机电系统设计资源 赵先仲 主编 第一章.ppt

数控机床、机器人、自动生产设备 生产用机电一体化产品和系统 柔性生产单元、自动组合生产单元 FMS、无人化工厂、CIMS 微机控制汽车、机车等交通运输工具 运输、包装及工程用机电一体化产品 数控包装机械及系统 数控运输机械及工程机械设备 自动仓库 储存、销售用机电一体化产品 自动空调与制冷系统及设备 自动称量、分选、销售及现金处理系统 自动化办公设备 社会服务性机电一体化产品 动力、医疗、环保及公共服务自动化设备 文教、体育、娱乐用机电一体化产品 微机或数控型耐用消费品 家庭用机电一体化产品 炊事自动化机械 家庭用信息、服务设备 测试设备 科研及过程控制用机电一体化产品 控制设备 信息处理系统 农、林、牧、渔及其它民用机电一体化产品 航空、航天、国防用武器装备等机电一体化产品 1.5　机电一体化的展望 1.5.1理论基础 系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，也是机电一体化技术的方法论。 一、系统论： 1、 什么是系统：处在环境之中相互作用和相互依赖的若干部分（因素）组成的具有一定结构和确定功能的有机整体就称为系统。 2、系统的基本组成：现代科学认为世界存在物质（材料）、能量和信息三大要素。任何系统都是物质、能量和信息相互作用和有序化运动的产物。 总之就是，把研究对象作为一个有机整体来加以考察，以寻求解决整体与部分之间相互关系的模式，原则和方法。 二、控制论 控制论是研究各种系统的控制和调节一般规律的科学。控制论已经经历了三代：经典控制论、现代控制论和大系统控制论。 1、控制的实质 　　所谓控制是指按给定的条件和预定目标，对一个过程或一序列事件施加影响的作用。　 　　系统一般都是有若干个可能的状态，控制的实质就是在各种可能状态中选译一种。从信息角度看，控制是获取信息、处理信息和利用信息调整系统的结构以实现系统所追求的目的的过程。所以信息是控制的基础，而控制论就是研究对信息的处理利用。控制的作用就是要使系统可能的状态数减少，即使不确定性减少，从信息角度看控制就是输入信息，使系统有序性增加。 2、控制的手段和方法 ⑴ 反馈控制（控制的主要手段）； 　 ⑵ 信息方法：　 　 ⑶ 黑箱方法： 　 ⑷ 功能模拟方法。 三、信息论 什么是信息？目前关于信息的定义，从不同学科，不同侧面可得到几十种不同的说法，至今学术界还未统一 。 有的认为信息是精神实体的特征，有的认为信息是以“信息场”的形态存在的物质，有的认为信息是事物的运动状态或运动能量序列；有的认为信息是一种客观而不实在的东西；有的认为信息是一切物质的普遍属性，是系统的功能现象；有的认为信息是事实和数据的组合或认为信息是具有新内容、新知识的消息，如情报、指令、代码、语言、文字和图象等。 四、系统论、控制论和信息论的相互关系 信息论研究的是如何认识信息和度量信息。而系统论和控制论是研究如何利用信息，系统论是利用信息来实现系统最优化，控制论是利用信息来实现系统的有目的最佳控制。 1.5.2 关键技术（技术构成） 1、机械技术