導語：機電一體化系統(tǒng)設計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：機械電子技術水平的不斷提高為機電一體化控制系統(tǒng)的設計提供了技術基礎，近些年來機電一體化技術日漸成熟，計算機技術與機械制造技術融合程度越來越高。憑借出色的分析性能和控制水平，機電一體化技術在工業(yè)生產(chǎn)中的應用日漸廣泛，顯著提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量?？刂葡到y(tǒng)的設計質(zhì)量會對機電一體化技術的應用成效產(chǎn)生直接的影響，科學的控制系統(tǒng)設計有利于提高機械設備的自動化水平和分析能力，確保機電設備的運行的可靠性和穩(wěn)定性。本文就機電一體化控制系統(tǒng)設計的相關問題進行了探討。

關鍵詞：機電一體化；控制系統(tǒng)；設計

自動化已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢，機電一體化作為自動化生產(chǎn)的重要支撐技術，綜合了計算機電子技術、信息技術以及機械制造技術等?？刂葡到y(tǒng)承擔著數(shù)據(jù)處理和自動控制的重要作用，為了確保機電一體化體系各模塊的可靠運行，必須要提高對控制系統(tǒng)設計的重視程度，加強對計算機接口的設計從而實現(xiàn)控制系統(tǒng)與外部設備的連接。研究機電一體化控制系統(tǒng)的設計對于工業(yè)自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)有著重要的現(xiàn)實意義。

1機電一體化的控制系統(tǒng)概述

機電一體化的控制系統(tǒng)可以利用計算機對機械作業(yè)流程及生產(chǎn)程序進行設置，在現(xiàn)代數(shù)字技術和機械技術的支持下，通過控制設備對生產(chǎn)過程進行遠程遙控，該系統(tǒng)主要有智能化、高效化和自動化三大特征。自動化是機電一體化控制系統(tǒng)最基本的特征。近些年來隨著通信技術不斷發(fā)展，為遠程監(jiān)控機械生產(chǎn)提供了條件，機電一體化控制系統(tǒng)可以用微型計算機對生產(chǎn)細節(jié)進行監(jiān)測和控制，以便于在生產(chǎn)出現(xiàn)問題時及時進行處理和解決，確保生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。智能化的機電一體化控制系統(tǒng)有利于降低作業(yè)人員的勞動強度，更多地采取機械設備進行控制調(diào)控也有利于避免人為操作的失誤，對于環(huán)境比較惡劣或者較為危險的機械生產(chǎn)工作，可以利用機械設備取代人工作業(yè)，對工作人員的生命安全進行保障。機電一體化的控制系統(tǒng)在一定程度上有利于機械行業(yè)的整體化發(fā)展，相較于傳統(tǒng)的控制體系，機電一體化控制系統(tǒng)更加高效，有利于機械生產(chǎn)效率的提升和新技術手段的應用。機電一體化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)和應用促進了機械生產(chǎn)智能化水平的提高。近些年來計算機技術、通訊技術和電子技術等相關科技的進步促進了機電一體化控制系統(tǒng)設計的優(yōu)化和完善，此外，神經(jīng)網(wǎng)絡技術以及智能技術等的發(fā)展在一定程度上也推動了機電控制系統(tǒng)適用性和便捷性的提升。

2機電一體化控制系統(tǒng)設計原則

實際工業(yè)生產(chǎn)中所應用的機電一體化控制系統(tǒng)類別多樣，應用范圍和功能側重點都存在差異。在進行機電一體化控制系統(tǒng)的設計中，必須要遵循相應的設計原則，確保系統(tǒng)整體功能性的發(fā)揮，并結合應用要求對具體的細節(jié)進行合理的調(diào)整。（1）性原則為了避免設計與實際構建的機電一體化控制系統(tǒng)之間存在過大的差距，必須要堅持平穩(wěn)性原則，確保機電一體化控制系統(tǒng)整體的設計質(zhì)量和控制效果，盡量降低系統(tǒng)受外界因素的影響程度，提高控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和可靠性，降低產(chǎn)品質(zhì)量問題發(fā)生的概率。機電控制系統(tǒng)在閉環(huán)情況下如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)不匹配的情況，控制系統(tǒng)容易出現(xiàn)波動導致運行異常。（2）精確性原則現(xiàn)代工業(yè)對于機械產(chǎn)品的生產(chǎn)精度要求越來越高，而控制系統(tǒng)的精確性會對產(chǎn)品生產(chǎn)流程監(jiān)控的精密度產(chǎn)生直接的影響，因而設計人員在對機電一體化控制系統(tǒng)進行測試和調(diào)整時，要避免輸出命令與設計命令誤差過大的情況的出現(xiàn)，提高控制系統(tǒng)命令收發(fā)的精確性。技術人員在確保控制系統(tǒng)可用性的基礎上要盡可能地降低系統(tǒng)的誤差，保障機電一體化控制系統(tǒng)的運行效果。（3）快捷性原則高效率和高質(zhì)量是機電一體化控制系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢，因而在進行機電一體化控制系統(tǒng)的設計時也必須要堅持快捷性原則，提高系統(tǒng)差錯值處理和異常情況解決的效率，減少異常運行事故和質(zhì)量問題的發(fā)生，確保控制系統(tǒng)可以在盡可能短的時間內(nèi)避免系統(tǒng)差值，提高機電控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

3機電一體化控制系統(tǒng)設計

目前機械工業(yè)中所使用的機電一體化控制系統(tǒng)多采用模擬手工設計的方式和流程，在該種模式下所設計的控制系統(tǒng)主要包括硬件選型模塊、控制任務輸入及輸出模塊、仿真模塊和軟件生成模塊四大部分。（1）控制任務輸入方式設計相關技術人員和設計人員在長期的試驗中，總結出了最為恰當?shù)臋C電控制系統(tǒng)描述方法——自然語言表達法，相較于其它的控制任務輸入方法，自然語言表達法與人類的思維特征和描述習慣更為相近，同時，控制系統(tǒng)不同的設計人員可以在該方法的支持下，根據(jù)需要對系統(tǒng)進行更加科學的設計和規(guī)劃。但是該方法的缺點也是十分明顯的，人類的語言系統(tǒng)較為復雜，應用到機電控制系統(tǒng)中如果無法正確處理語義、語音和語法問題就可能導致控制任務輸入的模糊性，影響控制任務的執(zhí)行效果。在機電控制系統(tǒng)設計實踐中，技術人員為了提高控制系統(tǒng)對輸入的自然語言理解和表述的準確性，將自由格式文本輸入方式作為機電一體化控制系統(tǒng)的主要任務輸入手段，還提供固定格式文本輸入作為自由格式文本輸入法的補充和修改，提高了控制系統(tǒng)使用的靈活性和便捷性。（2）控制任務輸入描述理解將用戶輸入的任務通過機電一體化控制系統(tǒng)設備進行表達是該階段需要解決的首要問題。設計人員需要使用戶輸入順利轉(zhuǎn)變?yōu)闄C器表示，因而必須要對輸入的數(shù)據(jù)進行深層次的挖掘。聚類分析和特征組合即為輸入的固定格式文本數(shù)據(jù)挖掘的具體工作要求，一般的處理流程中要先對輸入的固定格式文本進行信息分類，在此基礎上進行關聯(lián)信息的分析和特性組合，進而得到硬件配置信息和控制流程。在此過程中關聯(lián)分析至關重要，需要在該環(huán)節(jié)找到并明確不同的輸入信息數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性，常用的關聯(lián)分析方法包括序列模式和關聯(lián)規(guī)則兩種。其中序列模式是對輸入數(shù)據(jù)時間上的關聯(lián)性進行分析，關聯(lián)規(guī)則則是用來分析同一事件不同項之間的相關性。機電一體化控制系統(tǒng)的用戶將需要系統(tǒng)完成的任務進行客觀描述的任務輸入即為自由格式文本，在輸入任務描述理解設計中不要對任務語句的規(guī)范性和結構完整性進行過多的限制和要求，提高控制系統(tǒng)的適用性。（3）控制系統(tǒng)自動生成在現(xiàn)代工業(yè)設計中多遵循開放式體系結構的設計理念，機電一體化控制系統(tǒng)也可以采用組合優(yōu)化的設計方法，避免針對單一對象系統(tǒng)設計的片面性，通過對不同應用系統(tǒng)的設計確保整體性和適用性。硬件設計和軟件設計是控制系統(tǒng)設計的兩大方面，在進行硬件模塊選型之前可以先構建相應的系統(tǒng)硬件庫，在實際設計過程中可以根據(jù)具體的要求在硬件庫中檢索出合適的硬件型號，提高設計效率。設計研究人員需要對控制人員進行大量的分析，明確用戶常用的控制系統(tǒng)運算模塊和任務模塊。將硬件模塊視作系統(tǒng)的特定組件，在此基礎上對軟件構造模塊進行設計構建，依據(jù)控制流程實現(xiàn)控制系統(tǒng)軟件和應用軟件的自動集成。

4結語

機電一體化的控制系統(tǒng)憑借其出色的綜合性能在機械行業(yè)中得到了廣泛的應用，經(jīng)過多年的發(fā)展目前機電一體化的控制系統(tǒng)的應用水平日漸提高，有效提高了工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平。但是目前機電一體化控制系統(tǒng)設計中還存在諸多不足之處，因而相關設計人員必須要加強研究，結合行業(yè)需求對機電一體化控制系統(tǒng)中不相適應的地方進行改進，提高控制系統(tǒng)的適用性，為我國機械自動化的發(fā)展奠定基礎，推動我國機械行業(yè)的進步。

參考文獻：

[1]肖瑤.關于機電一體化技術專業(yè)中高職課程銜接的探索與思考[J].科教文匯（中旬刊），2017（12）:91-92

[2]萬桂平.機電一體化精確定位裝置及其控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].低碳世界，2017（09）:42-43

[3]秦沖.光機電一體化技術在煤炭輸送控制系統(tǒng)設計中的應用[J].漯河職業(yè)技術學院學報，2016（15）:23-27

[4]簡輝華.機電一體化控制系統(tǒng)的設計應用[J]企業(yè)導報，2013（11）:274

作者:顧雅青 單位:德州亞太集團有限公司