有關電子機械論文代發表
近年來,我國機械電子工程產業發展迅速,且為推動機電一體化的發展做出了較大貢獻，機械電子發展水平對我國生產力水平和綜合國力的提高有著不可或缺的作用。下文是小編為大家蒐集整理的的內容，歡迎大家閱讀參考!
篇1
淺析控制工程在機械電子工程中的應用
摘要：機電一體化設計中，必不可少的一部分就是控制理論，控制理論的精準程度與否，關係到機電裝置的穩定性，和執行的準確性，因此，控制工程在機械電子專業中佔有重要地位。本文通過對控制理論的介紹，和一個典型控制系統"伺服系統"的論述，闡明瞭控制理論在機電一體化設計中的重要作用，以及大力發展控制工程的必要性。
關鍵詞：控制理論 控制工程 機械電子工程
與自人類使用工具以來就有的機械工程相比，電子技術是二十世紀發展的新學科。機械工程與電子技術的結合始於上世紀。起初，二者結合是分離的“塊與塊”關係，或者是功能結構上的相互替代。隨著計算機技術發展的推動，機械系統和電子系統通過資訊有機地聯絡起來，形成了真正的機械電子工程。人工智慧技術的發展與滲透，使得機械電子在傳統的機械系統能量連線、功能連線的基礎上，更加強調了資訊連線和驅動，並逐步使機械電子系統向具有一定智慧的方向發展。
機械電子專業可細分為機械電子系統傳動和模擬技術，機器和裝置，機械人技術及其運動系統，感測和執行元件技術，測量技術和影象處理等，微型，超微型機械微系統技術，微型和精密儀器的功能組，微系統的測量技術等和生物機械機器人技術，生物系統，仿生執行技術，控制和設計，控制系統等。
一、 控制工程學簡介
控制工程control engineering是處理自動控制系統各種工程實現問題的綜合性工程技術。控制工程是以工程控制論為理論基礎，綜合應用了資訊理論和計算機理論的相關概念。控制工程不侷限於任何一個工程學科，在機械工程、採礦工程、管理工程、航空工程、電氣工程、生物工程、土木工程等工程學科中都有同樣而廣泛的應用。在實際應用中，控制工程還融合了自動控制技術、電子技術、計算機技術等多個學科的相關知識。其應用的控制理論主要有兩種：“古典控制理論”，“現代控制理論”。“古典控制理論”的內容主要是以傳遞函式為基礎，主要研究單輸入和單輸出線性定常時不變這類控制系統的分析和設計問題。而“現代控制理論”是在“古典控制理論”的基礎上，以狀態空間方程為基礎，研究多輸入、多輸出、變引數、非線性等控制系統的分析和設計問題。隨著機械工業的迅速發展，智慧機器人、軋機系統、先進加工控制系統不斷湧現，與控制工程的結合愈來愈廣泛而密切。
二、機械電子工程
早期的機械工業以手工加工為主，生產力低，但適應性強;三十年代開始集中在標準件和流水線，適合於大批量生產，但缺乏靈活性;現代生產一般要求轉產週期短、生產靈活性強、產品質量高，因此常採用以機械電子系統為主要構成的FMS可以達到上述要求。與傳統的機械工業相比，機械電子工程有著鮮明的特點：就設計而言，機械電子工程並不是一門有嚴格界線並且獨立的工程學科，而是在設計過程中一個綜合思想的實踐。設計中，根據系統結構配置和目標，機械電子工程把它的核心部分機械工程、電子工程、汁算機技術與其它領域的技術，如：製造技術、管理技術和生產加工實踐等有機地結合在一起，採用一種基於資訊的自頂向下的模組化策略，完成設計就係統產品而言，機械電子系統產品結構簡單，元件和運動部件少如電子錶，它用小巧的電子系統取代“傻、大、笨、粗”的機械系統，減小了系統的體積，提高了效能，但是系統的複雜性卻大大增加了。
機械電子學要求機械與電子技術的規劃應用和有效結合，以構成一個最優的產品或系統。現代的機械電子系統除了“塊與塊”之間的動力聯絡之外，還有資訊之間的相互聯絡，並由具有數值運算和邏輯推理能力的計算機來對機械電子系統的所有資訊進行智慧處理，人們已經認識到生產改革的未來屬於那些懂得怎樣去優化機械和電子系統之間聯絡的人;尤其是在先進生產和製造系統的應用中，對優化的需求將會變得更為迫切;在這些系統中，人工智慧、專家系統、智慧機器人以及先進的工藝製造系統將構成未來工廠的下一代工具。
三、 控制理論在機電系統中的應用
伺服系統servosystem是將指令訊號精確、快速的轉換為相應的物理實現。例如，飛機和船舶的舵角操縱由於所需的力很大，不可能由人力直接操縱，需要伺服系統來完成，伺服系統的作用就是使舵面的轉角精確地跟隨駕駛員的操縱動作。當使用自動駕駛方式時，伺服系統要使舵面轉角精確實現自動駕駛儀輸入的指令。
工業機器人的一個關節，就用到了伺服系統。它的受控過程是機器人的關節運動。採用微處理機作為控制器。關節軸的實際位置由旋轉變壓器測量，轉換為電的數字訊號後，反饋給控制器。微處理機經過控制演算法後，輸出控制指令，再經過數模轉換和伺服功率放大，提供給關節上的伺服電機。伺服電動機根據控制指令驅動關節軸轉動，直至機器人運動達到輸入參考訊號設定的位置為止。
伺服系統是機電控制系統中典型的一個重要部分，其應用的主要就是控制理論來實現機械與電子的相互結合。
四、結語
隨著科技的進步，機電技術的發展必然走向電子化，智慧化，這是時代進步的需求，這也是科學技術發展的必然結果，尤其是電子資訊時代的來臨，我國機電人員將電子資訊科技充分地與機電技術相整合，同時應用控制理論將這個機電系統設計好，使它具有足夠的穩定性，準確性，快速性。控制工程理論的應用與發展促進了工業生產使機械自動化的方向更精準的方向進行，同時也間接地促進了我國經濟的發展。
總之，控制工程在機械電子專業中具有重要的地位，它是保證機電一體化設計中控制裝置的理論基礎，此外在諸多科學技術領域中也有著重要應用價值。
參考文獻：
[1]董景新，趙長德，郭美鳳，陳志勇，李冬梅.控制工程基礎第三版教材，北京.
[2]趙麗娟，張建卓，李建剛.控制工程基礎與應用.
篇2
淺析工程機械電子節能控制技術
摘要：通過分析研究工程機械的功率情況，得出廣義節能的含義以及進行節能的理念。結合當下工程機械不同的控制技術，在廣義的節能含義裡進行有機地融合。考慮到不能輕鬆地定量比較節能技術，為此，在全域性的角度做出了一個節能指標公式，進行工程機械的節能控制。下面先是從廣義節能、工程機械功率圖這兩個方面分析了廣義節能的含義，然後從以下這幾個方面提出了工程機械電子的節能控制技術。
關鍵詞：工程機械;電子節能控制;技術研究
隨著科學技術的不斷髮展，工程機械在能量消耗、作業效能、操作適宜程度方面的要求越來越高。本文基於一種全新的節能控制理念，藉助於電子節能控制技術，進行工程機械的節能控制管理，節約了能量的消耗。下面先講解一下廣義節能的含義。
1.廣義節能的含義分析
1.1廣義節能含義
工程機械進行能量的轉換以及能量的傳遞，可以給外面的負載提供有效功，做出有效功率。考慮到工程機械屬於協同作業型別，有兩個方面可以影響到工程機械的輸出功率，一個是功率的傳遞情況，另一個是不同功率間的配合情況。現在人們對工程機械的節能控制大多關注在功率傳遞方面以及供應方、需求方的匹配方面，卻沒有關注不同功率間的配合情況。作用功率為工程機械在單位時間裡完成的作用量。在提高作用功率的同時就會加大能量的消除程度，降低作業功率的同時就會降低能量的消耗程度。作用功率同功率之間呈反比例關係，為此，需要在一樣的作用功率下進行能源消耗資料資料的比較。廣義節能含義有以上說到的四點內容，分別是匹配、效率、不同功率間的配合以及作業效率。
1.2典型的工程機械功率圖分析
站在能量的角度看待工程機械的全部過程，其實就是不同型別的能量之間進行的傳遞過程、轉換過程以及做功過程。研究工程機械能量控制管理，不能沒有工程機械流圖的分析研究。以柴油機為例進行的能量轉換過程，都來源於柴油提供的化學能量。首先是柴油機轉換柴油的化學能為機械能，在這個過程中可以藉助於電控噴油或者全程調速的技術方式降低柴油機的能耗指數，提高其動力效能。在液壓泵裡，把接收到的機械能量轉成液壓能量，液壓泵的動力效能可以藉助於壓力切斷、恆功率控制等方式來改善。考慮到柴油機是能量的供給方，液壓泵是能量的需求方，要想改善這種供求關係時，可以進行功率荷載控制管理以及轉速控制管理。液壓閥接收泵釋放的液壓能，藉助於液壓系統內部的壓力和對應的執行部分，進行協同動作。液壓閥會受到閥控制系統的控制管理，把液壓閥狀態當成流量需求方面以及操作圖方面的代表。把液壓泵、液壓閥分別當成流量方面的供求方以及需求方。這種供求關係要想良好的匹配好，還需要藉助於負荷的感測控制管理以及負流量方面的控制管理。液壓閥液壓會被馬達吸收，傳出機械能量。執行元件傳出的一部分機械能量會對外負載全面做功。
2.工程機械電子的節能控制技術分析
2.1全域性節能控制體系
基於廣義意義，進行工程機械電子的節能控制，要進行研究的物件是負載情況以及整體情況，把多執行部分進行的協調管理控制、原來工程機械電子的節能控制技術以及作業效率這三個部分之間相互結合起來，能夠為了統一的目標進行最優化的工程機械節能控制管理。要想良好地定量好工程機械節能控制技術的最終節能效果，還需要定義出以下關於節能方面的指標。在單位油耗內、單位時間段內，工程機械做出的對外有效功，即有效功率比上油耗，被稱為全域性節能指標。它涉及到了多執行部分進行的協調管理控制、原來工程機械電子的節能控制技術以及作業效率這三個方面，可以全面地比較和分析工程機械節能效果。把工程機械全域性的節能指標當成總的大目標，可以構成一個全方面的、多個層次的工程機械節能體系。
2.2全電控系統
原來的節能控制雖然有了很大的節能控制效果，但從以下幾個方面，打破原來的節能控制管理範疇，還能夠取得更多的節能效果。一是改變原來的引數功率，進行柔性的引數功率匹配;二是藉助於作業模式技術，進一步完善功率分配系統，這種系統屬於一種動態系統，能夠基於作業模式上;三是清晰明白駕駛員的意圖，完善作業效率控制系統，這種系統能夠基於操作模式上。從以上三個方面進行工程機械的電子節能控制，還需要有全電控制的執行層面以及分佈管理方式的控制層面，組成一個全新的工程機械電子節能控制功率系統。全電控轉動部分由液壓馬達、控制閥、液壓泵、柴油機構成，這些部分都是電控制的。全電控進行元件之間的轉換以及功率之間的傳遞，讓硬體功能變的優化，也增加了硬體之間的通用性。這樣一來，就能夠進行更方面深入的感知，也更加廣泛地進行控制管理。全電控制管理系統的專用作用以及控制作用由軟體承擔，能夠線上調節相關的控制引數，讓其適應現實的操作情況以及工作情況。做到引數的柔性化管理，取得廣義的節能效果。
2.3分佈控制系統
訊號、資料的處理速度給節能控制提出了更高的要求，為此，需要使用專門的能夠基於匯流排的各類控制管理器，例如液壓閥的控制管理器、液壓泵的控制管理器、發動機的控制管理器，讓這些控制器之間能夠良好地連線高速匯流排，組成一個能夠基於匯流排的控制系統。其中發動機控制管理器控制噴油量根據的是發動機自身的執行資料以及使用者做出的指令，基於匯流排接收別的控制管理器進行控制指令。
液壓泵的控制管理器會參考液壓泵在出口位置處的壓力訊號，調節整理液壓泵的排量訊號，然後發給匯流排資料，也是基於匯流排接收別的控制管理器進行控制指令。液壓閥控制管理器會受到相關工作人員實施的操作指令，在接收指令後控制管理液壓閥，然後傳輸給匯流排相關的資料資訊，並且能夠基於匯流排來接收別的控制指令。這種基於匯流排的系統，大大地提高了資訊資料的傳輸速度以及處理速度，也能夠達到實時控制在功率管理控制方面的要求。
3.總結
原來的工程機械節能控制存在著不少的缺點，打破這種體系的關鍵就是進行工程機械的全域性電子節能控制管理，實現引數的動態匹配，建立動態功率系統以及作業管理系統，使工程機械節能控制有一個良好的控制效果，並且指明工程機械電子節能控制技術以後的發展趨勢。
參考文獻
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