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机电一体化毕业论文题目篇一
在建筑施工中，机电工程的施工会应用到很多技术，施工所涉及的具体内容也较多，需要相关的施工人员给予高度重视。
在当前的建筑工程施工中，受各种因素的制约和影响，建筑机电施工经常会出现一些问题，给相应的施工环节造成不良影响，还会危及到建筑施工的整体质量。
因此，对建筑机电施工的技术与质量严格把控，具有重要的现实意义。
1建筑机电工程施工的主要问题
第一，不重视设备质量。
很多施工企业在建筑机电施工中，不注重设备的自身质量，从购买环节到施工环节都没有对设备进行相应的性能检验。
建筑机电施工如果设备质量不过关，就很容易出现相应问题，如电源短路、电线漏电、水管堵塞不畅等。
这些问题的出现，对建筑机电工程的施工质量有严重的阻碍。
第二，监督工作不到位。
在建筑机电工程施工中，很多施工企业没有安排专门的监督人员对施工中的技术环节与工程质量进行监督。
这样做的后果就是，施工中出现了相应的问题，无法得到及时、有效的解决，造成施工整体质量不过关。
第三，施工人员操作不规范。
很多施工人员自身不具备较好的专业素质，在施工中无法进行科学、合理的操作。
这样会造成施工环节质量出现问题，从而无法保证建筑机电工程的整体质量。
2如何加强建筑机电工程相关技术与质量的控制
2.1对施工技术的控制
(1)安装定位。
想要加强建筑机电工程的技术控制，首先就需要做好安装定位工作，机电设备的安装主要可以分为解体安装与整体安装。
安装人员要根据设计人员预先规划的图纸找准位置，只有将位置确定准确，进行规范化施工，才能保证机电设备的安装质量。
可以说，施工中的安装定位环节，是机电施工的基础性环节，只有保证这一环节的质量，才能使后续工程得以顺利进行。
(2)配电箱施工安装。
配电箱的安装，需要安装人员在施工之前掌握好配电箱自身的具体性能、标高及相应的位置坐标。
安装人员在了解配电箱的基本信息之后，要将钢筋与配电箱进行整体焊接，将两者连接在一起，这样可以使配电箱在使用过程中保持自身的稳定性。
在配电箱的安装过程中，安装人员需要在配电箱的内部放置一定的支撑物体，以防配电箱在使用过程中发生变形等情况，影响使用效果。
在安装好配电箱之后，施工人员要对其进行相应的电路检测及电阻检测，保证其具备良好的运行性能。
还要注意的是，在配电箱的安装施工环节，安装人员需要在配电箱内部埋设相应的pvc管。
在埋设pvc管的过程中，应该采用管口封塞的技术，最后将pvc管用胶带进行捆扎，以保证其自身的使用性能。
(3)电线铺设安装技术。
在建筑机电工程的具体施工中，电线铺设安装技术也是一项重要的施工技术，这项技术的质量关系到整个机电工程施工的整体质量，需要施工人员进行严格控制。
在具体的电线安装中，施工人员应当尽量采用重叠架设的形式，这样可以很好地将电线进行隐蔽归置，不会占用过多空间。
如果需要将电线安装进墙体内部，施工人员要保证电线与墙体表面之间留有合适的距离，一般要保持在15毫米左右。
2.2对施工质量的控制
(1)做好施工规划。
要想做好建筑机电工程建设的质量控制工作，首先就要做好相应的施工规划。
只有做好了施工规划，才能保证接下来的施工工序合理进行，可以说，做好施工规划，建筑机电工程的质量控制就完成了一半。
某施工企业在进行建筑机电施工的过程中，为了加强施工质量的整体控制，管理者要求规划人员在进行施工之前做好详细的规划工作。
规划人员在施工之前，亲自到施工地点进行现场勘测，根据施工地点的实际情况以及可能受到的影响，进行综合分析。
施工人员根据规划人员的详细的分析报告以及给出的具体施工参数，选择相应的施工技术和方案。
由于施工规划报告很好地结合了施工地点的实际情况，因此给施工人员的具体操作带来针对性较强的指导，促进了施工方案的合理实施，保证了施工的整体质量。
由此可见，做好施工规划，是保证施工质量得到合理控制的重要方法。
(2)保证设备质量。
由于建筑机电工程在具体施工中会应用到大量的设备，因此，想要保证施工的整体质量，做好质量控制工作，就需要对相应设备进行合理控制。
采购人员在购买设备的时候，一定要把好质量关，不能只考虑设备的价钱，而忽视具体的使用性能和安全性能。
采购人员要对设备进行质量检验，看其在运行中是否出现问题，运行情况良好的设备才能进行购买。
在购买之前，采购人员还要检查卖家的资质，看其是否具有售卖资格。
某施工企业为了控制建筑机电工程的施工质量，对设备的质量进行了严格控制。
该企业的管理者除了加强采购人员的素质之外，还很注重对设备进行维护和管理。
采购人员买回设备之后，管理者安排专人进行设备管理，为每一台设备建立相应的管理档案，将设备的各项性能进行详细登记。
管理人员定期对设备进行检修，发现问题后就及时进行解决，使用性能无法达到要求的设备要进行及时淘汰。
由于该企业对设备进行严格的质量控制，有效保证了设备的使用性能和安全性能，促进了建筑机电工程的施工质量，保证了施工的合理运行。
(3)加强监督工作。
建筑机电工程施工，需要相应的监督人员进行监督工作，保证施工过程中出现的问题得到合理控制。
施工企业应当在施工过程中安排专业的监督人员进行工作，主要是监督施工人员的操作是否规范、合理以及施工中所出现的主要问题。
监督人员在工作中如果发现了相应的问题，就要及时进行上报，让企业管理者及时了解问题所在。
这样，管理者与有关部门就会针对问题采取合理的方法措施，将施工中的问题进行及时解决，消除施工中的安全隐患。
需要注意的是，施工企业在选择监督人员的时候，也要注意其自身素质与能力。
只有工作态度较好、能力和责任心都很强的监督人员才能上岗工作，这样可以保证监督工作的最终效果。
企业只有加强施工中的监督力度，才能真正做好机电工程施工的质量控制工作。
3结语
建筑机电工程施工不仅关系到建筑工程施工的整体质量，还对整个建筑行业的未来发展有重要影响。
施工人员在操作中要针对施工中的具体问题，应用科学、合理的施工技术，保证每个环节的施工质量。
施工企业也要在具体施工中对技术环节和质量环节进行严格把控，有效加强建筑机电工程施工的整体质量。
机电一体化毕业论文题目篇二
摘要：随着经济的发展和社会的进步，建筑工程项目不断增多，机电安装是建筑工程中的重要组成部分，作为现代安装施工企业运营的重要环节，建筑机电安装工程的施工技术及质量控制对于机电设备的正常运转起到关键作用。在当前建筑机电安装行业不断发展完善的过程中，安装企业要提高自己的竞争优势，就必须加强管理，不断改进施工技术，强化质量控制与管理，以确保设备的质量安全，为安装设备的正常运行提供保障。
关键词：建筑机电;问题;控制;安装工程施工
引言
建筑机电安装工程一般规模较大，施工复杂，对于安装技术要求较高，因此，需要加强对建筑机电安装工程施工问题进行控制。在机电安装过程中，施工技术和设备要求较高等因素常常影响施工质量，致使机电工程施工难度较大。如何在安装过程中进行动态控制，保证施工质量，获取更大的经济效益是摆在工程实施面前的重大课题。
一、建筑机电安装施工中存在的问题分析
1.1操作流程不规范
建筑机电安装工程的专业性较强，为了保证施工质量和工作人员的安全，必须按照操作流程进行，但是，实际工作中，工作人员的操作却没有遵循规范。据调查，目前在施工现场，80%以上的施工人员是入城打工的农民工。他们所接受的教育水平有限，没有受过专业的技能培训，尤其是对相关的专业知识不了解，更不要说使用较先进科学技术和机电设备，因此在现场中存在重大的安全隐患，对建筑工程质量的可靠性也存在一定问题。
1.2设计深度不足，设备可用性差
随着科学技术的进步，我国的机电设备型号和种类不断丰富，国家不可能对各类电气设备及材料规定统一的型号。国内外机电产品市场良莠不齐，产品规格不统一，造成建筑机电设备各设备间不配套，降低了各设备兼容性和使用效率，设备的可用性差，而国家不可能对各类电器机电设备及材料作统一型号规定。另外据调查，机电设备设计文件中普遍习惯于只在设备系统图的符号旁标注其型号或厂家产品编号，非专业人员很难理解，这就使设备订货人无从适从，甚至造成订货错误，只得重新更换采购，这样降低了工程效率，带来不必要的损失。
1.2工程材料、器件和设备的质量问题
材料和设备是机电安装工程的重点，其质量好坏直接影响到工程的总体质量。有些企业特别是个体私营企业把关不严，对质量重视程度不够，导致在工程中所使用的机电设备可能存在安全隐患。
二、建筑机电安装工程施工质量的动态控制
2.1机电安装工程事前控制
事前控制是在工程正式开始前进行的控制工作，具体来说，主要是从两方面进行：一方面是工程正式施工前的各种准备工作。要求在施工前应严格进行施工图纸会审，确保施工组织和技术交底质量等，比如应严格审查施工许可证和开工审批手续等。其中施工技术、材料设备、施工设计等三方面的质量情况是影响整个机电安装工程质量的关键。另一方面是施工后期可能影响施工质量的各个因素进行的质量控制，也就是对投入项目施工的条件和资源进行控制。主要包括对施工机具、施工质量检测仪器的质量控制，对施工原材料、半成品和构件的质量控制。还包括拟订的施工质量保证体系、施工及管理人员资格审查以及操作人员岗前培训等的控制，也是控制工程质量的最主要环节。另外还包括质量控制系统组织的控制，施工计划、施工方案、检测方案以及审查方法的控制等多项因素。
2.2机电安装工程事中控制
事中控制是指对施工过程的各个环节继续的控制，始终控制主要包括施工过程中一般工序和特殊工序的质量控制，各个工序之间交接检查的控制，设备安装调试、试验和检测的控制，对大型设备应对其制造过程进行控制以及施工中隐蔽工程质量控制等。可委派相关人员驻场监造，以确保工程质量。针对机电安装工程中间产品较多的情况，因此对类似于锅炉压力容器安装过程中对中间产品组对和继续制造过程进行控制成为重中之重。此外，由于施工过程中涉及的设计变更、图纸变更、施工洽商等的审查和控制，以及对各分部、分项工程进行质量验收和评定的质量控制。
2.3机电安装工程事后控制
事后控制的效果不明显，是指在施工完成后对工程进行的控制，也是对工程的验收。机电安装工程包括施工和竣工质量检验控制。主要包括安装设备的联动试车及运行，审核、签认验收文件以及竣工总验收;施工中涉及工程质量的文件的审核与建档，应保证其真实准确;评定施工过程中单项工程、单位工程等的最终质量;以及竣工交付后的工程的回访和保修制度，以上因素都将作为工程质量的最直接的真实评价。
三、建筑机电安装工程质量控制措施
3.1对人的控制
人的因素是影响建筑机电安装工程施工质量的重要方面，在建筑项目实施过程中要重视对人的控制。施工和管理人员的素质对施工质量影响极大，所以如果要提高机电安装工程的质量就必须提高施工人员的技术水平和管理人员的管理水平。这就需要相应的培训来达到，建筑企业应建立完备的人力资源和质量控制系统。设立全面的考评制度，控制施工人员按质量要求施工。以在机电安装过程中形成良性循环。3.2对材料设备的控制材料设备的使用是影响工程质量的关键内容。在机电安装工程中也不例外，所采用各种材料的质量会极大影响工程施工的质量。所以在几点安装工程施工过程中必须严控材料关，注意采购和使用符合质量标准的材料进行施工、并应注重过程中材料使用的控制，对不合格材料和设备坚决不予采用。并且对所用材料进行留底，以保留证据，避免出现因使用质量不过关的材料设备产生危险建筑。
3.3对施工机械机具控制
机电安装工程的机械化程度较高，加强对机械的控制非常必要。俗话说工欲善其事，必先利其器，良好的建筑产品可在节能节力的基础上加工出来，要节能节力就需要使用好的施工机械和器具。使用施工机械机具的过程中要对施工机械机具进行良好的控制。如保证机械机具的正常运行，及时进行检测和保养，出现问题及时恰当的维修等。只有对丝攻机械机具有良好的控制，才能有力减少和杜绝返工浪费现象。控制措施可以将机械机具的管理责任到人，建立相应的使用台账和设备状态台账等。尽可能使施工机械机具保持最良好状态。
3.4施工工艺方法的控制
良好的施工工艺不仅能够节约资金，缩短工期，还能够有效提高施工质量。比较好的施工工艺方法能够促进施工的顺利进行。施工工艺和方法可反映出施工单位的技术水平和素质，先进的施工工艺和方法可在施工组织设计中充分显现，并可有效指导操作人员做好施工，把好各个环节的质量要素，更大限度的保证施工质量;在编制施工组织设计和施工工艺时应结合工程实际情况以保证其具备较高的可操作性、科学性和目的性，对机电安装工程中涉及的新工艺、新材料和新设备则应有选择行的采用，以实现其不仅利于施工质量，且利于缩短工期和降低成本。若条件允许施工方应联合高效和可研院所等资源集约型单位，从加强施工动态控制智能化技术开发的研究，并应结合自身状况研发符合自身情况的质量管理动态控制体系，并通过体系的运用来提高单位自身的竞争力以更大限度的提高施工质量。
3.5施工环境控制
周围的环境对于工程的顺利进行和工程质量都有着重要的影响。施工现场的安全环境和自然环境也可在一定程度上影响施工人员的施工质量。虽然施工环境对施工质量的影响非常大，但是施工单位一般情况下无法控制施工环境。施工单位智能选择性的对施工环境进行设计和更新。同时设计、变更洽商等的质量也在一定程度上是工程质量的依据和先决条件。
四、结束语
综上所述，建筑机电安装工程中仍旧存在许多问题，需要从多个方面加强质量控制。机电安装作为工程建设的重要组成部分，其涉及的范围十分广泛，对于涉及机电安装业务的企业来说，只有在不断引进和吸收高级人才，鼓励员工不断地进行创新，充分发挥主观能动性，对施工技术进行探究和改进，以创建优质工程为目的，为企业的发展注入新鲜的血液，以推动企业向全新的方向发展。另外，工程施工单位只有从自身的施工特征出发，以安全、高效为原则，对于质量控制环节制定具体的标准，并严格按照标准办事，保证施工质量，使企业在激烈的行业竞争中不断发展壮大。
参考文献：
[1]江国光.建筑机电安装施工质量的有效控制措施分析[j].中国新技术新产品，，(6).
[2]张莹，关于机电安装工程的质量控制和需注意的问题，城市建设理论研究，2011(14).
[3]谭红权.探讨机电安装工程施工技术与质量控制[j].中华民居(下旬刊).3月.
机电一体化毕业论文题目篇三
引言
近几十年来，中国机电工程类行业已经有了突飞猛进的发展，同时这也是中国一直比较重视的工程项目。
而在这项工程实施过程中，相关机械设备的管理工作又是重中之重，如果不有效落实机械设备管理工作，整个工程的施工过程以及整体施工质量都会受到严重的影响。
因此，分析研究机电工程机械设备管理工作当中存在的问题，采取有效措施解决这些问题，完善机电工程机械设备管理工作，才能够提升机电工程整体质量水平。
1机电工程机械设备管理存在的主要问题
1.1未建立健全完善的管理制度
很多情况下，为了赶工期，在许多机电工程施工过程中，相关的管理工作并没有得到重视，特别是机械设备管理工作。
通常情况下，众多施工单位机械设备相关管理人员都缺乏对本职工作的认识和管理意识，对工作抱以一种无所谓的态度。
另外，很多管理人员没有较高的思想政治觉悟，想的都是贪图安逸，敷衍工作，造成管理工作总是不能得到落实。
无论什么企业单位，想要做好管理工作，都需要构建一个较为完善合理的相关管理机制，特别对于机电工程机械设备管理工作而言更是如此。
没有建立准确健全的相关管理规章制度，不能明确每一个相关管理工作人员能够明确自身的工作内容以及职责，管理人员就没有肩负法律责任，这样管理工作人员就不会重视对管理工作就，导致机电工程机械设备管理工作质量水平无法得到提升。
1.2对机械设备的新旧处理不到位
目前，科技技术不断发展，各种机械设备在快速更替，眼下许多机电工程施工单位的相关机械设备已经显得老旧不堪重负了。
更有甚者，一些施工单位的机械设备过于老化破旧，严重落后于目前的工程需求，以至于这些单位无承担那些较先进大型的机电工程，在一定程度上影响了单位的发展，制约了单位经济的长远增长。
针对这种情况，有些施工单位已经在购置替换相关工程机械设备，有的从国外引进了大量的先进机械设备，使自身具备一定的市场竞争力。
可是，这些单位没有结合自身的实际发展需求，更没有制定好相关的机械设备改良替换计划，致使许多购置工作都是盲目实施，花大量资金买来的机械设备实际上不能起到作用。
对于机械设备新旧处理不到位也是机械设备管理工作中十分严重的一个问题。
1.3相关管理工作人员缺少专业能力及素质
很多的机电工程施工单位为了减少成本，在相关设备材料不能再削减的情况下，只有减少工作人员以最大化降低工程成本。
这就使得很多施工单位在管理工作方面大量减少工作人员，其中就包括机械设备管理相关人员。
这种情况致使施工过程中机械设备的管理人员严重缺失，实际工作没有得到有效开展。
另一方面，很多施工单位在管理工作上实施随便安排工作人员，所以在机械设备管理工作中出现了大量没有相关工作经验和专业技术能力的人，这种情况已经屡见不鲜了，其最终必定造成机械设备管理工作不能落到实处。
2加强机电工程机械设备管理的策略
2.1建立健全完善的管理制度
任何一个企业单位想要搞好管理工作，无论是哪方面的管理工作，都必须要先构建一个较为完善健全的管理机制体系，尤其在机电工程机械设备管理工作上更是如此。
相关工程施工单位必须根据自身企业文化以及施工相关实际需求，建设一个合理有效且具有针对性的管理机制，以约束工作人员，使相关管理人员能够认清自己的工作本质和肩负的责任。
另一点，配合着管理制度，大力开展思想政治教育培训，强化管理人员的思想觉悟，提升管理工作人员自身的职业修养，从而诚心投入到管理工作当中。
例如，施工单位根据自身企业的文化历史以及企业实际大小，建立一个符合自身实际需求的工程机械设备管理机制。
这个机制必须有严格的管理条款和考核制度，以强化要求相关管理工作人员认真对待自己的工作。
与此同时，单位还需要定期组织相关管理工作人员进行思想教育培训，以提高员工的工作热情。
通常这种培训可以以半年为一个期限落实开展，并且可以根据实际需求在每次工程施工之前开展一次。
2.2合理配置工程机械设备资源
在机电工程机械设备的相关资源配置工作上也要注意合理实施管理，这个方面关系着单位的实际利益和长期发展的需求。
在相关配置管理工作中，需要清楚自身单位已有设备的实际情况，哪些设备需要更换，哪些只是需要维护修理。
在之后购置新设备的过程中，根据整合已有工程机械设备相关信息进行针对性添置更替，严格把关购置过程，不仅要重视设备的质量是否合格，还要注意购置的设备是否都是真正需要的。
在工程机械设备的购置工作上，必需先制定一个合理的购置计划，并按照计划落实执行，要最大化利用已有资源，然后补充必需资源，这样才能有效提升单位效益。
例如，某机电工程施工单位，经过改革之后，在工程机械设备管理工作质量上有了明显提升。
特别是在机械设备的配置工作上，深入了解分析了单位已有设备资源的情况，一改以往胡乱购置的现象，将购置管理工作严格把控起来，使得已有设备得到最大化利用的同时，购置的新设备也是当前最合适单位施工所需的。
通过这样有计划性的管理，使该企业在购置工作中省下一大笔不需要的开支，进而使得单位的无意义消耗减少了7.6%，由于机械设备合理购置管理而增加的企业效益上升了4.1%，真正实现了利益最大化。
2.3强化相关管理人员的专业技能水平
想要有好的管理效果，就必须选用合适的管理人才，故此，机电工程机械设备管理工作得以顺利开展的一大重要元素就是管理人才的正确使用。
机电一体化毕业论文题目篇四
摘要
随着社会发展和工程应用要求的不断提高，现代机械产品越来越朝着机电一体化的方向发展，同时，对机械产品的运动精度、控制稳定性和零件结构的优化设计等方面也提出了更高的要求。一方面，由于机电一体化产品是一个机械系统和控制系统强耦合的综合系统，其所包含的机械系统和控制系统之间相互影响，两者之间模型参数是否能够有效匹配，直接影响到系统的整体性能表现。另一方面，系统动力学参数和控制系统参数的改变会对机构性能产生影响，当具体到机构中某个关键零件时，这种影响成为不可忽略的因素，进而影响到零件的受载情况和优化设计结果。
传统的设计方法不能很好的兼顾机械系统和控制系统之间的耦合关系，不能全面考虑机械系统动力学模型、控制系统参数和零件结构拓扑之间的相互影响，很难满足实际的设计要求。因此，在机电产品的设计开发过程中，综合考虑机械系统动力学模型、控制系统参数与零件结构拓扑之间的关系十分必要，这对于机电一体化产品的设计开发和零件优化设计有着重要的意义。针对上述问题，本文以受控四杆机构为研究对象，基于机电联合仿真，给出了在一个优化环节中同时考虑机械系统动力学模型、控制系统参数和零件结构拓扑的协同优化流程。
首先，在adams软件中建立四杆机构的刚柔耦合动力学模型，分析了动力学模型参数改变对机构性能的影响，并在此基础上对动力学模型进行了优化，得到新的动力学模型。然后，在matlab/simulink中建立四杆机构的控制系统模型，输入阶跃信号，利用工程常用的试凑法，以系统快速响应为目标对控制器参数进行优化，得到与机械系统相匹配的控制系统模型。最后，搭建adams与matlab/simulink的联合仿真平台，根据机械系统动力学模型是否优化和控制系统参数是否优化组合成四种不同情况，分别进行联合仿真分析，得到柔性连杆臂的应变能和时间载荷历程，并通过optistruct对连杆臂进行拓扑优化。
对比机构动力学性能、控制系统响应曲线、连杆臂拓扑优化结果以及应变能曲线，验证优化后的效果。本文通过对受控四杆机构的分析研究，实现了对机构动力学模型、控制系统参数和连杆臂结构拓扑的.协同优化设计，达到了提高系统综合性能的优化目标，为机电一体化产品设计开发和对机构关键零件的优化设计提供了有益参考。
关键词：机电联合仿真；pid控制；拓扑优化；四杆机构
机电一体化毕业论文题目篇五
学院：四川农业大学
专业：机电一体化
作者：
目
录
【摘 要】
机电一体化是一项将系统技术、计算机信息处理技术、伺服传动技术、自动控制技术、检测传感技术和机械技术等多项技术相互结合的系统工程，是现代科学技术发展的必然结果。本文简述了机电一体化技术的基本情况和发展背景发展历程，明确了机电一体化技术对于机械制造业的整体行业发展所拥有的重要影响，并阐明了机电一体化技术在未来社会朝着智能化、系统化以及轻量、微型化的方向发展。希望为机电制造业未来的发展方向起到了一定的指向作用。
【关键词】：机电一体化 一体化 技术 现状 发展 发展趋势 前景 任务 形势
绪 论
1.1．机电一体化
1.1.1机电一体化的来源
“机电一体化”在国外被称为mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是用英文mechanics的前半部分和electron-ics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。
1.1.2机电一体化的简介
机电一体化技术是在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，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。
1.3机电一体化技术五大组成要素与四大原则
1.3.1、五大组成要素
一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。（请参考机电之家机电一体化频道）
机械本体（结构组成要素）
是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。
动力驱动部分（动力组成要素）
依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分（感知组成要素）
对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分（职能组成要素）
将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。
执行机构（运动组成要素）
根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能
1.3.2、机电一体化四大原则
构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。接口耦合：
两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量，串行码与并行码，连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行，因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。能量转换：
两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器，驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。信息控制：
在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。运动传递：
运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。
1.4 机电一体化技术具体内容
1、机械技术机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。
2、计算机与信息技术
其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
3、系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。
4、自动控制技术
其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
5、传感检测技术
传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。
6、伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
第二章 一体化发展历程 2.1一体化技术发展历程及其趋势
自电子技术一问世，电子技术与机械技术的结合就开始了，只是出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，“机电一体化”技术之后有了明显进展，引起了人们的广泛注意。
2.1.1一体化”的发展历程
1、数控机床的问世，写下了“机电一体化”历史的第一页；
2、微电子技术为“机电一体化''带来勃勃生机；
3、可编程序控制器、“电力电子”等的发展为“机电一体化”提供了坚强基础；
4、激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机电一体化”跃上新台阶。
2.2.2”发展趋势
1、光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
2、配系统化——柔性化。未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成 “自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3、全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
4、“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件（肌体）——软件（大脑）一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。
5、微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、cpu等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
2.1.3机电一体化产品
机电一体化产品分系统（整机）和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷 系统、cad／cam系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。
2.1.4发展“机电一体化”面临的形势和任务
机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。
2.2 机电一体化技术
随和经济的发展和科技的进步，越来越多的产品智能化、自动化、网络化，这些产品除了要用到机械驱壳，还需要用电路来控制，电的部分已经不再是简单的开关电路，而是用大规模的集成电路，单片机、传感器、可编程控制器等智能元件被用来和设备的机械部分想结合。单纯的机械活着单纯的电子已经不能适应行业发展的需要，渐渐地就出现了机电一体化这个学科。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，到目前这个学科已经逐渐成熟了。
机电一体化技术包含六个部分，它们分别是：第一，机械技术。机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。第二，计算机与信息技术。其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
第三，系统技术。系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。第四，自动控制技术。其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
第五，传感检测技术。传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。
第六，伺服传动技术。包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
机电一体化系统主要由五个部分组成：机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源。机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹 的机械产品相比，机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强，这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应，具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点；检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制；电子控制单元又称ecu（electrical control unit），是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行；执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式；动力源是机电一体化产品能量供应部分，其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。
第三章 21世纪机电一体化 3.1机电一体化技术近期发展
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
1、数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
2、智能化
即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能，设置智能i/o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。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
3、模块化
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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
4、网络化
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 化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
5、人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
6、微型化
微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(micro electronic mechanical systems，简称mems)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在mems工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种mems器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。
7、集成化
集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。
8、带源化
是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
9、绿色化
科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。
3.2我国“机电一体化”
3.2.1国内机电一体化技术的发展状况
20世纪80年代开始，国内机电一体化技术开始兴起，随着现代科学技术，尤其是计算机科学技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈,使产品的科技含量更高，更新换代速度日益加快,人们对商品需求更加多样和高品质化，所以传统的 机械制造业正在发生十分深刻的转变,对产品的品质、成本要求逐渐提高，而且对于企业来说，对其自身的交货期、成本控制等方面都提出了更好的要求。我国为了适应市场需要，对制造业的这场巨大而深刻的革命十分关注,认为其既是机遇，也是挑战，近年来，我国在发达国家大量引进机电一体化技术，并且研发了一系列拥有我国独立知识产权的机电一体化产品和技术，所以，虽然我国的机电一体化技术与发达国家相比，仍有很大差距，但较之以前，具有更加系统化、智能化等方面的特点。
3.2.2我国机电一体化技术发展趋势
机电一体化已经成为从产品设计开发、加工制造到产品销售及使用维修等全过程的技术系统，其技术体系各学科间不断融合,其学科的界限性逐渐变淡甚至消失。生产规模的扩大及最佳经济效果的追求,使先进制造技术产生一系列技术与管理相结合的新的生产方式。计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术、管理技术等的引入并与传统制造技术相结合,使制造技术成为一个能驾驭生产过程的系统工程。发展先进制造技术的目的在于实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,并取得理想的技术经济效果。
对于国外发达国家来说，由于其资金、技术和设备等方面的优势十分明显,所产处的机电一体化产品不仅质量较高，并能更好的适应市场多样化需求,使获得最大的经济利益。但是，我国由于科技技术发展水平相对较低，需经过一定时间后，其科技水平才能达到国际先进水平。所以，在科技实力方面，需要在引进国外先进科技的前提下根据我国情况对其进行改进和创新，并创造出具有我国自主知识产权的技术手段，而在市场经营和商业营销方面，要促进商品品质的提升和发展，并且要独立研发适合中国国情的、具有中国特色的机电一体化产品,并对于是市场欢迎的高技术的机电一体化技术和产品,需要投入大量的资金和技术力量进行开发，争取利用这些商品扩展市场，并在技术方面有巨大突破,为我国机电一体化技术的综合持续发展提供更大的技术支持和储备。
3.2.3工作面临的形势
我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度
我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。
我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来 新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。
另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。
3.3 我国“机电一体化”工作的任务
我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。
总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。
3.4我国发展“机电一体化”的对策
3.4.1加强统筹安排，协调发展计划
目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!
3.4.2强化行业管理，发挥“协会”作用
优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。
增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。
3.4.4突出发展重点，兼顾“两个层次”
机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。
第四章 机电一体化系统
机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素(子系统)组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。
4.1机电接口
由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用:
(3)进行a/d或d/a转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置a/d和d/a转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。
1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。
2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。
3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。
(1)输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(di)。由于开关信号只有两种逻辑状态“on”和“off”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。
(2)输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(do)。do通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。
4.2人机接口
人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。
1、输入接口。
(1)拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、bcd码输出的bcd码拨盘。bcd码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以 bcd码形式输入信息。
(2)键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有:
1)编码键盘,自动提供被按键的编码(如ascii码或二进制码);
2)非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。
2、输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器(led)是典型的输出设备,由于led显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的led显示器有7段发光二极管和点阵式led显示器。7段led显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式led显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。
第五章 一体化常见问题及解决
机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统。机电一体化系统投入工业应用环境运行时，系统总会受到电网、空间与周围环境干扰。若系统抵御不住干扰的冲击，各电气功能模块将不能进行正常的工作，微机系统往往会因干扰产生程序“跑飞”，传感器模块将会输出伪信号，功率驱动模块将会输出畸变的驱动信号，使执行机构动作失常，最终导致系统产生故障，甚至瘫痪。
5.1 干扰源
从干扰窜入系统的渠道来看，系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等。
1、供电干扰
大功率设备会造成电网的严重污染，使得电网电压大幅度地涨落、浪涌，大功率开关的通断，电动机的启停等原因，电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。据统计，电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起cpu误动作及数据丢失占各种干扰的90％以上。
2、过程通道干扰
过程通道干扰主要来源于长线传输。当系统中有电气设备漏电，接地系统不完善，或者传感器测量部件绝缘不好等；及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起，尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时，产生的共模或差模电压都会影响系统，使系统无法工作。
3、场干扰
系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场，如太阳及天体辐射；广播、电话、通讯发射台的电磁波；周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作，使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。
5.2 抗供电干扰的措施
1、配电系统的抗干扰
抑制供电干扰首先从配电系统上采取措施，其次可采用分立式供电方案，就是将组成系统各模块分别用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源供电，这样就减少了集中供电的危险性，而且也减少了公共阻抗以及公共电源的相互耦合，提高了供电的可靠性，也有利于电源散热。
2、利用电源监视电路
在配电系统中实施抗干扰措施是必不可少的，但这些仍难抵御微秒级的干扰脉冲及瞬态掉电，特别是后者属于恶性干扰，可能产生严重的事故。因此应采取进一步的保护性措施，即使用电源监视电路。电源监视电路需具有监视电源电压瞬时短路、瞬间降压和微秒级干扰及掉电的功能；及时输出供cpu接受的复位信号及中断信号等功能。
5.3 场干扰的抑制
防止场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。须注意以下问题：
（1）消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地，接地时要防止形成接地环路。
（2）为了防止电磁场干扰，可采用带屏蔽层的信号线，并将屏蔽层单端接地。
（3）不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。
（4）在布线方面，不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线，也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用公用线，以免互相串扰。
5、软件抗干扰技术
各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中，导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果，虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施，但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为，实施软件抗干扰的必要条件是：
（1）在干扰的作用下，微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁，或易损坏的单元设置有监测状态可查询。
（2）系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。
1）设置watchdog功能，由硬件配合，监视软件的运行情况，遇到故障进行相应的处理。
2）设置软件陷阱，当程序指针失控而使程序进入非程序空间时，在该空间中设置拦截指令，使程序进入陷阱，然后强迫其转入初始状地结合在一起,形成完整的系统。
第六章 探述机电一体化 6.1机电一体化技术发展方式的探讨
6.1.1机电一体化的核心技术
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。
6.1.2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。
6.1.3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。
6.1.4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。
6.1.5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。
6.1.6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。
结论
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。在走向高智能化的时代步伐下，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
本篇介绍了机电一体化技术的由来，发展，应用。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。机电一体化技术在以后会迅速发展。
参考文献
[6] 梁俊彦，李玉翔．机电一体化技术的发展及应用[j]．科技资讯，2007。
此致
敬礼