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机电一体化共性关键技术

机电一体化是在传统技术的根底上由多种技术学科相

互交叉、渗透而形成的一门综合性边缘性技术学科，所涉及

的技术领域非常广泛。要深入开展机电一体化研究及产品开

发，就必须了解并掌握这些技术。概括起来，机电一体化共

性关键技术主要有：机械技术、计算机与信息处理技术、检

测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术系统总体技术。

一、机械技术

机械技术是机电一体化的根底。机电一体化产品中的主

功能和构造功能往往是以机械技术为主实现的。在机械与电

子相互结合的实践中，不断对机械技术提出更高的要求，使

现代机械技术相对于传统机械技术而发生了很大变化。新机

构、新原理、新材料、新工艺等不断出现，现代设计方法不

断发展和完善，以满足机电一体化产品对减轻重量、缩小体

积、提高精度和刚度、改善性能等多方面的要求。

在制造过程的机电一体化系统中，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。这里原有的机械技术以知

识和技能的形式存在，是任何其它技术代替不了的。如计算

机辅助工艺规程编制(CAPP)是目前CAD／CAM系统研究

的瓶颈，其关键问题在于如何将广泛存在于各行业、企业、

技术人员中的标准、习惯和经验开展表达和陈述，从而实现

计算机的自开工艺设计与管理。

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二、计算机与信息处理技术

信息处理技术包括信息的交换、存取、运算、判断和决

策等，实现信息处理的主要工具是计算机,因此计算机技术与

信息处理技术是密切相关的。计算机技术包括计算机硬件技

术和软件技术、网络与通信技术、数据库技术等。在机电一

体化产品中，计算机与信息处理装置指挥整个产品的运行，

信息处理是否正确、及时，直接影响到产品工作的质量和效

率。因此，计算机应用及信息处理技术已成为促进机电一体

化技术和产品发展的最活跃的因素。人工智能、专家系统、

神经网络技术等都属于计算机与信息处理技术。

三、检测与传感技术

检测与传感技术指与传感器及其信号检测装置相关的

技术。在机电一体化产品中，传感器就像人体的感觉器官一

样，将各种内、外部信息通过相应的信号检测装置感知并反

应给控制及信息处理装置。将被测量（包括各种物理量、化

学量和生物量等）变换成系统可识别的，与被测量有确定对

应关系的有用电信号的一种装置。

因此检测与传感是实现自动控制的关键环节。机电一体

化要求传感器能快速、准确地获取信息并经受各种严酷环境

的考验。但是由于目前检测与传感技术还不能与机电一体化

的发展相适应，使得不少机电一体化产品不能到达满意的效

果或无法实现设计。因此，大力开展检测与传感技术的研究

对发展机电一体化具有十分重要的意义。

四、自动控制技术

自动控制技术范围很广，包括自动控制理论、控制系统

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设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等从理论到实践的整

个过程。由于被控对象种类繁多，所以控制技术的内容极其

丰富，包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊

断、校正、补偿、示教再现、检索等控制技术，自动控制技

术的难点在于自动控制理论的工程化与实用化，这是由于现

实世界中的被控对象往往与理论上的控制模型之间存在较

大差距，使得从控制设计到控制实施往往要经过多次反复调

试与修改，才能获得比较满意的结果。由于微型机的广泛应

用，自动控制技术越来越多地与计算机控制技术联系在一起，

成为机电一体化中十分重要的关键技术。

五、伺服驱动技术

伺服驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装

置。执行元件有电动、气动、液压等多种类型，机电一体化

产品中多采用电动式执行元件，其驱动装置主要是指各种电

动机的驱动电源电路