机械电子工程在产品中的应用

机械电子产品既不同于传统的机械产品，也不同于普通的电子产品，它是机械系统和微电子系统的有机结合，从而赋予新功能和性能的一种新产品。机械电子产品的特点是产品功能的实现是由所有功能单元共同作用的结果。

在原机电产品引入电子技术和计算机控制技术后就形成了所谓的新一代产品——机电一体化产品。典型的机电一体化产品体现了机与电的深度有机结合。近年来新开发的机电产品大多都采用了全新的工作原理，集中了各种高新技术，并把多种功能集成在一起，体积小、重量轻、成本低、高效节能，在市场上具有极高的竞争能力。由于在机电产品中往往要引入仪器仪表技术，所以国内也有些人称之为机电仪一体化产品。由于液压传动具有一系列显著的优点，如功率密度大、结构紧凑、能大范围无级调速、快速性好、便于自动控制等，近年来获得了广泛的应用，因此又有机电液一体化产品之说。用光传递信息，没有污染，抗干扰能力强，在很多新型机电产品中特别是仪器仪表中的应用越来越广泛，这类产品又称为光机电一体产品。实际上，机电仪一体化也好，机电液一体化也好，光机电一体化也好，又都统称为机电一体化。机械电子产品，特别是复杂的机电产品，存在着多种能量转换和多重复杂的非线性耦合。这些设备在工作过程中，要求各执行机构以所需的相对运动规律协调运动。但系统的复杂性以及零部件的制造误差，很难保证系统有足够的运动精度和稳定性，如使机器人手臂颤动；数控机床达不到所需的加工精度；高速运行的汽轮机转子由于运动规律的变化产生重大设备事故；带钢冷连轧机在高速轧制薄规格带材时，轧机发生剧烈振动，迫使轧机降速运行，严重影响带材的质量和产量等。这说明在复杂的机电产品中存在着深度的机电有机结合，而这种特性，特别是机电系统的动力学特性，在设备设计和运行过程中，还没有被充分考虑。因此，如何在复杂机电产品的结构设计和控制软件的设计中充分考虑这些特性，使系统按所需运动规律协调运动，同时保证足够的运动精度和稳定性，即在设计和运行过程中，把系统协调运动控制与机电系统动力学特性有机地结合起来，是机械电子产品设计中必须认真解决的关键问题之一。