浅谈计算机在机械和电子控制产业领域的广泛应用

陈世章

摘 要：概括说明机械电子控制产业发展的情况，重点介绍计算机技术在机械电子控制产业领域以及工业生产制造和人们日常生活中的广泛应用。

关键词：计算机技术；机电一体化；生产应用

现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革，同时给相关生产产业带来了巨大的影响，提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展，以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。

一、计算机技术与机电控制技术的发展概况

（一）计算机控制理论的形成与技术的发展

忽略数字信号的量化效应，可以将计算机控制系统看成采样控制系统，在这一系统中，将其中连续的环节离散化，则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中，使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统，控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论，逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。

（二）机械和电子控制技术的发展和现状

在生产、科研等诸多领域里，有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前，工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内，初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现，直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化，同时将机械、電子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展，且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有pid控制，pid是经典控制理论的代表，它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势，形成了自适应pid和非线性pid等更利于控制的变种pid控制器。另外还有模糊控制（flc）、变结构控制等，均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。

二、机电一体化的发展及在工业上的广泛应用

（一）机电一体化的简介和生产应用

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及计算机软件系统集合起来所构成的系统总称，综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床，通过相应的数控技术，在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多cpu和多主线的体系结构，丰富了数控功能，也提高了生产效率。

（二）计算机在机械和电子控制产业的应用实例

计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合，不断使相关的新技术应用到更多的领域中去，这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产，更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。

plc实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展，人类活动的范围不断扩大，机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，并从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。

三、国内外机电一体化控制的现状

在各个系统完好状态下、完美工作的条件下机电一体化才能有效的进行。如何能将两者有效的结合是现代发展的研究对象。我国在这高科技技术方面是落后于西方国家的，发展起步较晚，软件开发正处于发展阶段，但西方国家已经是发达阶段。国外的高科技技术对中国有所保留，所以我国计算机的技术与机电技术都较落后的。国内的一些大型的车与飞机都不能独立的制造，没有技术核心，这就制约了我国的技术与制造业的发展。还有就是，机电一体化的完成是要有过程控制的，它会对计算机进行精确的数据检测，对对象会进行半自动、全自动的调节，并且会迅速的进行系统分析判断，发出指令让系统操作。这样产品就会通过自动化的水平带有良好的互换性自然地加工出来节约了时间与劳动力，还提高了效率与合格率。现在的人们都在寻求节约时间、劳动力、成本的方法。在制造业中，有着巨大的作用，计算机辅助制造技术，开拓了广阔的空间。在网络优良条件的具备下，家庭信息化办公都有极大的可能。

四、总结

在机械生产领域，电子技术和计算机技术的融入发展，机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术，使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。

参考文献：

[1]陈保平，刘振荣，马增强，等.基于MSC1210和RS485的数据采集系统的研究[J].微计算机信息，2005（06）.

[2]徐伟.机电一体化技术的概念、现状、发展及对策[A].2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛——装备制造产业发展论坛论文集（上）[C]，2009.endprint