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    机电一体化定义概述

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    点击次数:更新时间:2018-05-09 11:05:53

    (1) 机电一体化定义

    机电一体化技术是20世纪50年代以来,随着电子技术?计算机技术,特别是微电子技术和信息技术的发展而发展起来的新技术?机电一体化技术是机械技术同微电子技术和信息技术有机结合而成的一种高级综合性技术?

      本出于对机械发展新阶段的敏感,日本在20世纪70年代提出了机电一体化词( Mechatronics)?它是取英语 Mechanics(机械学)的前半部和 Electron1cs(电子学)的后半部拼合而成的,字面上表示机械学和电子学两个学科的综合,在我国通常称为机电一体化或机械电子学,但是机电一体化并不是机械技术和电子技术的简单叠加,而是具有自身体系的新型学科。

    目前,世界各国对机电一体化技术都有自己的认识,机电一体化这一术语尚无统一的定义?在日本具有普遍性的一种定义为:“在机械的主功能?动力功能?信息和控制功能上引进了电子技术,并将机械装置与电子设备以及软件等有机结合而成系统的总称”;在美国的定义则为:“由计算机信息网络协调与控制的,用于完成包括机械力?运动和能量流等动力学任务的机电部件相互联系的系统”;在我国对机电一体化的一种认识是:“在机械产品的基础上应用微电子技术和计算机技术产生出来的新一代的电子产品”,这种认识的核心是“机电一体化产品必须是由计算机控制的伺服系统”?尽管上述各种定义或认识在内容上各不相同但它们的共同点都是强调了机电一体化技术中必须包含“由电子设备尤其是计算机进行控制”这一内容?由此可见控制技术在机电一体化产品中的应用是非常重要的,控制系统的设计是否合理将直接影响机电产品的质量。

    (2) 机电控制系统的定义

    一切相互作用的事物,我们都可以将之称为系统?机械电子系统是由机械系统和电气系统组成的,通常也称为机电控制系统,简称机电系统?机电系统强调机械技术与电子技术的有机结合,强调系统各环节之间的协调与匹配,以便达到系统整体最佳的目标?机电系统的核心是机电控制系统。

    当今的机电控制系统所采用的控制技术已是微电子技术?电子电力技术?计算机技术?信息处理技术?检测技术?过程控制?伺服传动?精密机械及自动控制技术等相互交叉和渗透?有机结合的一种综合性技术?应用不同的控制技术可以开发出各式各样的机电系统,衡量一个机电系统的优劣,很大程度上取决于系统所采用的控制技术。

    目前机电系统已应用到工业?军事和民用的各个领域,机电控制技术所应用的制造工业,已由最初的离散型制造业拓宽到连续性流程工业和混合型制造工业和混合型制造工业。

     

    机电一体化控制技术的产生与发展

    一作为机电系统核心的控制技术,是伴随着机电一体化技术的发展而发展的机电一体化是机械?电子?计算机和自动控制等技术有机结合的一门复合技术其产生?发展又与自动化技术的发展密切相关?

    早在第二次世界大战之前就已经出现了行之有效的控制装置,如锅炉供水的水位调节装置以及转速?流量?压力和温度调节器等?第二次世界大战中后期,由于军事装备的需要,自动控制技术得到了飞速的发展?第二次世界大战之后,电子计算机的出现,特别是到了20世纪50年代,人们就想把国防和电子技术这些新成就转用于工业,50年代后期,这些成就在美国的化学工业中取得了一定程度的成功,控制技术进入到自动化的定向时期?70年代初期,出现了微型计算机之后,随着系统硬件费用急剧下降?体积缩小?可靠性提高?运算速度加快以及较容易实现更先进和较复杂的控制算法,使计算机用于控制系统的技术日趋成熟?广泛?同时它又促进了自动控制理论在深度和广度上更进一步的发展,使计算机控制技术更趋于完善与深化,从单一过程?单一对象的局部控制发展到对整个生产流程?整个车间甚至整个工厂的大规模复杂控制,并逐步向智能化方向发展,控制技术进入了系统自动化的时代?80年代则是控制技术的综合自动化时期?这一时期出现了便于产品更新换代,提高市场竞争能力,适合中?小批量生产的柔性制造系统(FMS)与机电一体化产品?

    机电一体化技术的产生并不是孤立的,它是以信息论?控制论和系统论为理论基础和方法论,与其中相关的各种技术相互作用?互相渗透的结果?机电一体化得以发展的根本原因,在于生产的发展和科学技术的进步,其中特别是控制技术和计算机科学的发展起了重要的作用?随着电子技术?自动化技术?计算机技术的不断发展,机电一体化技术体系必将不断发展和完善?因此,可以说机电一体化技术的产生既是微电子技术与自动化技术发展的结果,又是信息论?控制论和系统工程付诸生产实践的结果?

      目前,机电一体化技术思想已被世界各国普遍接受和采用,在世界范围内各国掀起的机电一体化热潮正在蓬勃兴起,并已渗透到国民经济?社会生活的各个领域?



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