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時間：2023-08-14 09:25:02
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中圖分類號：G717 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671―7597（2013）031-163-02
在電子技術(shù)和機械化程度日益提高的現(xiàn)代，人為控制機器已經(jīng)難以滿足日常生產(chǎn)生活效率的需要，電腦對機械的控制成為了主流。并且在電腦控制機械生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，機械的整個生產(chǎn)過程也由電腦控制，這就是機電一體化。給予機械一體化的進(jìn)程，對機械一體化的人才需求也就越來越大，于是機械電子工程專業(yè)應(yīng)運而生。本文將詳細(xì)論述什么是機電一體化、什么是機械電子工程專業(yè)以及這兩者之間的關(guān)系。
1 機電一體化的基本結(jié)構(gòu)與發(fā)展
機電一體化是機器與電子的有機結(jié)合，他有著不同的要素構(gòu)成，和結(jié)構(gòu)組成。電子與機械的有機結(jié)合即克服了傳統(tǒng)機械的操作程序復(fù)雜也節(jié)省了人力物力，是一個傳統(tǒng)機械的替代品，有著非常好的發(fā)展前景。本部分將介紹機電一體化的基本結(jié)構(gòu)與機電一體化的發(fā)展空間。
1.1 機電一體化的基本結(jié)構(gòu)
機電一體化大體上是由傳統(tǒng)機械的機器本體構(gòu)成及其工作的主要系統(tǒng)，他起著連接、傳送這些基本功能；機電一體化工作運行的推動元素是他的動力部分，動力部分為機械的工作提供活動力支持與保障是機械一體化的重要有機組成部分。
機械一體化的傳感部分起到分析并傳送信息的作用，他將機械與電子結(jié)合產(chǎn)生的數(shù)據(jù)加以分析，最終確定工作的方式與進(jìn)程；驅(qū)動部分是在電子系統(tǒng)的指導(dǎo)下完成機械的工作內(nèi)容；執(zhí)行部分是由電腦下達(dá)命令，機械機型完成的有機部分；機電一體化最重要的組成部分就是控制以及處理信息的部分，這部分決定著機械的工作進(jìn)度以及以何種方式工作。這就是機電一體化的各個組成部分，和各個部分在工作中的作用。
1.2 機電一體化的發(fā)展趨勢
目前機電一體化的進(jìn)程不斷加快，其發(fā)展趨勢如下。1）機電一體化在向智能化的方向發(fā)展，智能化就是在原本電腦控制的基礎(chǔ)上更具備合理性和效率性，機電一體化的智能化發(fā)展就像最初的硬件手機與現(xiàn)在的智能手機的區(qū)別一樣?？傮w說來就是智能化更人性化，更能解決操作中的突發(fā)狀況或者說是提前就設(shè)定了應(yīng)對解決突發(fā)狀況的解決措施。2）機電一體化更加環(huán)保，機電一體化進(jìn)程使原本的柴油發(fā)電帶動發(fā)電機的情況得到改善，現(xiàn)在的機電一體化是電腦操控，解決了其中一些污染環(huán)境的問題，響應(yīng)環(huán)保的口號，機電一體化也朝著更環(huán)保的方向發(fā)展。3）機械一體化朝著微機模式發(fā)展，顧名思義就是機械的規(guī)模與形式越來越小，這就要求機械的精密程度。這樣的發(fā)展趨勢有利于解決原始機械龐大的占地面積問題，可以使同一片場地發(fā)揮更大的效果。機械以替換的發(fā)展趨勢是更加進(jìn)步與人性化，它是朝著一個操作簡單、綠色無害、精密程度高的趨勢更好的發(fā)展。
這就是機電一體化，它是機械與電子的有機結(jié)合，有著密不可分的有機組成部分，有著良好的發(fā)展趨勢。在這兩者的定義下，筆者希望日后機電的結(jié)合能夠更加密切，其各個組成部分能日漸精密完善使得整個機電一化得到優(yōu)化；機電一體化能夠在屬于它的發(fā)展趨勢下日益發(fā)展完善，更好的滿足機電一體化進(jìn)程的需要。
2 機械電子工程專業(yè)
在科技發(fā)展與時代進(jìn)步的大背景下，機電一體化的進(jìn)程日益加快，重要程度日益提升，人才需要也越來越大，接下來筆者將介紹機電一體化的人才來源――機械電子工程專業(yè)。
上文中我們論述了什么是機電一體化與機電一體化的發(fā)展趨勢，根據(jù)上文我們不難發(fā)現(xiàn)機電一體化已經(jīng)在生產(chǎn)生活中日益重要，為了供應(yīng)機電一體化所需要的人才，機械電子工程專業(yè)應(yīng)運而生，上個世紀(jì)九十年代后期，一些高校開始設(shè)置了機械電子專業(yè)。機械電子工程專業(yè)的出現(xiàn)是為了響應(yīng)現(xiàn)階段和日后的電子控制機械的主流趨勢，為了使自動化方面有更多可用人才。在機械電子工程專業(yè)設(shè)置上要注意很多的問題：第一要考慮新課程的課程設(shè)置方面，要在傳統(tǒng)的機械上有所發(fā)展又要估計學(xué)生的負(fù)擔(dān)，不能是學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中感到吃力或者是電子與機械兼顧的拖沓。第二就是機械電子專業(yè)是機械和電子的有機結(jié)合，電子與機械的側(cè)重點問題，在教授的過程中要二者兼顧，因為傳統(tǒng)機械是整個機械一體化的基礎(chǔ)而電子的計入是一個良性發(fā)展，很多新生代的同學(xué)更加重視電子方面，這是不科學(xué)的做法?？傊畽C械電子工程專業(yè)是一個時代要求的必要專業(yè)，要安排好課程，明確側(cè)重點，最終達(dá)到滿足機電一體化進(jìn)程下人才的需要。
3 機電一體化與機械電子專業(yè)
介紹過機電一體化與機械電子專業(yè)以后，接下來明確機電一體化與機械電子專業(yè)之間的關(guān)系。
根據(jù)上文我們不難發(fā)現(xiàn)，機電一體化與機械電子專業(yè)有著非常密切的關(guān)系，可以說機械電子專業(yè)是機電一體化的前身，以為機械電子專業(yè)所培養(yǎng)的正是機電一體化專業(yè)的對口人才，也就是說機械電子專業(yè)為機電一體化提供了人才來源。機械電子專業(yè)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容就是機電一體化的具體內(nèi)容。其中包括理論知識與具體操作，也就是什么是機電一體化、幾點一體化需要我們做些什么、在操作中會遇見什么問題并且該怎樣解決等。機械電子專業(yè)是為機電一體化培養(yǎng)人才的搖籃，在機械電子專業(yè)中學(xué)習(xí)的同學(xué)畢業(yè)后的前景就是在機電一體化應(yīng)用的地方工作。而機電一體化在日常操作中所遇見的難以解決的問題和需注重問題就是機械電子專業(yè)研究的課題和研究方向?？傊畽C電一體化與機械電子專業(yè)二者之間密不可分，互補互助，機電一體化的發(fā)展要求了機械電子專業(yè)的學(xué)科內(nèi)容、機械電子專業(yè)為機電一體化提供了人才來源。
4 結(jié)束語
在工業(yè)化和科技化日益發(fā)展的現(xiàn)在，工業(yè)與科技二者的有機結(jié)合也就是機電一體化已經(jīng)成為科技進(jìn)步和時展的必然。這時，機電一體化對人才的需求也就越來越多，從而導(dǎo)致機械電子專業(yè)的出現(xiàn)發(fā)展和人們。筆者在介紹什么是機電一體化、其組成部分和發(fā)展趨勢后介紹了機械一體化專業(yè)，意在使得機械一體化專業(yè)在培養(yǎng)人才時能夠根據(jù)學(xué)科特點和發(fā)展趨勢合理培養(yǎng)。同時筆者也期望機電一體化發(fā)展前景更廣闊的，機械電子工程專業(yè)能夠為機電一體化培養(yǎng)出更多人才使其為機電一體化更好的服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]李宏.構(gòu)建機電一體化技術(shù)專業(yè)課程體系的探索[J].機械工程與自動化，2012（6）：70-71.
[2]陳蓉.淺議機電一體化專業(yè)課程設(shè)置[J].黑龍江科技信息，2011（6）：42.
1.1 機械技術(shù)
機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的關(guān)鍵在于與一體化技術(shù)匹配。機電一體化技術(shù)是一種高新技術(shù)，與之結(jié)合能提升機電產(chǎn)品性能。
1.2 計算機與信息技術(shù)
其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。
1.3 系統(tǒng)技術(shù)
系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從整體和部分兩方面看出發(fā)，將總體細(xì)分為各個微小的部分。系統(tǒng)技術(shù)中尤為重要的就是接口技術(shù)，它實現(xiàn)了系統(tǒng)各部分的有機連接。
2.機械電子技術(shù)發(fā)展的背景
第二次工業(yè)革命以后，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，各國的科技在一定程度上都取得了進(jìn)步。改革開放后，我國徹底打開了國門，與世界各國聯(lián)系緊密。在與世界各國的交流中，我國引進(jìn)了外國先進(jìn)技術(shù)以此發(fā)展本國科技，為機械電子技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨后我國教育發(fā)展顯著，我國國民的知識水平與學(xué)術(shù)素養(yǎng)普遍提高，為機械電子技術(shù)的發(fā)展提供了人才支持。20世紀(jì)90年代以來，黨和國家一直貫徹落實“科技興國，人才強國”戰(zhàn)略，鼓勵發(fā)展科技培養(yǎng)人才，為我國科技的發(fā)展提供了強大的資金支持與相應(yīng)的政策鼓勵，給機械電子技術(shù)的發(fā)展提供了不少的機遇。
3.機械電子技術(shù)的發(fā)展趨勢
機械電子技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，它伴隨著現(xiàn)代科技產(chǎn)生。隨著創(chuàng)新觀念的深入人心，機械電子技術(shù)也不斷的發(fā)展創(chuàng)新。與以往相比變得更加的智能化、人性化以及網(wǎng)絡(luò)化。
3.1 智能化
智能化是指機電產(chǎn)品應(yīng)該有一定的智能，使它能夠根據(jù)各種不同的情況進(jìn)行科學(xué)判斷，判斷過后能夠?qū)@些問題進(jìn)行進(jìn)行相應(yīng)的處理。例如美的最新的物聯(lián)網(wǎng)“云空調(diào)”，能夠利用二維碼、溫濕度傳感器等能夠隨時隨地采集空調(diào)的動態(tài)信息，再通過射頻、WI-FI技術(shù)3G、Internet網(wǎng)絡(luò)將空調(diào)的信息實時進(jìn)行傳遞，使得用戶能夠使用手機、iPad、電腦等設(shè)備對空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程狀態(tài)查詢與控制。初次之外還新增了手機遙控器，它集成了智能語音控制系統(tǒng)，讓控制空調(diào)也是種享受。未來手機遙控器還將集成溫、濕度等環(huán)境舒適度控制，實時顯示您身處環(huán)境的溫度、濕度，并會對您身處環(huán)境的舒適度進(jìn)行評價，您可以根據(jù)反饋及時調(diào)節(jié)溫度和濕度，幫助您和家人監(jiān)控房間環(huán)境，呵護(hù)舒適健康。
3.2 人性化
機電產(chǎn)品的服務(wù)對象是人，所以它們應(yīng)該與人們的實際需求相連接。人們的行為動作往往表現(xiàn)了他們不同的心理活動或?qū)嶋H需求。機電產(chǎn)品應(yīng)該自此出發(fā)，更好的服務(wù)于人類。例如Iphone6S新增了3DTouch的功能，在屏幕下方增加了壓力感應(yīng)，從而可以檢測平時手指按壓屏幕的力度，然后系統(tǒng)可以識別到壓力強度，再給出相應(yīng)的選項。下面簡單介紹下在iPhone6S3DTouch操作的方法，以及設(shè)置選項。對于3DTouch功能而言，當(dāng)然自家的應(yīng)用肯定都是率先支持這個功能的。只要用力按下屏幕上應(yīng)用圖標(biāo)，就可以看到額外的功能選項，就好比在電腦上右鍵的選項功能。在使用3DTouch前，你自然需要先掌握如何開關(guān)調(diào)節(jié)它。
3.3 網(wǎng)絡(luò)化
隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起和普遍發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了我們的生活并發(fā)揮著重大的作用。網(wǎng)絡(luò)化是時展趨勢，因此我各種電子產(chǎn)品都趨于網(wǎng)絡(luò)化。智能手機的興起就是手機網(wǎng)絡(luò)化的一個重要體現(xiàn)，隨后出現(xiàn)的平板電腦以及家用電視機也日漸網(wǎng)絡(luò)化，這不僅為人們的生活提供了便利，也促進(jìn)了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。由此可見，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化是順應(yīng)時代潮流之舉。
4.機械電子技術(shù)的發(fā)展前景
互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為我們帶來了一個信息化時代，我們四周充斥著機電產(chǎn)品，它們占據(jù)了我們的生活。離開了它們我們就與世界脫節(jié)了。這種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景是巨大的。他帶來了新的就業(yè)機會也帶來了新的經(jīng)濟(jì)增長點。手機的迅猛發(fā)展使得我國國產(chǎn)手機層出不窮，早先的小米、步步高到后來興起的華為。開始并不被國人看好，華為更被成為盜版“三星”。國人不屑的華為一直在上下求索，探尋自身的發(fā)展道路。隨后開辟國外市場，外國人甚至把華為視作高性能的好手機。為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入了新動力，這正印證了“科技是第一生產(chǎn)力”的說法。另外，與之相伴的一些企業(yè)例如富士康等也為就業(yè)者提供了不少就業(yè)機會，增加了不少的就業(yè)崗位，一定程度上降低了失業(yè)率，相對緩解了就業(yè)壓力。
一、引言
隨著社會的不斷（國家經(jīng)濟(jì)的快速）發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在機械電子工程內(nèi)得到了（更加）廣泛的運用，在此基礎(chǔ)上機械電子工程的發(fā)展越來越朝著現(xiàn)代化、多元化和智能化的方向前進(jìn)。由此可見，控制工程在機械電子工程領(lǐng)域有著更好（十分廣闊）的發(fā)展前景和空間。為了實現(xiàn)機械電子工程更長久的發(fā)展，我們需要更加關(guān)注機械電子工程的發(fā)展方向，并努力實現(xiàn)將控制工程運用到機械電子工程的發(fā)展中去（這不僅能大大的提高工作效率，更加的節(jié)約成本，使電子工程得到更好的發(fā)展，也能加快推進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展）。本篇論文主要根據(jù)這一現(xiàn)狀對當(dāng)前控制工程在機械電子工程中的運用進(jìn)行了深入的分析。
二、控制工程和機械電子工程的含義
1、控制工程。控制工程的含義是將計算機技術(shù)的理論概念和工程作為基礎(chǔ)，利用自動化的技術(shù)進(jìn)行解決控制工程在實際操作中的問題。控制工程主要是探討輸出與輸入的問題，將非線性的設(shè)計和參數(shù)的問題進(jìn)行深入研究。在當(dāng)今社會控制工程得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，今后在機械電子工程的發(fā)展中也能得到更加廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。2、機械電子工程。機械電子工程同時擁有電子信息和機械專業(yè)的特征，本篇論文中主要從設(shè)計的層面進(jìn)行研究機械電子工程的含義，機械電子工程專業(yè)包含了各個學(xué)科和領(lǐng)域的的指示，在進(jìn)行實際的操作的時候主要是用模塊化的方法?，F(xiàn)在的機械電子工程與傳統(tǒng)的機械電子工程不同，現(xiàn)在的更加的簡易且體積小，并在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展和提升，其內(nèi)部的系統(tǒng)設(shè)置也越來越科學(xué)和復(fù)雜，所以將各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和控制工程運用到機械電子工程中去，可以有效的促進(jìn)其發(fā)展。
三、控制工程在機械電子工程中的實際應(yīng)用
眾所周知，電子工程是由聚集電路、系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、教育等多方面的綜合性學(xué)科，是推動我國經(jīng)濟(jì)增長的主要力量。近些年來，電子工程快速發(fā)展，在教育和科研等多方面取得很大的成功，其水平達(dá)到了一個新的高度，但是電子工程在發(fā)展的過程中難免產(chǎn)生一些問題，并且其設(shè)計人員應(yīng)該儲備一定的知識，在設(shè)計方案中能發(fā)現(xiàn)問題，并采取解決措施，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計方法。
1EDA技術(shù)的發(fā)展介紹
EDA技術(shù)在機械電子工程設(shè)計當(dāng)中發(fā)揮了重大的作用，其構(gòu)成部件主要包括下載器、適配器、編譯器、綜合器等，每個部件發(fā)揮著特定的功能，EDA技術(shù)的主要載體是可以進(jìn)行大規(guī)模編程的邏輯器件，硬件描述語言是EDA技術(shù)在編輯中的表達(dá)方式。EDA技術(shù)擁有公開優(yōu)勢和描述范圍廣的優(yōu)點，其自動化程度高，同時，在設(shè)計方案中有很高的輔助作用，減輕設(shè)計者在后期交流、修改和保存中的壓力，能夠快速解決在設(shè)計工程中出現(xiàn)的錯誤，方便操作者的調(diào)試。也正是因為EDA技術(shù)擁有很多的優(yōu)勢，因此逐漸被人們關(guān)注，但是迄今為人們對機械電子工程持有不同的態(tài)度和觀點，人們質(zhì)疑EDA技術(shù)認(rèn)識不夠，同時又由于EDA技術(shù)沒有確切的定義及其機械電子工程的使用涉及到多種領(lǐng)域，因此電子工程將面臨諸多的挑戰(zhàn)。
2機械電子設(shè)計要點
2.1仿真技術(shù)
機械電子工程設(shè)計方案完成后通過一個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模擬，對設(shè)計方案的可行性進(jìn)行分析的一門技術(shù)便稱為仿真技術(shù)，其作用在于對設(shè)計方案在實際應(yīng)用的模擬，通過建立數(shù)學(xué)模型及進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案的是否合理和科學(xué)，驗證設(shè)計方案，避免在實際操作應(yīng)用中出現(xiàn)一些可控性的問題，保證方案在實際中的應(yīng)用，同時，EDA技術(shù)還具有對電路結(jié)構(gòu)和性能，各個電路的實際結(jié)構(gòu)等進(jìn)行檢測和分析。
2.2對電路特性進(jìn)行有效分析
對電路特性進(jìn)行有效分析能決定設(shè)計方案在應(yīng)用中的有效性高低，是EDA技術(shù)中不可或缺的部分，它決定設(shè)計方案能否在實際中得以應(yīng)用，機械電子工程設(shè)計方案中所有的理論分析是通過EDA技術(shù)對電路特性進(jìn)行有效分析，從獲取其數(shù)據(jù)測試結(jié)果和特性分析來判斷設(shè)計方案的可行性，因此在數(shù)據(jù)測試和特性分析這兩方面必須保證其準(zhǔn)確性高。在傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計方法中，其技術(shù)相對落后，從而在數(shù)據(jù)測試和特性分析等方面不能確保其準(zhǔn)確度和電路測試的實際精度，可能對產(chǎn)品后期使用的穩(wěn)定性有所影響。但是，EDA技術(shù)能夠精密準(zhǔn)確的測試，確保該測量的準(zhǔn)確度在一個較高的水平，在電路特性分析中具有系統(tǒng)性和全面性的優(yōu)點，因此能夠避免設(shè)計方案出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的錯誤，確保機械電子工程設(shè)計方案在應(yīng)用擁有較高可靠性和科學(xué)性。
2.3優(yōu)化設(shè)計
EDA技術(shù)可以測量電子工程在實際情況中的確切環(huán)境溫度和其他數(shù)據(jù)，能對電子工程工作所需要的環(huán)境進(jìn)行全面的檢查及反饋分析結(jié)果，優(yōu)化設(shè)計就是利用EDA技術(shù)，保證電子工程的正常使用外擁有最適宜的環(huán)境溫度計和容差，提高方案的有效性，保證其可以正常的實施。設(shè)計者可以通過檢查和分析結(jié)果對電子工程設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，完善設(shè)計方案，但是傳統(tǒng)的機械電子設(shè)計檢查技術(shù)無法達(dá)到此要求，不能保證其準(zhǔn)確性及完整性，無法發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案中存在的問題，難以使電子工程在實際應(yīng)用中發(fā)揮最大的優(yōu)勢，提高其效率，可見，優(yōu)化設(shè)計必須的使用EDA技術(shù)。
2.4機械結(jié)構(gòu)要注意防止靜電
機械結(jié)構(gòu)是以一定的理論為依據(jù)，根據(jù)實際需求從而設(shè)計出具體的結(jié)構(gòu)圖的一種方案，應(yīng)用于實物，最終要求達(dá)到設(shè)計方案中的結(jié)構(gòu)構(gòu)思。隨著社會的發(fā)展，電子產(chǎn)品以輕、薄占極大的發(fā)展優(yōu)勢，因此，就必須對集成電路元件加以嚴(yán)格的管理，提高技術(shù)要求，基礎(chǔ)的工作就是縮小線路和密集的電子組件排列的工作，減小集成電路占據(jù)較大的空間。機械就是用一定的理論作為支撐，設(shè)計者根據(jù)構(gòu)思畫出機械結(jié)構(gòu)圖，該機械結(jié)構(gòu)圖要滿足實際方案且可以在具體實施中應(yīng)用。而造成電子組件毀壞的致命因素是靜電電場和靜電電流，該破壞因素會影響到周圍絕體元器件，致使元器件敏感度減低，從而產(chǎn)生許多安全隱患，因此，機械結(jié)構(gòu)圖一定的檢查是否產(chǎn)生靜電，及時修改機構(gòu)設(shè)計圖。
3EDA技術(shù)在機械電子工程設(shè)計中的應(yīng)用
隨著社會的進(jìn)步，機械電子工程的應(yīng)用滲透到多個領(lǐng)域，同時吸引了許多機械工程人員參與其研究。與傳統(tǒng)的機械電子工程相比，EDA技術(shù)能滿足廣泛的生產(chǎn)需求，而傳統(tǒng)的機械工程適用領(lǐng)域比較狹窄，僅僅只能在要求較低的基礎(chǔ)領(lǐng)域才能發(fā)揮其優(yōu)勢，其無法引領(lǐng)世界電子工程技術(shù)的發(fā)展，俗話說，適者生存，傳統(tǒng)的機械電子工程在科技進(jìn)步的工程中將被遺棄，新型技術(shù)機械工程將引領(lǐng)我國電子工程的發(fā)展，恰好EDA技術(shù)的最大優(yōu)勢就是在于它的應(yīng)用領(lǐng)域傳統(tǒng)能填補傳統(tǒng)機械工程中的欠缺，因此，EDA技術(shù)在機械電子工程有很大的發(fā)展前景。
4結(jié)語
總之，EDA技術(shù)在機械電子工程、社會發(fā)展和科技進(jìn)步中有著不可忽視的功勞，其應(yīng)用范圍廣，可行性高，適合社會的發(fā)展需求，因此我們應(yīng)該推廣EDA技術(shù)的使用與開發(fā)。為了滿足社會的進(jìn)步，與時俱進(jìn)，設(shè)計人員必須要嚴(yán)格的按照設(shè)計流程進(jìn)行，對設(shè)計方案進(jìn)行仿真性檢驗、電路特性進(jìn)行有效分析、優(yōu)化設(shè)計，對電路進(jìn)行分析，檢查是否會產(chǎn)生靜電；再者，必須大力支持從事機械電子技術(shù)人的工作人員，號召更多學(xué)者參與電子工程的研究發(fā)，盡可能彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，推動電子工程技術(shù)的改革與發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]杜景明.對機械電子工程的探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（07：）90.
關(guān)鍵詞：
機械電子；工程設(shè)計；技術(shù)要點
眾所周知，電子工程是由聚集電路、系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、教育等多方面的綜合性學(xué)科，是推動我國經(jīng)濟(jì)增長的主要力量。近些年來，電子工程快速發(fā)展，在教育和科研等多方面取得很大的成功，其水平達(dá)到了一個新的高度，但是電子工程在發(fā)展的過程中難免產(chǎn)生一些問題，并且其設(shè)計人員應(yīng)該儲備一定的知識，在設(shè)計方案中能發(fā)現(xiàn)問題，并采取解決措施，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計方法。
1EDA 技術(shù)的發(fā)展介紹
EDA 技術(shù)在機械電子工程設(shè)計當(dāng)中發(fā)揮了重大的作用，其構(gòu)成部件主要包括下載器、適配器、編譯器、綜合器等，每個部件發(fā)揮著特定的功能，EDA 技術(shù)的主要載體是可以進(jìn)行大規(guī)模編程的邏輯器件，硬件描述語言是 EDA 技術(shù)在編輯中的表達(dá)方式。EDA 技術(shù)擁有公開優(yōu)勢和描述范圍廣的優(yōu)點，其自動化程度高，同時，在設(shè)計方案中有很高的輔助作用，減輕設(shè)計者在后期交流、修改和保存中的壓力，能夠快速解決在設(shè)計工程中出現(xiàn)的錯誤，方便操作者的調(diào)試。也正是因為 EDA 技術(shù)擁有很多的優(yōu)勢，因此逐漸被人們關(guān)注，但是迄今為人們對機械電子工程持有不同的態(tài)度和觀點，人們質(zhì)疑 EDA 技術(shù)認(rèn)識不夠，同時又由于 EDA 技術(shù)沒有確切的定義及其機械電子工程的使用涉及到多種領(lǐng)域，因此電子工程將面臨諸多的挑戰(zhàn)。
2機械電子設(shè)計要點
2.1仿真技術(shù)
機械電子工程設(shè)計方案完成后通過一個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模擬，對設(shè)計方案的可行性進(jìn)行分析的一門技術(shù)便稱為仿真技術(shù)，其作用在于對設(shè)計方案在實際應(yīng)用的模擬，通過建立數(shù)學(xué)模型及進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案的是否合理和科學(xué)，驗證設(shè)計方案，避免在實際操作應(yīng)用中出現(xiàn)一些可控性的問題，保證方案在實際中的應(yīng)用，同時，EDA 技術(shù)還具有對電路結(jié)構(gòu)和性能，各個電路的實際結(jié)構(gòu)等進(jìn)行檢測和分析。
2.2對電路特性進(jìn)行有效分析
對電路特性進(jìn)行有效分析能決定設(shè)計方案在應(yīng)用中的有效性高低，是 EDA 技術(shù)中不可或缺的部分，它決定設(shè)計方案能否在實際中得以應(yīng)用，機械電子工程設(shè)計方案中所有的理論分析是通過 EDA 技術(shù)對電路特性進(jìn)行有效分析，從獲取其數(shù)據(jù)測試結(jié)果和特性分析來判斷設(shè)計方案的可行性，因此在數(shù)據(jù)測試和特性分析這兩方面必須保證其準(zhǔn)確性高。在傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計方法中，其技術(shù)相對落后，從而在數(shù)據(jù)測試和特性分析等方面不能確保其準(zhǔn)確度和電路測試的實際精度，可能對產(chǎn)品后期使用的穩(wěn)定性有所影響。但是，EDA 技術(shù)能夠精密準(zhǔn)確的測試，確保該測量的準(zhǔn)確度在一個較高的水平，在電路特性分析中具有系統(tǒng)性和全面性的優(yōu)點，因此能夠避免設(shè)計方案出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的錯誤，確保機械電子工程設(shè)計方案在應(yīng)用擁有較高可靠性和科學(xué)性。
2.3優(yōu)化設(shè)計
EDA 技術(shù)可以測量電子工程在實際情況中的確切環(huán)境溫度和其他數(shù)據(jù)，能對電子工程工作所需要的環(huán)境進(jìn)行全面的檢查及反饋分析結(jié)果，優(yōu)化設(shè)計就是利用 EDA 技術(shù)，保證電子工程的正常使用外擁有最適宜的環(huán)境溫度計和容差，提高方案的有效性，保證其可以正常的實施。設(shè)計者可以通過檢查和分析結(jié)果對電子工程設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，完善設(shè)計方案，但是傳統(tǒng)的機械電子設(shè)計檢查技術(shù)無法達(dá)到此要求，不能保證其準(zhǔn)確性及完整性，無法發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案中存在的問題，難以使電子工程在實際應(yīng)用中發(fā)揮最大的優(yōu)勢，提高其效率，可見，優(yōu)化設(shè)計必須的使用 EDA 技術(shù)。
2.4機械結(jié)構(gòu)要注意防止靜電
機械結(jié)構(gòu)是以一定的理論為依據(jù)，根據(jù)實際需求從而設(shè)計出具體的結(jié)構(gòu)圖的一種方案，應(yīng)用于實物，最終要求達(dá)到設(shè)計方案中的結(jié)構(gòu)構(gòu)思。隨著社會的發(fā)展，電子產(chǎn)品以輕、薄占極大的發(fā)展優(yōu)勢，因此，就必須對集成電路元件加以嚴(yán)格的管理，提高技術(shù)要求，基礎(chǔ)的工作就是縮小線路和密集的電子組件排列的工作，減小集成電路占據(jù)較大的空間。機械就是用一定的理論作為支撐，設(shè)計者根據(jù)構(gòu)思畫出機械結(jié)構(gòu)圖，該機械結(jié)構(gòu)圖要滿足實際方案且可以在具體實施中應(yīng)用。而造成電子組件毀壞的致命因素是靜電電場和靜電電流，該破壞因素會影響到周圍絕體元器件，致使元器件敏感度減低，從而產(chǎn)生許多安全隱患，因此，機械結(jié)構(gòu)圖一定的檢查是否產(chǎn)生靜電，及時修改機構(gòu)設(shè)計圖。
3EDA 技術(shù)在機械電子工程設(shè)計中的應(yīng)用
隨著社會的進(jìn)步，機械電子工程的應(yīng)用滲透到多個領(lǐng)域，同時吸引了許多機械工程人員參與其研究。與傳統(tǒng)的機械電子工程相比，EDA 技術(shù)能滿足廣泛的生產(chǎn)需求，而傳統(tǒng)的機械工程適用領(lǐng)域比較狹窄，僅僅只能在要求較低的基礎(chǔ)領(lǐng)域才能發(fā)揮其優(yōu)勢，其無法引領(lǐng)世界電子工程技術(shù)的發(fā)展，俗話說，適者生存，傳統(tǒng)的機械電子工程在科技進(jìn)步的工程中將被遺棄，新型技術(shù)機械工程將引領(lǐng)我國電子工程的發(fā)展，恰好 EDA 技術(shù)的最大優(yōu)勢就是在于它的應(yīng)用領(lǐng)域傳統(tǒng)能填補傳統(tǒng)機械工程中的欠缺，因此，EDA 技術(shù)在機械電子工程有很大的發(fā)展前景。
4結(jié)語
總之，EDA 技術(shù)在機械電子工程、社會發(fā)展和科技進(jìn)步中有著不可忽視的功勞，其應(yīng)用范圍廣，可行性高，適合社會的發(fā)展需求，因此我們應(yīng)該推廣 EDA 技術(shù)的使用與開發(fā)。為了滿足社會的進(jìn)步，與時俱進(jìn)，設(shè)計人員必須要嚴(yán)格的按照設(shè)計流程進(jìn)行，對設(shè)計方案進(jìn)行仿真性檢驗、電路特性進(jìn)行有效分析、優(yōu)化設(shè)計，對電路進(jìn)行分析，檢查是否會產(chǎn)生靜電；再者，必須大力支持從事機械電子技術(shù)人的工作人員，號召更多學(xué)者參與電子工程的研究發(fā)，盡可能彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，推動電子工程技術(shù)的改革與發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]杜景明.對機械電子工程的探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（07：）90.
2機械電子工程與控制工程概述
機械電子工程從字面意義上而言，其既具備電子信息，同時也具備機械特征。在日常應(yīng)用過程中，機械電子工程會涉及到大量學(xué)科與領(lǐng)域，其不僅需要工作人員具備較強的計算機模塊處理水平，還需要其可以具備系統(tǒng)化的工程設(shè)計能力，保證機械電子工程行業(yè)逐漸向現(xiàn)代智能化方向發(fā)展。
控制工程則是一款可以有效運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對工程過程開展自動化信息管理的技術(shù)，利用計算機設(shè)備，控制工程技術(shù)可以對各類設(shè)計性問題以及參數(shù)進(jìn)行模擬，而后通過計算機云計算的形式，可以對各項關(guān)鍵性信息數(shù)據(jù)開展輸入與輸出，對最終結(jié)果進(jìn)行核算，從而有效解決工程運行之中存在的問題，對工程質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。
3機械電子工程現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代，日本已經(jīng)具備了無人化工廠，發(fā)展至今，其機械電子工程相關(guān)技術(shù)已經(jīng)十分嫻熟，在全世界都處于領(lǐng)先位置。而我國目前機械電子工程出現(xiàn)的時間較短，無論等級、數(shù)量或者是檔次都與世界發(fā)達(dá)國家具備一定差距，從而導(dǎo)致我國十分依賴機械電子產(chǎn)品的進(jìn)口，像數(shù)控機床等。我國如今數(shù)控機床應(yīng)用比率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國家的覆蓋應(yīng)用率。
目前，我國機械電子技術(shù)無法滿足現(xiàn)有工程的需求，機械電子工程自身對智能性、控制性的需求較高，從而必須在機械電子工程之中科學(xué)地應(yīng)用控制工程，在工程實踐過程中將知識層次與體系進(jìn)行有效融合，保證工程行業(yè)的深入發(fā)展。我國機械電子工程正處速發(fā)展的時期，發(fā)展前景十分廣闊，隨著科技的發(fā)展，其理論與技術(shù)必定會有質(zhì)的飛躍。
4控制工程在機械電子工程中應(yīng)用的優(yōu)勢
控制工程技術(shù)與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，其具有極強的可操作性與可應(yīng)用性，與此同時，機械電子工程中的設(shè)計對象往往都是實踐性合同，可以運用策略化對預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行實現(xiàn)?？刂乒こ碳夹g(shù)自身操作十分快速方便、空間結(jié)構(gòu)更為簡單，具有極佳的使用性能，可以幫助人們解決十分復(fù)雜的問題，在機械電子工程之中應(yīng)用控制工程可以達(dá)到十分理想的效果。如今控制理論都是將空間線性工程作為基礎(chǔ)，可以為機械電子工程帶來極強的技術(shù)與理論支持，達(dá)成科學(xué)化生產(chǎn)的目標(biāo)。
5控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用
5.1模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用
隨著控制技術(shù)的極速發(fā)展，模糊控制是在現(xiàn)有控制體系之中誕生的新技術(shù)，往往被人們應(yīng)用于十分簡便的生產(chǎn)制作過程中。機械電子工程本身是一個極具復(fù)雜性的工程，如若運用傳統(tǒng)的技術(shù)手段對其進(jìn)行控制，不僅僅系統(tǒng)構(gòu)建十分困難，且最終控制效果也較差。而模糊控制屬于仿生學(xué)中的一種類別，其主要是通過行為進(jìn)行推理，往往是人們用于模糊現(xiàn)象過多而進(jìn)行的一種復(fù)雜推理，其同時也是機械電子工程之中控制工程的另一種應(yīng)用形式，具備著極大的潛力，可以針對機械電子工程之中產(chǎn)生的模糊信息進(jìn)行有效處理，對工程運行過程中產(chǎn)生的溫度線性問題進(jìn)行妥善解決。在此種背景下，模糊控制工程順勢而生，將其在機械電子工程之中進(jìn)行合理應(yīng)用，可以促使工業(yè)制造過程更加清晰明了，從而有效解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中誕生的問題。模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用不需要對對象開展精準(zhǔn)描述，僅僅利用最簡單的測量程序就可以算出最優(yōu)輸出數(shù)值，對目標(biāo)進(jìn)行完美控制。與此同時，在機械電子工程之中應(yīng)用模糊控制系統(tǒng)還可以將編程或者程序變得簡單化，從而大幅降低生產(chǎn)難度，有效控制生產(chǎn)投入成本，只要工作人員牢牢控制技術(shù)偏差范圍，就可以滿足工業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。
5.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是將生物學(xué)作為技術(shù)基礎(chǔ)構(gòu)建而成的，其主要是將多個十分簡單的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元進(jìn)行科學(xué)鏈接與有效分配而開展工作，從而形成一個具備高效益的網(wǎng)絡(luò)智能型整體。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)工作過程中，每一個網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元都負(fù)責(zé)不同的工作，只要將其進(jìn)行科學(xué)鏈接就可以獲得一個帶有復(fù)雜性與技術(shù)性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以對帶有大量復(fù)雜關(guān)系的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有針對性的精細(xì)化處理，帶有較強的數(shù)據(jù)信息處理的記憶功效是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)之中最大的特征，此系統(tǒng)可以開展與人類記憶系統(tǒng)相仿的適應(yīng)性學(xué)習(xí)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在機械電子工程中的發(fā)展方向主要是區(qū)域智能化開發(fā)，將其應(yīng)用于機械電子工程之中可以顯著增強工程工作效率，且保證工程產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量以及精細(xì)化程度，而如若在數(shù)控機床之中運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，還可以保證工作過程的效益性與安全性。
數(shù)控機床自身就是由多個電子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，運用不同的連接形式可以將其最終構(gòu)成一個繁瑣的網(wǎng)絡(luò)交互系統(tǒng)，從而對數(shù)量極大的復(fù)雜數(shù)據(jù)信息進(jìn)行妥善處理，完成自我學(xué)習(xí)與辨識的功能，為數(shù)據(jù)的誕生提供安全可靠的自動化設(shè)備保障。與此同時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)自身包含產(chǎn)品的切削、組合以及清潔等功效，可以有效降低工程生產(chǎn)投入成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
5.3智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用
當(dāng)計算機技術(shù)與控制技術(shù)發(fā)展到某一程度之后，在機械電子工程之中智能控制系統(tǒng)就被正式投入應(yīng)用，保證生產(chǎn)過程的智能化。智能控制系統(tǒng)可以依據(jù)人類的思維模式，開展帶有擬人性的操作流程，對有關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動精準(zhǔn)獲取，并保證生產(chǎn)過程的智能化。智能化控制系統(tǒng)最關(guān)鍵的功效在于其可以模擬人腦的控制機構(gòu)，促使自動控制系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行獲取、整理以及分析。在機械電子工程之中應(yīng)用智能控制系統(tǒng)，不僅可以大幅提高生產(chǎn)工作的效率，且與人工生產(chǎn)相比，智能控制系統(tǒng)還具備可控性與標(biāo)準(zhǔn)性，可以保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。與此同時，在企業(yè)運用智能控制系統(tǒng)時，還可以對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，可以極大程度地降低人力、物力成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
5.4預(yù)測控制系統(tǒng)
在機械電子工程中應(yīng)用預(yù)測控制系統(tǒng)，可以對最終預(yù)測成效進(jìn)行準(zhǔn)確控制，從而保證產(chǎn)品可以滿足施工與生產(chǎn)的需求。例如高速液壓機，隨著工程行業(yè)需求的大幅提升，人們逐漸對高速液壓機自身的性能提出了更為嚴(yán)苛的要求，需要設(shè)備大幅度提高自身運轉(zhuǎn)速度并可以承擔(dān)更大的負(fù)荷。在此種情況下，企業(yè)就可以應(yīng)用預(yù)測控制系統(tǒng)之中的模擬功效，對高速液壓機自身可以承受的負(fù)荷進(jìn)行合理預(yù)測，同時其中的預(yù)測功效也可以將高速液壓機工作過程中的誤差、控制器輸出功能以及超負(fù)荷的沖擊力進(jìn)行科學(xué)計算，嚴(yán)格控制設(shè)備工作過程，最大程度降低因超負(fù)荷或誤差帶來的工作誤差，保證設(shè)備正常工作。
5.5柔性機械臂軌跡跟蹤控制系統(tǒng)
柔性機械臂軌跡跟蹤控制系統(tǒng)是機械電子工程之中控制工程的最直觀體現(xiàn)，同時也是其最關(guān)鍵的構(gòu)成部分。柔性機械臂自身重量較低、材料用量少且消耗能源偏低，利用關(guān)節(jié)之間具備的柔性，可以實現(xiàn)很多高難度的快速動作，完美實現(xiàn)人機共同作業(yè)，極大程度地保證了工作人員的作業(yè)安全。柔性機械臂軌跡跟蹤控制系統(tǒng)通常情況下有快變與慢變兩種控制形式，因其為分布式參數(shù)系統(tǒng)，從而其需要較強的耦合性。將慢變與快變兩種控制器進(jìn)行科學(xué)結(jié)合，可以對柔性機械臂進(jìn)行精準(zhǔn)控制，從而保證工作的流暢性。
5.6集成自動控制系統(tǒng)
集成自動控制系統(tǒng)自身發(fā)展時間較長，如今的控制系統(tǒng)是在原有自動控制系統(tǒng)上不斷經(jīng)過優(yōu)化與完善得來的。在機械電子工程之中其往往作用于機械生產(chǎn)加工中，從而完美實現(xiàn)高效率與高標(biāo)準(zhǔn)的自動機械加工流程，形成一條自動化加工流水線。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，如今很多工程企業(yè)之中都保留了集成自動控制系統(tǒng)，有效控制程序的輸出與輸入，保證機械生產(chǎn)制造過程的高效率與高質(zhì)量。
5.7魯棒性控制系統(tǒng)
魯棒性控制系統(tǒng)被人們定義為在外界環(huán)境的不斷影響下，其某一性能始終保持不變，正是因為此種特殊性能，導(dǎo)致機械電子工程之中魯棒性系統(tǒng)具有極為廣泛的運用。尤其是在柔性臂系統(tǒng)之中，魯棒性系統(tǒng)可以對系統(tǒng)控制器中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，模擬操作過程的軌跡，并對補償控制進(jìn)行計算，從而保證控制系統(tǒng)可以對已經(jīng)設(shè)定的程序與運行軌跡進(jìn)行精準(zhǔn)、嚴(yán)格控制。
6機械電子工程中控制工程未來的發(fā)展
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，如今控制工程行業(yè)正在逐漸進(jìn)步，且已經(jīng)在各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域之中被廣泛應(yīng)用，在機械電子工程之中應(yīng)用控制工程，不僅可以保證工作進(jìn)程的穩(wěn)定性，還可以有效提升工作效率。
機械電子式軟啟動裝置可以說是對于啟動期間壓降進(jìn)行自由限制沖擊轉(zhuǎn)矩與電流的干擾也是不存在的，對傳動機械相關(guān)設(shè)施進(jìn)行保護(hù)的同一時間對相關(guān)工作人員也起到了保護(hù)作用，以往不必要的能源浪費也不再是個問題了。它的啟動電流還可以根據(jù)具體荷載而自行調(diào)整。另外機械電子式軟啟動裝置體積小，不容易出現(xiàn)故障，維護(hù)工作也相對比較簡單。機械電子式軟啟動裝置通常選用大功率晶閘管做回路開關(guān)的原件，憑借單片機對它的導(dǎo)通角做智能化的控制，它的工作原理為在啟動的時候，電機端電壓伴隨晶閘管導(dǎo)通角一起上升就可以對晶閘管的調(diào)壓電路輸送電壓，電機轉(zhuǎn)速當(dāng)達(dá)到轉(zhuǎn)矩起動要求時就可以完全結(jié)束啟動過程[2]。軟啟動裝置限流功能非常好，當(dāng)晶閘管被全部導(dǎo)通的時候，電機就可以在該裝置額定電壓的限制下進(jìn)行工作，同一時間旁路的接通器會隨之被觸發(fā)，晶閘管壽命會大大延長，電機正常穩(wěn)定運行。當(dāng)需要被關(guān)閉的時候，第一應(yīng)將旁路的接觸器切斷，讓軟起動器里面晶閘管的導(dǎo)通角由大到低逐漸減少，電機轉(zhuǎn)速會停止，進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)而整個過程完成，以上就是機械電子的軟啟動裝置控制系統(tǒng)的全部工作原理。
2機械電子式軟啟動與傳統(tǒng)的啟動方式設(shè)計間的不同點
2.1對傳統(tǒng)的啟動裝置的啟動方式設(shè)計研究
伴隨我們國家機械工業(yè)迅猛發(fā)展，各類機械電子裝置在電動機的功率上也逐漸在提高。傳統(tǒng)啟動方式應(yīng)用當(dāng)中的缺點也已經(jīng)被暴露無疑了，所以會顯得越發(fā)跟不上時代步伐，這時候軟啟動的控制裝備就隨之誕生了，因為它的故障率較低還有啟動時比較平穩(wěn)等優(yōu)勢特點，在各種機械電子類控制系統(tǒng)當(dāng)中逐漸獨樹一格?，F(xiàn)如今傳統(tǒng)啟動方式缺點逐漸顯露，集中體現(xiàn)于：第一，故障出現(xiàn)頻繁需要不斷進(jìn)行修理，導(dǎo)致維修費較高，當(dāng)部分啟動器的線路被切斷時會出現(xiàn)很高電流的轉(zhuǎn)矩峰值，這種現(xiàn)象使得使用受到很多約束，打個比方，在井下的防爆條件下就不適合使用了。第二，部分啟動器啟動時候會伴有高電流的峰值現(xiàn)象，對整個供電系統(tǒng)沖擊較大，所以對啟動次數(shù)會有要求[3]。第三，有些比較先進(jìn)設(shè)備結(jié)合了軟啟動裝置應(yīng)用，相較以往啟動就比較平穩(wěn)，但電流固定不能夠調(diào)整，荷載的能力也不是很高。
2.2對機械電子式軟啟動裝置啟動方式設(shè)計研究
機械電子式軟啟動裝置不單滿足了電動機指定荷載下能夠平滑啟動，使供電系統(tǒng)沖擊大大減低，還可以通過部分簡單設(shè)置達(dá)到通過計算機進(jìn)行通信控制的目的，所以，我們可以推測機械電子式軟啟動將來也能夠向自動化、智能化的控制設(shè)施方向靠攏。機械電子式軟啟動裝置啟動方式大致可以總結(jié)為下面幾種：第一，斜坡電壓式，該啟動方式無需電流閉環(huán)的控制步驟，電壓是呈斜坡式上升的，其優(yōu)點是易于操作，缺點是它不限流的特點，對于晶閘管沖擊相對較大。第二，斜坡恒流式，該方式電動機初啟階段電流呈階梯性上漲，電流達(dá)到預(yù)期值后持續(xù)它的恒定狀態(tài)一直到啟動過程全部結(jié)束。電流上漲速率越大，啟動時間越短。第三，階躍式的，該方式一般在電動機啟動瞬間給一個較大起動轉(zhuǎn)矩，目的是將它負(fù)載靜摩擦減到最低，但該過程向供電系統(tǒng)輸送尖脈沖，對其他荷載造成干擾。
中圖分陳類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）05-0273-01
引言
機械電子工程是制造業(yè)當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)，也是我國各個技術(shù)部門基礎(chǔ)性設(shè)備，有效的調(diào)整并完善了我國工業(yè)體系，對我國工業(yè)體系的發(fā)展起到了極大的推動作用。近年來，科技技術(shù)開始不斷創(chuàng)新，在這種發(fā)展背景下，我國的工業(yè)企業(yè)如果想要獲得長遠(yuǎn)的發(fā)展，就必須深入研究和了解機械電子工程技術(shù)，對該技術(shù)進(jìn)行不斷的完善，從而拓展其在行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用領(lǐng)域，真正提高了這種技術(shù)的應(yīng)有價值。不過，雖然我國在該項技術(shù)的研究領(lǐng)域切實取得了一定的成績，但是相對那些較為發(fā)達(dá)的工業(yè)發(fā)展國來說，中國在機電一體化的領(lǐng)域當(dāng)中，所取得的研究成果還相對薄弱，所以對我國機械設(shè)電子工程的研究成為當(dāng)下重要的研究課題。
1.機械電子工程的特點
在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)日新月異的時代，各種新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的出現(xiàn)，機械機電一體化已不再是單純某一門學(xué)科的發(fā)展，而是各門相關(guān)學(xué)科，多種先進(jìn)技術(shù)的互相滲透和相輔相成的結(jié)果。機械機電一體化技術(shù)就是一種這樣的新技術(shù)，它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來的綜合技術(shù)。其實質(zhì)是從系統(tǒng)觀點出發(fā)，運用過程控制原理，將機械、電子與信息、檢測等有關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機地組合，實現(xiàn)整體最佳化。工程機械機電一體化從根本上改變了機械的面貌。[1]在這種機械中，微機作為它的大腦，取代了常規(guī)的控制系統(tǒng)。機械結(jié)構(gòu)是其主體和軀干，各種儀器、儀表、傳感器是其感官，它們感受各種機械參數(shù)的變化，并反饋到大腦（微機）中，各種執(zhí)行機構(gòu)則是它的手足，用以完成操作所必需的動作。一個完整的工程機械機電一體化系統(tǒng)，一般包括微機、傳感器、動力源、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)等部分。它摒棄了常規(guī)機械中的繁瑣和不合理部分，而將機械、微機、微電子、傳感器等多種學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)融為一體，給工程機械在設(shè)計、制造和控制方面都帶來了深刻的變化，從根本上變了工程機械的面貌。
2.機械電子工程向模塊化的發(fā)展方向
由于機械電子的產(chǎn)品種類豐富多樣，對其生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)質(zhì)量具有一定的影響，所以就需要研發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)傳感接口、微動力接口、環(huán)境接口等機電一體化產(chǎn)品，這本身會有一定難度，不過這一方向還是具有十分廣泛的重要意義。就比如在研制集減速、智能減速、電動機于一體的動力單元方面，其同時具有視覺、圖像處理、識別以及測距等功能的控制單元，這樣就有利于新型產(chǎn)品的迅速開發(fā)，在產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模方面也在逐漸的擴大，并最終實現(xiàn)了電氣產(chǎn)品的系統(tǒng)化化、標(biāo)準(zhǔn)化，并最終使機械電子企業(yè)的平衡發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。
3.機械電子工程向人工智能化的發(fā)展方向
機械電子工程的未來發(fā)展是以智能化發(fā)展為首要趨勢。所謂機械制造系統(tǒng)的智能化，其實就是人機一體化的相關(guān)智能系統(tǒng)當(dāng)中所具備的一些智能性的操作行為，涉及到機械本體技術(shù)、信息處理技術(shù)、傳感技術(shù)等等。人工智能的定義人工智能是一門綜合了控制論、信息論、計算機科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)、哲學(xué)等多門學(xué)科的交叉學(xué)科，是21世紀(jì)最偉大的三大學(xué)科之一。機械電子工程并非是一門獨立學(xué)科，而是一種包含有各類學(xué)科精華的綜合性學(xué)科。在設(shè)計時，以機械工程、電子工程和計算機技術(shù)為核心的機械電子工程會依據(jù)系統(tǒng)配置和目標(biāo)的不同結(jié)合其他技術(shù)。工程師在設(shè)計時將利用自頂向下的策略使得各模塊緊密結(jié)合，以完成設(shè)計；產(chǎn)品特征不同。機電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)相對簡單，沒有過多的運動部件或元件。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，但卻縮小了物理體積.拋棄了傳統(tǒng)的笨重型機械面貌，但卻提高了產(chǎn)品性能。
4.機械電子工程向網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向
隨著我國計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，工業(yè)業(yè)體系當(dāng)中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化已經(jīng)成為了當(dāng)今機械制造技術(shù)行業(yè)的中心環(huán)節(jié)。很多機械制造企業(yè)所傳遞出來的信息通過了數(shù)字化的處理之后，再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)方面的傳輸，所傳輸?shù)陌ㄖR和圖形的信息傳輸，同時還有相關(guān)的技術(shù)能力在其中，這些都已經(jīng)開始實施數(shù)字化技術(shù)的處理。數(shù)字化信息技術(shù)可以實現(xiàn)機械設(shè)計資料的搜集、分析，重新組合以及規(guī)劃處理。這其中所涉及到的計算機技術(shù)包括數(shù)據(jù)庫、環(huán)境的虛擬化以及多媒體技術(shù)等等，開展機械產(chǎn)品的方針設(shè)計、加工、生產(chǎn)等等，而且也是為了滿足社會多方面的需求[2]。另外，由于數(shù)字化技術(shù)是將制造技術(shù)、計算機以及及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等進(jìn)行有效的結(jié)合，所以在制造當(dāng)中針對于自身產(chǎn)品并通過相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來進(jìn)行機械設(shè)計信息，這樣就能建立起一個行業(yè)內(nèi)的聯(lián)盟，能夠在實現(xiàn)優(yōu)勢互補的前提下，研發(fā)出所需的機械產(chǎn)品，這已經(jīng)成為了當(dāng)今工業(yè)體系行業(yè)發(fā)展的趨勢。
5.機械電子工程向環(huán)?；陌l(fā)展方向
隨著我國先進(jìn)制造業(yè)的飛速發(fā)展，環(huán)境污染開始不斷加劇，可使用、可回收的資源不斷減少。為了尋求從根本上解決制造業(yè)環(huán)境污染的有效方法，到了90年代，隨著全球性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和人類對客觀認(rèn)識的日益深化，在全球掀起了一股“綠色消費浪潮”。在這股“綠色浪潮”中設(shè)計師們更多地以冷靜、理性的思辯來反省一個世紀(jì)以來工業(yè)設(shè)計的歷史進(jìn)程。人們在呼吁保護(hù)資源、回收資源，維護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時，還在堅持倡導(dǎo)綠色生產(chǎn)，制造綠色產(chǎn)品。這一發(fā)展方向同樣也是機械電子工程將來的發(fā)展方向，這一發(fā)展方向深刻的表達(dá)出人們對于環(huán)保問題的高度重視。機械電子工程逐漸朝著綠色設(shè)計的方向發(fā)展著，在設(shè)計過程的每一個決策中都充分考慮到環(huán)境效益，盡量減少對環(huán)境的破壞。[3]產(chǎn)品及工藝設(shè)計，可持續(xù)發(fā)展的綠色設(shè)計觀要求產(chǎn)品設(shè)計要綜合考慮環(huán)境、材料、工藝、造型、使用環(huán)境、消費者心理等各種因素，而以環(huán)境親和性、使用合理性、消費者心理的滿足性為開發(fā)重點。
6.結(jié)語
總而言之，機械電子工程并不是獨有向單一方向發(fā)展，他具有人工智能化、人性化的特點，主要是向模塊化、人工智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及環(huán)?；姆较虬l(fā)展，增強了機電一體化產(chǎn)品的可靠性、實用性的同時，也為逐漸走向環(huán)保的方向，為我國先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展，提供了廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)
1 引言
目前變頻控制技術(shù)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(gòu)和機械主驅(qū)動電機相連接，這種特殊制造的離合器是根據(jù)液體粘性傳動機理制造完成的。這種技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用最早可以追溯到上世紀(jì)70年代的西方發(fā)達(dá)國家。在這種零負(fù)載的工況下啟動機械設(shè)備，其從初始狀態(tài)達(dá)到額定速率只需要很短的時間，而系統(tǒng)的控制依托于相應(yīng)的液壓裝置，逐步驅(qū)使機械的靜摩擦片和動摩擦片相互趨近，從而達(dá)到傳遞動力的目的。
隨著時代的發(fā)展，變頻控制技術(shù)不光在西方國家逐步推廣應(yīng)用，在中國很多學(xué)者機構(gòu)也開始著手研究這項技術(shù)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(yōu)缺點，闡述工作機理，從而引出設(shè)計思想和方法。
2 重要性
隨著現(xiàn)代工業(yè)規(guī)模的擴大和技術(shù)的發(fā)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(fā)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(yīng)的技術(shù)先進(jìn)的控制系統(tǒng)也就應(yīng)運而生，解決這些難題，優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)，完善控制過程。
與變頻控制相對應(yīng)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(shè)備剛開始啟動時會產(chǎn)生過高的電流，這種沖擊電流會在電機軸承上產(chǎn)生很大的扭矩，甚至?xí)^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(jù)很多煤礦機械設(shè)備自身的特性所發(fā)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(shè)備平穩(wěn)啟動以及穩(wěn)定停車，這種可控性的實現(xiàn)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(shè)備以及供電裝置的沖擊和機械損耗，延長設(shè)備的使用壽命和周期。在整個系統(tǒng)中，觸發(fā)系統(tǒng)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(fā)系統(tǒng)提出了很多嚴(yán)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(fā)與推廣煤礦機械變頻控制方式技術(shù)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(chǎn)生的相關(guān)的負(fù)效應(yīng)，比如明顯的電壓減低以及過大的沖擊電流，根據(jù)載荷的大小智能的調(diào)節(jié)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(jìn)行了相關(guān)的闡述，這樣的有點不光是可以延長機械設(shè)備的使用周期，而且也可以有效的保護(hù)在實際生產(chǎn)過程中不可避免與機械設(shè)備相接觸的操作人員，實現(xiàn)安全生產(chǎn)，也可以節(jié)約能耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)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(tǒng)優(yōu)勢，由于其體積小，操作方便，構(gòu)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(guān)，但是變頻控制技術(shù)方面，大功率的晶閘管是作為主回路開關(guān)元件的首選，導(dǎo)通角的智能化系統(tǒng)控制是通過單片機的應(yīng)用實現(xiàn)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(dǎo)通角逐漸升高，電機兩端的電壓也會隨之產(chǎn)生變化，由此會對晶閘管的輸出電壓產(chǎn)生調(diào)節(jié)功能，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速升高到啟動扭矩時，啟動過程便結(jié)束。②機械電子式軟起動裝置還具有一個關(guān)鍵的功能――限流，當(dāng)晶閘管處于完全導(dǎo)通狀態(tài)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(jìn)入到穩(wěn)定運行狀態(tài)。③當(dāng)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(nèi)晶閘管的導(dǎo)通角，這樣的話電機轉(zhuǎn)速歸零，機械停車，處于關(guān)閉狀態(tài)。啟動過程如圖1。
3.1 傳統(tǒng)啟動方式的闡述
煤礦領(lǐng)域內(nèi)的常用工程機械例如帶式輸送機因為可靠性高、運行連續(xù)、工作效率高以及適應(yīng)能力強等優(yōu)點，已成為現(xiàn)代重載荷運輸?shù)某Ｓ迷O(shè)備，尤其是在煤礦采礦領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的重視，但是伴隨著機械化工業(yè)化程度的不斷提高，各種機械設(shè)備的運行功率也在不斷攀升，輸送機當(dāng)然也不例外。在采礦機械的不斷發(fā)展應(yīng)用的過程中，人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的啟動方式不能滿足大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)展的需要，歸結(jié)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(xiàn)，很好地解決了一系列難題，因其運行穩(wěn)定，體積小，故障發(fā)生率低，不光是在煤礦采礦領(lǐng)域內(nèi)，在冶金、碼頭、港口領(lǐng)域內(nèi)也達(dá)到了很好地應(yīng)用。本文列舉若干傳統(tǒng)的啟動方式的弊端：①故障率較高，由此引發(fā)了高昂的維修養(yǎng)護(hù)費，并且在啟動初期在供電裝置與電機之間會產(chǎn)生很強的沖擊電流，在電機軸內(nèi)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(chǎn)生很大的不利影響，增加機械磨損，對供電系統(tǒng)造成沖擊，限制了啟動周期和頻率；③在一些已經(jīng)安裝了軟起動裝置的相對比較現(xiàn)代化的煤礦機械里，在實際的生產(chǎn)經(jīng)驗來看，運行比較平穩(wěn)，但是電流智能化調(diào)節(jié)無法實現(xiàn)，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(wěn)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(shù)的發(fā)展，啟動過程與計算機相連，實現(xiàn)交互式操作智能化程度更高。由此不難發(fā)現(xiàn)機械電子式變頻控制裝置具有很大的發(fā)展?jié)摿εc發(fā)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(jù)預(yù)定的可控曲線進(jìn)行設(shè)置，分階段慢速有序的啟動機械系統(tǒng)，這樣一來便可以解決很多動力學(xué)問題?，F(xiàn)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(yù)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(huán)控制電流的過程。這種啟動方式的最大優(yōu)點是機理簡單易懂，系統(tǒng)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(fù)載的靜摩擦力，但是這種方式的弊端是會對供電裝置產(chǎn)生強干擾；④矩形轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)完善緊湊，設(shè)計更加合理優(yōu)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(shè)計思想與方法
4.1 硬件設(shè)計
煤礦機械電子式變頻控制裝置的硬件設(shè)計主要集中在電路設(shè)計上，其中主回路的控制是核心因素，關(guān)鍵是晶閘管的設(shè)計，連接順序為供電裝置與電動機，其中晶閘管的導(dǎo)通角設(shè)計也是重要的一點，前文講到單片機技術(shù)的應(yīng)用可以有效控制導(dǎo)通角的變化，使輸出電壓逐步升高直至額定電壓。以采礦領(lǐng)域內(nèi)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(shè)計過程，如圖2。
4.2 軟件設(shè)計
在電子式變頻控制裝置中，控制器的質(zhì)量以及工作原理直接決定著控制系統(tǒng)的優(yōu)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(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化和平穩(wěn)運行，整個運行系統(tǒng)的控制上位機通常是由電子計算機來擔(dān)當(dāng)，由此可見，可編程控制器以及電子計算機是關(guān)鍵的兩個因素，需要進(jìn)行相應(yīng)的程序計算與設(shè)計，這種程序設(shè)計的過程優(yōu)化以及結(jié)果的完備性、可靠性、準(zhǔn)確性直接影響到機械運行的可靠性、穩(wěn)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(shè)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(jié)構(gòu)簡單緊湊，過程直觀易懂，它的程序設(shè)計方案一般是根據(jù)流程圖來實現(xiàn)的；②以電子計算機為上位機的計算機軟件選取，伴隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)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?qū)ο笠约翱梢暬脑O(shè)計方法，同樣，煤礦機械電子式變頻控制裝置控制系統(tǒng)的控制軟件應(yīng)該具有響應(yīng)速度快、敏感度高和分析點準(zhǔn)確、過程優(yōu)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(shè)計里面比較重要的一步，首先要把握操作主界面的設(shè)計，要求界面簡單，直觀，功能齊全。
5 結(jié)束語
從目前的使用狀況和調(diào)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(guī)?，F(xiàn)代化建設(shè)的需要，無法滿足煤礦產(chǎn)值的增長需要，這不僅僅表現(xiàn)在數(shù)量上的缺乏以及普及度的欠缺，也表現(xiàn)在使用中的裝置系統(tǒng)也存在許多缺陷，例如系統(tǒng)優(yōu)化程度不高，程序化設(shè)計欠缺，結(jié)構(gòu)緊湊度較低，故障率無法實現(xiàn)理論值等，這也需要我們在生產(chǎn)實踐的過程中不斷地發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而分析問題解決問題，不斷完善變頻控制技術(shù)，使之與生產(chǎn)實際相結(jié)合，提高生產(chǎn)率，減少風(fēng)險點，更好地為我國的現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。
[參考文獻(xiàn)]
中圖分類號：TM921.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
所謂系統(tǒng)，是由相互制約的各個部分組成的具有一定功能的整體。機械電子系統(tǒng)是由機械系統(tǒng)和電器系統(tǒng)組成的，通常也稱為機電控制系統(tǒng)，簡稱機電系統(tǒng)。機電系統(tǒng)強調(diào)機械技術(shù)與電子技術(shù)的有機結(jié)合，強調(diào)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)與匹配，以便達(dá)到系統(tǒng)整體最佳的目的。
1機電系統(tǒng)控制技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展
作為機電系統(tǒng)核心的控制技術(shù)，是自動化技術(shù)發(fā)展的一個階段和必然產(chǎn)物，它是自動化領(lǐng)域中機械技術(shù)和電子技術(shù)有機結(jié)合而產(chǎn)生的新技術(shù)。機電系統(tǒng)控制技術(shù)得以發(fā)展的根本原因，在于生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，其別是自動化技術(shù)與計算機科學(xué)起到了重要的作用。30年代以后，控制技術(shù)有了很大發(fā)展，大體經(jīng)歷了以下四個階段：
第一階段，30年代，氣動控制元件已經(jīng)發(fā)展成熟并應(yīng)用在工業(yè)中，然而控制系統(tǒng)設(shè)計仍然采用反復(fù)試驗的方法進(jìn)行。
第二階段，40～ 50年代，數(shù)學(xué)分析的不斷進(jìn)步加強了控制工程作為一個獨立工程學(xué)科的地位。在美國出現(xiàn)了電話系統(tǒng)和電子反饋放大器，在頻域中描述反饋放大器的工作以及其后出現(xiàn)的設(shè)計和分析被稱之為“經(jīng)典控制”。
第三階段，60年代末期，微處理器的發(fā)展促使了在加工和設(shè)計中使用計算機控制。例如數(shù)控機床系統(tǒng)。然而加工和設(shè)計方法從本質(zhì)上講仍然是機械式的，自動化和控制系統(tǒng)都是在機械設(shè)計完成后加入進(jìn)來的。時域表示法發(fā)展到用狀態(tài)變量來描述系統(tǒng)，其后出現(xiàn)的設(shè)計和分析被稱之為“現(xiàn)代控制”。時域法以及最優(yōu)控制理論與廣泛使用的高速計算機相得益彰，共同促進(jìn)了控制理論在機械系統(tǒng)中的應(yīng)用。
第四階段，70年代以來，微型計算機的出現(xiàn)使控制技術(shù)進(jìn)入了智能化的新時代。 這時期發(fā)展起來的機電一體化（Mechanical and electronical integrat ion） 技術(shù)， 在世界范圍內(nèi)引起了強烈反響。機電一體化技術(shù)是將機械、電子、控制技術(shù)進(jìn)行有機結(jié)合， 實現(xiàn)技術(shù)裝備和生產(chǎn)過程整體優(yōu)化的高新技術(shù)。機電控制就是研究如何設(shè)計控制器并合理構(gòu)成控制系統(tǒng)使機電一體化產(chǎn)品或系統(tǒng)達(dá)到所需性能要求的一門科學(xué)，是控制技術(shù)、機械技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。
綜上所述，機電系統(tǒng)控制技術(shù)的產(chǎn)生，并不是孤立的，而是各種技術(shù)互相滲透的結(jié)果。它促使了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和管理體系發(fā)生了深刻的變化，促使了新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時也引起了各國為發(fā)展機電控制技術(shù)的激烈競爭，從而又反過來在全世界范圍內(nèi)更進(jìn)一步推動了機電系統(tǒng)控制技術(shù)向前迅速發(fā)展。
2機電系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展前景
隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機電系統(tǒng)工程及其相應(yīng)的理論、技術(shù)愈來愈呈現(xiàn)出兩個顯著的特性：
（1）系統(tǒng)科學(xué)性，即涉及系統(tǒng)理論和系統(tǒng)工程的方法越來越多；（2）學(xué)科綜合性或技術(shù)集成性，即機電系統(tǒng)工程和機電一體化技術(shù)絕非單一學(xué)科知識所能夠支撐，而是依賴于多門學(xué)科知識的有機結(jié)合。
應(yīng)該說世界各先進(jìn)工業(yè)國家發(fā)展機電控制技術(shù)各有其特點，其發(fā)展的重點和具體做法不盡相同，但總體趨勢是一致的。歸納起來，主要是以下三方面：
①從性能上看。向高精度、高效率、高性能、智能化的方向發(fā)展。如以數(shù)控機床為例，其控制精度能實現(xiàn)0.1eM，的高精度，其進(jìn)給速度可達(dá)24-100m/min，甚至更高，其聯(lián)動和控制的軸數(shù)能實現(xiàn)9-15軸，同時增加了人機對話功能，設(shè)置了智能I/O通道和智能工藝數(shù)據(jù)庫，給使用、操作和維護(hù)帶來了極大的方便。今后，隨著專用集成電路特別是超大集成電路的發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品將越來越向高性能方向發(fā)展。
②從功能上看。向小型化、輕型化、多功能方向發(fā)展。所謂小型化、輕型化，乃是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和精細(xì)加工，刻蝕機械的質(zhì)量減輕到與人的體重相稱的程度。所謂多功能，也是自動化發(fā)展的必然要求和必然結(jié)果。一般機電一體化產(chǎn)品，為了適應(yīng)自動化控制規(guī)模的不斷擴大和高技術(shù)的發(fā)展，不僅要求他們具有數(shù)據(jù)采集、檢測、記憶、監(jiān)控、執(zhí)行、反饋、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等各種功能，甚至要求具有神經(jīng)系統(tǒng)的功能，以便能實現(xiàn)整個生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳化和最優(yōu)化。
③從層次上看。向系統(tǒng)化、復(fù)合集成化方向發(fā)展。復(fù)合集成，既包括了各種分技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包括在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化和高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)先分解為若干個層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全的運轉(zhuǎn)，然后，再通過硬、軟件將各個層次有機的連接起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。柔性制造系統(tǒng)就是這種層次結(jié)構(gòu)的典型。
3結(jié)束語
機電控制技術(shù)是精密機械、計算機技術(shù)、電子技術(shù)（包括電力電子）等技術(shù)交互融合的產(chǎn)物，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然結(jié)果。伴隨著科學(xué)技術(shù)與社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種技術(shù)將具有越來越明顯的融合趨勢，而機電一體化也將成為機械工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的必然要求。機電控制技術(shù)在各方面均可帶來顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，主導(dǎo)著二十一世紀(jì)的機械工業(yè)，其發(fā)展前景不可估量。
參考文獻(xiàn)
[1] 沈立盛.機電控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].南方冶金學(xué)院學(xué)報，2000（2）.
[2] 楊汝清，張偉軍.機電控制技術(shù)[M].科學(xué)出版社，2009.
隨著自動控制技術(shù)的發(fā)展，其在各個行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中，控制技術(shù)的應(yīng)用可以極大地提高農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展，對于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化、智能化發(fā)展具有重要意義，控制技術(shù)的研究水平逐漸引領(lǐng)著世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向?？刂乒こ膛c農(nóng)業(yè)機械技術(shù)相結(jié)合能夠有效增強作業(yè)效率，使農(nóng)業(yè)機械技術(shù)在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展中得到更大的利用，兩者可以相互促進(jìn)發(fā)展?？刂乒こ炭梢詾檗r(nóng)業(yè)機械化技術(shù)的研究提供多樣化的技術(shù)支撐，從而實現(xiàn)互相促進(jìn)的目的，在當(dāng)前農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的中，農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)水平的高低將直接影響到農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，因此，農(nóng)機控制技術(shù)的發(fā)展對于當(dāng)前農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展起著不可或缺的作用［1－2］。我國農(nóng)機控制技術(shù)起步相對較晚，但是發(fā)展速度較快，目前基本實現(xiàn)農(nóng)機各個方面的控制［3］。但是我國農(nóng)機控制技術(shù)仍然存在農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、控制精度差、智能化水平較低等問題，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云平臺等技術(shù)還處于初級階段，農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展較為落后。未來我國應(yīng)該積極引進(jìn)國外先進(jìn)經(jīng)驗和技術(shù)措施，基于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際國情，不斷進(jìn)行技術(shù)改革與創(chuàng)新，逐步完善適合我國現(xiàn)代農(nóng)機控制技術(shù)與發(fā)展體系，逐步建立完善的農(nóng)機控制工程相關(guān)技術(shù)體系，推動控制工程技術(shù)在我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效運用［4－6］。
1農(nóng)機控制工程系統(tǒng)核心技術(shù)
控制工程的存在主要是根據(jù)工程理論與先進(jìn)的計算機技術(shù)相配合而形成的，如控制數(shù)據(jù)參數(shù)的改進(jìn)等，從而完成對農(nóng)業(yè)機械的控制。該技術(shù)首先被提出在18世紀(jì)到19世紀(jì)之間，主要被用于當(dāng)時的蒸汽機中，為了提高機械的作業(yè)效率，從而控制工程這一新技術(shù)為順應(yīng)當(dāng)時背景發(fā)展被提出，慢慢隨著時間的推移，更多的專業(yè)技術(shù)人員提出了更加完善的控制工程技術(shù)。21世紀(jì)后，科學(xué)技術(shù)得到了空前的發(fā)展，與信息技術(shù)相結(jié)合的控制技術(shù)變得越來越成熟了，同樣，也被更多人所使用接受，形成了更廣闊的推廣發(fā)展。目前，關(guān)于農(nóng)機控制工程系統(tǒng)的核心技術(shù)主要包括機械電子工程技術(shù)、集成控制技術(shù)、預(yù)測控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及魯棒控制技術(shù)［7］。
1.1機械電子工程技術(shù)
機械電子工程技術(shù)是農(nóng)業(yè)機械技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，主要包括自動控制技術(shù)、電子信息技術(shù)、機械制造技術(shù)及傳感器技術(shù)等。其中，機械技術(shù)是機械電子工程技術(shù)的核心，支撐著其他技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，其機械技術(shù)的發(fā)展效率直接影響后續(xù)技術(shù)的發(fā)展及工作效率。自動控制技術(shù)主要是對機械設(shè)備及相關(guān)零部件的工作軌跡、運行狀態(tài)中的各項參數(shù)及最終要達(dá)到的目標(biāo)進(jìn)行控制;傳感器技術(shù)主要是對機械設(shè)備及各個關(guān)鍵零部件的工作參數(shù)及工作狀態(tài)進(jìn)行精確的檢測與控制，其傳感器檢測精度直接對設(shè)備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定的影響;電子信息技術(shù)主要是結(jié)合電路及電子學(xué)等基礎(chǔ)理論知識選取相應(yīng)的電子產(chǎn)品或電器元件。
1.2集成控制技術(shù)
集成控制技術(shù)是一種常見的農(nóng)機控制工程技術(shù)之一，主要是通過相關(guān)信息收集、處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對相關(guān)農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品各個零部件的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的集成、融合與處理，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的自動操作與決策，可以極大地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，實現(xiàn)自動化及智能化生產(chǎn)。集成控制技術(shù)是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的控制工程技術(shù)之一［8］。
1.3預(yù)測控制技術(shù)
預(yù)測控制技術(shù)是近幾年逐漸發(fā)展起來的新型農(nóng)機控制工程技術(shù)之一，可以處理相關(guān)機械設(shè)備運行中的滯后過程，屬于一種閉環(huán)控制算法，可以根據(jù)對象的歷史信息和未來輸入預(yù)測其未來輸出，具有良好的跟蹤性能和較強的抗干擾能力。預(yù)測控制技術(shù)可以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)設(shè)備的運行誤差及變化率進(jìn)行有效控制，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)及時進(jìn)行機械運行狀態(tài)的調(diào)整，對于提高農(nóng)機工作效率具有重要意義。
1.4模糊控制技術(shù)
模糊控制技術(shù)主要是以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)形成的一種控制技術(shù)，是通過模擬人的近似推理和綜合決策過程(又被稱為經(jīng)驗方法)。在設(shè)計中不需要建立被控對象的精確數(shù)學(xué)模型，使控制算法的可控性、適應(yīng)性和合理性提高，成為農(nóng)機控制工程技術(shù)的一個重要分支，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中難以獲取、動態(tài)特性不易掌握或變化非常顯著的過程非常適用，其魯棒性及抗干擾能力較強，因此特別適用于非線性的過程變化及滯后系統(tǒng)的控制。模糊控制系統(tǒng)的主要系統(tǒng)框架圖如圖1所示。
1.5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是指在被控制系統(tǒng)中可以進(jìn)行系統(tǒng)工作優(yōu)化、推理、故障診斷等功能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強的適應(yīng)能力及學(xué)習(xí)能力，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境較為復(fù)雜，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以對控制系統(tǒng)的不確定性、時變的環(huán)境等進(jìn)行合理、精確的決策、控制及學(xué)習(xí)，是推動農(nóng)機智能化發(fā)展的重要技術(shù)之一，代表了當(dāng)前社會科技水平的進(jìn)步，它是依托于生物學(xué)理論將控制工程與其相結(jié)合而形成的一項控制技術(shù)。該項技術(shù)的工作使用主要是將控制系統(tǒng)中的各連接點看作人體中的神經(jīng)元，通過節(jié)點連接從而形成一個網(wǎng)格框架，形成一個動態(tài)的系統(tǒng)，通過后續(xù)操作完成信息的傳遞。在農(nóng)業(yè)機械技術(shù)發(fā)展中使用該項技術(shù)，能夠?qū)ζ淇刂茢?shù)據(jù)信息完成函數(shù)賦值，利用計算得出結(jié)果，從而使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠更加智能化地使用在農(nóng)業(yè)機械作業(yè)當(dāng)中，有效提高其作業(yè)效率。
1.6魯棒控制技術(shù)
通過對于魯棒控制技術(shù)的使用不會因外部的影響改變正確數(shù)據(jù)的使用，正是因為該類技術(shù)的優(yōu)點，其得到了人們的認(rèn)可，獲得了更加廣闊的推廣發(fā)展。例如，農(nóng)業(yè)機械中的采摘機械臂，該類機械由于其參數(shù)系統(tǒng)的獨特存在，受到外界因素影響后容易產(chǎn)生變化，從而影響到其正常工作，會形成較為嚴(yán)重的作業(yè)誤差，使其操作控制變得非常困難。魯棒控制技術(shù)能夠更加良好地解決此類問題，該項技術(shù)將模態(tài)法融入其中，控制系統(tǒng)被分成慢速和快速系統(tǒng)，利用控制調(diào)節(jié)器改善系控制統(tǒng)的加、減速度。該類控制技術(shù)可以有效降低外部影響因素對于控制系統(tǒng)的影響，顯著增強了農(nóng)機作業(yè)效率和工作性能［9］。
2農(nóng)機控制工程技術(shù)在實際中的應(yīng)用
2.1遙感技術(shù)
遙感技術(shù)自從被提出后，就被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對于農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展起到了不可或缺的作用。在農(nóng)作物的種植生產(chǎn)過程中，利用該項技術(shù)可以有效對農(nóng)作物的生長狀態(tài)起到良好的監(jiān)測作用，從而獲得人們通過肉眼無法發(fā)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，對于農(nóng)作物的生長開展有效的后續(xù)工作;通過對農(nóng)作物的病蟲草害監(jiān)控及防治，可以有效避免病蟲草害的出現(xiàn)，利用該項技術(shù)發(fā)現(xiàn)源頭所在，完成防治處理;最后，對于自然災(zāi)害也可以起到一定程度的監(jiān)測作用。
2.2農(nóng)業(yè)無線通信技術(shù)
傳統(tǒng)農(nóng)田作物的生長狀況監(jiān)測，不但要耗費大量的人力，而且不能夠做到實時監(jiān)控，如采用有線測控系統(tǒng)，則需要鋪設(shè)光纖或者電纜，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，降低了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)及嵌入式控制技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以實時監(jiān)測、感知和采集監(jiān)控區(qū)域的信息，并將采集到的數(shù)據(jù)處理后發(fā)送給終端用戶，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有效提高了農(nóng)業(yè)實際作業(yè)效率。
3農(nóng)機控制工程技術(shù)的未來發(fā)展前景
我國對于控制工程的研究與國外發(fā)達(dá)國家相比進(jìn)程較慢，在該領(lǐng)域的技術(shù)研究中與國外相比還需繼續(xù)努力，伴隨我國經(jīng)濟(jì)水平和科技水平的不斷提高，以及對于控制技術(shù)的深入研究，其得到了巨大的提升和良好的改善，控制工程應(yīng)用于機械電子工程中，能夠更好地推進(jìn)農(nóng)業(yè)機械化的推廣發(fā)展。為了能夠使該項技術(shù)得到更好的發(fā)展，需要加大科研創(chuàng)新，走向全新的發(fā)展道路，從而推進(jìn)農(nóng)機控制工程技術(shù)更好的發(fā)展。在發(fā)展農(nóng)機控制工程技術(shù)的前提下，要牢記綠色農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念。農(nóng)機控制工程技術(shù)的發(fā)展不僅僅局限在經(jīng)濟(jì)效益上，還需要將其與綠色發(fā)展相結(jié)合。在發(fā)展該類技術(shù)時，需要注意其對生態(tài)環(huán)境的影響，一定要保障其綠色發(fā)展，從而做到技術(shù)環(huán)保，能夠良好的完成綠色農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。政府及高校教育部門應(yīng)該加大科研資金投入，積極引進(jìn)相關(guān)的設(shè)備與人才，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)機控制工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速應(yīng)用與發(fā)展，加大科研資金的投入，促進(jìn)相關(guān)農(nóng)機控制技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，提高我國農(nóng)機整體裝備水平，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。
