簡述電力電子技術的含義范文

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簡述電力電子技術的含義

篇1

1 機電技術的簡述

1.1機電技術的發展歷程

自從經濟數控機床技術走進我們的生活開始,就說明機電技術的歷史已經開始了;電子技術注入機電技術新的發展空間和活力;電子機械技術的快速發展,其為機電技術的成熟提供了堅實的基礎;激光技術、模糊技術和智能化的技術等高新技術促使機電技術踏上了新的起點。

1.2機電技術的發展特征

機電技術是一門新興起的發展中的學科,其代表機械工業的技術革命的發展方向。自從進入1960年以來,大量剛剛形成的高新技術群體逐漸的走向經濟、軍事與社會生活中的各個領域,并且深入的滲透,以大規模的的形式向現實的生產化變革。機電發展到現在,仍然是自身體系所形成的新型學科,但是伴隨現代化的科學技術的發展,被注入了新的內容。其最基本的特征我們可以概括為:綜合運用微電子技術、機械技術、計算機技術、自動控制技術、信息技術、電力電子技術、傳感測控技術、信息變換技術接口技術和軟件的編程技術等群體性的技術。依據機電系統的功能目標與優化的組合型的目標,對各個功能單元的合理配置和布局,會在功能上體現數量多、質量高、可靠性高以及低消耗的價值意義,并且導致整個工程技術的系統的優化。

2 機電技術的發展趨勢

2.1光機電技術的發展應用

光學技術的引用,對于光學技術先天的優勢的發展實現來說,可以有效的改進機電技術中傳感系統、動力系統(能源系統)與信息的處理系統,光電技術的推廣對于機電產品是一個重要的發展趨勢。

2.2柔性化的自律的分配系統化

在機電技術產品的未來前景里,執行和有效的控制系統是有充足的冗余度,并且有很強的柔性,對于處理突發事件,其能進行較好的解決設計,所以,被設計成為自律分配系統。在自律分配系統的運作環節中,各個相關子系統是完全可以獨立工作的,子系統之間又是為同一個總系統進行服務的,并且有自身獨立的自律性,可以依據周圍環境的改變而作出相應的對策反應。

2.3智能化的全息系統化

在機電技術產品的發展全息性的特點表現的越來越明顯,智能化水平也在逐漸的提高。這種趨勢的發生主要歸功于模糊技術和信息技術的快速發展,其別重要的是信息技術中的軟件和芯片技術。不但如此,機電技術系統中的層次化結構也有原有的簡單模式轉變為復雜的、比較多的冗余度雙向聯系。智能化的發展對于二十一世紀機電技術發展來說是一個方向性的改變。

2.4仿生物系統化的生物軟件化

在日后機電技術的裝置對于信息依賴性會逐漸增強,并且在結構上也是處于靜態時的,但是又有其不穩定性,相反的是其動態工作環境中卻屬于相對穩定的。這種現象類似于活生物,機電技術的相關產品走向涵蓋生物系統化,但是想走好這條道路還需要一段漫長的時間。

2.5微型化的微型機電化

在半導體的器件制造的利用過程當中的蝕刻技術的應用,已經成功的在實驗室中制造出來了亞微米級機械元件。在實際產品中體現這一技術,就可以將機械部分與控制器進行區分了。這時候機械與電子就可以相互融合,傳感器、機體、CPU、執行機構等集成為一個整體,體積也會有所減小,并且組成了一種自律元件,這種微型的機械學也是機電技術的發展新方向。

2.6系統化

機電技術的系統化主要體現在系統體系的結構采用開放式與模式化為主的總線結構,機電技術系統的組態可以靈活的掌握。

3 機電技術的應用發展對策

可以根據實際的需要進行剪裁與任意組合,與此同時實現多個子系統之間的協調控制與綜合性的管理。第二個表現就是通信功能增強,不但使用了RS232,還包括其他通信功能。在未來幾點技術的發展道路上,將更加注重對機電產品和人之間的人性化的關系,機電技術人格化具有兩方面的含義:第一,機電技術產品的推廣銷售方向面向的對象就是人,在機電技術產品人性化中的職能、人性和情感方面也得到高度的重視,特別是家用的機器人,其智能化的、高層境界就是機電技術的人機一體化;第二,模仿生物的機理而進行的各種類型的機電一體化的研究和制造。但是事實卻是大多數的機電技術產品是根據生物的生理活動的啟發,根據思路的延伸而研發制造出來的。

所以,機電技術中的技術與產品這兩個方面。僅僅是機電技術在上文所提及的群體性的技術有機的融合在一起的一種綜合性的技術,而不單單是機械技術,微電子技術和其他的相關技術之間的簡單組合或者是拼湊,這就是機電技術和機械加上電氣所形成的組合機械電氣化之間的在概念上的根本區別。

4 機電產品的發展對策

第一,加強機電技術統籌的安排,進行協調性的發展計劃;第二,強化機電行業的行政管理,發揮協調的作用力;第三,對發展環境和支持力度的增大等進行的優化措施;第四,重點發展對象的突出培養,兼顧兩個層次:第一個層次,表面上的工作,也就是電子信息技術針對傳統的產業所進行的改造工作,這是在傳統機電設備基礎上植入或者是嫁接微電子(即計算機)裝置,促使電子技術與機械在淺層次上相結合。第二個層次,工作方面的提高,也就是在機電技術產品的初始設計階段,就將電子技術和機械二者相結合考慮,所生產出來的新產品就是真正意義上的機電技術。

篇2

論文摘要:機電一體化是現代科學技術發展的必然結果。此簡述機電一體化技術的基本情況和發展背景,綜述國內外機電一體化技術的現狀,分析機電一體化技術的發展趨勢。

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,工程領域的技術改造與革命。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、產品結構、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”邁入以“機電一體化”為特征的發展階段。

1機電一體化概述

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已經成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為: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、傳感測控技術及電力電子技術,根據系統功能目標要求,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。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。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。機械工程技術由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系。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,還被賦予許多新的功能,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。也就是說,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延伸,智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2 機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為三個階段:(1)20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時,研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。(2)20世紀70-80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認;機電一體化技術和產品得到了極大發展;各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。(3)20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組,并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當差距。

3 機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面:

3.1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能,則是完全可能而且必要的。 轉貼于

3.2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。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、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。為了達到以上目的,還需要制定各項標準,以便于各部件、單元的匹配。

3.3 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的應用使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system,CIAS),能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3.4 微型化

微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5 環保化

工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。

3.6 系統化

未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,機電一體化的人格化有兩層含義:一層是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性等等,顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化;另一層是模仿生物機理,研制出各種機電一體化產品。事實上,許多機電一體化產品都是受動物的啟發而研制出來的。

綜上所述,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。

參考文獻