機電控制系統(tǒng)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀俞婉菁舒皓俞婉菁郭曄組長：機電控制系統(tǒng)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀俞婉菁舒皓俞婉菁郭曄組長：1一，機電控制系統(tǒng)

1）機電控制系統(tǒng)由來機電控制系統(tǒng)機械的廣泛深入的應用，也促進了控制科學的產(chǎn)生和發(fā)展。機械運轉(zhuǎn)本身，廣義地講也可稱為控制，只有配備一定的控制裝置才可以達到某種較復雜的工作目的生產(chǎn)工藝的發(fā)展對機械系統(tǒng)也提出了愈來愈高的要求，使得機械更多的是與電氣、電子裝置結(jié)合在一起，形成了機電控制系統(tǒng)。一，機電控制系統(tǒng)1）機電控制系統(tǒng)由來機電控制系22）機械與控制的關系自動控制是以一般系統(tǒng)為對象，廣泛地使用控制方法進行控制系統(tǒng)的理論設計。機電控制就是應用自動控制工程學的研究結(jié)果，把機械作為控制對象，研究怎樣通過采用一定的控制方法來適應對象特性變化從而達到期望的性能指標。也就是說機電控制從屬于自動控制。2）機械與控制的關系自動控制是以一般系統(tǒng)為對象，廣泛地使用機33）機電控制系統(tǒng)的結(jié)構機電控制系統(tǒng)一般由7個部分組成”代表比較元件，它將測量元件檢測到的被控量與輸入量進行比較；“-”號表示兩者符號相反，即負反饋；“+”號表示兩者符號相同，即正反饋。

3）機電控制系統(tǒng)的結(jié)構機電控制系統(tǒng)一般由7個部分組成”代4二，機電控制系統(tǒng)的發(fā)展史機電控制系統(tǒng)的發(fā)展按所用控制器件來劃分，它主要經(jīng)歷了四個階段：

最早的機電控制系統(tǒng)出現(xiàn)在20世紀初，它僅借助于簡單的接觸器與繼電器等控制電器，實現(xiàn)對被控對象的啟、停以及有級調(diào)速等控制，它的控制速度慢，控制精度也較差。

第二個階段

20世紀30年代控制系統(tǒng)從斷續(xù)控制發(fā)展到連續(xù)控制，機電控制系統(tǒng)的快速性及控制精度都大大超過了最初的斷續(xù)控制，并簡化了控制系統(tǒng)，減少了電路中的觸點，提高了可靠性，使生產(chǎn)效率大為提高。第一個階段：二，機電控制系統(tǒng)的發(fā)展史機電控制系統(tǒng)的發(fā)展按所用控制器件來劃5第三個階段

20世紀40~50年代出現(xiàn)了大功率可控水銀整流器控制；50年代末期出現(xiàn)了大功率固體可控整流元件——晶閘管，很快取代了水銀整流器控制，后又出現(xiàn)了功率晶體管控制，由于晶體管、晶閘管具有效率高、控制特性好、反應快、壽命長、可靠性高、維護容易、體積小、重量輕等優(yōu)點，它的出現(xiàn)為機電自動控制系統(tǒng)開辟了新紀元。第四個階段

隨著數(shù)控技術的發(fā)展，計算機的應用特別是微型計算機的出現(xiàn)和應用，又使控制系統(tǒng)發(fā)展到一個新階段——計算機數(shù)字控制，20世紀70年代初，計算機數(shù)字控制系統(tǒng)應用于數(shù)控機床和加工中心，這不僅加強了自動化程度，而且提高了機床的通用性和加工效率，在生產(chǎn)上得到了廣泛應用。第三個階段20世紀40~50年代出現(xiàn)了大功率可6三，國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的機械制造技術與控制技術和信息技術的有機結(jié)合，不僅促使生產(chǎn)經(jīng)營模式的發(fā)展和變革，而且促進開發(fā)性能優(yōu)越的、機電相結(jié)合的機械產(chǎn)品，創(chuàng)造新的制造工藝和加工手段，使系（產(chǎn)品）高附加值化。帶來的好處多功能、高效率化、高可靠性節(jié)省能源，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能增強企業(yè)的市場競爭力三，國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的機械制造技術與控制技術7機電控制是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。因此，機電控制的主要發(fā)展方向如下：1、智能化2、模塊化3、網(wǎng)絡化4、微型化5、綠色化6、系統(tǒng)化DSC控制系統(tǒng)機電控制是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息8技術發(fā)展趨勢

國外自上世紀60年代出現(xiàn)第一臺工業(yè)過程控制系統(tǒng)以來已經(jīng)過三代產(chǎn)品的發(fā)展變化，隨著計算機技術及產(chǎn)品的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)亦相應地不斷發(fā)展。

半導體技術集成電路技術推動微處理器、微控制器的發(fā)展。分布式控制系統(tǒng)已推出第四代產(chǎn)品，如Honeywell公司新推出的ExpersionPKS（過程知識系統(tǒng)），Emerson公司的A2，橫河公司的R3（PRM－工廠資源管理系統(tǒng)），ABB公司的IndustrialIT系統(tǒng)。計算機技術、通信技術、控制技術的發(fā)展，使控制系統(tǒng)向全數(shù)字化、全分散式、全開放可互操作和開放式互聯(lián)網(wǎng)絡的新一代現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)發(fā)展。PLC技術20世紀80年代走向成熟。自動控制理論及技術的發(fā)展，先進控制、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、人工智能技術和專家系統(tǒng)已在工業(yè)自動化中實際應用。技術發(fā)展趨勢

國外自上世紀60年代出現(xiàn)第一臺工業(yè)過9四、機械控制系統(tǒng)的應用范圍工業(yè)生產(chǎn)百姓的日常生活農(nóng)業(yè)生產(chǎn)軍事、航天四、機械控制系統(tǒng)的應用范圍工業(yè)生產(chǎn)百姓的日常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)軍事、航10在生活上的應用：現(xiàn)在機電控制體統(tǒng)廣泛應用于人們的日常生活中，給人們的生活帶來了很大的便捷。例如：變頻空調(diào)眾所周知，我國的電網(wǎng)電壓為220伏、50赫茲，這種條件下工作的空調(diào)稱之為“定頻空調(diào)”。由于供電頻率不能改變，“變頻空調(diào)”變頻器改變壓縮機供電頻率，調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速。依靠壓縮機轉(zhuǎn)速的快慢達到控制室溫的目的。中央空調(diào)變頻器在生活上的應用：例如：變頻空調(diào)眾所周知11在軍事、航天領域：微光機電系統(tǒng)(MOEMS)是近幾年在微機電系統(tǒng)(MEMS)中發(fā)展起來的一支極具活力的新技術系統(tǒng)，它是由微光學、微電子和微機械相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新型的微光學結(jié)構系統(tǒng)。MOEMS是一種可控的微光學系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的微光學元件在微電子和微機械裝置的作用下能夠?qū)馐M行匯聚、衍射和反射等控制，極大地促進信息通信、航天技術以及光學工具的發(fā)展，對整個信息化時代將生產(chǎn)深遠的影響。在軍事、航天領域：微光機電系統(tǒng)(MOEMS)是近幾年在微機電12在農(nóng)業(yè)上的發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的基本形式是融合機械、電控、液壓于一體。農(nóng)業(yè)機器人

已有農(nóng)業(yè)機械及裝置的無人自動操作農(nóng)業(yè)機械及裝置的部分自動化控制機電控制這種自動化方式以提高已有農(nóng)業(yè)機械及裝置的作業(yè)與操作性能，提高作業(yè)效率和作業(yè)精度，減輕駕駛員的負擔，節(jié)約資源等為目的。

這種自動化方式用在操作簡單且容易實現(xiàn)無人運轉(zhuǎn)，危險性大或是長時間重復單調(diào)過程的作業(yè)上。

農(nóng)業(yè)機器人是一種可由不同程序軟件控制，以適應各種作業(yè)，能感覺并適應作物種類或環(huán)境變化，有檢測(如視覺等)和演算等人工智能的新一代無人自動操作機械。在農(nóng)業(yè)上的發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的基本形式是融合機械、電控、液13在工業(yè)上的應用日經(jīng)產(chǎn)業(yè)新聞：“電子技術的電子學與機械技術的機械學相結(jié)合的技術進步的總稱?！备皇客ǚ{克公司：“將機械學和電子學有機結(jié)合而提供的更為優(yōu)越的技術?！惫I(yè)機械手臂在工業(yè)上的應用日經(jīng)產(chǎn)業(yè)新聞：“電子技術的電子學與機械技術的機14機電控制技術在機械制造業(yè)中的應用，大致經(jīng)歷了參數(shù)數(shù)顯、硬件數(shù)控（NC控制）、計算機數(shù)控（CNC控制）、柔性生產(chǎn)系統(tǒng)（FMS）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）、虛擬制造系統(tǒng)（VMS）等過程，使加工制造技術與生產(chǎn)經(jīng)營模式緊密結(jié)合，形成現(xiàn)代制造技術和系統(tǒng)。機電控制技術在機械制造業(yè)中的應用，大致經(jīng)歷了參數(shù)數(shù)顯、硬件數(shù)15

隨著計算機技術及應用的發(fā)展，機電控制技術不斷向數(shù)字化、微型化、分散化、個性化