机电控制系统自动控制技术与一体化设计

机电控制系统自动控制技术与一体化设计

孙超

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　摘    要：现代科技不断提升，在机电控制系统领域投入的科技水平也越来越高。目前逐渐采用机电控制系统与机电一体化产品设计技术，这一方面的技术应用已逐渐推广到多个相关领域，取得极大成效。
　　关键词：机电控制系统;机电一体化;产品设计
　　经济的发展，对于行业的发展而言两者联系紧密。我国的工业起步的比较晚，二十世纪初我们处于半殖民地半封建社会的状态，在这一方面非常的落后，直到二十世纪九十年代，我国的工业才取得了很大的进步。经过长期的发展，我们取得了很大的成绩，但是在发展的过程中出现了很多的问题，这些问题的出现对于行业的发展起到了很大的阻碍作用，只有不断地总结这些问题，然后解决问题，更多地融入科学技术，只有这样行业才会从根本上解决问题。

1 概述机电控制系统和自动控制技术
　　1.1 机电控制系统
　　机电控制系统的核心元素是控制，在无人操作的状态下，控制装置可以根据设计方案指令控制管理机械设备，完成指定的任务。机电控制系统可以联系控制器和设备等部件，在这个过程中利用了微电子技术和信息处理技术以及通信技术等，因此机电控制技术融合各种技术。近些年我国不断提升计算机信息技术水平，进一步发展了机电控制系统，在生产制造领域广泛利用机电控制系统。
　　1.2 自动控制技术
　　自动控制技术主要利用控制器控制设备和产品，使产品和设备可以根据规律进行运动。自动控制技术利用自动控制的原理，有效关联机械和电器以及设备等，可以完成任务。传统的自动控制技术利用精确数学模型，在信息化和智能化技术的支持下，智能控制系统开始占据主流，在多个方面领域都开始广泛利用。自动控制技术的作用比较大，直接影响到产品的精度和加工效率等方面，此外机电控制技术居于工程化和实用化等特征，在未来具有良好的发展空间。
　　1.3自动控制原理
　　自动控制技术的应用离不开自动控制原理。这是因为，自动控制技术只是技术上的一种方式，而自动控制原理则是自动控制技术的理论基础。从当前自动控制原理的研究情况来看，主要包含两种理论，分别是现代控制理论和经典控制理论。经典控制理论研究的是单变量、线性、不变量的系统。该理论的研究通常需要数学工具拉普拉斯变换、数学方法函数传递的支持，并以此对整个系统进行详细的分析。而现代控制理论的研究通常针对的是非线性、多变量的系统。需要的数学工具包括线性代数、矩阵论和集合论。该理论的研究优势在于能够对整个系统的状态进行详细的分析，从而预测系统下一步可能发生的状态，以此实现更强的系统控制，确保生产的安全性与稳定性。
　　1.4 机电控制系统自动控制技术的应用
　　在机电控制装备当中利用：自动控制技术利用控制程序，根据计算机的指令统一进行机电控制。其中自动控制器发挥着重要的作用，执行设计的控制参数，动态跟踪整体运行情况，实时输送数据，实现了机电控制系统的自动化和智能化。因此当今很多机电企业都开始广泛利用PLC控制器，可以进一步提高工作效率和安全系数，缩小机电故障范围，降低生产成本，保障产品的质量，进一步扩大生产效益。
　　2 机电一体化设计措施
　　2.1 设计方案
　　机电控制系统一体化设计对于提高生产效率和生产质 量有着十分重要的作用。因此，工业化改革必须要强化一体 化设计。而机电控制系统一体化设计并不是随意就能够完 成。在设计过程中，设计人员需要对机电系统本身特性、系 统结構、产品功能等有深入的了解，并充分考虑到生产的实 际需求，这样才能设计出对生产有利的一体化系统。除此之 外，整个系统必须要具备模块化、智能化、网络化、微型化 以及人格化的特点。这样一来，才能保障机电控制系统的正 常工作，同时进一步提高系统性能。最后，设计人员一定要 注重功能模组的优化配置，确保不同功能板块不会产生矛 盾冲突。只有这样，才能保障系统的一体化、整体化，为生产 提供更多帮助。
　　2.2 设计方法
　　取代设计法：利用电子线路控制电子产品。在传统的电子产品控制过程中，通常都是利用机械式控制方式，这种任务完成方式比较单一，无法全面的掌握产品情况，导致产品的使用率比较低。利用电子线路可以利用计算机和控制器等，结合电子线路和机械控制，利用变速装备取代原有的控制器，这样一来机械结构和工作程序可以变得更加简单，也实现了一体化设计，可以提高产品设计质量，突出产品的实用性，因此机电企业需要大力引进这种新技术，进一步发展企业经济。
　　整体设计法：结合电子方面和机械设备，利用二者结合实现整体化设计，顺利落实机电的一体化设计。在机电一体化设计当中需要注重新型理念，保障机电产品的整体质量，提高其使用性能。利用整体设计法可以整合机械设备技术和电子技术，形成整体结构，创新机电产品设计过程，利用创新的设计理念，促进机电行业的可持续性发展。

　　组合设计法：有效组合机械产品的各种标准功能模块，利用控制器对于各个模块的关系进行协调，形成一体化的机电系统。例如在设计数控机床的过程中，需要分析伺服驱动和数控以及相关机械装置，将各个部分有效整合，可以实现数控车床多项功能于一体。在设计机电一体化的时候，不能单纯考虑一体化设计的优势，还要注重企业的投资成本。例如某个机电企业引进了新型机电设备，但是控制器却没有因此更换，这样是无法提高产品质量和生产效率的，因此在设计过程中，需要根据企业情况，选择最佳组合方式，提高企业的经济效益。利用整体组合方式具有更大的优势，不仅可以提高生产效率，还可以保障产品质量，节省企业成本，对于后期的维修和使用等都会提供很大的便利。
　　3种一体化设计法的差异：从3种一体化设计法的实际应用情况来看，3种方法存在不同的优势，能够应用在不同领域。组合法的优势在于能够实现不同的功能，同时由于是不同的现有功能模块组合而成，因此相比其他设计法所需的时间较短，比较适合应用于数控机床方面。而取代法的优势则在于能够简化传统的机械结构，在提高机械运行效率和质量的同时也能够降低机械维护成本，以此为企业带来更大的经济效益。相比起组合法与整体法，取代法比较适合应用于电子化产品的生产。与组合法和取代法不同的是，整体法从整个技术和设计上来说，更加新颖并且富有创新精神。整体法适合用于各个领域的生产，对于改善工业生产现场，提高社会生产力有着十分重要的作用。当然，在实际的应用过程中还需要根据实际的生产状况来挑选合适的一体化设计方法，这样才能进一步加强机电控制系统的一体化设计工作。
　　3 结束语
　　机电控制系统是工业生产中不可缺少的一部分。而一体化设计与机电控制系统有着十分紧密的联系，并且直接关系 到企业的生产质量和生产效率。因此机电企业需要深入了解机电一体化设计，将自身的优势充分的发挥出来，积极转变经济发展模式，全面开展机电生产工作，提高产品的质量和施工效率，节省企业成本。
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