机电一体化(Mechatronics)系统指的是一个用电机来驱动机械部件，来完成某种特定任务的设备。例如机床、工业机器人、各种重型机械等等。
机电一体化设计是一个典型的多物理域集成的学科：电机设计和驱动属于电力电子学科；机械部件和液压系统的设计属于机械学科；而要准确地控制这些电机、机械和液压设备去完成任务，则需要控制学科。这些控制模块通常运行在MCU（微控制器）中。为了有序地控制协调各种部件进行工作，除了闭环控制本身之外，还需要在微处理器中运行复杂的软件程序。这属于软件学科。
Simulink作为一个基于模型设计的平台，结合Simscape物理建模软件，从而为机电一体化系统设计提供了便利。用一个Drawworks(石油钻井绞车)的例子，来阐述如何在基于模型设计的基础上，进行机电一体化开发。上图中钻井绞车系统为一个Simulink仿真模型，由物理模型、控制部分和操作界面组成。物理模型由钻井绞车的框架和滑轮、传动滚筒和液压制动器和异步电机组成，他们分别属于机械、液压和电气系统。
机电一体化技术在我们身边无处不在，工厂广泛应用的数控机床、工业机械手、智能生产线，关系民生的汽车、高铁、智能家居，都是机电一体化技术的应用展示。正是各种各样的机电一体化设备，才使我们的生活产生了翻天覆地的变化，“机电一体化”也成为现代工业生产的代名词，而包头机电工业职业学校的机电一体化教研室每年为企业输送大量优秀专业人员。
机电一体化教研室是包头机电工业职业学校班级最多、办学实力最强的主干专业教研室之一。该教研室拥有一支具备先进职教理念、专业技术能力强的优秀教学团队，现有专业教师26人，其中包头市学科带头人2人，国家级骨干教师15人，双师型教师23人，学生名，专业实训室22个。教研室采用教、学、做一体化人才培养模式，以“赏识教育，感恩教育，激发潜能，人人成才”为教育理念，培养具有一定专业知识和专业技能的专业技术人才。
MathWorks提出的基于模型的设计（MBD）就是这样的理念：在系统设计的早期就进行多域系统仿真和确认；持续进行设计的验证和优化；最终生成高质量的代码。
机电部件上图为一个供选型用的系统模型。系统工程师通过选用滑轮的个数（5、7、9）来确定所需异步电机参数的峰值。在这种系统模型中，电机模型并不需要非常详细的模型，可以用电机的数学方程来代替，而电机的控制只是简单的速度控制。换句话说说，只需要将电机转速和输出扭矩、功率的数学方程式表达出来即可。这个方法也叫第一准则（firstprinciple）。
第一准则控制对象第一准则比较适用于比较简单的被控对象，例如低自由度的机械系统、简单的直流电机等等。如果机械系统过于复杂，电力电子线路过于复杂，则推导这些方程则没那么容易。这时候可以用Simuink中的Simscape物理建模方法--用“搭积木”的方法来搭建物理模型。下图的滑轮模型就是用Simscape搭建而成。利用模型变体管理功能，可以很快地进行滑轮数分别为5、7、9的情况下，所需要的电机参数峰值。
通过快速的网络搜索，您就能了解机电一体化是机械、电气和控制工程的混合体，而且由于显而易见的原因常用于机器人和工业工程。这是学术上的定义，但对于人们来说，可能有点不同；它是获得和运用完成工作所需的技能的过程。我们不需要太仔细地分析典型的机电一体化项目，就能发现它可能包含所有这三个元素。在这种情况下，机电一体化的重点在于应用，无论是机器人还是完全不同的东西。
电机本体设计分析过程：
（1）基于电机性能指标，首先进行电磁性能的分析，获得电磁驱动力/力矩特性、以及电机热生成参数（即：电机定转子等各个部件上的热耗）；
（2）基于电磁分析获得的热耗进行流体动力学及散热性能分析，获得电机详细的温度场分布，以及速度场和压力场参数；
（3）基于电磁分析的力/力矩特性、流体热分析的温度场特性，进行结构强度、热应力、变形分析。
（4）如果上述设计分析每一步均能满足设计指标要求，则进而进行振动、噪声、疲劳寿命分析；如果上述设计分析过程有一步未满足要求，则需要回归模型，重新改进，并按此分析流程循环。直至满足所有技术指标为止。
（5）更为重要的是：上述电机本体的设计过程中，电磁、热、流体、结构、振动、噪声等性能设计及分析不是简单的叠加或单一的串联；而是相互交织，互相耦合关联的过程。
控制部分设计
1.闭环控制设计
2.上层逻辑状态机设计
◆◆◆◆代码生成在模型得到完备的测试之后，我们可以生成代码了！很多的重型机械和工业领域，PLC由于其可靠性高，抗干扰能力强，再加上配套齐全和完善的功能，依然占据大量的市场。Simulink的模型既可以生成嵌入式C代码，也可以生成符合IEC-3:的结构文本(StructuredText)或者梯形图(LadderDiagram)。Simulink产生的PLC代码运行在成千上万的工业设备上，所支持的PLC覆盖世界上主流厂商。END策划：宣传部网宣部编辑：曹诺监制：*俊杰徐敏轩预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇