机电一体化的前沿.pdfVIP

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

机电一体化的前沿

摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然,本文综述了国内

外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。

关键词：（1）机电一体化的定义（2）组成（3）发展（4）

国内发展情况（5）人才需要

定义：机电一体化技术是在以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并与机械电子

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，程序和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。

组成：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。

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

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。

发展：20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体

化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等

进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，

出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机

电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科

体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、

神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化

技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基

础。机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展

和进步。未来机电一体化的主要发展方向有：1.智能化。智能化

是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能

在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床

的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描

述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科

学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、