机电一体化十篇

机电一体化篇1

2.信息动态

3.直驱型风力发电系统中永磁同步发电机的控制技术研究康劲松，劳建忠

4.动态电压恢复器H2鲁棒控制设计邓攀，A.Benchaib，G.DePreville

5.基于DVR的电压跌落问题的研究周翔，周维龙

6.城轨列车运行仿真系统通用平台系统架构邱婷，陈永生，郭玉臣

7.用MobilityFramework研究无线传感器的MAC协议性能胡沛然

8.机器人臂运动分析的计算机模拟逼近法张艳华

9.超大型浮式起重机金属结构模态分析周豪，李翠，秦仙蓉，张氢

10.电液伺服舵机加载系统设计与研究尤向荣，秦现生，张双权，牛强

11.用于地铁隧道形变监测的图像处理系统赵炯，杨天琳，王碧文

12.电动AMT嵌入式控制器原理样机开发钟再敏，蒋昌恺

13.基于Flex组件数据绑定的设计与实现张世楚，王晓平，陆剑峰

14.换热器流路计算机辅助建模系统的开发沈斌，朱殿臣

15.基于LabWindows/CVI的虚拟数字滤波器设计与实现岳若蒙，张海南

16.一种抑制低频噪声的微机械陀螺C/V转换电路南素娟，李晓莹，常洪龙

17.基于μC/OS-Ⅱ的USB接口转辙机测试仪的设计王安，孙加军，仲丽媛

18.交流变频调速的液压系统特性实验沈启超

19.通用地基处理三维仿真模型核心算法设计与实现孙聪聪，戴毅茹，马云龙

20.汽车防抱死制动系统MK70性能检测分析SavasTumis，储春祥

21.H990航空发动机连杆加工新工艺高丕周

1.机床再制造产业前景广阔王德生

2.信息动态

3.电动汽车永磁同步电机无位置传感器控制的研究刘海威，胡波，徐国卿

4.基于BP神经网络的1550冷轧机寿命预测研究机电一体化 张瑞，陈明，朱献忠

5.节能定时电磁阀控制电路的设计与研究赵炯，唐强，郑晟，侯晓梦，王伟

6.基于多帧差分与自适应技术的运动目标检测方法研究张广坤，宋进，李培龙，李玲

7.轮式工程车辆转向系统控制研究朱思东，李营垒，章韬韬

8.基于Flex的虚拟PLC编程实验模块的设计与实现王圣俊，陆剑峰

9.虚拟实验管理平台在Sakai上的研究与实现谢娟，陆剑峰

10.基于虚拟实验的虚拟实验器件建模张玲，王晓平，陆剑峰

11.基于Saber的飞机变频发电系统数字调压技术研究姜建伟，郑先成，刘文韬

12.义齿加工模型STL文件的数据读取技术研究李冬冬，罗学科，张从鹏

13.基于MSP430的双指针转速表的设计康劲松，陈令云，赵卫兵

14.一种新型显示装置及其控制策略任勇，束根荣，孔凡让

15.机电一体化 一种新型的基于四电极结构的生物电阻测量方法王家海，张志征，PedroStange

16.多自由度的危险作业机械臂结构及控制系统赵亮亮，马振书，杜峰坡，张攀峰

17.基于PHP与COM技术的工业PLC监控系统实现技术李慧，晏志文，杨静芳，冯显英

18.智能型消防控制系统的研究与实现黄世泽，郭其一，陆五福，万里生，李春

19.基于模糊理论的机械串联系统可靠性分配方法李凯，宋笔锋，崔卫民，冯滋阳

20.基于C#和HostLink的军用立体仓储控制系统设计陈予嘉，余建军

21.CAD标注零件图尺寸与技术要求的方法与技巧徐亚娥

22.提高数控机床加工安全性的几点措施张琳琳，彭雪鹏

1.发达国家轨道车辆新产品和新技术发展动态崔晓文

2.信息动态

3.基于S95信息对象的生产线管理系统的研究与开发王帅，陆剑峰

4.基于协同服务平台的备件信息管理系统肖坤酉，李国伟

5.基于本体的汽车协同研发平台构建刘晋飞，姚远，孔庆华

6.基于遗传算法的RMS车间排产优化方法忠，冯俊涵，张祖金

7.基于两轮机器人运动模型的Kalman滤波视觉导航杨昀，谈士力，蔡征宇

8.连续墙液压抓斗起重机双主卷扬的同步控制研究王鹏程，李万莉，游张平

9.基于AMESim的全轮转向系统设计分析孟庆雨，陈从鹏，章韬韬

10.基于Ethercat的伺服驱动器的设备描述技术研究樊留群，余强

11.智能公路画线车超声测距定位系统的开发与研究刘德营，逄滨，陈坤杰

12.基于异步串行通信的FLASH烧写研究张晓斌，吴明星，李伟林

13.板材横截锯改进优化下料算法研究与设计孙广斌，丁庆新，赵宏林，李小春，奚家星

14.VNC在复杂设备远程监控中的应用机电一体化 孙毅，李国伟

15.面向倒装芯片的视觉软件的设计和开发胡珺，盛鑫军，熊振华，丁汉

16.用于大范围恒温的高精度多级循环水冷却器设计张永，沈振军，原文俊

17.基于XML异构数据源融合系统的设计与实现赵丹，张新家，王金奇

18.一种基于线性模型拟合的纸币图像边界检测方法王朋

19.基于PLC的粗酚精制在线监控系统杨庆江，卜星，程海兵

20.在轨服务多脉冲远程机动轨道设计与误差分析郑莉莉，朱战霞

21.基于PIC30F4012的电控系统的设计与仿真李凤鸣，刘玫，段京东，卢立清

22.空间定位技术在集装箱流程可视化中的应用蔡红，胡志华，刘伟

23.轮胎拧紧设备的改进及应用叶彪

1.低碳经济——时代的绿色标杆探访人民电器集团绿色发展的经营战略刘准，龚传明

2.低碳经济——或将引领一个新的经济时代?张辰

3.信息动态

4.液压微位移放大器的设计与研究吴家龙，李宝福，张虎翼，俞立钧

5.基于小波支持向量机的陀螺随机漂移预测模型研究高大力，张骏

6.智能焊接机器人的机构设计与仿真陈国明，周围，赵言正，付庄

7.基于吊钩动作智能跟踪的塔机图像监控杨山虎，李彦明，刘成良

8.简单单腿弹跳机器人的尺度效应仿真梁赟，周权HtTp://

9.基于改进EKF的室内机器人充电站自主定位方法研究李瑞峰，张文杰，赵立军

10.基于AVR平台的六自由度仿人机械手臂控制算法研究沈长青，孔凡让，刘永斌，刘方

11.基于网络和视觉的多机械人研究平台黄武新，谈士力，李宪华，戎海亮

12.高速走丝线切割大厚度工件表面粗糙度影响因素研究陈海彬，李荣泳，肖力

13.浮法玻璃喷粉机的步进电机控制系统研究王蕾，孙忠良，郭三刺，王晓侃，苏全卫

14.基于移动信标的无线传感器网络混合节点定位算法李硕，姚建明，陈维克，李文锋

15.基于触摸屏的柔性生产线物流运输控制系统的设计涂培章，杜鹏凌，张功

16.轮椅车动态测试系统的研制王志明，蔡庆楠，邓明亮，阚延魁

17.基于快速成型的快速夹具设计研究与应用王家伟，胡庆夕

18.基于跌落试验数值仿真的手机耐撞性设计周鑫美，谢然

19.设计评价方法在油雾处理器设计中的应用陈沈融，李莉敏，朱红萍，阮和根，董林

20.机电一体化 一种新型往复式定子永磁无刷直线电机的动态数学模型与实验初探高芳红，刘锦波

21.基于指纹识别的酒店入住登记和房间出入管理系统韦浩，唐春晖，张仁杰

22.一种基于AU1200的嵌入式高清媒体播放器的视频处理优化秦大鹏，贺晓辉

23.具有尾气净化功能的车顶绿化系统倪旭光，张震，范汉茂，冯洋，徐小勇，李孝禄

24.基于LabWindows/CVI的某飞机刹车半物理仿真测控系统王鹏飞

1.智能电网的现状和未来张盛来

2.地埋式箱式变电站的节能效果杨保豫，白俊立

3.信息动态

4.电气消防技术在上海世博会主题馆中的应用包顺强，谢文黎，唐平，甘招辉

5.工业应用领域CAN/RS232接口的现状与未来徐超，曾锃，杨正新，刘文国

6.基于Tchebichef不变矩与SVM的交通标志分类算法研究丁淑艳，李伦波

7.基于双目视觉的主从式机器人主手系统设计和研究宫养飞，刘琼，蔡勇

8.基于BP神经网络预测制造企业安全库存的研究张毅鹏，刘高坤

9.典型汽车电器电磁干扰及其对抗措施研究何春鸣，袁登科，张逸成，龚增

10.运载火箭安全阀的系统性能可靠性分析崔卫民，林晔，孙法国

11.基于虚拟样机的UUV发动机动力学仿真研究刘朝晖，李斌茂，李丽屏

12.基于FMEA的自动斗轮堆取料机可靠性分析李明，程芳，吴家龙

13.基于三缸曲柄滑块机构的SMA驱动器设计图仕捷，孙海谛

14.基于RFID的被动式井下考勤系统上位机控制模块的设计沈斌，闫广超，彭程，朱国良

15.基于二进制编码遗传算法的发电机PID励磁控制设计郭宏，牟龙华，周伟，刘汉宇

16.一种变物距的自动对焦方法张震，刘天立，张斌，张淑静

17.基于PIC单片机和SJA1000的CAN通信实现孙鹏，沈显庆，周杰

18.基于LabVIEW的列车气制动单元数据采集系统刘钊，黄海涛，张昱

19.伺服驱动器散热设计机电一体化 杨正绪，刘伟东，李悦(韦华)

20.基于PLC控制的温度控制器测试系统的设计甘红胜，邓谨，梁辉

21.基于模糊PID的精密离心机控制系统设计高翔

22.基于AT89S52的步进电机控制系统杜铭唐，孙玉国，黄静

机电一体化篇2

[关键词]机电一体化发展系统组成

中图分类号:TM-9文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110120-01

一、机电一体化的概念

机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,他的发展使冷冰冰的机器有了人性化,智能化。机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

二、机电一体化技术发展历程

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,“机电一体化”技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意:

1.数控机床的问世,写下了“机电一体化”历史的第一页;

2.微电子技术为“机电一体化”带来勃勃生机;

3.可编程序控制器、“电力电子”等的发展为“机电一体化”提供了坚强基础;

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机电一体化”跃上新台阶。

三、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:

1.智能化:智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。

2.系统化:系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除RS232外,还有RS485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。

3.微型化:兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。

4.仿生物系统化:今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬件(肌体)――软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。

四、机电一体化技术内容

机电一体化技术内容主要包含以下几个方面:机械技术机械技术;计算机与信息技术;系统技术;自动控制技术;传感检测技术;伺服传动技术。

五、机电一体化系统组成

1.机械本体:机械本体包括机架、机械连接、机械传动等,它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比,机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强,这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应,具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。

2.检测传感部分:检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。

3.电子控制单元:电子控制单元又称ECU(Electrical Control Unit),是机电一体化系统的核心,负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析,根据信息处理结果,按照一定的程度和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地进行。

4.执行器:执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件,通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。

5.动力源:动力源是机电一体化产品能量供应部分,其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能,以电能为主。

综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。

参考文献:

[1]李建勇,机电一体化技术[M].北京:科学出版社,2004.

[2]顾京,现代机床设备[M].北京:化学工业出版社,2001.

机电一体化篇3

关键词：机电一体化技术

前言:随着现代化工业生产的发展，由气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科的强烈相互渗透而形成的机电一体化技术，已成为当今工业科技的重要组成部分。

1、机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2、机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

2.1.光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

2.2.自律分配系统化――柔性化。未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成 “自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。如日本福岛核电站在遭受地震和海啸冲击后，电站的核反应堆冷却系统陷入瘫痪，堆内气压过高而被迫打开阀门减压；因放出的气体含有氢气而造成若干机组爆炸的事故。究其原因就是其反应堆系统的柔性不足，未能完整地考虑其外部环境可能发生的状况。

2.3.全息系统化――智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

2.4.“生物一软件”化―仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件（肌体）――软件（大脑）一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

2.5.微型机电化――微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件，这样的元件对发展军事工业、极端环境下的民用机械、医疗应用有非常重要的意义。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

3、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

3.1我国“机电一体化”工作面临的形势

(1). 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度.

(2). 我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。

(3). 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此需花大力气搞好研究、做反求工程等以掌握核心科技。

3.2 我国“机电一体化”工作的任务

我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。

机电一体化篇4

关键词 机电一体化；PLC技术；发展趋势

中图分类号TH-39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）78-0041-02

0 引言

当前，电子、通讯等方面的技术得到了革新，有效的推动了机电一体化的研究，并实现了机械和电子技术之间的融合。尤其是在微型计算机、集成电路产品进入到市场后，为机电一体化的深入研究和发展创设了积极的条件。与此同时，国内高等院校以及相关企业单位都在进行了相关的研究，为机电一体化的发展和技术革新搭建了坚实的基础。

1 我国机电一体化技术的发展现状

我国于上世纪80年代开始针对机电一体化技术进行了研究，国家也为此投入了多项人力物力，在2010年的发展纲要中，明确指出要针对机电一体化技术进行革新和发展，并提出了相关的策略。及至到上世纪90年代，机电一体化已经迈入到另一个发展的进程，其突出特征主要体现在以下三个方面：其一，光学、通信等社会领域的技术已经应用到机电一体化技术的研创过程中，尤其是随着微细加工技术在其中的广泛应用，有效的带动了微机电一体化技术的发展；其二，机电一体化系统无论是在设计阶段，还是在集成分析过程中，都已经迈入了智能化的发展阶段，并把其作为一门学科进行独立的研究；其三，随着光纤技术、人工智能技术等新型技术的深入研究和应用，有效的为机电一体化技术的发展创设了一个更为宽广的发展空间。

2 机电一体化的发展趋势

长期以来，工业一直都占据我国社会经济的主导地位，工业的领先发展也在不同程度上促进了机械制造产业的快速发展，特别是对机电一体化的技术发展上发挥了重要的作用。事实上，机电一体化是一种综合的技术领域，以电子技术及其相关的应用作为发展的中心部分，其中微型计算机在社会各个领域中发挥的作用更加的突出。

2.1 智能化

在机电一体化的不断发展进程中，智能化是作为它根本的发展趋势，同时也是体现相关机电产品的有效渠道。智能化是对工业机械操作系统的一种简述，它还具备多个方面的能力，如推断力、决策力等。现代化的机电一体化与传统的技术相比较，要真正保证它的智能化推进就应该基于现代机械理论的发展过程中，同时还应不断的结合生理学、计算机科学等方法和理念，在吸收芯片技术等取得的成果来实现。基于智能化的基础上，机电一体化的视角焦点集中在产品的整体性能上，当前自动清洁机等产品都已经步入到了研创的发展阶段，正是通过对这些产品实行智能化的控制和处理，才能进一步的保证产品的综合质量。

2.2 集中监控化

集中监控化在机电一体化中的应用日益深入，它的突出优势就是能有效的保证设备的正常运行和管理。它与传统的机电产品相对比可以得知，在集中监控下的设计过程中，更多的是注重各个支部功能的合一作用行，换句话说，在中央监控系统的监测下，只要其中某一个系统发生了阻碍，就可以得到及时的发现，并对其进行处理。随着机电一体化不断的发展，更加注重相关设备的安全性，并借助技术上的革新来保证机电设备的集中监控化。

2.3 网络化

当前已经进入到了计算机网络的时代，网络也已经覆盖到各个社会领域中，自上世纪90年代后，我国的机电一体化在研创的过程中就开始与网络技术相接轨，并在网络技术的支撑下取得了一定的成效。特别是进入到21世纪后，以网络技术为基本媒介的远程技术在社会上兴起，促使远程控制技术在我国的机电一体化领域中得到了广泛的应用，从而有效的引领机电技术迈向了新时代。在今后的机电一体化发展过程中，网络技术能在一定程度上保证产品的安全性和作用性。

2.4 微型化

微型化的基本特征是不需要对机械和控制进行相互的区别，而是实现了两者之间的充分融合，所以对于机电一体化的研究和应用来说，就不需要把传感器、CPU等核心部分进行相的分离，并且缩减了产品的体积，促使机电一体化在技术上取得了全新的成就。我国已经陆续的研创出一些微机电一体化产品，这些产品也在我国军事、通讯等领域中得到应用，但我国现今仍然还存在微机械技术处在低水平的棘手问题，在今后的技术研究中应针对这些问题进行突破。

2.5 PLC技术的应用

PLC的全称是可编程逻辑控制器，它具备逻辑监控、数据采集等功能，因此，它在机电一体化的领域中，可以实现高速脉冲输出与接收，并在这一功能下还具备了传感器。这与传统的机电系统相对比，PLC技术在机电一体化中广泛运用可以保证数量的控制，并可以使相关的数据得以显现，这就有助于管理人员对各种数据进行及时的统计。另外，PLC技术在机电一体化中的应用还表现出通讯功能，实现了运动控制、通信联网等功能的实现。

3 结论

总之，虽然我国的机电一体化技术已经取得了较为明显的成绩，但相对于发达国家来说仍然存在一定的差距。但是在我国社会经济的推动下，尤其是在机械制造业等领域的快速发展下，我国的机电一体化技术必然迈向新的发展道路，对于机电一体化今后发展趋势的研究也具有现实的意义，是实现农业大国转向工业大国的基础条件。与此同时，在推动机电一体化技术革新的过程中，我国也十分注重技术的创新发展，对现存的不合理技术格局进行全面的改编，并使其与国际的技术力量相融合。

参考文献

机电一体化篇5

（广东电网韶关南雄供电局 广东 韶关 512400）

摘 要：机电一体化为一类复合技术手段，为机械、微电子以及信息技术相互渗透结合所形成的，是机械工业持久发展的趋势。当前，科学技术持续更新，进一步推进各个学科渗透以及交叉，致使工程领域技术进一步改革创新。基于微电子以及计算机技术手段的迅猛发展并快速融入至机械工业领域因而构成了机电一体化趋势，令机械工业产品、技术、功能、生产管理系统不断变革，工业生产迈入了崭新的机电一体化时期。

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关键词 ：机电一体化；发展；技术

中图分类号：TH-39 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．15．006

收稿日期：2015－05－16

1 机电一体化发展

机电一体化包含着多学科的渗透与融合，体现了智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、系统化的发展趋势与方向。首先，人工智能逐步受到广泛重视，例如机器人以及数控机床的广泛应用。我们所指的智能化即描述机器行为，是基于控制理论之上，吸纳了计算机、模糊控制、混沌学等全新方式方法，进行模拟分析，令其具备了分析推断、逻辑思考、制定决策等功能。

模块化任务艰巨，基于机电一体化产品类型以及生产商众多，研究开发具备标准接口、电气、动力、环境接口的产品极具复杂性。例如，研究开发一些动力单元，令其具备视觉分析、识别判断等功能，并进行典型性的分析操作。可通过标准单元更快速地开发研究出新型技术产品，扩充建设规模。很明显，由电气产品标准性以及系统性所体现的优势极为明显，对各类机电一体化企业产生了积极的作用与影响。

网络技术的快速更新发展为科技事业、生产管理、教育管理带来了更新变革的动力。各类网络系统使世界范围内的经济以及生产集成融合，各企业之间的竞争也逐步趋于全球化。机电一体化产品研究开发出后，如果功能特殊、质量优秀，便会很快畅销。基于网络系统的广泛普及，网络系统远程管控、监视管理技术不断兴起，而远程管控终端自身便是一类机电一体化产品。

微型化主要是机电一体化逐步向着微观、细小的方向发展，例如纳米级产品。由于其体积较小，因此耗能有限，且运行起来更加灵活，因此在医疗生物、通讯、军事上体现了无从匹敌的优势。当然其发展瓶颈问题来自于微机械技术，产品在加工生产商利用精细化的处理技术，例如超精密手段，光刻以及蚀刻技术等。

工业生产水平的持续提升使人们日常生活不断变化，物质更加丰富，条件更加舒适。而另一层面，宝贵资源量不断下降，生态环境深受破坏。因此，大众不断关注资源保护，崇尚自然。在绿色产品的高呼声之下，绿色化趋势更加明朗。绿色产品在应用、设计、生产、销毁的阶段中，契合特殊环保以及人们健康需要，针对生态环境影响较小，且资源应用水平较高。由此可见，研究开发绿色化的机电一体化产品前途一片光明。

系统化显著特点之一在于系统结构逐步应用开放模式总线，可更加灵活地完成组态，随意地剪切并组合。还可探寻更多子系统互相和谐的管控。另外，通信功能不断丰富，今后，机电一体化将更为关注产品同人们的相互关系，使得机电一体化具备了人格化的特点。首先，机电一体化应用对象是人，怎样使其产品具备人性特点则更加重要。尤其是对于家庭应用机器人、更高目标即为人机一体化。再者，应仿照生物机理，研究开发出各类丰富的机电一体化产品。实际上较多产品均在观察研究动物的习性特征之上开发形成的。

2 机电一体化发展以及承担的任务

机电一体化涵盖两个层次，首先通过微电子技术使传统产业全面更新，目标在于节材以及节能，全面提升整体产品质量，使得传统工业技术稳步提升。另外，需要开发研究数字化、现代化、智能化产品，推动机电产品的全面换代更新。我国通过微电子信息技术创造更新传统工业的任务量较大，且具有较大的难度。而通过机电一体化手段提升产品换代更新的速度，扩充市场占有率是多数人想要看到的，这也面临了一定的压力。我国通过机电一体化产品的研究开发代替了低技术含量以及低附加值的产品。当然，缩减能耗，实现环保节能发展，降低噪音影响仍然任重而道远。我国工业体系之中，针对生态环境产生较大影响的企业仍然占据较大的百分比。近期来讲，我国产品、工业结构虽经历了多重调节，然而基于多重因素影响，效果却并不明显。这一层面，一些上层领导机构政出多门，一些单位固步自封、死守固业，然而，我们不可否认的是仍旧包含一些不够理想的产业或是不尽如人意的产品问题。

机电一体化产品体现出了较强的功能性，且性能水平良好，质量水平较高且投入成本较小，体现了良好的柔性。可依照市场现实需求以及用户需要的产品结构以及建设生产阶段进行合理的调节、更新以及改革，且不需要更换设施。这是实现机电产品品种多样、小批量生产的良好出路。

机电一体化工作任务具体涵盖两方面内容，首先是深入应用机电一体化手段更新传统产业，并积极开发研究机电一体化产品，推动其不断的换代更新。总体目标在于推动机电一体产业的良好创建，进而为我国产品以及以及产业结构的优化调节作出更大的贡献。

3 机电一体化发展对策

为推动机电一体化的良性、健康发展，我们首先应做好统筹安排，调节发展计划。当前。我国研究开发机电一体化产品技术的机构较多，他们自身均具备一套具有一定特征的发展对策。各个机构计划基于在自我立足点、着眼点的影响限定之下，势必一些单位仅仅考量自身的局部利益，各类主管部门相关的工作计划以及规划，也包含统一分析考量不足的问题，无法进行有效合理的统筹安排。另外，由于欠缺统筹全局具、切实可行的工作计划以及目标战略，因而各个主管机构应责成相关部门在深入分析调查、有效研究的基础之上，编制形成统管整体的机电一体化分析、开发、计划生产以及工作规划，预防重复性开发以及生产撞车的不良问题。

另外，应进一步完善发展环境，扩充支持力度。可通过广泛组织宣传，吸引广大社会全员、各企业内外的全面重视，对机电一体化的环境氛围形成强有力的支持。例如，尽可能地为外商来我国投资拓展机电一体化行业提供更大的便利。尽量为开发机电一体化产品、兴办高新技术企业开设绿灯，给予政策倾斜，尽可能地为生产开发机电一体化产品给予良好的资源保障，夯实各项物质基础。

在技术政策层面，也应扩充支持力度，严格控制耗电耗水以及消耗能源较高的传统行业产品，针对未应用机电一体化技术手段相对来讲较为滞后的产品进行强制性的淘汰。再者，应全面提倡通过机电一体化手段改造更新传统产业，实现全面升级。

实践工作中，应做到统筹兼顾，凸显发展工作中的重点环节。机电一体化产业波及面较为广泛，同时我们所拥有的人力以及物力与财力资源相对有限。为此，我们在进行机电一体化发展生产过程中无法全面俱到，更不能一概而论，而应进行层级划分，并做好取舍，正所谓有所为有所不为，应重点关注两层面工作。首先应做好面上工作，也就是通过电子信息技术更新改造传统产业。在一些应用时间较长的机电设施之中植入或安装计算机系统、相关工具，令机械以及电子技术能够实现浅层融合。另外，应做好升华工作，也就是在设计研发新产品的环节，将机械以及电子全面统筹进行考量，令电子以及机械做到紧密相连、不可分割、有效深入结合，进而使得研究开发出来的新型产品真正实现机电一体化目标。

4 结语

总之，机电一体化发展建设并非是单纯孤立的，其是较多学科技术手段发展的集成融合成果，同时也是社会生产力建设发展至一定层面的必然需要。当然，同机电一体化有关技术还有较多种类，同时伴随科学技术的不断发展更新，各类技术手段互相融合的方向趋势更加明朗，机电一体化技术手段的发展前景将更加广阔、更加光明。

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参考文献

1 李运华．机电控制［M］．北京：北京航空航天大学出版社，2003

2 芮延年．机电一体化系统设计［M］．北京：北京机械工业出版社，2004

3 王中杰，余章雄，柴天佑．智能控制综述［J］．基础自动化，2006（6）

机电一体化篇6

1、机电一体化专业在机械技术、电脑技术、系统技术、自动技术、传感技术、伺服技术等方面都有涉及，总体前景看好。

2、机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化相互融合的一门专业。是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合。

3、机电一体化技术专业应用领域广泛。毕业生主要可从事数控设备的维护、调试、操作、制造、安装和营销等技术与管理工作，就业岗位群大。该专业培养具有机械、电子、液（气）压一体化技术基本理论，掌握机电一体化设备的操作、维护、调试和维修，掌握应用机电一体化设备加工的工艺设计和加工工艺的基本方法和基本技能的工程技术人才。还包括电、车、钳三种工人的职业。

（来源：文章屋网 ）

机电一体化篇7

关键词 机电一体化；电机；控制

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-015-2

1 概述

1.1 机电一体化简述

机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体的技术。随着现在计算机技术的快速发展和应用领域的普及，机电一体化技术已经由原来的单一技术逐步发展到自动控制技术、信息技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等相互交叉，形成了一个完整的体系。与原有的体系有所区别。尤其是计算机的使用更是使这一领域的发展得到了强有力的支撑。随着科技的不断的进步，社会经济的不断扩大，机电一体化已经深入到了各个行业之中，创造出了大量的社会财富。机电一体化的最基本的特征就是将计算机技术、电子信息技术、数字技术等技术有机的相结合在一起，通过这些技术的运用将生产的工作有效的分配到各个需要的工作岗位上，通过机电一体化的使用，提高了原来的工作效率，并且在生产过程中更是降低了能耗，提高了安全性，生产出的产品质量也有进一步的提升。

1.2 机电一体化的发展历史

机电一体化的发展历史可以追溯到20世纪的60年代，发展过程可以概括为以下几个阶段。

1）原始阶段：电子技术的应用到机械装置中的生产中来，从电子技术的最初的发展就是建立在机械设备的技术改造上的，随着电子技术的不断发展，促进了两者的结合。

2）初级发展阶段；计算机的使用，使得机械的电子化控制进一步的得到了加强。计算机在电子控制方面的介入，为机电一体化控制提供了强有力的技术支持。

3）蓬勃发展阶段：由于科学技术的不断进步，各个科学领域都影响到了机电一体化的发展，例如，光纤技术、数码技术、智能技术等等应用，使机电一体化得到了充分的发展。以后也将有更多的新技术会应用到其中来。

1.3 机电一体化的应用领域

经过近50年的发展，机电一体化取得的长足的进步，但是在应用的范围上还是主要应用在自动生产线和数控机床方面。机床从最早的手动车床发展到现在数控机床，无论在功能上、操作上、效率上都比原来的机床有了显著的提高，数控机床可以根据加工的产品的参数来进行精确的操作，数控机床的另一特点是通过电脑来进行控制的，在对相同的产品进行重复的加工的时候，工作人员只需要根据事先设计好的参数进行选择，剩下的就可以在由数控机床自己来进行加工了，一个人工作人员可以同时操作多台数控机床来进行生产。

2 机电一体化中电机控制技术现况

我国的工业经历了一个从无到有的发展过程，发展到现阶段，比起最初的起步阶段已经有了很大的改变，但是某些的技术上与发达国家还存在一定的差距，其中最明显的就是电机的控制技术。电机控制技术是机电一体化过程中不可或缺的一个重要组成部分，在我国的工业发展中扮演了重要的角色，也是国家大力发展的一个目标，电机的运行在整个的工业设备生产中属于重中之重。电机的运用到生产中来，可以有效的降低工作成本，提高工作效率。

由于电机设备是机电一体化生产中的关键部件，机电设备的出现问题的地方，多数是在电机控制保护装置中，所以电机必须要有坚硬的电机保护外壳，同时还要有良好的绝缘性。随着机械的自动化的程度越来越高，很多需要工作人员操作的地方都由机械设备所取代，随着自动化程度的越来越高，生产的效率越来越高，但是时间长了，机械的工作和电机设备的长时间运转，都会造成磨损，由于长期处于高温、高压、电压不稳定、酸腐等恶劣环境下，很容易出现各种各样的问题，造成机电设备的老化，降低了机器的使用寿命。为了能够及时有效的了解机电设备的运行情况，这就需要我们的技术人员长时间的测试和试验，以便对机电设备做出合理的维护和检修。

3 未来机电一体化电机控制发展和展望

从以上的情况中，我们不难看出阻碍机电一体化发展的问题所在。只有在机电设备这个重要环节上下工夫，才能解决问题，但这并不是一朝一夕可以解决的，需要大量的相关专业技术人员通过各种实验和测试加以解决，其中在涉及到控制部分的专业就有单片机、整流模块、输入、输出、数据转化、报警电路等多个相关的工程学科，就拿其中的单片机来讲，单片机的应用领域非常广阔，从我们生活中的遥控器中到天上的无人侦察的控制，都有单片机的身影，单片机为了满足机电一体化控制的需求，就需要专业的人员来对单片机进行数据编程，然后再将所编写的程序固定到单片机的芯片中去。其中的一个环节就需要涉及到很多的科学知识，将其中的各个技术环节都拆开来进行研究可见是一项相当浩大的工程。它需要经过多个领域的技术人员通力合作才能完成的。

在未来的机电一体化的发展过程中，必将涉及到更多的科学领域，这些科学领域的新技术，都为机电一体化控制提供重要的技术支撑，这些技术的使用，可以降低能源的消耗、资源的浪费、降低人们的成本、产品的成本并提高产品的质量，为社会创造大量的财富，还可以极大的提高人们的生活质量，增强国家的实力，为我国的发展尽一份力。

4 结束语

将机械设备与电子设备有机的组合到一起，就是机电一体化控制。两者相互促进相辅相成，随着越来越多的新技术的使用，机电一体化控制的发展前途光明，随着社会的不断进步，对生活的要求人们也在不断的提高，这就对各种生活资料提出了更多需求，为了满足这些需求，必然会有越来越多的领域采用机电一体化控制技术来进行生产。现代社会是一个信息爆炸的时代，计算机、互联网、数字化技术、虚拟技术等等新技术的不断更新换代，必将对机电一体化控制技术产生更加深远的影响，在技术的提升同时，也必将会为机电一体化的发展带来更美好的前景。

参考文献

[1]程显敏.机电一体化的发展趋势[J].黑龙江交通科技，2011（08）.

机电一体化篇8

1.1井下电机设备应用及故障问题虽然我国在机电一体化的进程中取得了一定的成就，但一些方面仍然存在问题，例如井下电机的故障问题。在矿井下工作，井下的安全状况令人堪忧，在电机设备中故障又频发，无线网络检测设备信号很差，井下设备的维修相对来说也不太方便，这是井下电机设备故障的一大难题。鼠笼式异步电机属于电机控制与保护中最容易出现问题的步骤所在，此环节应用不当所引起的电机运行故障很多，约占整个电机设备故障的一半以上[2]。所以井下电机设备故障的问题，是机电一体化电机保护中存在的一个亟待解决的大问题。

1.2电机在机电一体化中的用电问题一般的电机控制保护装置都是基于电热原理和电磁原理。现在，随着机电一体化的发展和普及，人工控制的机器越来越少，大多数工厂已全面实现机电一体化。所以电机工作量很大，电机经常启动，因此引起不少电路方面的问题。比如电机对于电能的损耗，电压不稳造成的短路，电机超负荷运作等问题。一些企业领导在选购电机时往往过于注重电机本身的工作情况，坏损情况，而忽略了电机对于电能的损耗，忽略了节约用电在电机使用中的具体实践。

2完善电机在机电一体化应用中的保护

2.1解决井下电机设备故障问题的措施井下电机故障频发，对此有关工作单位应该加大重视程度，完善电机保护的相应理论。任用相应技术人才，定期对井下的电机设备进行检查，维修，安排专门检测人员。要时刻注意电动机各方面指标的变化情况，以便及早发现问题，减少或避免故障的发生。还要加大对电机设备的监控，故障预警方面的投入。例如采用现代化数字监控装置。我们就要分派专门负责人时刻密切关注电机的使用情况，及存在的一些隐患。在未出现问题时及时维护，企业相关负责人应该掌握相关知识，在选购时应全方位考虑。另外，要想从根本上解决电机故障问题，那么相关研发者在设计电机时就应该考虑到电机的养护维修等问题，从而研发出更为可靠的电机保护装置。

2.2对电机用电问题解决方法的探讨由于现在各大企业对于电机越来越依赖，电机在电能利用方面也显露出一些问题。所以，在使用机电一体化设备时，需要有针对性的对于其电路和电能损耗方面的指标进行监测。确保电流以及电压等参数等能稳定在一个相对正常的水平，有针对性的在这些方面进行检查有利于电力故障的判定。在这个过程中需要实施检测，但是常规的仪器并不能做到精准的测量，因此在对其进行应用的过程中，需要选择较为专业的设备如霍尔型电流互感器和IPM输出电压采用分压电路的方式对IPM输出三相电流和电压进行检测，在对故障做出快速判断的同时及时发出报警。另外要想减少电能的损耗，也应该增加用电情况的监控仪器。但要想从根本上解决问题，最重要的是，在电机的设计时我们应综合考虑多方面因素，将绿色创新的理念融入其中，使我国机电一体化技术的发展达到一个全新的水平。

2.3新时代背景下对于电机保护设施的完善随着电机保护理论知识的完善和新技术的发展，通过仿真计算机故障模拟并对其数据进行精确分析，一方面可以防止电机故障的发生和及时对电机故障做出判断与维护，另一方面，也可以用以完善相应的理论知识，让理论知识在实践中得以升华。另外，新技术的应用开发也是完善电机保护系统的重要方面。例如红外光，电磁波等技术的应用，采用科学有效的数据完善电机保护系统是新时代对于我们的要求。对于电机保护装置的研究，我们大多忽略了一个方面，那就是我们应大力倡导电机与其保护装置配套出厂，根据我国现在的需求，有针对性的生产电机及其配套的装置。对于一些其他国家来说电机和电机的保护装置配套出厂的现象早已不是陌生，而在我国，大多数情况下还是电机与其保护装置分别在不同厂家出厂。这种情况下，在设备维修时往往出现设备不匹配的现象，造成不必要的麻烦，而且对于生产的成本来说，也未免有些浪费。因此我们应不断学习进取，吸取好的经验，在我国大力建倡导电机与其保护设备匹配出厂。这样做的优点就是，用户在选择设备时减少了繁琐的对比，测量，更重要的是，大大减少了因设备不匹配而出现的坏损现象，在一定程度上减少能源的浪费，完善了绿色环保在电机保护及机电一体化中的应用。

3结束语

机电一体化篇9

【关键词】关键词 机电一体化电机阀门控制与保护

1机电一体化的概况

机电一体化是指在机构的信息处理功能、控制功能、动力功能、主功能等引进电子技术，将机械装置与电子技术结合起来所构成的系统的总称。机电一体化从上个世纪六七十年代开始，现在已经发展成为一门独立的新型学科，随着科学技术的不断发展，必将被赋予新的内容。机电一体化最基本的特征就是从系统的观点出发，综合运用计算机技术、自动控制技术、微电子技术、电力电子技术、信息变换技术、传感测控技术、接口技术、机械技术、信息技术以及软件编程技术等群体技术，以合理配置与布局各功能单元、优化组织结构为目标，依据系统功能目标，在高可靠性、高质量、多功能、低能耗的意义上实现特定的价值，并使整个机电系统最终达到最优化的系统工程技术。

机电一体化经历了数控机床、微电子技术、可编程序控制器、信息技术四个关键历程。机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

2机电一体化中电动执行机构的硬件设计及工作原理

电动执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。控制部分主要由单片机、PWM泼发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。

2.1 系统工作原理

霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。单片机通过8225控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。

2.2控制系统各功能元件的选型与设计

（1）单片机它主要通过并行8255接口担负控制系统那个的信号处理：接受系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统的控制信号，向控制系统反馈信号；

（2）三相PWM波发生器PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生PWM波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282是专用大规模集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。

（3）智能逆变模块IPM为了满足执行机构体积小，可靠性高的要求，电机电源采用智能功率模块IPM。该执行机构主要适用功率小于5．5kW的三相异步电机，其额定电压为380V，功率因数为0．75。经计算可知，选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体，并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出，是一种高性能的功率开关器件。

（4）位置检测电路位置检测电路是执行机构的重要组成部分，它的功能是提供准确的位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行，但它是有触点的，寿命也不可能很长，精度也不高。采用的位置传感器为脉冲数字式传感器，这种传感器无触点，且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。

（5）电压、电流及检测检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩，以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0～50Hz，采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流的大小，采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流，对于IPM输出电压的检测采用分压电路。如图2-2所示。

（6）通讯接口为了实现计算机联网和远程控制，选用MAX232作为系统的串行通讯接口，MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路，可以把8031串行口输出的TTL电平转换为RS－232标准电平，把其它微机送来的RS－232标准电平转换成TTL电平给8031，实现单片机与其它微机间的通讯。

（7）时钟电路时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。选用时钟电路DS12887。DS12887内部有114字节的用户非易失性RAM，可用来存入需长期保存的数据。

（8）液晶显示单元为了实现人机对话功能，选用MGLS12832液晶显示模块组成显示电路。采用组态显示方式，通过菜单选择，可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文字和图形相结合的方式，显示直观、清晰,

（9）程序出格自恢复电路为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常，选用MAX705组成程序出格自恢复电路，监视程序运行。如图2-3所示，该电路由MAX705、与非门及微分电路组成。

工作原理为：一旦程序出格，WDO由高变低，由于微分电路的作用，由“与非”门输入引脚2变为高电平，引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲，使单片机产生一次复位，复位结束后，又由程序通过P1．0口向MAX705的WDI引脚发正脉冲，使WDO引脚回到高电平，程序出格自恢复电路继续监视程序运行。

3机电一体化中阀位及速度控制原理

阀位及速度控制原理框图如图3-1所示。

采用双环控制方案，其中内环为速度环，外环为位置环。速度环主要将当前速度与速度给定发生器送来的设定速度相比较，通过速度调节器改变PWM波发生器载波频率，实现电机的转速调节。

外环主要根据当前位置速度的设定，通过速度给定发生器向内环提供速度的设定值。由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速、匀速、减速等阶段。各阶段的时间长短、加速度的大小、在何位置开始匀速或减速均与给定位置、当前位置以及运行速度有关。速度给定发生器的工作原理为：通过比较实际阀位与给定阀位，当二者不相等时，以恒定加速度加速，减速点根据当前速度、阀位值、阀位给定值的大小计算得来。执行机构各阶段运行速度的计算原理

图3-2为执行机构的典型运行速度图，它由若干段变化速率不同的折线组成。将曲线上速率开始发生改变的那一点称为起始段点，相应的时间称为段起始时间，如图3-2中的t(i)(i＝0，1，2，……)，相应的速度称为段起始速度，如图3-2所示vi)(i＝0，1，2，…)。

设第i段速度的变化速率为ki，则有：

式中：Δv为两段点之间的速度变化值，Δv＝vi＋1－vi；

Δt为两段之间的时间，Δt＝ti＋1－ti。

显然，当ki＝0时为恒速段，ki＞0时为升速段，ki＜0时为减速段。任意时刻的速度给定值为：

Ts为采样周期。

变化速率ki的取值由给定位置、当前位置以及运行速度的大小确定。

4关键技术问题的解决

该电动执行机构采用了最新的变频调速技术，电机驱动功率小于5．5kW。用户可根据需要设定力矩特性，根据控制的阀设定速度。控制系统由阀位给定和阀位反馈信号构成的闭环系统，控制特性视运行方式、速度而定，并具有自动过流保护、过载保护、超压、欠压、过热、缺相、堵转等保护功能。该执行机构解决的关键性技术问题主要有：

（1）阀门柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时，保证阀门不卡死损伤。执行机构内部的微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过精确计算，得出其输出力矩。一旦输出力矩达到或大于设定的力矩，自动降低速度，以避免阀门内部过度的撞击，从而达到最优关闭，实现过力矩保护。

（2）阀位的极限位置判断阀位的极限位置是指全开和全关位置。电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得。其原理是，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，即认为己达到极限位置，立即切断异步电机的供电电源，保证阀门的安全关闭或全开。省去了机械式限位开关，无需在调试时对其进行复杂的调整。

（3）电机保护的实现为了防止电机因过热而烧毁，单片机通过温度传感器连续检测电机的实际运行温度，如果温度传感器检测到电机温度过高，自动切断供电电源。温度传感器内置于电机内部。

机电一体化篇10

关键词：机电一体化；石油化工机械；机械性能

前言

机电一体化是信息技术、机械技术以及电子技术等多方面的学科相互渗透、相互融合结果，由此来说，机电一体化是一门综合性很强的学科，随着机电一体化技术在石油化工机械的广泛应用，进一步使石油化工企业的生产效率和科技化水平得到了提高，大幅度的增加了企业综合竞争能力，但是由于中国在石油化工机械方面的机电一体化措施起步比较晚，与国际水平还具有着相当的差距。石油化工中机电一体化的研究探讨与应用，是阻挡现今国内石油化工工程发展的主要问题。

1.机电一体化概念和在石油化工机械中的应用价值分析

1.1对机电一体化概念的分析

机电一体化指的是机械设备、信息设备以及软件进行合理的有机结合，通过计算机软件和科学技术有效的实现机械设备的数字化和信息化，进一步的提高机械设备的智能性以及功能性水平[1]。在结构上来分析，机电一体化具有自动化、智能化以及功能化等特性。通过石油化工机械机电一体化的应用。有效地实现石油化工机械的故障检查、自动报警以及在线监控。对于石油化工机械的发电与传动系统进行动态监控，一旦石油化工机械工作时出现故障就会自动报警、自动检查定位，大幅度的提高了石油化工企业的工作效率和企业自动化水平。

1.2机电一体化在石油化工机械中的应用与价值分析

随着世界经济的飞速发展以及石油化工行业的深化改革，机电一体化在石油化工机械中的应用，也成为了时展的趋势。进一步促进中国石油化工行业整体发展的要求，提高生产的高效性与安全性、机械设备的信息化水平、工作环境的整洁度以及采矿结构的优化性。在其他一些发达国家，机电一体化技术已经相对成熟，广泛应用于石油化工企业之中，并且更加强了企业的管理水平和技术水平。

1.3机电一体化的应用能大幅度的提高石油化工企业的生产效率

对于中国国内石油化工企业的现状分析，虽然绝大部分企业都已经采用了机械生产这种生产模式，但从宏观上来看，工人的劳动强度大、危险性高、作业环境太差，并且机械化水平较低[2]。由于这些潜在的因素，严重的阻挡了中国石油化工健康而又快速的发展脚步，随着机电一体化应用水平以及应用程度的提高，能够在提高石油化工企业生产效率的同时，将生产成本降到最低，并且也使企业的综合竞争能力得到了极大的提高。

1.4在线监控、自动报警和故障诊断功能的应用

目前大部分的石油化工企业正在或者已经完成了石油化工机械监控系统的安装与使用，监控系统能够有效地监控石油开采系统、动力系统、制动系统、液压系统以及运输系统等重要工作系统。如果一旦这些系统发生异常现象，那么监控系统能够第一时间向有关负责人发出警报、电话或者短信进行提醒，在线监控的优点有很多，不仅可以自动诊段故障信息，还能及时的发出警报，既减少了维修时间和成本，也提高了设备的使用寿命，并且对相关安全事故责任人的管理水平进行了有效的提高[3]。

2.机电一体化在石油化工机械中应用的发展方向

2.1石油化工机械的智能化

随着生产实际的需求和科学技术的发展，对于产品智能化的要求也逐渐增多。这对于机电产品有了新的要求和标准，需要机电产品具有相当的智能性，能够进行逻辑判断和推理，并且自主进行决策。如今，人工智能化技术在不断发展，心理学，混沌动力学以及神经网络等方面的技术研究都有了新的进展与发现，这位提高机电一体化水平，提供了更好的发展前景。

2.2网络化趋势发展

具有机电一体化技术的石油化工机械产品一经研制出来，只要质量没有问题，并且功能有其独到之处，那么很快就会畅销全国。由于信息的全球化发展以及网络的普及，各种远程监视和控制技术将一定会得到飞速发展，对于机电一体化来说，这种远程控制的终端设备本身就是其在实际意义上的一种体现。并且伴随着家用电器网络化，家庭网络将不同的家用电器通过计算机为中心，将其连接成计算机集成家电系统，这也是机电一体化在向着网络化发展的一种体现，一旦机电一体化与网络相结合，那么，对于石油化工机械制造来说，也是一次重大的突破。

2.3对于石油化工机电一体化技术应用发展趋势的总分析

机电一体化技术应用于石油化工机械设备的发展趋势包括：其一，以信息技术和软件程序为前提的设备智能化应用；其二：实现全面国产化，摆脱对于外国产品高度依存的困境；其三：进一步提高石油化工机械设备的自动化水平；其四：进一步加大高度自动化石油化工机械设备的研究力度，实现石油化工机械从实验室到生产一线的转变；其五：通过机电一体化技术的应用实现石油化工机械设备的集成化和迷你化；其六：对于机电一体化在石油化工机械方面的应用，不仅要扩大企业的利润空间，提高企业的生产效率，还要相应地降低生产成本，减少员工的工作压力，实现更加全面的现代化改造。

3.结论

从上文的分析与讨论来看，随着科技的迅速发展和社会的不断进步，机电一体化技术与石油化工机械的紧密结合已经成为了发展的必然趋势，虽然二者结合的设备在实际的工作中还存在着一些问题，但是它的高性能和智能化等特点都要明显强于当今石油化工领域的其他技术，所以，它是现在以及未来石油化工机械制造的发展的一个新的方向，在我国石油化工生产领域中扮演着不可缺少的重要角色。

参考文献：

[1]叶涛.浅析先进制造技术在工程机械行业的应用[J].机器人技术，2011（9）：56-58.