机电一体化——第一章 概述

1 .概论

随着科学技术的发展，世界正面临着以信息技术为中心的技术革命，其目标是极大地提高劳动生产率和产品质量。信息技术有三大支柱，即测量与控制技术、计算机技术和通信技术。机械技术和微电子技术、计算机技术和信息技术的结合，是机械技术与电子技术发展的共同趋势之一。特别是新兴的微电子技术、信息技术引入传统的机械技术之中，已使传统的机械类产品在功能上、性能上以及制造技术上提高到了一个新的水平，创造出许多不曾有过的新产品与新设备，带来了巨大的经济效益和社会效益。

因此，运用机电一体化技术设计机电一体化的设备或产品，改变机械产品与机械工业的面貌，满足社会和生活的物质需要，已成为工程设计人员的历史使命。本章将介绍机电一体化系统的基本概念、系统组成要素和机电一体化系统的设计任务。

1．1机电一体化系统的概念

1．1．1系统的基本概念

“系统”这个名词，使用非常广泛。在不同的词典、手册和专著中系统的定义都是：系统是由相互作用的依赖的若干组成部分按一定规律结合成的、具有特定功能的有机整体。

系统具有如下特征：

“集合性”，系统是许多元素的集合。

“关联性”，系统的各个组成部分之间是互相联系的互相制约的。

“目的性”，系统总是具有特定的功能，特别是人所创造或改选的系统，总是有一定的目的性。

“环境适应性”，系统总是存在并活动于一个特定的环境中，与环境不断进行物质、能量、信息的交换。系统必须适应环境。

对于系统工程还很难给出一个人们所公认的定义，这里列举一个较典型的解释。

“系统是为了更好地达到系统目标，而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机理等进行分析和设计的技术”（1967年日本工业标准JIS）。

由于系统是研究系统共性的跨学科的方法性技术，那么它研究和处理任何问题时都应遵循以下基本原则。

整体性原则：也就是说要把系统当作一个整体，不要只见树木不见森林。希腊哲学家亚里士多德曾提出过“整体大于它的各部分的总和”的思想，就准确地反映了整体性原则的本质。“整体大于它的部分的总和”不是一种量与量之间的换算，而是一种变质，各部分组成系统后，形成了系统的整体性能，这是一种新的质。

综合性原则：任何系统都具有多方面的属性，涉及多方面的因素。综合性原则就是要把这些属性。综合性原则就是要把这些属性、因素综合起来加以研究，不能顾此失彼，因小失大。

科学性原则：在处理问题时应按照科学的顺序和步骤进行，环环相扣，并不断通过信息反馈加以检查改进，且尽量使用定量方法。建立模型和进行优化是按科学性原则处理系统问题的主要工作方法。

从系统的观点出发，我们总可以把我们所设计的各种简单和复杂的设备或产品看成一个系统，因而可运用系统工程的方法去分析和设计。机电一体化系统就是应用系统工程的方法设计出的产品和设备，其突出的特点是，构成机电一体化系统的要素一般包括机、电、液、磁和光，并且这些要素之间存在着有机的组织与结合以实现该系统功能的整体最佳化。

机电一体化系统的实体部分，主要是机械部分与电子部分，可通过信息技术把这些部分有机地结合在一起，从而构成更为先进的产品。按照系统分析的观点，机电一体化系统在设计过程中，是将机械部分与电子部分融合在一起进行通盘考虑的，哪些应采用机械部分，哪些应采用电子部分或其他更恰当的部分，例如液、磁、光等部分，然后通过分信息与处理技术将这些部分有机地结合起来。因而，可以说机电一体化系统设计是系统工程学在机械电子领域中的具体运用，机电一体系统正是这种应用的效果。

1．1．2 机电一体化的概念

以大规模集成电路和微型电子计算机为代表的微电子技术的飞速发展，迅速地应用到机械工业中，出现了种类繁多的计算机控制的机械、食品和军械装备，随着出现了具有柔性功能的自动生产线、车间或工厂。这就大幅度地提高了劳动生产率，适应了市场对产品的多样化的要求，丰富了人类的物质文明，使传统地机械工业的生产发生了深刻的变化，出现了人类梦想的“机械文明的新时代”，即机电一体化的时代，促进了机械工业与电子工业相互促进，紧密结合，共同繁荣发展的新局面。

国际上以柔性自动化（单机生产系统）为主要特征的机电一体化事业发展迅速，其水平越来越高。任何一个国家、地区和生产部门如不拥有这方面的人才，技术和生产手段，就不具备国际、国内竞争的基础。因此，机电一体化已成为当今世界机械电子工业发展的

必然趋势，也是振兴我国机械电子工业的惟一途径。

从1971年开始，日本人就敏感地提出“Mechatronics”这个英语合成名词，我国通常译为机械一体化或机械电子学。其中，词首“Mechanics(机械学)”，词尾“tron-ics”表示“Electronic (电子学)。”

机电一体化虽然在各国尚无统一的严格定义，但对于单机柔性自动化或机电一体化的机械系统来说，日本机械振兴协会经济研究所提出的定义具有一定的代表性，即“机电一体化这个词是在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件等有机结合而成系统的总称”。这就体现了机电一体化生产及其技术的基本内容和特征。换句话说，机电一体化是机械与电子技术重新组合后形成的智能化的工作系统。这里所讲的“重新组合”，具有“革新”、“衍变”等意义，而不是直接地拼合。但是，怎样用统一的观点和方法去研究和设计这样的机电一体化产品，需要深入控讨，这是机电一体化技术的根本任务。

1．1．3 机电一体化系统的组成与基本功能

不论机械产品体积大小，功能多少，结构简易、复杂，都应从系统工程的角度来认识和理解机电一体化产品，这对于掌握和应用机电一体化技术是有益的。机电一体化系统一般由以下几部分组成：机械本体部分、动力部分、传感部分、驱动部分、执行部分、控制及信息处理部分等。很显然并非所有机电一体化产品都由这些部分组成，具有智能功能是机电一体化产品的一个显著特征，机电一体化生产及功能组成要素仿佛像一个人的组成要素那样完整。

（1）机械部分

机电一体化的机械部分原则上是原来的机械结构部分，或者是做了改进的机械结构部分。机械产品经过引进电子技术后，使得产品技术性能、水平和功能升级，因此，对机械结构提出了更高的要求，使之满足产品高效、多功能、可靠、节能、小型轻量等要求。同时，还有些研制开发或新发明制造的机电一体化产品，其机械结构部分是崭新的、前所未有的，代表着机电一体化产品的发展方向。

为了发挥机电一体化系统的特长，机械本体的设计必须提高其适应性，即改善性能，减轻质量和提高精度。

一般传统机械产品是经钢铁为原材料制造的。为了减轻质量，除了进行结构改进外，主要应考虑采用非金属复合材料。只有减轻了机械主体的质量，才可能实现驱动系统小型化，改善系统的快速响应特性，降低消耗，提高效率。但在减轻质量的情况下，一定要注

意不能降低系统的刚性，并应设法提高刚性。

从模块化单元结构设计入手，进行性能分析，力争实现较高水平的组件化、标准化和系统化。

（2）传感与信息采集部分

传感部分就像人的五官一样，其功能就是将系统运行中所需要的本身和外界环境各种参数及状况检测出来，变成可以测定的物理量，传递到信息处理部分，经过处理后根据需要使执行部分做出“反应”。传感部分的功能一般由仪器表来完成，有些是由专门的传感器来完成。

传感器根据用途可以分为检测自身的内部信息传感器和检测工作对象的外部信息传感器，由检测、转换、指示、信息处理、记录等部分组成。传感信息方式有光、电、流体、机械等，综合评价指标为功能范围、灵敏度和精度等方面。更进一步的发展方向是实现功能元件化和智能化。

（3）信息处理与控制部分

该部分如同人的大脑指挥和控制全身运动并能记忆、思考和判断问题那样，将来自各传感器的检测信息集中、储存并进行处理，然后按照一定的程序和节奏发出各种指令去指挥和控制整个系统的运行。控制及信息处理部分的硬件一般包括输入/输出设备、磁盘、CRT显示器、计算机、可编程序控制器、数控装置等。机电一体化系统要求信息处理部分提高信息处理速度，提高A/D、D/A转换及分时处理时I/O（输入/；输出）的可靠性，增强系统的抗干扰能力。还有如何使部件小型轻量化及标准化；在信息处理部分加上自诊断功能；在人机接口设备上利用声音或图像识别等来实现信息处理部分智能化等问题。

控制单元一般包括计算机主体或可编程序控制器及与其配套的输入输出设备，存在着处理速度、可靠性、抗干扰以及标准化问题。要进一步提高机电一体化产品的质量，必须提高控制设备的可靠性。一方面要研制小型、大容量、高速处理的计算机，另一方面需要开发高速、小功率的运算部件。

（4）动力部分

机电一体化产品的动力部分，就像人体内脏产生能量去维持生命运动一样，为系统提供能量和动力功能，去驱动执行机构，使系统正常运行。机电一体化产品的动力部分可以沿用原来机械的动力部分或做某些（或做较大的）改进，用尽可能小的动力输入去获得尽可能大的输出，这是机电一体化产品的显著特征之一。

机电一体化系统常用的动力源有三类：电源、液压源、气压源。目前电源是动力源中

应用最多的动力源，已有许多成功的专有电源，随着电力电子器件的迅速更新换代和抗干扰技术的成熟，电源将得到更广泛的应用。

液压源、气压源同液动、气动系统一样，存在着提高可靠性、标准化和减轻质量的问题。

（5）驱动部分

像人体的肌、筋、腱接受大脑指挥去驱动四肢运动一样，驱动部分在控制部的指挥下，去驱动执行机构完成各种动作和功能。机电一体化产品可以沿用原来机械产品的驱动机构，有些需要做某些改进。机电一体化产品对驱动机构的要求不仅仅只满足对于水、油、温度、尘埃等的适应性和可靠性上，而且还需要考虑改进其维修性和实行标准化。当今，人们正研制一种内装编码器的电动机或由控制专用组件、传感器、电动机三位一体的伺服驱动单元。

按不同的动力源，驱动单元一般可分为三类：液压、气动、电动。前两种驱动单元比产复杂，一般含有阀、缸体、管路等，存在着可靠性、标准化、减轻质量等问题。

电动机已被广泛应用。但在快速响应和效率等方面还存在问题，有待于研制控制专用组件一传感器一电动机三位一体的服驱动单元。

（6）执行部分

如同人的四肢由大脑指挥去完成每项任务和工作一样，当接到信息处理部分发出的指令后，执行部分便去执行指令所要求的动作或功能。执行机构是运动部件，一般采用机械、电液等机构，因此它像机械本体那样需要改善性能，如果提高刚性，减轻重量，实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体可靠性等。

在机电一体化系统中机械部分得了最大限度的简化，但是实现机械运动是机电一体化系统的根本目标。对执行单元的基本要求是根据驱动系统的匹配特性需求，在提高刚度、减轻质量、实现组件化、标准化和系列化等方面开发各种新型执行单元。

（7）接口

将机电一体化系统各组成部分联接起来的元件就是接口。接口应采有向一标准规格，这不仅给信息传送和维修带来方便，而且可以简化设计。采用标准接口可使成本降低。最基本的要求是输入、输出接口要标准，与计算机等控制设备联接的接口必须使所传送的数据模式标准化。

机电一体化产品作为一个系统，存在着许多综合功能要求。例如，机械零部件与电子元器件相比，响应速度慢的问题；零件标准化、互换性、兼容性的问题等。因此，在系统

功能要求上要重点研究和提出各组成部分之间在功能上协调均稀的问题。

1．1．4 机电一体化技术的主要特征

机电一体化技术由机械技术与电子技术有机结合在一起的新兴技术，它既不同于传统的机械技术，又不同于普通的电子技术，而是在这些技术基础上相互结合、渗透并产生飞跃的崭新技术。它与机械技术、电子技术及产品比较，主要有以下特征。

（1）综合性和系统性

机电一体化是一门跨学科的边缘科学，机电一体化技术是由微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术结合而成的综合性高技术，为多种技术的综合及多个部分的组合，使机电一体化技术的机械技术、微电子技术、接口技术、模拟量与数字量交换技术以及软件技术等，它们相互要求、取长补短，不断向理想化技术发展。综合的结果使原来各种技术扬长避短。

（2）多层次、涵盖面广

机电一体化技术作为一个总的技术指导思想，它不仅体现在一些机电一体化的单机产品之中，而且贯穿于工程系统设计之中。从简单的单台机电的一体化产品，到现代工业中的柔性加工系统；从简单的单参数显示，到复杂的多参数、多级控制；从机械零部件连续自动处理生产线，到各种现代高速重型机械自动化生产线。机电一体化技术都有不同层次、覆盖面很广的应用领域。对于工程系统，需成套地进行开发和制造；对于机电一体化单机产品（设备），应采用简繁并举、高低级并存的多层次发展途径。可发展功能附加型的低级产品，这种机电一体化产品只需附加某些电子装置，增添某些新的功能而不需改动传统机械产品的结构。也可发燕尾服功能替代传统机械产品的某些零部件或控制装置的功能，使机械结构产生不同程度的变化。应积极发展机电融合型的高级产品，高级的机电一体化产品会彻义冲破传统机械产品（装置）的结构设计思想，成为前所未有的新一代产品。

可以这么说，微电子技术的应用到了无处不有、无孔不入的地步。同样，微电子技术与机械技术的结合有着无边无际的的领域和空间，这种结合的程度取决于人们探索和发现的程度。确立这样一个观点和思想方法，对于我们去不断认识、设计和开发新的机电一体化产品（装置或系统）是十分重要的。

（3）机械结构简化、操作简单

机电一体化技术可使过去靠机械传动链连接的各个相关动作部分，改用几台电机分别驱动，或用电力电子器件及电子电控装置进行相关动作控制来实现。因而，使机械结构大大简化，甚至使有些机械结构“脱胎换骨”，产生质的变化。如在一台缝纫机内利用一块

单片集成控制针脚花样可以代替老式缝纫机内约350个机械部件。机械结构的简化使装置体积减小，重量减轻。显然，小型轻量化可节材省料。

机电一体化技术显著改变了操作人员以往对必须按规定操作程序或节拍频繁紧张地进行单调重复操作的性能，并能灵活方便地按需控制和改变生产操作程序。任何一台机电一体化装置或系统各个相关传动机构的动作及协调关系可由预设的程序一步一步地由电子控制系统指挥实现。如数控机床、柔性加工系统（FMS）、电机出厂自动检测流水线等。有些机电一体化装置可实现操作全自动化。比如示范动作后即可自动按示教内容自动重复实现全部动作；或者通过被控对象的数学模型以及根据任何时刻外界各种参数的变化情况，随机自寻最佳工作程序、动作程序、快慢以及协调关系，以实现最优化工作及最佳操作，如微机控制的热轧钢板测厚自动控系统、电梯群控系统、智能机器人等。

（4）高精度、多功能

机电一体化技术使机械传动部件减少，因而使机械磨损及配合间隙等引起的动作误差大大减小，同时由于采用了电子技术，控制水平得到提高，并能进行高速处理，可通守电子自动控制系统精确地按预设量相应机构动作。因各种干扰因素造成的误差，可通过自控系统自诊断、校正、补偿予以修正，达到单靠纯机械方式所不能实现的工作精度。机电一体化产品的控制、检测及工作的精度、灵敏度、范围都有很大的提高，如电子化圆度仪的测量精度可由原来的 0.025μm提高到0.01μm；大型镗床装上感应同步器后数显装置加工精度从0.06mm/1000mm提高到0.02mm/1000mm。

具有多种复合功能，是机电一体化应用技术的一个显著特征，因而机电一体化产品应用领域宽，适用面广，易于满足各种需要。电子技术的引入，使产品面貌发生巨大变化，电子装置能按照人的意图进行自动控制：自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护、自动记录、显示打印结果；通过改变和变化趋于“软件化”和“智能化”。如国外采用微机的电器综合保护装置，功能可达十余种，实现各种自动检测和保护并加以显示，可实现系统的失压、过载、欠压、短路、断相、不平衡、联锁等多种保护和控制，被广泛用于电站、车船、煤矿等工矿企业和场所。电子中文打字机，具有显示、编辑、存储、字体横竖放大缩小、制表、复印、中西文兼用以及备有常用词江词典等多种功能，为传统的中文打字机所不及。美国一座配有五轴机器人和电脑数控装置及工件控制系统的大型激光加工中心，能完成自动焊接、画线、切割、热处理等操作，可任意加工金属、塑料、陶瓷、木材、橡胶等材料。这种多功能和高效性是传统机械加工系统所不能相比的。

（5）可靠性高，寿命长

传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，由于可动摩擦、撞击、振动等所发的声响（噪声），也显然会影响装置的寿命、稳定性和可靠性。而机电一体化技术的应用，会使装置的可动部件减少，磨损也随之大为减少，甚至像集成化接近开关无可动部件，无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。有些机电一体化产品还做不到不需维修或者具有自诊断、自修复的功能，比如国内研制成功的DZL18-20集成化漏电保护断路器，在0.1s内可靠动作，开关寿命为104次，比电磁式漏电保护断路器的寿命大为提高；如采用微电子技术的滚刀测量仪工作稳定度由原来的3mm提高到1.5mm。机电一体化产品可提高产品耐冲击性能、耐振动性能、耐热与耐腐蚀性能以及抗各种恶劣环境干扰的性能。

这里有个问题应引起注意，就是机械装置与电子装置发生故障的模式是不同的，而机电一体化装置的寿命与工作可靠性、稳定性则是这两者的综合，这就有一个机电一体化技术如何同产品中各组成部分适当匹配的问题，使两者取得平衡。比如机械本体、传感器和执行机构等本身可靠性问题、精度问题及响应速度问题都应事先合理解决。电子装置虽然无可动部件和磨损，但它是由许多电子元件组合而成，它们的寿命往往与工作温度、温度、电场、磁场、环境的气体、粉尘以及电源的波动等有关，会产生某些难以估计的偶然故障，因此对于电子元器件有个老化筛选和参数选择的问题，在产品设计中应该认真审查和考虑。

（6）开发上的知识密集和使用上的简易性

机械、电子技术的有机结合，产生出一系列前所未有的崭新的机电一体化产品，研制开发机电一体化产品往往要涉及许多学科和专业知。比如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种结构提出了复合创新的新型产品。设计这类产品的工程技术人员对自身的知识结构提出了更新更高的要求，现代化的技术更需要现代化的人才来掌握和开发它。对于需要发挥多种功能的先进设备，必然要赋予它多种知识的智慧。

然而，对于消费者和用户来说，需要的是产品功能强、操作简便、安全可靠。用户对各种新产品一般无须精通其原理，不一定有丰富的知识，通过简便的操作就能得到复杂的输出功能、理想的使用效果。如一座高度复杂的现代化大型熔炉作业的控制系统，其控制内容包括最优配料、多台电炉的功率控制、控制球化和孕育处理、记忆球铁浇注情况、铁水成分、计划熔化和造型之间的协调平衡等，从整个系统的启动到熔炉全部作业完毕，只需操作同筱按钮就能完成。

设计开发机电一体化产品所追求的先进性和与此相应涉及的知识密集性却同使用者

要求的简易性背道而驰。也就是说，不论产品多么高级、先进和复杂，使用它的人们希望操作它的越简单越好，这就引来了设计开发机电一体化产货品的一个很重要的指导思想，那就是方便用户、简化操作。

1．2 机电一体化系统的控制方式

1．2．1 开环控制与闭环控制

“控制”这个词，可以从词典中找到若干种含义，如命令、指挥、管理和调节等。控制系统则可认为是一组物理部件，能用来指挥输入某个机器或某个过程中的能量流，实现预期的操作。

“自动化”这个词的意思是自己运动或者自动动作，因此自动控制系统就是自已动作

的控制系统。

对控制系统不论是自动化的还是其

他形式的，都存在着一个重要区别，即

究竟是开环操纵的还是闭环操纵的。下

面用一个简单例子就可以说明自动控制

的这两种区别。

图1.1烘箱温度的开环控制

假如图1.1中的烘箱被电热器加热，用一个转换开关能给加热元件提供几档电流来控制加热器。开关的设定位置代表输入量，因为它触发该系统产生输出。烘箱的温度是输出量或被控制量，因为流入加热器的电流是改变的被操纵的量。

相对于控制开关的某一设定位置，烘箱温度也要达到一个值，该值与加热器电流以及通过烘箱壁的热损失有关。如果温度不能令人满意，但实际情况又没有办法来改变烘箱控制的输入量，即输出量对输入量没有影响，这样的控制系统就被认为是开环控制系统。如果烘箱周围的环境温度改变，烘箱温度也就随之改变。也就是说开环控制系统不能校正由于干扰了被控量而发生的变化。

人可以加入该系统来把烘箱温度维持在预期值。如图1.2所示，通过观察烘箱中的温度计，人可以改变控制开关的位置使其更接近于需要的温度。这里重要的原因是操作人员能使输入反馈回来与预期值进行比较。加热元件的实际控制取决于误差，或实际温度与

预期温度之差，因此控制开关位置的改变必须按

此误差的减小方向做出。如果温度低了，加热器

电流增大，可供给更多的热量。

输出影响输入的系统为闭环控制系统，或可

更通俗地称反馈控制系统。图1.2系统的反馈性质

可以通过对闭环的探讨来弄清楚。很明显，实际

温度与预期值的比较功能是由操作者的头脑来实

现，并由他的肌肉反应来执行的。即使烘箱的闭

环控制是由操作者建立起来的，但其结果可能并图1.2 手动闭环式烘箱温度控制

不那么满意。随着操作者调节转换开关。温度将在预期值附近周期地波动，凭着操作者的经验而使偏着趋于减小。电源电压波动或者烘箱周围环境温度变化都将影响系统的输出，使操作者要“重新弄清楚”转换开关的位置。此外，监视温度计和操作转换开关将是一种呆板而费时的工作。这种方案可以叫做手动闭环控制系统。

为了进一步改善性能并获得更精密的控制，可以用机械、由气或者其他形式的比较部件和控制部件来代替人。图1.3是在自动化的基础上，即无人参与而执行闭环控制的烘箱

控制系统。现在是用一种热电偶装置来测

量温度，它能产生与温度成比例的电压。

这个电压被反馈回去与一个代表预期温度

的参考电压进行比较。这两个电压之差经

电子放大并用来控制作用于加热元件的电

流。因为是从参考电压中减去反馈电压，图1.3自动闭环烘箱温度控制

故称为负反馈信号。

这个例子说明了用自动闭环控制来完成任务比人完成得更快而且更协调，并且可以把人从奴仆般的工作中解放出来。在闭环控制系统中使用负反馈是要使某个量或某个状态保持预期值，将测得的实际值与预期值进行比较，利用其差值作为初始作用去减小差值。负反馈的概念已成为自动控制系统设计的基础。

1．2．2．连续控制与不连续控制

根据开环与闭环控制的差别可以将控制做进一步分类，即是用什么样的启动信号去控制由动力源负载的能量传递。这样就可能有两类控制方式，即不连续控制或数字控制和连

续控制或模拟控制。

不连续信号或数字信号按不连续方式变化，在其变化范围内呆以只取一定的不连续值。不连续控制最简单的一种形式是开关控制。在这种控制中输入信号的功能是将动力接通或断开。除了接通和断开转换之外没有别的控制。因为只存在两个不连续状态，这种操作可看成是不连续的。图1.4所示的电灯线路是开关控制的一个例子。

图1.4控制示意图

不连续控制的另一中形式是分级控制，在这种控制中能够用几个可能梯级的任一级来传递能量。例如具有次级抽头和多位开关的变压器可与灯泡连接成如图1.4(b)所示。在这种情况下可以用好几级电压灯泡供给不同数量的电能。此外图1.1和图1.2所示的烘箱温度控制也代表了一种分级控制系统。

在模拟系统中通过系统的信号是按连续方式变化的，在可供使用的最大值和最小值之间可以取得任意值。在图1.4(c)中将一个可变电阻与灯泡串联。改变电阻则传递到灯泡的能量也将随之做连续的变化。图1.3中的烘箱控制也是一个连续控制的例子。

1．2．3 数字控制

数字控制是根据零件编程或路径规划，由计算机生成数字形式的指令来控制机器的方法。简称为NC (Numberical Control)。当控制由计算机实现时，称为计算机数字控制，简称为CNC（Computerized Numberical Control）。该系统的优点是高度柔性，凡是采用CNC 的设备，都是可编程的。只要改变计算机的程序，即可达到不同的目标，这种方法可将执行的情况随时反馈给计算机控制系统，以达到精确的加工，使其误差减小到最小，即为一种动态控制。

1．2．4 顺序控制

顺序控制是按照规定次序执行一组操作的控制。在该控制系统中，每一步操作都是一个简单的二进制动作，如操作开关的连通和断开，制造设备的专用控制器的启停等。

实现顺序控制可能有多种手段，如继电器逻辑、逻辑电路、通用微处理机等。顺序控

制是机器操作步骤的控制，也是一种加工过程控制。动态控制采用的是反馈模式，而顺序控制采用的是逻辑模式。

1．2．5 过程控制

过程控制是指在制造过程中进行多变量的控制。在机械、冶金、化工、电力以及建材等生产过程中所采用的工业控制系统都称为过程控制系统。

过程控制系统的受控变量是生产过程的物理量，它们可以是离散型的、半连续型的，也可以是开环的、闭环的，但是，多数系统是闭环的。