摘要：机电控制系统是制造业，特别是机械制造业顺利完成相关项目的重要保障，制造业的不断发展对机电控制系统的结构、性能和作业精度等提出了更高要求，传统的机电控制系统已难以满足产业进一步发展的需求。在此背景下，如何在了解机电控制与自动控制系统内涵的基础上，加强对机电一体化产品的设计，已成为当前制造领域及有关专业人员需要着重开展的关键工作。
关键词：机电控制系统；自动控制技术；一体化设计
引言
近年来，我国制造产业发展迅速，且为推动国民经济的发展做出较大贡献。作为推动机械制造业发展的重要构成因素，机电控制系统直接关系着机械制造和相关控制工作的效率。基于此，本文从机电一体化设计的角度出发，通过对机电控制系统和自动控制系统的相关概念进行阐述和分析，在结合机电一体化设计思路的基础上，对机电一体化产品的设计方法展开深入研究。
一、机电控制系统的涵义
在现有的科学技术里，机电控制系统是指在无人控制的情况下，利用自动控制设备，让生产设备或机器按照预先编辑好的程序进行动作，还可以利用通讯设备组成一个完整的工作系统，实现特定任务要求。其中机电控制系统里最主要的组成是控制方面。从技术层面看，机电控制系统是单片机技术、电力电子技术、电机拖动技术、通信与信息技术等技术结合体，这些技术是互相结合、互相利用的综合性技术，包括自动控制技术、传感器技术、通信与信息技术、伺服变频技术。机电控制系统的发展其实是依靠微机系统的飞速发展，及相应的软件开发技术配套使用而慢慢发展的。如今这方面技术已在航空航天、生产实践的各方面得到广泛应用。
机电控制系统的发展趋向于无线远程异地控制，使系统操作人员利用以太网络或其他通信网络连接控制系统，实现本地上位机的计算处理去控制异地的智能机电控制系统。在已实现的无线远程监控系统中，其中的一种系统是需要操作技术人员不断进行监控运行，系统发生情况，需要人员及时处置以恢复系统的稳定运行，这样的系统称为保持型远程控制。还有一种系统是不需要技术人员实时进行监控操作的，只需要等到该系统运行完成后，通过网络向技术人员通告，这样的系统称为完成型控制系统。系统在进行过程中，技术人员与系统实时进行通讯，则技术人员可以监控操作，也可以让系统自动运行，这样的系统称为人机交互型控制系统。
二、自动控制系统的概述
自动控制系统主要依靠操作远程控制器对整个系统进行控制，系统整个工作形式是按照事先设置好的程序来运行。自动控制的主要形式可分为系统的速度控制、自我诊断、系统校正等，对整个机电控制系统中的自动控制技术来讲，自动控制系统是一个较完善的应用系统，目前在科学技术领域受到人们的广泛关注。其有效地把各个子系统联合起来，完成设定的工作任务，这也是自动控制系统中的主要技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆自动控制系统这一理论主要是由传统控制理论和现代控制理论相互结合而产生的新理论。传统控制理论主要利用数学工具，计算传递函数，利用相关数据分析研究变量的线性变化。而现代控制理论主要是以线性代数为数学工具，并在传统的线性代数基础上发生一系列变化，首先线性代数主要是以矩阵及集合作为分析数据的依据，其次求解的状态方程会在矩阵中表示出来，再构建相关的数据模型即可。现代控制理论的主要优点是可以寻找出最优的控制系统、适应控制及随机控制，控制目的也较明确。
三、机电一体化设计的基本思路
我国已成为世界制造业大国，市场经济的不断发展和产业结构的逐渐调整使业内对机电一体化产品设计、交易和运用的呼声越来越高。目前，机电一体化已成为一门新学科，其要求相关设计人员在对产品进行设计时，应对产品功能、结构进行全面系统的分析，并结合具体分析结果设计出与理想预期相符合的机电一体化产品。从系统层面来看，应确保所设计的机电一体化系统兼具模块化、智能化、网络化及微型化和人格化的特点，提高所设计系统的各项技术性能。通过将机械技术、自动控制技术和微电子技术等相关技术进行有机结合，并通过对各模块单元的合理配置，使系统能实现所要求的各项功能。
四、机电一体化产品的设计方法
4.1电子与机械部分的有机整合
电子与机械部分的有机整合是机电一体化产品设计的另一主要方法。对机电一体化设计进行分析可知，设计过程中最为关键的步骤是打破产品传统原有的设计模式，提高控制系统的控制精度和运行效率。但在一体化设计过程中，同产品本身相关的原理并未发生改动，相关设计也只是为了提高产品自身的质量和性能，即实现电子技术和机械技术的有机整合，使二者成为不可分割的整体，共同完成相关控制工作。以电液比例控制系统为例，可将液压阀同比例电磁铁进行整合，使二者共同构成一体化比例阀，这一整合设计的设计理念便是机电产品的一体化设计理念。
4.2以电子线路取代机械控制机构
传统机电控制系统的相关控制大都是以单一机械控制结构为依托的，而机电一体化产品的设计可引入电子线路对此种机械控制机构予以改进，改善系统整体的机械运行过程，获取预期控制效果。具体方法如下：（1）采用可编程控制器或利用微型计算机，将电子线路与系统固有的机械控制结构有机结合；（2）引入变速机构、凸轮，使其代替系统中原有的插销板和步进开关等传统接触式控制器，完成电子线路对机械控制接口的取代，在简化机械结构的基础上，提高机电一体化产品的性能与质量。
4.3相关功能模块的整合
在对机电一体化产品进行设计时，采取相对简单的机械构件与电子线路整合方法若不能达到预期设计效果，相关设计人员还应对系统的各功能模块予以整合，在确保各模块功能得以顺利实现的基础上，使各模块共同构成一体化的机电系统。例如，数控车床采用的便是各部分功能模块相整合的设计方式。首先，应对可供车床使用的专用数控装置及伺服驱动装置和其他相关机械装置的种类、功能进行明确和划分，并予以采购；其次，将所采购的各部分模块装置进行整合，最终设计出集各功能模块于一体的数控车床，确保其相关切削任务的顺利完成。各部分功能模块通过整合既能确保机电一体化产品的质量，又能节省设备生产费用，有效提高了机电一体化产品的技术经济性。
结束语：机电控制系统自动化技术是由电子技术、计算机技术等多种科学手段相结合的一体化系统，这一系统的诞生促进了我国生产力的发展。本文介绍机电控制和自动控制系统，叙述机电一体化这个新概念，并以这些为基础简要分析三种机电一体化的设计方法。传统的机械结构由电子系统代替，实现机电一体化、功能及模块的相互结合，有效提升了我国机电一体化的发展水平。
参考文献
[1]黎洪洲.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].信息系统工程，2013，17（08）：36-37.
[2]李进生.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].通信电源技术，2013，30（01）：73-74.
论文作者:曹莉红
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/28
标签：机电论文; 控制系统论文; 系统论文; 机电一体化论文; 技术论文; 机械论文; 产品论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;