机电控制系统自动控制技术与一体化设计探讨

张凯

（美的厨房电器制造有限公司，广东佛山528000）

机电控制系统自动控制技术与一体化设计探讨

张凯

（美的厨房电器制造有限公司，广东佛山528000）

随着科学技术的日新月异，机电控制系统方面的自动化控制技术得到了较为迅速的发展及进步，机电控制系统的自动化控制技术已经成为目前工业生产过程中必不可少的一部分。采用一体化的设计原则设计机电控制系统能有效实现机电控制系统的智能化、人性化，能促进机电控制系统的改革及进步。为了分析机电控制系统自动控制技术与一体化设计的方式，针对现阶段机电控制系统中的控制技术及设计进行了分析及探讨。

机电控制系统；自动控制技术；一体化设计；智能电器

随着工业制造业的迅猛发展，机电控制系统在制造业中的应用范围越来越广，高速发展的制造业需要更先进的机电控制系统。为了满足行业需求，机电控制系统相关专业设计人员进行了更加智能及先进的设计。因此，自动控制技术与一体化的设计应运而生，且得到了较为快速的运用及发展。

1 自动控制技术与一体化设计

机电控制系统是指在不需要人力操作的情况下通过设备及机械等方式按照已经设计好的运行方式进行生产的一种系统，机电控制系统能使得控制对象与控制器进行组合，主要运用技术包括计算机技术、微电子技术、电力电子技术、通信技术、传感检测技术、信息处理技术等。将这些技术有效地融合在一起形成综合技术能有效实现机电控制系统，但需要人工进行远程控制，管理人员主要通过机电控制仪器及计算机等实施设备控制。

1.1 自动控制技术

自动控制技术主要由控制器及控制装置2部分组成，自动控制技术对生产程度进行了一定的设定，在不需要操作员工协助的情况下，自动控制技术能遵守生产规程进行生产，相比于人力控制方面具有效率及精确度更高的优势。在自动控制技术中加入硬盘进行驱动操作，能进行伺服系统的精确定位操作，即使是在较为复杂的运行环境中也能维持较为稳定的工作状态。

1.2 一体化设计

一体化设计最为常见的就是装卸、电子与软件的有效结合，一体化设计应具备智能化和模块化的基本功能，在智能化的基础上加上自动控制技术能够有效对机电一体化系统的配置项目进行优化，提高了系统的性能。机电一体化就是设计人员意识形态最佳的一种体现，在进行机电一体化系统中，设计人员将自身的专业理念融入进设计过程中最终形成的一个一体化实体设备。

1.3 机电控制系统自动控制技术

自动控制技术属于一种通过操作控制器对远程控制对象进行控制及操作的智能化技术，自动控制原理属于自动控制技术的主要理论依据。而自动控制理论又分为经典控制理论及现代控制理论，主要是由机械部件及电器部件2方面共同进行的，自动控制系统中自动控制技术的作用较大。现代控制理论中时变系统、多变量及非线性等属于最为主要的组成部分，这些采用数学工具的集合论、矩阵论及线性代数等专业知识进行探索及研究，采用这些专业数学知识对最优控制、随机控制、自适应控制及鲁棒控制等进行研究，根据状态控制的方式进行分析，结合系统所在的具体环境及位置进行状态的预测，采用状态方程对最终的系统过程进行总结及描述；经典控制理论中的单变量线性变化时的不变系统属于研究的重点，采用数学工具中的数学函数传递、普拉斯变换等专业知识对系统进行有效分析，在负反馈闭环系统中采用自动调节器自动调节系统的中心环境。

2 机电控制系统的一体化设计分析

机电一体化设计在电子及机械等领域的体现较明显，整个机电控制系统的完善依靠着机电一体化加工技术的强化，机电一体化的发展加快了机电智能化的发展。机电一体化具有智能化、科技化、模块化及微型化等特点，针对工业制造业中较为复杂及庞大的生产规模，应设计针对性的模块化产品标准。

2.1 机电一体化设计的技术

机电一体化设计技术中主要包括计算机辅助技术及机械技术2种，计算机辅助技术在机电一体化发展过程中主要是指针对信息数据进行处理的表现，计算机辅助技术通过计算机进行运算及信息交换等操作；机电产品的主要功能是依靠机械技术进行发展的，机械技术与电子技术的结合能有效促进技术的进步。随着经济技术的不断发展及生产力的提高，机械技术的发展随着时代的发展发生了变化。

2.2 机电一体化设计的方式

2．2．1 组合法

组合法主要是通过有效组合机械产品中的各种功能模块，使各种功能模块形成一个一体化系统，在进行组合设计的过程中应进行整体组合，切忌进行单一组合，单一组合的方式无法达到预期的使用目标。整体组合能更加优化各个功能模块的各项性能，实现最终的使用目标。针对小型的制造企业，组合法的设计制造成本较低，在试用期间进行生产及维修方面的操作更加便利，质量有所保证。

2．2．2 整体设计法

整体设计法主要是指针对机械部分及机械产品的电力部分进行设计后，将其结合起来运用的一种设计方法。针对机械部分及机械产品的电力部分进行连接设计能有效提高机电产品的性能，降低机电产品的成本，机电整体设计方式主要是在传统设计理念的基础上进行设计创新，学习传统设计过程中好的部分，摒弃传统设计中不利于发展的思维进行设计，优化了性能，提高了产品质量，达到了预期的目标。

2．2．3 取代法

取代法属于机电一体化设计过程中经常会使用的一种方式，尤其在电子化产品的设计过程中最为常见，其主要是指通过将原有的机械控制结构采用电子线路进行取代的方式进行设计。在工业生产的过程中，机械控制结构属于最为基础及重要的部分，虽然机械控制结构的地位非常重要，但其具有运行效率较低、运行过程单一等缺陷及不足之处，因此，采用科学、合理的方式取代机械控制结构，以此提高生产效率及运行过程显得尤为重要。采用电子线路进行设计能丰富及拓展机械控制结构的运行，但使用电子线路取代机械控制结构的过程需要注意的是应分步进行——利用微型计算机对电子线路的各个程序进行编码后，连接机械控制结构与电子线路，进行取代操作，可以采用凸轮及变速结构对接触式控制器进行取代，优化传统机械的组成结构，有效实现一体化设计，提高产品的使用效率及性能。

3 结束语

机电控制系统中的机电一体化主要是在自动化控制技术与机电控制技术的有机结合下，对企业的相应设备及生产进行调整的过程，机电控制系统中自动控制技术及一体化设计能有效提高企业的生产效率，推动企业向着智能化及绿色化发展。应重视信息技术的应用，发挥自身自动化及一体化水平的优势，研发更加智能、高效的产品，降低生产成本，提高专业人才的职业素养，促进经济模式的进步及发展，制订机电一体化的发展目标。

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〔编辑：张思楠〕

TP273

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.15.118

2095-6835（2017）15-0118-02

张凯（1988—），男，江西宜春人，电控工程师，学士学位，研究方向为电气工程及其自动化。