1. 機電一體化專業的畢業論文
摘要：機電一體化是現代科學技術發展的必然結果。文章概述機電一體化的核心技術，分析機電一體化發展進程，提出機電一體化向智能化邁進的趨勢。
關鍵詞：機電一體化；核心技術；發展進程；發展趨勢
機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速，機電一體化產品更日新月異。
一、機電一體化的核心技術
1.機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在於如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2.計算機與信息技術：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術均屬於計算機信息處理技術。
3.系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，介面技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。
4.自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計後的系統模擬，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
5.感測檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。
6.伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
二、機電一體化的發展進程
1.數控機床問世：自從1952年美國第1台數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床製造業在80年代曾有過高速發展階段，尤其是在1999年後，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備製造市場一派繁榮。
2.微電子技術的發展：我國的集成電路產業起步於1965年，經過30多年發展，已初步形成包括設計、製造、包裝業共同發展的產業結構。
3.可編程序控制器（PLC）的應用於工業：上世紀60年代後期，美國汽車製造業開發一種Molar DigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC.70年代是PLC崛起，並首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟，全面採用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代後期進入了第四階段。其特徵是：在保留PLC功能的前提下，採用面向現場匯流排網路的體系結構，採用開放的通信介面，如乙太網、高速串口；採用各種相關的國際工業標准和一系列的事實上的標准；從而使PLC和DCS這些原來處於不同硬體平台的系統，正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展，趨向於建立同一硬體平台，運用同一個操作系統、同一個編程系統，執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現：以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術，它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就，成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科，對於國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。
三、機電一體化向智能化邁進
20世紀90年代後期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由於人工智慧技術、神經網路技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有：
1.智能化：是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向，是在控制理論的基礎上，吸收人工智慧、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。
2.網路化：20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網路技術。機電一體化新產品一旦研製出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產品無疑將朝著網路化方向發展。
3.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繫統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，並向微米、納米級發展。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、信息等方面具有不可比擬的優勢。
4.綠色化：機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢後能回收利用。綠色產品在其設計、製造、使用和銷毀的生命過程中，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，具有遠大的發展前途。
5.系統化：其表現特徵之一就是系統體系結構進一步採用開放式和模式化的匯流排結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特徵之二是通信功能的大大加強，特別是「人格化」發展引人注目，即未來的機電一體化更加註重產品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研製各種機電一體化產品。
結束語：
當然，機電一體化的發展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，並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與應用也將更加廣闊。
參考文獻：
[1]王靜。淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].同煤科技。2006.（4）
[2]石美峰。機電一體化技術的發展與思考[J].山西焦煤科技。2007.（3）
2. 求一篇機電一體化專業的畢業論文
摘要：機電一體化是現代科學技術發展的必然結果。文章概述機電一體化的核心技術，分析機電一體化發展進程，提出機電一體化向智能化邁進的趨勢。
關鍵詞：機電一體化；核心技術；發展進程；發展趨勢
機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速，機電一體化產品更日新月異。
一、機電一體化的核心技術
1.機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在於如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2.計算機與信息技術：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術均屬於計算機信息處理技術。
3.系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，介面技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。
4.自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計後的系統模擬，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
5.感測檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。
6.伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
二、機電一體化的發展進程
1.數控機床問世：自從1952年美國第1台數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床製造業在80年代曾有過高速發展階段，尤其是在1999年後，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備製造市場一派繁榮。
2.微電子技術的發展：我國的集成電路產業起步於1965年，經過30多年發展，已初步形成包括設計、製造、包裝業共同發展的產業結構。
3.可編程序控制器（PLC）的應用於工業：上世紀60年代後期，美國汽車製造業開發一種Molar DigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC.70年代是PLC崛起，並首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟，全面採用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代後期進入了第四階段。其特徵是：在保留PLC功能的前提下，採用面向現場匯流排網路的體系結構，採用開放的通信介面，如乙太網、高速串口；採用各種相關的國際工業標准和一系列的事實上的標准；從而使PLC和DCS這些原來處於不同硬體平台的系統，正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展，趨向於建立同一硬體平台，運用同一個操作系統、同一個編程系統，執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現：以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術，它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就，成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科，對於國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。
三、機電一體化向智能化邁進
20世紀90年代後期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由於人工智慧技術、神經網路技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有：
1.智能化：是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向，是在控制理論的基礎上，吸收人工智慧、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。
2.網路化：20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網路技術。機電一體化新產品一旦研製出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產品無疑將朝著網路化方向發展。
3.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繫統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，並向微米、納米級發展。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、信息等方面具有不可比擬的優勢。
4.綠色化：機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢後能回收利用。綠色產品在其設計、製造、使用和銷毀的生命過程中，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，具有遠大的發展前途。
5.系統化：其表現特徵之一就是系統體系結構進一步採用開放式和模式化的匯流排結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特徵之二是通信功能的大大加強，特別是「人格化」發展引人注目，即未來的機電一體化更加註重產品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研製各種機電一體化產品。
結束語：
當然，機電一體化的發展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，並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與應用也將更加廣闊。
參考文獻：
[1]王靜。淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].同煤科技。2006.（4）
[2]石美峰。機電一體化技術的發展與思考[J].山西焦煤科技。2007.（3）
3. 大專機電一體化畢業論文
畢 業 論 文
一、機電一體化技術發展歷程及其趨勢
自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以後,"機電一體化"技術之後有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)機電一體化"的發展歷程
1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術為"機電一體化''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新台階.
(二)機電一體化"發展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由感測系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的感測系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.
2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的「冗餘度」，有較強的「柔性」，能較好地應付突發事件，被設計成「自律分配系統」。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的「自律性」，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息並附加所給信息，在總的前提下，具體「行動」是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3.全息系統化——智能化。今後的機電一體化產品「全息」特徵越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益於模糊技術、信息技術(尤其是軟體及晶元技術)的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的「從上到下」的形勢而為復雜的、有較多冗餘度的雙向聯系。
4.「生物一軟體」化—仿生物系統化。今後的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，並且往往在結構上是處於「靜態」時不穩定，但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似於活的生物：當控制系統(大腦)停止工作時，生物便「死亡」，而當控制系統(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的「生命」還有待於深入研究。這一研究領域稱為「生物——軟體」或「生物——系統」，而生物的特點是硬體(肌體)——軟體(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨，但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件製造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已製造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用於實際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以「融合」，機體、執行機構、感測器、CPU等可集成在一起，體積很小，並組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
二、典型的機電一體化產品
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、感測器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
三、我國發展「機電一體化」面臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術改造傳統產業，其目的是節能、節材，提高工效，提高產品質量，把傳統工業的技術進步提高一步；二是開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代。
(一)我國「機電一體化」工作面臨的形勢
1. 我國用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣，有難度
2. 我國用機電一體化技術加速產品更新換代，提高市場佔有率的呼聲高，有壓力。
3. 我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在我國工業系統中，能耗、耗水大戶，對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重。近年來我國的工業結構、產品結構雖然幾經調整，但由於多種原因，成效一直不夠明顯。這裡面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業的「故土難離」「死守故業」問題，但不可否認也有優化不出理想的產業，優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前，這就是發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。
另外，從市場需求的角度看，由於我國研製、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。
(二) 我國「機電一體化」工作的任務
我國在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業；另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品，促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為我國產業結構和產品結構調整作貢獻。
總之，機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力，又是開啟我國機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。
四、我國發展「機電一體化」的對策
(一)加強統籌安排，協調發展計劃
目前，我國從事「機電一體化」研究開發及生產的單位很多。各自都有一套自己的發展策略。各單位的計劃由於受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，同時缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議各主管部門責成有關單位在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出統管全局的「機電一體化」研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發上重復，生產上撞車!
(二)強化行業管理，發揮「協會」作用
目前，我國「機電一體化」較熱，而按目前的行業劃分方法和管理體制，「政出多門」是難哆的。因此，我國有必要明確一個「機電一體化」行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。「協會」要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設；要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織「行業」發展計劃、戰略規劃的擬制；指導行業布點布局的調整，進行發展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……
(三)優化發展環境、增大支持力度
優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持「機電一體化」發展的氛圍，如盡快為外商到我國投資發展「機電一體化」產業提供方便；盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈；盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展，對未採用機電一體化技術落後產品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造，對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造，對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持，對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
(四)突出發展重點，兼顧「兩個層次」
機電一體化產業復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取捨，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是「面上」的工作，即用電子信息技術對傳統產業進行改造，在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使「機械」和「電子」技術在淺層次上結合。第二個層次是「提高」工作，即在新產品設計之初，就把「機械」與「電子」統一起來進行考慮，使「機械」與「電子」密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
結束語：本論文在各位老師的悉心指導和嚴格要求下已完成。在學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，也歸功於各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業知識，並在設計中得以體現。同時我在網上也搜集了不少資料，才使我的畢業論文工作順利完成。在此向學院工程系的全體老師表示由衷的謝意。
4. 急！求機電一體化畢業論文！10000字！
機電一體化畢業論文
緒論
現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由於微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由「機械電氣化」邁入了「機電一體化」為特徵的發展階段。
一、機電一體化概要
機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息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也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，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、信息技術、感測測控技術、電力電子技術、介面技術、信息變換技術以及軟體編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，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。只是，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、微電子技術以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。機械工程技術有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力。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，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即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眼神，具有智能化的特徵是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
二、機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為3個階段。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性能。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。
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、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，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：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。
20世紀90年代後期，開始了機電一體化技術向智能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、通信技術等進入了機電一體化，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；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由於人工智慧技術、神經網路技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組並將該技術列為「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.三、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、信息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和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下：
3.1智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智慧在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的「智能化」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、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、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能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3.2模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研製和開發具有標准機械介面、電氣介面、動力介面、環境介面的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研製集減速、智能調速、電機於一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、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。這樣，可利用標准單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標准，以便各部件、單元的匹配和介面。由於利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標准，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標准化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標准機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3.3網路化
20世紀 90年代，計算機技術等的突出成就是網路技術。網路技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網路將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研製出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由於網路的普及，基於網路的各種遠程式控制制和監視技術方興未艾，而遠程式控制制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場匯流排和區域網技術是家用電器網路化已成大勢，利用家庭網路(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system, CIAS)，使人們在家裡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繫統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，並向微米、納米級發展。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、信息等方面具有不可比擬的優勢。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綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。於是，人們呼籲保護環境資源，回歸自然。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、使用和銷毀的生命過程中，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，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢後能回收利用。
3.6系統化
系統化的表現特徵之一就是系統體系結構進一步採用開放式和模式化的匯流排結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加註重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，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，研製各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研製出來的。
四、典型的機電一體化產品
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、 CAD／CAM系統等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、感測器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
五、我國發展「機電一體化」面臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術改造傳統產業，其目的是節能、節材，提高工效，提高產品質量，把傳統工業的技術進步提高一步；二是開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代。
(一)我國「機電一體化」工作面臨的形勢
1. 我國用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣，有難度
2. 我國用機電一體化技術加速產品更新換代，提高市場佔有率的呼聲高，有壓力。
3. 我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在我國工業系統中，能耗、耗水大戶，對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重。近年來我國的工業結構、產品結構雖然幾經調整，但由於多種原因，成效一直不夠明顯。這裡面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業的「故土難離」「死守故業」問題，但不可否認也有優化不出理想的產業，優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前，這就是發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。
另外，從市場需求的角度看，由於我國研製、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。
(二) 我國「機電一體化」工作的任務
我國在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業；另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品，促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為我國產業結構和產品結構調整作貢獻。
總之，機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力，又是開啟我國機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。
六、我國發展「機電一體化」的對策
(一)加強統籌安排，協調發展計劃
目前，我國從事「機電一體化」研究開發及生產的單位很多。各自都有一套自己的發展策略。各單位的計劃由於受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，同時缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議各主管部門責成有關單位在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出統管全局的「機電一體化」研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發上重復，生產上撞車!
(二)強化行業管理，發揮「協會」作用
目前，我國「機電一體化」較熱，而按目前的行業劃分方法和管理體制，「政出多門」是難哆的。因此，我國有必要明確一個「機電一體化」行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。「協會」要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設；要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織「行業」發展計劃、戰略規劃的擬制；指導行業布點布局的調整，進行發展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……
(三)優化發展環境、增大支持力度
優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持「機電一體化」發展的氛圍，如盡快為外商到我國投資發展「機電一體化」產業提供方便；盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈；盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展，對未採用機電一體化技術落後產品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造，對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造，對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持，對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
(四)突出發展重點，兼顧「兩個層次」
機電一體化產業復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取捨，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是「面上」的工作，即用電子信息技術對傳統產業進行改造，在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使「機械」和「電子」技術在淺層次上結合。第二個層次是「提高」工作，即在新產品設計之初，就把「機械」與「電子」統一起來進行考慮，使「機械」與「電子」密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
七、結語
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。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，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明
5. 機電一體化畢業論文範文
同學你好，畢業了就需要面臨寫論文，
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4、關鍵詞或主題詞：關鍵詞是從論文的題名、提要和正文中選取出來的，是對表述論文的中心內容有實質意義的詞彙。關鍵詞是用作機系統標引論文內容特徵的詞語，便於信息系統匯集，以供讀者檢索。 每篇論文一般選取3-8個詞彙作為關鍵詞，另起一行，排在「提要」的左下方。主題詞是經過規范化的詞，在確定主題詞時，要對論文進行主題，依照標引和組配規則轉換成主題詞表中的規范詞語。
5、論文正文：
（1）引言：引言又稱前言、序言和導言，用在論文的開頭。 引言一般要概括地寫出作者意圖，說明選題的目的和意義, 並指出論文寫作的范圍。引言要短小精悍、緊扣主題。
（2）論文正文：正文是論文的主體，正文應包括論點、論據、 論證過程和結論。主體部分包括以下內容：
a.提出-論點；
b.分析問題-論據和論證；
c.解決問題-論證與步驟；
d.結論。
6、一篇論文的參考文獻是將論文在和寫作中可參考或引證的主要文獻資料，列於論文的末尾。參考文獻應另起一頁，標注方式按《GB7714-87文後參考文獻著錄規則》進行。中文：標題--作者--出版物信息（版地、版者、版期）：作者--標題--出版物信息所列參考文獻的要求是：
（1）所列參考文獻應是正式出版物，以便讀者考證。
（2）所列舉的參考文獻要標明序號、著作或文章的標題、作者、出版物信息。
6. 機電一體化畢業論文
機電一體化畢業論文
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7. 機電一體化畢業論文（100分）
機電一體化技術的應用與發展前景
摘要:機電一體化是一種復合技術,是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物,是機電工業發展的必然趨勢。文章簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域,並指出其發展趨勢。
關鍵詞:機械工業;機電一體化;數控;模塊化
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透,引起了工程領域的技術改造與革命。
在機械工程領域,由於微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由「機械電氣化」邁入了「機電
一體化」為特徵的發展階段。
一、機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟體和硬體兩方面技術。硬體是由機械本體、感測器、信息處
理單元和驅動單元等部分組成。因此,為加速推進機電一體化的發展,必須從以下
幾方面著手。
(一)機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主,為了減輕質量除了在結構上加以改進,還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量,才有可能實現驅動系統的小型化,進而在控制方面改善快速響應特性,減少能量消耗,提高效率。
(二)感測技術
感測器的問題集中在提高可靠性、靈
敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾
有著直接的關系。為了避免電干擾,目前
有採用光纖電纜感測器的趨勢。對外部信
息感測器來說,目前主要發展非接觸型檢
測技術。
(三)信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、
信息處理設備(特別是微型計算機)的普
及應用緊密相連。為進一步發展機電一體
化,必須提高信息處理設備的可靠性,包
括模/數轉換設備的可靠性和分時處理
的輸入輸出的可靠性,進而提高處理速
度,並解決抗干擾及標准化問題。
(四)驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛採用,但
在快速響應和效率等方面還存在一些問
題。目前,正在積極發展內部裝有編碼器
的電機以及控制專用組件-感測器-電
機三位一體的伺服驅動單元。
(五)介面技術
為了與計算機進行通信,必須使數據
傳遞的格式標准化、規格化。介面採用同
一標准規格不僅有利於信息傳遞和維修,
而且可以簡化設計。目前,技術人員正致
力於開發低成本、高速串列的介面,來解
決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕
器的大容量化、小型化、標准化等問題。
(六)軟體技術
軟體與硬體必須協調一致地發展。為
了減少軟體的研製成本,提高生產維修的
效率,要逐步推行軟體標准化,包括程序
標准化、程序模塊化、軟體程序的固化、推
行軟體工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
(一)數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40
年的發展,在結構、功能、操作和控制精度
上都有迅速提高,具體表現在:
1、匯流排式、模塊化、緊湊型的結構,即
採用多C PU、多主匯流排的體系結構。
2、開放性設計,即硬體體系結構和功
能模塊具有層次性、兼容性、符合介面標
准,能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、W O P技術和智能化。系統能提供
面向車間的編程技術和實現二、三維加工
過程的動態模擬,並引入在線診斷、模糊
控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應用和軟體的模
塊化設計,不僅豐富了數控功能,同時也
加強了C N C系統的控制功能。
5、能實現多過程、多通道控制,即具
有一台機床同時完成多個獨立加工任務
或控制多台和多種機床的能力,並將刀具
破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集
成到系統中去。
6、系統的多級網路功能,加強了系統
組合及構成復雜加工系統的能力。
7、以單板、單片機作為控制機,加上專
用晶元及模板組成結構緊湊的數控裝置。
(二)計算機集成製造系統(CIMS)
C IM S的實現不是現有各分散系統
的簡單組合,而是全局動態最優綜合。它
打破原有部門之間的界線,以製造為基幹
來控制「物流」和「信息流」,實現從經營
決策、產品開發、生產准備、生產實驗到生
產經營管理的有機結合。企業集成度的提
高可以使各種生產要素之間的配置得到
更好的優化,各種生產要素的潛力可以得
到更大的發揮。
(三)柔性製造系統(FMS)
柔性製造系統是計算機化的製造系
統,主要由計算機、數控機床、機器人、料
盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。
它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配
部門的要求,生產其能力范圍內的任何工
件,特別適於多品種、中小批量、設計更改
頻繁的離散零件的批量生產。
(四)工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人,
它們只能根據示教進行重復運動,對工作
環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活
性;第2代機器人帶有各種先進的感測元
件,能獲取作業環境和操作對象的簡單信
息,通過計算機處理、分析,做出一定的判
斷,對動作進行反饋控制,表現出低級智
能,已開始走向實用化;第3代機器人即智
能機器人,具有多種感知功能,可進行復雜
的邏輯思維、判斷和決策,在作業環境中獨
立行動,與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀
和高新技術的發展動向,機電一體化將朝
著以下幾個方向發展。
(一)智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自
動化的主要區別之一,也是21世紀機電
一體化的發展方向。近幾年,處理器速度
的提高和微機的高性能化、感測器系統的
集成化與智能化為嵌入智能控制演算法創
造了條件,有力地推動著機電一體化產品
向智能化方向發展。智能機電一體化產品
可以模擬人類智能,具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力,從而取
代製造工程中人的部分腦力勞動。
(二)系統化
系統化的表現特徵之一就是系統體
系結構進一步採用開放式和模式化的總
線結構。系統可以靈活組態,進行任意的
剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調
控制和綜合管理。表現特徵之二是通信功
能大大加強,一般除R S232等常用通信
方式外,實現遠程及多系統通信聯網需要
的局部網路正逐漸被採用。未來的機電一
體化更加註重產品與人的關系,如何賦予
機電一體化產品以人的智能、情感、人性
顯得越來越重要。機電一體化產品還可根
據一些生物體優良的構造研究某種新型
機體,使其向著生物系統化方向發展。
(三)微型化
微型機電一體化系統高度融合了微
機械技術、微電子技術和軟體技術,是機
電一體化的一個新的發展方向。國外稱微
電子機械繫統的幾何尺寸一般不超過
1cm 3,並正向微米、納米級方向發展。由於
微機電一體化系統具有體積小、耗能小、
運動靈活等特點,可進入一般機械無法進
入的空間並易於進行精細操作,故在生物
醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國
防等領域,都有廣闊的應用前景。目前,利
用半導體器件製造過程中的蝕刻技術,在
實驗室中已製造出亞微米級的機械元件。
(四)模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個
發展趨勢,是一項重要而艱巨的工程。由
於機電一體化產品種類和生產廠家繁多,
研製和開發具有標准機械介面、電氣接
口、動力介面、信息介面的機電一體化產
品單元是一項復雜而重要的事,它需要制
訂一系列標准,以便各部件、單元的匹配
和介面。機電一體化產品生產企業可利用
標准單元迅速開發新產品,同時也可以不
斷擴大生產規模。
(五)網路化
網路技術的飛速發展對機電一體化
有重大影響,使其朝著網路化方向發展。
機電一體化產品的種類很多,面向網路的
方式也不同。由於網路的普及,基於網路
的各種遠程式控制制和監視技術方興未艾,而
遠程式控制制的終端設備本身就是機電一體
化產品。
(六)綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒
適的同時也使資源減少,生態環境受到嚴
重污染,於是綠色產品應運而生。綠色化
是時代的趨勢,其目標是使產品從設計、
製造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極
小,資源利用率極高。機電一體化產品的
綠色化主要是指使用時不污染生態環境,
報廢時能回收利用。綠色製造業是現代制
造業的可持續發展模式。
綜上所述,機電一體化是眾多科學技
術發展的結晶,是社會生產力發展到一定
階段的必然要求。它促使機械工業發生戰
略性的變革,使傳統的機械設計方法和設
計概念發生著革命性的變化。大力發展新
一代機電一體化產品,不僅是改造傳統機
械設備的要求,而且是推動機械產品更新
換代和開辟新領域、發展與振興機械工業
的必由之路。
參考文獻:
1、李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社,2003.
2、芮延年.機電一體化系統設計[M].北京機械工業出版社,2004.
3、王中傑,余章雄,柴天佑.智能控制綜述[J].基礎自動化,2006(6).
4、章浩,張西良,周士沖.機電一體化技術的發展與應用[J].農機化研究,2006(7).
5、梁俊彥,李玉翔.機電一體化技術的發展及應用[J].科技資訊,2007(9).
8. 有關機電一體化的畢業論文
某機電一體化執行元件控制及特性分析
摘要 3-4
ABSTRACT 4
目錄 5-7
1 緒論 7-11
1.1 選題背景及科學意義 7
1.2 國內外機電一體化發展狀況 7-8
1.3 本文所研究的機電一體化執行元件 8-10
1.4 本文所研究的主要內容 10-11
2 機電一體化執行元件總體方案設計 11-17
2.1 概述 11
2.2 總體方案設計思路 11-12
2.2.1 總體設計要求 11-12
2.2.2 機電一體化執行元件組成和介面 12
2.3 各組成部分方案設計 12-16
2.3.1 機械傳動部分設計 12-13
2.3.2 機電一體化執行元件工作流程分析 13-15
2.3.3 信號檢測與控制部分方案設計 15-16
2.4 機電一體化執行元件整體框圖 16
2.5 本章小結 16-17
3 電動機的選擇及特性分析 17-26
3.1 概述 17
3.2 電動機的選擇及參數評定 17-20
3.2.1 電動機的選擇 18-20
3.2.2 電機參數評價 20
3.3 電動機的特性分析 20-25
3.3.1 固有機械特性曲線的參數計算 21-22
3.3.2 人為機械特性曲線 22-25
3.4 本章小結 25-26
4 數學模型的建立及動力學模擬分析 26-38
4.1 概述 26
4.2 傳動構件參數的確定及三維實體建模 26-30
4.2.1 傳動構件參數的選取 26-30
4.2.2 機械傳動部分三維實體建模 30
4.3 鍵合圖法簡介 30-35
4.3.1 鍵合圖方法的特點和優點 30-31
4.3.2 基本元件的鍵合圖模型 31-33
4.3.3 基本鍵合元的因果關系 33-35
4.4 機電一體化執行元件的鍵合圖模型 35-37
4.5 本章小結 37-38
5 機電一體化執行元件控制器硬體設計 38-50
5.1 概述 38-39
5.2 控制部分硬體設計框圖 39-40
5.3 單片機與電機之間的介面電路 40-42
5.4 感測器的選擇及其電路設計 42-44
5.5 電磁離合器和電磁鐵控制電路的設計 44-45
5.6 通訊介面電路設計 45-47
5.6.1 CAN匯流排的優點 45-46
5.6.2 CAN卡PCA82C250與CAN匯流排介面電路設計 46-47
5.7 電源部分設計 47-48
5.8 硬體的抗干擾設計 48
5.9 本章小結 48-50
6 機電一體化執行元件控制器軟體設計 50-57
6.1 概述 50
6.2 軟體總體設計 50-54
6.2.1 機電一體化執行元件的工作流程圖 50-52
6.2.2 單片機工作狀態設定 52-53
6.2.3 存儲單元的分配 53
6.2.4 通訊協議 53-54
6.3 主程序設計 54
6.4 通訊服務子程序設計 54-55
6.5 軟體的可靠性設計 55-56
6.6 本章小結 56-57
全文總結 57-58
致謝
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9. 機電一體化的畢業論文
機電一體化技術及其應用研究
摘 要 討論了機電一體化技術對於改變整個機械製造業面貌所起的重要作用，並說明其在鋼鐵工業中的應用以及發展趨勢。
關鍵詞 機電一體化 技術 應用
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、信息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、智能化、模塊化、網路化、人性化、微型化、集成化、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，如不斷發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、計算機集成製造等。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界面。數字化的實現將便於遠程操作、診斷和修復。
1.2 智能化
即要求機電產品有一定的智能,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，設置智能I/O介面和智能工藝資料庫，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辟了廣闊天地。
1.3 模塊化
由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研製和開發具有標准機械介面、動力介面、環境介面的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。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、圖像處理、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，可以利用這些標准模塊化單元迅速開發出新的產品。
1.4 網路化
由於網路的普及，基於網路的各種遠程式控制制和監視技術方興未艾。而遠程式控制制的終端設備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接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，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對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，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(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量製作的，集微型機構、微型感測器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至介面、通信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 集成化
集成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復合，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系起來，使其性能最優、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，回歸自然，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、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、製造、使用和銷毀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污染生態環境，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、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，採用組裝合並方式，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 智能化控制技術(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能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網路等，智能控制技術廣泛應用於鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備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、煉鋼---連鑄---軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。
2.2 分布式控制系統(DCS)
分布式控制系統採用一台中央計算機指揮若乾颱面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布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，分布式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程式控制制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、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、系統可以擴展、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。分布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(Open Control System)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信息交換規程的共識和支持，按此標准設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通信網路使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場匯流排使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。
2.4 計算機集成製造系統(CIMS)
鋼鐵企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程式控制制連成一體，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局和過程一體化控制。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信息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，加速資金周轉，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(Fied Bus Technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。採用現場匯流排技術取代現行的信號傳輸技術(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場匯流排連接可省去66%或更多的現場信號連接導線。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，如智能變送器、智能執行器、現場匯流排化檢測儀表、現場匯流排化PLC(Programmable Logic Controller)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，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性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用戶的歡迎，應用不斷擴大。
參考文獻
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電機功率轉換的原理
引言：
電機調速實質的探討，是關繫到近代交流調速發展的重要理論問題。隨著近代變頻調速矢量控制及直接轉矩控制等調速控制理論的提出和實踐，很多有關文獻和論著都把調速的轉矩控制確認為調速的普遍規律，並提出調速的實質和關鍵在於電磁轉矩控制。然而，這種觀點尚缺乏理論和實踐的證明，值得商榷。
本文根據電機功率轉換的普遍原理，提出並證明恆轉矩調速的實質在於電機的軸功率控制，轉速調節是功率控制的響應，其關鍵為如何通過電功率控制軸功率。
一、功率控制與轉矩控制
根據機電能量轉換原理，凡電動機都可劃分為主磁極和電樞兩個功能部分。主磁極的作用是建立主磁場，電樞則是與磁場相互作用將電磁功率轉換為軸功率。
直流電動機的主磁極和電樞不僅結構鮮明，而且功能獨立，無疑符合以上定義。而交流（非同步）電動機通常以定子、轉子劃分構成，需加說明。
根據所述電樞定義，非同步機的軸功率產生於轉子，因此，非同步機真正的電樞是轉子。問題在於定子，一方面定子勵磁產生主磁場，故定子是主磁極。另一方面，定子又通過電磁感應為電樞（轉子）輸送電磁功率，卻不產生軸功率，因此定子又具有電樞的部分特徵，這里我們把它稱為偽電樞。定子的這種復合功能，是非同步機區別於直流機的主要特徵。
從電樞輸出角度觀察，電動機的軸功率與電磁轉矩機械轉速的關系為：
PM＝MΩ (1)
或 Ω＝PM／M （2）
公式（2）除了給出了電機轉速與軸功率和電磁轉矩間的量值關系以外，同時表明，電機轉速最終只能通過軸功率或電磁轉矩兩種控制獲得調節，前者簡稱功率控制，後者簡稱轉矩控制。
1. 功率控制
功率控制是以軸功率PM為調速主控量， 作用對象必然是電樞或偽電樞。電磁轉矩在調速穩態時，取決於負載轉矩的大小。
即 M＝Mfz (3)
當負載轉矩一經為客觀工況所確定之後，電磁轉矩就唯一地被決定了，因此電磁轉矩不僅與調速控制無關，而且不能隨意改變其量值。
電磁轉矩對轉速的作用表現在調速的過渡過程，轉矩的變化是轉速響應滯後的結果，此時，功率控製造成電磁轉矩響應。
設電機調速前的穩態轉速為Ω1，軸功率為PM1，調速後的穩態轉速為Ω2，相應的軸功率變為PM2。 由於電磁轉矩：
M＝PM／Ω (4）
故調速時，電磁轉矩變為：
M＝PM2／Ω
由於受慣性的作用，在t＝0的調速瞬時Ω＝Ω1，故
M＝PM2／Ω1
t=0
此時的電磁轉矩將與原來的電磁轉矩M1＝PM1／Ω1不等，轉矩平衡被破壞並產生動態轉矩，電機轉速在動態轉矩作用下開始由Ω1向Ω2過渡，其變化規律為：
Ω1＝（Ω1－Ω2）e－t/T＋Ω2 （5）
電磁轉矩則為：M＝PM2／（Ω1－Ω2）e－t/T＋Ω2
隨著時間增大，動態轉矩減小，直至電磁轉矩與新的負載轉矩平衡，即：
M＝PM2／Ω2＝Mfz，
轉速穩定在Ω2不變，電機調速結束。 上述的調速過程可以由圖1的框圖說明。
圖1 功率控制的調速流程
功率控製作用的是電樞，主磁場或主磁通量保持不變，根據電機理論，電機的額定電磁轉矩正比於主磁通量，受限於電樞的最大載流量。因此功率控制調速時，電機的額定電磁轉矩輸出能力不變，屬於恆轉矩調速。
2. 轉矩控制
根據公式（2），電機轉速在軸輸出功率不變的前提下，與電磁轉矩成反比。由於受電磁轉矩以額定轉矩為上限的約束，轉矩控制實際上只能在額定轉矩以下實現，因此屬於恆功率調速。
電磁轉矩的獨立控制方法主要依據轉矩公式：
M＝CMΦmIS （直流機） (6)
或 M＝CMΦmI2COSφ2 （交流機） (7)
受控的物理量為主磁通Φm，由於主磁通量Φm產生於主磁極，因此轉矩控制實際上是磁場控制，作用對象為主磁極。轉矩控制調速同樣要保證穩態時的轉矩平衡，即：
M＝Mfz
由於調速穩態時，電磁轉矩發生了變化，因此要求負載轉矩適應於電磁轉矩變化，即要求負載跟蹤電機。
轉矩控制實際是弱磁調速，主要用於額定轉速以上的調速。鑒於本文重點討論的是功率控制，故不贅述。
二、功率控制的方法與性能
電機調速的軸功率控制只能通過電功率間接控制來實現。以非同步機為例，圖2是其等效三埠網路。
圖2.非同步機的等效網路
其中電樞（轉子）除產生軸功率輸出外，還產生以感應電壓u2和電流i2為參量的電功率響應。由於該功率與轉差率成正比，故稱轉差功率，其埠簡稱Ps口。
如果電機轉子為籠型，其繞組呈短路狀，Ps口為封閉不可控的。反之為繞線型，Ps口則是開啟可控的， 轉子可以通過Ps口輸出或輸入電功率。由此可見，非同步機的功率控制調速有兩種方式，一種是通過偽電樞間接對電樞實現軸功率控制；另一種是通過Ps口直接控制電樞軸功率。 前者主要適用於籠型非同步機，後者則適用於繞線型非同步機。
1. 定子偽電樞功率控制。
圖3.非同步機定子功率控制調速
作為偽電樞，定子向電樞（轉子）傳輸的電磁功率：
Pem＝P1－△P1 （8）
電樞的軸功率則為：
PM＝Pem－△P2 (9)
故 PM＝P1－（△P1＋△P2） (10)
可見，控制偽電樞的輸入功率P1或增大其損耗△P1就可以控制電樞的軸功率，後者顯然是低效率、高損耗的調速，不宜推薦。
控制P1調速的唯一方法是調壓━━變頻， 即所謂的變頻調速。由於：
P1＝m1U1I1COSφ1 (11)
故對於電壓源供電調節端電壓U1是控制功率P1的必須手段。問題的關鍵是為什麼不能單純調壓，而必須輔以變頻？這是定子除了偽電樞的功能之外，還同時兼主磁極之故。
前已敘及，功率控制的要點有：
① 保持主磁通量不變
② 作用對象是電樞或偽電樞
③ 控制目標是軸功率
如果單純調壓而頻率不變，定子的主磁極功能就要受到嚴重影響。根據電機理論，做為主磁極，定子的主磁通量：
Φm＝E／4.44W1kr1f1
＝KE1／f1
≈KU1／f1 (12)
恆頻調壓的結果，主磁通Φm將隨U1下降而減小，形成了前述的轉矩控制。更主要的是此時不但未能控制功率P1，反而增大了電機損耗，與目的絕然相悖。
設負載為恆轉矩性質，由轉矩平衡方程，電磁轉矩：
M＝Mfz＝const
又 M＝CMΦmI1COSφ1
＝CMΦmI2COSφ2 (13)
設功率因數不變，定轉子電流I1、I2將隨主磁通Φm下降而正比增大，其結果功率P1不變，但定轉子損耗：
△P1＝m1I 12 r1
△P2＝m2I 222 r1
將按電流的平方律增大。根據式（10），軸功率控制雖能實現，卻屬低效率高損耗的調速。
為此，非同步機定子的功率控制調速，必須要將定子的主磁極和偽電樞兩種功能游離開。針對同一定子繞組，一方面使主磁極產生的磁場保持穩定，同時又要控制其向電樞傳遞的電磁功率。
於是變頻調速建立了一條重要原則，就是調壓變頻，且保證V／F（壓頻比）為常數，這樣就確保了上述控制要求的實現。順便指出，近代變頻調速的矢量控制，實際上就是遵循這一原理。矢量控制的核心思想，是把磁場與轉矩游離開，分別加以控制，認為調速的根本在於轉矩，而事實上游離的卻是磁場和電磁功率，雖然結果無誤，但理論上必須加以澄清。
2. 轉子功率控制
對於繞線轉子非同步機的調速，可以利用轉差功率埠━Ps口直接控制軸功率。方法是由Ps口移出或注入轉差功率。需要指出：
① 所述的轉差功率應區別經典電機學中的轉子損耗轉差功率，為此將後者稱為轉子損耗功率，記以△P2。
② 轉差功率有電能與熱能之分，分別記以Pes和Prs，兩者性質不同，對調速的影響也不同。
圖4.非同步機轉子功率控制調速
當在轉子的Ps口引入電轉差功率Pes時，轉子的軸功率：
PM＝（Pem±Pes）－△P2 （14）
式中的Pem為定子向轉子傳輸的電磁功率，電轉差功率的負號表示從Ps口移出，正號表示從Ps口注入。Pes屬電功率，故與電磁功率相合成，結果使軸功率PM發生變化，電機轉速得到相應調節。
電轉差功率調速的典型實例是串級調速和雙饋調速，前者的電轉差功率為負，流向為從轉子移出，故實現的是額定轉速以下的調速。後者的電轉差功率可以雙向流動，既可以移出，又可以注入，因此可以實現低同步和超同步兩種調速。
當Ps口引入的是熱轉差功率Prs時， 轉子的軸功率則為：
PM＝Pem－（△P2＋Prs） (15)
顯然熱轉差功率的引入，增大了電樞（轉子）的損耗，軸功率隨Prs的增大而減小，其典型例子是非同步機轉子串電阻調速。
三、功率控制的理想空載轉速，效率與機械特性
根據電機學，電動機的理想空載轉速主要取決於電樞的電磁功率，因有：
Ω0＝Pem／M （16）
由於電磁轉矩為負載所決定，理想空載轉速Ω0就決定於某一負載條件下電磁功率的大小。
功率控制調速的電樞功率可以綜合表達為：
PM＝∑Pem－∑p2 （17）
相應的轉速：
PM／M＝∑Pem／M－∑p2／M （18）
Ω＝Ω0－△Ω (19)
其中Ω0＝∑Pem／M為功率控制調速的理想空載轉速，因此調節電樞的電磁功率可以改變電機的理想空載轉速。換言之，電機的理想空載轉速取決於電樞的電磁功率。又，△Ω＝∑p2／M 為電機的轉速降。由此表明增大電樞損耗，可以增加電機轉速降。
電機調速的效率表達為：
η＝PM／（P1－∑pi）
＝PM／（Pem－△P2)
因此，在一定的軸功率PM輸出條件下，控制電磁功率的調速是高效率的節能型調速，而控制損耗功率的調速必然是低效率的耗能型調速。
公式（18）同時刻畫出了功率控制調速的機械特性，當連續改變電磁功率∑Pem時，如果損耗功率不變，電機的理想空載轉速隨∑Pem連續變化，其機械特性為一族平行的曲線。而增大損耗，電磁功率不變時，電機理想空載轉速不變，改變的只是轉速降，其機械特性為一族匯交型曲線。如圖5給出了兩種調速的定性曲線。
圖5 a.電磁功率調速特性 b.轉速降調速特性
綜上所述，可以得出以下結論：
① 電磁功率控制調節的是理想空載轉速，損耗功率控制調節的是轉速降。
② 電磁功率控制是高效率節能型的調速，其機械特性必為平行曲線族。損耗功率控制屬低效率耗能調速，其機械特性必為匯交型曲線族。
四、非同步機調速的分類與方法
與按n＝ 60f1/p·(1-S）表達式不同，根據本文所述的電機調速功率控制理論，非同步機調速可分類表示如下：
性質/方案 控制點/變數 方法 要點
五、結論
1. 電機調速的基本原理有兩種，一為軸功率控制，二是轉矩控制。轉矩控制實際是磁場控制，適於恆功率調整。
2.軸功率控制的作用對象是電樞或偽電樞， 並最終只能通過電功率控制來實現。其中，電磁功率調節的是理想空載轉速，損耗功率改變的是轉速降。前者為高效節能型，後者為低效耗能型，兩者的機械特性亦由此決定。
3. 軸功率控制的調速具有恆轉矩特性，電磁轉矩的變化是轉速響應滯後所造成的，調速穩態時，電磁轉矩只決定於負載，與控制無關。
4. 變頻調速和電轉差功率控制調速同屬電磁功率控制調速，兩者性能一致，並無本質差別。
10. 機電一體化專業畢業論文寫機電一體化產生.發展與作用，或者概念與發展方向行不
其實機電一體化那些概念什麼的可以不用寫，那些東西老師們心中早就背的滾瓜爛熟了，你寫了也沒什麼用，如果那些老師覺得你是湊字數而寫的，說不定還會給你扣分。
只需把論文的中心放在機電一體化的發展前景上，結合實例，大膽描繪一體化未來的宏偉藍圖，然後再說說在這種前景上，我們學這個專業的人要如何順應時代發展，如何做到更好的建設祖國。
差不多就是這樣了，希望對你有幫助。