機(jī)電一體化的控制與保護(hù)論(編輯修改稿)
2025-02-14 00:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。――智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。4.“生物一軟件”化―仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物――軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬 件(肌體)――軟件(大腦)一體，不可分割?？磥?，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。――微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳北方工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1感器、cpu 等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。北方工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）22 【典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品】機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們?cè)谧C(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍 ，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。我們認(rèn)為， “機(jī)電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：抓緊開發(fā)生產(chǎn) gto、gtr、vdmos 等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置――交流變頻調(diào)速器、逆變焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；抓緊開發(fā)、生產(chǎn)中小型 plc，用 plc 進(jìn)行生產(chǎn)過程控制；抓緊組織生產(chǎn)多色膠印機(jī)、中英文打字機(jī)、電子出版系統(tǒng)、中高調(diào)頻 x 射線疹療設(shè)備、心腦病人監(jiān)護(hù)設(shè)備、30 萬千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組、模糊控制器、汽車電子高壓開關(guān)、高頻電子點(diǎn)火器等產(chǎn)品。同時(shí)要注意用變頻調(diào)速技術(shù)、電力拖動(dòng)技術(shù)、模糊技術(shù)、plc 等改造供暖、供水設(shè)備，進(jìn)行高層建設(shè)的現(xiàn)代化管理，解決交通難、出行難問題……北方工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）33 【發(fā)展機(jī)電一體化面臨的形勢(shì)和任務(wù)】機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。 【機(jī)電一體化工作面臨的形勢(shì)】1. 用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度(1)在 700 余家 市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有 60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過程的任務(wù)還未完成需要量的一半。(2) 工業(yè)系統(tǒng)還有 2022 余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近6500 臺(tái)機(jī)床設(shè)備中，大約有 15%需進(jìn)一步改造。(3) 工業(yè)系統(tǒng)尚有近 250 座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造；且 610 座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。(4) 工業(yè)系統(tǒng) cad 應(yīng)用還有較大差距。目前， 工業(yè)品設(shè)計(jì)，cad 應(yīng)用率僅 17%(而美、日等國(guó)已超過 85%；國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過了 30%)；cad 的覆蓋率才達(dá)到 11%(而全國(guó)cad 應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到 35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到 15%―20%；到“九五”時(shí)，按國(guó)務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。(5) 工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量 50 萬千瓦，尚 49 萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的 %左右。(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992 年， 工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的 %。而 是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992 年 工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為 噸，比上海的 噸高 57%，比天津的 噸高 14%，比先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家高近 9 倍。因此， 工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。2. 用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。 市的工業(yè)產(chǎn)品大約有 3 萬種，每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品 3000 種，更新周期很長(zhǎng)。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場(chǎng)變化的需要，影響了 工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。1993 年， 市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約 837 種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占 %左右。其中：機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約 1200 種，機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150 種機(jī)電一
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