机器系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电 能为主。除了要求可靠性好以外，机电一体化产品还要求动力源的效率高，即用尽可能小的 动力输入获得尽可能大的功率输出。 机电一体化产品的五个基本组成要素之间并非彼此无关或简单拼凑、叠加在一起，工作 中它们各司其职，互相补充、互相协调，共同完成所规定的功能，即在机械本体的支持下， 由传感器检测产品的运行状态及环境变化，将信息反馈给电子控制单元，电子控制单元对各 种信息进行处理，并按要求控制执行器的运动，执行器的能源则由动力部分提供。在结构上， 各组成要素通过各种接口及相关软件有机地结合在一起，构成一个内部合理匹配、外部效能 最佳的完整产品。 例如，我们日常使用的全自动照相机就是典型的机电一体化产品，其内部装有测光测 距传感器，测得的信号由微处理器进行处理，根据信息处理结果控制微型电动机，由微型电 动机驱动快门、变焦及卷片倒片机构，从测光、测距、调光、调焦、曝光到卷片、倒片、闪 光及其它附件的控制都实现了自动化。 又如，汽车上广泛应用的发动机燃油喷射控制系统也是典型的机电一体化系统。分布 在发动机上的空气流量计、水温传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、进气歧管绝 对压力传感器、燥燃传感器、氧传感器等连续不断地检测发动机的工作状况和燃油在燃烧室 的燃烧情况，并将信号传给电子控制装置ECU,ECU首先根据进气歧管绝对压力传感器或 空气流量计的进气量信号及发动机转速信号，计算基本喷油时间，然后再根据发动机的水温、 节气门开度等工作参数信号对其进行修正，确定当前工况下的最佳喷油持续时间，从而控制 发动机的空燃比。此外，根据发动机的要求，ECU还具有控制发动机的点火时间、怠速转 速、废气再循环率、故障自诊断等功能。 第四节机电一体化共性关键技术 如前所述，机电一体化是在传统技术的基础上由多种技术学科相互交叉、渗透而形成的 一门综合性边缘性技术学科，所涉及的技术领域非常广泛。要深入进行机电一体化研究及产 品开发，就必须了解并掌握这些技术。概括起来，机电一体化共性关键技术主要有：检测传 感技术、信息处理技术、控制技术、伺服驱动技术、机械技术和系统总体技术。 一、检测传感技术 检测与传感技术指与传感器及其信号检测装置相关的技术。在机电一体化产品中，传感 器就像人体的感觉器官一样，将各种内、外部信息通过相应的信号检测装置感知并反馈给控 制及信息处理装置。因此检测与传感是实现自动控制的关键环节。机电一体化要求传感器能 快速、精确地获取信息并经受各种严酷环境的考验。但是由于目前检测与传感技术还不能 机电一体化的发展相适应，使得不少机电一体化产品不能达到满意的效果或无法实现设计。 151-5 机器系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电 能为主。除了要求可靠性好以外，机电一体化产品还要求动力源的效率高，即用尽可能小的 动力输入获得尽可能大的功率输出。 机电一体化产品的五个基本组成要素之间并非彼此无关或简单拼凑、叠加在一起，工作 中它们各司其职，互相补充、互相协调，共同完成所规定的功能，即在机械本体的支持下， 由传感器检测产品的运行状态及环境变化，将信息反馈给电子控制单元，电子控制单元对各 种信息进行处理，并按要求控制执行器的运动，执行器的能源则由动力部分提供。在结构上， 各组成要素通过各种接口及相关软件有机地结合在一起，构成一个内部合理匹配、外部效能 最佳的完整产品。 例如，我们日常使用的全自动照相机就是典型的机电一体化产品，其内部装有测光测 距传感器，测得的信号由微处理器进行处理，根据信息处理结果控制微型电动机，由微型电 动机驱动快门、变焦及卷片倒片机构，从测光、测距、调光、调焦、曝光到卷片、倒片、闪 光及其它附件的控制都实现了自动化。 又如，汽车上广泛应用的发动机燃油喷射控制系统也是典型的机电一体化系统。分布 在发动机上的空气流量计、水温传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、进气歧管绝 对压力传感器、爆燃传感器、氧传感器等连续不断地检测发动机的工作状况和燃油在燃烧室 的燃烧情况，并将信号传给电子控制装置 ECU，ECU 首先根据进气歧管绝对压力传感器或 空气流量计的进气量信号及发动机转速信号，计算基本喷油时间，然后再根据发动机的水温、 节气门开度等工作参数信号对其进行修正，确定当前工况下的最佳喷油持续时间，从而控制 发动机的空燃比。此外，根据发动机的要求，ECU 还具有控制发动机的点火时间、怠速转 速、废气再循环率、故障自诊断等功能。 第四节 机电一体化共性关键技术 如前所述，机电一体化是在传统技术的基础上由多种技术学科相互交叉、渗透而形成的 一门综合性边缘性技术学科，所涉及的技术领域非常广泛。要深入进行机电一体化研究及产 品开发，就必须了解并掌握这些技术。概括起来，机电一体化共性关键技术主要有：检测传 感技术、信息处理技术、控制技术、伺服驱动技术、机械技术和系统总体技术。 一、检测传感技术 检测与传感技术指与传感器及其信号检测装置相关的技术。在机电一体化产品中，传感 器就像人体的感觉器官一样，将各种内、外部信息通过相应的信号检测装置感知并反馈给控 制及信息处理装置。因此检测与传感是实现自动控制的关键环节。机电一体化要求传感器能 快速、精确地获取信息并经受各种严酷环境的考验。但是由于目前检测与传感技术还不能与 机电一体化的发展相适应，使得不少机电一体化产品不能达到满意的效果或无法实现设计