机电一体化的定义
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机电一体化的定义范文第1篇
关键词：单塔一体化脱硫除尘技术；管束式除尘器；吸收塔；近零排放；湍流器 文献标识码：A
中图分类号：X773 文章编号：1009-2374（2016）16-0085-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.16.041
1 项目背景
定州电厂一期烟气脱硫工程由川崎公司供货。采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，吸收塔设置三层喷淋层，并设置增压风机及GGH。两套脱硫装置可处理#1、#2两台炉的全部烟气。原设计按照FGD入口SO2浓度为1576mg/Nm3（标态、干基、6%氧）时，脱硫效率95%设计。目前，定州电厂实际来煤与设计煤质较为接近，实测#1、#2机组FGD出口SO2浓度分别为51mg/Nm3及76mg/Nm3。因此，定州电厂目前的脱硫设施可达到95%的脱硫设计效率，但尚不满足国华电力集团的绿色发电低于35mg/Nm3的SO2排放标准要求。
为贯彻神华集团提出的“1245”能源发展战略，国华公司于2015年02月《国华电力高品质绿色发电计划》（2015版国华电环[2015]1号），对2015年的绿色发电改造做出了具体的部署和要求，其中对地处京津冀腹地的定州电厂一期两台机组提出了更高的绿色发电改造要求，即：烟尘≤1mg/Nm3，SO2和氮氧化物达到燃机排放标准的一半（SO2≤17.5mg/Nm3，NOX≤50mg/Nm3）。
经过系列考察，基于对脱硫、除尘的环保要求，保证长期的环保需求，定州电厂最终确定采用单塔一体化脱硫除尘技术。
2 工程概况
图1 原有烟气系统示意图
定州电厂一期工程两台机组分别于2004年4月及9月投运发电。一期烟气脱硫工程由川崎公司供货。采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，吸收塔设置三层喷淋层，并设置增压风机及GGH。两套脱硫装置可处理#1、#2两台炉的全部烟气。原设计按照FGD入口SO2浓度为1576mg/Nm3（标态、干基、6%氧）时，脱硫效率95%设计。
原脱硫系统采用单塔处理一台600MW机组锅炉的烟气。待处理的烟气从吸收塔底部从下向上与喷淋的石灰石浆液逆向接触。吸收塔下部为反应池，反应池设有侧进式搅拌器或脉冲设备，以保持固体颗粒悬浮；在吸收塔的顶部设有两级除雾器，用来除去出口烟气中的雾珠，使离开吸收塔的脱硫烟气中含水量降低至75mg/Nm3以下；吸收塔设置3台浆液循环泵，以保证气液两相充分接触，提高SO2的吸收效率。设置2台氧化风机，1运1备，将空气送入反应池，将浆液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-，达到使浆液充分氧化的目的。设2台石膏浆液排出泵，1运1备，将氧化后生成的石膏从吸收塔排出，进入石膏脱水系统。
目前，定州电厂实际来煤与设计煤质较为接近，实测FGD出口SO2浓度如下：
因此，定州电厂目前的脱硫设施可达到95%的脱硫设计效率，但尚不满足国华电力集团的绿色发电低于
35mg/Nm3的SO2排放标准要求。
3 改造技术方案
烟气系统改造改造后，取消增压风机，相应的烟气阻力由两台50%容量引风机克服。原来的两台静叶可调轴流引风机更换为双级动叶调节轴流式引风机。
吸收塔后增加一台湿式电除尘器，吸收塔出口净烟气经湿式电除尘器除尘后进入“主烟道”，然后从烟囱排出。旁路挡板门及其配套系统全部拆除。
原有脱硫塔为折返塔，本次改造对吸收塔地改造内容简述如下：（1）拆除原吸收塔内件，包括隔板、喷淋层支撑梁、导流装置等；（2）拆除原入口、出口烟道并进行封堵；（3）在入口烟道与最低一层喷淋层之间增加旋汇耦合器（湍流器）一套，喷淋层四层、在最上顶层喷淋层上部增加管束式除尘装置一套等其他内件；（4）拆除原先塔内喷枪氧化方式，增加新的喷枪式氧化装置一套；（5）改造原吸收塔平台、爬梯及管口、人孔安装孔等；（6）拆除原有4台流量为8000m3/h的循环泵，设置4台流量为9000m3/h的循环泵，扬程为23.1/24.9/26.7/27.6m；（7）改造后吸收塔喷淋区直径为17.6m，浆池直径为17.6m，操作液位为7.0m；（8）本项目氧化空气系统采用喷枪式。拆除原有氧化风机，并将新的氧化风机布置在原有位置，即出口烟道下部。每台机组设置两台氧化风机，一运一备。氧化风机采用离心风机，风机流量Q=8250Nm3/h，扬程为76kPa；（9）拆除原有石膏排出泵，并将新泵布置在原有位置。每塔设置两台石膏排出泵，一运一备。石膏排出泵采用卧式离心泵，流量Q=170m3/h，扬程为65m。
4 改造技术特点
4.1 高效旋汇耦合脱硫除尘技术
引风机出口烟气进入吸收塔，经过高效旋汇耦合装置，利用流体动力学原理，形成强大的可控湍流空间，使气液固三相充分接触，提高传质效率，同时液气比比同类技术低30%，实现第一步的高效脱硫和除尘。
烟气与喷淋浆液旋转剧烈接触，浆液液面快速更新，传质和传热效果迅速，具有脱硫作用，同时烟气被浆液洗涤，具有除尘效果高脱硫、除尘效率。
经过湍流器后促使吸收塔内烟气均布，有效避免了空塔喷淋气流分布不均、喷淋层失效的问题。烟气快速降温，增强喷淋层的吸收效果。湍流塔液气比远低于空塔喷淋塔，虽然湍流器会增加阻力使引风机的电耗增加，由于浆液循环量大幅降低，脱硫系统综合电耗比空塔喷淋低8%～20%。
稳定性强，烟气进入吸收塔后，在湍流器中由层流变成湍流，气液固充分接触。烟气湍流上升，反而系统不易结垢。湍流塔更适合煤质硫含量宽泛波动的机组，保证脱硫效率，可靠性高。
4.2 高效节能喷淋技术
优化喷淋层结构，改变喷嘴布置方式，提高单层浆液覆盖率达到300%以上，增大化学吸收反应所需表面积，完成第二步的洗涤，烟气经高效旋汇耦合装置和高效节能喷淋装置2次洗涤反应，两次脱硫效率的叠加，可实现烟气中二氧化硫降低至35mg/Nm3以下。
设计了防壁流装置，避免气液短路。
4.3 离心管束式除尘技术
除雾器是依靠烟气中液滴的惯性作用和重力作用为工作原理。设计流速一般选定在3.5～5.5m/s之间。折返式除雾器的工作原理及运行流速决定了无法除去细小液滴，无法捕悉粒径小于15μm的细小液滴，即使多层屋脊式除雾器也实现不了出口尘浓度5mg/Nm3。而目前控制脱硫塔出口5mg/Nm3的尘排放浓度就是控制对细小粉尘和
经高效脱硫及初步除尘后的烟气向上经离心管束式除尘装置进一步完成高效除尘除雾过程，离心管束式除尘装置由分离器、增速器、导流环、汇流环及管束等构成。
烟气在一级分离器作用下使气流高速旋转，液滴在壁面形成一定厚度的动态液膜，烟气携带的细颗粒灰尘及液滴持续被液膜捕获吸收，连续旋转上升的烟气经增速器调整后再经二级分离器去除微细颗粒物及液滴。同时在增速器和分离器叶片表面形成较厚的液膜，会在高速气流的作用下发生“散水”现象，大量的大液滴从叶片表面被抛洒出来，穿过液滴层的细小液滴被捕获，大液滴变大后被筒壁液膜捕获吸收，实现对细小雾滴的脱除。最后经过汇流环排出，实现烟尘低于5mg/Nm3超净脱除。
由上面的图片可以看到单塔一体化脱硫除尘技术对微细颗粒物的捕集效果显著，对粉尘、酸雾、气溶胶、PM2.5等多污染物进行协同治理的能力高。
5 应用效果
改造后，经河北省环境监测中心站进行了性能测试，在各污染物治理设施正常运行的情况下，1号烟尘≤1mg/Nm3，SO2≤17.5mg/Nm3，达到了超净排放，这使1号机组成为京津冀区域内又一台实现“近零排放”的600兆瓦等级燃煤机组。
6 结语
湿法脱硫是我国的主流工艺，同时经过多年的运行，脱硫装置和设备损坏严重，可利用率低。多种因素的影响迫使电厂必须对原有脱硫装置进行增容改造，但是很多电厂却面临着改造工期短、改造现场空间有限、成本等很多客观条件的限制，所以选择一款烟气治理技术产品需要有长远的眼光，不能仅局限于当下的问题，还要充分地考虑这些都能很好地适应我国未来越来越严峻的环保趋势。而以单塔一体化脱硫除尘在定州电厂的成功应用，为目前主流燃煤机组的环保改造提供了一个新的选择。
参考文献
[1] 朱治利.石灰石-石膏湿法脱硫技术中的问题[J].四川电力技术，2002，（4）.
机电一体化的定义范文第2篇
关键词：机电一体化；计算机控制；传感器
1 机电一体化的概念
人类从使用简单工具到现代的机器发生了巨大的变化。特别是计算机控制技术出现以后，传统机械又有了一个飞跃。
机器应该是机械和电器的合成。传统的机械工程和自动控制工程从专业学习到工程设计应该一体化。目前，关于机电一体化的定义与概念，许多书籍都是根据国外书籍的定义和概念而引用。对于国外的概念基本强调机器人跟数控机床的概念。虽然，机器人和数控机床是机电一体化中具有一定代表性的产品，但绝非是机电一体化的全部内容，机械的内容很多：化工机械、轻工机械、重工机械、纺织机械等。机电一体化强调的是机械产品的自动化和智能化的问题。
2 机电一体化的基础知识
机电一体化涉及的知识还是比较广泛的。在机电一体化设计中常常会涉及到机械做功，液体压力做功等理论力学和材料力学的相关知识。对于机械零件还涉及到机械零件的加工方法一些工艺性问题。尤为重要的是数控加工技术。零件的加工精度、材料的选择都是需要学习的。一些机械零件例如：轴和轴承、齿轮、凸轮、链条、链轮等可以说是机电一体化设备中应用极广泛的一类机械零件。对于零件的学习使是我们应具备的基础。还有自动控制和人工控制的内容，电路电器的基本知识。
3 传感器
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息按一定的规律变换成为电信号或其他所需的形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
传感器大致可分为物理传感器和化学传感器两大类。在机电一体化中起着至关重要的作用。常见的传感器有：压力传感器、位移传感器、位置传感器、温度传感器、湿度传感器、气敏传感器等等。
4 绦凶爸
所谓执行装，就是把从电源、液压、气压等动力源获得的能量变换成旋转运动或者直线运动的一种装置。执行装置主要由执行元件、传动原件等构成。主要的执行装置有如下几种：步进电机装置、伺服电机装置、普通电机装置、液压油缸装置、液压马达装置、气压装置、气动马达装置。这些机械装置是控制系统的控制对象，也叫控制系统的执行装置。普通电机装置也是控制系统的控制对象，如采用变频器可以控制转速，PLC也可以控制转速和角位移。普通电机采用控制器的控制精度和效率没有步进电机和伺服电机高，但是在一些控制要求不太高的机电一体化设备中，目前应用还是比较广泛的，毕竟普通电机价格比步进电机和伺服电机低得多。
5 计算机控
机械设备的控制系统从最初的的强电控制到现在的计算机控制，经历了如下过程：简单的开关控制――继电器控制――单片机控制――单板机控制――PLC控制――PC控制。事实上，到现在为止机械设备的控制系统无论从简单的开关控制，继电器控制到复杂的单片机控制、单板机控制、PLC控制、PC控制都有它们的使用价值。随着时间的发展，使用的比例肯定会按上述顺序，前面的越来越少，后面的越来越多。目前来看单片机控制、PLC控制系统在机电一体化应用领域的数量上应该是最多的。
数控技术是指用数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是为止、角度、速度、等机械量和开关量，以及温度、流量、压力等物理量。数控技术和计算机控制技术是相互关联的。数控技术的特点：精度高、速度快、可靠性高。
6 机电一体化的设计方法
机电一体化设计类型可分为：
根据受控对象的不同，进行机电一体化设计；
改进型机电一体化设计；
创造发明性机电一体化设计；
不同的机电一体化设计类型，也有不同的设计方法。所谓根据受控对象的不同进行机电一体化设计，也就是不同行业有不同的受控对象。比如数控机床、包装机械一类的受控对象基本上是机械动作；在化工机械中，处理机械动作外还有对温度、流量、压力、配比等物理量的控制；也有将化学量作为受控对象的，如土壤分析仪对土壤酸碱度、钙、镁、磷的分析等。当然受控对象最多的还是机械动作问题。
改进型机电一体化设计是应用非常广泛的一类设计。比如，我国数控机场普及度不高的现状的主要原因一方面是数控机床的售价太贵，对于许多企业来说很难承担这笔开支的。所以对现有机床进行数控化改造，提高现有机床的生产效率和质量、节约成本等起到很好的效果。
在机电一体化设计中，我们主要考虑3部分的设计：机械部分、控制部分、传感器部分。事实上，为了简化问题，机电一体化的设计思路完全可以从两部分来考虑。即机械部分和控制部分，因为传感器完全可以在控制部分中一起考虑。机电一体化设计发展到今天，机械部分的设计仍然是这三部分中最重要的部分。过去在机电一体化设计的学习和实际工作中存在一种错误的认识和看法：认为机械设计直观简单，技术含量没有控制部分高。这是一种本末倒置的认识。
参考文献
机电一体化的定义范文第3篇
关键词：机电一体化；建模；仿真；虚拟原型
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）26-01-01
引言
机电一体化技术一般指的是电子、机械和信息技术结合的一种新型技术，最早在上世纪70年代在西方被提出来，其本质是机械技术通过运用信息化技术不和电子技术而达到效能最优的状态。而目目前机电一体化的建模与方式技术是最新的研究热点，本文针对这个热点展开探究。
一、机电一体化技术概述
第一，我国机电一体化技术的发展与现状。我国机电一体化技术大体经历了自发初级阶段、蓬勃发展阶段和智能化发展新阶段等三个阶段。初级阶段机械产品只是通过简单的电子技术进行了产品优化，到了发展阶段则利用了当时兴起的计算机、通信和控制技术，机电结合更为灵活，到了智能发展阶段，机电一体化技术更多地吸收了激光、模糊、信息和神经网络技术等其他学科成果，逐渐形成独立的技术体系。第二，机电一体化的相关技术。机电一体化主要涉及机械技术、检测与传感器技术、信息处理技术、伺服驱动技术、接口技术、监控与诊断技术、柔性制造系统技术等技术。第三，机电一体化技术的发展趋势。目前机电一体化主要朝着智能化、集成模块化、光机电一体化、信息网络化、系统化技术方向发展，朝着技术产品能功能多样、效率优化、智能运行、稳定性强的理念发展，力求让技术产品向轻盈、超薄、细微、小巧等时尚化方向发展。
二、虚拟原型技术与机电一体化
（一）虚拟原型技术
该技术是在CAX技术、DFX技术、物理样机设计技术的基础上发展起来的，并且在发展过程中吸收了信息技术、仿真技术和先进制造技术，让机电产品的设计智能化和灵巧化，生产效率高效而稳定，最终让产品开发形成一套从设计到仿真，从分析到复杂的系统化开发体系。1，基本原理。该技术以CAX技术为基本技术基础，和以前的串行设计技术比起来，该技术实现了多功能系统的集成化结合。人们可以通过该虚拟模型技术建立机械模型，通过仿真环境得到真实实验参数，并依据实验参数对产品进一步优化，降低开发成本，缩短周期，提升竞争力。2，系统结构。该技术通常以某种可以输入多种产品参数的三维实体数字化模型结构的形式出现，该模型是可变的，动态的，人们可以依据开发和设计需要不断输入新的参数，并得到新的模型结构，根据模型结构来优化产品设计。3，技术优势。该技术具有能全面反映实验产品的初始信息、为整个产品的开发过程提供模型支撑等优势，该技术的运用为制造业的发展注入了新的活力。4，关键技术及发展应用。虚拟原型技术的关键技术主要有系统总体技术、支撑环境技术、虚拟现实技术、协同仿真技术、一体化建模、过程管理技术、模型技术等多方面的技术，作为一门融合了多个学科技术的新型综合技术体系，其发展前景十分广阔。
（二）虚拟原型技术与机电一体化
虚拟原型技术是一种新型的以多领域仿真技术、先进建模技术、信息管理技术以及交互式用户界面技术为基础的综合性技术体系，与传统的机电产品开发设计和生产技术相比起来，其原理和实际运行效率都有很大的几部。因此，如果能将虚拟原型技术有机地融入到机电产品的设计和开发中，将会有效促进机电产品开发效率的提高，并且进一步发展机电一体化技术。虚拟原型技术与机电一体化技术是相互促进的关系，虚拟原型技术最终将会促进机电一体化产品设计的高效和智能化发展，而机电产品技术的发展在解决生产难题的过程中，客观上又会带动虚拟原型技术的发展。下面本文将进一步阐释这种相辅相成的关系。
三、基于虚拟原型机电一体化的控制仿真设计
第一，概述。以虚拟原型是机电一体化产品的基础，虚拟原型技术对机电产品开发设计、电气、控制等各方面的的数据模拟和测试都起到缩短周期、提高研发效率和节约开发成本的作用。联合仿真设计主要由三个部分组成：首先是机械模型的建构，其次是LabVIEW软件同机械模型与有机融合；最后是协同仿真的过程，机电产品实现综合评定和性能测试。第二，机械特性的仿真设计。机械特性仿真设计主要包括对机械的零部件特性、机械结构、机械动力状态、机械运行状态等仿真设计的分析。对机械零部件和结构的特性分析主要采用有限元分析。有效元分析主要通过Solidworks Simulation网络软件机械零件和机构力学的模拟分析，一般要分析机械材料的强度、应力和安全性能，为机电产品的结构的尺寸、材料搭配以及传动系型号选择提供模拟参数的参考；SolidWorks 与LabVIEW软件的结合为机械动力学提供仿真设计环境，该软件对力的运动各种元素进行分析研究，提供准确的机械性能和动力分析参数；机械运动的仿真设计为机电产品的运动参数、碰撞侦测参数和运动轨设计参数等提供科学的参数分析，为机电产品的机械结构和零部件的几何数据确定等提供支持。
第三，机械动力学仿真设计。机械动力学仿真设计一般指的是指在运动条件下给机电产品的部分零件，在不同的引力、压力和力矩条件下得出机械运动的性能参数，该仿真设计一般需要SolidWorks软件的支持。仿真设计所提供的模型能够对产品在运动条件下进行各部分参数的测试，并最后通过仿真参数进行控制变量分析，最后得出机电产品的在现实运行状态各部分零件和机构性能的表现；并且依据系能表现，对机电产品中机械结构和零部件几何参数进一步进行优化设计，直至模拟的运动条件下机电产品各部分指标能达到预期。
第四，机械运动仿真设计。一般来机械运动仿真设计主要是逼真模拟机电产品在运动状态下的各部分性能的表现状况。高度仿真模拟可借助于SolidWorks提供的动画仿真环境实现。在动画仿真模拟环境中，工程师可以依据其动画表现进行性能参数测试，另一方面也便于生产方向客户展示其良好的运行性能。SolidWorks软件可以提供动画模拟仿真、基本运动模拟仿真、Motion模拟仿真。动画模拟仿真主要是展现机电装配体的运动性能，操作人员可以通过添加马达插件，然后定义软件驱动装配体的各个零部件运动。基本运动模拟仿真与动画模拟仿真略有区别，它是通过对机电装配体上增添马达插件并定义运动，定义其中的引力和弹簧等基本物理参数来测试装配体运动性能。Motio运动仿真主要通过SolidWorks Motion 插件来实现，该仿真形式主要对装配的零件和结构进行在力、阻力以及摩擦力等力的作用下所表现的性能状况测试，测试相对更为精确。
四、结语
机电一体化技术是机械、电子和信息技术的有机结合，是一门不断在融合新兴的计算机技术、智能技术、生物技术和网络技术的独立的综合性技术体系，而虚拟原型技术有利于降低机电产品开发的周期和成本，提高机电产品设计和生产的效益，虚拟原型技术的建模与仿真技术能通过虚拟数字模型的建立来代替真实的产品测试工作，提高产品开发的效率，缩短周期并节约成本，机电一体化技术在不断利用现代技术的基础上将进一步发展。
参考文献
[1] 陈海霞，刘霞. 虚拟样机技术在数控机床设计中的应用[J]. 机械制造与自动化. 2011（03）
机电一体化的定义范文第4篇
【关键词】机电一体化；智能控制；应用
随着科学技术的高速发展，电子技术也在迅猛发展，机电一体化系统逐渐完善，并且在工业生产和机械制造中得到了广泛应用，能够有效提高工业生产和机械制造质量，已经引起了我国工业生产人员的充分重视。而智能控制在机电一体化系统的背景下应运而生，促进了机电一体化系统的发展。智能控制在没有人操控的情况下可以自动控制目标，实现生产制造，智能控制的功能主要体现在控制程序和控制主体上。目前，工业行业对于工业生产的质量要求越来越高，而工业生产受到许多不确定性因素的影响，这就导致数控管理非常困难，无法控制工业生产的质量。通过智能控制来代替人工操作，能够充分发挥智能控制的优势，有效解决机电一体化系统中的问题，取长补短，使工业生产的质量更高、效率更快。因此，如何在机电一体化系统中应用智能控制技术值得广大工业人员深思。
1机电一体化系统的概述
1．1机电一体化的定义机电一体化又被称作为机械电子学，主要指的是把电子电工技术、微电子技术、机械技术、信息技术、信号变换技术、接口技术和传感器技术等多项机械和电子技术结合起来，并应用在实际工业生产中的综合性技术。1．2机电一体化系统的结构机电一体化系统的结构主要由硬件和软件来部分组成，其中硬件组成部分主要包括了电子装置、计算机装置和机械装置，而软件组成部分主要包括了计算机技术、信息技术、电子技术、机械技术、自动控制技术、系统技术、检测技术、传感技术以及伺服传动技术。其职能组成部分主要包括信息处理部分、动力组成、感知部分、控制部分、执行部分和机械运动部分。
2智能控制的概述
2．1智能控制的定义智能控制主要指的是在无人干预的情况下智能机器能够模拟人类的行为自动进行操作，其主要是通过计算机来完成相关智能操作，提前下达指令或程序，才能模拟人类智能。智能控制相对于传统人力控制来说更加复杂，但是能够更好地完成控制任务，达到控制目的。随着科学技术和社会经济的高速发展，智能控制将会面临更加广阔的发展空间，而且运用智能控制能够很好地解决传统控制无法完成的复杂控制任务，智能控制更加安全、可靠，对于一些高危操作，只需要设定一段程序，机器就能够自动代替人力完成操作。传统控制属于智能控制的最初阶段，在智能控制中包含了许多学科，这些学科相互结合，能够起到良好的辅助作用。智能控制理论体系主要基于信息学、自动控制学和人工智能学等多种学科建立起来的。2．2智能控制和传统控制之间的关系以及对比优势智能控制是在传统控制基础上的延伸和发展，自二十世纪六七十年代以来，计算机信息技术与人工智能技术发展的速度越来越快，人们为了让控制系统的控制效果更好，逐渐在控制系统中应用人工智能技术，而人工智能技术的应用，也使控制系统走向了智能控制阶段。和传统控制相比，智能控制系统主要具有这样几点优势:(1)智能控制比传统控制更加高级，是传统控制基础上的延伸和发展，智能控制的结构比较开放，分为各个等级，能够对分布的信息进行综合处理，提高了信息的处理效率，同时，利用智能控制来处理信息，更加精确，能够全面优化控制系统的功能。(2)智能控制系统中包含了众多学科，智能控制理论体系主要基于信息学、自动控制学和人工智能学等多种学科建立起来的，所以智能控制理论体系非常完善，同时对于传统控制而言更加成熟。(3)和传统控制相比较，智能控制能够适用于更加广泛的范围，智能控制能够解决机电一体化中对于控制对象不确定性的问题，安全、可靠地达成控制任务，提高了机电一体化控制效果。(4)智能控制和传统控制在使用方法上存在差异性，只能控制主要通过数控模型来进行混合控制，而传统控制主要通过运动学模型来进行控制，智能控制能够模拟出多种控制方式，适应各种控制环境，对于现代化工业生产起到了重要的辅助作用。除此之外，智能控制中还包含了传统控制理论，对于一些简单的问题可以通过传统控制来完成，而对于一些复杂的问题，就可以结合二者的优势，来发挥最好的控制效果。2．3智能控制的特点和类型综合而言，智能控制主要具有这几种特点:第一，智能控制的组织性明显;第二，智能控制的结构变化显著;第三，只能控制具有非线性特点;第四，只能控制能够满足目标的高质量、多元化需求;第五，智能控制能够从总体的基础上进行优化;第六，智能控制包含的学科种类非常齐全;第七，智能控制比较先进。智能控制主要分为这样几种类型:第一，分级递进智能控制系统;第二;复合式智能控制系统;第三，人工智能型控制系统;第四，进化型智能控制系统;第五，自主学习型智能控制系统;第六，专家型智能控制系统;第七，组合结构型智能控制系统。2．4智能控制系统的发展趋势由于智能控制系统的组织功能和适应非常强大，这也是当前机电一体化系统的发展趋势。在机电一体化系统中应用最广泛的就是人工神经网络和遗传计算系统。在机电一体化系统中，各个部分相互依存，起到了良好的辅助作用。近几年以来，我国的智能控制技术已经逐渐走向成熟阶段，逐渐在机电一体化系统中得到应用，智能控制技术作为一种先进的新兴技术，随着计算机信息时代的来临，智能控制系统一定能得到高速发展。
3机电一体化系统中智能控制的应用
近几年来，智能控制在机电一体化系统中的应用得到了广泛应用，其主要运用于数控领域、机械制造领域、机器人领域和建筑工程领域，下面就机电一体化系统中智能控制的应用进行深入分析。3．1智能控制在数控领域中的应用随着工业生产的高速发展，数控领域是近年来逐渐兴起的新型产物，数控技术的发展促进了我国工业的发展进步。目前，工业生产对于精确度的要求越来越高，而数控系统的要求也相应提高。在数控系统中应用智能控制，能够提高数控系统的精确度和可靠性。为了达到智能控制的目的，必须建立数控模型，结合应用传统控制理论，但是对于数控模型信息模糊的位置，必须运用智能控制才能精确控制目标。在数控系统中设置安全诊断系统，可以充分利用专家系统和遗传算法，来对数控系统中的信息数据进行检测、预算，从而全面提升数控系统的预测和控制功能，进一步完善数控系统。3．2智能控制在机械制造中的应用在工业生产中机械制造是主要目的，而机械制造的前提就是应用智能控制。在机电一体化系统中机械制造是主要组成部分。目前，我国的机械制造主要通过运用计算机技术和智能控制技术，这也是智能控制在机械制造中的主要应用方式。面对更加先进的机电一体化系统，传统控制技术已经无法发挥其作用，在现代化机械制造中，有许多复杂难以预测的数据，无法通过脑力运动来计算，必须合理运用智能控制技术，对人类的行为进行模拟，利用人工神经网络来建立数据模型，通过传感器来传达信息，进而通过智能控制技术来预测处理动态模拟信息。在机械制造中智能控制的应用主要体现在这些方面:对机械的故障风险进行智能诊断，智能监控机械制造的动态过程，利用智能传感器来采集信息数据。3．3智能控制在机器人领域中的应用模糊控制是机器人控制系统的核心，其操作功能多种多样，目前，工业机器人已经完全实现了智能化和自动化。为了提高工业机器人的智能化功能，必须充分运用智能控制系统，使机器人的智能传感器和视觉系统连接起来，这样在行走和搬运物品的过程中，才能自动规避障碍物，并由机器人自行设计合理的路径规划，完全模拟人体行为，来进行各种工业操作。同时，智能控制能够丰富机器人的知识储备系统，让机器人具备人工神经网络，具备逻辑思维，适应各种工业操作，把智能控制和工业机器人结合在一起，能够节省人力，提高工业生产质量。3．4智能控制在建筑工程领域中的应用随着社会经济的高速发展，人们的生活水平不断提高，在建筑工程中越来越多地运用到机电一体化系统，而智能控制是其中的重要组成部分。通过运用智能控制，能够对建筑工程进行智能化管理。在建筑物内部的照明系统中应用智能控制，能够对照明时间和光照强度进行智能化调配，不仅可以节约能源，而且能够让人们生活更加方便。在建筑物的火警装置中采用智能控制，通过计算机联网通信，摄像头和智能传感器来进行实时监控，一旦发现火灾险情，可以及时传达给主机系统，进行智能化处理，智能化预警机制能够提醒居民撤离，并把信息传输到火警部门的监控电脑中，火警人员能够及时赶到现场，救援火灾。
4结语
综上所述，智能控制在机电一体化系统中的应用，能够起到优势互补的作用，有效提高工业生产的效率和人们生活质量。智能控制和传统控制相比具有更加显著的优势，为了充分发挥智能控制的作用，必须加快智能控制和机电一体化系统的融合应用。
参考文献:
［1］曲百峰．探讨机电一体化系统中智能控制的应用［J］．黑龙江科技信息，2013(20):33．
［2］肖攀，董硕．机电一体化系统中智能控制的应用探析［J］．山东工业技术，2015(12):187．
［3］王睛睛．基于机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考［J］．科学与财富，2015(8):261．
［4］顾子旭．机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考［J］．数字通信世界，2015(6):183．
机电一体化的定义范文第5篇
【关键词】机电一体化；技术；应用
1.引言
目前，我国工程机械正处于机电一体化的特殊发展时期，工程机械领域随着机电一体化技术的引入，电子技术，自动控制，液压技术等与机械技术结合起来，因为与高新技术的融合，这样子提高了生产效率和机械性能。例如，机电一体化提高了机械的操作舒适性、燃油经济性、作业效率、作业精度以及使用寿命等[1]。机电一体化是科技发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它是机械工业发生变革的动力，使传统的机械设计方法和概念发生了革命性的变化。
特别是电子技术和自动控制技术，在工程机械中得到了广泛的采用。由于经济水平的提高和科技的进步，对于工程机械的性能要求也越来越高，这促使以微处理器为核心的电子、控制装置在工程机械中得到了越来越普遍的应用，电子控制装置的结构也越来越复杂。
2.机电一体化技术的研究
2.1 机电一体化的概念
机电一体化就是指在结构的主要功能、信息处理功能、控制功能和动力功能上引入电子科学技术，将机械装置与电子化设计、软件相结合的系统的总称。它是工程领域中不同种类的技术的综合，是建立在微电子技术、信息处理技术、自动控制技术等一系列技术基础上发展起来的一种高新技术。它能代替和放大体力，并且机电一体化中的微电子装置不仅仅可以取代某些机械部件，还能拥有很多自己的功能。
2.2 机电一体化的关键技术
机电一体化包含软件技术和硬件技术。硬件部分包含机械本体、信息处理单元、驱动单元以及传感器，因此，加快机电一体化发展进度，可以从下面各方面着手：
（1）机械本体：为了减少机械产品的重量，不仅仅可以再结构上加以改进，还可以考虑使用非金属复合材料来代替钢铁材料，这样子减轻了机械本体的重量，增加了实现驱动系统的小型化的可能性，进而可以改善快速响应等特性，做到提高效率，降低功耗。
（2）信息处理技术：提高信息处理设备的可靠性可以进一步发展机电一体化。提高信息处理的可靠性包括提高A/D转换设备的可靠性和分时处理中输入/输出的可靠性，提高处理速度。
（3）驱动：很多设备使用电机作为驱动装置，但是它在快速响应和效率方面还有很多弱点，因此，需要开发新的电机，如开发内部装有编码器的电机或是开发控制专用组件-电机和传感器三位一体的伺服驱动单元。
（4）传感器：传感器是获取自然界中非电量元素的工具，它的可靠性、灵敏度和精确度都时刻影响着机械工程的效率，目前正在开发非接触型检测技术。
（5）软件技术：硬件的发展促使需要配套的软件一起发展，软件的标准化可以减少软件的研发成本，提高维修效率。软件的标准化包括程序标准、软件程序的固话以及程序的模块化等。
2.3 机电一体化的优势和发展趋势
机电一体化产品于传统产品相比，有很多优势：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因为自动控制技术的引入，使得机电一体化产品在生产过程中具有自动监视、自动诊断和报警功能。在生产过程中，遇到过压、过载等电力故障时，会自动启用保护措施，减少生产安全事故的发生，设备的使用安全性得到了显著的提高。（2）生产效率和质量得到了显著提高。由于自动信息处理和自动控制技术的参与，机电一体化产品的灵敏度和精度都有了大幅度的提高，自动控制使得机械操作的执行完全按照预计步骤进行，而不受工作人员主观因素的影响，保证了产品的质量，同时提高了产品的合格率和生产效率。（3）机电一体化产品实现了复合功能，可以在更多场合得到应用。由于生产技术的提高，机电一体化产品的功能水平大大提高，它们具备自动控制、自动补偿以及智能化等多种功能，因此可以被应用于各种不同的场合，甚至是不同的领域，满足需求应变力更强。（4）更易于维修。机电一体化产品可以通过软件来实现工作方式的变换，以满足不同用户的需求，这些控制软件的程序在不改变产品硬件的条件下，可以由多种方式植入机电一体化产品的控制系统。
为实现更高的生产效率，开发新一代的机电一体化产品，研究新一代的机电一体化系统，研究和设计各种稳定高效，性能优良的机器人和机电一体化设备是发展趋势。随着人们对制造模式的认识的转变，由质量第一向响应市场需求的转变，使得机电一体化在制造模式领域又开辟了一块新天地。
3.机电一体化在工程器械上的应用
3.1 机电一体化和机械工程的关系
在机械工程中引进机电一体化技术，大大提高了机械的性能，而反过来，由于机械工程性能的改善，使得机电一体化产品的应用领域更加广泛，两者相辅相成，相互促进，共同发展，形成了一个良性发展的循环系统。
3.2 机电一体化对机械工程的积极作用
由于技术水平的发展，现代施工中对机械工程的性能要求也逐渐提高，为达到施工质量要求，在施工过程中使用的器械要求功效高但是同时要求能耗小，要求具有很好的自动化程度以及精度，这些器械使用方法要求简单，操作安全，并且具有很长的使用寿命。在使用过程中，要求能自动监视，自动诊断，这样有利于降低维修成本，减少施工事故的发生，保障生命和财产的安全。这时，机电一体化技术的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它对工程机械发挥了积极的作用。
（1）降低了劳动强度。机电一体化产品和技术在工程机械领域的使用，大大降低了工作人员的劳动强度，而且还减少了由于操作人员缺乏经验而造成对工程精度的影响。日本小松公司所生产的挖掘机配备运行轨迹控制系统能够根据工作人员操作的铲斗的运行轨迹，而自动感应角度信号，然后控制斗杆的运动轨迹，自动进行坡面的精确挖掘等动作，大大提高了生产效率。
（2）提高设备使用寿命。由于机电一体化产品集合了自动报警，监视以及故障自我诊断能力，可以针对工程机械的相应系统如传动系统、制动系统以及发动机的当前工作状态，进行监视，若发现异常情况，马上进行自动警报并实现故障定位，降低工作人员的维修难度，缩短维修时间，达到延长设备使用寿命的目的。同时降低了生产事故的发生频率，降低了生产成本。
（3）环保化。机电一体化工程机械的使用，大大提高了能源的利用率，符合国家的节能减排倡议。因此对传统机械设备进行节能改造具有很重要的意义。日本日立公司的挖掘机由于安装了自动控制系统，实现了对发动机的控制，因此使得对能源的利用率达到了八分之九十八，大大降低了能耗，传统的挖掘机的能源利用率大约为30%。
4.结束语
我国要想全面实现机电一体化技术还任重而道远，用微电子技术改造传统技术的工作量很大，很有难度，而用机电一体化技术来加速产品更新换代速度的呼声很高，但是它的实现仍很有压力。虽然我国的工业结构等已经经过几番调整，但那时由于诸多阻扰因素，效果并不明显。但是由于机电一体化技术的有优势很明显，它的出现并不是巧合，它是科技进步的产物，它促使机械工业发生战略性改革，使传统的机械设计方法和理念受到了挑战，并影响着传统机械发生革命性的变化，它是推动产业革新的必经之路。因此，加快培养机电一体化人才有非常重要的意义。企业只有注重优秀人才的培养，才能在竞争中占据优势。
参考文献：
[1]孙永利. 机电一体化在工程机械中的应用[J].农机使用与维修，2009（1）.
