机电一体化系统集成与融合

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近几年来，电子技术的发展越来越快。其中机电-体化技术，即机械技术与电子技术的结合也有了很大的进步。尤其是现 了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，机电-体化”技术就开始引起了人们的广泛注意。

现在的机电-体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的- 门技术，它的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。机电- 体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电-体化的设备。这些设备产品都是多种技术的融合结果，所以其中使用的集成技术和融合技术就显得尤为重要。本文在简单描述机电-体化系统的基础上，介绍了有关机电- 体化系统集成与融合的四个方面，即信息集融、能量集融、物质集融和系统集融，并比较分析了它们的区别和联系。

1机电-体化系统机电-体化又称机械电子学，随着机电-体化技术的快速发展，机电-体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电-体化技术获得前所未有的发展。现在的机电-体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的-门技术，它的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。

- 个机电-体化系统中-般 由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。机械本体(结构组成要素)是系统的所有功能要素的机械支持结构，-般包括有机身、框架、支撑、联接等。动力驱动部分 (动力组成要素)依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分(感知组成要素)对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息∝制及信息处理部分 (职能组成要素)·348·将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。执行机构(运动组成要素)根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。机电-体化系统-般由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源 5个组成部分构成Ⅲ。

2机电-体化系统的集成与融合2.1信息集融机电-体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。其中传感器技术的应用会增强机电-体化系统的感知能力、识别能力，从而在提高系统可靠性和鲁棒性的基础上，加强设备的适应能力，提升产品的智能化水平。

如何使传感器与其他技术协同运作，就需要对多传感器的集成与融合理论及方法进行深入研究，也就是对传感器多源信息处理的-些内在规律和有效方法进行探索。由此，多传感器的集成与融合理论就开始形成了，但是关于它的整体概念现在还没有具体定义。不过，很多研究者认为，多传感器集成与融合是这样-个过程，即综合处理来自各个不同传感器的-组信息，以获取对周围环境的-个正确理解和判断，为系统决策提供准确无误的依据 。

传感器的集成技术与融合技术两者之间既有联系又有区别。

其中，集成技术是是系统为完成-定的任务而对多个传感器提供的各种信息加以综合运用，而融合技术是将来 自不同信息源的传感器信号在各个阶段上处理(融合)成系统所需的实际信息。换个角度来看，也就是说集成技术是加强传感信息的清晰度 ，而融合技术却是改善了传感器系统的精度∩以看出，集成与融合是有- 定区别的。

对于集成技术来说，机电 -体化系统的传感器数 目不-定需要很多，在控制信息自上而下流动时，主要采用的是符号推理模2013年 6月 建 和 蜀 琵 旆 综述与交流型。即对于系统中的具体传感器，着重于基础实验，更多的注意感知对象的特征，强调指挥与协调中心”的作用。

对于融合技术来说，机电-体化系统的传感器数目-般比较多，在控制信息 自上而下流动时，主要采用的是数学计算模型。

即对于系统中的抽象传感器，以寻找有效算法为 目的，在探索内在信息处理机制和规律的基础上，强调融合中心作用。

2.2 能量集融两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换。在机电-体化系统中，能量的传输需要接口的建立。例如在齿轮传动过程中，能量是靠轮齿接 口”传递的；而在 电机驱动过程中，能量则是靠磁场驱动接口”传递的。对于第二种接口，我们-般称之为机电耦合，而机电耦合我又把它称作能量集融”。这主要是因为机械与电子两个都是能量载体系统，而