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关于机电一体化系统在机械工程中的应用分析

郭璇
  
安家(建筑与工程)
2021年40期
眉山职业技术学院 四川 眉山 620010

摘要:在机械工程的工程建设和发展过程中,其技术应用的具体形式以及实际的技术应用效果已经趋于完善,并且相关的技术实践应用效果在不同领域和不同行业发展的过程中也有所体现。若想在工程技术应用层面进行创新,则需要将机械工程技术与电气工程技术结合起来,形成有效的机电一体化技术应用局面,并且可以根据工程系统的实际运行要求,对机电一体化系统的运行结构和运行参数性细化调整,切实提升机电一体化系统的运行质量。基于此,本文首先分析了机电一体化系统的应用原则;其次,继续分析了机电一体化系统在机械工程中的应用方法。

关键词:机械工程;机电一体化;系统架构;应用分析

引言

机械结构是电气系统的运行基础,其需要在执行特定的系统动作的同时,为电气系统提供参数反馈的渠道,从而可以形成有效的系统反馈机制,促使机械系统可以与电气系统有机联系起来,并且可以在反馈信息的优化作用下,表现出较好的系统运行稳定性和系统运行持续性。现阶段,机电一体化系统中也出现了智能化的数据分析模块,其可以根据系统的实际运行数据,对系统的运行参数进行调整,此时,智能化控制的技术应用空间即得到了较为明显的拓展,这也是新时期机电一体化系统在机械工程中的应用发展方向之一。

1、机电一体化系统的应用原则分析

1.1结构化应用原则

结构化应用原则是机电一体化系统的基本应用原则,这种原则要求在应用机电一体化系统时,需要机械工程系统与电气工程系统联系起来,实际的联系形式包括结构上的联系以及控制系统层面的联系,其中,结构上的联系为基础联系,需要适应机电一体化系统的运行要求。实际上,在现代化的综合性系统运行过程中,结构化联系往往并不明显,其主要会表现为控制系统层面的联系,但是结构化联系往往会影响系统运行的稳定性,包括运行过程中的运行噪音以及温控效能等。从其运行噪音的角度分析,如果其机械结构联系不稳定或者存在机械结构连接刚度问题,在系统的运行过程中,当机械结构单元响应电气控制系统的控制信号时,其突发性的响应效能就会下降。在这个过程中,应激性的系统相应问题就会导致机械结构之间出现结构碰撞,此时,系统运行的整体稳定性就会降低。结构化原则的约束重点在于机械结构,但是若想突出此类结构化原则的系统约束优势,则需要将结构化原则落实到机电一体化系统的整体控制过程中,这样才能提升机电一体化系统运行的整体稳定性,也可促使机械结构表现出更好的稳定状态。

1.2自反馈应用原则

自反馈应用原则非常关键,缺少自反馈系统单元的机电一体化系统在控制准确性方面会有明显的差异。自反馈系统属于机电一体化系统中的子系统,其一般都会嵌入到机电一体化系统的控制层级中。在选择自反馈控制系统的实际系统结构以及程序控制表现形式时,一方面需要结合机电一体化系统的应用场景,另一方面需要结合机电一体化系统的应用效能要求,其中,无论是动作执行的准确性还是误差纠正的及时性,均需要满足复杂系统的控制要求现阶段,这种自反馈系统多基于闭环反馈控制系统,其是对PID控制系统的拓展应用,即其需要在满足PID控制器的应用要求基础上,选择合适的反馈系统控制形式,进而能够在系统层面及时分享反馈系统的数据控制信息。实际上,这种自反馈控制系统在智能化技术、网络信息化技术的影响下已经实现了技术层面的升级,这种技术层面的升级过程往往需要与大数据发分析技术以及视觉控制技术联系起来,这样才能实现更为灵活的反馈控制,并且能够促使机电一体化系统的系统运行层面表现出一定的智能化属性。

2、机电一体化系统在机电工程中的应用方法分析

2.1以结构性优化应用为基础,适应机电工程的创新发展需求

机电工程在实际的应用过程中会面对相对复杂的应用场景,尤其是在综合性的技术应用过程中,其需要与电气控制技术联合起来,完成较为复杂的系统运行行为。在机械智能制造设备的运行过程中,其运行的结构化属性较为明显,系统中的电气控制单元往往较为复杂,并且需要以实现具体的机械系统运动行为目标为基础,这样才能实现系统层面的结构性优化。为此,首先,工作人员需要对机电一体化系统的应用场景进行分析,从而区分具体的设备运行控制常见、机械零件加工场景以及动态追踪和控制场景,其中,动态追踪和控制场景较为复杂,需要结合智能化的数据分析和控制技术;其次,工作人员需要结合此类技术应用场景的特点,选择针对性的结构化优化办法。从结构化优化的角度分析,现阶段,复合型的机械结构类型应用角度,在这种符合性的机械结构中,其机械结构并不是单纯的机械结构,而是会安装有位移传感器和振动传感器等,这样,此类机械结构就会作为机电一体化系统的一部分参与到系统运行参数的优化过程中,并且这种基于机械结构的功能拓展入口也可适应新时期机电工程的创新发展要求。

2.2以强化反馈控制效能为目标,提升机电一体化系统运行精度

在选择PID控制系统的具体结构时,其开闭环属性以及各反馈环节的具体结构形式,均需要依据系统反馈效能的实际要求,而这种效能要求与机电一体化系统的应用要求相关,并且会随着系统运行的复杂程度而增加。在智能化的机电一体化系统中,这种反馈控制单元的结构形式往往比较复杂,并且实现精确反馈控制效果的智能化控制过程也非常复杂。这是因为,在机电一体化系统的运行过程中,与系统基本动作相对应的执行指令并不会出现指令执行效果层面的问题,其更像是一种相对机械化的执行行为过程。但是,在反馈系统的作用下,在较为复杂的机电一体化系统中,其初始误差会在系统的周期性运行过程中被放大,如果此时反馈系统不能及时对此类反馈阈值进行处理则可能导致误差现象会渗透到机电一体化系统的系统运行过程中,从而对系统运行的准确程度产生明显影响。为此,在这个过程中,工作人员需要为系统加装智能化的反馈控制结构单元。首先,工作人员需要合理选择具体的反馈控制传感器,此类传感器可为反馈系统提供反馈数据信息,包括位移信息以及振动信息和温度信息等;其次,工作人员需要合理选择PID闭环控制系统的具体应用形式。此间,需要结合机电一体化系统的组成结构,绘制相应的PID闭环控制结构,这样才能将闭环反馈系统有效嵌入到机电一体化系统中,提升此类系统的运行稳定性。

3、结束语

总之,机电一体化系统的应用结构和应用形式需要符合机电工程系统的运行需求,这种运行需求与具体的场景相对应,并且也需要同时兼顾系统运行的效能要求,包括系统运行成本和工程运行的准确性等。在这个过程中,工作人员也应关注机电一体化系统的创新应用要求,将这种创新应用要求与机械工程中的智能化反馈系统应用要求以及工程结构创新要求联系起来,实现更为高效的系统控制,并且可以更好地发挥智能化控制和反馈技术的应用优势。

参考文献

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作者简介:郭璇,性别:女,民族:汉族,出生年月:(1994.5-)籍贯:四川雅安人,学历:硕士研究生,研究方向:机械工程

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