机电一体化技术的现状篇1

关键词：机电一体化；现状；发展

中图分类号：TU85文献标识码：A

一、机电一体化技术简介

机电一体化又称机械电子学，英语名称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体，是在以微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展向机械工业领域迅猛渗透并与机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。典型机电一体化系统功能原理构成实例如下图：

二、机电一体化技术的发展现状

1、初级发展阶段

二十世纪六十年代以前的时间是机电一体化技术发展的初级阶段，在初级发展阶段，人们开始能够自觉利用电子技术的成果完善机械产品的性能，在二战之后，战争在使科技发展滞后的同时，也促进了电子技术和机械产品的结合，在战争期间这种结合主要应用与军事，在战争结束够，电子技术与机械产品的结合用于经济发展中，并为经济的发展带来了巨大的作用，由于机电一体化技术刚刚产生，人们对这种技术的认可程度还不高，机电一体化技术还未得到广泛运用，这个阶段的机电一体化技术还算不上是真正的机电一体化技术。

2、深入发展阶段

从二十世纪六十年代到九十年代后期，机电一体化技术到了迅速发展阶段，在这一阶段，机电一体化技术逐渐智能化，并在迅速发展的基础上不断深入。这一时期，机电一体化技术中又加入了光学和通信技术，微细加工技术在初现在机电一体化技术中，同时，对机电一体化的系统分析和学科体系也进入了深入发展的阶段，神经网络技术、人工智能技术、光线技术的发展为机电一体化技术拓宽了发展前景，促进了机电一体化技术的发展与进步。这个阶段的机电一体化技术为当前的机电一体化发展打下了坚实的基础。

3、规划发展阶段

在二十世纪八十年代初期，国家就对机电一体化技术进行了研究，并且国务院还把机电一体化技术列入了863计划中，还成立了专门的机电一体化领导小组，由于国际机电一体化技术在飞速的发展过程中，我国充分考虑到国外技术的发展对我国的影响，还把机电一体化技术的发展方向与影响纳入九五规划和发展纲要中，不仅是国家对机电一体化技术非常重视，很多高等院校、国家企业也对机电一体化技术进行了研究与应用，并取得了一定的成果。当前阶段的机电一体化发展为我国的综合国力的提升做出了重要的贡献。

三、机电一体化技术的发展趋势

1、绿色化趋势

工业革命以后，机械领域的技术革新给人们带来了巨大的方便，对人们的生活、工作产生的深远的影响，但是，在给人们带来方便的同时，也带来了严重的环境污染和资源的浪费。于是，人们对环保型的设计、制造有着很高的呼声，符合绿色化的产品应当在适用时对环境的污染降到最低、对资源的利用提到最高，同时在报废后还能都回收利用。机电一体化的绿色产品要充分考虑到环保的特性，在设计之初就要将环保理念考虑进去，使设计的产品在使用过程中能够做到对资源的最大利用和对环境的最小危害。

2、智能化趋势

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。

3、系统化趋势

系统化发展的特点是采用开放化和模式化的系统体系结构，形成设备的系统发展，通过多种模式的组合和剪裁建立起机械设备的整体发展和设计系统，并且能够在系统整体发展和设计的基础之上实现子系统的系统管理和综合控制。系统化的机电一体化技术还能推动更为有效而便捷的通信技术发展模式的形成，从而实现更为有效的信息传播和个性化的设备管理、使用方式，为在人性化的设备管理原则之上设计生产出以使用个体需求为主的机电一体化设备提供有利条件。

4、网络化趋势

随着网络技术的不断发展，网络产品价格日益下降，为其的普及工作带来了便利条件。以网络为基础的各类远程监控技术逐渐发展起来。其远程控制终端便是机电一体化产品，当发展到一定程度时，人们可以利用家庭网络对家庭中的各项电气设备进行计算机集中管理，进而享受更加现代化的生活。

5、模块化趋势

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

6、微型化趋势

微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术。

四、结束语

科学技术的进步为机电一体化的产生和发展创造了条件，社会需求则为之提供了动力。反过来，机电一体化的发展又不断促进科学技术的进步和社会需求。机电一体化已经显示出了强大的生命力，并正以空前的速度和力度冲击着传统的技术思想、生产方式和方法以及传统的机电产品和产业结构，国民经济的各个领域都将因此而发生深刻变革。

参考文献：

[1]张建宝.浅谈煤矿机电一体化技术的发展趋势及展望[J].科技信息.2013（18）

机电一体化技术的现状篇2

关键词：电力自动化技术；工作原理；现状；趋势

1.前言：随着科技的快速发展，经济水平的提高，社会大众对供电系统提出更高的要求，伴随着电力自动化技术的快速发展，该技术在社会的不同领域陆续被广泛应用，在科技得以迅速发展的今天，电力自动化技术在整个电力系统中占据非常重要的地位。电力自动化技术作为电力与电子信息的融合，是一项综合的科学技术，将信息技术、控制技术、互联网技术等诸多学科的相关知识融为一体，其自动化水平能够直接反映电力发展水平高低，对国民经济发展发挥出巨大作用，同时给输电系统带来深远的影响，也是目前及今后能够有效解决电力资源与能源问题的关键所在，是现代电力系统得以持续健康发展的重要保障，确保现代电力系统得以安全可靠运行。本文笔者结合多年的工作实践经验，根据电力自动化技术工作原理，探讨了电力自动化技术的工作原理和现状，并就其发展趋势进行深入分析，目的为电力自动化技术的可持续发展提供有价值参考。

2.认识电力自动化技术

2.1内容：（1）馈线自动化：能够有效完成馈电线路的控制、检测、隔离故障、网络重构和故障诊断，主要作用包括：就地控制及远方控制、恢复供电及转载负荷、调压及无功补偿、隔离故障区及监测运行状态。（2）变电站自动化系统：就是通过计算机技术，把变电站的信息传输、继电保护、远动及控制测量等融为一体，从而成为一体多机的共享系统。（3）配电管理系统：指的是利用现代计算机、通信等设备与技术，管理并监视配电网的运行，该系统不仅作为整个配电自动化系统的管理、控制及监视中心，也是该系统中的神经中枢，具体包括：用电、管理及负荷管理等。

2.2工作原理：（1）电力自动化主要通过信息技术来实现，也就是把计算机调控系统置于电力系统的中心，以此覆盖周围地区信息，同时周围的电力场及发电站利用这些信息反馈装置，实现远程信息流通，形成一个立体的网络覆盖区域，最终实现电力系统的协调运行及相关信息的流通。（2）中心计算机负责宏观方面的整体调控，其他相关监控设备负责记录异常事故，同时对操作控制自动化设备的运行和异常现象实施分析，并在此基础上实现计算机之间信息的流通，最终成为严密的计算机自动化控制系统。（3）电力自动化控制是将分层控制作为基础，并通过分配发电站及调度控制室相关职责，实现电力系统的稳定、协调运行，最终达到经济合理、安全稳定和有效控制电力系统的目标。（4）配电通信系统是配电自动化系统中非常重要的组成部分，由于配电网终端节点数量相对较大，在通信方案选择时一般较为困难，所以在选择通信方式时，电力企业应该根据用户的实际状况选择性能相对较高的通行方式。

3.电力自动化技术现状分析

3.1职能电网获得较快发展：电力自动化技术目前发展的情况是依托电子信息技术的计算机作为其重要媒介与载体，全过程实现核心控制，并将最新的信息技术、控制技术等融入电力自动化技术的发展，可以动态分析电力自动化的软件运用。

3.2配电网络得以较快发展；实现配电网络自动化对促进电力自动化水平具有非常重要的现实意义，作为技术支撑可以有效地促进区域性配电网络升级，当然，此类技术的日益完善得益于高速发展的高新技术。

3.3配电管理得以科学化：将计算机技术融入配电管理的全过程，结合最先进的信息处理技术，通过电力自动化相关设备进一步对配电网络自动化程度实施全程的监督与控制，其作为电力自动化工作的核心。依据电力自动化技术的发展需求，配电管理更需不断科学完善，并定期采取政策方面或技术层面相关举措来引导并鼓励电力的供给与需求，最终参与电力自动化的管理。

3.4变电系统得以进一步完善：该系统常见于变电站自动化运用过程，借助计算机技术将变电站中的测量、传输及保护等功能融为一体最终实现资源的公用共享，变电系统自动化具体包含数据搜集、继电保护和运行控制等重要环节。

4.电力系统自动化技术的发展趋势

4.1功能分层分布：电力自动化和通信系统密切相关，为了深入贯彻功能下放、分级分层及切实提高事故的响应速度等原则，电力系统自动化系统可分为主站、子站及馈线共三层。三层之间的通信大都采用光纤以太网、光纤环网、电力线载波及无线等方式，其中的电力线载波作为一种非常理想的通信方式，是为了传输高频保护信号及话音信号而设计，是基于线路两端阻波器点对点的通信。

4.2用户对电力系统的可靠性要求越来越高：该系统的保护集中于对馈线的保护，切除馈线故障时并不严格要求必须快速，不过，随着经济的快速发展，电力用户对用电可靠性要求越来越高，提高电力系统的可靠性将成为工作重点。

4.3进一步提高电能质量：随着大功率电子开关设备的广泛应用，由此带来的电能质量问题逐渐引起电力工作者的高度重视，因此，切实提高电能质量的新方法、新技术已成为接下来电力系统中新的研究热点。

4.4主站一体化：随着电力事业的快速发展，人民大众对供电可靠性要求显得越来越高，不过，由于电力企业各职能部门的平台不够统一、功能欠缺，致使各系统之间难以实现互联及信息共享，因此，在接下来的电力自动化技术发展过程中迫切需要改变此不利局面，应该会把各自为政的系统协调成信息共享的一体化系统，也就是将数据采集及监控系统、地理信息系统和管理信息系统组织成平台统一、信息共享且高效灵活的信息系统。

5.结束语

综上所述，伴随着计算机技术、通信技术和控制技术的日益进步，电力系统应该随之予以更新，电力自动化技术能够有效地缩短停电时间，同时还可以缩减系统的运行成本，切实改善供电质量，最终实现电力企业经济效益的提高，所以说电力系统中的电力自动化技术已经成为电力系统开发过程中不可缺少的重要步骤，也可以认为安全、可靠而高效的开发电力系统不得不需要电力自动化技术，所以，作为新时期的电力企业工作者，需要提高认识，更新观念，利用闲暇时间加强个人理论学习，深入研究相关技术方法，勇于探索，并积极利用外出培训的机会加强同行间的交流，将新技术新方法应用与工作实践，及时总结经验教训，切实提高自身的业务水平，为实现电力企业的安全可靠供电贡献自己的力量。（作者单位：陕西送变电工程公司）

参考文献：

[1]陈迪，汤文洁.浅析电力自动化的现状及其前景[J].电工技术天地，2012.

[2]刘绍勇.探讨电力自动化现状及其发展趋势[J].科技论坛，2012.

[3]王怀喜.电力自动化发展现状与趋势[J].科技资讯，2009.

机电一体化技术的现状篇3

关键词：机电一体化；建模；仿真；虚拟原型

中图分类号：TM文献标识码：A文章编号：1009-914x（2014）26-01-01

引言

机电一体化技术一般指的是电子、机械和信息技术结合的一种新型技术，最早在上世纪70年代在西方被提出来，其本质是机械技术通过运用信息化技术不和电子技术而达到效能最优的状态。而目目前机电一体化的建模与方式技术是最新的研究热点，本文针对这个热点展开探究。

一、机电一体化技术概述

第一，我国机电一体化技术的发展与现状。我国机电一体化技术大体经历了自发初级阶段、蓬勃发展阶段和智能化发展新阶段等三个阶段。初级阶段机械产品只是通过简单的电子技术进行了产品优化，到了发展阶段则利用了当时兴起的计算机、通信和控制技术，机电结合更为灵活，到了智能发展阶段，机电一体化技术更多地吸收了激光、模糊、信息和神经网络技术等其他学科成果，逐渐形成独立的技术体系。第二，机电一体化的相关技术。机电一体化主要涉及机械技术、检测与传感器技术、信息处理技术、伺服驱动技术、接口技术、监控与诊断技术、柔性制造系统技术等技术。第三，机电一体化技术的发展趋势。目前机电一体化主要朝着智能化、集成模块化、光机电一体化、信息网络化、系统化技术方向发展，朝着技术产品能功能多样、效率优化、智能运行、稳定性强的理念发展，力求让技术产品向轻盈、超薄、细微、小巧等时尚化方向发展。

二、虚拟原型技术与机电一体化

（一）虚拟原型技术

该技术是在CAX技术、DFX技术、物理样机设计技术的基础上发展起来的，并且在发展过程中吸收了信息技术、仿真技术和先进制造技术，让机电产品的设计智能化和灵巧化，生产效率高效而稳定，最终让产品开发形成一套从设计到仿真，从分析到复杂的系统化开发体系。1，基本原理。该技术以CAX技术为基本技术基础，和以前的串行设计技术比起来，该技术实现了多功能系统的集成化结合。人们可以通过该虚拟模型技术建立机械模型，通过仿真环境得到真实实验参数，并依据实验参数对产品进一步优化，降低开发成本，缩短周期，提升竞争力。2，系统结构。该技术通常以某种可以输入多种产品参数的三维实体数字化模型结构的形式出现，该模型是可变的，动态的，人们可以依据开发和设计需要不断输入新的参数，并得到新的模型结构，根据模型结构来优化产品设计。3，技术优势。该技术具有能全面反映实验产品的初始信息、为整个产品的开发过程提供模型支撑等优势，该技术的运用为制造业的发展注入了新的活力。4，关键技术及发展应用。虚拟原型技术的关键技术主要有系统总体技术、支撑环境技术、虚拟现实技术、协同仿真技术、一体化建模、过程管理技术、模型技术等多方面的技术，作为一门融合了多个学科技术的新型综合技术体系，其发展前景十分广阔。

（二）虚拟原型技术与机电一体化

虚拟原型技术是一种新型的以多领域仿真技术、先进建模技术、信息管理技术以及交互式用户界面技术为基础的综合性技术体系，与传统的机电产品开发设计和生产技术相比起来，其原理和实际运行效率都有很大的几部。因此，如果能将虚拟原型技术有机地融入到机电产品的设计和开发中，将会有效促进机电产品开发效率的提高，并且进一步发展机电一体化技术。虚拟原型技术与机电一体化技术是相互促进的关系，虚拟原型技术最终将会促进机电一体化产品设计的高效和智能化发展，而机电产品技术的发展在解决生产难题的过程中，客观上又会带动虚拟原型技术的发展。下面本文将进一步阐释这种相辅相成的关系。

三、基于虚拟原型机电一体化的控制仿真设计

第一，概述。以虚拟原型是机电一体化产品的基础，虚拟原型技术对机电产品开发设计、电气、控制等各方面的的数据模拟和测试都起到缩短周期、提高研发效率和节约开发成本的作用。联合仿真设计主要由三个部分组成：首先是机械模型的建构，其次是LabVIEW软件同机械模型与有机融合；最后是协同仿真的过程，机电产品实现综合评定和性能测试。第二，机械特性的仿真设计。机械特性仿真设计主要包括对机械的零部件特性、机械结构、机械动力状态、机械运行状态等仿真设计的分析。对机械零部件和结构的特性分析主要采用有限元分析。有效元分析主要通过SolidworksSimulation网络软件机械零件和机构力学的模拟分析，一般要分析机械材料的强度、应力和安全性能，为机电产品的结构的尺寸、材料搭配以及传动系型号选择提供模拟参数的参考；SolidWorks与LabVIEW软件的结合为机械动力学提供仿真设计环境，该软件对力的运动各种元素进行分析研究，提供准确的机械性能和动力分析参数；机械运动的仿真设计为机电产品的运动参数、碰撞侦测参数和运动轨设计参数等提供科学的参数分析，为机电产品的机械结构和零部件的几何数据确定等提供支持。

第三，机械动力学仿真设计。机械动力学仿真设计一般指的是指在运动条件下给机电产品的部分零件，在不同的引力、压力和力矩条件下得出机械运动的性能参数，该仿真设计一般需要SolidWorks软件的支持。仿真设计所提供的模型能够对产品在运动条件下进行各部分参数的测试，并最后通过仿真参数进行控制变量分析，最后得出机电产品的在现实运行状态各部分零件和机构性能的表现；并且依据系能表现，对机电产品中机械结构和零部件几何参数进一步进行优化设计，直至模拟的运动条件下机电产品各部分指标能达到预期。

第四，机械运动仿真设计。一般来机械运动仿真设计主要是逼真模拟机电产品在运动状态下的各部分性能的表现状况。高度仿真模拟可借助于SolidWorks提供的动画仿真环境实现。在动画仿真模拟环境中，工程师可以依据其动画表现进行性能参数测试，另一方面也便于生产方向客户展示其良好的运行性能。SolidWorks软件可以提供动画模拟仿真、基本运动模拟仿真、Motion模拟仿真。动画模拟仿真主要是展现机电装配体的运动性能，操作人员可以通过添加马达插件，然后定义软件驱动装配体的各个零部件运动。基本运动模拟仿真与动画模拟仿真略有区别，它是通过对机电装配体上增添马达插件并定义运动，定义其中的引力和弹簧等基本物理参数来测试装配体运动性能。Motio运动仿真主要通过SolidWorksMotion插件来实现，该仿真形式主要对装配的零件和结构进行在力、阻力以及摩擦力等力的作用下所表现的性能状况测试，测试相对更为精确。

四、结语

机电一体化技术是机械、电子和信息技术的有机结合，是一门不断在融合新兴的计算机技术、智能技术、生物技术和网络技术的独立的综合性技术体系，而虚拟原型技术有利于降低机电产品开发的周期和成本，提高机电产品设计和生产的效益，虚拟原型技术的建模与仿真技术能通过虚拟数字模型的建立来代替真实的产品测试工作，提高产品开发的效率，缩短周期并节约成本，机电一体化技术在不断利用现代技术的基础上将进一步发展。

参考文献

[1]陈海霞，刘霞.虚拟样机技术在数控机床设计中的应用[J].机械制造与自动化.2011（03）

机电一体化技术的现状篇4

关键词:机电一体化现状发展趋势

一、机电一体化的产生与应用

20世纪60年代以来,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后,刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期,机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持,20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。

二、机电一体化的发展现状

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70年代~80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。

20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用也做了大量的工作,虽然取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

三、机电一体化的发展趋势

(一)智能化趋势

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。

(二)模块化趋势

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品,也可以扩大生产规模,制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体

化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

(三)网络化趋势

计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐,因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。

(四)微型化趋势

微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,国外称其为微电子机械系统(mems),泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术。

(五)绿色化趋势

机电一体化技术的现状篇5

摘要：水电站的建设使用主要是为了通过一系列机电设备的使用将水能进一步转化为电能，属于一项综合类的大型工程，水电站的系统建设内容通常包括泄水建筑物、挡水建筑物、机电设备、发电厂房和引水系统等。水电站和水库形成后，在高水库水位的前提下，通过引水系统应用水轮发电机组，将水的势能转化为电能，再经过开关站、变压器和输电线路将产生的电能输入电网中，为不同地区的生产、生活活动提供电能资源供应。本篇文章在此基础上，主要对自动化技术在水电站中的应用现状、应用作用进行分析，并对其应用发展趋势进行研究。

关键词：自动化技术水电站电能应用现状发展趋势分析

我国不同地区的水电站建设主要是为了将区域环境中的水能转化为电能，并通过不同的机械设备将产生的电能输入电网中为地区生产和人们生活提供必要的电力能源。水电站中应用自动化技术和自动化设备是为了保证电力系统的组成合理与科学，并通过先进技术设备的协调应用保证水电站工作的安全进行。针对我国当前情况下我国水电站建设中应用自动化技术存在的问题，在原因分析的基础上积极研究自动化技术在水电站工作中应用的方法和作用，并对其总体的应用发展趋势展开预测和评估。

一、水电站自动化技术应用现状

（一）起步早，重视程度高

我国不同规模、类型的水电站在建设中应用自动化技术实现自动化操作和自动化监控，其研究发展历史已经有二十多年了，应用技术渐趋完善和成熟。水电站工作运行中关于自动化技术的研究和应用在我国的起步较早，早在1979年～1985年期间，我国在富春江和葛洲坝等四个水电发电厂中就建立起自动化技术应用试点，试点成功后即召开相关会议对自动化技术在水电站中的应用总结和推广计划进行详述，并且在一系列国家文件和政策的支持下正式启动自动化技术在水电站工作中的推广应用工作。[1]从这一点来看，我国对自动化技术在水电站中的研究、应用重视程度较高，在电力系统运行和电厂工作中强调从经济效益角度考虑问题，要求通过先进的自动化技术实现水电站工作的安全、高校和人工可控，提高电厂的运行效率，维护市场电力能源资源的生产、供应秩序。近年来，随着经济大开发的发展，我国电力资源市场需求量加大，大中型水电站建设数量增多，基于渐趋成熟的自动化技术应用水平和规范性的实际管理水平，水电站自动化技术应用程度需要进一步提高。

（二）农村地区的技术推广问题

我国对水电站工作运行中应用自动化技术持鼓励和支持态度，并且在多年的技术研究应用和实地调研中，自动化管理和监控技术在我国多个地区、不同类型的水电站中应用较多，当地根据实际调研来看，自动化技术在我国农村地区水电站中的应用仍旧存在较多问题。[2]水电站自动化技术的应用是以计算机技术为基础，对于研发设计人才的专业技能和水平有较大的考验，相关人员既要具备专业的电力行业技术，又要有丰富的实地经验。但是在我国的农村地区，地理环境的复杂度较高，部分地区建立的水电站面临众多的地质、气候问题，水电站自动化技术研究设计人员难以完成全面的实地调研工作，难以保证技术设计的实用和适用。另外，水电站自动化技术在研发推广过程中需要大量的资金支持，并且由于水电站厂房中的装机容量大，支付预算也较大，而我国农村地区由于地形地势限制，交通通达度不够高，经济发展水平相对较低，在水电站建成运行后难以投入足够的资金预算完成自动化技术研发、设计和应用，一定程度上造成自动化技术在农村水电站和电子系统中的应用困境。[3]

二、水电站自动化技术应用发展趋势

（一）关于集成部分

水电站中自动化技术的应用关于集成化技术内容主要是指在水电站中原本的相对单一的功能设备装置在不同整合和优化的基础上实现不同功能效用的综合，使其自动化控制中的通讯技术能够得到进一步的安全、可靠的应用，改善原有设备基础上功能单一的劣势。当今时代下，计算机互联网技术和信息科技技术的研究发展不断深入，传统的自动化技术主控制器上的单片机装置功能作用被不断削弱，取而代之的是CPU。CPU功能装置接口较多，能够满足多种不同的工作需求，且运算能力强，运算精准度高，在结合计算机软件功能技术基础上使得自动化技术装置功能不断趋于完善。[4]与此同时，现代通讯技术水平在应用中得到不断的提高，且在不同生产、工作领域包括水电站工作系统中具有重要的应用地位，通讯数据通过I/O总线获得的数据内容更加可靠，使水电站自动化技术应用集成化呈现“五合一”趋势，即实现自动化装置的保护、监控、励磁、调速和同期一体化发展，提高装置设备的集成度，解决组屏单一和低速串口通讯等问题。

（二）关于集控部分

水电站自动化技术在应用过程中需要在某一特定水区或流域内的小水电群进行集群控制，集群控制是通过指针效应实现集中化控制。目前关于控制单元技术在小水电中的应用渐趋完善，应用的自动化技术元件可靠度也不断提高，小水电集控工作将会呈现“无人值班”或“少人职守”的工作模式状态。这些，对于水电站在单个项目工作运行的状态来说，不需要在水电站中再增设中控室，而是直接通过电话网络和光纤网络即可完成不同地区的单元数据交换，并能够以较快速率将其传输到远方集控中心。[5]我国在不同的江河流域均有建立不同规模和类型水电站，针对流域开发政策，在水电站系统中综合应用自动化技术，通过集群控制能够进一步减少水电站设备装置的投入资金，人力成本、物力成本和资金成本等均有降低，水电站内部设备运行维护难度降低，电厂发电的总体经济效益得到保障。面对这一现状，在水电站自动化技术应用中通过集控中心系统的完善只要在现场增设监控计算机即可完成全部集控系统的停开机操作管理。

结语：

现代化社会发展中不同行业经济发展迅速，对电力资源的需求量也不断加大，煤炭发电等传统的发电形式容易造成自然资源的浪费和自然环境的破坏在，在此过程中充分应用发电站将水能转化为电能，既满足了人们基本的生活、生产所需，又实现了自然能源的节约利用和生态环境的保护，符合当前经济可持续发展的理念。发电站在建O使用中应用自动化技术和自动化设备能够促使其发电工作的安全、可靠，保证电力系统正常运行的同时提高发电效率和发电质量。与此同时吗，发电站应用自动化技术大大的改善了发电站工作人员的工作环境，使水电企业在社会主义市场经济中具有较强竞争力和发展实力，总体应用前景良好。

参考文献：

[1]杨琼.电气自动化技术现状与发展趋势浅析[J].企业技术开发，2013，21：101-102.

[2]张志平.我国电气自动化技术应用现状及发展趋势[J].科技创业家，2014，08：101.

[3]刘德有，郭苏，许昌.新能源行业及其自动化技术的发展现状与趋势[J].自动化博览，2015，05：44-47.

机电一体化技术的现状篇6

关键词：机电一体化；仿真技术；发展趋势；现状

机电一体化技术是很多技术的融合，如果能够有效的利用这项技术，不仅能够提高工作效率，还能减少消耗，因为机电一体化技术最重要的特点就是功能强、质量好、准确度好以及消耗低，因此发展机电一体化技术对我国未来的经济发展起着关键性的作用，为此，笔者就机电一体化系统的仿真发展趋势进行探讨。

一、机电一体化定义

我们所说的机电一体化也通常被称作机械电子学。通常情况下，学者都认为机电一体化是一种将各种技术融入在机电产品中的学科，这是种学科需要机械学以及信息科学等学科相互融合而形成的。从这个简单的定义中，我们可以总结三点：第一，机电一体化学科并不是独立存在的，它是电子学科等相互融合的结果；第二，机电一体化的定义会随着时代的发展而发展，以前的机电一体化技术注重的是机械与电子的融合，而现代社会的机电一体化，是机电产品与很多学科的融合，所以我们有理由相信，科技的进步会使机电一体化与更多的学科相融合，发展出更强大的技术；第三，机电一体化并不是各个学科之间的简单相加，它是各种学科有机融合的产物，注重的是学科技术在机电产品中有效的结合，从而使机电产品发挥最大的效用。

二、机电一体化技术应用现状

制造业是应用机电一体技术最为广泛的行业，这个行业同时也是很多国家的支柱产业，因为无论是军事，还是政治都需要制造行业提供机电产品，因此各国都在机电一体化技术上投入了大量的资金，希望本国这项技术在世界上能取得领先地位。

日本的机电一体化技术发展的成果很显著，尤其是在工业机器人方面，他们将计算机芯片等技术与机电产品有机的融合起来，制造成功了能与人进行视频，并且拥有触觉的智能机器人，当现场发生故障时，智能机器人能够监测到故障并且及时的处理，不仅减少了故障发生的概率，还节约了人力物力成本的支出，最为关键的是，避免了相关人员因为维修设备而出现意外事故。西欧国家也出台了相关的政策来支持这项技术的发展，希望工厂能够实现全面的自动化，而美国在这方面也加快了研究的步伐，希望通过这项技术能够减少产品生产周期，进而提高经济效益。

而我国作为世界上最大的发展中国家，在技术水平方面还远远落后于上述的发达国家，但也因此说明了我国在机电一体化技术方面有更大的发展空间。近些年来，因为金融危机的影响，是我国充分意识到了发展机电一体化的重要性，并且意识到了机电一体化技术对我国经济发展有着不可替代的作用，国家和企业都加快了研究的步伐。针对我国目前发展状态，国家提出了优先研发机电一体化的6项关键技术，如今我国已经取得了显著的成效，比如数控技术经过多年的研究发展，我国几乎完全掌握了这些技术的要领，并且建立了数控开发与生产为一体的基地，最为关键的是培养很多数控技术方面的人才，在数控技术这一领域，已经形成了属于自己的产业，成果很显著。这些成果也为我国未来发展机电一体化技术奠定了基础，提供了参考。

三、仿生硬件的容错技术新思路

基于仿生硬件的容错研究，对建立借鉴生物进化机制的硬件容错新理论，提高硬件系统的可靠性具有重要意义。

1、胚胎型仿生硬件的容错体系结构和容错原理

仿生硬件可以分为进化型和胚胎型，其中胚胎型仿生硬件也称为胚胎电子系统，是模仿生物的多细胞容错机制实现的硬件。胚胎型仿生硬件的容错体系结构，主要由胚胎细胞、开关阵和线轨组成开关阵，根据可编程连线的控制信号完成开关闭合，控制线轨内各线段的使用，胚胎细胞包含存储器、坐标发生器，换向块、功能单元、直接连线、可编程连线、控制模块等存储器用于保存配置数据位串，并根据细胞状态和坐标发生器计算出的结果，从配置位串中提取段经译码后，对胚胎电子细胞的换向块和功能单元进行配置，坐标发生器根据4个细胞最近两侧（左侧和下侧）邻居细胞的坐标为其分配坐标。

2、胚胎型仿生硬件实现容错的策略

为了实现对故障细胞的容错，常用的容错策略有两种：行（列）取消和细胞取消策略，通过记录有错的单元位置，重新布线，用其他各用的单元来代替但是对于连线资源故障，这此策略并未给出相应的对策，在深入研究胚胎仿生硬件容错体系结构的基础上，本文提出种针对线轨故障的容错策略：

2.1行（列）取消策略在行（列）取消中，若个细胞出错，则它所在行（列）的所有细胞都将被取消，而该行（列）细胞的功能将被其上行（右列）的细胞所代替，即当一个细胞出错时，细胞所在行（列）上移（右移）到一个备用行（各用列）来代替它当前的工作。

2.1细胞取消策略在细胞取消中，用各用细胞代替故障细胞分两个阶段当某行的出错细胞数超过各用细胞数时，整行被取消，行细胞上移，用备用行取代出错行的功能

四、新时期机电一体化技术展望

机电体化是多学科的交叉融合，综合了机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等技术，其发展进步依赖并促进了相关技术的发展，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗上实现特定功能价值，新时期机电体化技术呈现智能化、系统化、微型化等发展趋势。伴随着智能技术的发展，机电体化技术也呈现智能化发展的趋势智能化即要求机电产品有定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力，如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/0接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。

五、结语

综上所述，我国的机电一体化技术已经取得了显著的发展，国家的重视以及科技的进步使得这项技术拥有更大的发展空间。虽然我国技术水平总体上落后于发达国家，但是因为经济全球化不断深入，各国在技术领域也必然会加强合作，共同促进世界经济的发展，再加之，我国已经培养出很多机电一体化专业的人才，这为我国机电一体化未来的发展储备了充足的人才。本文是笔者多年的机电一体化系统操作经验的总结，希望为机电一体化系统的仿真技术研究人员提供借鉴，为我国机电一体化技术发展的更好提供参考。■

参考文献

[1]陈辉，王磊.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].国内外机电一体化技术.2009（S4）