在1930年以前，工业的制造很多还以动手制作为主。普遍使用老式的仪表来操纵湿度、温度、压力、速度等，开始掌握了机械控制的根本原理。计算机控制系统的产生以及现代电子技术的快速进展，使数字技术完成了制造的参量把握以及过程操纵。目前普遍使用的机电一体化技术主要有：PID，模糊控制(FIC)以及变结构控制。PID是完美控制理论的标志，FIC是使用模糊数学理论，经过仿照人的综合判断以及很相似推断的过程，从而使算法的适应性、可控性和合理性得到了大大的提升。对于繁杂的系统，变化的量很多，模糊控制能够比较好的处理问题。变结构控制对于线性和非线性系统都适合，以及对于控制系统的调节、跟踪等系统都非常适用。
2机电一体化在工业上的应用
计算机和机械电子这两种技术的合并使用，不仅仅限制在工业制造方面上，通过对以下几个例子的分析，能够看出它已经融入到了我们的工作和生活的每一个细节中。
2.1工业机器人
工业机器人是一种有很多用处、能够反复编程的、多自由度的、有很多性能以及能实施自动操纵的操作机构。对于很多简单的、可重复做的工作可以用机器人去做，能够减少劳动强度，使劳动环境变得更好，使人身安全得以保障，加大了生产力度，使用的材料变得更少，还能让产品的质量更好。
2.2自动售货机
自动卖货的机器是由买家挑选货品的类别，外面投进去的货币是经过光传感器辨认货币的值的大小，并且通过PIC使数码管展示其大小，经过判别等一系列的操作完成项任务。CPU经过PLC限制物品的如何移动，经过传动装置把物品移动到出货口，高档的自动卖货的机器还可以有找零钱的功能。自动售货机的使用，使更多的人力和物力得以节省。
2.3农业方面的应用
从目前农业机械的检查测试可以看出，从单个变量到智能化终端的转变，人机交互界面越来越和谐。它能够在屏幕上显示，任意挑选不一样的机组，及其不一样地方的终端信息，能够任意使用数据库的信息，按照操作者的不同需求，可以在屏幕上展示语音、数据、图形等可用的信息；也能把操作的指令、决策按时的送给农机上的智能操作终端，完成自动化的农业制造。
2.4电脑横机
最开始的横机是用手来操纵的，仅仅可以实施很简单制作。但是产品颜色样数的加多，电脑横机便开始产生。设计人员能够使用电脑策画花的类型，使用特别的软件进行数字方面的完善，用计算机指令系统来操作机械的弯沙、脱圈、垫沙等步骤自动完成整个制作，制造成果显著提升。
3计算机技术与机械电子技术的融合发展应用
3.1计算机技术与机械电子技术融合的简介
机电一体化是计算机技术和机械电子技术协同产生的，把电子技术用到动力功能、控制功能、信息处理功能中去，而且联合着计算机软件系统、机械装置一起使用，把几种技术合并在一起，就生成了机电一体化系统。计算机技术、机械电子技术的联合，让他们有了更好的进展，这样不但能用在工业生产中，而且它的联合进展已经进入到了人们生活以及工作的每一个方面。
3.2机电一体化技术应用的领域
在柔性制造系统中，机电一体化技术有了很大程度上的使用。这个系统的主要构成成分包括计算机、数控机床、自动化仓库。能够按照总装线的条件，对工件实施随机地、按照数量地一批一批的加工，而且还能对不一样品种的零星的零件实施制造和加工。计算机技术、机械电子技术合并在一起之后，可编程控制器是使用它最多的。它对继电接触器故障多、消耗能量多的缺点实施了改造，而且能够完全顾及加工的需求，实施不一样的控制程序的制作。
4结语
一、机械电子工程的发展与特征
(一)发展历程
在机械电子工程发展初期，主要体现为手工制作，生产力水平较低，资源技术等对其发展产生制约。为了提升生产效率，逐渐朝着机械工业方向发展。在生产线阶段，机械工程己逐渐发展到流水线生产，实现标准化大批量生产，.这一生产模式使劳动力得到解放，生产力水平大大提升，同时生产效率也得到提高。但是仍然存在一些不足，比如，部分生产仍就以进口为主，生产成本较大，在市场方面缺少适应力舀灵活性较差，难以满足不断变化的市场需求。
在机械电子产业发展阶段中，产品生产能够适应市场的需求，对于不断变化的产品需求产业化发展能够满足。
(二)机械电子工程主要特征
机械电子工程是复杂综合性学科，同各类学科之间都有着密切的联系。机械电子工程发展要以计算机、电子以及机械为基础，结合其他学科做出合理、科学的设计。在设计的过程中，要求每一个模块都能够实现有机结合，进而使得各个模块都能将其最大优势发挥出来。机械电子产品内部结构简单明了，并不复杂，无需复杂原件的投入，这样能在一定程度上使产品性能得到提升，进而扩大消费市场，
二、人工智能简述
人工智能是一门复杂，并且综合性较强的学科，所涉及到的学科比较多。也可以说，21世纪人工智能是最伟大学科之一。人工智能实现了对人的智能模拟，并且能通过计算机使认得智能化得到进一步的延伸，人工智能这门学科有着较好的发展潜力。人工智能在发展的过程中主要经历下列几个阶段。
初步阶段。人工智能在17世纪开始发生萌芽，法国在这一阶段成功诞生世界上的第一部计算机，这一计算器只是单纯的能进行加法简单运算，但是仍就轰动世界，进而在世界范围内，对这项技术开始进一步研究。在最初阶段，人工智能并没有明显的进展，主要是在实践的过程中积累与总结知识，这为今后人工智能发展奠定坚实的基础。
发展初始阶段。美国人在二十世纪首次提出人工智能专业用语。在这个发展阶段，人工智能主要以证明与阐释为主要体现，在这一时期对于人工智能的研究就是首要任务。
发展起伏阶段。随着人们对于人工智能的不断深入研究，人工智能也处于持续的发展阶段，但是在实践过程中发现，要想使人工智能模仿和人类思维同步是非常困难的。大部分对于人工智能的科学研究仅仅是停留于简单映射层面，.对于逻辑思维的研究仍就没有突破性进展。不论怎么说，在发展的起伏阶段，人功能智能也在发展中得到了技术创新，特别是在系统方面、计算机机器人以及语言掌握方面取得了较大的成就.
起伏阶段发展以后。在这一阶段，人工智能的相关研究得到了发展，尤其是第五届国际人工智能联合会议的召开，人工智能逐渐朝着知识层面的方向发展，大部分的人工智能研都会结合相应的知识工程，在这个阶段中，人工智能发展的高度是前所未有的，在一定程度上促进了人工智能应用于实际工程中。
稳步发展阶段。随着互联网技术的快速发展，对于人工智能研究方向发生重大转变，由原本的单一主体朝着集中统一主体的方向发展。关于人工智能在实际中的运用以及研究，受到了互联网技术的影响。网络的普及与快速发展，在一定程度上促进了信息化的发展，信息在传送方面发生率重大性变革。在人们逐渐进入信息化社会后，在信息有效处理方面人工智能的发展起到了重要的作用，在模拟设计方面，机械电子工程的发展需要人工智能的大力支持。
三、机械电子工程与人工智能之间的关系
随着我国社会经济的持续发展，社会不断的进步，对于信息人们越来越重视。在21世纪，互联网技术得到快速发展，同时信息的传递也逐渐注入新鲜血液。互联网应用的普及说明人们正朝着信息时代的方向迈进，在社会逐步信息化以后，更加需要有人工智能这一技术的支持，特别是机械电子工程发展中有着重要作用，机械电子系统本身缺少一定的稳定性，这样在机械电子工程设计方面就有着较大阻碍存在。在现代社会中，信息的处理量持续增大，并且较为复杂，有些时候需要同时对不同类型的信息进行处理，所以需要采取人工智能的支持才能完成信息处理。人工智能主要包含模糊推理系统、神经网络系统这种两种方法。神经网络系统倾向于对人脑结构的综合分析，模糊推理系统更加重视对于语言信号的分析与理解。随着现代社会的发展，仅仅采取单一的人工智能方法，明显己经无法适应目前社会中不断变化的市场需求，所以，对于人工智能相关问题的研究正逐渐朝着多方位、全面的人工智能方向转变。多方位全面人工智能系统通过模糊推理系统和神经网络系统相互统一的方式，扬长补短，将二者有效的结合起来，使得二者的优势得到最大程度的发挥。
总结
1.1不同的设计方法
与传统的机械工程相比，机械电子工程已经超越了单一的学科，显而易见，机械电子工程是一个交叉学科，它充分的融合机械技术与信息技术，这就要求其在进行设计的过程之中必须充分考虑和应用自己的设计方法，在实际的设计过程之中，设计人员往往采用自上而下的设计方法，这种设计方法是机械电子工程设计之有的方法。
1.2产品上的差异
机械电子工程的另一个特点就是其产品上的与众不同，与一般的产品不同，机械电子产品的结构看似简单，但是在实际的设计与开发过程之中却融入了很多先进的技术与理念，这就远远的超越了传统的机械，这就是产品的外观更加的轻盈小巧，同时可以实现更加的智能化与现代化，是生产力飞跃的具体体现。
2.机械电子工程的发展过程
前文已经讲过，机械电子工程并不是一个简单的孤立学科，它是一个涉及机械与信息技术的交叉学科，又受到人工智能理念的影响，因此是一个典型的交叉学科。正是由于该学科的复杂性造成该学科在形成的过程之中并不是一蹴而就的，相反，该学科在形成的过程之中经过了很多阶段，经过相关的发展才最终形成现阶段的机械电子工程：
2.1机械电子工程学的开端
机械电子工程学的起步阶段是传统的手工生产，在这个阶段，机械电子工程学的发展十分的缓慢，这是由于此社会的平均劳动生产率相对较为低下，劳动力资源相对也较为匮乏，生产力的发展与进步比较缓慢，但是在一次次的尝试之中，机械电子工程还是逐步的发展起来了。
2.2机械电子工程学的高速发展阶段
机械电子工程学的高速发展阶段主要是流水线生产线的成功应用，这一时期的生产过程已经具有了相应的标准，在很大程度上促进了生产力的发展与进步，并不断的拓展机械电子工程产品的种类，逐步满足社会的发展与需求。
2.3机械电子工程的成熟阶段
进入21世纪，机械电子工程逐步走入其成熟阶段，逐步的形成了其特有的生产体系与发展体系，并实现了与现代信息技术与人工智能技术的完美融合，进入了现代机械电子工程的成熟阶段，不断的促进现代生产的发展与社会的进步。
3.人工智能的发展史
3.1萌芽阶段
人工智能的萌芽阶段起源于法国，当时法国科学家首先研制出了第一部计算器，从此世界开始了人工智能的研究之路，直至冯诺依曼发明第一台计算机。人工智能在其萌芽阶段和其他技术一样，发展打偶较为缓慢，但是却为后来的发展积累了丰富的经验，为之后的发展奠定了坚实的基础。
3.2第一个发展阶段
1956年美国人第一次提出“人工智能”的命题，并进行了相关的研究，这是引起人工智能第一发展高峰期的标志。这一阶段的人工智能属于较为简单的发展阶段，主要针对的的任务是：博弈、计算以及证明等任务。在这一阶段的确取得了一定的成就，这一阶段的主要贡献是大大的解放了人们的思想，使人们认识并了解了人工智能的可行性，对人工智能后期的发展起到了巨大的促进作用。
3.3第二个发展阶段
1977年全球召开了第五届人工智能会议，这是人工智能发展的第二个阶段的开始，由此之后，人们认识到知识工程对于人工智能领域的重要意义与价值，并不断的进行相关的发展与研究，促使人工智能与实际生产相结合，逐步的推进了人工智能的快速发展与进步。也正是在这个阶段，人工智能获得了巨大的飞跃，并表现出广阔的市场前景，在不确定推理、分布式人工智能、常识性知识表示方式等关键性技术问题和专家系统、计算机视觉、自然语言理解、智能机器人等实际应用问题上取得了长足的发展。
4.机械电子工程与人工智能的关系
机械电子系统具有不稳定性，这就使得机械电子系统在输入与输出关系的处理上比较困难。推导数学方程的方、建设规则库的方法以及学习并生成知识的传统方法,虽然在解析数学方面具有精密性,但是这些传统的方法还只能适用于一些相对简单的系统。然而现代社会所需求的系统是纷繁复杂的，往往会需要一个系统能够处理多种信息类型。人工智能建立系统所采取的方法中，主要使用的是神经网络系统和模糊推理系统。神经网络系统能够实现对人脑结构的模拟人，能够分析数字信号并给出参考数值。而模糊推理系统则是通过模拟人脑的功能,来实现对语言信号的有效分析。在处理输入输出的关系上，这两种方法既有共同之处，也存在各自的差异性。神经网络系统在信息的储存上是采用分布式的方式，而模糊推理系统则采用规则方式实现信息的储存。神经网络系统输入时由于每个神经元之间都有固定联系所以计算量一般都很大，而模糊推理系统的连接是不固定的，所以其计算量相对较小。人工智能系统的建立于发展在很大程度上促进了现代机械电子工程发展与进步。在实际的机械电子工程的设计工作之中，我们必须依靠相应的人工智能技术植入，只有这样才能更好的促进机械电子工程的发展，与此同时最大限度的促进人工智能功能的实现。很显然这个过程相互促进的过程，只有在发展之中充分的考虑两只之间的相互结合，不断的开拓出全新的技术，促进两者之间的更好的融合才能不断的促进两者的共同发展，不断的促进其进步，实现机械电子工程的不断发展，推进人工智能的持续进步。
5.结束语
【关键词】机械工程；机械电子工程；人工智能
1机械电子工程的相关概念及发展历程
1.1相关概念机械电子工程与传统机械工程的研究方向不同，机械电子工程更侧重于运用信息实现机械系统能量的连接和与其他学科之间的交融。具体地说，机械电子工程的核心理论依然是传统机械工程中所讲述的定理和概念，但是也更注重与电子信息科学、计算机科学与技术以及人工智能等学科的联系，是一门跨学科发展的新兴学科。基于其跨学科多、综合性强的内涵，机械电子工程这一学科衍生了以下特点：（1）机械电子工程的产品设计依据也和传统的机械工程不同，机械电子工程除了依托机械原理外，还依据电子工程方面的知识设计产品，而传统机械工程设计依据仅仅是机械结构以及理论力学、流体力学等与机械相关的知识。（2）机械电子工程生产产品的设计思想与传统的机械工程有着本质区别。由于其是一门跨专业强的学科，所以在设计产品时，必然要考虑到不同学科原理的运用，在设计时融入其他学科的理论指导。尤其是在当前信息化高速发展的时代，机械电子工程融合了计算机科学与人工智能学科的相关知识，所以机械电子工程在产品设计时，会考虑更多的问题，设计思想会更加全面和完善。（3）机械电子工程生产出来的产品与传统机械工程不同，由于封装理论的运用，其生产出来的产品一般较小，结构清晰而简单。但每一个模块都由复杂的机械工艺制造而成，所以对设备的精度以及生产者的技术要求较高。1.2发展历程机械电子工程的发展大体上经历了手工加工、流水线生产以及集成生产三个阶段。手工加工阶段，在这一阶段，由于机械工具的制约，人们主要靠纯手工进行生产活动，工业化水平十分落后，人力成本也限制着整个行业的发展，同时这些不利条件也刺激了人们追求更有效率的机械生产的心情，为机械电子工程的出现埋下了伏笔。流水线生产阶段，这一阶段将人力极大地解放出来，通过流水线的运作，可以大规模地生产出标准统一的产品，但是随之而来的不足是，流水线生产模式相同，生产出来的产品差异性不大，不能提供个性化的产品。集成生产阶段，这一阶段运用了大量的机械电子工程的技术，由于制造工艺的提高，这一阶段除了能够大规模地生产产品之外，还能够实现产品的差异化，有效地提高了产品的质量。
2人工智能的相关概念及发展历程
2.1相关概念人工智能是信息科技高度发展的时代产物，它依托计算机网络技术的发展，融合了电子信息科学、生物学、神经行为学以及心理学等多门学科，也是一门跨专业度较大的新兴学科。较为官方的定义是，人工智能是指利用计算机技术以及生物学知识搭建的人工智能系统，实现对人类行为的模仿或者研究的科学。人工智能有两个十分明显的特点，一方面，由于这一学科的综合性，决定了其复杂性和专业性，需要依靠较为专业的技术才能保证其有良好的发展；另一方面，学科的专业性也决定了人工智能人才的专业性，专业知识过硬、对其余学科有包容性、目光较为长远的人，更适合从事与人工智能相关的工作。2.2发展历程人工智能虽然是一门新兴学科，出现的时间较晚，但由于其特点较为明显且迭代速度较快，人工智能发展到今天已经经历了五个阶段:第一阶段是人工智能的萌芽阶段。20世纪中期，这一领域的相关学者一起开展了关于机器模拟人工智能的研究，并形成了人工智能最初的模型，这一历史事件标志着人工智能的正式诞生。第二阶段被称为人工智能的“第一发展期”，这一时期研究的主要任务是机器语言的编译，这一工作为人工智能的大规模发展奠定了基础。第三阶段是人工智能发展的瓶颈期，虽然已有前两阶段的理论成果，但是人工智能是一个复杂的话题，学者发现通过前两个阶段的积累还不能给人工智能得到自动化发展，理论的实施还有很多困难。第四阶段是人工智能的“第二发展期”，此时通过对理论知识的仔细研究以及其他学科知识的灵活运用，人工智能已经可以用于商业并生产出具有商业价值的产品。第五阶段是人工智能的平稳发展阶段，这一阶段，人工智能虽然没有取得突破性进展，但一直在小步快跑，并形成分布式主体的新的发展模式。
3机械电子工程与人工智能的关系
随着各学科之间不断融合交互，机械电子工程作为一门跨专业的新兴学科，也受到了人工智能的影响，并得到良好发展，具体表现在以下两个方面：3.1人工智能改变了机械电子工程复杂的计算过程机械电子工程在设计到生产的过程中，要经历“建模-论证-生产”这三个阶段，前两个阶段要进行大量计算，过程比较繁琐。在人工智能出现之后，由于其与计算机科学之间的紧密联系，可以快速进行大量计算并得出精确结果，将其运用于机械电子工程，则会节省大量计算时间，提升效率。3.2人工智能可以排除机械电子工程生产过程中的诸多故障上文已经提到，机械电子工程的生产需要经过大量计算及论证，这一过程如果只靠人工进行，很容易造成计算错误导致建模失败，从而给整个生产过程带来不良影响。人工智能通过对信息的处理及整合，将信息分门别类地归纳和整理，会将计算的错误率大幅度降低，也就避免了后续环节错误和故障的生成。总的来说，机械电子工程与人工智能有着密不可分的联系，通过人工智能的运用，机械电子工程完善了自身的系统、提高了自身的生产效率；而人工智能也借助机械电子工程得到了更好的发展，引起更大的关注，两者在相辅相成的过程中都实现了良性发展。
参考文献
[1]张伟.浅析机械电子工程与人工智能的关系[J].山东工业技术.2016(21004):135.
[2]苏远锋.机械电子工程与人工智能关系的探讨[J].中国新技术新产品,2016(01):16.
关键词：机械技术；电子技术；机械电子技术；发展趋势
中图分类号：TH-39文章编号：1009-797X(2015)24-0079-02文献标识码：A
作者简介：王爱民（1966-），男，硕士学历，副教授，研究方向为机械工程
现代社会，产业的信息化已然成为大势所趋，尤其是在全球一体化不断深入的当前，国家科技与信息化的发展水平已经成为衡量一国实力的重要指标，因此加大现代科学技术研究成为各国争相开展的重要课题。我国的机械技术和电子技术起步并不晚，一直紧随国际主流，然而现代社会的多元化进步，决定了传统机械技术与电子技术的各自为战已难以满足现代化机械制造业的发展需要，科学技术发展的智能化需求也不断提高着对于传统技术的要求，机械电子技术因此整合而生。为了更好地适应社会当前对于机械制造技术的需求，加强对机械电子技术水平提升的科研工作势在必行。新时期，机械电子技术的发展为现代机械制造业提供了相当的优势，其现代化的发展趋势已经势不可挡。因此，进一步研究机械电子技术的现代化发展趋势有利于为该技术的发展引出更为明确的方向，具有积极的现实指导意义。
1机械电子技术概述
机械电子技术，始于机械技术和电子技术两个分支领域的整合。应现代化社会的发展需要，机械制造行业于近些年获得了显著发展，在该行业领域当中，一直是以电子技术为主导，实现着对机械功能、动力、信息化处理与操作控制等方面的管理。为了更好地服务于现代化的机械制造，对机械装置进行电子化的技术调整成为一个新的思路，加之与计算机软件的结合，成为了新的机械电子系统。并且，随着该整合技术应用范围的不断拓展，逐渐形成了一门自成体系的系统化学科[1]。机械电子技术发展至今，在各项新技术与计算机互联网的支撑作用下，正在不断填充着更多的新内容，现代研究中关于机械电子技术的严格定义未见统一，本文认为其可以做如下概括：即立足于电子技术，将其他分支技术包括机械技术、微电子技术、现代信息技术、智能化控制技术、计算机技术、传感器技术、网络技术、接口技术和信息转换技术等集成一体，根据切实的需求而实现对机械制造加工目标的定位，并于确保安全可靠的前提下提升整个工作效率的功能系统，便是机械电子系统，该技术则是机械电子技术。
2机械电子技术的发展现状
分析可知，国际中关于机械电子技术研究的最新阶段始于20世纪90年代末期，机械电子技术的突破式发展主要是依赖于光学、通信等技术，机械电子技术也生成了光机械电子与微电子机械等分支。我国关于机械电子技术的研究始于20世纪80年代，在当时国务院的带领下，机械电子技术开始逐渐受到了越来越多的重视，该专业也逐渐成为了独立学科深入到了各高校当中。随着时间的发展与现代诸多行业领域的切实需要，机械电子技术在21世纪之后便开始急速发展，无论是研究理论或者是技术实践，均取得了良好的成绩[2]。
3机械电子技术的现代化发展趋势
机械电子技术的发展，核心力量就在于现代科学技术水平的不断提升。作为一个全新的应用技术，机械电子技术于机械设备应用中的现实作用至关重要，且具有着无可替代的作用。同时，鉴于机械电子技术本身所具有的技术覆盖范围，对其他技术的依赖程度也就可想而知，发展趋势自然显而易见。
3.1智能化
现代科学技术的一个最大优势主要就在于提升各个行业领域工作效率的同时能够通过多种技术的整合实现智能化。机械电子技术的现代化发展，需要以智能化作为主要方向[3]。以当前广泛应用的CNC数控机床为例，其就能够通过智能化接口的联通在计算机技术的辅助下实现智能的人机对话功能，由此可以成为机械电子技术发展的有效助力。
3.2数字化
在计算机与互联网的作用下，数字化技术已经越来越多地应用到各个行业领域当中。在机械电子技术中，数字化技术的融合优势在于能够更好地保证软件应用的可靠性，并且具有着智能化的自我修复与诊断功能，可操作性强。在网络的驱动作用下，数字化技术也可实现机械电子技术的远程控制。
3.3网络化
监控技术成为了网络普及之后电子技术应用的一大突破，机械电子技术产品在监控技术当中更是一个必不可少的应用，主要是进行远程控制的终端设备。此技术的应用决定了现代技术的机电一体化融合，为现代人们带来了诸多的高科技成果。
3.4模块化
技术的普及，使机械电子产品越发多元化，不同的机械电子产品具有不同的单元模块，对于接口的需求也不尽相同[4]。除此之外，动力驱动单元的控制也是实现机电一体化技术的前提。因此，机械电子技术可以从此方面加大科研力度，以加快电子产品的更新频率。
3.5集成化
机械电子技术的生成，是多种技术相互整合与渗透的结果，在技术的复合与优化共同作用下，服务于现代制造业生产过程中对于产品的多品种、小批量的柔性需求，在对整个系统进行必要的分层之后，分散系统的各个不同功能，并在确保机械正常运转的前提下联系各个层次的系统，提升整个系统的功能与性能。
3.6信息化
随着信息产业和智能产业将成为社会的主导产业，机械电子技术、机械制造也将是由信息主导的，并采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理方式的全新的机械制造业。
4结论
综上所述，在当前的信息化时代，所有技术的进步都是一个更新换代的过程，技术体系需要进行不断的创新，才能满足现代社会发展的切实需求。机械电子技术的现代化发展，需要同机械设备相辅相成，唯有充分结合当今国际最为先进的各类技术，才能确保机械电子技术理论的不断充实，进而推动技术水平的不断提升。
参考文献：
[1]王烜钦．机械电子技术的发展现状及未来趋势分析[J]．电子技术与软件工程，2015（02）：122.
[2]闫梅，刘嘉文，张振．电子工程技术的现代化发展探究[J]．现代工业经济和信息化，2015（16）：115~117.
[3]赵雪，曹国庆．计算机与机械电子技术的融合发展思考[J]．电子世界，2014（10）：362~363．
机电一体化（，Mechanic”.Eletroiiics.Unified)-词在日本于7〇年代已简缩为一个英语复合词：.M.e.cJiatranis-''机械电子学，，章在把机械学和电子学结合择来，。从时代的现实来f，电子机梂学已经形成为-个独立的学科，正向着阜我完善的方向迅速发展。电子机_舞一个综合性很强的交叉_科，著名科学家钱三强曾指出可以预料，在某种意义上说，本世纪末到下个世纪初将是一个交叉科学的时代。”钱伟长教提也在他的文章“交叉学科与科学家的社会职责”中强调了交叉学科的形成和发展的重要意叉。日本于7〇年代初期就顺应了这一取宋潮流，、加之管理的科学化，，利用电于机械的这种复合技术，复合出各萃各样的电子机械产’品，并对传统的机械进.行技术改造，从而使电子机械的生产在其经济迅速发展中占着举足轻重的地位。.扒.电一体化技术对日本经济迅猛发展的作用引起国内各级领导的辑烈反应，-上至中央下至各企业领导同志都对机电一?体化技术产生了浓厚的兴趣。在工程技术界的不少专家及学者也渐对电子机械学科持肯定的态度。_但是，，社会上流行着对机电一体化的不完善的看法：
1.从现象上解释机电一体化，认为机电一体化只不过是将机械设备、电子设备及仪表构成的成套设备或罕统。
2.从产品应用技术的割析上理解机电一体化，认为机电一体化只不过是在_机械系统.中引入了电子技术，或者是辛电子设备电引入了精密机械抜术。
3从技术的综合应用上解释，机电一体化，认为机电一体化是在机抅主功能、信息处理功能等方面引进了啤子技术，并把机械装置、电子设备以及软技术有机结合枚成系统技术的总称，或者说成是机&、信息处理、接口和软件等麥分在电子技术支持下，用系统的观点进行综合而形成的新型系统。
以上三种看法，只能或多或少地戽映了电子机械学科的某些侧面，第三种看法可能来源于日本名古屋大学电子机械工程课、北'海道大学精密机械工程学课及电通大学的第二机械工程学课（实际上，西德的伍培尔大学及这累姆斯达特大学等工学院也设置了电子机械设计课程）。但是著名科学家镯学森曾提到过：国际上普遍采用的科学体系及结构的划分方法是任何一门学科都是其基础理论、技术、工程系统组成的完整体系。.因此本文将对此学科的体系作初步的探讨。
二、电子械工程及应用拄术
自1971年美国英特尔公司制造出第一台微型计算机以后，计算机进入了大规模集成电路和微机时代，其发展速度异常迅猛，目前全世界微机的年产量以百万台计，微处理芯片则以亿万片计，各式各样的专用微机芯片也不断涌现，以价廉、可靠、功儀完善、使用方便灵活等优势进入各个f域瘆透到各行各业。显然，具有“海棉#特%的机械工业则大量“吸取”，同时电子技术与机械技术，光其是与精密机槭的结合，又复合出质量髙、效益大的鬼子机械产品，例如日本控制世界市场的磁带录象机便是极为典型的实例。概括起来，由电子机械工程实现时机电一体化产品可分为以下几大部类：
'1.:由机械技束芨电宇技术有机地复合而成的台式机械产品。如录象机、收录机、计算机外部设备，办公机械'，信息处逝机械，直至各#高挡的电子玩具等。
2各种智餹机械、智能仪表、仿生机械智能机器人是电手机械中机电一体化技术体现本科交叉综合中最典型的电子机械产点。
3.用机电一体化技术改造的各种系统机械设备，如各种数控机械:设备直至柔性加工系统。
4.用机电一体化技术改进各电子工业用的自动化的工艺设备。
分柝上述机电一体化的设备和产品特征，可明显地看出，所谓的机电一体化技术是从硬件和软件双方把机械技术和电子技术完全融合起来的技术。如果不作这样的融合就会使其完全失掉功能（如第1、2部类）或者退化回到原有的功能水平极低的地位(如第3、4部类）。
尽管各种电子机械产品的功能各异，结构组成有别,?我们可以用以下框图示意（见图1)。一般由四大部分组成：
1.机械木体部分卩屯子机械的坫本机械结构，它要求体积小、重量轻、工艺性好。S前以钢铁为主的材料仰合成的非金属为主的材料发展，要求析械本体的静、动态刚性及热稳定性高，精密运动的机构及良好的表面加工质量。并要求结构上便于维修、保养及故障寻查等。电子机械的机械本体应是广义的，它可以包括光、磁或流体系统等组成的机械本体。
2.传感检测部分一一即电子机械的传感器官，以它检测传输外部环境的有关信患，传感器或由它复合而成的各种编码器是电子机械工程中的非f重要的逮成部分。因为它体现了机、电、光、磁、热、流体及其它各种技术的交叉和融合。
3.信息处理部分一-相当电子机械的大脑，即利用微机或专用的芯片去处理电子机械的信息。
4.接口部分一它解决电子机械与外部环境的接口内部信息接口及人机的接口问题，将传感器信息、控制指令以及各种编码、译码信息的转换及传输，人机的接口可以是机械的（几何的）或物理的（光、磁、能源等）。
电子机械的以上四个棊本组成部分是有机的组合，是不能分割而去掉任何部分的。这种不可分割的特性可用图2的包围层次表示。
例如机电一体的电子机械技术的结晶智丨龙机器人，用它的机械手来说明这一问题，机械手利用其视觉、触觉传感器与外部环境相联系，传感器的信息经接U变换及传输给微机处理，并将处理后的信息再经接丨:丨变换
成对执行器控制指令厂从而驱动手作期望的动作，以适应外部环境的需要。显然撤去图2包围层次的任一部分，均会使它丧失功
传统的机械工程，就其实质也是综合使用了各种技术，移植了各学科的基本理论和方法，而形成了今天以机械加工制造为主休的机械工作，并由此而派生出航空、船舶、机车等制造工程以及核工业的机械工程等等。形成目前状态的原因是工业生产水平的发展，在计算机已广泛渗透各行各业及步入信息社会的今天，/电子机械工程应运而生，也是历史的必然。
由于机械工程不应当停留于机械加工制/它重点应转栘到信息的加工和利用。它贬当移植信息技术、控制技术、系统技术、电子技术以及传统的m械技术，并将它们融为一体，因而电子机械工程系统的功能可用图3示意。
支持电子机械工程的技术主要有以个方面：
1.系统化技术--电子机械解决的问题不再是单一的参数或变量，不是对傳雇技术、控制技术及电子技术简单移植和择凑，而是将多种因素加以综合、协调和权衡，不是分割的孤立的解决系统的静态问题，而是要系统地解决其动态特性问题，它要求发展分析及综合机电一体化的方法及理论。
2.信肩处理技术一电子机械的各单
元之间、各伺服系统与传感器及执行器之间必须有相互匹配信号，其动作及工作质量又必须受到整个指挥中心和数据网络的控制，因而需要编码、译码及各种信号的处理技术。
3.软件技术即构成电子机械所需计算、判断、信号处理整套原理和规则的计算程序，构成一系列的程序库，.并能方便地补充删改，使电子机械具有灵活性和适应性。
4.传感技术--支持电子机械工程的重要环节，它解决电子机械对外部环境的适应能力，涉及的技术领域也极为广泛，应是研究电子机械和发展电子机械的关键问题。
三、电子机械学科结构问题
电子机械学科应具有自己的基础理论及分折与综合的基本方法，以此为指导，移植相应的应用技术去支持各种电子工程系统的发展。即电子机械学科应由基础理论、技术及工程系统组成一个有层次的体系，笔者提出了图4所示的层次结构。
电子机诫学科是门多重交叉复合的学科，电子机械学科基本理i；仑首先要解决建立电子机械系统统一模型的问题，即电子机械模型，笔者认为可以从两个角度来进行研究。
1.小数学的方法
把电子机械实际的物理系统的四个组成
部分用相应的学科理论建立的数学模型，再统一建立系统模型，利用数学子段建立一座“机”与“电”彼此相通的桥梁，互相渗透、互相加强。利用系统论的方法，建立全局与局部、局部与局部的有机联系。重点研究系统不同部分的联接的数学模型，不同的组成部分对整个系统的影响；研究复杂的电子机械系统的解耦理论，在电子机械模型中能够体现出不同组成部分的特征。
2.函信息方法
任何复杂的物理系统都可以看成信息系统，利用信息论的观点建立电子机械系统各个组成部分的有机联系的模型。
在建立了统一的电子机械系统模型的基础上，就要解决分折与综合的理论，用系统的方法处理多学科交叉融合中出现的问题。在国外有关处理电子机械系统的?一体化分析方法，存储工程系统的建模方法，各种系统动力学、键合图法、机械链（网络）法，计算机图形学等专著已大量出现，它们均可以用于机械系统及电、光、磁、热多种交叉系统。在目前的电子机械系统如机器人、计算机外设中，已经移植了系统论、信息论及控制论的基本理论去分析问题，应用电路理论、网络理论、系统实时仿真和信号处理理论分析电子机械系统，应用经典力学的拉格朗日方程于电子机械网络'的模拟等。
电子机械系统分析方法匕初步形成，而也子机械系统的综合和设计的方法还没形
成统一的模式，怎样根据电子机&系统的功能和性能指标要求.从电子机械模型出发，综合和设计最佳的系统以及系统的四大组成部分，是电子机械学科的主要目标，只有以此理论为指导，才能最佳地利用相应支柱技术设计出优良的电子机械工程产品。
笔者认为电子机械学科的基本理论和方法的雏型正在逐步形成，预计它将从以下儿个方面发展，求得自身的完善。
1.动态系统分析的发展方向
电子机械学要求分析研究机电一体化的多学科交叉系统，因而存在这种系统一体化建模方法，要求这种模型能够描述系统的动态特性，继而应当发展这类模型的分析方法，系统的综合方法，以及复杂的机电一体系统的解耦理论。
2.广义性及综合性的发展方向
电子机械学科的基本理论应向更广泛的处理机、光、电、磁、热交叉系统的宽度上发展。目前国外流行的一些“系统动力学”及“键图”专著便体现了这一方向。
3.信息处理功能的发展方向
在电子机械系统中，有相当一部分是信息处理机械，或者是信息处理系统的执行机构，因为应当重视信息理论的移植工作。
4.提高电子机械软件效能的发展方向
如何高效率地发挥电子机械系统所用微
机（单板机、单片机或专用芯片）作用是取决于电子机械软件研究工作的，例如开发或发展机器人H:j工作能力，软件的研究是促进电子机械智能化的有效手段。
四、结束语
本文讨论了电子机械学科体系的结构层次，希望能引起对此学科的层次及结构的深入研讨，以利于学科的发展。
关键词：控制理论 控制工程 机械电子工程
与自人类使用工具以来就有的机械工程相比，电子技术是二十世纪发展的新学科。机械工程与电子技术的结合始于上世纪。起初，二者结合是分离的“块与块”关系，或者是功能结构上的相互替代。随着计算机技术发展的推动，机械系统和电子系统通过信息有机地联系起来，形成了真正的机械电子工程。人工智能技术的发展与渗透，使得机械电子在传统的机械系统能量连接、功能连接的基础上，更加强调了信息连接和驱动，并逐步使机械电子系统向具有一定智能的方向发展。
机械电子专业可细分为机械电子系统（传动和模拟技术，机器和设备，机械人技术及其运动系统，传感和执行元件技术，测量技术和图像处理等），微型，超微型机械（微系统技术，微型和精密仪器的功能组，微系统的测量技术等）和生物机械（机器人技术，生物系统，仿生执行技术，控制和设计，控制系统等）。
一、 控制工程学简介
控制工程（control engineering）是处理自动控制系统各种工程实现问题的综合性工程技术。控制工程是以工程控制论为理论基础，综合应用了信息理论和计算机理论的相关概念。控制工程不局限于任何一个工程学科，在机械工程、采矿工程、管理工程、航空工程、电气工程、生物工程、土木工程等工程学科中都有同样而广泛的应用。在实际应用中，控制工程还融合了自动控制技术、电子技术、计算机技术等多个学科的相关知识。其应用的控制理论主要有两种：“古典控制理论”，“现代控制理论”。“古典控制理论”的内容主要是以传递函数为基础，主要研究单输入和单输出线性定常时不变这类控制系统的分析和设计问题。而“现代控制理论”是在“古典控制理论”的基础上，以状态空间方程为基础，研究多输入、多输出、变参数、非线性等控制系统的分析和设计问题。随着机械工业的迅速发展，智能机器人、轧机系统、先进加工控制系统不断涌现，与控制工程的结合愈来愈广泛而密切。
二、机械电子工程
早期的机械工业以手工加工为主，生产力低，但适应性强；三十年代开始集中在标准件和流水线，适合于大批量生产，但缺乏灵活性；现代生产一般要求转产周期短、生产灵活性强、产品质量高，因此常采用以机械电子系统为主要构成的FMS可以达到上述要求。与传统的机械工业相比，机械电子工程有着鲜明的特点：就设计而言，机械电子工程并不是一门有严格界线并且独立的工程学科，而是在设计过程中一个综合思想的实践。设计中，根据系统结构配置和目标，机械电子工程把它的核心部分（机械工程、电子工程、汁算机技术）与其它领域的技术，如：制造技术、管理技术和生产加工实践等有机地结合在一起，采用一种基于信息的自顶向下的模块化策略，完成设计就系统（产品）而言，机械电子系统（产品）结构简单，元件和运动部件少（如电子表），它用小巧的电子系统取代“傻、大、笨、粗”的机械系统，减小了系统的体积，提高了性能，但是系统的复杂性却大大增加了。
机械电子学要求机械与电子技术的规划应用和有效结合，以构成一个最优的产品或系统。现代的机械电子系统除了“块与块”之间的动力联系之外，还有信息之间的相互联系，并由具有数值运算和逻辑推理能力的计算机来对机械电子系统的所有信息进行智能处理，人们已经认识到生产改革的未来属于那些懂得怎样去优化机械和电子系统之间联系的人；尤其是在先进生产和制造系统的应用中，对优化的需求将会变得更为迫切；在这些系统中，人工智能、专家系统、智能机器人以及先进的工艺制造系统将构成未来工厂的下一代工具。
三、 控制理论在机电系统中的应用
伺服系统（servosystem）是将指令信号精确、快速的转换为相应的物理实现。例如，飞机和船舶的舵角操纵由于所需的力很大，不可能由人力直接操纵，需要伺服系统来完成，伺服系统的作用就是使舵面的转角精确地跟随驾驶员的操纵动作。当使用自动驾驶方式时，伺服系统要使舵面转角精确实现自动驾驶仪输入的指令。
工业机器人的一个关节，就用到了伺服系统。它的受控过程是机器人的关节运动。采用微处理机作为控制器。关节轴的实际位置由旋转变压器测量，转换为电的数字信号后，反馈给控制器。微处理机经过控制算法后，输出控制指令，再经过数模转换和伺服功率放大，提供给关节上的伺服电机。伺服电动机根据控制指令驱动关节轴转动，直至机器人运动达到输入参考信号设定的位置为止。
伺服系统是机电控制系统中典型的一个重要部分，其应用的主要就是控制理论来实现机械与电子的相互结合。
四、结语
随着科技的进步，机电技术的发展必然走向电子化，智能化，这是时代进步的需求，这也是科学技术发展的必然结果，尤其是电子信息时代的来临，我国机电人员将电子信息技术充分地与机电技术相整合，同时应用控制理论将这个机电系统设计好，使它具有足够的稳定性，准确性，快速性。控制工程理论的应用与发展促进了工业生产使机械自动化的方向更精准的方向进行，同时也间接地促进了我国经济的发展。
总之，控制工程在机械电子专业中具有重要的地位，它是保证机电一体化设计中控制装置的理论基础，此外在诸多科学技术领域中也有着重要应用价值。
参考文献：
