機械電子畢業論文

　　隨著科技的不斷髮展,機械自動化已經開始應用於各個領域中,尤其是以電子技術廣泛的應用於機械製造行業。下面是小編為大家整理的，供大家參考。

　　範文一：機械電子工程中控制工程論文

　　1控制工程與機械工程簡述

　　1.1控制工程

　　控制工程是以工程控制論為理論基礎，綜合資訊和計算機理論的相關概念，用以處理自動控制中的各種工程問題的工程技術。控制工程在各種工程學科中都有廣泛的應用。目前現代控制理論以狀態空間方程為基礎，以多輸入、多輸出、變引數、非線性等設計問題為主要研究物件，並在機械工業領域的智慧機器人、軋機系統、先進加工控制系統得到愈來愈廣泛的應用。

　　1.2機械電子工程

　　機械電子工程與傳統的機械工業相比有著鮮明的特點。首先從設計角度來看，機械電子工程並不能稱之為獨立的工程學科，而是一個綜合思想的實踐，是把其核心部分與其它領域的技術有機地結合在一起，採用模組化策略，完成設計。就係統本身而言，其具有運動部件少、結構簡單的特徵，減小了系統的體積、提高了效能，但是系統的複雜性大為增加。這就要求機械與電子技術必須有效結合，以構成一個最優的產品或系統。

　　2控制理論在機電系統中的應用

　　2.1專家控制在機械磨削精度控制中的應用

　　控制工程在機械電子工程中的應用文/朱穎隨著科學技術的迅速發展，機械製造業已經由自動化逐步向資訊化和智慧化方向發展，而控制理論是機電一體化設計中的重要部分，控制系統的精準程度直接關係到機電裝置效能的發揮。本文以對控制理論為邏輯起點，對控制理論在機械電子工程中的應用進行了探討，結論對於相關理論的進步具有重要的價值。摘要精密絲槓磨削可以達到高精度的螺距生產要求，其前提是工件在消磨過程中縱向和軸向運動必須同步。在普通螺紋磨床生產中，這種同步主要是靠機械傳動來實現，因此其控制的誤差較大，此外在磨削過程中的環境溫度、工件熱變形、磨削力也會對磨消精度產生一定的影響。專家精度控制系統的基本思路是對磨削過程實現動態智慧補償控制。其主要原理是磨削加工過程中，對各種誤差的特徵進行綜合考慮，並以此為基礎設定一條適配性的控制規則，以達到通過最補償控制量使螺距誤差不斷減小。

　　2.2預測控制在高速液壓機中的應用

　　高壓、高速化是目前液壓機的技術的重要發展趨勢。但是隨著速度和壓力的不斷提高負載慣性也隨之不斷增大，其直接後果就是系統超調變大、精度下降。採用預測控制是解決液壓機高速、高壓化造成的負面影響的有效手段。這一控制的基本原理是根據取樣時刻及在此之前的系統輸出的歷史資料，建立系統輸出的預測模型，然後再根據以預測模型為基礎得到的預測輸出值對系統誤差變化率進行預測計算，並由計算結果來進一步確定控制器輸出，以達到提前控制模式的實現。這種方法在資料較少和各種外界因素影響的情況下，仍可以獲得較高預測精度，因此特別適合液壓機為代表的電液伺服系統的快速預測控制，並獲得良好的預測效果。

　　2.3魯棒控制在柔性臂軌跡跟蹤中的應用

　　魯棒性是指控制系統某方面的效能或指標在干擾因素影響下保持不變的程度。因此控制系統的魯棒性是其能否應用於工業現場的重要指標。多變數系統魯棒控制產生近四十年來，取得了豐富的成果，併為其在工業控制領域的應用奠定了基礎。柔性機械臂是強耦合、非線性的多輸入輸出的分佈引數系統。此類系統的重要特點是大幅整體運動與小幅彈性振動的耦合。這種耦合動力學行為相當複雜，其不僅具有逆運動方面的不確定性，同時還會遭遇多種不確定因素，因此針對柔性機械臂的控制較為困難。解決辦法可以採用基於假設模態法和奇異攝動理論，將整個系統從理論上拆解為慢變以及快變子系統。用滑模變結構控制方法設計慢變控制器，利用H∞控制理論設計魯棒控制器用於快變系統控制器設計，以克服非結構不確定性和振動的影響。此外，基於軌跡跟蹤準靜態補償控制思想進行補償控制演算法，保證滑模變結構控制和H∞控制的組合控制，使系統能夠精確跟蹤目標軌跡。

　　2.4模糊控制在機械加工過程中的應用

　　許多機械加工過程十分複雜，用常規的控制方法建立精確的數學模型困難較大，自動控制的效果也不理想。模糊控制具有將複雜問題直觀話、構造演算法靈活化以及控制程式設計簡單化的特徵，因此在這些機械工程控制中也得到了廣泛的應用。模糊控制並不用對控制物件進行精準的數學描述，只需要直接的輸入測量值與設定的偏差及其偏差變化率等條件，即可以得到最優控制輸出值，目前利用模糊控制在805微控制器上的模糊控制系統的模擬實驗結果顯示了控制效果十分明顯。

　　2.5神經網路控制在數控機床中的應用

　　神經網路是仿生學思想在控制領域應用的最新成果，其是由眾多簡單的神經元連線成。其中的每個神經元在結構和功能上都相對簡單，但整個網路結構可以組成高度非線性動力學系統，從而用於複雜物理系統的表述。神經網路的主要優勢是可以進行大規模並行處理，同時還初步具有類似人腦的自適應、自組織、自學習能力，因此在智慧化方向下的自動控制領域具有廣泛的前景應用。數控機床是現代機械工業必不可少的高效自動化裝置。目前數控機床控制中的主要問題是自適應能力低下，主要表現在切削過程的不可預知和不可確定性的情況下缺乏良好的識別和處理能力。為了避免這種情形下的刀具破損、機床自激振動異常情況發生，通常要選用較為保守的切削引數，這就限制了數控機床加工能力的發揮和工作效率的提升。

　　範文二：機械電子業的科技革新

　　1機械電子系統的基本概念

　　“機電一體化”是微電子技術向機械工業滲透過程中逐漸形成的一個新概念，是從系統的觀點出發，將機械技術、微電子技術、資訊科技等多門技術學科在系統工程的基礎上相互滲透、有機結合而形成和發展起來的一門新的邊新的邊緣技術學科。機械電子一體化是機械技術與其他領域的先進技術，特別是微電子技術有機結合的新領域。機電一體化是在以大規模積體電路和微型計算機為代表的微電子技術迅速發展，向機械工業領域迅猛滲透，機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、資訊科技、自動控制技術、感測測試技術、電力電子技術、介面技術、訊號變換技術以及軟體程式設計技術等群體技術，從系統的觀點出發，根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智慧、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，合理配置佈局機械本體、執行機構、動力驅動單元、感測測試元件、微電子資訊接收、分析、加工、處理、生產、傳輸單元和線路以及銜接介面等硬體要素，對各組成要素間的資訊處理、介面耦合、運動傳遞、物質運動、能量變換機理進行研究，並使之在軟體程式和微電子電路的有序資訊流控制下，使得整個系統有機融合與綜合整合，形成物質和能量的有序規則運動，在高功能、高質量、高可靠性、高精度、低能耗的意義上實現特定功能價值的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個以微電子技術為主要的、在現代高新技術支援下的機電一體化系統或機電一體化產品。

　　2機械電子行業現狀

　　當前，我國經濟出現了由高速發展走向逐步趨緩的態勢，各個行業均受到很大影響，國內機床行業也無可避免的受到了較大沖擊，重型機電製造企業也或多或少受到了不同程度的影響。同時，由於國際機電市場營銷策略發生變化，以高技術為先導、用高技術裝配的低價格中檔機電產品迅速佔領中國機電市場，對中國國內機電企業提出嚴峻挑戰。機電產品進口額增速遠高於國內機電企業工業總產值增速，反映出市場需求結構不斷變化，對中高階產品的需求明顯增加，也反映出國產中高檔產品在技術水平和產業化上都存在不足之處。2011年中國機電產品進口增長迅速，前三季度，機電產品累計進口152.7億美元，同比增長38.5%。因進口激增，國產機電裝置佔有率呈顯著下降態勢。2011年前3季度，中國機電裝置行業累計完成工業總產值4721.7億元，同比增長33.5%。這意味著中國機電裝置行業雖然產能巨大，但事實上還不能“自己武裝自己”。前三季度機電附件行業工業產值同比增長42.9%，而機床零件、部件進口額同比增長40.8%，基本與國內機電附件產值同比增速近似。而中國機電行業要想從大變強，惟一的途徑是自主創新。然而，新技術研發進展緩慢，對於新技術的研發水平與世界先進水平有一定差距,一些科技附加值高的產品市場佔有率較低,而市場覆蓋率大的名牌產品則往往存在技術含量不高等問題.同時,機械電子行業技術水平不高還表現在科技成果的市場轉化率較低。

　　3機械行業創新的方法

　　3.1研究市場開拓創新在這個計劃經濟年代，企業只是單純的生產部門，所生產的產品由國家包銷，企業沒有或很少有市場意識，創新動力不足，造成產品幾十年不變，由此可見，在市場經濟下，競爭日趨激烈，企業只有推出被市場接受的產品才能生存下去。因此，企業必須下大力氣研究分析市場、開拓市場，從市場和客戶處取得新產品開發和老產品改造的需求資訊，通過技術創新不適應市場競爭和客戶需求的產品，做好產品規劃，開展產品創新開發和技術創新研究，以增加企業的實力、發展後勁和競爭能力。

　　3.2資源創新只有資金、資訊及高水平人才是產品創新開發的基本保證。必要的資金是開展科研開發及其成果產業化的保障。首先，我們必須採取多種方法和措施，不斷增加科技投入，集中用於企業技術開發及其成果產業化等的資金需求。其次，市場、技術、經濟及法規等資訊是產品創新設計的來源和基礎，在科學技術日新月異，新技術、新工藝、新產品層出不窮的今天，現代資訊科技成為加速產品創新開發的助推器。第三，人力資源是影響產品創新設計的關鍵。當前，企業最需要的是兩類複合型人才:一類是掌握高科技訣竅、懂技術、懂經營、有創新的複合型高階專業人才工程師;另一類是有戰略眼光和創新勇氣,懂得科技、經營、管理的複合型高階管理人才企業家。企業要創造一切條件引進和留住這些人才,同時還要選擇物件,重點培訓。我們必須採取有效的措施，加強高素質的人才的培養，發揮技術人員的創造能力，吸引高技術人才並讓其在技術研究及產品開發中發揮核心作用。站在企業長遠發展的戰略高度合理使用和培養高層次技術人才，為實現企業的近、遠期目標，建立相應的技術開發體系，實施多層次的技術開發，並有相應機構對技術開發經費的使用及專案進行管理和評估。

　　3.3技術開發手段創新傳統的產品設計方法大多是模仿或經驗設計，設計手段落後。初級CAD的應用主要在計算機繪圖、改圖、編制明細表等方面，而三維CAD設計、有限元分析、優化設計、可靠性設計、資訊與電子技術等現代設計理論方法在工程機械產品設計開發中的應用仍然很少，導致機械產品的品種單一、結構陳舊，由此帶來產品市場競爭力不強，致使企業經濟效益低下，只有提高和增強企業的產品技術開發手段，是增強技術創新能力的有效方法。隨著以CAD技術為代表的資訊科技在產品開發中的不斷深入應用，將開創嶄新的產品開發模式-數字化產品的設計，由此帶來設計觀念、設計方法、組織形式的全面創新，將迎來工程機械產品設計的現代化。

　　3.4保護和利用智慧財產權企業產品創新開發就是要應用和體現自身的專有技術，並以專利的形式來保護創新成果。企業在新產品開發與技術研究的各個環節，對專利應有強烈的意識。決策技術開發方向時，要廣泛瞭解國內外專利發展動態;研究開發新產品時。應檢索專利文獻。以提高創新開發起點，確保專案具有先進水平;研究開發新技術和新產品過程中，要注意技術保密，並及時申請專利，以保護企業的智慧財產權;開發新產品過程中，應利用新技術包括專利技術為企業服務。