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摘要：自从进入20世纪以来，人类社会已经进入工业化时代。在这一百多年间，人类社会的生产力得到了巨大提升，生产效率和生产质量也在不断提高，各行各业得到了迅猛发展。随着科学技术的不断发展，自动化控制技术已经广泛应用到机电控制系统当中。通过自动控制技术能够进一步提高生产效率，并且降低生产成本，实现更大的经济效益。进入21世纪以后，信息技术的发展又进一步促进了自动控制技术的发展，并逐步实现一体化设计的应用。
关键词：机电控制；自动控制技术；设计
机械电气工程对于我国的经济发展起到了重要的推动作用，本文通过对机电控制系统自动控制技术的概述，进而对其一体化设计进行了分析，最后阐述了一体化设计的要点，以期能够推动机械电气工程实现可持续发展。
1机电控制系统自动控制技术
机电控制系统自动控制技术主要分为两个部分，分别是机电控制系统与自动控制原理。要想充分发挥机电控制系统自动控制技术的作用，就必须要了解这两个部分的理论知识，才能更好地开展实践活动。
1.1机电控制系统
所谓的机电控制系统，指的就是机械设备在无人参与的情况下，根据事先设计好的运行方式来运行，从而完成生产工作。在实际生产过程中，机电控制系统主要连接的就是控制对象以及控制器。从整体来看，机电控制系统构成如图1，其中包含计算机信息技术、信息数据分析技术、电力电子技术以及微电子技术。除此之外，根据生产要求还会增加传感检测技术以及通信技术。任何技术之间绝不是单独运作，而是需要将不同的技术融合在一起，从而实现自动化控制的功能，搭建一套完整、稳定、安全的机电控制系统。根据实际应用情况来看，机电控制系统已经被广泛应用到多个领域以及行业当中，并有效提高了生产效率和生产质量，保障了生产过程的安全性和稳定性，降低了人力成本，为企业经济效益的提高作出了巨大贡献。
1.2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。
图1机电控制系统构成
2机电一体化的常用设计方法分析
2.1组合法
在机电一体化中较为常用的一大设计方法便是组合法，其主要是通过将若干功能各异的标准功能模块，按照具体设计要求进行相互组合，从而构成一个完整的机电一体化系统。运用组合法进行机电一体化设计时，不存在重新设计的麻烦，只需整合多个功能模块，因而该种设计方法具有设计周期短、设计过程简便等优势特点。
2.2取代法
在机电一体化设计中另一种应用较为广泛的设计方法便是取代法，多用于电子化产品的一体化设计。该种设计方法主要是通过将电子线路作为机械控制结构，在使用微机或控制器完成对应电子线路的程序编码之后，使得电子线路可以与机械控制结构进行有机整合。此时使用凸轮以及变速结构替代接触式控制器，便可以在有效优化以往机械控制结构的同时，达到一体化设计的目的。
2.3整体法
整体法同样也是机电一体化设计中常用的一种设计方法。该种机电一体化设计法主要是通过运用电子技术以及机械技术，站在整体的高度上将电子与机械部分相互结合从而完整地设计出机电一体化产品。虽然相比于前两种设计方法，整体法可以更加关注机电一体化产品的使用性能，凸显出设计的创新性，但由于其设计对象为整个机电一体化产品，因此设计成本相对较大，设计周期也相对较长。
3机电控制系统自动控制技术的一体化设计要点
3.1实时监控机械设备
机电一体化设计的实时监控机械设备使得其能够对机械运行情况进行实时掌控，提高设备运行质量，保障人员的安全，改善传统机械运行不良现象。机电一体化通过显示板和指示灯将设备信息传递出去，在设备发生故障的时候实现自动报警处理，工作人员只需根据故障信息进行全面排查就能够及时了解设备运行情况，了解问题进而解决故障，提高机械设备的检修效率以及安全高效运行水平。
3.2创新机电材料与功能
机电一体化设计要创新材料及功能，在材料创新上，就是要选择合适的产品设计材料，通过对机械需求的综合分析进而选择纳米与合金等材料制作产品，而为了保证机电产品的质量，在制作产品的时候不仅要应用新型材料，同时也要保障材料具有良好的物理和抗震性能，且要轻便耐磨，提高产品综合应用效果。而在功能创新上，机电一体化功能的创新既要使客户及市场需求得到满足，同时也要实现创新管理[2]。设计人员可以通过对市场及客户的调查了解市场及客户对产品功能的需求情况，进而对当前产品功能进行分析总结，进而实现产品功能的创新，最后通过对产品销售的监测来实时调整产品的功能，实现机电一体化功能的创新发展。
3.3提高机械加工精准度
在机械设备中加入电子控制系统不仅能够使加工精准度得到有效的提升，保障工作的效率及质量，也能够使人员的安全得到有效的保障，防止安全事故的出现。例如混凝土搅拌器，若是在该机械中加入电子控制系统，就能够使混凝土实现自行称重以及自动搅拌功能，节省了工作时间，提高了工作效率，而这种机械化的混合也使得混凝土的比例配比质量更高，加工产品更加的准确，这是由于混凝土搅拌器通过电子控制系统中自行设置的比例数据配比情况进行承重混合，使得其加工具有更高的精确度。
3.4一体化设计模块化
随着机电一体化技术的逐渐发展，产品生产及其使用范围逐渐扩大，但是由于其产品种类多，使用范围广，因此在进行机电一体化设计的时候必须要首先模块化设计，不仅要实现产品功能分类，同时要进行产品精细划分，使客户能够按照实际需求选择合适的产品，进而实现资源有效利用，生产成本有效降低的目的[3]。机电一体化产品的模块化设计既能够解决产品种类多样、使用范围不明的问题，同时也能够使更多的生产厂家利益得到提高，同时也能够满足客户的需求，实现互利共赢。
结语
综上所述，随着工业化程度的不断加深，机电控制系统中自动控制技术的应用以及一体化设计必不可少。而要想进一步强化一体化设计，首先需要了解的就是自动控制技术的相关理论知识，同时，在进行一体化设计时，企业一定要根据自身的实际情况，包括运营状况、生产状况、生产产品等来挑选合适的一体化设计方案。这样才能确保机电控制系统一体化设计真正发挥作用，有效提高企业的生产效率和生产质量，降低企业的生产成本，让企业能够在市场上获得更多的经济利润，以此促进企业发展。
论文作者:张凡
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第27期
论文发表时间:2019/8/15
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