第一篇：機電一體化的應用與發展

重慶工業職業技術學院畢業論文

機電一體化的應用與發展

黃金程

摘要：現代機電一體化是一門綜合技術，是機械與微電子技術、信息技術互相滲透融合的產物，是機電工業發展的必然趨勢，是現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并提出其發展趨勢。

關鍵詞：機電一體化，應用，數控

機電一體化是機械、電子、信息科學三者有機結合形成的機械和微電子復合技術，是在工業產品和過程設計與制造中，機械工程和電子與智能計算機的協同集成。采用這種技術開發機電一體化產品，已成為當今機電領域的新潮流和振興機電工業的必由之路。推廣電子技術對傳統產業進行改造，是提高生產和管理技術、促進機電一體化產品的開發、加快產品結構調整的重要措施。因此，世界各國都在大力推廣機電一體化技術。

一．機電一體化的核心技術

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手。

1）機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。

2）計算機與信息技術：機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/ 數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3）系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出

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發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。

4）自動控制技術：在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

5）傳感檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。

6）伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。電機作為驅動機構已被廣采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。

二．機電一體化技術的主要應用領域——數控機床

數控機床及相應的數控技術經過40 年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：

1．采用多CPU、多主總線的體系結構。

2．開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3．WOP 技術和智能化，系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4．大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC 系統的控制功能。

5．能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。

6．系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。7．以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

三、機電一體化的主要發展方向 世紀90 年代后期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經

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網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展廣闊天地。未來機電一體化的主要發展方向有：

1.智能化：所謂智能化系統是指一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，智能化也是是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，它能進行諸如分析、推理、判斷、構思和決策等智能活動，人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。21 世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向，近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展，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，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動，以求得到更高的控制目標。

2.網絡化：20 世紀90 年代，網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。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。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3.微型化：微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。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、信息等方面具有不可比擬的優勢。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件

4.綠色化：綠色化工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢。而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。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。這是現在機械制造工業中可持續發展的形式。

5.系統化：其特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。特征之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系當然，機電一體化的發展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，并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與應用也將更加廣闊。

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機電一體化技術在工程機械中的應用將越來越廣泛，地位也越來越重要，設備使用和管理“以人為本”的原則也說明，作為工程施工中工程機械的使用、維修的管理人員，應盡快了解和掌握這門技術，更好地融入科技含量越來越濃厚的現代工程施工中。

參考文獻：

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第二篇：機電一體化的發展及應用

機電一體化的發展及應用

摘 要

隨著科學技術日益走向整體化、交叉化和數字化以及微電子技術信息技術的迅速發展，機電一體化技術的應用也越來越廣泛。機電一體化技術是跨學科技術，其發展趨勢是光機電一體化、柔性化、智能化、仿生物系統化、微型化。其產品功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。

關鍵詞： 機電一體化技術；發展趨勢；產品功能；協調和綜合

目

錄

摘 要 ——————————————————————————01

緒 論 ——————————————————————————03

緒 論

現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了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、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系生了巨大變化，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。

隨著機電一體化技術的快速發展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展。現在的機電一體化技術，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，他的發展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。機電一體化是在以機械、電子技術和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來的一門新興邊緣技術學科，而機電一體化產品是在機械產品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術生產出來的新一代產品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合，它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術。

第1章 機電一體化的基本概念

1.1 基本概念

機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。機電一體化最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術的快速發展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展。現在的機電一體化技術，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，他的發展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。機電一體化是在以機械、電子技術和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來的一門新興邊緣技術學科，而機電一體化產品是在機械產品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術生產出來的新一代產品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合，它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術

1.2 機電產品的優越性

與傳統的機電產品相比，機電一體化產品具有下述優越性：

1.使用安全性和可靠性提高

機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。

2.生產能力和工作質量提高

機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時，由于機電一體化產品實現了工作的自動化，使得生產能力大大提高。例如，數控機床對工件的加工穩定性大大提高，生產效率比普通機床提高5 ～6 倍。

第三篇：工程機械機電一體化技術的應用與發展

工程機械機電一體化技術的應用與發展

摘要：隨著經濟的發展，機電一體化技術也得到了快速發展,而機電一體化在工程機械中的應用與發展也促進了工程機械的不斷進步。本文主要對機電一體化技術以及其在工程機械中的應用與發展進行了分析研究。

關鍵詞：工程機械 機電一體化技術 應用 發展 引言

隨著科學技術以及新興科技突飛猛進的發展，極大地促進了學科之間的相互滲透、融合，同時也促進了工程建設領域的革新與創新。目前，機電一體化已經漸漸成為一種獨立的技術，在各行各業都有不同程度的應用。尤其是科學技術的發展，在很大程度上促進了機電一體化的進步與創新，并且在工程機械中得到了很好的應用。積極地采用機電一體化，將機械、電子技術和液壓技術進行了有效的結合，大大地提高了機械的多種功能，比如說，動力性能提升，燃油的經濟效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精準度和舒適度都大幅度提高，機械的使用壽命也隨之延長。所以，研究工程機械機電一體化的應用與發展有著重大意義。

一、機電一體化技術的概述

機電一體化就是綜合地運用機械、計算機、微電子、電力電子、光學、接口等技術，對各個功能進行合理的配置，從而實現了高質量、多功能、低能耗的價值和功能。機電一體化也稱之為機械電子學,屬于一門新興的邊緣綜合科學, 機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、控制技術和

精密機械技術有機結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。主要是通過微電子技術的應用,把微電子技術引進到相關的動力功能、機械主功能、控制功能等方面,在軟件方面能夠使得機械裝置與電子裝置相互進行有機結合而形成有效的系統。而隨著科學技術的發展，機電一體化技術也得到了快速發展，并且處于不斷創新與進步之中。機電一體化技術逐漸走向了高智能化、微型化、網絡化、個性化和綠色化的趨勢。而機電一體化技術在工程機械中的應用,能夠使得各種性能方面都得以明顯改善,比如操作舒適性能夠得以有效提高;機械能耗能有效大幅度降低,明顯提高機械功效。可靠性不斷提高;不斷提高相應的作業精度和作業效率。

二、工程機械機電一體化技術的應用

機電一體化技術具有廣闊的發展前景和極高的應用價值，尤其是在工程機械中的應用更具廣泛性和有效性，機電一體化技術在工程機械中的應用主要表現在以下幾個方面：

1、機電一體化技術的在工程機械提高生產效率、節能降耗方面的應用

在傳統的工程機械中，能量的充分利用率和使用率比較低。比如說，液壓挖掘機其燃料的充分利用率僅僅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪費了。在能源資源高度緊張的今天，迫使機械工程的發展必須向著“節能降耗”的方向發展。比如說，小松公司生產的挖掘機能夠很好地達到節能降耗的目的，大約可以節省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制節能器的采用。日立公司生產的挖掘機，采用了“卡特電子效率”節能控制體系，通過對泵以及發動機的綜合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能夠達到98%左右，生產率也相應地得到了大幅度的提升。所以說工程機械中電子節能控制器的運用，大幅度提高挖掘機等大型工程機械設備的能量利用率，一定程度上發揮到了節能的作用。電子節能控制器操作比較簡單，對機械的磨損也相對減少，從而提高了工作的效率。

2、在自動化以及半自動化的作業全過程中的應用 工程機械全面地實現作業自動化以及半自動化水平，可以有效地降低操作人員的勞動強度，有效地提高生產效率，大大減少了因為操作人員的經驗不足或技術不到位對于操作精度的影響。比如說，三菱公司設計生產的挖掘機，有控制挖掘機軌跡系統的功能，相關的操作人員在控制板上將鏟斗的運動形狀和運動軌跡設定好之后，相應的微機操作系統就會根據不同角度的傳感器發出的信號，對動臂、鏟刀和斗桿的運動進行自動的控制，從而實現多種特定斷面溝槽、開口和斜坡的精準挖掘，有效地實現了挖掘操作的自動化水平。

3、在控制柴油機上的應用

要想進一步深入發展柴油機技術, 應該要解決發動機排放質量與最低油耗間的矛盾。在電子技術發展十分迅速的今天,采用電子節能液壓泵系統能夠有效減小能耗, 還能自動控制冷風扇的轉速隨溫度的變化, 這樣的條件下, 電子控制自動變速,還包括根據負荷條件自動調節柴油機油門等內容都能得以實現, 能夠使得在各種變工況下的柴油機, 在滿足經濟指標和排放指標的最佳噴油時間的同時, 能夠實現凈化排氣、節約能源、提高效率。

4、機械操作的自動化能夠降低勞動強度

在工程機械施工操作中引入機電一體化實現操作的自動化或者半自動化，這樣大大降低了勞動強度，提高了工作效率，并且大大減少了因為操作者工作經驗不足而造成的作業精度的影響。

5、在工程作業精確度方面的應用

在工程機械設備中使用電子控制系統可以將稱量的過程自動化，對稱量系統實現微機控制，使得稱量更加精確。自動找平裝置的應用，大大提高了混凝土瀝青攤鋪機的工作效率和施工質量。自動供料系統（超聲波技術）的應用，完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機對于供料的自動調節，全面提升了攤鋪的效果和質量。與此同時，鏟運機鏟斗刀、平地機刮刀以及推土機鏟刀的電子化操作控制，減少了誤差，提高了工作效率，同時還節約了人力，降低了施工人員的工作強度，高效、快捷，符合現代工程施工的要求。

6、電子監控、故障自診以及自動報警

電子監控、故障自診以及自動報警，也就是說對于工程機械的工作裝置，傳動系統、發動機、液壓系統以及制動系統進行全面的監控，一旦在運行的過程中發生異常情況，就會自動地找出故障的位置并自動進行報警提示。機電一體化的發展和應用，大大地改善了操作人員的現實工作條件，全面提高了機械設備的工作效率。與此同時，簡化了機械設備檢查和維護的工作，相應地減少了維修費用，大大降低了維修停機的時間，對于提高機械設備的使用壽命有很大的作用和意義。

三、工程機械機電一體化技術的發展

1、傳感技術的融合

目前,傳感器技術在現代工程機械上應用較為廣泛,比如,發動機可以通過機油壓

力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進行發動機的運轉狀態的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠實現攤鋪機在工作時實現自動找平且行走速度不變的特點,還能滿足攤鋪出來預定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技術的迅猛發展的今天,精度要求越來越高,可靠性和穩定性也能不斷提高,越來越廣的采集信息范圍也超著集成、多功能化和智能化方向發展,所以,未來在工程機械上將應用越來越多種類的傳感器。

2、工程機械機電一體化趨于計算機與信息處理技術的應用

計算機是實現信息處理的主體, 信息處理技術包括范圍應用比較廣, 主要包括 信息的輸入、識別、運算、變換、存儲及輸出等等方面。計算機技術范圍涉及到網絡與通信技術、硬件和軟件技術、數據庫技術等等方面。要想工程機械機電一體化技術發展不斷進步, 應該大力發展計算機應用及信息處理技術。

3、電子控制理論的指導性增強

工程機械現代化的重要標志就是以微電子為核心的高新技術, 通過其應用和推廣,在相關控制理論指導下,能夠滿足系統智能化設計的要求,完成相關的設計后的系統仿真等等。

結束語

綜上所述，機電一體化在工程機械中的應用發展是當前機械工業發展必然的趨勢，也是振興和發展機械工業的必經之路。隨著科學技術的不斷發展,工程機械機電一體化還會有著更多的創新與發展,未來工程機械機電一體化技術的應用將會融合機、電、光以及磁的綜合性能，更好地促進工程機械的發展。

參考文獻：

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第四篇：淺談機電一體化的應用及未來發展

淺談機電一體化的應用及未來發展

摘要 ：機械、電子、計算機和自動控制技術的有機結合便是機電一體化技術，該技術在各行業中的廣泛應用能夠大幅提高產品的性能、質量以及可靠性等，提高產品制造水平。基于機電一體化技術以上優點，文章論述了機電一體化技術的應用現狀，并分析了我國機電一體化技術未來的發展趨勢。

關鍵詞 ：機電一體化技術 ；數控機床 ；工業機器人 ；分布式控制系統

隨著現代科學技術的不斷發展，不同學科之間有著極大的交叉與滲透，加速了工程領域的技術革命與改造。在機械工程這一領域中，機電一體化隨著微電子技術和計算機技術的迅速發展以及向機械工業的滲透開始逐漸形成并不斷完善，其對機械工業的產品機構、技術結構、功能與構成、生產方式及管理體系產生了巨大的變化，我國工業生產已經邁入了以“機電一體化”為特征的發展階段。

一、機電一體化技術的優點

（一）安全性高

相對而言，機電一體化產品在自動監視、報警、自動診斷、自動保護等方面具有更強的功能。當遇到工作過程中的各種電力故障時，它都能自動啟動相應保護措施，最大限度避免和減少人身和設備事故，使設備的使用安全性得到顯著提高。

（二）使用性能高

由于數字顯示和程序控制的普遍采用，機電一體化產品的手柄數量和操作按鈕大大減少，簡化操作，使用方便。由于預設程序開始逐步被電子控制系統操控，機電一體化產品實現了對全部動作的大量重復。此外，更高級的機電一體化產品甚至還可以實現隨機自動尋找最佳的工作程序，實現了自動最優化操作。

（三）生產能力高

由于具備了較強的信息自動處理和自動控制功能，機電一體化產品在控制和檢測靈敏度、精度、范圍等方面都有很大程度的提高。通過自身自動控制系統，可確保機械執行機構的動作能夠按已設計的要求完成，工作質量和產品的合格率也能得到最佳保證。此外，由于自動化的成功實現，機電一體化產品的生產能力也有顯著的提高。

（四）適用面廣

由于不受機電產品單技術、單功能的限制，機電一體化產品的復合技術和復合功能，大大提高了產品的自動化程度和功能水平。另外，機電一體化產品還因具備了自動化和智能化等多種功能而應用于各種不同的場合和不同領域，對用戶需求的應變能力較強。

二、機電一體化技術主要應用領域

（一）數控機床

經過40多年的發展，數控機床及相應的數控技術在功能、結構、操作和控制精度上都有廣泛的應用以及快速的提高，其結構的發展逐步趨向總線式、模塊化、緊湊型，且采用多CPU、多主總線的體系。由于開放性設計能最大限度地提高用戶的使用效益，硬件體系的結構和功能模塊相對而言更具有層次性、兼容性、符合接口標準。為了面向車間編程技術和二、三維加工過程動態仿真的實現，系統一般會引入在線診斷、模糊控制等智能機制。此外，大量模塊化軟件的設計和大容量存儲器的廣泛應用，在豐富數控功能的同時，也使系統的控制功能有了很大加強。一臺機床往往具備了同時控制多臺和多種機床、同時完成多個獨立加工任務的能力，實現了多過程、多通道的控制，同時，系統中也集成了包括刀具破損檢測、物料搬運、機械手控制等操作。

（二）工業機器人

由于第一代機器人即示教再現機器人只能局限于根據示教內容進行簡單的重復運動，面對各種不同的工作環境和作業對象，其適應性和靈活性存在明顯不足；隨著技術的不斷改進，第二代機器人具備了各種先進的傳感元件，通過對作業環境和操作對象進行簡單的信息獲取、計算機處理與分析，機器人能夠做出一些相應的判斷，并進行反饋、控制動作，其智能化程度還處比較低級階段，并已開始走向實用化；現代智能機器人也即第三代機器人，由于具有多種感知功能，它們能夠很好地處理復雜的邏輯思維、判斷與決策，而且能夠在各種作業環境中進行獨立的行動。

（三）分布式控制系統

由一臺中央計算機對若干臺現場測控計算機或智能控制單元進行指揮控制，便是分布式控制系統，一般可分為兩級、三級或者更多級。對于生產過程中的集中操作、監視、管理和分散控制等，計算機都能順利完成。隨著測控技術的不斷發展與創新，分布式控制系統的功能也越來越強大，除了可對生產過程進行實時控制，還可以對生產過程實現實時調度、在線最優化、生產計劃統計管理等功能，成為一種集測、控、管于一體的綜合系統。分布式控制系統特點主要表現在控制功能多、系統可擴展、可靠性高、操作簡便、維護方便等方面，其故障影響面較小。除此之外系統還具有連鎖保護的功能，通過系統故障人工手動控制，較好地提高了系統的可靠性。相比較集中型控制系統，分布式控制系統功能更加強大，安全性也更高，成為當前大型機電一體化系統的主流。

三、機電一體化技術發展趨勢

（一）高性能化

現實應用對機電一體化技術提出越來越高的要求，為了滿足社會生產快速發展的需要，新一代機電一體化系統對速度、精度、效率以及可靠度等方面的要求更高了。所以，以高速度、高精度、高效率和高可靠度為標準的高性能化是未來機電一體化技術發展的一大趨勢。

（二）微型化

所謂微型化，就是指機電一體化技術趨向微型機器或微型領域發展，它源于人們對高新技術不斷微型化的追求。比較而言，微型機電一體化的產品在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢，主要表現有產品的體積小、少耗能、運動靈活等，對常人無法想象的各種任務都能成功勝任。

（三）智能化

作為21世紀機電一體化技術發展的主要方向之一，人工智能日益引起了機電一體化建設者的研究重視，主要應用包括有機器人智能化與數控機床智能化。“智能化”是描述機器行為而言的，它在控制理論的基礎上，吸收了各種新的思想和方法，通過對人類智能的模擬，使其具備了進行推理判斷、邏輯思維、自主決策的能力，控制的目標也就更高。雖然我們沒有必要也不可能要求機電一體化產品具有與人類完全相同的智能，但是，我們完全有可能、有必要通過高性能、高速的微處理器的使用，使機電一體化產品擁有一定的高級智能或人類部分智能。

（四）系統化

系統化主要有兩大特征：特征一就是開放式和模式化總線結構的采用更進一步，系統可以進行任意的剪裁和組合，靈活組態，尋求多子系統的協調控制和綜合管理；特征二就是通信功能有了很大的升級，產品與人的關系將得到未來機電一體化技術的更多關注，機電一體化產品將向更人性化的方向發展。現實中的許多機電一體化產品大都是受到動物或人類的啟發而研制成功的，如何賦予機電一體化產品更多智能、情感、人性和通過生物機理的模擬，研制出各種人性化的產品是機電一體化技術未來的兩個研究方向。

（五）網絡化

由于網絡技術的興起和飛速發展，使得市場競爭環境有了重大的變革，這必將促使網絡化與機電一體化的互相融合。隨著網絡的不斷普及，基于網絡的各種監視技術和遠程控制也不斷地涌現，而遠程控制的終端設備就其本身而言，就是機電一體化產品。另外，大量家用電器因現場總線和局域網技術的應用也必將走向網絡化，通過以計算機為中心的計算機集成家電系統，人們便能足不出戶地就可以在家享受各種高技術帶來的便利與快樂。所以，產品的網絡化是未來機電一體化技術發展的主要趨勢之一。參考文獻

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第五篇：機電一體化技術的應用

機電一體化技術的應用

摘要：現階段，隨著我國全面改革的深化，各個領域發展都加快了步伐，機電一體化的技術層面也有了優化，對生產領域起到了很大促進作用。機電一體化技術的發展經歷了長時間積淀，發展至今已經在應用生產力層面得到了提高，對我國的經濟發展起到了積極促進作用。本文對機電一體化技術的應用進行了簡要分析。

關鍵字：機電一體化；技術；應用 1機電一體化技術的發展現狀

至今，機電一體化技術的應用主要在四個方面，分別是工業機器人的開發和利用、數控機床應用、分布式控制系統應用。工業機器人的產生能夠在一定程度上代替人類，經歷了三個發展階段，第一代機器人因為不具備高智能化水平，只能依據簡單的程序執行簡易的工作；第二代機器人可以依據內部傳感器獲取、分析環境中的信息，做出具體的動作；第三代機器人可以在不同環境下工作。機電一體化技術的應用最成功的案例就屬數控機床，目前數控機床是一個機床是可以同時進行多個任務的操控，讓提高工作效率在很大程度上得到提高。分布控制系統的安全和功能水平極高，隨著測控技術的發展，分布式控制系統能夠在干生產過程中實現調度、處理等多種功能。

2機電一體化的應用 2.1計算機的集成

計算機集成過程中的機電一體化，其意義主要是通過對各系統進行整合的方式，達到將全局動態進行綜合展示的目的，因此，可以說計算機的集成在一定程度上滿足了對產品研制、生產和經營等各個流程進行有機結合的要求，為產品的開發提供了相應的信息。隨著各企業對自身集成的程度進行不斷提升，不同生產要素所具有的相關配置也得到了一定的優化，這對于將生產要素的功效進行最大化發揮具有非常重要的意義。

2.2數控機床

研究結果表明，機電一體化在對數控機床操控的精確度進行提升過程中，起到了非常重要的作用，數控機床的模塊化結構也正是依托于該技術而產生的，除此之外，數控機床所具有的智能化技術和軟件研制也無法離開機電一體化而獨自生存，上述研究成果的發表和應用，不僅保證了數控機床功能性的有效提升，還在很大程度上為產品生產速度的提高提供了理論依據。

2.3工業機器人中的應用

將機電一體化技術應用在工業機器人當中可以細化成三個階段：①工業機器人能夠根據具體的規定要求對某一動作進行重復性地操作，而且在適應工作環境和對象變化方面能力偏弱；②工業機器人已經具備了傳感系統，可以及時獲取并處理與工作環境相關的狀況與信息。及時反饋，有效地控制動作。在此過程中，工業機器人也具備了低水平智能特征，可以達到實用化目標；③工業機器人與時俱進，呈現出智能化的發展趨勢，并且具備感知能力，而且形成了邏輯思維，可以判斷并決策，自身的環境適應力與行動力已經相對成熟。

2.4在汽車行業的應用

2.4.1汽車的打火系統使用機電一體化技術

原來的汽車打火系統接收到的打火指令信號較弱，使用時間一長，打火會很困難，影響汽車的啟動，采用機電一體化技術通過數字模式增強打火信號，提升電路傳感能力，系統自動對空氣和燃料質量之間進行對比，減少它們的比例，使燃料的含量提升，打火容易很多，實現發動機的快速反應。

2.4.2汽車的雷達系統使用了機電一體化技術

它的應用不僅使人們的生活更加方便，而且減少了危險因素。生活中，汽車在倒車、行駛、停車的時候，我們雖然也會減速對周圍的環境進行觀察，防止發生意外，但總會有視覺死角，在這種情況下，汽車的雷達系統檢測到障礙物就會自動發出警報，給駕駛員已提醒，有效的避免了事故的發生。

2.4.3汽車的制動系統使用了機電一體化技術

之前，汽車的制動是靠車后輪安裝的制動系統來完成的，是為了及時停車，保證安全，但是，隨著汽車行駛速度的提升，原來的制動作用已經難以滿足現代汽車的需要，因此，運用了機電一體化技術，能夠減輕汽車質量，提升車速，使得車輛在行駛狀態下遇到緊急情況也能夠實現快速平穩的制動，汽車的安全性更強，制動效果更好，防止了交通事故的發生。

3機電一體化技術的發展趨勢 3.1智能化

在21世紀機電一體化的主要研究就是智能化，智能化主要針對的是機器行為，是基于控制理論，綜合運用人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學等一些新技術，讓機器能夠具有人的基礎能力，例如判斷推理、羅輯思維和自主決策的能力，通過不斷的研究，最終可以達到更高的控制要求。研究出來的機電一體化產品雖然不具備和人一樣的能力，然而微處理器具備高速度和高性能的特點，這使機電一體化的產品能夠具備低級智能或者人的部分智能完全可以在未來實現。

3.2微型化

微型化主要針對的是外形尺寸為毫米，元件尺寸為微米的機電裝置，從在該理論指導誕生的技術被廣泛投入使用至今，人們對微電裝置的追求始終沒有停止，這是因為該類裝置具有小巧、靈活等諸多優點，因此，在軍事和醫療領域對其進行合理運用，可以取得事半功倍的效果。

3.3綠色化發展趨勢

新形勢下，科學技術發展的速度不斷加快，一定程度上完善了人們物質生活質量，同時也提高了居住環境的要求。因而，環境問題也逐漸成為了人們所關注的重點內容，希望可以減少對于自然生態環境的破壞。為此，在實際發展的過程中，生產產品的綠色發展逐漸成為社會目標。其中，綠色機電一體化技術備受關注與認可，能夠將自身的價值充分發揮出來，對城市生態環境予以全面保護，進一步推動城市的建設與發展。

3.4網絡化發展趨勢

隨著網絡化技術的發展與應用，一定程度上促進人們生產與生活質量的提升。網絡技術在工業生產和科學技術中的應用不斷增加，而在網絡技術發展的同時，也形成了多種多樣的高新技術，對人們生活產生了影響。對機電一體化技術的應用制造遠程監控終端設備，在各領域中廣泛應用。而在家庭中，同樣可將機電一體化技術的優勢充分發揮出來。由此可見，必須要重視機電一體化技術的網絡化應用。

結束語：綜上所述，機電一體化的發展中，技術的升級進步對機電一體化設備的優化起到了很大促進作用。我國在機電一體化的發展中有了長足進步，但是在發展中存在著諸多不足。從理論上對機電一體化的技術進行研究分析，就能為實際機電一體化發展提供理論支持，帶動我國機電一體化領域的可持續發展。

參考文獻：

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