机电一体化技术的现状及发展趋势

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

1 机电-体化的发展及现状11 初级阶段(20世纪6O年代以前)。在这-时期。人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于 自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到-定水平 ，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展 ，已经开发的产品也无法大量推广。

1.2 蓬勃发展阶段(20世纪 7O年代～8O年代)。这-时期，计算机技术 、控制技术、通信技术的发展，为机电-体化的发展奠定了技术基矗大规模 、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电-体化的发展提供了充分的物质基矗1.3 深人发展阶段(2O世纪 90年代后期)。机 电-体化技术向智能化方向迈进的新阶段。-方面，光学、通信技术等进入了机电-体化，微细加工技术也在机电-体化中展露头脚 ，出现了光机电-体化和微机 电-体化等新分支I另-方面对机电-体化系统的建模设计、分析和集成方法 、机电-体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究 。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步 ，更为机电-体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究 ，将促使机电-体化进-步建立完蹩的基赐逐渐形成完整的科学体系。我国是从 20世纪 80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电-体化领导小组并将该技术列为863计划”中。

在制定九五”规划和 2010年发展纲要时充分考虑 了国际上关于机电-体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校 、研究机构及-些大中型企业对这-技术的发展及应用也做了大量的工作 。虽然取得了-定成果 .但与 日本等先进国家相比仍有相当差距。

2 机电-体化的发展趋势2.1 智能化趋势 。智能化是 21世纪机电-体化技术发展的-个重要发展方向。人工智能在机电-体化建设者的研究 日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的智能化”是对机器行为的描述，是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。机电-体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微处理器使机电-体化产品赋有低级智能或人的部分智能。

z.2 拈化趋势。拈化是-项重要而艰巨的工程。由于机电-体化产品种类和生产厂家繁多 ，研制和开发具有标准机械接 口、电气接 口、动力接口、环境接 口的机电-体化产品单元是-项十分复杂但又是非常重要的事。

如研制集减速 、智能调速、电机于-体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元 ，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品，也可以扩大生产规模，制定各项标准 ，以便各部件、单元的匹配和接 口 从电气产品的标准化、系列化带来 的好处可以肯定，无论是对生产标准机电-体化单元的企业还是对生产机电-体化产品的企业 ，规模化将给机电-体化企业带来美好的前程。

2.3 网络化趋势 。计算机技术等的突出成就是网络技术 网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成-片，企业间的竞争也将全球化。机电-体化新产品-旦研制出来，只要其功能独到 ，质量可靠 ，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电-体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络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，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-体化产品朝着网络化方 向发展是为大势所趋。

2.4 微型化趋势。微型化指的是机电-体化向微型机器和微观领域发展的趋势，国外称其为微电子机械系统(MEMS).泛指几何尺寸不超过 lcm的机电-体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电-体化产品体积孝耗能少 、运动灵活，具有不可 比拟的优势。微机电-体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电-体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术 ，它包括光刻技术和蚀刻技术。

2.5 绿色化趋势 。工业的发达给人们生活带来 了巨大变化。物质 丰富，生活舒适 ；另-方面。资源减少，生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源，回归自然。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降的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电-体化产品。具有远大的发展前途。机 电-体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

三值光纤通信原理探讨聂 波 湖 北 省 咸 宁 职 业 技 术 学 院 机 电工 程 系 437100瀚赣 在当今信息时代的高速发展，光子信患的进程突飞猛进，网络通信技术越来越重要，它实现了计算机储存信息共享和信患远程传输。由于网络的普及程度 日益增长，这就需要通信技术能够跟上发展的脚步，随着现代网络通信的需求，光纤通信逐渐成为了远程通信和城蛾 网的主要通信技术。本文将对三值光纤的通信原理进行浅要地讨论和研究。

麟 信息时代；网络通信；三值光纤；通信原理中围分类号 TN929.11 文献标识码 ：B 文章编号：1673-8500(2013)Ol-0025-O2对于三值光纤通信是现代通信技术中-中新的通信技术，其主要是采用了线偏光的两个互相垂直的稳定 的偏振趋向和零光强来完成光的三值编码调制出三值码元进行网络信息传输，这项新的技术进-步的提高了传统光纤的通信容量 ，同时这项技术实现了先偏光等通信手段的实用化 ，进-步加强了光纤的通信能力，极大的发展了通信技术，而且光的多值码元的编码还能提高光数字网络的信息传输率和频带的利用率。

1 线偏振光的波动理论和在光纤中的传输原理1.1 三值光纤通信是-种新的通信技术 。其理论基础主要是线偏振光在光纤中的波动理论。光纤通信中采用了电磁波频谱近红外光区的 1300nm和 1500nm两个低损耗的波段，但在光纤的通信中-般都是用经典的电磁波理论作为光纤通信的理论基矗光波属于横波，是由垂直于传播方向的。也是由其中相互正交的电场矢量和磁场矢量的简谐振动交替变换而产生的-种矢量波。当光波在物质间相互作用时，电场对物质的电场力要远大于磁场对电子的作用力 ，所以-般使用电场强度的振动来作为光波的振动，同时用电场强度的矢量端点在空间中的运动轨迹来表示光波的偏振状态 ，由于矢量的振动方向在空间中的取向是不对称性的，这样就使光波具有了偏振性 。

1.2 在研究线偏振光的波动中，光束中的光线的偏振状态在时间和空间中的变化是相同的，所以光束都完全是偏振光。同时光波的偏振形态-般分为完全偏振光、非偏振光、部分偏振光 、有线偏振光、圆偏振光 、椭圆偏振光、有自然光、有部分线偏振光、部分圆偏振光、部分椭圆偏振光等七种，由于是在不同的媒质中对光波进行形态的描述，因此我们可以采用米勒矩阵法、复平面法、琼斯矩阵法等表述方法对光波在传输过程 中的偏振形态进行表示。

1.3 在光纤的波动理论中，-般采用 Maxwel的方程作为理论基础来研究电磁波在光纤波动中光纤的波动，来解释光纤理论和波动原理 。同时由于存在不同的光纤材料和某些环境的因素对光波的线偏振态的产生了-定程度的影响，使光纤的纤芯在光纤的横截面上的折射率的分布造成了影响，致使折射率发生 了-定程度的变化 ，使其变成沿轴向不均匀的分布，对光波2S