機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、資訊處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟體融合起來所構成的系統的總稱。以下是機電一體化發展論文，歡迎閱讀。
機電一體化發展論文1
1機電一體化技術發展
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、資訊處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴於相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智慧化、模組化、網路化、人性化、微型化、整合化、帶源化和綠色化。
1.1數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷髮展的數控機床和機器人；而計算機網路的迅速崛起，為數字化設計與製造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機整合製造等。數字化要求機電一體化產品的軟體具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機介面。數字化的實現將便於遠端操作、診斷和修復。
1.2智慧化
即要求機電產品有一定的智慧,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能，設定智慧I/O介面和智慧工藝資料庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網路、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智慧技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開闢了廣闊天地。
1.3模組化
由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研製和開發具有標準機械介面、動力介面、環境介面的機電一體化產品單元模組是一項複雜而有前途的工作。如研製具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、影象處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模組化單元迅速開發出新的產品。
1.4網路化
由於網路的普及，基於網路的各種遠端控制和監視技術方興未艾。而遠端控制的終端裝置本身就是機電一體化產品，現場匯流排和區域網技術使家用電器網路化成為可能，利用家庭網路把各種家用電器連線成以計算機為中心的計算機整合家用電器系統，使人們在家裡可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網路化方向發展。
1.5人性化
機電一體化產品的最終使用物件是人，如何給機電一體化產品賦予人的智慧、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的效能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
1.6微型化
微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(MicroElectronicMechanicalSystems，簡稱MEMS)是指可批量製作的，集微型機構、微型感測器、微型執行器以及訊號處理和控制電路，直至介面、通訊和電源等於一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研製出第一個醫用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研製出第一個微電機以來，國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發出各種MEMS器件和系統，如各種微型感測器（壓力感測器、微加速度計、微觸覺感測器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。
1.7整合化
整合化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與複合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，並使各部分協調而又安全地運轉，然後再通過軟、硬體將各個層次有機地聯絡起來，使其效能最優、功能最強。
1.8帶源化
是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由於在許多場合無法使用電能，因而對於運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。
1.9綠色化
科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的後果。所以，人們呼喚保護環境，迴歸自然，實現可持續發展，綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低汙染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、製造、使用和銷燬時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不汙染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。
2機電一體化技術在鋼鐵企業中應用
在鋼鐵企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、資料通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，採用組裝合併方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用於以下幾個方面：
2.1智慧化控制技術(IC)
由於鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要採用智慧控制技術。智慧控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網路等，智慧控制技術廣泛應用於鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、裝置與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、鍊鋼———連鑄———軋鋼綜合排程系統、冷連軋等。
2.2分散式控制系統(ＤCS)
分散式控制系統採用一臺中央計算機指揮若干檯面向控制的現場測控計算機和智慧控制單元。分散式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的'。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分散式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現線上最優化、生產過程實時排程、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。ＤCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴充套件、維護方便、可靠性高等特點。ＤCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，採用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分散式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性。是當前大型機電一體化系統的主要潮流。
2.3開放式控制系統(OCS)
開放控制系統(OpenControlSystem)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的資訊交換規程的共識和支援，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的相容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通訊網路使各種控制裝置、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的整合，通過現場匯流排使現場儀表與控制室的控制裝置互聯，實現測量與控制一體化。
2.4計算機整合製造系統(CIMS)
鋼鐵企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全域性和過程一體化控制。目前鋼鐵企業已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏資訊資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應現代鋼鐵生產的要求。未來鋼鐵企業競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優價廉，及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存，加速資金週轉，實現生產、經營、管理整體優化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經濟效益，提高了企業的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業在20世紀80年代已廣泛實現CIMS化。
2.5現場匯流排技術(ＦBT)
現場匯流排技術(ＦieｄBusTechnology)是連線設定在現場的儀表與設定在控制室內的控制裝置之間的數字式、雙向、多站通訊鏈路。採用現場匯流排技術取代現行的訊號傳輸技術(如4～20mA，ＤC直流傳輸)就能使更多的資訊在智慧化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通訊媒體上進行雙向傳送。通過現場匯流排連線可省去66%或更多的現場訊號連線導線。現場匯流排的引入導致ＤCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場匯流排化儀表，如智慧變送器、智慧執行器、現場匯流排化檢測儀表、現場匯流排化PLC(ProgrammableLogicController)和現場就地控制站等的發展。
2.6交流傳動技術
傳動技術在鋼鐵工業中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由於交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使複雜的向量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速效能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或非同步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到使用者的歡迎，應用不斷擴大。
參考文獻
1楊自厚．人工智慧技術及其在鋼鐵工業中的應用[Ｊ]．冶金自動化，1994（5）
2唐立新.鋼鐵工業CIMS特點和體系結構的研究[Ｊ]．冶金自動化，1996（4）
3唐懷斌．工業控制的進展與趨勢[Ｊ]．自動化與儀器儀表，1996（4）
4王俊普．智慧控制[M]．合肥：中國科學技術大學出版社，1996
5林行辛．鋼鐵工業自動化的進展與展望[Ｊ]．河北冶金，1998（1）
6殷際英．光機電一體化實用技術[Ｍ]．北京：化學工業出版社，2003
7芮延年．機電一體化系統設計[Ｍ]．北京：機械工業出版社，2004．
機電一體化發展論文2
1機電一體化概述
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、資訊處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟體結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷髮展，還將被賦予新的內容。但其基本特徵可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、資訊科技、感測測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與佈局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，並使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基於上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發展到機電一體化後，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理資訊、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智慧化特徵是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
2機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為三個階段：
（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的效能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰後轉為民用，對戰後經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研製和開發從總體上看還處於自發狀態。由於當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。
（2）20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通訊技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模積體電路和微型計算機的出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界範圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支援。
（3）20世紀90年代後期，開始了機電一體化技術向智慧化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通訊技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。
我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，並將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關於機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。
3機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、資訊等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴並促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面：
3．1智慧化
智慧化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智慧在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智慧化就是重要應用之一。這裡所說的“智慧化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智慧、運籌學、電腦科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智慧，是不可能的，也是不必要的。但是，高效能、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低階智慧或者人的部分智慧，則是完全可能而且必要的。
3．2模組化
模組化是一項重要而艱鉅的工程。由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研製和開發具有標準機械介面、電氣介面、動力介面和環境介面等的機電一體化產品單元是一項十分複雜但又非常重要的事情。如研製集減速、智慧調速、電機於一體的動力單元，具有視覺、影象處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便於各部件、單元的匹配。
3．3網路化
由於網路的普及，基於網路的各種遠端控制和監視技術方興未艾，而遠端控制的終端裝置本身就是機電一體化產品。現場匯流排和區域網技術的應用使家用電器網路化已成大勢，利用家庭網路(homenet)將各種家用電器連線成以計算機為中心的計算機整合家電系統(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家裡就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網路化方向發展。
3．4微型化
微型化興起於20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，並向微米、奈米級發展。微機電一體化產品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療、軍事、資訊等方面具有無可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在於微機械技術。微機電一體化產品的加工採用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3．5環保化
工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重汙染。於是，人們呼籲保護環境資源，迴歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、製造、使用和銷燬的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不汙染生態環境，報廢后能回收利用。
3．6系統化
未來的機電一體化更加註重產品與人的關係，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產品人的智慧、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研製出各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發而研製出來的。
綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，並且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景也將越來越光明。
參考文獻
［1］李建勇．機電一體化技術［M］．北京：科學出版社，2004.
［2］李運華．機電控制［M］．北京：北京航空航天大學出版社，2003.