机械电子控制技术精选(九篇)

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第1篇：机械电子控制技术范文

【关键词】机械制造；自动化；发展趋势

机械制造技术是用来进行对产品的设计、加工、制造、生产等流程的一门技术。机械制造自动化能够大大提高机械制造的效率和产品的质量，也能够缩小制造的成本。在我国，机械制造自动化技术在改革开放后取得了较大的进步，甚至在某些领域已经达到先进水平。机械制造自动化对国家的经济发展有着举足轻重的地位，是整个制造行业的基础。

1机械制造自动化的特点

1.1安全性能高

机械制造是一项较为危险的工作，但是机械制造自动化的发展使制造的危险性大大降低。机械制造自动化技术能够做到自动报警、自动诊断等预防，在进行机械制造时，自动化系统中含有着各种各样的保护功能，这些功能能够根据在生产过程中出现的安全隐患进行自动判断，从而降低发生危险的可能性，最大限度的保证制造业的人身安全和财产安全。由于机械制造自动化技术是通过电子信息功能来实现对机械设备的操作，因此降低了人工事故的发生率，进一步提高了安全性能。

1.2生产效率高并且质量较好

机械制造自动化加工过程中所用的设备都具有精度高、系统性强等特点，在进行制造时，制造系统利用原先已经编写好的程序进行加工工作，不用人工进行测量或操作等工作，因此会大大减小由于人工操作而导致的误差，并且能够提高产品的合格率。在整个加工过程中，工作人员只需要进行启动系统的工作，机械会严格根据系统的指令进行加工工作，并且相同工件只需要一套系统就能完成，因此大大的提高了加工的速度，也保证了加工的质量。

1.3解放了人类双手

传统的机械制造技术只能单纯的依靠手工进行操作，并且费时费力，而机械制造自动化技术实现了机械生产的机械化和自动化，因此就将人类的双手解放出来，不再进行劳累的加工工作。转而将这些工作交给了机器。机械制造自动化开始让制造业的人们从事脑力劳动，社会上也不必去提供一些低端劳力岗位，更多的是需要一些技术性的人才。机械制造所生产的产品具有单一性的特点，因此可以加入更多的技术，让产品的科技含量大大增加，也缩短了产品换代的周期。

1.4系统工程和综合技术

现在，越来越多的现代化技术被应用到机械制造行业中来，例如计算机技术、感应技术、新材料等开发技术等，机械制造技术已经从传统的生产制造领域发展成为与现代化技术相结合的高新产业之一。新技术的使用让制造技术迈入了全新的领域。当今，先进的机械制造技术能够提高企业的竞争力和国家的经济实力，因此，机械制造业发展成为了集市场调查、产品设计、销售服务为一体的集中式产业，一体化的方式让企业的经济效益大大的提高。

2我国机械制造业的发展现状和问题

2.1我国发展现状

由于在我国机械制造自动化技术起步较晚。因此，相比于国外我国在机械制造方面仍落后于先进国家，我国在机械制造技术上存在的问题主要是自动化程度低，缺乏尖端技术，我国机械制造还没有实现大规模的制造生产。我国行业制度较国外先进技术相比也比较落后，制度问题在发展过程中是必然存在的，这反映出我国在制度建设领域还是存在着一些问题，现今仍有一些企业采取着人工管理模式。我国在机械制造自动化领域企业应用计算机系统的积极性还太差，很多企业都没有实现自动化、系统化的制造。

2.2制造工艺不够成熟

在国外西方国家中，大多数都经历过两次工业革命，因此其工业的发展水平整体是高于国内的，国外的工业水平经过长时间的发展后已经形成了一个完整的模式，我国在工业方面起步较晚，因此技术模式上还是存在一定的差距。尽管在近几年，我国工业发展进入了一个超速发展的时机，但是，短时间的发展仍不能真正的追上发达国家的制造工艺，但是经过长时间的发展后，定然会赶上世界先进水平。

2.3自动化程度较低

机械制造自动化最核心的应用是自动化，唯有将自动化水平提高上去，才能把握住机械制造行业的命脉。将自动化技术应用得当，可以大大的提高生产的效率，在国外，自动化的水平已经达到一个较高的水平，对计算机技术的应用和对自动化的控制水平上都已经非常成熟，甚至已经实现了完全的自动化。在我国，由于开发成本等一些问题的限制，唯有着一小部分大企业能够实现自动化，其它企业的自动化水平还相当低，并且对自动化技术的应用还不够成熟。

3自动化技术的发展前景

3.1自动化和网络技术相结合

当今世界计算机技术在飞速发展，网络技术的应用范围在不断扩大。因此，将计算机技术与机械制造自动化技术相融合必然是未来自动化技术的发展方向。在网络技术下，可以通过互联网技术的监视技术、远程操控技术等实现对机械制造时的管理，可以通过远程控制技术实现生产。可以说，计算机技术结合机械制造自动化技术将会大大改变人们的生产方式，人们不用再守在机械旁边，并且能够实现更好的对机械制造过程的全程监管，降低了人工劳动量。

3.2精确高效智能化

精度和效率可以衡量一个机械制造技术的发展水平。随着科技的发展，机床的改变越来越多，新的一批高性能、多芯片的机床正在渐渐的投入到使用中，数字控制技术也在飞速发展和改善，这使得机床的加工精度和效率得到了质的飞越。人们也正在研究将智能化的系统应用到机械制造领域，智能系统是基于计算机模型来模拟人类的思想行为然后再得出具体的实施方案，并且可以从中挑选出最适合的方案进行执行。随着科技的发展，自动化和智能系统相结合已经可以得到应用，通过智能化系统发出的指令来完成人类的各种工作已经实现，智能自动化正在向着更复杂的方向发展。

4总结

本文针对机械制造自动化这个问题，对机械制造自动化的技术特点和发展进行了阐述。在机械制造特点中提出了安全性能高、生产效率高并且质量较好、解放了人类双手、系统工程和综合技术四个特点。后又根据我国发展现状提出了我国发展中存在的问题并对制造工艺不够成熟、自动化程度较低两个问题进行具体叙述。最后提出自动化和网络技术相结合、精确高效智能化两个发展前景。希望能够有所帮助。

参考文献

[1]郭雄.机械制造自动化技术特点及发展前景展望[J].山东工业技术,2015(05):52-52.

[2]孙嫔.机械制造自动化技术特点与发展[J].黑龙江科技信息,2015(33):60-60.

第2篇：机械电子控制技术范文

[关键词]PLC技术；自动化；机械；电气控制

中图分类号：TG659；TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0314-01

PLC即可编程序控制器，在各种生产机械自动控制中，发挥重要的作用。PLC技术在机械电气控制装置设计中的应用，将会减轻施工人员的劳动力，提高生产效率的同时也保证了系统运行的稳定和安全性。

一、项目设计

设计基于PLC的机械电气控制装置，以完成机械电气控制装置处理功能，提取出合格的机械电气控制装置产品，满足实际中的工艺要求。利用PLC技术，实现对普通机床电气控制装置的改造。基于CK9930的PLC控制程序，开发电气自动控制电路，完成以PLC控制程序代替原继电器--接触器控制的电气控制装置，在保留原有控制功能基础上，以提高机床的性能，完善控制系统，增加电气控制装置的自动换刀、定时功能，PLC技术在机械电气控制中，发挥重要的作用。

二、设计PLC程序

在PLC的编程中，应用指令表（IL）、结构文本（ST）、顺序功能图（SFC），控制程序流程图。对PLC程序进行模块化设计，采用模块化设计思想，对控制系统功能进行模块划分，可以将不同功能程序放在不同模块中进行设计，在PLC程序中划分出公用程序模块、主轴模块、坐标轴控制模块等，完成零部件库的建立，文字标注功能，机械图的输出，设计电气控制装置。如在机械手控制中，其程序设计如下图1中所示：

图1 程序设计图

PLC技术的机械电气控制装置设计中，先判断是否有货，若有货则由机械手取货，当取货后，进行盘反位、手降、手转动、把货等操作，之后使系统复位。

PLC技术应用到床体程序中，可以使机械自动运行，使PLC控制运行方式更加灵活，方便工作人员的操作需求。在对机械零件的PLC编程中，用户宏程序可以提高零件表面的光洁度，并且从程序中可以看出，还可以有效提高工件表面的加工质量，提高数控加工的总体效率。

三、功能设计

PLC技术下机械电气自动控制中，采用可编程的集中逻辑编辑器和上位机的方式实现自动控制和监控，通过打印机、上位机显示等方式，指挥系统的运行和操作；实现数据采集功能，可以对数据进行检测和处理；同时还要具备超限警报功能、屏幕的显示功能、数据的存储和记录以及统计报表等功能。实现对电气控制装置的常规调节控制和特殊调节控制，以降低系统发生故障的几率，完善PLC技术下电气装置的自我诊断和安全联保的功能。为确保用户可以通过总线通信口实时发送 ASCII 命令，并且再由 DMC-1842 控制器执行。在该系统的管理软件设计中，是基于Windows 操作平台上，应用VC++软件，并结合 DMC Win32 Galil Windows API 函数进行开发，确保系统可以具有视频显示、测量方式选择以及异常报警的功能，实现系统软件开发的透明性。机械电气控制系统的软件结构如图2中所示。

打开 Visual C++ 6.0，新建工程，选择 MFC AppWizard，从而可以建立“基本对话框”；记 X 轴为 0 轴，并增加“启动”按钮（IDC_BUTTON_Start）和“停止”按钮，部分程序代码如下：

（IDC_BUTTON_Stop）。

void CTest0Dlg

{

D5400_board_close（）；

CDislog：：OnCance（l）；

}

Void Ctest0Dlg：：OnBUTTONStar（t）

{

d5400_set_profile（0，500，5000，0.01，0.01）；

d5400_t_pmove（0，10000，0）；

}

void CTest0Dlg：：OnBUTTONStop（）

{

//输入控制代码

d5400_decel_stop（0，0.01）；

}

四、模块设计

PLC 在自动控制装置设计中，在输入输出分配I/O模块中，设计PLC控制中可以将同类型输入、输出点集中在一起，对其进行连续分配。在公用程序模块设计中，对于回原点程序，需要在正式进行数控加工前，使刀架先回零；主轴控制程序中，采用PLC内部的时间继电器实行延时控制，应该确保主轴正、反转有逻辑互锁关系，可以表面当免控制功能切换时发生故障。在坐标轴控制设计中，对于超程、驱动故障以及坐标轴正常停止等，进行全面的控制；同时还应该包括报警处理程序，确保在PLC 控制下的机械电气控制装饰可以对事故、故障发出报警信号；还需要在模块设计中，设计定时控制程序，这样可以便于对机床系统进行；还应该加入自动换刀控制程序，使数控机床可以更加准确、快速地换刀操作，提高换刀效率与定位精度，满足多工序加工需要。同时，PLC应用程序设计中，为防止系统发生误动作，应该设计初始化程序，可以将计数器进行清零、对输出量进行复位动作，以提升PLC在电器控制装置设计中的精度。

结语

PLC技术下的机械自动化电气控制装置系统不仅提高生产效率，还大大促进机械生产的自动化进程。此外，PLC技术具有通信功能，因此采用PLC对机床进行改造后，可使机床可以与其它智能的设备联网通信，可根据需要联入工厂自动化网络中，对于进一步技术改造升级，提高机械自动化水平具有特殊意义。

参考文献

[1] 陈晓萍.机械电气控制装置中的PLC应用[J].科技与企业，2014，（3）：267.

[2] 毛久勇.基于PLC的自动化电气控制分析[J].科技创新与应用 ，2013，（30）：50.

第3篇：机械电子控制技术范文

关键词：控制工程；机械电子工程；模糊控制

引言

随着我国社会经济的蓬勃发展，机械电子工程行业对科学技术不仅有着更多的需求量，而且其需求也逐渐朝着多元化、智能化和现代化的方向发展，因此控制工程在机械电子工程中的运用具有良好的应用前景和应用空间。为有效实现机械电子工程的长久稳定发展，人们需要继续关注和重视机械电子工程，并努力寻找可以将控制工程灵活运用到机械电子工程中的方法与技术。本文在这一背景下，对控制工程在机械电子工程中的应用进行探究。

1控制工程与机械电子工程的具体内涵

1.1控制工程

控制工程是指将工程与计算机技术等相关基础理论作为重点概念，利用其中的各项自动化技术解决和控制工程问题的一种技术。控制工程中重点研究多输入与输出，以及非线性设计问题和参数问题等。现在控制工程的应用范围和应用领域正在逐渐扩大，并且在机械电子工程中也开始得到广泛应用[1]。

1.2机械电子工程

机械电子工程既具有机械专业的特点，同时也带有电子信息特征。如果从设计层面出发对其进行定义，机械电子工程融合了众多领域和学科知识，在设计和系统操作过程中主要利用模块化的方式。与以往的机械工程不同的是，现在的机械电子工程性能更高且构造简易、体积较小。随着科学技术水平的持续提升，机械电子工程的系统也越来越复杂，因此有必要利用各种科学技术将其同控制工程紧密联系，从而更好地推动机械电子工程的发展。

2控制工程在机械电子工程中的实际应用

2.1智能控制系统

发展至今，在控制工程中最引人瞩目的便是智能控制系统。其通过杂糅人工智能技术和计算机技术，将其运用在机械电子工程中，使用人工智能的方式模拟和控制某一操作流程，为各种机械机器人设定相关运行程序使其可以像人类一样完成生产操作等工作。智能控制系统的运行方式完全参照人类大脑的思维方式，因此利用智能控制系统可以在进行机械化生产时主动完成各项信息的搜集、分析和处理工作，在有效控制生产成本的同时进一步提升机械电子工程的生产效率。

2.2集成自动控制

现阶段，在我国机械电子工程中最常使用的控制系统便是集成自动控制系统。它立足于原有的信息技术，并对其进行优化调整，有效地提升了机械电子工程系统的完善程度[2]。通过在机械电子工程中，尤其是机械生产加工过程中使用集成自动控制，能够有效整合以往的信息技术以及同机械生产相关的各种信息，从而大大加强了机械电子工程中的集中工程。其通过与信息技术进行高度融合，并配合相应的机械电子生产技术，以自动化、高效化和标准化的方式快速、精准地完成机械加工。在科学技术水平又一次提升的情况下，已经出现了能够全部保留机械电子工程中自动化成分的柔性自动控制系统。该系统能够实现自动化和智能化的生产与控制，可以将信息技术、计算机技术以及现代机械电子技术等进行有机整合。将柔性自动控制系统运用于数控机床，可以将设定好的标准生产程序和控制程序输入至控制设备中，从而更加科学、高效地完成机械生产制造。

2.3鲁棒控制

控制工程中的鲁棒控制也经常被运用在机械电子工程中。相比于其他控制技术，鲁棒控制最大的特点是在面对外界因素的干扰时能够始终保持某一方面的性能不变。因此，鲁棒控制在控制方面具有无可比拟的稳定性，尤其是在机械生产制造中更加倾向于使用多变量型鲁棒控制系统。譬如，在制造柔性臂轨迹的过程中，基于滑膜变的结构控制法研制出了一种慢变控制器，其运用H∞的控制理论，可有效调整整体系统控制器结构。而在模拟研究操作轨迹时则可以通过运用补偿控制算法计算具体的补偿控制量，以有效实现H∞控制理论与滑膜变结构地组合控制，进一步提升控制系统控制目标轨迹运行过程中的精确性和有效性。

2.4预测控制

以高速液压机为例，将控制工程中的预测控制技术运用在高速液压机中，能够有效推动液压机技术实现新的突破与发展。为有效满足社会发展需要，高速液压机的压力和速度均实现了不同程度的提升。因此，其也面临着更大的负载惯性，极有可能出现加大系统超调的情况，从而影响高速液压机的测量精度。通过运用预测控制，能够根据系统的实际情况建立相应的预测模型，并在此基础之上获取预测输出值，利用这一数值准确预测并计算出系统误差变化率。通过运用预测控制能够有效控制高速液压机的负面影响，尤其是通过准确地预测计算能够提前明确控制器的输出，从而有效控制高速液压机的应用模式[3]。

2.5模糊控制

工作人员在机械电子工程中需要进行繁杂的工序和操作才能完成机械加工。因此，为有效提升工作效率并缓解工作人员沉重的工作量，可以将控制工程中的模糊控制运用其中，从而建立起精准的数学模型以有效实现自动控制。模糊控制技术能够清晰直观地展现出具体技术操作，同时其构造算法和控制编程既灵活又简单，对于简化机械加工中的复杂技术具有良好的现实意义。不仅如此，在机械加工中运用模糊控制时，可直接将测量值以及设定好的偏差及变化率等输入其中，省略了数字描述控制对象的步骤即有效获得最优控制输出值。因此，工作人员在特定工作区内使用模糊控制并利用仿真实验的方式就能显示出最优的控制成效。

2.6神经网络控制

目前，控制工程中的神经网络控制技术也经常被运用在机械电子工程中，该技术立足于仿生学中的思想控制，通过连接各个看似简单的神经元，从而构造出一个完整的网络结构即高度非线性动力学系统，用于完成相关技术操作[4]。譬如，在数控机床中，通过运用类似于人脑结构的神经网络，对各操作技术进行自我组织以及适应，从而有效控制数控机床的切削等机械操作。至今，神经网络控制技术在数控机床中已经能较为精确地处理和识别各种不确定的情况，且具有强大的学习能力。由于受到智能技术的影响，神经网络控制将更加智能化、自动化地运用在数控机床中，从而有效提升机床的加工以及工作成效。

3结语

总而言之，在我国综合国力不断上升，科学技术水平飞速发展的情况下，人们对机械电子工程的研究力度正在不断加大，其发展程度也在日益完善。通过将控制工程运用在机械电子工程中，能够有效地帮助机械电子工程提升生产效率和效益，并推动该领域朝着智能化、自动化和现代化的方向稳定发展。相信在未来，控制工程还将得到进一步完善，能够更加全方位、更加高效地运用在机械电子工程中。

参考文献

[1]李艳萍.控制工程在机械电子工程中的应用[J].机械管理开发，2016，（4）：75-76.

[2]傅思杰.控制工程在机械电子工程中的应用[J].福建质量管理，2016，（4）：254-255.

[3]李健，李朕兴.控制工程在机械电子工程中的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2017，（1）：44-45.

第4篇：机械电子控制技术范文

[关键词] 煤矿机械； 电子式变频控制； 晶闸管

1 引言

目前变频控制技术比较普遍的工作机理是采用特殊制造的离合器使机械的减速机构和机械主驱动电机相连接，这种特殊制造的离合器是根据液体粘性传动机理制造完成的。这种技术的开发与应用最早可以追溯到上世纪70年代的西方发达国家。在这种零负载的工况下启动机械设备，其从初始状态达到额定速率只需要很短的时间，而系统的控制依托于相应的液压装置，逐步驱使机械的静摩擦片和动摩擦片相互趋近，从而达到传递动力的目的。

随着时代的发展，变频控制技术不光在西方国家逐步推广应用，在中国很多学者机构也开始着手研究这项技术并取得了不错的成绩。本文通过分析对比不同启动方式的优缺点，阐述工作机理，从而引出设计思想和方法。

2 重要性

随着现代工业规模的扩大和技术的发展，煤矿机械尤其是带式传送机在向大载荷、长距离、高功率、高带速、大倾角方向发展。基于物体传送过程中惯性的原因，其启动、减速及运行过程中存在许多急需解决难题，相应的技术先进的控制系统也就应运而生，解决这些难题，优化设备系统，完善控制过程。

与变频控制相对应的是硬启动方式，其工作原理简单来讲就是供电装置与电机直接相连，这种启动方式存在很多的缺点，例如在设备刚开始启动时会产生过高的电流，这种冲击电流会在电机轴承上产生很大的扭矩，甚至会超过正常扭矩的300%，促使供电装置过载，从而加大了电机的机械磨损和齿轮损耗，对其造成了很大的冲击。这种所谓的硬启动方式也是根据很多煤矿机械设备自身的特性所发展衍生的。而变频控制方式的工作机理简而言之便是使机械设备平稳启动以及稳定停车，这种可控性的实现正式由于这种启动方式的原因。和上文硬启动方式的比较，变频控制方式最大的特点便是变频控制方式拥有限制电流功能，即通常所说的限流，显而易见，这样的话便可以很好地避免过高的冲击电流对机械设备以及供电装置的冲击和机械损耗，延长设备的使用寿命和周期。在整个系统中，触发系统可以说是其最重要的也是最核心的部分，正是因为这一点，才对触发系统提出了很多严格性的要求，例如抗干扰能力，这里的干扰指的是噪声或者其他的干扰项。此外在可控硅方面也必须具有极高的操纵性和灵敏度。

由此可以看出，开发与推广煤矿机械变频控制方式技术具有重要性和必然性。

3 工作机理

煤矿机械电子变频控制装置可以有效的控制机械在启动的初期所产生的相关的负效应，比如明显的电压减低以及过大的冲击电流，根据载荷的大小智能的调节电流的大小，减小电机轴的不利扭矩，减轻机械磨损，这一点在前文中进行了相关的阐述，这样的有点不光是可以延长机械设备的使用周期，而且也可以有效的保护在实际生产过程中不可避免与机械设备相接触的操作人员，实现安全生产，也可以节约能耗，实现可持续发展，此外电子变频控制方式也具有硬启动方式无法比拟的系统优势，由于其体积小，操作方便，构造也很简单，因此故障率极低，这也是机械电子变频控制方式装置得到重视的原因之一。

对于机械硬启动方式来讲其主回路是通过普通的晶闸管作为开关，但是变频控制技术方面，大功率的晶闸管是作为主回路开关元件的首选，导通角的智能化系统控制是通过单片机的应用实现的。煤矿机械电子式变频控制装置的具体工作机理是：①在最开始的启动阶段，晶闸管的导通角逐渐升高，电机两端的电压也会随之产生变化，由此会对晶闸管的输出电压产生调节功能，当电机转速升高到启动扭矩时，启动过程便结束。②机械电子式软起动装置还具有一个关键的功能――限流，当晶闸管处于完全导通状态时，电机便会处于额定功率下工作，再加上旁路接通起的同时启动，可以有效地延长晶闸管的使用周期，此时电机进入到稳定运行状态。③当机械需要停车时，第一步是旁路接通起器的断开，这样做的直接目的是减小旁路接通器内晶闸管的导通角，这样的话电机转速归零，机械停车，处于关闭状态。启动过程如图1。

3.1 传统启动方式的阐述

煤矿领域内的常用工程机械例如带式输送机因为可靠性高、运行连续、工作效率高以及适应能力强等优点，已成为现代重载荷运输的常用设备，尤其是在煤矿采矿领域内得到广泛的重视，但是伴随着机械化工业化程度的不断提高，各种机械设备的运行功率也在不断攀升，输送机当然也不例外。在采矿机械的不断发展应用的过程中，人们发现传统的启动方式不能满足大规模生产发展的需要，归结于一点就是其无法避免的诸多缺点。在这种情况下，电子式变频控制装置的出现，很好地解决了一系列难题，因其运行稳定，体积小，故障发生率低，不光是在煤矿采矿领域内，在冶金、码头、港口领域内也达到了很好地应用。本文列举若干传统的启动方式的弊端：①故障率较高，由此引发了高昂的维修养护费，并且在启动初期在供电装置与电机之间会产生很强的冲击电流，在电机轴内会有很高的扭矩，往往会超过正常扭矩的150%，这种弊端使得其具有很大的局限性，即工作条件比较苛刻，例如无法满足井下防爆安全的要求；②启动过程中的冲击电流会对机械部件产生很大的不利影响，增加机械磨损，对供电系统造成冲击，限制了启动周期和频率；③在一些已经安装了软起动装置的相对比较现代化的煤矿机械里，在实际的生产经验来看，运行比较平稳，但是电流智能化调节无法实现，承受载荷能力也不会有很大提高。

3.2 电子式变频控制过程分析研究

电子式变频控制不仅能够保证机械装置在启动、运行以及停车过程中的平稳而且能够有效地减少冲击电流的危害，降低机械磨损，伴随着计算机技术的发展，启动过程与计算机相连，实现交互式操作智能化程度更高。由此不难发现机械电子式变频控制装置具有很大的发展潜力与发展前景。解决机械震荡以及冲击电流的不利影响的最为有效地途径便是运行前根据预定的可控曲线进行设置，分阶段慢速有序的启动机械系统，这样一来便可以解决很多动力学问题。现在简单介绍几种常用的电子式变频控制方式：①斜坡恒流：电流升高的速度越快，启动速率越高。这种方式是以一定的速率提高电流，直到预定的制定电流后，再以恒定的电流运行，直到启动阶段完成；②斜坡电压：启动电压由低到高逐步攀升，不需要闭环控制电流的过程。这种启动方式的最大优点是机理简单易懂，系统故障率低，但是缺乏对电流的控制，因此晶闸管会受到电流的冲击，使用寿命降低；③阶跃式：启动阶段加载启动扭矩，这个扭矩一般很大，这样可以有效降低负载的静摩擦力，但是这种方式的弊端是会对供电装置产生强干扰；④矩形转矩：这种启动方式相比较上述三种而言，体积较小，故障率低，结构完善紧凑，设计更加合理优化，安全措施齐全，载荷能力大。

4 煤矿机械电子式变频控制装置的设计思想与方法

4.1 硬件设计

煤矿机械电子式变频控制装置的硬件设计主要集中在电路设计上，其中主回路的控制是核心因素，关键是晶闸管的设计，连接顺序为供电装置与电动机，其中晶闸管的导通角设计也是重要的一点，前文讲到单片机技术的应用可以有效控制导通角的变化，使输出电压逐步升高直至额定电压。以采矿领域内常用的带式输送机为例，通过流程图的方式简明说明硬件设计过程，如图2。

4.2 软件设计

在电子式变频控制装置中，控制器的质量以及工作原理直接决定着控制系统的优劣，目前通常的控制器为可编程化的控制器，这种控制器的可靠性较高，可以实现系统的优化和平稳运行，整个运行系统的控制上位机通常是由电子计算机来担当，由此可见，可编程控制器以及电子计算机是关键的两个因素，需要进行相应的程序计算与设计，这种程序设计的过程优化以及结果的完备性、可靠性、准确性直接影响到机械运行的可靠性、稳定性。

具体而言，可以从以下几个方面来阐述电子式变频控制装置的软件设计：①可编程控制器往往采用面向运行过程的control language和面向问题的image language，其特点是结构简单紧凑，过程直观易懂，它的程序设计方案一般是根据流程图来实现的；②以电子计算机为上位机的计算机软件选取，伴随着现代科技的不断发展，现代计算机软件的功能也日趋强大与完善，可靠性不断提高，这些软件通常都会选择面向对象以及可视化的设计方法，同样，煤矿机械电子式变频控制装置控制系统的控制软件应该具有响应速度快、敏感度高和分析点准确、过程优化等特点，操作界面与接口模块采用不同的程序语言编写也就成了必然条件。这是软件设计里面比较重要的一步，首先要把握操作主界面的设计，要求界面简单，直观，功能齐全。

5 结束语

从目前的使用状况和调查分析来看，煤矿机械电子式变频控制装置仍然无法满足我国大规模现代化建设的需要，无法满足煤矿产值的增长需要，这不仅仅表现在数量上的缺乏以及普及度的欠缺，也表现在使用中的装置系统也存在许多缺陷，例如系统优化程度不高，程序化设计欠缺，结构紧凑度较低，故障率无法实现理论值等，这也需要我们在生产实践的过程中不断地发现问题，进而分析问题解决问题，不断完善变频控制技术，使之与生产实际相结合，提高生产率，减少风险点，更好地为我国的现代化建设服务。

[参考文献]

[1] 李润方，龚剑霞.接触问题数值方法及其在机械设计中的应用[M].重庆大学出版社，1991.2（8）：64-70.

第5篇：机械电子控制技术范文

关键字：机械电子工程 人工智能 发展

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0027-01

机械电子工程经过较长的时间达到当今的水平，是社会生产重要的支柱。而人工智能经过几十年的发展，在对信息处理分析上具备强大的能力。机械电子工程和人工智能共同丰富着人类生活。

1 机械电子工程

1.1 机械电子工程发展

机械电子工程发展初期，以人力手工作业为主，在机械电子工程发展的这一阶段，生产力由人力来决定，此时的生产力很低，无法形成批量生产。随着工业技术和管理方式的前进，机械电子工程走入了机械生产时代。这一时期机械生产以流水线的方式进行作业，在这一时期由于建立了以机械为主，人力进行辅助的生产线，生产效率明显提升，生产速度加快实现了大批量生产的目标。但是这一时期同样存在着多种弊端，虽然动力上运用了机器完成生产，但是同样需要较大的人力进行工作管理和维护，而且这一时期的生产仍然难以满足随时变化的市场需求，此时的机械电子工程在生产灵活性上表现较差[1]。随着科技的发展，机械制造和电子技术的改革，机械电子工程进入了产业化时代，生产直接面向市场，生产节奏快，技术快速发展，生产力不断提高。

1.2 机械电子工程特点

现代机械电子工程是电子技术和机械工程相互融合的学科。机械电子工程进行生产加工时运用电子计算机来进行系统操控，节省人力，机械电子产品内部复杂，科技含量高，性能优良。但是在操作上却简单易用，利于实际使用。机械电子工程中电子技术和机械工程的结合，利于机械电子工程的升级发展，不断提高效率，创造更大的经济效益。

1.3 机械电子工程未来发展趋势

目前机械电子工程发展潜力巨大，面临的技术攻关也比较多，其中集成模块化就是未来的发展趋势和要解决的难关。集成模块化就是将用于机械电子工程的接口进行统一，对于接口多、内部结构复杂的机械电子工程来说，将所有的接口统一化是一个繁琐而复杂的工程。另外，随着网络的日益发展和普遍，机械电子工程也要与网络进行联合，利用机械电子工程的优秀产品――远程控制终端，对机械电子工程进行控制和监测。另外利用家庭局域网和网络的连接，将实现家庭中的家用电器实现网络化。这样一来，在家庭中，计算机将成为“管家”，住户可以轻松的使用计算机来控制家中电器，而且，随着网络覆盖和机械电子工程的远程控制技术发展，人类甚至可以足不出户，就能完成日常所需要做的事情，比如工作、学习等。最后，机械电子工程终将走向智能化道路，目前在机械电子工程中，已经存在机器人与数控车床协同工作的案例。

2 人工智能

人工智能由多种学科结合而成，包括控制技术、信息技术、心理学等。人工智能发展时间长，17世纪世界上第一台计算器的诞生，标志着人工智能的出世。因为计算器能够进行机械计算，受到人们欢迎，计算器开始了缓慢的发展。这一时期也为人工智能的成长打下了基础。随着社会的进步，人工智能得到了人类的重视，从20世纪60年代开始，人们开始对人工智能加大力度研究，但是由于科技水平有限，人工智能研究始终不能脱离简单映射，人工智能前进脚步并不大。

70年代后，人工智能的发展迎来了契机。当时众多知识工程的触及面涉入人工智能领域，这使得人工智能得到很好的发展机会。随之而来的互联网发展和普及，对人工智能产生了巨大影响。人工智能在互联网的影响下得到了革命性的改变，并为人类提供了更好的服务。如今的人工智能在人们进行交流沟通中起到重要作用，不断丰富着人们的生活，而且人工智能技术正在创造着愈来愈多的经济利益。

3 机械电子工程和人工智能

机械电子工程在操控上由机械电子系统完成，但是机械电子系统存在不稳定性。特别是在进行大量数据演算分析上，存在着漏洞不能令人满意。机械电子工程因为由电子系统操控，人力需求小且生产能力强，本可以有巨大的发展空间，却由于电子系统在复杂运算上存在不稳定性，而当今社会需要数据处理能力出众的系统，这样一来就在机械电子工程的适用范围上有了限制，不利于机械电子工程的长期发展[2]。

人工智能建立处理信息系统上主要分为神经网络系统和模糊推理系统，这两种系统的建立都是以对人脑的模拟来实现的。其中，神经网络系统模拟了人脑结构，神经网络系统职责主要是对数字信号进行精确分析并得出参数值，神经网系统在对输入信息进行处理时，神经网络内部的神经元建立有固定联系，会对传入信息进行大量的计算。模糊推理系统则是模拟了人脑的功能，其职责是用于分析传入的语言信息，由于内部结构的连接不固定，因此模糊推理系统的计算量小于神经网络系统。

通过对机械电子工程系统和人工智能系统的分析，能够发现两者若是建立联系，必定能够产生良好的效果。人工智能系统在机械电子工程中运用，将直接提升机械电子工程系统在数字处理和分析方面的能力[3]。机械电子工程在设计工作上要与人工智能进行合作，使两种系统更好地匹配，进而利于机械电子工程的工作和数据处理。在推进机械电子工程发展和前进同时，人工智能也在得到进步。机械电子工程和人工智能的结合对两者都起到了推进作用。应促进机械电子工程和人工智能的结合，使机械电子工程和人工智能相互发展，共同进步，创造人类的美好生活。

4 结语

将机械电子工程和人工智能进行结合，发挥两者优势，为社会的前进增添动力，相关研究者应该承担职责。作为从事机械电子工程和人工智能研究工作的专家人员，除了加深研究外，还有注重广度的延伸，将机械电子工程和人工智能的范围扩大，不但能够使两者得到发展，还能为其他领域的研究提供帮助，实现共同发展。

参考文献

[1] 王琪.机械电子工程与人工智能的关系探究[J].科技传播，2012（1）：114-115.

第6篇：机械电子控制技术范文

关键词：软启动；原理；控制系统

Abstract: all aspects of economic development is inseparable from the mechanical and electronic industry, although the rapid development of mechanical electronics industry has made gratifying achievements. But along with the economic transformation and upgrade of thorough, mechanical and electronic industry faces many problems and bottleneck, the author mainly in the soft start to mechanical and electronic technology related to the application of shallow problems.

Keywords: soft start; Principle; Control system

中图分类号：U264.91+1文献标识码： A 文章编号：

引言

机械电子系统的概念，机械电子系统就是将机械学、 电子学、 信息技术、 计算机技术、 控制技术等有机融合而形成的一门综合性的系统。机械电子系统是由日本的一位学者提出来的，它包含了技术和产品两个方面的内容：机电一体化技术就是指技术基础、 技术原理在内的、 使机电一体化产品或系统得到实现 、 使用和发展的技术。而机电一体化产品是指采用机电一体化技术． 产品的机械系统与微电子系统相互置换或有机结合而构成新的系统、 且赋予其新的功能和性能的新一代产品。可以说无论从哪个角度说机械电子系统都不是单一的一个技术或系统 ， 而是多个学科、 领域组成的多层次的、 多种类的系统集成。它被广泛应用于各类机电产品的研发、 设计和制造工作。机械电子行业主要包括发展电子信息产业 、 机械和机电融合先进制造业、 发展节能环保产业和发展优势特色装备产业等行业 。 机械电子产品已经渗透到我们日常工作生活的每一个角落，经济发展的方方面面都离不开机械电子的影子。

1软起动装置组成

机械电子式软起动装置由机械传动系统与控制系统两部分组成。机械传动系统由主电机、调速电机和差动轮系等构成；控制系统由计算机、可编程序控制器、变频器等组成。该装置系统如图1所示。

图1机械电子软起动装置系统框图

2机械电子式软起动装置工作原理

传动系统原理如图2所示，主要由差动行星轮减速机构、蜗轮蜗杆机构组成。主电机9

用于驱动差动行星齿轮减速机构，以便驱动负载。在起动、停车的过程中，通过对调速电机8的转速进行控制，使差动行星机构差动传动，达到对输出轴无级调速的目的。

图2中主电机9的输出轴与行星齿轮传动机构的输入轴a相连，将驱动力输入行星传动机构。输入轴a的另一端连接齿轮1，通过齿轮2与中心轮3的输入轴b相连，中心轮3经行星轮4和内齿圈5驱动行星架H，通过输出轴C将动力输出。调速电机8为小功率电机，经过蜗轮蜗杆传动，起控制速度(速度合成)的作用，用于控制内齿圈5的转速，并通过对内齿圈5的转速控制，最终实现对输出轴的转速控制，其功率主要消耗在软起动和软停车过程中对差动的内齿圈的速度控制上。在设计过程中，蜗杆设计为单头蜗杆。在调速电机起动后，通过蜗轮蜗杆正行程实现减速，带动轮系的其它元件转动。在运动的控制端，由于系统选用螺旋升角远小于摩擦角的传动，在主电机传动过程中，蜗轮为主动构件，不能使从动的蜗杆回转，机构出现自锁，调速电机不转动。利用蜗轮蜗杆反行程出现自锁，达到控制调速电机随时起停的目的。反行程具有的自锁特性常用于重型机械的起动过程，以达到安全可靠的目的。预起动时，首先通过PLC与变频器之间的通信启动调速电机，此时机械电子式软起动装置是一个单输入(内齿圈5)双输出(中心轮3和行星架H)的两自由度机构。由于减速器输出轴上的负载通常远大于与主电机输入轴相连的惯性负载，来自调速电机的动力无法驱动行星架转动，使得传动系统实际上成为一个行星架H不动的定轴轮系。调速电机的动力经蜗轮蜗杆机构和齿轮传动机构将驱动主电机的转子转动，并使其逐步达到主电机的预期转速如空载转速。此后，控制系统接通主电机的电源，主电机的转子转速已达到预期值，不需再对主电机的转子进行加速，故在接通主电机电源后，主电机启动电流非常小(理论上为零)，主电机实现空载起动。这时，主电机和调速电机均处于空载工作状态，传动系统成为一个行星架(输出轴)转速为零的差动行星轮系。

图2机械传动系统原理图

主电机空载起动完成后，通过控制变频器的输出频率，使调速电机按照预设曲线缓慢减速，通过蜗轮蜗杆传动，调节内齿圈5的转速，将来自主电机的动力逐渐施加到与输出轴相连的机械设备上，随着调速电机的速度的降低，减速器输出轴的转速以所要求的速度曲线平稳输出，最终达到额定工作速度。通过主电机与调速电机的速度合成，该传动系统可以在相当大的范围内实现无级调速，并能长期稳定地工作在低速状态之下，同时使主电机的起动电流和输送带的起动张力控制在允许范围内，从而实现系统的软起动。

3控制系统

（1）结构组成

控制系统的结构由上位计算机、变频器、可编程控制器(PLC)等组成，如图3所示。为了实现对工作仪器的保护，将变频器、可编程控制器、传感器等安装在控制柜内。执行机构为异步电动机、差动行星减速机构，控制对象为带式输送机。控制系统在结构上为主从式二级控制，其中计算机为主，PLC为从。在完成控制系统的软件设计后，计算机通过与PLC之间的通讯将控制程序下装至PLC。计算机作为工业控制主机，担负着对PLC程序的在线修改、信号采集、数据记录与处理和控制输出等任务，而大量的循序动作的处理则交由PLC处理。

图3机械电子式软起动装置的控制系统框图

(2)控制系统原理

控制系统工作时，PLC得电启动，在启动调速电机的过程中，PLC通过控制变频器的输出频率来控制调速电机转速，使其按照设定升速规律达到预定转速。在其达到预定转速后，PLC通过接触器接通主电机电源，主电机启动，由于差动轮系的速度合成，负载端无输出。当负载起动时在PLC的控制下调速电机按设定规律减速，负载缓慢输出直至达到工作转速。负载软停车时，PLC控制变频器的输出频率使调速电机按设定曲线加速，主电机继续按额定转速工作，通过速度合成，负载缓慢递减为零。当系统完全停车时，PLC将与主电机相连接触器断开，主电机停止，然后切断调速电机的电源，系统完全停车。

4控制系统数学模型

以主电机的输出轴为研究对象时，根据其力矩平衡方程：

Jeqw+beqw+Ktl=Tm

式中：．K―负载扭矩传递系数，

由拉普拉斯变换可得：Tm(s)-LTL-beqw(s)=Jeqsw(s)

式中：Tm(s)―为电动机的输出转矩；TL负载转矩。

5结束语

(1)系统的动态响应速度快，能较准确反映电机输出的特性。

第7篇：机械电子控制技术范文

关键词：机械技术；电子技术；机械电子技术；发展趋势

中图分类号：TH-39文章编号：1009-797X(2015)24-0079-02文献标识码：A

作者简介：王爱民（1966-），男，硕士学历，副教授，研究方向为机械工程

现代社会，产业的信息化已然成为大势所趋，尤其是在全球一体化不断深入的当前，国家科技与信息化的发展水平已经成为衡量一国实力的重要指标，因此加大现代科学技术研究成为各国争相开展的重要课题。我国的机械技术和电子技术起步并不晚，一直紧随国际主流，然而现代社会的多元化进步，决定了传统机械技术与电子技术的各自为战已难以满足现代化机械制造业的发展需要，科学技术发展的智能化需求也不断提高着对于传统技术的要求，机械电子技术因此整合而生。为了更好地适应社会当前对于机械制造技术的需求，加强对机械电子技术水平提升的科研工作势在必行。新时期，机械电子技术的发展为现代机械制造业提供了相当的优势，其现代化的发展趋势已经势不可挡。因此，进一步研究机械电子技术的现代化发展趋势有利于为该技术的发展引出更为明确的方向，具有积极的现实指导意义。

1机械电子技术概述

机械电子技术，始于机械技术和电子技术两个分支领域的整合。应现代化社会的发展需要，机械制造行业于近些年获得了显著发展，在该行业领域当中，一直是以电子技术为主导，实现着对机械功能、动力、信息化处理与操作控制等方面的管理。为了更好地服务于现代化的机械制造，对机械装置进行电子化的技术调整成为一个新的思路，加之与计算机软件的结合，成为了新的机械电子系统。并且，随着该整合技术应用范围的不断拓展，逐渐形成了一门自成体系的系统化学科[1]。机械电子技术发展至今，在各项新技术与计算机互联网的支撑作用下，正在不断填充着更多的新内容，现代研究中关于机械电子技术的严格定义未见统一，本文认为其可以做如下概括：即立足于电子技术，将其他分支技术包括机械技术、微电子技术、现代信息技术、智能化控制技术、计算机技术、传感器技术、网络技术、接口技术和信息转换技术等集成一体，根据切实的需求而实现对机械制造加工目标的定位，并于确保安全可靠的前提下提升整个工作效率的功能系统，便是机械电子系统，该技术则是机械电子技术。

2机械电子技术的发展现状

分析可知，国际中关于机械电子技术研究的最新阶段始于20世纪90年代末期，机械电子技术的突破式发展主要是依赖于光学、通信等技术，机械电子技术也生成了光机械电子与微电子机械等分支。我国关于机械电子技术的研究始于20世纪80年代，在当时国务院的带领下，机械电子技术开始逐渐受到了越来越多的重视，该专业也逐渐成为了独立学科深入到了各高校当中。随着时间的发展与现代诸多行业领域的切实需要，机械电子技术在21世纪之后便开始急速发展，无论是研究理论或者是技术实践，均取得了良好的成绩[2]。

3机械电子技术的现代化发展趋势

机械电子技术的发展，核心力量就在于现代科学技术水平的不断提升。作为一个全新的应用技术，机械电子技术于机械设备应用中的现实作用至关重要，且具有着无可替代的作用。同时，鉴于机械电子技术本身所具有的技术覆盖范围，对其他技术的依赖程度也就可想而知，发展趋势自然显而易见。

3.1智能化

现代科学技术的一个最大优势主要就在于提升各个行业领域工作效率的同时能够通过多种技术的整合实现智能化。机械电子技术的现代化发展，需要以智能化作为主要方向[3]。以当前广泛应用的CNC数控机床为例，其就能够通过智能化接口的联通在计算机技术的辅助下实现智能的人机对话功能，由此可以成为机械电子技术发展的有效助力。

3.2数字化

在计算机与互联网的作用下，数字化技术已经越来越多地应用到各个行业领域当中。在机械电子技术中，数字化技术的融合优势在于能够更好地保证软件应用的可靠性，并且具有着智能化的自我修复与诊断功能，可操作性强。在网络的驱动作用下，数字化技术也可实现机械电子技术的远程控制。

3.3网络化

监控技术成为了网络普及之后电子技术应用的一大突破，机械电子技术产品在监控技术当中更是一个必不可少的应用，主要是进行远程控制的终端设备。此技术的应用决定了现代技术的机电一体化融合，为现代人们带来了诸多的高科技成果。

3.4模块化

技术的普及，使机械电子产品越发多元化，不同的机械电子产品具有不同的单元模块，对于接口的需求也不尽相同[4]。除此之外，动力驱动单元的控制也是实现机电一体化技术的前提。因此，机械电子技术可以从此方面加大科研力度，以加快电子产品的更新频率。

3.5集成化

机械电子技术的生成，是多种技术相互整合与渗透的结果，在技术的复合与优化共同作用下，服务于现代制造业生产过程中对于产品的多品种、小批量的柔性需求，在对整个系统进行必要的分层之后，分散系统的各个不同功能，并在确保机械正常运转的前提下联系各个层次的系统，提升整个系统的功能与性能。

3.6信息化

随着信息产业和智能产业将成为社会的主导产业，机械电子技术、机械制造也将是由信息主导的，并采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理方式的全新的机械制造业。

4结论

综上所述，在当前的信息化时代，所有技术的进步都是一个更新换代的过程，技术体系需要进行不断的创新，才能满足现代社会发展的切实需求。机械电子技术的现代化发展，需要同机械设备相辅相成，唯有充分结合当今国际最为先进的各类技术，才能确保机械电子技术理论的不断充实，进而推动技术水平的不断提升。

参考文献：

[1]王烜钦．机械电子技术的发展现状及未来趋势分析[J]．电子技术与软件工程，2015（02）：122.

[2]闫梅，刘嘉文，张振．电子工程技术的现代化发展探究[J]．现代工业经济和信息化，2015（16）：115~117.

[3]赵雪，曹国庆．计算机与机械电子技术的融合发展思考[J]．电子世界，2014（10）：362~363．

第8篇：机械电子控制技术范文

关键词 计算机技术 机电一体化 生产应用

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。

一、计算机技术与机电控制技术的发展概况

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。

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，且越来越被广泛地应用到各生产领域。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。

二、机电一体化的发展及在工业上的广泛应用

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.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。准确无误地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。

三、结束语

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.

[4]杨明等.机电一体化的研究现状及发展趋势.农机化研究，2006.

第9篇：机械电子控制技术范文

关键词：计算机技术 机电一体化 生产应用

现代科学技术的发展极大地推动了铝电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、铝电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。

一、计算机技术与机电控制技术的发展概况

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。

2.铝电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铝电机械控制实践。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，同时将铝电机械、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。

二、机电一体化的发展及在工业上的广泛应用

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，将铝电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，综合运用铝电机械技术、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。

2.计算机在铝电机械和电子控制产业的应用实例

计算机技术和铝电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实现了铝电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、重复的铝电机械工作由机器人（也称铝电机械手）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铝电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、铝电机械、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铝电机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的铝电机械编织动作，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，以铝电机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是铝电机械工业发展的必然趋势。

在铝电机械生产领域，电子技术和计算机技术的融入发展，机电一体化的形成是铝电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.工程铝电机械与控制技术[M].筑路铝电机械与施工铝电机械化，2007.

[2]马增强，等.数据采集系统的研究[J].微计算机信息，1998.

[3]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[N].赤峰学院学报，2007.

[4]杨明，等.机电一体化的研究现状及发展趋势[J].农机化研究，2006.