導語：如何才能寫好一篇機電一體化定義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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兩年的中專生活是我人生的關鍵點。我所學的專業是機電一體化專業，兩年的校園生涯和社會實踐生活我不斷的挑戰自我、充實自己，為實現人生的價值打下堅實的基礎。一直都認為人應該是活到老學到老的我對知識、對本專業一絲不茍，在不滿足于學好理論課的同時也注重于臨床實踐。

在中專期間，我始終以提高自身的綜合素質為目標，以自我的全面發展為努力方向，樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀。為適應社會發展的需求，我認真學習各種專業知識，發揮自己的特長；挖掘自身的潛力，結合每年的暑期社會實踐機會，從而逐步提高了自己的學習能力和分析處理問題的能力以及一定的協調組織能力。

令我最自豪的事情是經過不斷的努力學習和提高自己，感覺就象在自己的生命上添上了神圣的一筆，轉化成為一種無形的力量在鼓勵我，在督促我，在時時刻刻的檢查我，讓我在思想行為方面能夠作風優良、待人誠懇，能較好處理人際關際，處事冷靜穩健，能合理地統籌安排生活中的事務。為社會為學校為同學為身邊的人做事不再是覺得是一種累贅，而是很樂意的去做并且能夠得到滿足和快樂，不會去想做好自己的事情，別人的事情少管。并且一直在追求人格的升華，注重自己的品行。我崇拜有巨大人格魅力的人，并一直希望自己也能做到。

在中專生活中，我堅持著自我反省且努力的完善自己的人格?，F在我理解道理，樂于助人不僅能鑄造高尚的品德，而且自身也會得到很多利益，幫助別人的同時也是在幫助自己?；仡欉@兩年，我很高興能在同學有困難的時候曾經幫助過他們，同樣的，在我有困難時我的同學們也無私的伸出了援助之手。對于老師，我一向是十分敬重的，因為他們在我彷徨的時候指導幫助我。如果沒有老師的幫助，我可能將不知道何去何從。

我現在領悟到，與其說品德是個人的人品操行，不如說是個人對整個社會的責任。一個人活在這個世界上，就得對社會負起一定的責任義務，有了高尚的品德，就能正確認識自己所負的責任，在貢獻中實現自身的價值。忙碌的法學生活就在悄然中過去，但它已成為我人生中美好回憶的一部分。是學校把我培養成了一個現代中專生，使我各方面的素質都得到了提高，為以后的人生打下了堅實的基礎，開辟了一條屬于我自己的道路。

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關鍵詞：電能計量；倉儲檢定；運行一體化；信息系統

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）03-0155-02

1 總體思路

綜合運用信息、條碼等技術，構建以網絡為平臺，以電子工作任務單為管理手段的電能計量業務網絡化管理模式，實現市級電能計量資產集中倉儲管理、統一檢定、統一配送的目標。

2 實現的功能

2.1 計量資產集中倉儲、配送管理

2.1.1 計量資產統一歸屬分公司管理。綜合運用信息、條碼及資產定位技術，實現庫存量化實時管理，做到庫存清晰，狀態可視、周轉高效；實現分公司范圍內計量資產統一調配、統一管理，提高計量資產利用率，實現低庫存、集約化、精細化計量資產管理。

2.1.2 分級倉儲管理。設立兩級資產庫房，分公司計量所資產庫為一級庫，縣公司裝表接電班資產庫為二級庫。

2.1.3 計量資產統一配送管理。以條碼為紐帶，以網絡為平臺，以電子工作任務單為主要管理手段，實現計量資產需求計劃和配送計劃的上傳下達，以及資產的配送交接管理。

2.1.4 計量器具全生命周期管理。實現計量器具從招標采購、驗收入庫、檢定、安裝運行、周期輪換、淘汰到報廢的全生命周期管理。

2.2 計量器具檢定統一模式、自動行程管理

針對電能計量檢定生產工作涉及的標準設備種類多，檢定環節多、工序多、業務量大、數據量大等特點，以網絡為平臺，利用系統集成原理和采用與設備無關性技術，統一接口和通訊驅動，實現檢定設備統一化管理、檢定流程固化管理、檢定業務分層管理、檢定數據集中管理，達到檢定方案統一、操作方法統一、過程控制統一、檢定報告格式統一，最大限度減少分散檢定帶來的管理難度大、資源消耗大、規范性差等人為因素對檢定過程和結果的干擾，達到計量檢定規范化、標準化和流程化的管理目的，提高檢定效率和檢定質量。

2.3 變電站運行計量裝置技術管理自動化及計量點的全生命周期管理

2.3.1 運行計量裝置技術管理自動化。建立電子化的變電站計量裝置運行技術檔案，嚴格按照國家規程規范的要求自動生成周檢輪換計劃和現場檢測計劃并提醒執行，對現場運行計量裝置檢測數據實現自動管理。

2.3.2 計量點的全生命周期管理。結合電子化的變電站計量裝置運行技術檔案，實現從建立計量點運行臺賬、計量點投運、周期輪換、故障處理、現場誤差校驗到計量點拆除的全生命周期管理。

2.4 展示功能

主要實現在客戶委托檢定或有爭議時，將檢定依據、檢定方案以及檢定實時數據通過開放的大屏幕全程展示給客戶，展示咸陽地電“公平、公正、公開”的良好企業形象。運用數字分析技術，將資產庫房中各個狀態區的倉儲數量以柱狀圖或折線圖的方式定時在大屏幕上滾動顯示，及時提醒超周期倉儲、存量下限警告等信息，降低倉儲，提高周轉效率和集約化管理水平。

3 建設規模

3.1 硬件

一級庫：市級供電企業電能計量資產庫房容量按滿足各公司一個季度表計用量設計建設。

單相電能表和低壓電流互感器庫房，因器具用量大，周轉快，擬采用經濟高效的流利貨架存儲，流利貨架庫房采用周轉箱為承載器，利用貨物自身重量自動運輸、能夠實現“先進先出”，防止計量資產的超期積壓。流利貨架可實現定置存放，存放方式按照“計量器具—箱（周裝箱）-層（周裝箱的放置層次）-架（流利貨架）”的模式，將資產以周轉箱為單位存放，通過周轉箱條碼和計量器具條碼，實現以表查箱、以箱查表的準確定位。配備自動液壓升降取貨車，儀表手推車等輔助設施。

三相電能表庫房，因器具準確度等級高且單只價值高，擬采用安全可靠的密集柜存儲，可實現自動定位存、取，并具備對電能表的充電功能，密封好，能有效實現防盜、防塵等功能，符合電能表計量管理規程要求。

3.2 二級庫

各縣公司電能計量資產庫房可參照市級資產庫標準，結合現有實際，實現安全存儲，便于統一配送出入庫管理，滿足生產需求即可。

軟件。采用集中式控制管理與分布式具體應用相結合的模式，在市級計量中心搭建集資產檢定、倉儲配送、和運行管理為一體的信息管理系統。通過網絡平臺，對一級庫和所轄二級庫，實現計量資產集中倉儲、配送管理；計量器具檢定統一模式、自動行程管理；變電站運行計量裝置技術管理自動化及計量點的全生命周期管理。后期可與集團公司新營銷系統對接，實現客戶基本用電信息及計量檢測數據的共享。

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關鍵詞：單塔一體化脫硫除塵技術；管束式除塵器；吸收塔；近零排放；湍流器 文獻標識碼：A

中圖分類號：X773 文章編號：1009-2374（2016）16-0085-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.16.041

1 項目背景

定州電廠一期煙氣脫硫工程由川崎公司供貨。采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，吸收塔設置三層噴淋層，并設置增壓風機及GGH。兩套脫硫裝置可處理#1、#2兩臺爐的全部煙氣。原設計按照FGD入口SO2濃度為1576mg/Nm3（標態、干基、6%氧）時，脫硫效率95%設計。目前，定州電廠實際來煤與設計煤質較為接近，實測#1、#2機組FGD出口SO2濃度分別為51mg/Nm3及76mg/Nm3。因此，定州電廠目前的脫硫設施可達到95%的脫硫設計效率，但尚不滿足國華電力集團的綠色發電低于35mg/Nm3的SO2排放標準要求。

為貫徹神華集團提出的“1245”能源發展戰略，國華公司于2015年02月《國華電力高品質綠色發電計劃》（2015版國華電環[2015]1號），對2015年的綠色發電改造做出了具體的部署和要求，其中對地處京津冀腹地的定州電廠一期兩臺機組提出了更高的綠色發電改造要求，即：煙塵≤1mg/Nm3，SO2和氮氧化物達到燃機排放標準的一半（SO2≤17.5mg/Nm3，NOX≤50mg/Nm3）。

經過系列考察，基于對脫硫、除塵的環保要求，保證長期的環保需求，定州電廠最終確定采用單塔一體化脫硫除塵技術。

2 工程概況

圖1 原有煙氣系統示意圖

定州電廠一期工程兩臺機組分別于2004年4月及9月投運發電。一期煙氣脫硫工程由川崎公司供貨。采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，吸收塔設置三層噴淋層，并設置增壓風機及GGH。兩套脫硫裝置可處理#1、#2兩臺爐的全部煙氣。原設計按照FGD入口SO2濃度為1576mg/Nm3（標態、干基、6%氧）時，脫硫效率95%設計。

原脫硫系統采用單塔處理一臺600MW機組鍋爐的煙氣。待處理的煙氣從吸收塔底部從下向上與噴淋的石灰石漿液逆向接觸。吸收塔下部為反應池，反應池設有側進式攪拌器或脈沖設備，以保持固體顆粒懸?。辉谖账捻敳吭O有兩級除霧器，用來除去出口煙氣中的霧珠，使離開吸收塔的脫硫煙氣中含水量降低至75mg/Nm3以下；吸收塔設置3臺漿液循環泵，以保證氣液兩相充分接觸，提高SO2的吸收效率。設置2臺氧化風機，1運1備，將空氣送入反應池，將漿液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-，達到使漿液充分氧化的目的。設2臺石膏漿液排出泵，1運1備，將氧化后生成的石膏從吸收塔排出，進入石膏脫水系統。

目前，定州電廠實際來煤與設計煤質較為接近，實測FGD出口SO2濃度如下：

因此，定州電廠目前的脫硫設施可達到95%的脫硫設計效率，但尚不滿足國華電力集團的綠色發電低于

35mg/Nm3的SO2排放標準要求。

3 改造技術方案

煙氣系統改造改造后，取消增壓風機，相應的煙氣阻力由兩臺50%容量引風機克服。原來的兩臺靜葉可調軸流引風機更換為雙級動葉調節軸流式引風機。

吸收塔后增加一臺濕式電除塵器，吸收塔出口凈煙氣經濕式電除塵器除塵后進入“主煙道”，然后從煙囪排出。旁路擋板門及其配套系統全部拆除。

原有脫硫塔為折返塔，本次改造對吸收塔地改造內容簡述如下：（1）拆除原吸收塔內件，包括隔板、噴淋層支撐梁、導流裝置等；（2）拆除原入口、出口煙道并進行封堵；（3）在入口煙道與最低一層噴淋層之間增加旋匯耦合器（湍流器）一套，噴淋層四層、在最上頂層噴淋層上部增加管束式除塵裝置一套等其他內件；（4）拆除原先塔內噴槍氧化方式，增加新的噴槍式氧化裝置一套；（5）改造原吸收塔平臺、爬梯及管口、人孔安裝孔等；（6）拆除原有4臺流量為8000m3/h的循環泵，設置4臺流量為9000m3/h的循環泵，揚程為23.1/24.9/26.7/27.6m；（7）改造后吸收塔噴淋區直徑為17.6m，漿池直徑為17.6m，操作液位為7.0m；（8）本項目氧化空氣系統采用噴槍式。拆除原有氧化風機，并將新的氧化風機布置在原有位置，即出口煙道下部。每臺機組設置兩臺氧化風機，一運一備。氧化風機采用離心風機，風機流量Q=8250Nm3/h，揚程為76kPa；（9）拆除原有石膏排出泵，并將新泵布置在原有位置。每塔設置兩臺石膏排出泵，一運一備。石膏排出泵采用臥式離心泵，流量Q=170m3/h，揚程為65m。

4 改造技術特點

4.1 高效旋匯耦合脫硫除塵技術

引風機出口煙氣進入吸收塔，經過高效旋匯耦合裝置，利用流體動力學原理，形成強大的可控湍流空間，使氣液固三相充分接觸，提高傳質效率，同時液氣比比同類技術低30%，實現第一步的高效脫硫和除塵。

煙氣與噴淋漿液旋轉劇烈接觸，漿液液面快速更新，傳質和傳熱效果迅速，具有脫硫作用，同時煙氣被漿液洗滌，具有除塵效果高脫硫、除塵效率。

經過湍流器后促使吸收塔內煙氣均布，有效避免了空塔噴淋氣流分布不均、噴淋層失效的問題。煙氣快速降溫，增強噴淋層的吸收效果。湍流塔液氣比遠低于空塔噴淋塔，雖然湍流器會增加阻力使引風機的電耗增加，由于漿液循環量大幅降低，脫硫系統綜合電耗比空塔噴淋低8%～20%。

穩定性強，煙氣進入吸收塔后，在湍流器中由層流變成湍流，氣液固充分接觸。煙氣湍流上升，反而系統不易結垢。湍流塔更適合煤質硫含量寬泛波動的機組，保證脫硫效率，可靠性高。

4.2 高效節能噴淋技術

優化噴淋層結構，改變噴嘴布置方式，提高單層漿液覆蓋率達到300%以上，增大化學吸收反應所需表面積，完成第二步的洗滌，煙氣經高效旋匯耦合裝置和高效節能噴淋裝置2次洗滌反應，兩次脫硫效率的疊加，可實現煙氣中二氧化硫降低至35mg/Nm3以下。

設計了防壁流裝置，避免氣液短路。

4.3 離心管束式除塵技術

除霧器是依靠煙氣中液滴的慣性作用和重力作用為工作原理。設計流速一般選定在3.5～5.5m/s之間。折返式除霧器的工作原理及運行流速決定了無法除去細小液滴，無法捕悉粒徑小于15μm的細小液滴，即使多層屋脊式除霧器也實現不了出口塵濃度5mg/Nm3。而目前控制脫硫塔出口5mg/Nm3的塵排放濃度就是控制對細小粉塵和

經高效脫硫及初步除塵后的煙氣向上經離心管束式除塵裝置進一步完成高效除塵除霧過程，離心管束式除塵裝置由分離器、增速器、導流環、匯流環及管束等構成。

煙氣在一級分離器作用下使氣流高速旋轉，液滴在壁面形成一定厚度的動態液膜，煙氣攜帶的細顆?；覊m及液滴持續被液膜捕獲吸收，連續旋轉上升的煙氣經增速器調整后再經二級分離器去除微細顆粒物及液滴。同時在增速器和分離器葉片表面形成較厚的液膜，會在高速氣流的作用下發生“散水”現象，大量的大液滴從葉片表面被拋灑出來，穿過液滴層的細小液滴被捕獲，大液滴變大后被筒壁液膜捕獲吸收，實現對細小霧滴的脫除。最后經過匯流環排出，實現煙塵低于5mg/Nm3超凈脫除。

由上面的圖片可以看到單塔一體化脫硫除塵技術對微細顆粒物的捕集效果顯著，對粉塵、酸霧、氣溶膠、PM2.5等多污染物進行協同治理的能力高。

5 應用效果

改造后，經河北省環境監測中心站進行了性能測試，在各污染物治理設施正常運行的情況下，1號煙塵≤1mg/Nm3，SO2≤17.5mg/Nm3，達到了超凈排放，這使1號機組成為京津冀區域內又一臺實現“近零排放”的600兆瓦等級燃煤機組。

6 結語

濕法脫硫是我國的主流工藝，同時經過多年的運行，脫硫裝置和設備損壞嚴重，可利用率低。多種因素的影響迫使電廠必須對原有脫硫裝置進行增容改造，但是很多電廠卻面臨著改造工期短、改造現場空間有限、成本等很多客觀條件的限制，所以選擇一款煙氣治理技術產品需要有長遠的眼光，不能僅局限于當下的問題，還要充分地考慮這些都能很好地適應我國未來越來越嚴峻的環保趨勢。而以單塔一體化脫硫除塵在定州電廠的成功應用，為目前主流燃煤機組的環保改造提供了一個新的選擇。

參考文獻

[1] 朱治利.石灰石-石膏濕法脫硫技術中的問題[J].四川電力技術，2002，（4）.

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關鍵詞：機電一體化；計算機控制；傳感器

1 機電一體化的概念

人類從使用簡單工具到現代的機器發生了巨大的變化。特別是計算機控制技術出現以后，傳統機械又有了一個飛躍。

機器應該是機械和電器的合成。傳統的機械工程和自動控制工程從專業學習到工程設計應該一體化。目前，關于機電一體化的定義與概念，許多書籍都是根據國外書籍的定義和概念而引用。對于國外的概念基本強調機器人跟數控機床的概念。雖然，機器人和數控機床是機電一體化中具有一定代表性的產品，但絕非是機電一體化的全部內容，機械的內容很多：化工機械、輕工機械、重工機械、紡織機械等。機電一體化強調的是機械產品的自動化和智能化的問題。

2 機電一體化的基礎知識

機電一體化涉及的知識還是比較廣泛的。在機電一體化設計中常常會涉及到機械做功，液體壓力做功等理論力學和材料力學的相關知識。對于機械零件還涉及到機械零件的加工方法一些工藝性問題。尤為重要的是數控加工技術。零件的加工精度、材料的選擇都是需要學習的。一些機械零件例如：軸和軸承、齒輪、凸輪、鏈條、鏈輪等可以說是機電一體化設備中應用極廣泛的一類機械零件。對于零件的學習使是我們應具備的基礎。還有自動控制和人工控制的內容，電路電器的基本知識。

3 傳感器

傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息按一定的規律變換成為電信號或其他所需的形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制的要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。

傳感器大致可分為物理傳感器和化學傳感器兩大類。在機電一體化中起著至關重要的作用。常見的傳感器有：壓力傳感器、位移傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣敏傳感器等等。

4 絳兇爸

所謂執行裝，就是把從電源、液壓、氣壓等動力源獲得的能量變換成旋轉運動或者直線運動的一種裝置。執行裝置主要由執行元件、傳動原件等構成。主要的執行裝置有如下幾種：步進電機裝置、伺服電機裝置、普通電機裝置、液壓油缸裝置、液壓馬達裝置、氣壓裝置、氣動馬達裝置。這些機械裝置是控制系統的控制對象，也叫控制系統的執行裝置。普通電機裝置也是控制系統的控制對象，如采用變頻器可以控制轉速，PLC也可以控制轉速和角位移。普通電機采用控制器的控制精度和效率沒有步進電機和伺服電機高，但是在一些控制要求不太高的機電一體化設備中，目前應用還是比較廣泛的，畢竟普通電機價格比步進電機和伺服電機低得多。

5 計算機控

機械設備的控制系統從最初的的強電控制到現在的計算機控制，經歷了如下過程：簡單的開關控制――繼電器控制――單片機控制――單板機控制――PLC控制――PC控制。事實上，到現在為止機械設備的控制系統無論從簡單的開關控制，繼電器控制到復雜的單片機控制、單板機控制、PLC控制、PC控制都有它們的使用價值。隨著時間的發展，使用的比例肯定會按上述順序，前面的越來越少，后面的越來越多。目前來看單片機控制、PLC控制系統在機電一體化應用領域的數量上應該是最多的。

數控技術是指用數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是為止、角度、速度、等機械量和開關量，以及溫度、流量、壓力等物理量。數控技術和計算機控制技術是相互關聯的。數控技術的特點：精度高、速度快、可靠性高。

6 機電一體化的設計方法

機電一體化設計類型可分為：

根據受控對象的不同，進行機電一體化設計；

改進型機電一體化設計；

創造發明性機電一體化設計；

不同的機電一體化設計類型，也有不同的設計方法。所謂根據受控對象的不同進行機電一體化設計，也就是不同行業有不同的受控對象。比如數控機床、包裝機械一類的受控對象基本上是機械動作；在化工機械中，處理機械動作外還有對溫度、流量、壓力、配比等物理量的控制；也有將化學量作為受控對象的，如土壤分析儀對土壤酸堿度、鈣、鎂、磷的分析等。當然受控對象最多的還是機械動作問題。

改進型機電一體化設計是應用非常廣泛的一類設計。比如，我國數控機場普及度不高的現狀的主要原因一方面是數控機床的售價太貴，對于許多企業來說很難承擔這筆開支的。所以對現有機床進行數控化改造，提高現有機床的生產效率和質量、節約成本等起到很好的效果。

在機電一體化設計中，我們主要考慮3部分的設計：機械部分、控制部分、傳感器部分。事實上，為了簡化問題，機電一體化的設計思路完全可以從兩部分來考慮。即機械部分和控制部分，因為傳感器完全可以在控制部分中一起考慮。機電一體化設計發展到今天，機械部分的設計仍然是這三部分中最重要的部分。過去在機電一體化設計的學習和實際工作中存在一種錯誤的認識和看法：認為機械設計直觀簡單，技術含量沒有控制部分高。這是一種本末倒置的認識。

參考文獻

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關鍵詞：機電一體化；建模；仿真；虛擬原型

中圖分類號：TM 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914x（2014）26-01-01

引言

機電一體化技術一般指的是電子、機械和信息技術結合的一種新型技術，最早在上世紀70年代在西方被提出來，其本質是機械技術通過運用信息化技術不和電子技術而達到效能最優的狀態。而目目前機電一體化的建模與方式技術是最新的研究熱點，本文針對這個熱點展開探究。

一、機電一體化技術概述

第一，我國機電一體化技術的發展與現狀。我國機電一體化技術大體經歷了自發初級階段、蓬勃發展階段和智能化發展新階段等三個階段。初級階段機械產品只是通過簡單的電子技術進行了產品優化，到了發展階段則利用了當時興起的計算機、通信和控制技術，機電結合更為靈活，到了智能發展階段，機電一體化技術更多地吸收了激光、模糊、信息和神經網絡技術等其他學科成果，逐漸形成獨立的技術體系。第二，機電一體化的相關技術。機電一體化主要涉及機械技術、檢測與傳感器技術、信息處理技術、伺服驅動技術、接口技術、監控與診斷技術、柔性制造系統技術等技術。第三，機電一體化技術的發展趨勢。目前機電一體化主要朝著智能化、集成模塊化、光機電一體化、信息網絡化、系統化技術方向發展，朝著技術產品能功能多樣、效率優化、智能運行、穩定性強的理念發展，力求讓技術產品向輕盈、超薄、細微、小巧等時尚化方向發展。

二、虛擬原型技術與機電一體化

（一）虛擬原型技術

該技術是在CAX技術、DFX技術、物理樣機設計技術的基礎上發展起來的，并且在發展過程中吸收了信息技術、仿真技術和先進制造技術，讓機電產品的設計智能化和靈巧化，生產效率高效而穩定，最終讓產品開發形成一套從設計到仿真，從分析到復雜的系統化開發體系。1，基本原理。該技術以CAX技術為基本技術基礎，和以前的串行設計技術比起來，該技術實現了多功能系統的集成化結合。人們可以通過該虛擬模型技術建立機械模型，通過仿真環境得到真實實驗參數，并依據實驗參數對產品進一步優化，降低開發成本，縮短周期，提升競爭力。2，系統結構。該技術通常以某種可以輸入多種產品參數的三維實體數字化模型結構的形式出現，該模型是可變的，動態的，人們可以依據開發和設計需要不斷輸入新的參數，并得到新的模型結構，根據模型結構來優化產品設計。3，技術優勢。該技術具有能全面反映實驗產品的初始信息、為整個產品的開發過程提供模型支撐等優勢，該技術的運用為制造業的發展注入了新的活力。4，關鍵技術及發展應用。虛擬原型技術的關鍵技術主要有系統總體技術、支撐環境技術、虛擬現實技術、協同仿真技術、一體化建模、過程管理技術、模型技術等多方面的技術，作為一門融合了多個學科技術的新型綜合技術體系，其發展前景十分廣闊。

（二）虛擬原型技術與機電一體化

虛擬原型技術是一種新型的以多領域仿真技術、先進建模技術、信息管理技術以及交互式用戶界面技術為基礎的綜合性技術體系，與傳統的機電產品開發設計和生產技術相比起來，其原理和實際運行效率都有很大的幾部。因此，如果能將虛擬原型技術有機地融入到機電產品的設計和開發中，將會有效促進機電產品開發效率的提高，并且進一步發展機電一體化技術。虛擬原型技術與機電一體化技術是相互促進的關系，虛擬原型技術最終將會促進機電一體化產品設計的高效和智能化發展，而機電產品技術的發展在解決生產難題的過程中，客觀上又會帶動虛擬原型技術的發展。下面本文將進一步闡釋這種相輔相成的關系。

三、基于虛擬原型機電一體化的控制仿真設計

第一，概述。以虛擬原型是機電一體化產品的基礎，虛擬原型技術對機電產品開發設計、電氣、控制等各方面的的數據模擬和測試都起到縮短周期、提高研發效率和節約開發成本的作用。聯合仿真設計主要由三個部分組成：首先是機械模型的建構，其次是LabVIEW軟件同機械模型與有機融合；最后是協同仿真的過程，機電產品實現綜合評定和性能測試。第二，機械特性的仿真設計。機械特性仿真設計主要包括對機械的零部件特性、機械結構、機械動力狀態、機械運行狀態等仿真設計的分析。對機械零部件和結構的特性分析主要采用有限元分析。有效元分析主要通過Solidworks Simulation網絡軟件機械零件和機構力學的模擬分析，一般要分析機械材料的強度、應力和安全性能，為機電產品的結構的尺寸、材料搭配以及傳動系型號選擇提供模擬參數的參考；SolidWorks 與LabVIEW軟件的結合為機械動力學提供仿真設計環境，該軟件對力的運動各種元素進行分析研究，提供準確的機械性能和動力分析參數；機械運動的仿真設計為機電產品的運動參數、碰撞偵測參數和運動軌設計參數等提供科學的參數分析，為機電產品的機械結構和零部件的幾何數據確定等提供支持。

第三，機械動力學仿真設計。機械動力學仿真設計一般指的是指在運動條件下給機電產品的部分零件，在不同的引力、壓力和力矩條件下得出機械運動的性能參數，該仿真設計一般需要SolidWorks軟件的支持。仿真設計所提供的模型能夠對產品在運動條件下進行各部分參數的測試，并最后通過仿真參數進行控制變量分析，最后得出機電產品的在現實運行狀態各部分零件和機構性能的表現；并且依據系能表現，對機電產品中機械結構和零部件幾何參數進一步進行優化設計，直至模擬的運動條件下機電產品各部分指標能達到預期。

第四，機械運動仿真設計。一般來機械運動仿真設計主要是逼真模擬機電產品在運動狀態下的各部分性能的表現狀況。高度仿真模擬可借助于SolidWorks提供的動畫仿真環境實現。在動畫仿真模擬環境中，工程師可以依據其動畫表現進行性能參數測試，另一方面也便于生產方向客戶展示其良好的運行性能。SolidWorks軟件可以提供動畫模擬仿真、基本運動模擬仿真、Motion模擬仿真。動畫模擬仿真主要是展現機電裝配體的運動性能，操作人員可以通過添加馬達插件，然后定義軟件驅動裝配體的各個零部件運動。基本運動模擬仿真與動畫模擬仿真略有區別，它是通過對機電裝配體上增添馬達插件并定義運動，定義其中的引力和彈簧等基本物理參數來測試裝配體運動性能。Motio運動仿真主要通過SolidWorks Motion 插件來實現，該仿真形式主要對裝配的零件和結構進行在力、阻力以及摩擦力等力的作用下所表現的性能狀況測試，測試相對更為精確。

四、結語

機電一體化技術是機械、電子和信息技術的有機結合，是一門不斷在融合新興的計算機技術、智能技術、生物技術和網絡技術的獨立的綜合性技術體系，而虛擬原型技術有利于降低機電產品開發的周期和成本，提高機電產品設計和生產的效益，虛擬原型技術的建模與仿真技術能通過虛擬數字模型的建立來代替真實的產品測試工作，提高產品開發的效率，縮短周期并節約成本，機電一體化技術在不斷利用現代技術的基礎上將進一步發展。

參考文獻

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【關鍵詞】機電一體化；智能控制；應用

隨著科學技術的高速發展，電子技術也在迅猛發展，機電一體化系統逐漸完善，并且在工業生產和機械制造中得到了廣泛應用，能夠有效提高工業生產和機械制造質量，已經引起了我國工業生產人員的充分重視。而智能控制在機電一體化系統的背景下應運而生，促進了機電一體化系統的發展。智能控制在沒有人操控的情況下可以自動控制目標，實現生產制造，智能控制的功能主要體現在控制程序和控制主體上。目前，工業行業對于工業生產的質量要求越來越高，而工業生產受到許多不確定性因素的影響，這就導致數控管理非常困難，無法控制工業生產的質量。通過智能控制來代替人工操作，能夠充分發揮智能控制的優勢，有效解決機電一體化系統中的問題，取長補短，使工業生產的質量更高、效率更快。因此，如何在機電一體化系統中應用智能控制技術值得廣大工業人員深思。

1機電一體化系統的概述

1．1機電一體化的定義機電一體化又被稱作為機械電子學，主要指的是把電子電工技術、微電子技術、機械技術、信息技術、信號變換技術、接口技術和傳感器技術等多項機械和電子技術結合起來，并應用在實際工業生產中的綜合性技術。1．2機電一體化系統的結構機電一體化系統的結構主要由硬件和軟件來部分組成，其中硬件組成部分主要包括了電子裝置、計算機裝置和機械裝置，而軟件組成部分主要包括了計算機技術、信息技術、電子技術、機械技術、自動控制技術、系統技術、檢測技術、傳感技術以及伺服傳動技術。其職能組成部分主要包括信息處理部分、動力組成、感知部分、控制部分、執行部分和機械運動部分。

2智能控制的概述

2．1智能控制的定義智能控制主要指的是在無人干預的情況下智能機器能夠模擬人類的行為自動進行操作，其主要是通過計算機來完成相關智能操作，提前下達指令或程序，才能模擬人類智能。智能控制相對于傳統人力控制來說更加復雜，但是能夠更好地完成控制任務，達到控制目的。隨著科學技術和社會經濟的高速發展，智能控制將會面臨更加廣闊的發展空間，而且運用智能控制能夠很好地解決傳統控制無法完成的復雜控制任務，智能控制更加安全、可靠，對于一些高危操作，只需要設定一段程序，機器就能夠自動代替人力完成操作。傳統控制屬于智能控制的最初階段，在智能控制中包含了許多學科，這些學科相互結合，能夠起到良好的輔助作用。智能控制理論體系主要基于信息學、自動控制學和人工智能學等多種學科建立起來的。2．2智能控制和傳統控制之間的關系以及對比優勢智能控制是在傳統控制基礎上的延伸和發展，自二十世紀六七十年代以來，計算機信息技術與人工智能技術發展的速度越來越快，人們為了讓控制系統的控制效果更好，逐漸在控制系統中應用人工智能技術，而人工智能技術的應用，也使控制系統走向了智能控制階段。和傳統控制相比，智能控制系統主要具有這樣幾點優勢:(1)智能控制比傳統控制更加高級，是傳統控制基礎上的延伸和發展，智能控制的結構比較開放，分為各個等級，能夠對分布的信息進行綜合處理，提高了信息的處理效率，同時，利用智能控制來處理信息，更加精確，能夠全面優化控制系統的功能。(2)智能控制系統中包含了眾多學科，智能控制理論體系主要基于信息學、自動控制學和人工智能學等多種學科建立起來的，所以智能控制理論體系非常完善，同時對于傳統控制而言更加成熟。(3)和傳統控制相比較，智能控制能夠適用于更加廣泛的范圍，智能控制能夠解決機電一體化中對于控制對象不確定性的問題，安全、可靠地達成控制任務，提高了機電一體化控制效果。(4)智能控制和傳統控制在使用方法上存在差異性，只能控制主要通過數控模型來進行混合控制，而傳統控制主要通過運動學模型來進行控制，智能控制能夠模擬出多種控制方式，適應各種控制環境，對于現代化工業生產起到了重要的輔助作用。除此之外，智能控制中還包含了傳統控制理論，對于一些簡單的問題可以通過傳統控制來完成，而對于一些復雜的問題，就可以結合二者的優勢，來發揮最好的控制效果。2．3智能控制的特點和類型綜合而言，智能控制主要具有這幾種特點:第一，智能控制的組織性明顯;第二，智能控制的結構變化顯著;第三，只能控制具有非線性特點;第四，只能控制能夠滿足目標的高質量、多元化需求;第五，智能控制能夠從總體的基礎上進行優化;第六，智能控制包含的學科種類非常齊全;第七，智能控制比較先進。智能控制主要分為這樣幾種類型:第一，分級遞進智能控制系統;第二;復合式智能控制系統;第三，人工智能型控制系統;第四，進化型智能控制系統;第五，自主學習型智能控制系統;第六，專家型智能控制系統;第七，組合結構型智能控制系統。2．4智能控制系統的發展趨勢由于智能控制系統的組織功能和適應非常強大，這也是當前機電一體化系統的發展趨勢。在機電一體化系統中應用最廣泛的就是人工神經網絡和遺傳計算系統。在機電一體化系統中，各個部分相互依存，起到了良好的輔助作用。近幾年以來，我國的智能控制技術已經逐漸走向成熟階段，逐漸在機電一體化系統中得到應用，智能控制技術作為一種先進的新興技術，隨著計算機信息時代的來臨，智能控制系統一定能得到高速發展。

3機電一體化系統中智能控制的應用

近幾年來，智能控制在機電一體化系統中的應用得到了廣泛應用，其主要運用于數控領域、機械制造領域、機器人領域和建筑工程領域，下面就機電一體化系統中智能控制的應用進行深入分析。3．1智能控制在數控領域中的應用隨著工業生產的高速發展，數控領域是近年來逐漸興起的新型產物，數控技術的發展促進了我國工業的發展進步。目前，工業生產對于精確度的要求越來越高，而數控系統的要求也相應提高。在數控系統中應用智能控制，能夠提高數控系統的精確度和可靠性。為了達到智能控制的目的，必須建立數控模型，結合應用傳統控制理論，但是對于數控模型信息模糊的位置，必須運用智能控制才能精確控制目標。在數控系統中設置安全診斷系統，可以充分利用專家系統和遺傳算法，來對數控系統中的信息數據進行檢測、預算，從而全面提升數控系統的預測和控制功能，進一步完善數控系統。3．2智能控制在機械制造中的應用在工業生產中機械制造是主要目的，而機械制造的前提就是應用智能控制。在機電一體化系統中機械制造是主要組成部分。目前，我國的機械制造主要通過運用計算機技術和智能控制技術，這也是智能控制在機械制造中的主要應用方式。面對更加先進的機電一體化系統，傳統控制技術已經無法發揮其作用，在現代化機械制造中，有許多復雜難以預測的數據，無法通過腦力運動來計算，必須合理運用智能控制技術，對人類的行為進行模擬，利用人工神經網絡來建立數據模型，通過傳感器來傳達信息，進而通過智能控制技術來預測處理動態模擬信息。在機械制造中智能控制的應用主要體現在這些方面:對機械的故障風險進行智能診斷，智能監控機械制造的動態過程，利用智能傳感器來采集信息數據。3．3智能控制在機器人領域中的應用模糊控制是機器人控制系統的核心，其操作功能多種多樣，目前，工業機器人已經完全實現了智能化和自動化。為了提高工業機器人的智能化功能，必須充分運用智能控制系統，使機器人的智能傳感器和視覺系統連接起來，這樣在行走和搬運物品的過程中，才能自動規避障礙物，并由機器人自行設計合理的路徑規劃，完全模擬人體行為，來進行各種工業操作。同時，智能控制能夠豐富機器人的知識儲備系統，讓機器人具備人工神經網絡，具備邏輯思維，適應各種工業操作，把智能控制和工業機器人結合在一起，能夠節省人力，提高工業生產質量。3．4智能控制在建筑工程領域中的應用隨著社會經濟的高速發展，人們的生活水平不斷提高，在建筑工程中越來越多地運用到機電一體化系統，而智能控制是其中的重要組成部分。通過運用智能控制，能夠對建筑工程進行智能化管理。在建筑物內部的照明系統中應用智能控制，能夠對照明時間和光照強度進行智能化調配，不僅可以節約能源，而且能夠讓人們生活更加方便。在建筑物的火警裝置中采用智能控制，通過計算機聯網通信，攝像頭和智能傳感器來進行實時監控，一旦發現火災險情，可以及時傳達給主機系統，進行智能化處理，智能化預警機制能夠提醒居民撤離，并把信息傳輸到火警部門的監控電腦中，火警人員能夠及時趕到現場，救援火災。

4結語

綜上所述，智能控制在機電一體化系統中的應用，能夠起到優勢互補的作用，有效提高工業生產的效率和人們生活質量。智能控制和傳統控制相比具有更加顯著的優勢，為了充分發揮智能控制的作用，必須加快智能控制和機電一體化系統的融合應用。

參考文獻:

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［4］顧子旭．機電一體化系統對智能控制的有效應用的幾點思考［J］．數字通信世界，2015(6):183．

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【關鍵詞】機電一體化；技術；應用

1.引言

目前，我國工程機械正處于機電一體化的特殊發展時期，工程機械領域隨著機電一體化技術的引入，電子技術，自動控制，液壓技術等與機械技術結合起來，因為與高新技術的融合，這樣子提高了生產效率和機械性能。例如，機電一體化提高了機械的操作舒適性、燃油經濟性、作業效率、作業精度以及使用壽命等[1]。機電一體化是科技發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它是機械工業發生變革的動力，使傳統的機械設計方法和概念發生了革命性的變化。

特別是電子技術和自動控制技術，在工程機械中得到了廣泛的采用。由于經濟水平的提高和科技的進步，對于工程機械的性能要求也越來越高，這促使以微處理器為核心的電子、控制裝置在工程機械中得到了越來越普遍的應用，電子控制裝置的結構也越來越復雜。

2.機電一體化技術的研究

2.1 機電一體化的概念

機電一體化就是指在結構的主要功能、信息處理功能、控制功能和動力功能上引入電子科學技術，將機械裝置與電子化設計、軟件相結合的系統的總稱。它是工程領域中不同種類的技術的綜合，是建立在微電子技術、信息處理技術、自動控制技術等一系列技術基礎上發展起來的一種高新技術。它能代替和放大體力，并且機電一體化中的微電子裝置不僅僅可以取代某些機械部件，還能擁有很多自己的功能。

2.2 機電一體化的關鍵技術

機電一體化包含軟件技術和硬件技術。硬件部分包含機械本體、信息處理單元、驅動單元以及傳感器，因此，加快機電一體化發展進度，可以從下面各方面著手：

（1）機械本體：為了減少機械產品的重量，不僅僅可以再結構上加以改進，還可以考慮使用非金屬復合材料來代替鋼鐵材料，這樣子減輕了機械本體的重量，增加了實現驅動系統的小型化的可能性，進而可以改善快速響應等特性，做到提高效率，降低功耗。

（2）信息處理技術：提高信息處理設備的可靠性可以進一步發展機電一體化。提高信息處理的可靠性包括提高A/D轉換設備的可靠性和分時處理中輸入/輸出的可靠性，提高處理速度。

（3）驅動：很多設備使用電機作為驅動裝置，但是它在快速響應和效率方面還有很多弱點，因此，需要開發新的電機，如開發內部裝有編碼器的電機或是開發控制專用組件-電機和傳感器三位一體的伺服驅動單元。

（4）傳感器：傳感器是獲取自然界中非電量元素的工具，它的可靠性、靈敏度和精確度都時刻影響著機械工程的效率，目前正在開發非接觸型檢測技術。

（5）軟件技術：硬件的發展促使需要配套的軟件一起發展，軟件的標準化可以減少軟件的研發成本，提高維修效率。軟件的標準化包括程序標準、軟件程序的固話以及程序的模塊化等。

2.3 機電一體化的優勢和發展趨勢

機電一體化產品于傳統產品相比，有很多優勢：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因為自動控制技術的引入，使得機電一體化產品在生產過程中具有自動監視、自動診斷和報警功能。在生產過程中，遇到過壓、過載等電力故障時，會自動啟用保護措施，減少生產安全事故的發生，設備的使用安全性得到了顯著的提高。（2）生產效率和質量得到了顯著提高。由于自動信息處理和自動控制技術的參與，機電一體化產品的靈敏度和精度都有了大幅度的提高，自動控制使得機械操作的執行完全按照預計步驟進行，而不受工作人員主觀因素的影響，保證了產品的質量，同時提高了產品的合格率和生產效率。（3）機電一體化產品實現了復合功能，可以在更多場合得到應用。由于生產技術的提高，機電一體化產品的功能水平大大提高，它們具備自動控制、自動補償以及智能化等多種功能，因此可以被應用于各種不同的場合，甚至是不同的領域，滿足需求應變力更強。（4）更易于維修。機電一體化產品可以通過軟件來實現工作方式的變換，以滿足不同用戶的需求，這些控制軟件的程序在不改變產品硬件的條件下，可以由多種方式植入機電一體化產品的控制系統。

為實現更高的生產效率，開發新一代的機電一體化產品，研究新一代的機電一體化系統，研究和設計各種穩定高效，性能優良的機器人和機電一體化設備是發展趨勢。隨著人們對制造模式的認識的轉變，由質量第一向響應市場需求的轉變，使得機電一體化在制造模式領域又開辟了一塊新天地。

3.機電一體化在工程器械上的應用

3.1 機電一體化和機械工程的關系

在機械工程中引進機電一體化技術，大大提高了機械的性能，而反過來，由于機械工程性能的改善，使得機電一體化產品的應用領域更加廣泛，兩者相輔相成，相互促進，共同發展，形成了一個良性發展的循環系統。

3.2 機電一體化對機械工程的積極作用

由于技術水平的發展，現代施工中對機械工程的性能要求也逐漸提高，為達到施工質量要求，在施工過程中使用的器械要求功效高但是同時要求能耗小，要求具有很好的自動化程度以及精度，這些器械使用方法要求簡單，操作安全，并且具有很長的使用壽命。在使用過程中，要求能自動監視，自動診斷，這樣有利于降低維修成本，減少施工事故的發生，保障生命和財產的安全。這時，機電一體化技術的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它對工程機械發揮了積極的作用。

（1）降低了勞動強度。機電一體化產品和技術在工程機械領域的使用，大大降低了工作人員的勞動強度，而且還減少了由于操作人員缺乏經驗而造成對工程精度的影響。日本小松公司所生產的挖掘機配備運行軌跡控制系統能夠根據工作人員操作的鏟斗的運行軌跡，而自動感應角度信號，然后控制斗桿的運動軌跡，自動進行坡面的精確挖掘等動作，大大提高了生產效率。

（2）提高設備使用壽命。由于機電一體化產品集合了自動報警，監視以及故障自我診斷能力，可以針對工程機械的相應系統如傳動系統、制動系統以及發動機的當前工作狀態，進行監視，若發現異常情況，馬上進行自動警報并實現故障定位，降低工作人員的維修難度，縮短維修時間，達到延長設備使用壽命的目的。同時降低了生產事故的發生頻率，降低了生產成本。

（3）環?；?。機電一體化工程機械的使用，大大提高了能源的利用率，符合國家的節能減排倡議。因此對傳統機械設備進行節能改造具有很重要的意義。日本日立公司的挖掘機由于安裝了自動控制系統，實現了對發動機的控制，因此使得對能源的利用率達到了八分之九十八，大大降低了能耗，傳統的挖掘機的能源利用率大約為30%。

4.結束語

我國要想全面實現機電一體化技術還任重而道遠，用微電子技術改造傳統技術的工作量很大，很有難度，而用機電一體化技術來加速產品更新換代速度的呼聲很高，但是它的實現仍很有壓力。雖然我國的工業結構等已經經過幾番調整，但那時由于諸多阻擾因素，效果并不明顯。但是由于機電一體化技術的有優勢很明顯，它的出現并不是巧合，它是科技進步的產物，它促使機械工業發生戰略性改革，使傳統的機械設計方法和理念受到了挑戰，并影響著傳統機械發生革命性的變化，它是推動產業革新的必經之路。因此，加快培養機電一體化人才有非常重要的意義。企業只有注重優秀人才的培養，才能在競爭中占據優勢。

參考文獻：

[1]孫永利. 機電一體化在工程機械中的應用[J].農機使用與維修，2009（1）.

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Abstract： Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background， as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology， and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.

關鍵詞： 機電一體化；應用現狀；發展趨勢

Key words： mechanical and electrical integration；application situation；development trend

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）08-0110-02

0 引言

眾所周知，現代科學技術極大地推動機械工業領域的技術改造和革命。迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術。近些年來，我國的計算機技術和微電子技術得到了長足的發展。在此基礎上，這些技術被廣泛應用到了機械工業領域，形成了機電一體化，不僅對機械工業的產品功能、構成和技術結構產生了重要影響，而且也給機械工業的生產方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業生產從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用，不僅深刻影響著機電一體化的發展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展，并以蓬勃的生機向前發展[1，2]。

1 機電一體化概述

機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機械和電子技術集成結合起來所構成的系統的總稱。作為一門新型學科，機電一體化已經建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現在：它從系統的視角出發，成功將微電子技術、機械技術、自動控制技術、信息技術、計算機技術、傳感測控技術及電力電子技術的應用有機結合起來。作為一種系統工程技術，機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置，使這些功能的高質量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現，實現了優化系統的目的。一個所謂的機電一體化產品或機電一體化系統就由此產生。所以，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面[3]。需要特別指出的是，機電一體化技術并不是微電子技術、機械技術等新技術的簡單拼湊，而是將以上技術群進行有機融合的綜合技術。正是這一點，使機電一體化在概念上與機械電氣化相區別。從發展歷程看，盡管從純技術發展到機械電氣化，但這樣的機械工程技術仍屬傳統機械。進入到機電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調節與控制等許多新的功能。形象地說，機電一體化產品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動，實現人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區別開。這個定義強調它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復雜的非線性上下文包括電腦和數字信號處理器（dsp），它存儲和處理信息、通訊和互聯網，這發送信息，以及各種計算機輔助設計（CAD）軟件[4]。

2 國內機電一體化技術應用現狀

當前我國正處于市場經濟的發展階段，盡管較之以往我們的機電產品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰，思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術產品的水平和性能，對于完善我們的市場經濟制度也大有裨益。從促進產業結構調整，推動完整的機電一體產業形成的角度看，我們的機電一體化面臨以下兩點任務：其一，要進一步推動傳統工業技術升級，實現節能高效，這就需要對傳統產業進行微電子技術改造。其二，大張旗鼓地開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代[5，6]。

首先，在技術政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環保標準的傳統產業進行限制，加快對落后產品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統產業實施機電一體化技術改造。

其次，我國機電一體化產業覆蓋面廣，發展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產業的規劃和發展不可能面面俱到，所以我們應建立機電一體化行業“協會”性質的統管合作機構，并賦予其職能，既有利于深入的行業調查，指導行業布點布局的調整，發展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發展計劃和戰略規劃，以避免開發上重復、生產上撞車。

再次，通過“協會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業信息平臺，及時分享更多的行業內部信息，二來可以增加產業在社會上的認知，使行業內外都重視和支持“機電一體化”的發展，既可以吸引外商到我國投資發展“機電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調配資源。同時，盡管人民幣升值短期內會減緩我國機電產品出口，但對技術貿易來講，卻可以利用此時的時機，大量引進相關產業的先進技術，反哺自身加工業，提高企業的利潤空間。作為世界上最大的發展中國家，大力發展機電一體化技術，用微電子技術改造傳統產業，開發數字化、智能化機電產品，既是振興我國傳統機電工業的新鮮血液和源動力，也是一條促使機電行業產業、產品結構調整日益完善的捷徑[7，8]。

3 機電一體化技術發展趨勢

Microelectro-mechanical系統（MEMS）一直是一個近年來熱門研究領域。它也是一個快速增長的行業，它們的大小已經超過100億美元，數以百萬計的MEMS一直在等產品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術已經應用到開發微型光學開關來處理高卷數據和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術倡議關于人口統計學的改變，ASME報告中，“人口統計學是第二強大的力量改變世界的經濟和社會。在未來40年，世界人口預計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老?！叭缓?，報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發展，如護理機器人的研發被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協會（ASME）最近發表了一份報告，題為《機械工程在21世紀的發展趨勢》，其內容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢：技術變革、人口變革、經濟變革和社會變革。隨著科技的進步，以下八個領域將會是機電一體化發展的主要途徑：信息技術、微型化、材料科學、生物工程和醫藥、能源、運輸、環境工程和制造業等[9，10]。

4 結論

在經濟全球化趨勢逐漸增強，市場競爭日趨激烈的當今社會，機電一體化的發展對優化本國的產業結構和發展本國經濟具有至關重要的作用。機電制造思維是基于現代工程教育而逐步興起和發展起來的。機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，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，機電一體化技術的發展前景也將越來越光明?？偠灾?，機電一體化技術作為機械技術，信息技術，電子技術和計算機技術的融合、發展與延伸，在經濟社會不斷建設發展的過程中占據著極為關鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術未來發展方向，妥善處理機電一體化技術在發展過程中面臨的問題與障礙，推動機電一體化時代的全面發展。

參考文獻：

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篇9

關鍵詞：機電一體化；應用；領域

中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A

1、前言

機電一體化已經成為當前工業發展的一個標準音符，機電一體化的發展大大降低了人工的勞動強度，提高了工作效率，提高了工作的準確度和精度。機電一體化進程的加快在一定程度上促進了社會經濟的進步。

2、機電一體化的概念

“機電一體化”一詞最初是日本學者于70年代提出的,它的英文是Mechatronics,是由英文Mech碩cs的前半部分和Electn〕nics的后半部分組合而成,美國人稱為Mech畫c吐衡stem,在我國被譯為“機電一體化”。機電一體化是當今自動化技術發展的最高階段。早期的自動化技術主要是借助凸輪、機械機構等實現的,這一時期的自動化實際上是機械自動化;隨著電工技術的發展、凸輪、機械機構逐漸被繼電器、接觸器、電磁開關等機構所取代,實現了電氣自動化,機械機構大大簡化,自動化水平大為提高;機電一體化則是生產實踐對自動化技術進一步發展的需要,也是微電子技術、計算機技術、信息技術、控制技術和精密機械技術等發展的必然產物,是以計算機為主要特征的自動化技術。

如果說機械(包括電工)系統處理的對象是運動、力、物質和能量,電子系統處理的對象是信息和知識,則機電一體化系統不僅有處理能量和物質的功能,而且還有處理信息和知識的能力。概括說來機電一體化技術是圍繞機械制造業發展起來的一門跨學科的綜合性技術,是把機械技術、信息技術、控制技術、計算機技術、微電子技術和傳感檢測技術等有機融合而形成的一門跨學科的綜合性技術。日本機械振興協會經濟研究所在一份報告中給機電一體化所下的定義是:機電一體化技術乃是在機械的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,并將機械裝置和電子設備以及軟件等有機結合起來構成系統的總稱。

3、機電一體化技術特點

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

3．1、數字化

微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。 數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

3．2、智能化

即要求機電產品有一定的智能, 使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、 自主決策等能力。 例如在 CNC 數控機床上增加人機對話功能，設置智能 I/O 接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。 隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

3．3、模塊化

由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。 如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。

3．4、網絡化

由于網絡的普及， 基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。 而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

3．5、人性化

機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

3．6、微型化

微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。自1986 年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針，1988 年美國加州大學 Berkeley 分校研制出第一個微電機以來，國內外在 MEMS 工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發出各種 MEMS 器件和系統，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微連桿、微彈簧以及微機器人等）。

3．7、集成化

集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。 首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。

3．8、帶源化

是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。 由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。 帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。

3．9、綠色化

科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。為了實現可持續發展，綠色產品概念就應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。

4、機電一體化技術的應用

機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用于以下幾個方面：智能化控制技術（IC）；分布式控制系統（DCS）；開放式控制系統（OCS）；計算機集成制造系；現場總線技術（FBT）統（CIMS）；交流傳動技術。機電一體化技術在工業、農業、紡織業都有不同程度的應用。

4．1、機電一體化技術應用在工業爐窯改造應上

國內外現在已有成功的技術改造比工業爐窯單純用計算機技術好的多。所以，我們建議今后在改造工業爐窯時要大力推廣應用機電一體化技術，對應該進行改造但尚未改造的工業爐窯要用機電技術等先進電子信息技術改造，其中采用機電技術改造的已達到了90%。

4．2、積極采用機電數控技術，對機床高備改造應用對機床設備的改造我們應放在經濟、實用型機電數控系統的上推廣應用。根據相關方面的了解和調查，從國家要求開始到現在已經按要求改造完畢。

4．3、機電一體化廣泛應用在變頻調速技術

提高了風機、電泵工作效率，采用此技術后，變頻調速后風機、電泵一般可節電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后，廣泛應用、推廣應用該技術。據悉到現在，風機、電泵和其他調速電機以普遍、采用先進的變頻調速技術。圖1 CAN流程圖

4．4、CAD/CAM 技術優先與機電一體化結合，工業設計水平提高要有新目標消除工業產品更新換代慢，設計工作跟不上需求變化現狀。據悉目前，北京工業系統 CAD 的應用率為 85%，CAD 的覆蓋率為 80%。

5、結束語

隨著機電一體化在采礦業、交通運輸業、在造業、農業、航空航天等領域的運用，在一定程度上推進了行業的發展速度和水平。

參考文獻

篇10

Abstract: This paper introduces the basic overview of mechatronics technology and development background, and describes the mechatronics design approaches and key elements.

關鍵詞:機電一體化;傳感器;發展趨勢

Key words: mechatronics;sensor;development trend

中圖分類號:TH122 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)11-0084-03

0 引言

現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

1機電一體化認識

日本在1971年提出一個新的英文集成名詞“Mechatronics”詞首Mecha取自Mechanics(機械學),詞尾tronics取自Electronics(電子學)。我國經常譯為機電一體化或機械電子學。在1981年德國工程師協會,德國電氣工程技術人員協會共同組成的精密工程技術專家組提出的“關于大學精密工程技術專業的建議書”中,把精密工程技術定義為光-機-電一體化的綜合技術。它包括機械(含液壓,氣動及微機械),電工與電子,光學等技術及其組合,其核心為精密工程技術。在當前“信息爆炸”的形式下,相對于專門型人才來說,市場對復合型人才的需求更加迫切。在中國,我們認為機械發展新階段是機電一體化階段。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軟件結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不但發展,還將被賦予新的內容,基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是,機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化,仍屬傳統機械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2機電一體化的設計過程

機電一體化的機械動力部分由一般電動機演變為控制電動機,里程碑式地引入了電子和計算機等先進技術,代替人完成機器的檢測與控制等工作。在知識經濟中體現了制造業高科技化,促進了高科技產業和知識經濟的發展。它是一種用于機電產品最優設計的方法學。它包括4個基本學科:電氣、機械、計算機科學和信息技術。如圖1所示。

機電一體化系統和多學科系統之間的區別不在于它們的組成要素,而在于這些組成要素設計的次序。一直以來,多學科系統設計使用一種按學科順序設計的方法。比如,機電系統的設計一般通過以機械設計開始的三個步驟完成。當機械設計完成后,設計電源和微電子系統,接著是控制算法的設計及其實施。按學科順序設計的方法的最大缺點是對整個過程中各個點的固定設計導致新的限制,這種限制源于對這些點的設計,而且會傳遞到下一個學科點的設計。使用并行方法進行預先設計可以使產品更具協同性。它補充了信息系統以指導設計,這種指導貫穿于設計的各個階段,而不只是預先設計階段,從而使之更加綜合。在將機械,電氣及計算機系統和信息系統進行集成以設計制造產品和過程時,需要進行協同。最終產品的功能應大于其各部分功能之和。如果沒有協同組合的話,機電一體化產品具有的性能特征是很難實現的,機電一體化的關鍵要素如圖2。

機電一體化系統是在物理系統中使用信息系統的結果。物理系統包括機械系統,計算機系統,執行器,傳感器和實時接口。機電一體化系統不只是機電系統,而且還是一個控制系統。傳感器和執行器用來把能量從動力大的一邊(通常是機械的一邊),轉換到動力小的一邊(通常是電氣和計算機的一邊)。上圖中的機械系統不僅包括機械零部件,還可能包括流體,氣動,熱,聲,化學及其它學科。傳感技術已經出現了新的發展以適應對特殊監測應用解決方案不斷增長的需要。

2.1 機電一體化中的集成設計問題由于機電一體化方法內在的并行性,或同時性工程,所以樣機試制階段的建模與仿真很重要。因為模型來自于各學科的綜合應用。所以應用一種可視化的編程軟件是很重要的。這樣就涉及到了框圖,流程圖,狀態轉換圖和波特圖。機電一體化是一種設計哲學,其產品或設備有一個重要的特點就是它們內部的智能,這是將執行器,傳感器,控制系統和計算機組合設計實現的。系統的集成是通過硬件(部件)和軟件(信息處理)的聯合實現的。硬件集成是將機電一體化系統看成一個整體系統來設計的,將傳感器,執行器和微處理器融入到機械系統中,軟件集成主要基于高級控制功能在設計時應首先分析客戶要求以及系統集成的技術環境。在制作時應考慮了解客戶,市場分析,優化性能,生命周期性能,質量,可靠性和銷售。

2.2 機電一體化關鍵要素①信息系統:信息系統包括信息傳輸的所有方面,從信號處理到控制系統到分析技術。信息系統結合了以下四種學科:通訊系統,信號處理,控制系統和數值計算方法。在機電一體化應用中,我們最關心的是建模,仿真,自動控制和用于優化的數字方法。②自動控制:控制系統工程學是在19世紀晚期產生的學科,認為在低階系統(三階或三階以下)系統的穩定性依賴于特征方程的根和勞思(Routh)判據,這是一個很好的判斷系統穩定性的分析工具。③最優化: 就是先確認最優軌跡,最優軌跡是根據系統的要求即約束條件確定的,然后設計控制系統,在設計控制系統的時候應使系統的各參數最終滿足控制要求,使誤差最小化,或者說使目標函數的擾動最小化,可用最優化過程反復迭代公式(Pk+1=Pk+τ?S k)這里k是迭代次數,S k是P空間內的探索方向,τ是該方向上的探索步長空間內的探索步長,當P值不能再改進時這個過程結束,此時為最優化。④機械系統:機械系統考慮力作用下物體的特性。這樣的系統按其性質可分為剛性的,可變形的和可流動的。大多數機電一體化系統應用的剛體系統,都依賴于物理學中的基本定律。⑤電氣系統:電氣系統由兩個分支組成:電源系統和通訊系統。通訊系統以低能量的電信號形式在各點之間傳輸信息。諸如信息存儲,處理和交換是通信系統的常見組成部分。電氣工程的這個領域也稱電子學。另一方面,電源系統用來在各點之間有效的傳遞大量的電能,而不是信息,例如:發電機是把機械能轉化為電能,而電動機是把電能轉化為機械能。

3傳感器和變換器

儀器儀表在現代科技領域中起著關鍵的作用。傳感器是與儀器儀表緊密相關的機電一體化系統中一個非常重要的組件,其作用是為特定工業過程提供收集不同信息的機制。傳感器廣泛應用于過程檢測以及工況評價方面,為用計算機系統對制造作業作較高級的監控提供便利,可應用于過程前,過程中及過程后。有時,傳感器可以將一種物理現象轉化為決策分析的可用信號。智能系統用傳感器來監測由環境變化影響的特定場合,然后通過校正動作對其控制。

實際上在所有的應用中,傳感器是將各種現實世界的數據轉化為電信號,因此可定義為:傳感器是一種把被測物理量轉換成輸出信號的裝置。因此傳感器也可以稱為變換器,應用范圍廣泛,甚至可以用于分辨那些人類感官無法覺察到的環境變化。它們作為一次元件,連續的將變化著的信息轉變成另一種形式,也就是說,傳感裝置檢測被測量,并將其轉換成系統可接受形式的信號,通常為電信號。整個系統的最大準確度由傳感器的靈敏度和其內部噪聲干擾所決定。在測控系統中,任何參數的變化,不論是在被測量中還是在信號修整中,都會直接影響系統的準確度。傳感器和變換器是現代控制系統(電,光,機械或流體系統)的兩個重要組成部分,傳感器和變換器選用的程度取決于控制系統的自動化水平和復雜程度。要構成一個復雜控制系統,測量裝置必須能夠滿足快速,靈敏和精確的要求。隨著使用要求的不斷提高,傳感器的體積也不斷的小型化,并通常將多個傳感器和數據處理系統組合固定在一起。傳感器的分類:根據傳感器的輸出信號形式,電源,工作模式以及被測變量可將傳感器分為以下兩大類。模擬傳感器:模擬是指連續的,不中斷的一系列事件。典型的模擬傳感器的輸出與被測變量是成正比例的,輸出信號以連續方式變化,根據其幅值取得信息,通常其輸出要經過A/D轉換后輸到計算機。數字傳感器:數字是指一系列離散的事件,各個事件前后分開,如果傳感器的邏輯電平輸出是數字的,則稱其為數字傳感器。數字傳感器有著準確度和精密度高的特點,與計算機監控系統相連時不需要任何轉換器。

4A/D,D/A轉換

在計算機控制系統中,主機輸入數據或向外部命令,都是通過接口及輸入輸出通道進行的,完成信息傳遞和交換的裝置稱為過程輸入輸出通道。這些通道是聯系主機與被控對象的紐帶和橋梁。生產對象的各種模擬信號,不能直接輸入計算機,而要經過模/數轉換,轉換成數字信號,才能輸入計算機進行加工處理。同樣,經過計算機加工處理得到的數字信號,也不可能直接作用與被控對象。而要經過數/模轉變成模擬信號,才能輸出到被控對象。

數據采集系統的基本任務是將模擬量即連續量轉換為數字量以便于計算機進行存儲,計算和處理。由于絕大多數物理量都是模擬量。因而數據采集系統不但本身就是一種獨立系統,而且是計算機控制系統的極重要的組成部分。

一個典型的計算機控制系統如圖3所示。其工作原理是作為系統輸入的物理量(壓力,溫度,濕度,位置等),首先由傳感器變成點信號,然后送到放大器和濾波器。傳感器的輸出信號一般比較微弱,放大器的作用是將傳感器輸出的電信號放大到適當的大小。以利于進一步處理。濾波器的作用是消除干擾信號。然后,信號送到模擬多路開關,它在計算機的控制作用下對各個模擬通道進行分時處理,將各通道信號接到后面的采樣保持電路和A/D轉換器。采樣保持電路在規定的時刻對送來的模擬信號進行采樣并在A/D轉換期間保持被采樣的電壓不發生變化。A/D轉換器在保持時間內完成模/數轉換后將數字量送到計算機。采樣保持電路及A/D轉換的定時和控制信號均由計算機產生。計算機對A/D轉換器送來的各路數字量進行各種處理計算,然后用分時方法將處理結果送到各路D/A轉換器變成模擬信號去完成各種模擬控制。有時為了提高速度和精度,數據采集系統不用模擬多路轉換開關,而是每條通道用一個A/D轉換器。

4.1 傳感器的作用傳感器是工業控制計算機系統的重要環節。如沒有傳感器對生產過程的原始參數進行精確可靠的測量,那么無論是信號轉換,信息處理,或數據的顯示與控制,都將成為一句空話?？梢哉f,沒有精確可靠的傳感器就沒有精確可靠的測量系統。

4.2 A/D轉換器的原理經過多路轉換開關和采樣/保持的模擬量必須被變成數字量才能送入計算機。完成這一轉換任務的器件叫做模擬/數字轉換器,簡稱A/D轉換器。如圖4是逐次逼近型A/D轉換器原理圖。由圖4可以看出,由N位寄存器,N位D/A轉換器、比較器以及控制邏輯四部分組成。其工作原理:當啟動信號作用后,時鐘信號在控制邏輯作用下,首先使寄存器的DN-1=1,N位寄存器的數字量一方面作為輸出用,另一方面,經D/A轉換器轉換成模擬量Vx后,送到比較器,在比較器中與被轉換的模擬量Vx進行比較,控制邏輯根據比較器的輸出進行判斷。若Vx≥Vc,則保留這一位;若Vx

4.3 D/A轉換器的原理D/A轉換器的作用是將數字量轉換為模擬量。它實際上是一種由二進制譯碼控制的電流疊加電路。通常包括四個組成部分:精密的電壓基準;模擬二進制數字電壓(或電流)開關;產生二進制權電流或權電壓的精密電阻網絡;提供電壓或電流輸出相加的運算放大器。其原理如圖5為倒T型電阻D/A轉換器。其輸出電壓表達式很容易用基準電流和響應的倍數表示出來。與權電流型的D/A轉換器相比,倒T型電阻D/A轉換器具有電路簡單、轉換速度快的優點,但其轉換誤差較大。在實際的D/A轉換器中,開關S是電子式的模擬開關。為了減小轉換誤差,開關必須具有導通電阻小,截止電阻大的特點。

5機電一體化綜述

機電一體化系統開發過程的第一步就是分析客房需求以及系統集成的技術環境。解決問題的復雜技術系統往往是一個具有數字或模擬形式并由復雜軟件支持其硬件的機械、電子、液壓和熱動力部件的結合體。典型機電一體化系統使用傳感器從技術環境中收集數據和信息。接下來的一步就是使用建模和描述方法的完善形式,以一種集成的方式來涵蓋這個系統的所有子任務。這包括在初始階段對子系統間必要接口的有效描述。數據經過處理和解釋轉化為執行器的動作。機電一體化系統能夠縮短開發周期,降低成本,提高質量。在機電一體化產品的設計中,有必要在不同的專家組之間協調知識和需要的信息。并行工程是產品的設計和制造以特殊方式融合的一種設計方法。傳統設計和制造間的障礙得以排除。

6機電一體化的發展趨勢