关于计算机与机电一体化技术的整合探析

2022-01-15杨宏

科教导刊·电子版 2021年23期

杨宏

（武汉铁路职业技术学院湖北·武汉 430205）

0 引言

为能有效保障计算机和机电一体化技术有效整合，这就需要融入创新的理念，科学技术的发展是带动生产力发展的重要动力，计算机技术的发展以及机电一体化技术的发展，是随着时代的进步而进步的，为能有效促进机电一体化技术的进步，这就需要融入创新的发展理念，注重将计算机和机电一体化技术科学化运用，从这一基础工作层面进行有效创新，为能真正为实现既定的融合发展目标打下坚实基础。

1 计算机和机电一体化技术整合发展必然及可行性

1.1 计算机和机电一体化技术整合发展的必然性

计算机和机电一体化技术的整合发展是必然，只有融入创新的发展理念，才能有助于为实现技术发展目标起到促进作用。20世纪60年代微电子技术为主导，自动化技术以及生物技术和信息技术的应用，引发第四次技术革命，新技术革命冲击下传统产业的机械工业产品结构以及生产系统结构有着质的飞跃，在对微电子技术以及计算机等信息技术的应用下，能够和机械装置以及动力设备结合发展，这对提高机电产品的性能以及竞争力能起到促进作用，能大大提高生产系统生产效率和企业竞争力。20世纪90年代国际及其和机构理论联合会成立机电一体化技术委员会，这对机电一体化的技术发展有着重要促进作用，该技术多方面技术融合形成，是在控制论以及信息论和系统论基础层面开展的计算机以及传感器和软件技术的结合，融合检测传感器技术以及信息处理技术和伺服驱动技术，通过两者技术进行有效融合能也是时代发展的必然。

1.2 计算机和机电一体化技术整合发展可行性

现阶段计算机技术发展比较迅速，在诸多分类当中人工智能算法适应能力比较强，是计算机技术当中的前沿技术类型，计算机技术在实际发展中和机电一体化技术进行整合有着其可行性，通过计算机技术科学化运用，这对促进和带动机电一体化技术整合发展有着重要促进作用，考虑当前硬件条件差的状况，电子技术升级方面需要有更多内容支持，保障计算机技术全面性发展，依照桥梁通讯发展方向，把微电子芯片运算能力有效提升，把计算机和机电产品相融合，从图片识别的形态角度出发，复杂的图像科学识别是需要有绝大运算量支持的，依照不同算法来选择合适的，对机电系统承载力测试，能够有助于提高机电系统的应用灵活性。通过将计算机技术和机电一体化技术进行有机结合起来，能有助于提升整合发展的质量，有效提升技术应用的整体质量效果。

2 计算机和机电一体化技术发展的现状及实践措施

2.1 计算机和机电一体化技术发展的现状

计算机技术的发展过程中，对机电一体化技术有着促进作用。机电一体化技术发展的过程是以机电整合为主的，综合整合其他学科技术，以计算机技术为代表的应用能大大促进机电一体化发展。计算机技术的应用对机电一体化技术的发展能起到促进作用，机电一体化技术的发展有不同的工作阶段，20世纪60年代是萌芽阶段，人们不自觉利用电子技术初步成果替代机械产品性能，到70年代80年代的时候机电一体化发展进入到蓬勃发展的时期，人们自觉主动使用3C技术成果创造新的机电一体化产品。而到了20世纪90年代的后期，是智能化的发展阶段，在人工智能技术的和网络技术的迅速发展背景下，大大提升了智能化机械产品的性能，模糊控制技术应用已经相对比较普遍，大大提高了机电一体化技术应用的整体质量。

2.2 计算机和机电一体化技术整合实践措施

计算机和机电一体化技术的发展中，通过技术的整合应用，能大大提升技术应用的整体性能，从以下计算机和机电一体化技术整合实践措施进行阐述：

2.2.1 技术整合的要点

计算机和机电一体化技术整合过程中，要按照相应的要点落实，提升技术整合的整体质量效果。机电一体化和计算机技术进行整合，整个过程是有机的，能够实现机电和微电子以及其他技术综合，是创新的过程，通过将机，光，电，微电子相应技术优势充分发挥出来，进行相互补偿以及渗透，能有助于提升技术整合的效果，对整合后的机电一体化技术的应用价值也能最大程度体现出来。如在整合过程中，以功能为线索进行整合，机电一体化产品和系统，在传统机械系统基础上实现计算机控制的目标，完整的机电一体化系统是不同的功能要素组成的，如传感器，执行器，计算机等，功能性的角度对整合进行理解，任何整合后机电一体化产品和系统都能分解成功能要素间合理组合，被整合功能要求能分解成具体功能要素组合，通过明确功能结构，能够将机电一体化整合设计的过程进行优化，最大程度上提升系统开发设计成功率，能有助于发挥功能模块的作用价值。

2.2.2 机电为基础的计算机整合

计算机和机电一体化技术整合需要从不同的要点控制方面加强重视，机电为基础进行整合是比较重要的。机电一体化的不同功能要素为物理载体，除了计算机功能要素外，其他要素都是机电为基础的，这是和机电一体化产生发展背景相适应的。动力模块采用机电结构实现相关形式能量转换为电能，而执行器的应用实现电信号到机械信号转变的目标。传感器模块的运用能实现外界信号转变成电信号途径，整个功能要素是机电为基础的，将电介质作为整合过程公共界面，能有效提升整合的效果。机电一体化和计算机进行整合，本质上是信息的整合，主要是通过机电一体化系统当中各信息处理功能要求相结合，实现复杂的新功能要求。信息处理部分通过软硬件的应用进行组合实现，在控制系统当中信息处理地位愈来愈重要的情况下，软件开发工作当中占比会比较高。

2.2.3 计算机和机电一体化的整合表现

计算机和机电一体化整合的过程中有着鲜明的额体现，机电一体化的技术发展就是整合其他技术的过程，所以计算机和机电一体化的整合也是比较重要的，为能有效提升整合的作用效果，在具体的整合过程中就要能和实际技术应用需求相结合。早期机电一体化的应用是在机械电子基础层面整合的微电子技术，在技术的发展过程中，计算机技术发展的速度愈来愈快，以计算机技术为主的信息技术发展的速度比较快，机电一体化技术也在这一过程中有着迅速的发展，现代机械系统是在早期机电一体化系统层面实现的软件技术以及网络技术和管理技术的整合，先进制造技术以及智能和智能机器人的应用，都是在机电一体化技术的发展基础上锁实现的。如先进制造技术的敏捷制造以及并行工程和清洁制造等，实现把计算机技术以及网络通讯技术进行与之紧密结合起来，能够将技术的整体作用效果充分发挥出来，这对提高机电一体化技术应用的质量有着保障。当前的智能技术的发展比较迅速，人们所说的智能结构是结构有检测以及动作和通信等相应的功能，把传感器和执行单元以及驱动单元进行整合到基体材料当中，将应用力学以及材料工程等技术综合性应用起来，能有效实现感知外界和内部状态变化的重要体现。

2.2.4 相关的技术问题

计算机技术和机电一体化技术的整合发展中，涉及到相应的技术问题，要能针对性解决。通信协议的选择应用是比较重要的，计算机和机电一体化产品间整合和相互通讯是分不开的，通讯的问题是需要进行详细考虑的，计算机要了解机电一体化产品状态，需要控制产品动作，所以在通讯的能力方面要能达到实际应用的需要。把通讯协议标准化，通过一个标准通信协议的应用，能发挥兼容性的作用效果，能和其他产品有机联系，把机电一体化产品能做成可替代小模块，能有效提供模块支持接口，在纳入到系统当中去加以应用，能够从整体上将系统的应用效果良好呈现出来。如对智能灯具以及智能洗衣机的应用就是和计算机的整合，能够采用独特性的额通讯协议，形成封闭系统，从而能获得比较高利润，大大提高技术系统应用的质量效果。

另外，就要注重框架设计的控制，机电一体化产品比较多，应用方向不同，计算机以及机电一体化产品特性决定其整合后系统各自地位和作用相似。机械世界杯以及探测设备都是执行机构，电子设备是控制机构，进行整合后机电产品是独立执行能力和机构，把计算机作为调度控制机构，下图是比较简单性的整合框架，系统的应用过程中机电产品完成自己工作，向上提供状态信息，近似算计能接受状态信息并整合资源，对产品下达指令，最后完成任务。系统的应用对模块化的要求高，这样能够降低维护的成本，复杂系统当中降低机电产品产品要求。模块化带来的好处是后期升级比较方便，而框架设计思路是一定的，是计算机为大脑，机电产品为主体设计的，更复杂系统的设计要把简单系统作为一个部分融合整体系统，能够有助于节省资源。