- 相關(guān)推薦
機(jī)電一體化在船閘工程中應(yīng)用
機(jī)電一體化在船閘工程中應(yīng)用，小編帶來機(jī)電一體化在船閘工程中應(yīng)用的相關(guān)論文范文，歡迎閱讀。
機(jī)電一體化在船閘工程中應(yīng)用【1】
【摘 要】本文筆者簡要分析了機(jī)電一體化的概念，結(jié)合船閘工程的特點(diǎn)，提出了一些看法，以期對今后類似工程中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，有一定的借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】船閘工程，機(jī)電一體化，機(jī)械;前景
1 概述
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)控制技術(shù)與電氣控制技術(shù)結(jié)合起來，機(jī)電一體化自此進(jìn)入了智能化和電子自動化的時代，機(jī)電一體化技術(shù)取得了前所未有的發(fā)展。
而由于建立在智能化控制系統(tǒng)上的機(jī)電一體化，極大的提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率，使得原本人工化的加工過程轉(zhuǎn)為“無人”生產(chǎn)線，并結(jié)合計算機(jī)強(qiáng)大的計算能力，以網(wǎng)絡(luò)信息傳遞和集成化電子終端，實(shí)現(xiàn)動態(tài)化控制，形成了自動化的生產(chǎn)線。
2 船閘工程中的機(jī)電一體化
船閘工程的建設(shè)十分復(fù)雜，尤為突出的特點(diǎn)就是作業(yè)強(qiáng)度大、環(huán)境影響大、人為因素對質(zhì)量影響大等。
而機(jī)電一體化的發(fā)展使得流程化的作業(yè)技術(shù)推廣到了工程機(jī)械上，利用機(jī)電一體化的技術(shù)移植，將多種作業(yè)功能不同設(shè)備組合在一起，從而構(gòu)建船閘施工的移動的“流水線”，這也是機(jī)電一體化在工程施工方面的重要貢獻(xiàn)。
船閘工程中的機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)的主要方式就是利用工程機(jī)械制造和電子控制系統(tǒng)相融合的思路，打造可在施工中自行作業(yè)、自行檢測的智能化施工機(jī)械。
從某個方面看，船閘工程的機(jī)電一體化更像是對工程機(jī)械的自動化改造，并將某個施工工藝結(jié)合在一起，使之利用一組工程機(jī)械完成某些施工工藝。
同時隨著控制模塊、微處理器技術(shù)的提高，尤其是一些工程機(jī)械的控制方式的電子化智能化轉(zhuǎn)變，推動了機(jī)電一體化在工程作業(yè)機(jī)械中的結(jié)合，使之成為適應(yīng)船閘施工的自動化，智能化機(jī)械，以此實(shí)現(xiàn)了施工的機(jī)電一體化。
下面就施工機(jī)械機(jī)電一體化的應(yīng)用作簡要介紹：
(1)電子控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械自檢。
機(jī)電一體化的一個突出優(yōu)勢就是可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自我檢測，這就給工程機(jī)械的運(yùn)行帶來動態(tài)化的監(jiān)控模式，并以此實(shí)現(xiàn)對工程機(jī)械的合理操作，提前發(fā)現(xiàn)問題并予以解決。
突出的功能就是在設(shè)備運(yùn)行中對設(shè)備的發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電子系統(tǒng)等進(jìn)行全面的動態(tài)化監(jiān)控，這里要的是電子技術(shù)中數(shù)據(jù)傳感的原理，這也是機(jī)電一體化在工程機(jī)械中應(yīng)用的最佳實(shí)例。
這個監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控和信息處理、報警系統(tǒng)組成，一旦工程機(jī)械在作業(yè)中發(fā)生機(jī)械性工作或者工作異常就會向控制人員發(fā)出警報，并指明故障位置，幫助檢修人員進(jìn)行核實(shí)和調(diào)整，避免更大的事故出現(xiàn)而影響施工作業(yè)。
(2)機(jī)電一體化的應(yīng)用提高了作業(yè)的精度。
隨著我省航道等級不斷提高，對質(zhì)量的要求也不斷提高，因此一些施工工藝在人為的操作下很難滿足設(shè)計的高標(biāo)準(zhǔn)，而利用儀器反復(fù)檢測也相當(dāng)?shù)暮馁M(fèi)人力和物力，因此需要一種技術(shù)提高作業(yè)的精度，還可以隨時檢測問題。
這時機(jī)電一體化就成功的解決了這樣的問題，首先，機(jī)電一體技術(shù)可以設(shè)定機(jī)械的作業(yè)模式，而且這種模式一旦確定，在各自機(jī)械的配合下，就會形成一個固定的作業(yè)順序和標(biāo)準(zhǔn)，而且不會輕易的發(fā)生變化，這樣保證了船閘施工的精確性。
同時由于機(jī)械自動作業(yè)可以同參數(shù)的調(diào)整提高施工精度，這種精度的設(shè)定是可以看見的，因此可以實(shí)現(xiàn)高精度持續(xù)作業(yè)。
另外，在施工中利用傳感器與電子控制技術(shù)的結(jié)合，可以在施工的同時對施工的成果進(jìn)行及時的檢測，這樣既可以確保施工成果的質(zhì)量，而且一旦出現(xiàn)問題也可以就地解決，而無需等待后期檢測的結(jié)果出來后再進(jìn)行補(bǔ)救，提高了施工的效率。
(3)機(jī)電一體化可以降低工程施工的能源消耗。
傳統(tǒng)的工程機(jī)械在使用中往往是通過人的操作來調(diào)整工作的輸出功率，而這種調(diào)整是粗獷性的調(diào)整，就簡單的換擋或者轉(zhuǎn)速變化，可以選擇的變換工況很少，這樣就制約了對能源消耗的控制。
在這樣的基礎(chǔ)上，一些機(jī)械生產(chǎn)廠商利用電子控制技術(shù)有效的降低了挖掘機(jī)的工作效率，使其工作中的燃油使用效率提高了一倍還多，所以機(jī)電一體化對降低能源消耗和提高工作效率是行之有效的。
(4)機(jī)電一體化可實(shí)現(xiàn)施工的自動化。
機(jī)電一體化在工程中的應(yīng)用不僅僅局限在對某種機(jī)械的改造和工藝精度的提高上，而是向著某一施工工藝的自動化作業(yè)方向發(fā)展。
即利用一臺機(jī)械的電子化控制來實(shí)現(xiàn)對一組機(jī)械的電子化控制，并使得這一組機(jī)械有機(jī)的結(jié)合起來，來完成某些施工作業(yè)。
3 機(jī)電一體化技術(shù)在船閘施工中的應(yīng)用前景
(1)系統(tǒng)的智能化程度將提高。
智能化控制是機(jī)電一體化發(fā)展目標(biāo)，即利用電子技術(shù)和機(jī)械控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械的智能化的運(yùn)行。
所謂智能化就是機(jī)械可以在不同的情況下利用預(yù)先設(shè)計好的工況分析系統(tǒng)對當(dāng)前的工況進(jìn)行評估，并作出簡單的運(yùn)行模式的變化，這就是智能化的基本需求。
而隨著模擬智能、模糊數(shù)學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展和結(jié)合，將推動機(jī)電一體化向智能化邁進(jìn)，最終是對機(jī)械設(shè)備的智能化改造，并使之在施工中利用簡單的運(yùn)行動作調(diào)整適應(yīng)復(fù)雜工況作業(yè)。
(2)模塊化作業(yè)。
機(jī)電一體化在工程中的應(yīng)用前景廣闊還包括了其控制和操作模式的簡化，即智能模塊化控制的實(shí)現(xiàn)。
這種模塊化的操作和實(shí)施就是利用某些固定的程序化模塊與特定機(jī)械設(shè)備組合相配合，以此進(jìn)行特定工況下的作業(yè)，如在某個工段采用固定的速度、作業(yè)形式等，這樣在該標(biāo)段就可進(jìn)行無干擾的作業(yè)，同時在自動檢測系統(tǒng)的輔助下，可以將施工過程完全交給機(jī)械來完成。
(3)對環(huán)保的貢獻(xiàn)將不可估量。
前面提到了利用機(jī)電一體化可以降低工程機(jī)械的能耗，在未來的機(jī)電一體發(fā)展中將進(jìn)一步提高其對節(jié)能環(huán)保的貢獻(xiàn)。
機(jī)械的高度智能化將帶來機(jī)械的多功能化，即利用較少數(shù)量的智能化施工機(jī)械就可以完成大量的工程量，這無疑是對資源的最大節(jié)約。
同時高效的機(jī)械作業(yè)也減少了對環(huán)境的破壞，如減少機(jī)械存放的場地、減少人員生活對環(huán)境的影響等。
4 結(jié)語
本文對機(jī)電一體化以及其應(yīng)用前景和機(jī)電一體化技術(shù)在船閘工程方面的應(yīng)用加以分析，簡要的介紹船閘工程機(jī)電一體化的運(yùn)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]殷際英.光機(jī)電一體化實(shí)用技術(shù)[M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2003.
[2]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用【2】
[摘要]伴隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)已不斷深入并得以廣泛應(yīng)用，但是隨著系統(tǒng)控制的環(huán)境、對象等外部因素的復(fù)雜化，智能控制在機(jī)電一體化的應(yīng)用中越來越廣泛，并在機(jī)電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。
智能控制則是在這種背景下研究出來的一種新技術(shù)，其能夠顯著改善一體化控制中的許多缺陷，保證了整個一體化控制系統(tǒng)的順利運(yùn)行。
文章詳細(xì)闡述了智能控制的相關(guān)問題，并重點(diǎn)研究了智能控制對數(shù)控技術(shù)的影響
[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化;系統(tǒng);智能控制
我國的機(jī)電一體化技術(shù)越來越成熟，在工業(yè)與農(nóng)業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
但在實(shí)際的生活中，很多機(jī)電一體化應(yīng)用中的農(nóng)業(yè)與工業(yè)對象具有多層次、不確定性、非線性等特征，給機(jī)電一體化的發(fā)展帶來了很大的難題。
智能控制系統(tǒng)的出現(xiàn)及應(yīng)用，為機(jī)電一體化的長遠(yuǎn)發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。
本文將從智能系統(tǒng)與機(jī)電一體化的角度出發(fā)，著眼兩者的融合應(yīng)用，研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用。
一、關(guān)于機(jī)電一體化的概述
1.1 機(jī)電一體化的含義
所謂機(jī)電一體化，又稱機(jī)械電子學(xué)，是指將電工電子技術(shù)、信息技術(shù)、接口技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號變換技術(shù)等多支技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中去的一項(xiàng)綜合性的技術(shù)。
1.2 機(jī)電一體化的基本內(nèi)容與組成要素及原則
機(jī)電一體化的基本內(nèi)容包括以下幾個方面：一是機(jī)械技術(shù)，二是計算機(jī)與信息技術(shù)，三是系統(tǒng)技術(shù)，四是自動控制技術(shù)，五是傳感檢測技術(shù)，六是伺服傳動技術(shù)。
機(jī)電一體化的組成要素包括：一是結(jié)構(gòu)組成要素;二是運(yùn)動組成要素;三是感知組成要素;四是職能組成要素。
機(jī)電一體化的四大原則包括：一是結(jié)構(gòu)耦合;二是運(yùn)動傳遞;三是信息控制;四是能量轉(zhuǎn)換。
二、關(guān)于智能控制
2.1 智能控制的含義
所謂智能控制，就是指在無人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動控制技術(shù)，是用計算機(jī)模擬人類智能的一個重要領(lǐng)域，主要面向比傳統(tǒng)控制更為復(fù)雜、多樣的控制任務(wù)和控制目的，為當(dāng)今社會的發(fā)展帶來了更為廣泛的適應(yīng)空間，解決了傳統(tǒng)控制無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜系統(tǒng)的控制。
傳統(tǒng)的控制只是智能控制中的一個組成部分，是智能控制最底層的階段。
智能控制是由多個學(xué)科相互交叉所形成的學(xué)科，它的理論基礎(chǔ)包括信息論、自動控制論、運(yùn)籌學(xué)及人工智能等內(nèi)容。
2.2 智能控制的特征
智能控制具有以下特征：一是智能控制的核心在高層控制，即組織級;二是智能控制器具有非線性特性;三是智能控制具有變結(jié)構(gòu)特點(diǎn);四是智能控制器具有總體自尋優(yōu)特性;五是智能控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足多樣性目標(biāo)的高性能要求;六是智能控制是一門邊緣交叉學(xué)科;七是智能控制是一個新興的研究領(lǐng)域。
2.3 智能控制的類型
一是集成或者混合(復(fù)合)控制;二是分級遞階控制系統(tǒng);三是專家控制系統(tǒng)(Expert System);四是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng);五是學(xué)習(xí)控制系統(tǒng);六是進(jìn)化計算與遺傳算法;七是組合智能控制方法等。
2.4 智能控制發(fā)展的趨勢
智能控制系統(tǒng)具有極強(qiáng)的學(xué)習(xí)功能、組織功能及適應(yīng)性功能，其在機(jī)電一體化方面的廣泛應(yīng)用是當(dāng)前智能控制的一大發(fā)展趨勢。
遺傳算法、專家系統(tǒng)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的最常見的四種技術(shù)，它們之間存在著相互依存、相輔相成的關(guān)系。
近年來，智能控制技術(shù)在國內(nèi)外已有了較大的發(fā)展，己進(jìn)入工程化，實(shí)用化的階段。
但作為一門新興的理論技術(shù)，它還處在一個發(fā)展時期。
然而，隨著人工智能技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制必將迎來它的發(fā)展新時期。
三、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
從20世紀(jì)90年代后期，機(jī)電一體化技術(shù)向智能控制發(fā)展，開辟了機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的新篇章。
機(jī)電一體化的未來發(fā)展必將是以智能化作為主要方向，智能控制的優(yōu)劣直接決定機(jī)電一體化系統(tǒng)的整體水平。
3.1 智能控制在機(jī)械制造過程中的應(yīng)用
機(jī)械制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，當(dāng)前最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)就是將智能
控制技術(shù)與計算機(jī)輔助技術(shù)有機(jī)結(jié)合，向智能機(jī)械制造技術(shù)的方向發(fā)展。
其最終目標(biāo)是利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)取代一部分腦力勞動，從而模擬人類制造機(jī)械的活動。
同時，智能控制技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計算的方法對機(jī)械制造的現(xiàn)狀進(jìn)行動態(tài)地模擬，通過傳感器融合技術(shù)將采集的信息進(jìn)行預(yù)處理，從而修改控制模式中的參數(shù)數(shù)據(jù)。
智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用領(lǐng)域包括：機(jī)械故障智能診斷、機(jī)械制造系統(tǒng)的智能監(jiān)控與檢測、智能傳感器及智能學(xué)習(xí)等。
3.2 智能控制在數(shù)控領(lǐng)域中的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展對數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求，不僅需要完成很多的智能功能，還需要擴(kuò)展、模擬、延伸等新的智能功能，從而使得數(shù)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能編程、智能監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫等目標(biāo)，運(yùn)用智能控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。
比如說，利用專家系統(tǒng)可以數(shù)控領(lǐng)域中難以確定算法與結(jié)構(gòu)不明確的一些問題進(jìn)行綜合處理，再運(yùn)用推理規(guī)則將數(shù)控現(xiàn)場的一些數(shù)控故障信息進(jìn)行推理，從而獲得維修數(shù)控機(jī)械的一些指導(dǎo)性建議。
3.3 智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用
機(jī)器人所具有非線性、強(qiáng)耦合、時變性的特征主要體現(xiàn)在動力系統(tǒng)中，在控制參數(shù)的系統(tǒng)中機(jī)器人具有多任務(wù)及多邊變性的特征，這些特征適合智能控制技術(shù)的應(yīng)用。
當(dāng)前智能控制技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是機(jī)器人手臂姿態(tài)及動作的智能控制;二是機(jī)器人在多傳感器信息融合與視覺處理方面的智能控制;三是機(jī)器人在行走路徑與行走軌跡跟蹤方面的智能控制;四是通過專家控制系統(tǒng)對機(jī)器人的運(yùn)動環(huán)境進(jìn)行定位、監(jiān)測、建模及規(guī)劃控制等方面的探究。
3.4 智能控制在建筑工程中的應(yīng)用
智能控制在建筑工程中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是智能控制在建筑物照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，它主要通過通信與計算機(jī)控制的聯(lián)網(wǎng)，對每一個時段的照明系統(tǒng)進(jìn)行控制，主要表現(xiàn)在對照明時間、照明系統(tǒng)的節(jié)能、照明邏輯方面的智能控制;二是對建筑物內(nèi)的空調(diào)進(jìn)行智能控制，通過比例積分調(diào)節(jié)器閉環(huán)的方式對空調(diào)在夏季與冬季使用時的模式進(jìn)行設(shè)置，可以智能地調(diào)節(jié)空調(diào)的風(fēng)閥，在確保建筑內(nèi)空氣質(zhì)量的同時，減少能量的浪費(fèi)。
3.5 智能控制在機(jī)電一體化中的效果
機(jī)電一體化是推動工業(yè)現(xiàn)代化的重要技術(shù)。
“智能化”作為當(dāng)代科技的趨勢所在，因此智能控制在機(jī)電一體化中的作用不可估量，智能控制應(yīng)用于機(jī)電一體化中有以下幾點(diǎn)作用：優(yōu)化效能：多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)用的是模塊化設(shè)計的思路和方式，有著較為廣闊的功能涉及面，裁剪性也非常好。
如果是群控系統(tǒng)，對于相同的群控系統(tǒng)完全可以借助各種操作流程，進(jìn)而保證系統(tǒng)的調(diào)整能夠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求;提高精度：精度對于數(shù)控機(jī)床而言是衡量機(jī)電一體化制造技術(shù)的重要指標(biāo)，直接影響著產(chǎn)品加工成品率的高低。
與舊的設(shè)備相比，智能數(shù)控系統(tǒng)融合了高速CPU芯片、多CPU控制系統(tǒng)、RISC芯片與交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，促使機(jī)床的精度得以大大的提高;程序控制：操作程序是系統(tǒng)運(yùn)行的主要指令，根據(jù)加工產(chǎn)品的尺寸、精度來編制操作程序才能使產(chǎn)品加工后達(dá)到智能效果;改進(jìn)加工：智能控制方式的運(yùn)用可以縮短加工時間、優(yōu)化操作流程。
實(shí)現(xiàn)了復(fù)合加工的效果，數(shù)控機(jī)床通過智能控制滿足了多軸、多控制加工的需要，可以有效地減少人工操作次數(shù)，加工程序得到了優(yōu)化和改進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
[1]董勇，謝士敏，機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用體會[J]，數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011，(10)
[2]劉祥斌，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]煤炭技術(shù)，2011，(7)
【機(jī)電一體化在船閘工程中應(yīng)用】相關(guān)文章：
工程機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用10-07
機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用10-08
工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用論文10-08
機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的應(yīng)用10-07
機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用10-08
淺析機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用10-26
傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用10-08
機(jī)電一體化數(shù)控在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用論文10-08