机电控制技术的发展和应用
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自动化与机电控制的理论基础，也是机电 控制技术的方法论。
• 而微电子技术的发展，半导体技术、大规 模集成电路技术的进步，则为机电控制与
自动化技术奠定了物质基础、反过来，机
械制造技术也对微电子学和自动化技术做 出了重大贡献。
应用
• 它广泛应用于生产、科研、国防等各个方 面。
航空航天 汽车制造
数控机床 医疗器械
• 工业机器人是以多品种、小批量生产自动 化为服务对象。它是柔性制造系统（FMS),
计算机集成制造系统(CIMS)和其它机电一
体化系统中不可缺少的组成部分。
工业机器人有着广泛的应用
• 随着工业机器人智能化的不断发展，它帮 助人们完成体力劳动和部分脑力劳动，被 应用于越来越多的领域。
国内外发展
• 如果说传统机械主要是代替和放大人的体 力，而机电控制技术则是取代并延伸人的 部分智力。
支撑学科
• （1）机械学，包括机械设计、机械制造、机械动 力学等。
• （2）电子学，包括电工学、数字电路、模拟电路、 电机、电器等。
• （3）微电子学，包括微处理机及接口技术、计算 机科学、CAD/CAM技术及软件技术等。
智能检测仪器仪表 工业机器人
办公设备
家电产品
• 机电控制技术的应用无处不在，它综合利 用各相关技术优势，扬长避短，取得系统
优化效果，有显著的社会效益和技术、经
济效益。尤其是近年来的工业机器人的发 展，受到了前所未有的重视。
• 研制机器人的目的在于为人类服务。在社 会生产和科学实验等活动中，人们可以将 那些单调、繁重以及对健康有害、对生命 有危险地劳动（如水下作业、宇宙空间、 瓦斯污染的矿井、原子辐射等场所的作业） 交给机器人去完成，借以改善人们的工作 条件。
• 目前各国对机电控制技术的发展都尤为重 视。如美国提出的《战略防御倡议》即星 球大战计划（SDI)；欧洲提出“尤里卡” 高技术发展规划；日本提出的《振兴科技 规划大纲》；韩国提出的《国家长远发展 构想》；印度提出的《新技术政策声明》； 我国提出的《高新技术发展纲要》，即863 计划，都将机电一体化技术列为发展重点， 拨付专项资金或政策及资源扶持其发展。
• （4）控制论，包括经典控制和现代控制理论。
发展历史
• 机电控制技术起源于日本，并引进了 Mechatronics这个英文新词，这个词的前 半部分“mecha”表示mechanic(机械 学），后半部分“tronics”表示 electronics(电子设备与电子学）。
• 机电控制控制技术的思想酝酿于20世纪60 年代
1、简介（概念、功能、支撑学科） 2、发展历史 3、应用（工业机器人） 4、国内外发展 5、未来前景
简介
概念
机电控制技术是微电子、电力电子、计算 机、信息处理、通信、检测、过程控制、 伺服驱动、精密机械及自动控制等多种技 术相互交叉、相互渗透、有机结合而成的 一种综合技术。
功能
• 它赋予机械产品自动检测、自动显示、自 动记录、自动处理信息、自动调节控制、 自动诊断、自动保护等功能，使机械具有 智能化的特征。
彼此相互渗透。
3、网络化
• 网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、 军事、教育等人们日常生活都带来了巨大的变革，同样也 给机电一体化技术带来了重大影响，例如通过网络对机电 一体化设备进行远程控制。各种网络将全球经济、生产连 成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一 旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销 全球。而人们也可以通过网络的各种远程控制和监视技术 远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线 和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络 (homenet) 将各种家用电器连接成以计算机为中心的计 算机集成家电系统(computer integrated appliancesystem，CIAS) ，使人们在家里分享各种高技 术带来的便利与快乐。因此机电一体化产品无疑朝着网络 化方向发展。
• 进入20世纪80年代，欧、美等国也都把机 电控制技术作为先进技术重点发展。
• 我国机电控制技术从1991开始重点发展， 速度也比较快。
• 机电控制技术实际上是自动化技术发展的 一个阶段和必然产物，它是自动化领域中
机械技术和电子技术有机结合而产生的新 技术。
• 第二次世界大战以后，几乎同时诞生的系 统工程、控制论和信息论这三门科学既是
• 1971年日刊新闻出版社发行的《机电一体 化入门》一书和以后出版的《机电一体化》 月刊，是较早介绍机电控制技术的出版物。
• 在20世纪60年代到70年代，日本对机电控 制技术进行了大量的试验和报道，到1976 年，机电一体化已在日本各地得到遍地开
花，这一时期通常被称为机电控制技术的 萌芽发展时期。
2、智能化
• 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。 人工智能系统是一个知识处理系统，它包括知识表示、知 识利用和知识获取三个基本问题，其最终的目标是模拟人 的问题求解、推理、学习。机器“智能化”将在控制理论 的基础上， 吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊 数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法， 模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策 等能力，以求得到更高的控制目标。目前， 专家系统、 模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化产品 (系统) 实现智能化的4种主要技术，它们各自独立发展又
未来前景
• 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新 技术的发展动向，机电控制技术朝着以下 几个方向发展：
Hale Waihona Puke Baidu
1、绿色化
• 工业的发达一方面使人类物质丰富，生活舒适，另一方面， 资源减少，生态环境受到严重污染。于是，绿色产品概念 在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品 在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的 环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少， 资源利用率极高。因而，进入21世纪，机电控制技术的使 命是要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污 染、环境舒适和可回收的智能化机械产品，即提供一种能 满足可持续性发展的绿色产品。
• 而微电子技术的发展，半导体技术、大规 模集成电路技术的进步，则为机电控制与
自动化技术奠定了物质基础、反过来，机
械制造技术也对微电子学和自动化技术做 出了重大贡献。
应用
• 它广泛应用于生产、科研、国防等各个方 面。
航空航天 汽车制造
数控机床 医疗器械
• 工业机器人是以多品种、小批量生产自动 化为服务对象。它是柔性制造系统（FMS),
计算机集成制造系统(CIMS)和其它机电一
体化系统中不可缺少的组成部分。
工业机器人有着广泛的应用
• 随着工业机器人智能化的不断发展，它帮 助人们完成体力劳动和部分脑力劳动，被 应用于越来越多的领域。
国内外发展
• 如果说传统机械主要是代替和放大人的体 力，而机电控制技术则是取代并延伸人的 部分智力。
支撑学科
• （1）机械学，包括机械设计、机械制造、机械动 力学等。
• （2）电子学，包括电工学、数字电路、模拟电路、 电机、电器等。
• （3）微电子学，包括微处理机及接口技术、计算 机科学、CAD/CAM技术及软件技术等。
智能检测仪器仪表 工业机器人
办公设备
家电产品
• 机电控制技术的应用无处不在，它综合利 用各相关技术优势，扬长避短，取得系统
优化效果，有显著的社会效益和技术、经
济效益。尤其是近年来的工业机器人的发 展，受到了前所未有的重视。
• 研制机器人的目的在于为人类服务。在社 会生产和科学实验等活动中，人们可以将 那些单调、繁重以及对健康有害、对生命 有危险地劳动（如水下作业、宇宙空间、 瓦斯污染的矿井、原子辐射等场所的作业） 交给机器人去完成，借以改善人们的工作 条件。
• 目前各国对机电控制技术的发展都尤为重 视。如美国提出的《战略防御倡议》即星 球大战计划（SDI)；欧洲提出“尤里卡” 高技术发展规划；日本提出的《振兴科技 规划大纲》；韩国提出的《国家长远发展 构想》；印度提出的《新技术政策声明》； 我国提出的《高新技术发展纲要》，即863 计划，都将机电一体化技术列为发展重点， 拨付专项资金或政策及资源扶持其发展。
• （4）控制论，包括经典控制和现代控制理论。
发展历史
• 机电控制技术起源于日本，并引进了 Mechatronics这个英文新词，这个词的前 半部分“mecha”表示mechanic(机械 学），后半部分“tronics”表示 electronics(电子设备与电子学）。
• 机电控制控制技术的思想酝酿于20世纪60 年代
1、简介（概念、功能、支撑学科） 2、发展历史 3、应用（工业机器人） 4、国内外发展 5、未来前景
简介
概念
机电控制技术是微电子、电力电子、计算 机、信息处理、通信、检测、过程控制、 伺服驱动、精密机械及自动控制等多种技 术相互交叉、相互渗透、有机结合而成的 一种综合技术。
功能
• 它赋予机械产品自动检测、自动显示、自 动记录、自动处理信息、自动调节控制、 自动诊断、自动保护等功能，使机械具有 智能化的特征。
彼此相互渗透。
3、网络化
• 网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、 军事、教育等人们日常生活都带来了巨大的变革，同样也 给机电一体化技术带来了重大影响，例如通过网络对机电 一体化设备进行远程控制。各种网络将全球经济、生产连 成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一 旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销 全球。而人们也可以通过网络的各种远程控制和监视技术 远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线 和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络 (homenet) 将各种家用电器连接成以计算机为中心的计 算机集成家电系统(computer integrated appliancesystem，CIAS) ，使人们在家里分享各种高技 术带来的便利与快乐。因此机电一体化产品无疑朝着网络 化方向发展。
• 进入20世纪80年代，欧、美等国也都把机 电控制技术作为先进技术重点发展。
• 我国机电控制技术从1991开始重点发展， 速度也比较快。
• 机电控制技术实际上是自动化技术发展的 一个阶段和必然产物，它是自动化领域中
机械技术和电子技术有机结合而产生的新 技术。
• 第二次世界大战以后，几乎同时诞生的系 统工程、控制论和信息论这三门科学既是
• 1971年日刊新闻出版社发行的《机电一体 化入门》一书和以后出版的《机电一体化》 月刊，是较早介绍机电控制技术的出版物。
• 在20世纪60年代到70年代，日本对机电控 制技术进行了大量的试验和报道，到1976 年，机电一体化已在日本各地得到遍地开
花，这一时期通常被称为机电控制技术的 萌芽发展时期。
2、智能化
• 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。 人工智能系统是一个知识处理系统，它包括知识表示、知 识利用和知识获取三个基本问题，其最终的目标是模拟人 的问题求解、推理、学习。机器“智能化”将在控制理论 的基础上， 吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊 数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法， 模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策 等能力，以求得到更高的控制目标。目前， 专家系统、 模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化产品 (系统) 实现智能化的4种主要技术，它们各自独立发展又
未来前景
• 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新 技术的发展动向，机电控制技术朝着以下 几个方向发展：
Hale Waihona Puke Baidu
1、绿色化
• 工业的发达一方面使人类物质丰富，生活舒适，另一方面， 资源减少，生态环境受到严重污染。于是，绿色产品概念 在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品 在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的 环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少， 资源利用率极高。因而，进入21世纪，机电控制技术的使 命是要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污 染、环境舒适和可回收的智能化机械产品，即提供一种能 满足可持续性发展的绿色产品。