数控机电一体化论文篇1
2.1套料技术配置缺乏科学合理性
由于数控坡口机所拥有的编程是十分的繁杂的，因此在进行使用的时候，若是进行操作出现失误，那么就会使钢材等材料出现切割过量的现象，往往来说，进行切割的速度越快，那么材料过量的现象就越多，糟蹋的材料就更多。一般情况下，所采用的数控坡口机经常使用到的软件就是将DXF或者是CAD等有关的相应零件图转化成为比较简单的NG切割数据，然后再采用人工的方法在数控坡口机上实行材料编排。但是这一切割方法只适合于对部分的钢材料实行切割工作，对于那些整一个的钢材料实行切割行为就比较困难了，从而导致管道钢材料受到糟蹋的现象出现，甚至有时还会因为一个简单或较小的行为而致使整一个管道出现作废的情况。与此同时，由于数控坡口机所拥有的编程基本上都是使用控制器工作的，这也就导致了数控坡口机很大一部分的时间都浪费在编程的等候中，浪费了大量的时间，使机器的工作率下降。
2.2比较过时的数控切割技术
数控坡口机在进行工作的时候.首先就是要对材料进行相应的切割，这也是在对材料进行焊接时的基础。由此可见，数控坡口机进行切割所拥有的良好质量，对于接下来进行焊接所产生的质量奠定了良好的基础。但是到目前为止，我国在数控切割这一领域上还是拥有着非常多的问题，大多数的企业都会选择在采用数控坡口机进行切割的根本上，再加以刨边机等各式有关的机械进行协助，有的还会采用人工进行加工等的方法进行反复性的加工，这就必然导致需要产生过多的步骤。这样一来，必然会造成数控坡口机进行切割时产生的工作效率明显的降低，与此同时，还使很多的钢材等材料得到糟蹋，从而产生了滥用资源的现象。
3.为提高数控坡口技术水平采取的措施
3.1加强套料技术配置的科学合理化
由于数控坡口机在进行切割的时候会出现套料技术配置的不科学合理化，因此可以将机电一体化技术应用到数控坡口机上使套料数据的配置得到科学合理化。因为机电一体化技术具有使机械、电气和计算机等各种有关的技术进行协调统一，从而使数控坡口机中拥有的套料数据得到较高程度上的合理配置，并且保障在进行联合的过程中，将套料本身所具有的作用和功能都得到充分的使用，进而使数控坡口机的工作效率得到进一步的提高。在进行数控坡口机套料数据的配置的时候，可以通过先采用合适的软件对数据等进行改善并且提前进行图画的编程，当出现了较为全面性的套料数据以及切割步骤时，就可以利用坡口机进行操作，完成对管道的切割，从而使大部分的钢材等材料资源得到节约，促进了数控坡口机的工作完成质量和工作效率的提高。
3.2己女善和加强数控切割技术
从一定程度上来说，机电一体化是属于采用高新科技实行的一种机械工作方式。由于我国在数控坡口机进行切割的时候出现了种种问题，因此通过采用最新的高新科技对坡口机实行设计，提前在坡口机上对有关的零配件等进行编排和编程，利用所产生的命令实行管道的切割工作。通过这种方式进行切割，既使坡口机的切割速度得到一定程度上的提高，而且还为数控坡口机的切割质量提供保障。不但能够使所需要的钢材料等材料得到减少，使运行和生产成本得到降低，而且还大大的使数控坡口机切割的工作效率得到进一步的提高。
数控机电一体化论文篇2
我国西部大开发战略的实施使世界上有实力的压实设备公司看好国内大市场，给国内同行带来了机遇和挑战。免费论文，机电液一体化。。美国英格索兰公司在无锡建厂、美国卡特被勒公司在徐州建厂，3－5年内国外产品或独资公司生产的压实机械产品会占 30％以上，外资企业不仅引人硬件技术，还引进了软件技术和管理技术。众所周知，高科技带来高利润，机械产品的升级换代是市场选择企业的根本。免费论文，机电液一体化。。
1国外压路机机电液一体化技术的发展
1.1德国 BOMAG公司的自动压实控制系统
新型智能可变振幅的Variomatic振动压路机以两个相对旋转的偏心轴来振动压实轮，双轴布置使振动力的大小和方向可根据轮子在被压物料上振动加速度的变化，通过液压系统修正两轴之间的角度，用电子控制自动地完成从垂直到水平方向的无级变化，而装在轮上的加速度表则连续不断地反映物料硬度随压实进程的变化。免费论文，机电液一体化。。从加速度表上测得的数据被输送到压路机上的计算机里，并可存人软、硬盘中，计算机可将这些数据与预先存储在机内的数据（大量压路机在长期改进过程中累积起来的经验数据）相比较。当结果达到预定值时计算机发出指令，通过改变两根轴的相对角度来改变振动方向和有效振幅，对压实力进行优化，既简化司机操作又改善压实均匀度。
1.2适压 Superpaye超级路面的压买系统
根据 Superpaye超级路面技术规定要使用粗颗粒骨料和低含量沥青，在减少环境污染的同时增强路面承载力，工艺要求为躲过“温度敏感区”而进行高温压实。 Hamm公司的IQ2系统不但记录和显示压实状况，还可自动调校振频、振幅和行驶速度，在最短时间内达到最理想的压实效果。
1.3用电子技术实现关键参数的实时监控
在关键部位设置传感器对压路机上的发动机燃油。冷却、润滑、充电系统及行走、振动。转向系统等的温度、压力、流量诸参数进行实时监控；借助看门狗电路和电脑监控分析进行异常报警；利用微电脑控制器对整机上的开关、继电器、电磁阀进行检测、诊断并分析出故障代码，维修人员利用监控器读取故障码，便于快速排除故障。
1.4以机电液一体化技术为界面的新功能开发
国外广泛利用该技术建立了自动驾驶作业系统；德国宝马公司推出自动滑转控制系统，压路机可爬68％的陡坡；通过操作显示灯、提示灯和电器开关互锁来防止误操作；通过操作座椅上的开关在压路机行驶过程中进行牵引与行驶液压回路的转换。
2国内压路机机电液一体化技术现状
国内压路机厂家在这方面也有了一定的进展，如湖南江麓机械厂开发的W1102DZ振动压路机具有自动驾驶作业系统，许多压路机也都设置了声光报警系统。尽管对关键参数实施了监控，而且控制方式独特、自成体系，安装维护简单直观，抗干扰能力强，但由于线束多，各功能单元之间的复合控制难以实现，传感器资源不能充分利用。随着监控信息量的加大，警报灯、仪表布置困难，其它自动控制的功能扩充困难。
3主要技术问题和解决方法
国产压路机存在着可靠性、耐用度差，监测手段落后的问题，作业质量受人为因素影响大，压实控制技术智能化程度低，操作舒适性差，当前筑路机械技术难点集中在控制与操纵系统的改进上。
我们可以通过引人具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术、传感器技术和电液传感技术，从机械和液压两个方面来解决其控制问题。在传统的负荷传感和极限功率调节系统中引进电子传感元件和执行回路，使液压系统的调节品质和功能得到显著改善。即把系统的逻辑功能由电子装置承担；把能量转换、功率流切换和主系统过载保护（安全阀）由液压、气动装置承担；通过引人比例阀。PLC可编程控制和数据总线技术以及采用廉价而可靠的高速电磁阔而构成低成本的闭环控制系统；同时依靠电子元件反馈相应的参数值，建立完善的在线状态监测和故障诊断分析功能。免费论文，机电液一体化。。
4目前应抓的工作
机电液一体化技术的推广应用首先要解决观念更新问题，过分强调低成本竞争会把企业带人死胡同。诚然机械产品元件越少其可靠性会越高，但这种可靠性丧失了产品的多功能开发。国外正是看到了故障的必然性才会借助机电液一体化技术来防止故障、迅速发现并解决故障，同时也正是由于电子元件质优价廉，才使该项技术得到了最充分的利用和开发。免费论文，机电液一体化。。
其次要合理利用该技术则离不了引进、吸收和开发。如英格索兰、卡特彼勒两公司选用配置瑞土专业电子仪器制造商Geodynamik公司开发的计算机软件和控制系统，用于连续压实控制（CCC）的压实数据系统（CDS）以及用于处理CCC的PC软件程序。对于这些无力开发的技术要用有限的资金去引进，在消化和吸收之后国内科研部门应联合进行技术开发，利益共享。
成熟技术可以直接嫁接。目前国内全液压压路机广泛采用进日的发动机、行走和振动泵及马达。国内合资和独资公司生产的挖掘机，其发动机电子控制系统可以实现对发动机转速、停车等自动控制，而广泛采用的液压泵（如美国萨奥90系列泵）本身配有转速、压力等传感器接口。免费论文，机电液一体化。。萨奥为德国宝马公司H型振动压路机配备的自动滑转控制系统，其爬坡能力高达68％。德国力土乐公司提供相应的可编程控制器，它不像大型矿用设备复杂且响应慢。这些都可以通过借船出海，作为协作配套厂家可直接利用该项技术。
5结束语
随着科技的发展和用户需求的日趋主题化、个性化和多样化，产品技术含量的高低和功能的多样性直接影响着企业的利润和生存。跨国公司为降低成本，实施制造本地化及采购全球化战略，使制造业竞争日趋激烈。为此企业应充分利用以计算机。数控技术为代表的电子技术，提高机械产品的智能化水平，占领市场，让用户满意。
参考文献：
[1]《工程机械机电液一体化》焦生杰等人民交通出版社2000-11-01
[2]《机电一体化系统设计与应用》舒志兵等主编电子工业出版社:2007-01-01
[3]《液压与气压传动》宋新萍机械工业出版社2008年4月
数控机电一体化论文篇3
引言
近年来，人工智能在电气智能控制方面应用已经越来越广泛、深入[1]。例如：基于人工智能的故障的诊断和预测、电气产品设计优化和保护与控制等领域。电气产品的设计随着计算机技术的发展，逐渐由手工设计向计算机辅助设计不断转变，，尤其是在引进了人工智能技术之后，大大提高了设计产品的质量和效率[2]。人工智能技术在电气设计方面的应用主要包括专家系统和遗传算法。其中的遗传算法是一种优化的先进算法，在产品的设计优化上有举足轻重的作用[3]。因此电气产品的人工智能化设计很多都采用了这种方式进行优化。
本文中，主要以遗传算法在电气智能化控制领域的应用为例，分析基于人工智能的电气智能控制技术。
1 人工智能控制器的优势
人工智能控制的主要优势[4]在于：（1）它们的设计不需要控制对象的模型；（2）通过适当调整（根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等）它们能提高性能；（3）比古典控制器的调节容易；（4）在没有必须专家知识时，通过响应数据也能设计它们；（5）运用语言和响应信息可能设计它们；（6）它们对新数据或新信息具有很好的适应性。
2 人工智能控制技术的主要方法及优化算法
2.1 人工智能控制技术的主要方法
（1）模糊控制
模糊控制系统是以模糊数学、模糊语言形式的知识表示以及模糊逻辑的推理规则为理论基础，采用计算机控制技术构成的一种具有反馈通道的闭环结构的数字控制系统[5]。
（2）专家控制
专家控制是将专家系统的理论技术与控制理论技术相结合，仿效专家的经验，实现对系统控制的一种智能控制。专家控制可以灵活地选取控制率，灵活性高。通过专家规则，系统可以在非线性、大偏差的情况下可靠地工作，鲁棒性强[1]。
（3）神经网络控制
神经网络模拟人脑神经元的活动，利用神经元之间的联结与权值的分布来表示特定的信息，通过不断修正连接的权值进行自我学习，以逼近理论为依据进行神经网络建模，并以直接自校正控制、间接自校正控制、神经网络预测控制等方式实现智能控制[3]。
（4）集成智能控制
智能控制技术的集成包括两方面：一方面是将几种智能控制方法或机理融合在一起，构成高级混合智能控制系统；另一方面是将智能控制技术与传统控制理论结合，形成智能复合型控制器。
2.2 人工智能控制技术常用的优化算法
（1）遗传算法
遗传算法依照所选择的适配值函数，通过遗传中的复制、交叉及变异对个体进行筛选，使适配值高的个体被保留下来，组成新的群体，新群体既继承了上一代的信息，又优于上一代，这样周而复始，群体中个体适应度不断提高，直到满足一定的条件[7]。
（2）蚁群算法
蚁群算法是群体智能的典型实现，是一种基于种群寻优的启发式搜索算法。蚁群算法的基本思想：当一只蚂蚁在给定点进行路径选择时。被先行蚂蚁选择次数越多的路径。被选中的概率越大[6]。
3 电动机控制中的遗传算法PID参数优化
本文以直流电动机系统进行了仿真验证，使用了具有突出寻优能力和计算简单的遗传算法进行参数整定，并通过Matlab编程进行参数寻优，整定出的参数使性能指标达到最优。
（1）参数的确定及表示
首先确定参数范围，该范围一般是由用户给定的，然后由精度的要求，对其进行编码。选取二进制字串表示每一个参数，并建立与参数间的关系。再把二进制串连起来就组成一个长的二进制字串，该字串为遗传算法可以操作的对象。
（2）选取初始种群
因为需要编程来实现各过程，所以采用计算机随机产生初始种群。针对二进制编码而言，先产生0～1之间均匀分布的随机数，然后规定产生的随机数0～0.5之间代表0，0.5～1之间代表1。此外，考虑到计算的复杂程度来规定种群的大小。
（3）适应度函数的确定
在实际应用中会因系统中固有的饱和特性而导致系统不稳定，为了防止控制能量过大，在目标函数中加入控制量。因此为了使控制效果更好，本文给出了包含控制量、误差和上升时间作为约束条件的目标函数。因为适应度函数同目标函数相关，所以目标函数确定后，直接将其倒数作为适应度函数进行参数寻优。最优的控制参数也就是在满足约束条件下使最大时，所对应的控制器参数。
（4）优化步骤
下面就可以编程使用遗传算法对PID参数进行寻优。利用遗传算法优化Kp、Ki、Kd的具体步骤如下：
①确定每个参数的大致范围和编码长度，进行编码；
②随机产生n个个体构成初始种群P（0）；
③将种群中各个体解码成对应的参数值，用此参数求代价函数值J 及适应度函数值，；
④应用复制、交叉和变异算子对种群P（t）进行操作，产生下一代种群P（t+1）；
⑤重复步骤③和④，直至参数收敛或达到预定的指标。
试验的电机性能参数如下：
La电机电感0.24mH=0.00024H
Ra电机电阻2.32Ω
Cm电动机的转距常数23.2mN・m/A=0.0232N・m/A
Ce为电动势常数
Jm转子以及电动机转轴相连的负载总的转动惯量1.1×10-6kg・m2
Fm粘滞摩擦系数2.2×10-4kg・m2/s
根据被控电动机特性，建立电动机的连续传递函数模型为：
，。
遗传算法中使用的样本个数为30，参数Kp的取值范围为[0，20]，Ki 、Kd 的取值范围为[0，1]，取wl=0.999，w2=0.001，w3=100，w4=2.000。采用实数编码方式，经过100代进化，获得的优化参数如下：
简单遗传算法
Bestfi=0.1408
BestS=11.12200.03590.1276
Best_J=7.1034
改进遗传算法
Bestfi=0.1358
BestS=8.91780.03050.5474
Best_J=7.2538
代价函数J的优化过程和采用整定后的PID控制阶跃响应。
文章应用遗传算法对电机的PID控制器参数进行了优化设计，得到了优化的PID控制参数，从响应曲线可以看出，应用改进后的遗传算法电机响应速度加快，跟踪性良好，控制效果明显提高。
参考文献
数控机电一体化论文篇4
现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革，同时给相关生产产业带来了巨大的影响，提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展，以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。
1.计算机技术与机电控制技术的发展概况
1.1计算机控制理论的形成与技术的发展
忽略数字信号的量化效应，可以将计算机控制系统看成采样控制系统，在这一系统中，将其中连续的环节离散化，则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中，使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统，控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论，逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。
1.2机械和电子控制技术的发展和现状
在生产、科研等诸多领域里，有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前，工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内，初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现，直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化，同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展，且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制，PID是经典控制理论的代表，它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势，形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制（FLC）、变结构控制等，均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。
2.机电一体化的发展及在工业上的广泛应用
2.1机电一体化的简介和生产应用
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计算机软件系统集合起来所构成的系统总称，综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床，通过相应的数控技术，在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多CPU和多主线的体系结构，丰富了数控功能，也提高了生产效率。
柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用，是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上，它可以随机地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，更适用于多品种，小批量等的离散零件的批量生产。
可编程控制器（PLC）是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题，逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着PLC技术的进步，其应用领域更是不断扩大，可采集存储数据，还可对控制系统进行监控。PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外，随着工厂网络自动化的发展，PLC可实现通信及联网功能，更有助于工业生产的控制过程的监控。如今，PLC技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。
2.2计算机在机械产业的应用实例
计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合，不断使相关的新技术应用到更多的领域中去，这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产，更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。
PLC实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展，人类活动的范围不断扩大，机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，并从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
PLC在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关，投入的硬币值由PLC驱动数码管显示，经过光传感器识别，通过判断，进行下一步操作，经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活，也使PLC的应用更加广泛。
交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间，这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。
电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程，最初的横机是手动横机，只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中，通过电脑的自动控制，设计人员可对编织花型进行数字化设计，通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作，由计算机指令控制系统完成整个设计的编织，极大地提高了工业生产效率。
3总结
在机械生产领域，电子技术和计算机技术的融入发展，机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术，使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。
参考文献
[1]张东宝，工程机械与控制技术[M].筑路机械与施工机械化，2007.
[2]马增强等，数据采集系统的研究，微计算机信息，1998.
[3]王立新，浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报，2007.
数控机电一体化论文篇5
1 国内外理论研究现状
国内外针对发电机理论的研究主要体现在一下三个方面：
第一、国外研究理论主要集中在通过对振动区域内的机组之间的相互关系阐述和论证，定义一个可调区域的模式，通过控制水电厂可调区域数量，提供一个有效的总有功目标值，通过这个数值来判定可行性以及可靠性。
第二、国内的研究主要是集中在对发电机组的振动区穿越区的研究之上。一般都是给出了可调区域表述的水电厂振动区穿越判断依据，主要通过分析可行目标值，以此来研究最少穿越次数，本论文主要体现在第三节中的穿越模式的快速解决方案，通过这个方案提出几个具体的分配策略。
第三、基于多个水电机组联合运行有利于减少穿越振动区次数的分析结论，提出了利用虚拟调整电厂的概念在调度主站层面的建模方法与处理振动区的策在看次数。
2 水电厂调节振动区案例分析
我们这里提供的案例是以一个水电厂中的发电机组为例，案例中的我们假设I为发电机组中的第i个机组的振动区个数，其中第k个振动区是P，P的取值有两个，一个是最小值，另外一个是最大值，我们通过这两个值把振动区分成了两个边界，最小值是下边界，最大值是上边界。
把机组AGC调节的命令死区设置成P1，机组目前的出力是Pi，该机组穿越振动区的判断依据的物理意义是机组目前的出力还没有进入振动区，不过可以明确的是目标出力落在振动区的相反一面的最边缘处，机组需要穿越振动区，这样可以达到目标出力。
这里我们选取一个控制区域为某发电站发电机组在夏季满荷运行下的数据作为分析利用第三节中的提出的主站建模方法所提出的策略，我们通过联络线对水电厂振动区进行一定的调整，为它分配一个目标出力值，采用一阶低通进行处理高频段的分量。离散因子选择0.5，对多个水电厂进行并行调整振动区。通过仿真软件我们可以得到如下数据表。
从表1可以看出，通过使用我们第三节的处理策略可以是穿越振动次数降低到30次，而实际穿越的次数应为128次，可见穿越次数在使用了新的的调整策略之后有很大的缩小，这是我们可以预见的结果。
3 调度主站建模方法与振动区处理策略
3.1 虚拟调整电厂建模
根据前面的分析，显而易见的会想到这样一个思路的可靠性和可行性，如果让更多的水电厂参与到系统的整个调整之中。是否能够减少单个调整厂导致的机组穿越振动区的次数。
如果将单个水电厂视为一个虚拟机组，我们可以这样考虑把这个虚拟机组和实际机组同样看待，因为它也有额定的容量和振动区，它的额定容量是整个发电厂所有运行机组的总装机容量，不过它的振动区就是我们上节所论述的联合振动区，不过参与系统调整的多个水电厂可从整体上视为一个虚拟调整电厂，其中的每个虚拟机组均对应一个实际的调整厂。
需要注意的是，虚拟机组各个可运行区域的模式，直接取为该虚拟机所对应水电厂的相应可调区域的模式。
3.2 虚拟调整电厂的振动区处理策略
该虚拟调整电厂的运行机组台数为虚拟机组数量，总额定容量为各个虚拟机组容量之和，同样，最大，最小可调出力分别为各个虚拟机组最大，最小可调出力之和。
类似的，可以利用前面提及的求解水电联合振动区的方法，根据各个虚拟机组的振动区，计算出这一虚拟调整电厂的全厂可调区域，进而将全厂可调区域在全厂最大，最小可调出力范围取补集，得到其联合振动区。
对于这一虚拟调整电厂的联合振动区，振动区穿越判断依据，可行目标值的最小穿越次数以及目标出力值在各个虚拟机组间的分配策略等与实际水电厂完全相同。对于各个虚拟机组目标出力的校对核对，与实际机组的校核有所区别。
4 结论
本论文首先通过对国内外研究理论进行了比较详细的综述，通过第二节的数据模拟分析，进行典型案例的分析和数据结果对比，为第三节提出的两个策略理论提供的比较丰富的实践论据，通过对发电机组振动区的调整策略的研究，为今后实际工作中我们更加有效的工作和创造更多的效益提供了有力的技术理论支持。
参考文献
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作者简介
数控机电一体化论文篇6
一、智能控制的含义与类别形式
智能控制主要就是利用多项不同的智能控制技术所展开的操作控制，其主要是一个混合以及集成的控制系统，是社会控制理论发展的一个崭新的高度，为机电一体化系统的发展开创了新的控制时代。智能控制指的就是在没有外界因素参与的情况组织下，自行的启动智能机器所完成一些列的智能控制目标，其主要针对应用与在传统上较为复杂的控制系统之中。
智能控制的类别形式主要有：分基递阶控制系统，专家控制系统，集成混合控制，人工神经网络控制系统，模糊控制系统，学习控制系统，进化计算以及遗传和组合控制方法等。
二、机电一体化系统的概概述
机电一体化系统是目前广泛应用到生产生活中的一项综合性技术，其主要是机械理论与计算机和网络等信息理论的结合，即是有机的融合了电工电子技术，接口技术，微电技术，信号多变技术，信息技术，机械技术以及传感技术等多种技术，其中计算机技术、传感检测技术、控制技术、机械技术、伺服传动技术为机电一体化系统的核心技术。
机电一体化系统是由机械设计理论的发展，故此我们也称机电一体化为机械电子学。在上一世纪60年代左右，人们在生产生活中初次将电子技术的成果引入到机械加工生产过程中，其主要目的是用以完善机械产品在应用上的各项性能，因此这种机电一体化技术的结合也就在实际生产生活中渐渐的萌芽。到上一世纪的七八十年代，伴随着计算机的出现，不断发展完善以及成熟，让机电一体化系统在这一年代得到了蓬勃发展，与此同时微型计算机和大规模以及超大规模集成电路技术的出现，给予了机电一体化系统发展提供了足够的发展基础。到了20世纪的90年代，由于光学以及通信领域的发展在当时达到了一个相当了高的水平，此部分相关技术又被引进到机电一体化系统中，即日后的光电技术和微机电一体化技术。再加上光纤技术，人工智能技术和神经网络技术的诞生，发展以及成熟又为机电一体化系统未来发展开辟了一较为广阔的空间，故此这一年代成为了机电一体化系统深入发展的重要阶段，智能控制也是在这一背景之下慢慢的成熟起来，并被用到机电一体化系统中。
三、智能控制在机电一体化系统中的应用
目前智能控制在机电一体系统中的一系列产品中都得到了广泛应用。智能控制在机械制造中所应用到的领域主要有：智能传感器与智能学习，机械制造系统的智能监控和检测以及机械故障智能诊断等。在机电一体化系统的深入发展过程中，对于数控技术也提出了更高的要求，智能控制在机电一体化系统数控技术中的应用有助于及时准确的找出数控机械加工过程中的信息故障等问题，优化了数控机械的加工过程。
随着科技的进步，社会经济的发展，市场经济竞争也越发激烈，企业产品的性能成为了企业竞争的主要核心，而产品优优胜关键也在于机床的精度。与此同时生活水平的提升让人们对于机器智能化效果的需求也越来越大。故此智能控制在机电一体化系统中应用有助于优化产品的效能，提高机床的精度增强企业的竞争力，还能实现产品智能效果满足人们以及社会发展的需求，智能控制在机电一体化系统中的融合发展，不仅给机电一体化系统的操作流程进行优化调整的帮助，还可以大大的减少这一系统操作过程中的加工时间，进一步提高企业生产的工作效率。
四、结语
综合上文所诉，智能控制因为其高性能，高效率，高水平等控制特点以及优势正在慢慢的取代机电一体化系统中传统的控制模式，成为机电一体化系统中应用最为广泛主要控制方式之一。
参 考 文 献
数控机电一体化论文篇7
1.智能控制
1.1 简单介绍
智能控制（intelligent controls）在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。控制理论发展至今已有100多年的历史，经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段，已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。智能控制理论的研究和应用是现代控制理论在深度和广度上的拓展。20世纪80年代以来，信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透，也推动了控制科学与工程研究的不断深入，控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。智能控制综合了多门学科，比如自动控制、人工智能、信息论和运筹学等，它克服了传统控制理论的许多缺点，能够用来控制各种复杂的系统。
1.2 智能控制与传统控制的比较
首先，智能控制包括传统控制，智能控制是传统控制的高级阶段。与传统控制相比，智能控制处理信息的综合能力更强，而且能够从全局优化系统。从结构上来看，智能控制的分布式、分级式和开放式结构也比传统控制更加先进。
其次，智能控制是多门学科进行交叉的结果，因此它比传统控制在理论体系上更加完善。智能控制系统具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的能力。智能控制系统能以知识表示的非数学广义模型和以数学表示的混合控制过程，采用开闭环控制和定性及定量控制结合的多模态控制方式。
再次，智能控制系统具有变结构特点，能总体自寻优，具有自适应、自组织、自学习和自协调能力。智能控制适用的对象和任务可以更加复杂、高度非线性、模型可以具有不确定性。同时智能控制系统有补偿及自修复能力和判断决策能力。
最后，智能控制系统还可以用数学表示混合控制过程，用知识描述非数学的广义模型，采用多模态控制方式，这种方式是定性决策、定量控制和开闭环控制相互结合的体现。
1.3 主要方法
目前，智能控制运用的主要方法为遗传算法控制、神经网络控制、模糊系统控制、专家系统控制、分级递阶控制、组合智能控制、混沌控制、集成智能控制、小波理论等等。
2.智能控制在机电一体化系统中的应用
2.1 智能控制在机械制造过程中的应用
智能加工技术是利用智能束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门技术，而智能如工艺研究之所以光器是智能加工技术应用的前提条件。机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分，当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合，向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动，从机电一体化系统设计课程论文而模拟人类制造机械的活动。同时，智能控制技术利用神经网络及模糊系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟，通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理，从而修改控制模式中的参数数据。在此过程中利用神经网络技术中的并行处理与学习功能将一些残缺不全的信息进行有效处理，利用模糊系统所特有的模糊关系与模糊集合等特征，可以将一些模糊的信息集合到闭环控制中的外环决策机构来选取相应的控制动作。智能控制在机械制造中的应用领域包括：机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等 。
2.2 智能控制在机器人领域的应用
通常情况下，动力学中的机器人表现出的是非线性的、强耦合，而且变化具有不稳定的特征，由于信息量繁多而庞大，并且控制参数较多，需要通过智能控制来实现机器人在处理信息和参数的灵敏和快捷化。当前，智能控制技术已被广泛应用于机器人领域中的各个方面，在动力学方面，机器人是非线性、时变和强耦合的;在控制参数方面，是多变量的;在传感器信息上，是多信息的;在控制任务的要求方面，是多任务的，因此，从这些方面的分析可以得出智能控制非常适合运用于机器人领域。而且，目前在机器人领域也广泛地使用到了智能控制技术，比如机器人地行走路径规划、机器人的定位和轨迹跟踪、机器人的自主避障、机器人姿态控制等。在机器人领域，人们可以通过采用智能控制中的模糊控制、人工神经网络、专家系统技术进行环境建模和检测、机器人定位、汽车柔性制造等。为了提高机器人系统的适应能力，人们可以综合运用几种智能控制技术，例如机器人行走时可以主动的避让障碍物，还可按照规定的路径行走，其中机器人手臂可按指令完成相应预期动作。以上这些内容，都是采用了计算机神经网络智能控制技术实现的，由此可见智能控制在机器人领域中的应用也趋于成熟 。
2.3 智能控制在交流伺服系统的应用
伺服驱动装置是一种转换部件和装置，它能够使电信号转换为机械动作，并且决定着控制的功能和质量以及系统的动态性能，它是机电一体化的重要的组成部分。智能控制中电力电子技术的发展能够提高交流调速系统性能，实现直流的伺服系统向交流的伺服系统的转变。将智能控制引入交流伺服系统，能够帮助交流伺服系统应对比如负载扰动、参数时变、被控对象和交流电动机严重的非线性特性以及较强的耦合性这样一些不确定的因素，帮助交流伺服系统通过不确定的模型获得较满意的PID参数，满足系统的高性能指标要求。
常规的PID控制和智能控制技术相结合，能够形成智能PID，方法就是通过非线性的控制方式将人工智能引入到控制器，使系统的控制性能更好，并且能够不依赖控制器参数和精确的数学模型进行自动地调整，使得系统的适应性增强。
2.4 智能控制在数控领域的应用
随着科学技术的发展，我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求，不仅需要完成很多的智能功能，还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能，从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标，运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说，利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理，再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理，从而获得维修数控机械的一些指导性建议;利用模糊系统技术可以将数控机械的加工过程进行优化，对一些模糊的参数进行调节，从而更加清晰地发现数控机械出现的故障，并找出相应的解决措施。在数控领域，还可以利用遗传进化算法，找到数控系统的最佳加工路径;还可以运用智能控制中的预测和预算功能，在高速加工时加强对综合运动的控制。
参考文献
[1]王成勤，李威，孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压，2008（8）.
数控机电一体化论文篇8
1概述
机电一体化是把传统机械的多种功能与电子技术紧密联系，它是一门新兴的综合性科学。其实它在技术上并没有什么新发现或新发明，而是把机械技术、微电子技术、信息技术、传感器技术等多门学科有机的联结在一起，形成了一门有着自身体系的学科。机电一体化是以这些学科为基础，最后形成了一门综合性的技术，而不是各门技术简单的拼凑，这就是机电一体化同机械自动化的最大区别。随着电子技术的迅速发展，从而带动了机电一体化的发展，机电一体化将在未来的发展中起着至关重要的作用。
2 核心技术
机电一体化的核心技术主要在于硬件和软件。
2.1机械技术
机电一体化是以机械技术为基础，机械技术侧重点是怎样与机电一体化相适应，机电一体化是取其精华去其糟粕，利用各科学发展的高、新技术来更新自身概念。机械本体应该从改善自身性能、减轻质量和提高工作精度等几个重要方面方面考虑，以此减少工作时能量消耗，提高工作效率。为了提高机械系统的传动精度和工作稳定性，机电一体化要具有高精度、快速响应性、良好的稳定性。
2.2信息处理技术
由于微电子学的迅速发展、信息处理技术的普及极大的促进了机电一体化的发展。信息处理技术包括信息交换、信息存取、信息运算和最终决策等，实现信息处理的工具是现在已经普及的计算机，所以计算机技术的发展与信息处理技术紧密相联。要更好的发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性从而提高信息处理的速度同时解决信息处理的抗干扰问题。
2.3检测技术
检测与传感技术指与传感器及其信号检测装置相关的技术。由检测技术自身的功能，传感器的主要功能应提高工作可靠性、工作的灵敏度和精确度等，并且要经受各种严酷环境的考验，因此必须提高其抗干扰能力。由此可见，发展检测、传感器技术是机电一体化发展的必然趋势。
2.4自动控制技术
在无人直接参与下，自动控制技术能通过控制装置让被控对象或过程的被控量能按照人们事先预定的规律变化的技术。自动控制技术应用非常广泛，主要由自动控制理论、机械控制系统的设计、仿生学中的系统仿真、工作时现场的调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程。制动控制技术的难点在于自动控制理论的工程化与实用化，这是因为被控对象与理论的控制量存在较大的差距，从而需要反复调试和修改，才能达到最佳效果。现在微型机的应用非常广泛，自动控制系统已经成为机电一体化中十分重要的一部分。
2.5驱动技术
驱动技术的主要研究对象是执行元件及驱动装置。驱动技术是执行操作的技术，对机电一体化产品的动态特性、稳态精度、控制质量等都有决定性的作用。电机作为驱动机构已被广泛应用但其快速响应和效率等方面还有一部分问题，驱动技术极大地促进了机电一体化技术的发展。
2.6软件技术
机电一体化的发展过程中仅仅发展硬件是不够的，必须在发展硬件的同时发展软件，但是软件的更新速度太快，这样就导致研制成本提高了，为了降低成本，应该推行软件标准化等措施。
3机电一体化的应用领域
3.1数控机床
经过多年的发展数控机床已经得到了广泛的应用，数控机床又称数字控制机床，它是一种装有程序控制系统，通过数字化信息对机床的运动及加工过程进行控制的机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床主要由动力源、操作机构、传感器、电子控制单元、执行器等组成。数控机床具有很高的柔性，能实现编程自动化，具有更高的可靠性以及强大的通信功能，还可以实现多种控制的功能。数控机床的发展给机械领域的提高起到了促进作用。
3.2机器人
机器人是众所周知的一种高新技术产品，是典型的机电一体化产品。其最早是人们幻想出来可以听从人们的命令，任劳任怨的从事各种劳动。经过几十年的发展，机器人技术已经形成了综合性的科学。机器人主要由：机器手、操作机构、传感器、移动机构、控制装置、驱动器等部分组成，通过各部分之间相互协调，相互配合，机器人已经能灵活的代替人类很多活动，在焊接、装配、军事、空间、水下、农业、建筑、服务、娱乐等领域都有应用。机器人应经成为人类良好的助手和亲密的伙伴。
3.3现代温室设施
现代温室设施是实现作物优质、高效生产的重要设施，也是机电一体化设备应用较密集的地方。主要由：温室框架结构、覆盖材料、通风系统、灌溉施肥系统、二氧化碳施肥系统、室内喷雾/屋顶喷淋降温系统、遮阳/保温系统、加热系统、防虫系统、计算机控制系统及一些必要的生产工具等。可以通过这些设施和计算机系统有效的提供一个适宜的环境条件，为作为优产提供保障。
4 机电一体化的发展趋势
与其他科学一样，机电一体化技术也经历一个漫长的过程。现在机电一体化已经渗透到各个学科、领域。成为一门新兴的科学，为了适应各领域的需求机电一体化的主要发展趋势体现在智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人性化。机电一体化对机械工业也影响很大包括提高性能、扩展功能、简化结构、提高可靠性、节约能源、操作简单，可以说机电一体化的发展前景在未来的几十年里一片光芒。
5结论
综上所述，机电一体化并不是独立的，而是各个学科相互渗透，相互融合的产物，也是科技发展的必然产物。随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献
[1]朱思洪.机电一体化技术.北京：中国农业出版社，2004.
数控机电一体化论文篇9
现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革,同时给相关生产产业带来了巨大的影响,提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展,以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。
1 计算机技术与机电控制技术的发展概况
1.1 计算机控制理论的形成与技术的发展
忽略数字信号的量化效应,可以将计算机控制系统看成采样控制系统,在这一系统中,将其中连续的环节离散化,则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中,使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统,控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论,逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。
自世界第一台电子计算机问世后,计算机首先被用来自动检测化工生产过程的过程参量并进行相关的数据处理,同时也研究了计算机的开环控制。到二十世纪六十年代,出现了用于过程控制的计算机,实现了直接数字控制。后经集中式计算机控制系统发展到现在的以微处理器为核心的分层式控制系统控制,通过计算机对生产过程进行集中监视、操作和管理控制等。伴随着计算机处理器等技术的发展,计算机控制技术也随之发生相应的变革,最终应用到工业生产中并对其产生巨大影响。
1.2 机械和电子控制技术的发展和现状
在生产、科研等诸多领域里,有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前,工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内,初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现,直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化,同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展,且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制,PID是经典控制理论的代表,它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势,形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制(FLC)、变结构控制等,均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。
2 机电一体化的发展及在工业上的广泛应用
2.1 机电一体化的简介和生产应用
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计算机软件系统集合起来所构成的系统总称,综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床,通过相应的数控技术,在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多CPU和多主线的体系结构,丰富了数控功能,也提高了生产效率。
柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用,是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上,它可以随机地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,更适用于多品种,小批量等的离散零件的批量生产。
交流传动技术的发展也是随着电子技术和计算机技术的发展在工业上有了重要的应用,尤其是在钢铁工业中,使复杂的矢量控制技术得以实现,无论是大容量电机还是小容量电机现均可使同步电机或者异步电机实现可逆滑调速。也使交流传动系统在轧钢生产中得到广泛的应用。
可编程控制器(PLC)是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题,逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着PLC技术的进步,其应用领域更是不断扩大,可采集存储数据,还可对控制系统进行监控。PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外,随着工厂网络自动化的发展,PLC可实现通信及联网功能,更有助于工业生产的控制过程的监控。如今,PLC技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。
2.2 计算机在机械和电子控制产业的应用实例
计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合,不断使相关的新技术应用到更多的领域中去,这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产,更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。
PLC实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展,人类活动的范围不断扩大,机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展,并从制造领域转向非制造领域,各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用,很多领域,许多单一、重复的机械工作由机器人(也称机械手)来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机,广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善 劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
农业方面,机械作业过程中驾驶室内的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡,以此来改善人机交互界面。这种智能化显示终端又被称为虚拟化仪器显示终端(Virtual Display Terminal),它代表了当代仪器与控制装置发展的主流方向。它可通过屏幕任意选择显示机组中不同部分的终端信息,在屏幕上按操作者的需求,调用数据库信息,显示数据、图形、语音等多媒体信息。另外,还可以将数据信息动态存入类似信用卡尺寸大小的高密度智能化数据存储卡,将农业作业过程的数据信息通过智能卡带回办公室,由计算机应用高级软件进行处理。也可以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控制终端,实现自动控制农机的操作。
PLC在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关,投入的硬币值由PLC驱动数码管显示,经过光传感器识别,通过判断,进行下一步操作,经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活,也使PLC的应用更加广泛。
交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间,这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。
电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程,最初的横机是手动横机,只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中,通过电脑的自动控制,设计人员可对编织花型进行数字化设计,通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作,由计算机指令控制系统完成整个设计的编织,极大地提高了工业生产效率。
与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势。
3 总结
在机械生产领域,电子技术和计算机技术的融入发展,机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术,使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。
参考文献:
[1]张东宝,工程机械与控制技术[M].筑路机械与施工机械化,2007.
[2]马增强等,数据采集系统的研究,微计算机信息,1998.
[3]王立新,浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报,2007.
数控机电一体化论文篇10
现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革，同时给相关生产产业带来了巨大的影响，提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展，以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。
1 计算机技术与机电控制技术的发展概况
1.1 计算机控制理论的形成与技术的发展
忽略数字信号的量化效应，可以将计算机控制系统看成采样控制系统，在这一系统中，将其中连续的环节离散化，则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中，使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统，控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论，逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。
自世界第一台电子计算机问世后，计算机首先被用来自动检测化工生产过程的过程参量并进行相关的数据处理，同时也研究了计算机的开环控制。到二十世纪六十年代，出现了用于过程控制的计算机，实现了直接数字控制。后经集中式计算机控制系统发展到现在的以微处理器为核心的分层式控制系统控制，通过计算机对生产过程进行集中监视、操作和管理控制等。伴随着计算机处理器等技术的发展，计算机控制技术也随之发生相应的变革，最终应用到工业生产中并对其产生巨大影响。
1.2 机械和电子控制技术的发展和现状
在生产、科研等诸多领域里，有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前，工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内，初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现，直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化，同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展，且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制，PID是经典控制理论的代表，它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势，形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制（FLC）、变结构控制等，均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。
2 机电一体化的发展及在工业上的广泛应用
2.1 机电一体化的简介和生产应用
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计算机软件系统集合起来所构成的系统总称，综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床，通过相应的数控技术，在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多CPU和多主线的体系结构，丰富了数控功能，也提高了生产效率。
柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用，是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上，它可以随机地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，更适用于多品种，小批量等的离散零件的批量生产。
交流传动技术的发展也是随着电子技术和计算机技术的发展在工业上有了重要的应用，尤其是在钢铁工业中，使复杂的矢量控制技术得以实现，无论是大容量电机还是小容量电机现均可使同步电机或者异步电机实现可逆滑调速。也使交流传动系统在轧钢生产中得到广泛的应用。
可编程控制器（PLC）是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题，逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着PLC技术的进步，其应用领域更是不断扩大，可采集存储数据，还可对控制系统进行监控。PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外，随着工厂网络自动化的发展，PLC可实现通信及联网功能，更有助于工业生产的控制过程的监控。如今，PLC技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。
2.2计算机在机械和电子控制产业的应用实例
计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合，不断使相关的新技术应用到更多的领域中去，这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产，更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。
PLC实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展，人类活动的范围不断扩大，机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，并从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
农业方面，机械作业过程中驾驶室内的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡，以此来改善人机交互界面。这种智能化显示终端又被称为虚拟化仪器显示终端（Virtual Display Terminal），它代表了当代仪器与控制装置发展的主流方向。它可通过屏幕任意选择显示机组中不同部分的终端信息，在屏幕上按操作者的需求，调用数据库信息，显示数据、图形、语音等多媒体信息。另外，还可以将数据信息动态存入类似信用卡尺寸大小的高密度智能化数据存储卡，将农业作业过程的数据信息通过智能卡带回办公室，由计算机应用高级软件进行处理。也可以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控制终端，实现自动控制农机的操作。
PLC在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关，投入的硬币值由PLC驱动数码管显示，经过光传感器识别，通过判断，进行下一步操作，经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活，也使PLC的应用更加广泛。
交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间，这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。
电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程，最初的横机是手动横机，只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中，通过电脑的自动控制，设计人员可对编织花型进行数字化设计，通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作，由计算机指令控制系统完成整个设计的编织，极大地提高了工业生产效率。
与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势。
3总结
在机械生产领域，电子技术和计算机技术的融入发展，机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术，使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。
参考文献：
[1]张东宝，工程机械与控制技术[M].筑路机械与施工机械化，2007.
[2]马增强等，数据采集系统的研究，微计算机信息，1998.
[3]王立新，浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报，2007.
数控机电一体化论文篇11
1 电工新技术分析
1.1 电工新技术是促进国民经济发展的关键因素
电工新技术的发展带动了我国国民经济的增长，它借助自身技术优势，一方面解放了国民生产力，有效促进了生产效率的提高，另一方面降低了生产能耗，为社会主义建设做出了贡献。总的来说，电工新技术促进了国民经济的发展，为社会进步以及人民生活品质的提升创造了条件。
1.2 电工新技术的定义与发展趋势
所谓电工新技术，实际就是指在当前并未实现规模化应用，但具有一定效益的电工技术。随着时代与社会文明的不断进步，电工新技术在国民生产中起到的作用越来越大，成为了21世纪最具活力和最具生命力的电工技术。追究电工新技术的发展原因，它实际是在传统电工技术基础上发展起来的，是知识经济时代下出现的电工新理论、新知识、新材料以及新工艺等集多种表现形式于一体的新电工技术。电工新技术从20世纪下半叶开始发展，当时盛行的电工新理论有等离子物理、生物电磁学、电磁流体力学等等，新技术则主要有放电应用技术、磁流体发电技术、电磁诊断技术等。在21世纪的今天，电工新技术的发展已经迈上了一个新台阶，除了原有的电工技术、理论、设备、材料在各行各业得到了广泛应用以外，电工新技术还向纳米技术、生物工程技术、网络技术方向发展，成为了国民经济发展中的中坚力量。
2 电工新技术在机电一体化中的应用
电工新技术当前已经在机电一体化中有了较为普遍的应用，比如生产中常见的自动监控制技术、触摸屏技术、运动控制卡等，都属于电工新技术的范畴。详细分析如下：
2.1 自动控制技术
自动控制技术与自动控制系统的应用是电工新技术的一种主要表现形式。以自动控制系统为研究对象，该系统的基本特点是能实现自动化控制。将该系统应用到机电一体化中，系统能对机电设备的运行状态进行连续测量，并结合测量数据推断出设备偏差，及时采取相应措施对偏差进行处理，尽可能的将偏差降低到最小。在机电一体化自动控制中，为了将自动化控制系统测量的快速性、稳定性、精确性体现得更加充分，往往会选择采用比例控制器、积分控制器等对系统进行控制。工业大革命之后，市场对机电一体化产品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越来越高，而为了满足市场要求，机电一体化产品内部所采用的控制器性能也随之越来越好，全闭环数字式伺服系统的出现使得自动控制技术在机电一体化产品中的应用地位越来越高，既能满足系统自动控制技术要求，又能提高系统控制与调节精度，为机电一体化产品自动化控制与调节的实现奠定了坚实的技术基础。因此，现代机电一体化产品大多选择该类伺服系统来实施产品控制。
2.2 PC的应用
PC，实际指可编程控制器。该控制器是上世纪60年代生产出来的一种工业控制装置，技术基础建立在计算机控制技术和通信技术上，既具有计算机控制功能，又能实现通信，所以该控制器在出现以后，便被广泛应用于机械生产自动化控制中。PC技术产生初期，常用的PC大多只具备逻辑控制、定时和记数功能，通常将只能实现这三项功能的可编程控制器称为可编程逻辑控制器。随着电子技术和大规模集成电路的广泛应用，PLC的功能日趋完善，性能不断提高。PLC已经发展为集计算机技术，自动控制技术、通信技术、过程控制技术于一身的电子装置。目前PLC正朝智能化、网络化方向发展。PLC作为一种新型的工业控制装置。用计算机编程软件代替继电控制的硬件接线，既发挥计算机优点，又考虑电器操作人员习惯，始终保持大众化特点。PLC具有可靠性高、编程方便、对环境要求低、与其他装置连接方便等优点。PLC控制系统与继电顺序控制系统的比较：PLC控制系统大部分为软件控制，系统结构紧凑、体积小；PLC控制器内部全部为“软接点”，动作快，系统的控制功能改变一般需要修改程序；PLC控制系统的设计、施工、调试周期短PLC控制系统具有较强的自检、监控功能，可靠性高，适用范围广。特别是可编程计算机控制器PCC与传统的PLC相比较能更好的实现分时多任务操作系统和多样化的应用软件设计，不仅满足了实时控制的要求还可以按照用户的实际要求任意修改。
2.3 运动控制卡的应用
运动控制卡是一种基于PC机及工业PC机、用于各种运动控制场合的上位控制单元。它包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、D/A输出等功能。它变频器的工作原理主要是把工频电源变换成各种频率的交流电源，来实现电机的变速运行的设备。以达到无极变速，从而缩短电机方向和转速的时间，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电逆变成交流电。它可以发出连续的、高频率的脉冲串，通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度，改变发出脉冲的数量来控制电机的位置，用于控制步进（直线）电机或伺服电机。所以变频器因调速性能好、效率高、性能稳定、可靠性高等这些优点，使其在数控伺服、机械、同步传动等多种场合都得到了广泛的应用，因此，变速器调速技术已逐渐成为电气传动自动化的一项核心技术。
3 结束语
综上所述，我国当前的电工新技术在机电一体化产品中的应用极为广泛，成为了机电一体化产品实现自动化控制的必要措施。电工新技术以其独有的技术特点，为机电一体化发展创造了众多有利条件，促进了机电一体化自动控制的实现。总的来说，电工新技术的发展为机电一体化技术的进步做出了贡献，它不仅省去了多余的社会劳动力，实现了机电一体化产品的自动化控制运行，还减少了能源消耗，对社会进步起到了巨大作用。
参考文献
数控机电一体化论文篇12
Key words： BLDCM；optimization；intelligent control
中图分类号：F276.44 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）12-0036-02
0 引言
无刷直流电机（BLDCM）控制系统是集电机技术、电力电子技术、控制理论和计算机技术等现代科学技术于一身的机电一体化系统。在传统直流电机优越的调速性能保持上，无刷直流电机在一定程度上克服了由机械换向和电刷引起的一系列问题，在现代社会的各个领域均有较好的应用[1]。随着新型稀土永磁材料的进一步开发与利用，出现新一轮的无刷直流电机的研究热潮，随着研究热潮的不断深入，无刷直流电机的使用范围不断扩大、应用前景将更加广阔。在工业控制系统方面，为了更好地解决无刷直流电机中存在的若干问题，无刷直流电机的研究工作主要体现在以下几方面：
1 转矩脉动
当前，无刷直流电机存在转速低、精度高、调速范围大等一系列复杂问题，转矩脉动直接影响着无刷直流电机速度控制性能。因此，无刷直流电机的转矩脉动成为当前情况下亟待解决的问题。对于无刷直流电机的脉动性能在一些视听设备等比较精密的仪器设备中要求比较高，因此在提高无刷直流电机性能方面抑制或消除转矩波动至关重要。目前针对无刷直流电机转矩脉动产生的原因分析，研究人员正在努力寻找抑制或消除转矩脉动的各种方法和途径。
分析无刷直流电机转矩脉动产生的主要原因有：①由齿槽效应和涡流效应引起的转矩波动，同其他电机一样，无刷直流电机也同样不能完全将齿槽效应和涡流效应避免。②无刷直流电机通常使用电子换相控制，电机绕组电感使电机相电流不可能为理想的方形电流。这就给系统带来换相转矩脉动。③由转矩谐波引起的脉动。
为了提高无刷直流电机的性能，对无刷直流电机转矩脉动研究不断深入，针对转矩脉动产生的不同原因，提出了抑制或削弱转矩脉动的不同观点和建议，这些解决措施因为研究条件的局限性只是在原有结构上或者控制方案上进行了一些修补和强化，没有从根本上解决转矩脉动问题，因此对无刷直流电机转矩脉动的研究还有待于进一步深入。
根据定子电流谐波的最优权重的设计方法，美国的J.Y.Hung博士等人通过利用电流调节器等装置，有效降低了由电磁转矩及齿槽引起的转矩脉动。此外，还有英国的Y.S.Cen、Z.O.Zhu和David.Hower博士试制成功的无齿槽的无刷直流电机，其主要作用也是通过减少转矩脉动，提高电机效率[2]。
2 无位置传感器
在电机控制中如果无位置传感器，如果想获得电机转子的位置。在实际工作过程中必须对与电机转子位置进行检测和计算，研究人员提出采用智能控制理论，顺利实现了对电机转子进行的检测和计算。这种控制方法通过智能方式来建立被测电压、电流和转子位置的相互关系。人工智能控制不要求控制电机有精确的数学模型，解决了电机运行过程中的非线性和参数的不确定性，而且实现对无刷直流电机控制的精度高、运行稳。对无位置传感器台湾的HG Chen、C.M.Lian博士通过智能换向调节装置实现了有效控制，其主要原理是：检测电机端电压，通过开关信号发生器对换向位置进行粗略估计，然后给出最佳转矩产生特性通过智能自调系统对换向瞬间进行微调[3]。但是，由于人工智能控制应用于无刷直流电机控制系统中的研究尚在起步阶段，大部分研究只进行到仿真阶段。
3 速度调节
BLDCM本身具有平稳的调速性能，同时还克服了有刷直流电机机械换向带来的一系列缺点，在各个领域已经得到广泛应用[4]。针对BLDCM本身具有时变性、非线性、强耦合等特征，无刷直流电机调速控制成为一个重要的研究方向。
在自动控制领域，最常用的并且行之有效的控制方法就是PID控制，但是随着工作环境改变，控制对象变得的越来越复杂，从而对控制技术要求变得越来越高。在实际工作过程中对电机控制的精度和性能的要求不断提高，同时由于无刷直流电机控制系统本身具有的复杂非线性的特性，采用常规PID控制策略对无刷直流电机进行控制难以达到满意的效果。近年来通过对无刷直流电机的转速调节研究中，现代的自适应控制、模糊控制、神经网络控制等控制方法也应用于在这一领域，这些方法经过研究人员研究实验得出结论现代控制理论中的智能控制比较适合电机控制，可以很好的提高系统的性能。本项目正是出这一角度出发，结合国内外无刷直流电机控制系统的研究现状，将现代计算机应用中最前沿的最优化与智能控制与传统的PID控制器结合在一起解决实际问题。
模糊PID控制策略就是将模糊控制引入传统的PID控制器，组合成Fuzzy一PID复合控制器，并通过模糊控制规则寻找符合智能控制器控制方法，再利用最优化算法对复合模糊PID控制器控制参数进行优化，实现对无刷直流电机的速度控制，并且使无刷直流电机控制参数达到指定要求。
专家-PID复合控制器（ExpertControl），同样也是将专家控制原理（即基于受控对象和控制规律的各种知识，并以智能的方式）与传统PID控制结合在一起，利用专家经验来设计PID参数便构成了专家PID控制。同样利用专家经验控制传统PID控制器参数事项对无刷直流电机的的速度控制，使各项控制参数达到指定要求。
遗传-PID复合控制器（GeneticAlgorithms），是通过遗传算法把“优胜劣汰，适者生存”的生物进化原理，引入待优化参数进而形成的编码串群体中，按照一定的适配值函数和一系列遗传操作对各个个体进行选择，从而使适配值高的个体被保存下来，组成新的群体。新的群体中包含了上一代的大量信息，并且引入了新的、优于上一代的个体。通过周而复始的不断循环，不断提高群体中各个个体的适应度，直至最后满足一定的极限条件。这样就达到了优化遗传的目的）与传统的PID控制器结合起来。通过遗传算法来找到适合无刷直流电机控制系统要求的PID控制器参数，实现对无刷直流带等级速度的控制，使系统的控制参数达到制定要求[5]。
复合智能PID控制器。复合智能控制器是将多种智能控制发发结合起来，取长补短，解决现代工业生产过程中单一的一种控制理论无法解决的控制难题。
模糊神经网络控制器，是将神经网络和模糊控制两种控制方法结合在一起，针对模糊控制系统中模糊规则不好指定的弊端，神经网络具有很强的非线性拟合能力，可映射任意复杂的非线性关系，而且学习规则简单，便于计算机实现。具有很强的鲁棒性、记忆能力、非线性映射能力以及强大的自学习能力，利用神经网络更好的摸索和制定模糊神经网络控制器对工业系统的控制。
遗传神经网络控制器，同样的道理遗传算法以生物进化为原型，具有很好的收敛性，在计算精度要求时，计算时间少，鲁棒性高等都是它的优点。在现在的工作中，遗传算法（1972年提出）已经不能很好的解决大规模计算量问题，它很容易陷入“早熟”。常用混合遗传算法，合作型协同进化算法等来替代，即本项目中提到的遗传神经网络控制器。
相对于复合智能控制器而言，通过把复合智能控制与传统的PID控制器进行结合组成模糊神经网络PID控制器和遗传神经网络PID控制器，通过智能控制器更好地解决PID控制器控制参数问题，快速有效的寻找到工业控制系统中PID控制器Kp、Ki、Kd参数的最优解，使控制系统达到设计技术要求。
针对复杂的工业控制系统优化智能控制器参数是目前控制理论发展的最新方向，通过追随当前状态的最优参数值在参数空间搜索通过一系列迭代找到最优解。本项目研究的粒子群优化算法优化复合智能控制器参数是通过模拟生物群体的行为来解决寻找控制器参数最优点的问题，这种方法已经成为智能控制领域新的研究热点，粒子群优化算法（Particle Swarm optimization，PSO）又翻译为粒子群算法、微粒群算法、或微粒群优化算法。该算法是通过模拟鸟群觅食行为而发展起来的一种基于群体协作的随机搜索算法。通常认为它是群集智能（Swarm intelligence，SI） 的一种。它可以被纳入多主体优化系统（Multiagent Optimization System，MAOS）。粒子群优化算法是由Eberhart博士和kennedy博士发明。研究证明，优化智能控制应用在无刷直流电机控制系统中使无刷直流电机性能得到了显著提高，也是当前无刷直流电机控制系统研究的一个热点方向，主要体现在将与其他智能控制方法和优化算法相结合，通过PSO用于电机参数的在线辨识，并对无刷直流电机转速进行自适应调整，在电机控制系统中起优化智能PID控制器控制参数。如PSO优化PID控制参数（Proportion Integration、differential）与神经网路，模糊控制，遗传算法换等相融合中，为其提供非参数化的对象模型、优化参数、推理模型及故障诊断等。利用粒子群优化算法的并行处理、自学习、逼近任意非线性函数的特性，可以找到最优的KP、KI、KD参数。随着研究的不断深入，智能控制在无刷直流电机控制系统中应用将会越来越广泛。[6]
参考文献：
[1]夏长亮.无刷直流电机控制系统[M].北京：科学出版社，2009.
[2]Kenndy J， Eberhart R C， Shi Y H. Swarm intelligence[M].San Francisco： Morgan Kaufmann，2001.
[3]王凌.智能优化算法及其应用[M].北京：清华大学出版社，施普林格出版社，2001.
数控机电一体化论文篇13
1机电一体化的发展
机电一体化在20世纪70年代是初始研究探索的时期，此阶段研究者通过尝试各种科学试验来提高机电器械的运作效率和质量。尤其在第二次世界大战时期，战争促进了电子技术与机械的相互渗透融合，当时目的是为了战争服务，而战争结束后技术优势和特点逐渐转为为民众服务。加快了使用地区人民生产生活回归正常轨道。但由于尚处于技术发展的初级阶段，性能和质量并不是特别完善，而适合产业发展的外在环境条件尚不充分，因此其进一步发展受到局限。后来网络通信技术和控制、传播技术的推广带来微型计算机和集成电路等技术的使用等成为了电子技术和机械技术相融合的前提性条件甚至决定性条件，对促进机电一体化事业功不可没。90年代以后，机电一体化的发展出现新的进程，有一下两点：第一，学术界同仁始进一步关注机电一体化进程的研究，由此扩展出新的相关学科和研究重点，如出现了光机电一体化以及微机电一体化等等;第二神经网络技术、光纤技术等新的研究对象兴起后为机电一体化技术的推广传播提供了技术等方面的支持。
2 机电一体化技术的主要应用领域
目前机电一体化技术应用最广泛的领域即数控机床和自动机与自动生产线这两方面。数控机床及相应的数控技术经过 40 年的发展，在功能、操作、结构和控制精度上都有迅速提高，具体表现有：机电一体化采用开放性设计，即硬件体系结构和功能模块为符合接口标准，应具有兼容性、层次性，能最大限度地提高用户的收益；机电一体化能实现多过程、多通道控制，即同一台机床能同时控制或独立加工多种机床的和多台机床的能力；机电一体化的应用最终可以将物料搬运、机械手等控制、刀具破损检测都集成到系统中去；以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置；系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。当前机电一体化技术应用的又一具体体现主要为在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动化设备、自动机械及自动生产线等。如：邮政信函自动分捡处理生产线；各种印刷包装、高速香烟、易拉罐生产线等；这些自动机或生产线中广泛应用了传感技术与现代电子技术。近十年来，我国技术水平迅猛增长，已超过了发达国家的水平。
3 机电一体化中的电机控制与保护
电机控制与保护针对的是机电相关设施的维护和保养。它是机电事业强大的后盾和不能忽略的组成部分，它的开发使用是时展的需要也是各国政府大力提倡和推进的一项措施。它的节省能耗的优点使其在各个领域都能发挥作用，并成为经济发展必须考虑必须重视的重要环节，对它的倡导和规划符合国情和民生需要，也是我国事业国际化的一项推进因素。
3.1 电机控制保护装置存在的缺陷
其实现阶段在电机控制保护装置中，各种非期待的状况都有待处理。比如井下电机控制保护设备中，鼠笼式异步电机的故障率就比较高，占整个电机设备总故障率的一半以上，所以对于井下电机控制而言，可靠的控制保护装置是保证矿井安全生产的重要因素之一。通常电机保护装置的原理不外电磁原理或者电热原理，比如通过熔断器进行短路保护，或者用热继电器进行过载保护等，都是这应用这些原理的典型技术。随着机械自动化程度渐渐显现出来，电机设备的运动使用率高，人工的负担转嫁于机械设备，而由于启动时间，电压，设备开机状态等影响下机器的损坏率，寿命变短等问题逐渐凸显出来。电机设备研究人员希望通过长期的调查和试验找到保护电机保护技术前景何在，得到以下结论：第一，设计之初便要考虑日后的维护保护工作，提前做好计划安排，从头到尾进行统筹规划。第二，拓展设备养护问题胡思路，创新保护装置，使其发展规模发展思路更加多样。第三，转变管理观察方式方法，在设备运行过程中根据实际情况一切以更好更快为目标，及时将出现的问题处理完，在此，数字化的监管模式因为其高速和全面是目前发展的主要方向。
3.2电机保护控制装置发展趋势及前景
电机控制保护现状是缺乏思路创新和科技创新，近几年针对这些问题提出一些新的理论方法，期望推进该事业的进一步发展。通过仿真计算和故障建模，并引入突破量、相位量、谐波份量、阻抗量、序份量等多种对电机故障敏感的检测量进行数据分析，并作相应判断和分析，把这些工作量提前做好的话，不但可以大大提高保护控制装置的精度和灵感度，还可以为以后的理论研究提供依据，为今后的突破进展提供依据。新技术的应用与开发（例如在线监测保护控制装置的应用等）也是电机控制保护装置的一个重要方面。利用新的技术产品（例如高频电磁波、位移、振动、红线、机械、电、热、光、声等）和理论对电机的运行进行实时监测，然后根据各种装置输出的信息通过计算机进行判断，把反射的数据进行分类，通过科学的分析和比对确定故障类型和严重程度，最后再采取相应的补救措施等，这样不仅能实现以上各种电机保护控制功能，更重要的是能在故障之前发出预警，达到提前防止故障发生，防患于未然。电机控制与保护装置还有一项很重要的发展前景就是积极配套出厂电机保护控制装置，根据国际质量标准水平发现自己的不足和缺陷，并根据我国现实状况具体设计规划，力求适应中国国情。国外一些国家在电机产出后营销阶段会相应赠送或追加配套辅助设施，这种做法对于短期可能会产生效益低下等印象，但长远说来使购买者得到真正实惠，保证机械运转效率和质量，提高机械使用寿命，降低资源浪费，我国在这方面明显做得不够，致使整个行业发展过慢。所以说我国在这一方面应该像国外积极学习，发展配套运行机制，使得购买效率和使用效率都提高，避免了使用者配置不当引起机器损毁，耐用率低下而花费高昂，一方面使出产者的口碑提高和产品进一步推广全国乃至世界打下基础。所以说电机与其保护设备的配套不但能够促进彼此的使用效果，拓宽了电机事业长远发展的道路，对整个机电事业的科学化、人文化、世界化都是一个不小的促进。
参考文献
[1]王涛.论机电一体化与我国的经济发展[J].中国经贸导刊，2010(15).
