邹俊宝--机电一体化中的电机控制与保护
浅谈机电一体化中电机的控制与保护
浅谈机电一体化中电机的控制与保护1. 引言1.1 机电一体化的概念机电一体化是指将机械、电气和电子等多种技术融合在一起，形成一个完整的系统。
在机电一体化中，各个部件之间实现信息交换和协调，共同完成某一功能。
这种集成的设计理念使得机电一体化系统具有更高的性能和效率，同时也方便了系统的管理和维护。
在现代工业中，机电一体化已经成为一种不可或缺的趋势。
通过机电一体化，工厂和设备可以实现自动化控制，提高生产效率和质量，降低能耗和人力成本。
电机作为机电一体化系统中的核心部件之一，起着至关重要的作用。
电机在机电一体化系统中主要负责驱动机械部件的运动，如传送带、轴承、风扇等。
它通过接收控制信号和电源供电，转化电能为机械能，从而实现设备的运行。
电机的控制与保护显得尤为重要。
通过合理的控制方法和技术，可以确保电机的运行稳定，达到最佳效果。
而良好的保护技术可以保护电机免受过载、短路、过热等损坏，延长其使用寿命，保障整个机电一体化系统的正常运行。
1.2 电机在机电一体化中的重要性在机电一体化系统中，电机作为核心部件扮演着重要的角色。
它是将电能转换为机械能的关键装置，直接影响到整个系统的运行效率和性能。
电机在机电一体化中的重要性主要体现在以下几个方面：电机是机电一体化系统的动力源。
在许多机电一体化系统中，电机是驱动各种机械设备运行的关键部件。
它通过将电能转换为旋转力矩，驱动各种机械部件运动，完成各种任务。
电机的正常运行直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。
电机的控制和保护对于机电一体化系统的安全运行至关重要。
通过合理的电机控制技术，可以实现对电机的启停、速度调节、方向控制等功能，从而满足系统对电机运行的各种需求。
电机的保护技术可以有效防止电机因过载、过压、欠压等问题而损坏，确保系统的稳定性和安全性。
电机在机电一体化中扮演着不可或缺的角色，其控制和保护对于整个系统的正常运行至关重要。
只有充分重视电机在机电一体化中的重要性，采取有效的措施确保电机的正常运行和保护，才能最大限度地发挥机电一体化系统的效率和性能。
机电一体化中的电机保护与控制技术分析
机电一体化中的电机保护与控制技术分析摘要：机电一体化系统中电机控制和保护措施的有效实施，不仅可以根据电力系统的运行环境提供更为全面的技术支持措施，从而降低电力运行故障的概率，同时借助数据处理系统对电机运行状态进行调整，为电力系统调度的后续工作提供帮助。
因此，在讨论机电一体化中的电机控制与保护时，必须明确电机运行的潜在风险和常见问题，研究电机的结构和原理，提供有针对性的优化解决方案，从而为机电一体化技术的后续发展提供更全面的保障。
关键词：机电一体化；电机保护；控制技术1机电一体化技术应用中电动机保护的一般问题1.1功耗电动机保护装置一般有两种不同的运行方式，分为电磁加热和电加热。
然而，为了提高生产率，使机电设备能够承受更多的工作，电机的负载也大大增加。
在这种情况下，电机更容易出现问题。
特别是当电机长时间处于高负荷运行时，其电路容易发生故障。
最常见的是电机高负荷运行引起的短路。
一些企业在购买机电设备时不考虑电能损耗，这也在一定程度上增加了电动机使用的风险，容易造成电动机负荷超标而造成故障。
1.2井下马达设备故障问题随着我国矿山工程的快速发展，许多机电设备需要承担井下作业任务，这不仅可以提高效率，而且可以减少人工开采带来的各种不确定因素。
井下作业环境复杂。
如果电动机在使用机电设备时不能得到保护，或者对环境因素估计不准确，很容易影响电动机的使用效果。
过去，电机的寿命会缩短，企业的生产成本会增加。
在影响地下环境的因素中，湿度是非常重要的。
潮湿的地下环境会影响电机的运行效果，容易增加电机部件的锈蚀和老化。
另外，信号不好，电机的监控系统容易受到冲击，造成电机故障。
1.3异步电动机设备故障异步电动机是机电一体化系统的重要组成部分，也是故障率很高的一部分。
在许多情况下，故障控制困难，突发性高，容易影响电机。
一些企业的异步电动机长期处于高负荷状态，日常使用过程中维护工作不到位，增加了异步电动机故障的风险，不仅影响生产效率，而且严重威胁相关人员的安全。
机电一体化应用中电机控制和保护措施
机电一体化应用中电机控制和保护措施摘要：机电一体化作为一门新型的学科，其将各种自动控制技术、电力电子技术以及接口技术和机械技术等群体技术集于一体，使得系统工程技术高质、低耗、多用及可靠的特定价值得以实现。
文章主要阐述了机电一体化的发展及应用概况，从而针对机电一体化系统中电机的控制与保护中存在问题进行了分析，并提出了改善措施。
关键词：机电一体化电机控制问题措施在机电一体化技术不断创新与发展的背景下，电机的控制与保护主要是依靠专业的电力电子装置，其主要目的是保障电机运转的节能性、安全性与高效性。
但是在电机控制与保护中，由于受到各种技术、人为、外界因素的影响和限制，尚存在很多现实问题没有解决。
因此，对于电机控制与保护的相关问题进行深入的探讨具有重要的意义。
1 机电一体化的发展20世纪70 年代，是机电一体化初始研究探索的时期，此阶段研究者通过尝试各种科学试验来提高机电器械的运作效率和质量。
但由于尚处于技术发展的初级阶段，性能和质量并不是特别完善，而适合产业发展的外在环境条件尚不充分，因此其进一步发展受到局限。
后来网络通信技术和控制、传播技术的推广带来微型计算机和集成电路等技术的使用等成为了电子技术和机械技术相融合的前提性条件甚至决定性条件，对促进机电一体化事业功不可没。
90年代以后，机电一体化的发展出现新的进程，有已下两点：1）学术界同仁始进一步关注机电一体化进程的研究，由此扩展出新的相关学科和研究重点，如出现了光机电一体化以及微机电一体化等等；2）神经网络技术、光纤技术等新的研究对象兴起后为机电一体化技术的推广传播提供了技术等方面的支持。
2 机电一体化技术的优势及应用目前机电一体化技术应用最广泛的领域即数控机床和自动机与自动生产线这两方面。
如：邮政信函自动分捡处理生产线。
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在功能、操作、结构和控制精度上都有迅速提高，具体表现有：1）采用开放性设计，即硬件体系结构和功能模块为符合接口标准，应具有兼容性、层次性，能最大限度地提高用户的收益；2）实现多过程、多通道控制，即同一台机床能同时控制或独立加工多种机床的和多台机床的能力；3）可以将物料搬运、机械手等控制、刀具破损检测都集成到系统中去；4）以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置；5）加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
论机电一体化中的电机控制与保护
论机电一体化中的电机控制与保护随着现代科学技术的不断发展，机电一体化已经成为现代科学技术发展的必然结果。
然而在机电一体化发展的同时，在电机的控制与保护中，却产生了一些问题还没有得到解决，因此，主要对机电一体化的定义、发展现状，在电机控制与保护中存在的问题、解决措施以及机电一体化未来的发展趋势进行探讨。
标签：机电一体化；发展现状；电机控制与保护前言近些年随着我国经济的快速发展，各行各业都相继得到了发展，尤其是我国的科学领域，更是有了前所未有的突破，这极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术革命。
在机械工程领域中，微电子技术和计算机技术不断向其内部渗透，从而形成机电一体化。
在机电一体化技术不断创新与发展的背景下，为了实现电机的节能性、安全性与高效性，实行了依靠专业的电力电子装置来保护与控制电机的措施。
但是在电机控制与保护中，由于各种人为、技术等因素致使电机在控制与保护中存在很多问题。
因此，本文主要对所存在的问题进行探讨，并针对这些问题提出相应的解决措施。
1 机电一体化定义所谓的机电一体化指的是引进电子技术，将其应用于机构的主功能、动力功能、控制功能和信息处理功能上，从而使机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
随着科学技术的不断发展，机电一体化已经成为一门自成体系的新型学科。
机电一体化的主要特点是从系统化的角度出发，为实现多功能、高质量、高可靠性、低能耗等目标，将群体技术：机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等进行合理配置与布局，并根据系统功能与优化组织目标加以操作，从而达到理想目标。
机电一体化作为一种新型的综合技术，并不是新技术之间的简单拼凑与组合，而是涵盖了技术和产品两方面，这也是与其机械电气化之间的根本区别。
机电一体化广泛应用了微电机装置，赋予了现代机械设备自动检测、自动调节与控制等，这有效地促进了生产效率的提高。
2 机电一体化的发展状况机电一体化的发展可以分为三个阶段。
机电一体化中的电机保护与控制技术
机电一体化中的电机保护与控制技术摘要：我国机电制造业起始于上个世纪六七十年代，如今处于高速发展阶段，随着国家对关键民用工业部门及国防工业的重视和支持，投入了大量的技改资金，使机电设备制造市场一派繁荣。
本文主要针对机电一体化中的电机保护控制装置，其强大的信号处理能力，它除可替代某些机械部件的原有功能外，还能赋予更多新的功能，如自动调节与控制、自动信息处理、自动记录显示、自动检测、自动诊断与保护等诸多方面。
本文同时还介绍了电机保护控制装置发展趋势。
关键词：机电一体化；电机；控制与保护1.机电一体化技术应用的领域机电一体化技术在今天得到了极其广泛的应用，但最主要的应用领域主要表现在两个方面：一是数控机床；二是自动生产线。
经过几十年的研究，数控机床与数控技术日臻完善，在精确度和有效性上大大提高。
主要体现在：设计更加开放和人性，机械零件具有统一标准，最大限度满足用户需求。
机械的控制方式更加多元，既可以选择1台机器控制多台机床，也可以选择1台机器控制1台机床。
机电一体化技术可以通过PLC控制系统，将重复性高、人力耗费大的工作集成到系统中，使其变得更加简单。
机电一体化的另一重要应用领域为自动生产线，例如大型企业大批量商品生产的流水线、快递行业的自动分捡生产线以及报纸、书刊的印制等方面，实现了无人值守。
这项技术在我国研究人员不断努力下，已经取得了突飞猛进的成绩，使我国在国际上处于领先水平，走在了前列。
2.机电一体化电机保护与控制中的问题2.1装置无法满足应用需求机电一体化技术在其发展过程中也存在着电机控制与保护装置无法满足应用需求的实际问题。
我国当前在整体的机电一体化应用过程中主要采取的电机控制保护装置应用了电磁以及电热原理，该种原理主要使用的是过载保护以及短路保护的功能。
为了有效地实现电机的控制与保护，熔断器作为基础的重要装置影响着整体的控制与保护效果。
从硬件的设计以及优化的角度来说，熔断器在其整体的设计过程中存在着一定的缺陷。
机电一体化中的电机控制与保护
机电一体化中的电机控制与保护罗 军（重钢西昌矿业有限公司 重庆 615000）摘 要： 随着我国电子技术与微电子技术的快速发展，机电一体化技术也有很大的进步，在现代机电控制中有更多的应用，为机电一体化的发展带来很大的促进作用。
作为现代工业技术中重要的部分之一，电机一体化技术为我国机械工业的发展创造更多的机遇。
首先介绍机电一体化技术的发展历程与现状，接着阐述机电一体化中电动机构的组成及工作原理，然后探讨机电一体化中电机阀位及速度控制与机电一体化中电机的运行维护。
关键词： 机电一体化；电机；控制；保护中图分类号：TH39 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1210154－011 机电一体化技术的发展历程与现状 3 机电一体化中电机阀位及速度控制与运行维护1.1 机电一体化的发展历程 3.1 电机阀位及速度控制机电一体化技术的发展有三个阶段，即发展初级阶段、蓬实现电机执行机构的阀位和速度的控制需要解决的关键性勃发展阶段和智能化发展阶段。
最初早在20实际60年代人们开技术问题主要有五个方面，分别是阀门柔性开关的控制、阀位始利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。
而由于军的极限位置的判断、电机保护的实现、准确定位与模拟信号的事和工业发展的需求，当时的人们对于这方面开始重视，由于隔离。
对于机电一体化中电机阀门位和速度的控制，微处理器当时电子技术水平发展不够，技术结合与运用还没有得到深入根据测得的变频器输出电压和电流，通过计算得出输出力矩，发展。
到上个世纪七八十年，计算机技术和通信技术开始快速如果输出力矩达到或大于设定的力矩，那么就会自动降低运行的发展为机电一体化的发展奠定了技术基础。
到了90年代后速度。
在传统电机的执行机构中，阀位的极限位置的检测是通期，机电一体化进入深入发展时期，出现了光机电一体化和微过机械式限位开关获得的。
电动执行机构极限位置通过检测位机电一体化等新分支。
此外，由于神经网络技术、人工智能技置信号的增量获得，单片机将本次检测的位置信号与上次检测术、光纤技术等领域巨大进步，为机电一体化技术的发展创造的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，就会自动电机的了更好的条件。
机电一体化中的电机控制与保护
中国网络大学CHINESE NETWORK UNIVERSITY 毕业设计(论文)院系名称：百度网络学院专业：百度学生姓名：百度学号：123456789指导老师：百度中国网络大学教务处制2019年3月1日实习公司简介我实习的单位是日照钢铁控股集团有限责任公司，公司坐落于山东省美丽的海滨城市——日照，地处新亚欧大陆桥的东端，与日本、韩国隔海相望公司由河北京华创新集团、山东莱钢集团和香港誉进发展有限公司共同兴建。
公司主要以生产钢铁产品为主，其主导产品H型钢是国家十五期间重点推广的十项技术进步产品之一，分HW、HM、HN等系列，规格为H100mm—H350mm。
H型钢作为经济断面型钢，广泛应用于工业和民用建筑、铁道桥梁、市政建设、核工业、造船业、航天工业、石化行业、高速公路等诸多领域。
公司除依托日照港得天独厚的地理条件，高效的运营机制外；而且依靠其众多的专业人才和讲求“诚信、质优、高效、创新”的企业宗旨，公司将其产品不仅在国内出售，而且远销海外，包括韩国、日本、澳大利亚等许多发达国家。
公司始终追求以质量求生存，以信誉求发展的理念来扩大自己市场。
内容摘要：据机电一体化技术的发展前景，提出一种新型电动执行机构的设计方案，详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法。
该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体，采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置控制，解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位置判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题。
现场运行情况表明，该电动执行机构具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点，充分利用了机电一体化技术带来的方便快捷。
关键词：电动机阀门继电器保护机电一体化技术总结引言在现代化生产过程中，执行机构起着十分重要的作用，它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。
现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。
机电一体化中的电机保护与控制技术
机电一体化中的电机保护与控制技术摘要：机电一体化项目中常用的电机保护技术和控制技术包括短路保护、电压保护等。
这些技术可以有效地保护电机和设备的安全运行，提高设备的可靠性和稳定性。
在实际应用中，根据具体的工作环境和要求，选择合适的保护技术和控制技术，制定科学合理的电机保护和控制方案，以确保电机的安全稳定运行。
关键词：机电一体化；电机保护；控制技术1机电一体化中电机保护技术的应用1.1短路保护短路保护技术是一种常见的电气保护技术，用于防止电路因短路故障而造成的电流过载和设备损坏。
它通常通过安装自动空气断路器或熔断器来实现。
当电路中出现短路故障时，短路保护技术会检测到电流异常，并自动执行保护动作。
这些保护装置会根据设定的额定阀值进行判断，当电流超过阀值时，断路器或熔断器会迅速切断电路，以防止电流过载和设备损坏。
这样可以保护电路和设备的安全运行。
短路保护技术的优点是能够迅速响应并切断电路，有效保护设备和人员的安全。
另外，通过使用自动空气断路器或熔断器，可以实现自动保护，减少人工干预的需求，提高系统的可靠性和稳定性。
1.2欠压保护欠压保护技术是一种常用的电气保护技术，用于保护系统免受欠压情况的影响。
它通过安装电磁式或接触式电压继电器来实现。
在系统中应用欠压保护技术时，会将电压继电器串联在电路中。
当系统的电压下降到低于设定的欠压阈值时，电压继电器会感应到电压的变化，并触发保护动作。
电磁式电压继电器通过电磁感应原理来实现，当电压下降到欠压阈值以下时，电磁线圈会发生磁场变化，从而吸引动作衔铁，触发保护动作，如切断电源等。
接触式电压继电器则是通过触点的闭合和断开来实现保护动作。
当电压下降到欠压阈值以下时，继电器的触点会闭合，导通保护回路，触发保护动作，如切断电源、发送报警信号等。
欠压保护技术的应用可以有效保护系统免受电压过低的影响。
当系统电压降低到欠压阈值以下时，欠压保护装置会及时触发保护动作，以避免设备的损坏或故障。
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机电一体化中的电机控制与保护考号：姓名：【内容摘要】依据机电一体化技术的发展前景，提出一种新型电动执行机构的设计方案，详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法。
该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体，采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置控制，解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位置判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题。
现场运行情况表明，该电动执行机构具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点，充分利用了机电一体化技术带来的方便快捷。
【关键词】：电动机阀门继电器保护机电一体化技术总结1引言在现代化生产过程控制中，执行机构起着十分重要的作用，它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。
现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。
而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不可调整，其通用性较弱。
整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联网。
鉴于以上原因，采用传统的大流量电动执行机构的控制系统，可靠性和稳定性较差。
随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用，这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。
笔者设计的大流量电动执行机构，采用机电一体化技术，将阀门、伺服电机、控制器合为一体，利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。
通过内置变频器，采用模糊神经网络，实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。
该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜，具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。
实际运行表明，该执行机构工作稳定，性能可靠。
自电子技术一问世,电子技术和机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注重。
第1章机电一体化技术发展历程及其趋向机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
1.1 机电一体化技术发展历程1、数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;2、微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生气;3、可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;4、激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.1.2 机电一体化发展趋向1 、数字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。
数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。
数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
2、智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。
例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。
随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
3、模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。
如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。
这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
4 、网络化由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。
而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充3分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
5 、人性化机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
6、微型化微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。
微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley 分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。
7 、集成化集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。
为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。
首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。
8 、带源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。
由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。
带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
9、绿色化科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。
所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。
绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。
在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。
10、光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋向.11、自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。
在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。
其特征是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。
这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
12、全息系统化——智能化。
今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。
这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。
除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
13、“生物一软件”化—仿生物系统化。
今后的机电一体化装置对信息的依靠性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。
这有点类似于活的生物摘要：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。
仿生学探究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入探究。
这一探究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特征是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。
看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。
14、微型机电化——微型化。
目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。
届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。
这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
第2章机电一体化中电动执行机构的硬件设计及工作原理电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。
智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。
控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。
执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。
2.1 系统工作原理霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。
单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。
逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。
2.2 控制系统各功能元件的选型与设计1、单片机选用INTEL公司生产的8031单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；2、三相PWM波发生器PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。
模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生PWM波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统的精度。
为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM 发生器。