论现代计算机技术与机电一体化技术的关系

论现代计算机技术与机电一体化技术的关系

王麓铭

王麓铭新疆交通通信信息中心830000

摘要机电一体化的发展历程见证了人类走向了高科技的时代，机电一体化化的发展趋势见证了人类对于高智能化的向往。机电一体化不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。本文从四方面论述了现代计算机技术与机电一体化技术的关系，并就机电一体化技术发展方式进行了探讨。

关键词计算机技术机电一体化技术关系

随着科学技术和人类社会的进步，机电一体化的概念内涵也在发展。当初的机电一体化是指机械与电子的结合，机电一体化产品也比较简单。但随着微电子技术、信息技术、自动化技术、新材料技术、生物技术等向经济、军事和社会生活的各个领域渗透，引起了传统产业的深刻变革。机电一体化也在这场新技术革命中产生了新的变化，此时的机电一体化已不只是机械装置与电子装置的简单组合，而是机械技术、电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术及软件编程技术等多种技术的相互交叉与融合，代表着机械工业技术革命的前沿方向，对国民经济产生的影响更是巨大和深远的。

一、计算机技术与机电一体化技术关系

1、计算机技术对机电一体化发展的推动过程

机电一体化是多种高新技术结合的产物，它是在信息论、控制论和系统论的基础上，在计算机、传感器和软件技术三者的支撑下发展起来的。机电一体化技术不仅仅局限于机械和电子技术的结合,而且结合检测传感技术、信息处理技术、自控技术、伺服驱动技术、精密机械技术、计算机技术和系统总体技术等多种技术为一体的交叉学科与综合技术。以微电子技术和计算机技术为龙头的信息处理技术是使机电一体化产品具有自动化、数字化和智能化的关键所在，这为发展更高层次的自动化办公提供了条件。

2、机电一体化与计算机技术结合的表现

机电一体化是一门以机械、电子、计算机为主的多学科交叉、渗透的边缘学科，发展的过程是结合的过程。结合作为发展的动力，是一个制造的过程。由于它的制造性将机、电、信息、控制等各种相关技术融合贯通，扬长避短，实现了系统整体优化的效果，产生了多种多样的机电一体化的产品和系统，促使该领域不断拓展。其集中表现在两个方面：一是以功能为线索、机电一体化产品或系统是在传统的机械的基础上实现了计算机控制的自动化机械，一个完整的机电一体化系统由5个本质上不同的基本功能要素组成:即由动力、机构、执行器、计算机和传感器。5个要素组成一个完整的机电一体化系统。二是以机电为基础，从机电一体化的5个功能要素来讲，可以清楚地发现，除计算机的功能要素外，其它要素都是以机电为基础的。这也是符合机电一体化产生和发展的背景。动力模块通过机电结构实现了电信号到机械信号的转变，传感器模块通过机电结构实现了外界信号转换为电信号的途径，计算机模块在输入电信号中加入了新的信息，从而实现了信息的增值，并输出了新的电信号。因此结合的功能要素是以机电为基础的，以电介质为结合过程的公共界面。

3、计算机技术与机电一体化技术结合的特点

由此可见，机电一体化结合的本质就是信息结合，它通过在机电一体化系统中结合各种信息处理技术实现处理信息种类和数目的增多，从而实现复杂的或新的功能要求。从信息论的角度讲，并非信源天然就能与信道的性质相匹配，而是采取一系列措施来实现这种匹配。现代信息技术中需要用的信息传递系统是电信系统，因而，要把一切事物的“运动方式”通过电信系统传递到对方。首先要把电参量变化来表示这种“运动状态和方式”把原事物产生的信息映射为电信号即把非电量转换为电的参量变化，通过电界面的典型结合技术有机电结合、光电结合、硬件结合等。

4、计算机与机电一体化结合发展的方向

机电一体化技术是一种新兴的综合性的高新技术，它是把电子器件的信息处理和控制功能“揉合”到机械装置之中，是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术；由于机电一体化技术正在不断发展，,要从系统工程的角度了解机电一体化的本质。机电一体化系统，像人体构成一样，具有机械本体部分、动力部分、传感部分、驱动部分、执行部分、控制和信息处理部分等基本结构要素。各基本结构要素之间靠“接口”联接，接口性能的优劣是影响机电一体化系统性能好坏的决定性因素；机电一体化技术是一门边缘学科,是在许多相关技术发展的基础上发展起来的，其共性关键技术是机械技术、计算机与信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术和系统总技术。其中集成电路技术、计算机技术和通讯技术是机电一体化的核心技术。

机电一体化技术的发展和推广应用,是当今世界工业技术和产品开发的主要趋势，在激烈的国际政治、军事、经济竞争中具有举足轻重的作用，受到世界各国的极大重视。我国与发达国家相比，虽然在工业技术和产品水平上有一定的差距，但是我国有广阔的机电一体化应用开拓领域和技术产品潜在市场，通过统筹兼顾，全盘规划、制定正确的发展战略，适当在财力、物力特别是智力上投资，提高工程技术人员的机电一体化意识和技术水平，我国的机电一体化技术革命一定会得到蓬勃发展。

二、机电一体化技术发展方式的探讨

机电一体化的核心技术主要包括信息处理技术、机械制造技术、传感器技术、传动技术和自动控制技术。

1、信息处理技术

信息处理技术主要指的是计算机技术，尤其是单片机技术。在机电一体化技术中“电”可以说是单片机技术、PLC技术和通信技术的综合体。

2、机械制造技术

机械制造技术是机电一体化技术的基础技术。机械制造技术包含了很多方面，如机械设计技术、机械制造，还是机械工艺，并且其在机电一体化方面都有很大的发展，并存在巨大的发展空间。

3、传感器技术

传感器技术是一种包括各种物理量的传感器，尤其是具有“一器多感”功能的技术。近些年来“光纤传感器”随着科技的发展，取得了长足的进步，这在很大程度上对近对机电一体化技术有巨大的作用。

4、传动技术

传动技术和传动控制技术是在微电子技术的支持下机电业的关键技术，它包含电力传动、液压传动、机械传动、气压传动和磁力传动等方面。随着技术手段的发展，这些传统的技术能够在更大程度上满足人们需要的各种动作和功能。

5、自动控制技术

这是近年来最常用且发展最迅速的技术范畴。自动控制技术的代表技术手段是人工智能控制技术，这项技术对机电一体化技术产生了巨大的作用。

参考文献

【1】李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.

【2】芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.

【3】王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制综述[J].基础自动化,2006(6).