計算機軟件系統集合起來所構成的系統總稱，綜合運用鋁電機械技術、微電子技術、計算機技術、電力電子技術等對各生產領域的控制過程進行監督操作。它主要應用領域有數控機床，通過相應的數控技術，在工業操作上結構、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結構，豐富了數控功能，也提高了生產效率。

柔性制造系統的應用是計算機技術和制造系統在機電控制工業的應用，是計算機化的制造系統。它主要由計算機、數控機床、自動化倉庫等組成。在工業上，它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，更適用于多品種，小批量等的離散零件的批量生產。

交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用，尤其是在鋼鐵工業中，使復雜的矢量控制技術得以實現，無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。

2.計算機在鋁電機械和電子控制產業的應用實例

計算機技術和鋁電機械電子控制技術一體化的有機結合，不斷使相關的新技術應用到更多的領域中去，這些應用到的領域已經不再局限于工業的生產，更多技術是切身關系到我們日常的工作和生活。下面舉幾個具體實例來介紹計算機技術和機電控制相結合的實際應用。

PLC實現了鋁電機械手移動工件的控制過程。隨著世界經濟和技術的發展，人類活動的范圍不斷擴大，機器人的應用正迅速向社會生產和生活的各個領域擴展，并從制造領域轉向非制造領域，各種各樣的機器人產品隨之出現。隨著機器人的生產和大量應用，很多領域，許多單一、重復的鋁電機械工作由機器人（也稱鋁電機械手）來完成。工業機器人是一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機，廣泛采用工業機器人，不僅可提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗以及降低生產成本有重要意義。與計算機及網絡技術相結合應用的工業機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產和生活方式。

PLC在自動售貨機中的應用。自動售貨機通過顧客選擇商品開關，投入的硬幣值由PLC驅動數碼管顯示，經過光傳感器識別，通過判斷，進行下一步操作，經過PLC的系統控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術和機電自動控制在自動售貨機中的這項應用極大方便了人們的生活，也使PLC的應用更加廣泛。

交通信號燈系統也是微機軟件應用到電子控制系統中的典型實例。通過主要應用PLC技術控制十字路口的信號燈動作。準確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間，這項應用更是極大方便了人們日常生活工作的出行。

電腦橫機中計算機技術的應用給鋁電機械編織行業帶來了巨大的變革。現在的電腦橫機是一種涉及到計算機、鋁電機械、電子、控制等諸多領域的復雜系統。電腦橫機的編織是一個極其復雜的過程，最初的橫機是手動橫機，只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計算機技術應用到電腦橫機中，通過電腦的自動控制，設計人員可對編織花型進行數字化設計，通過計算機數字直接控制鋁電機械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應的鋁電機械編織動作，由計算機指令控制系統完成整個設計的編織，極大地提高了工業生產效率。

與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，以鋁電機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是鋁電機械工業發展的必然趨勢。

在鋁電機械生產領域，電子技術和計算機技術的融入發展，機電一體化的形成是鋁電機械工業中的重要變革。通過不斷發展的計算機技術，使機電一體化相關的技術在諸多領域中得到了廣泛的應用。

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