機電控制技術是解決機電系統中控制問題的一門技術，是機電系統工程或機電一體化技術下面的一門支撐技術，在機電一體化技術中占有非常重要的地位。
機電控制技術的具體體現就是機電控制系統，機電控制系統是機電一體化產品或系統的極其重要的組成部分。
1．機電控制技術的基本內容及其發展
機電控制技術的任務就是實施對機電系統的控制。而現代機電系統基本上都是由電動機或電控裝置提供動力，電動機和電控裝置是現代機電系統的最主要的驅動元件或裝置。除了我們最常見的電動機之外，常用的驅動元件或裝置還有液壓元件、氣動元件、電磁鐵等。與電動機相比較，對這些元件或裝置的控制要相對簡單一些，對電動機的控制具有很大的靈活性，當然控制的難易程度也有相當大的差別。正因為如此，對電機的控制是機電控制技術的核心內容。
機電控制技術根據不同的控制對象，不同的控制手段，或者不同的控制目標，具有不同的內涵。從控制目標上來分，機電控制技術可以分為邏輯控制和運動控制。
1）邏輯控制
機電控制的起源是從簡單開關控制開始的，當初是通過手動開關直接控制電機的啟、停，這樣的控制方式稱為手動開關控制。后來出現了自動控制器件，如繼電器、接觸器等，于是就可以實現自動開關控制。自動控制不僅能減輕操作人員的勞動強度、提高工作機械的生產率和產品質量，而且可以實現手動控制難以完成的諸如遠距離集中控制等。
然而，簡單開關控制不能滿足許多機電系統的復雜控制功能要求，往往需要把一些或許多簡單開關控制電路結合起來，以達到實現復雜控制的功能要求。這種把簡單開關控制電路按照一定的方式或次序組合起來，以實現某控制作用的方式稱為邏輯控制。
邏輯控制是以邏輯代數為理論基礎的一種控制思想，它遵循一定的規律，可 以有各種實現形式。按照次序實現的邏輯控制稱為順序邏輯控制，在實際應用中有兩種典型的形式，一種是以時間為控制條件的時間順序邏輯控制，另一種是以行程為控制條件的行程順序邏輯控制。控制過程很有條理性。
值得注意的是，由于邏輯控制可以解決人們生產、生活中的許多控制問題，市場價值巨大。世界上許多大公司投入相當大的精力和財力，開發并推出了邏輯控制產品——可編程邏輯控制器(PI。c)，得到了普遍的推廣應用。當然今天的PLc已遠遠超出了邏輯控制的范圍，在本書第7章中將專門對其作詳細介紹。
2）運動控制
電動機作為機電系統中的最主要的動力源和執行部件，對其實行開關式的控制是最基本的控制形式，也是******的控制形式。許多機電系統對電機的運行速度提出控制的要求，有的系統需要精確控制電機旋轉的角度位置，雖然在實際應用中更多的是直線位置控制的實例，但其一般都是從電機的旋轉運動通過機構轉換而來，所以其實質還是電機旋轉的角度位置控制。于是就出現了速度控制系統、位置控制系統，它們的目的都是對機電系統的機械運動實施控制。所以，運動控制就是以電機及其傳動機構為控制對象，通過控制器和驅動裝置，對機電系統的速度、加速度(轉矩)、位置等運動量進行控制，以滿足功能和性能的要求。
因此，運動控制技術是機電控制技術又一核心內容。
隨著生產技術的發展，對電氣傳動在啟制動、正反轉以及調速精度、調速范圍、靜態特性、動態響應等方面都提出了更高要求，這就要求大量使用調速系統。由于直流電機的調速性能和轉矩控制性能好，20世紀30年代起就開始使用直流調速系統。它的發展過程是這樣的：由最早的旋轉變流機組控制發展為放大機、磁放大器控制；再進一步，用靜止的晶閘管變流裝置和模擬控制器實現直流調速；再后來用可控整流和大功率晶體管組成的PwM控制電路實現數字化的直流調速．使系統的快速性、可靠性、經濟性不斷提高。調速性能的不斷提高使直流調速系統應用非常廣泛。然而，由于直流電機具有電刷和換向器，制造工藝復雜且成本高-維護麻煩，使用環境受到限制等缺點，并且很難向高轉速、高電壓、太容量發展，因而逐漸顯示出直流調速的弱點。
早就普遍應用于恒速運行場合的交流電機可以彌補直流電機的不足，加之世界范圍的能源短缺，人們又開始了新一輪的交流調速的研究。僅對占傳動總量三分之一強的風機、水泵設備而言，如果改恒速為調速的話，就可節電30％左右。
近三四十年來．隨著電力電子技術、微電子技術、現代控制理論的發展，為交流調速產品的開發創造了有利的條件，使交流調速逐漸具備了寬調速范圍、高穩速精度、快速動態響應和四象限運行等良好的技術性能，并實現了產品的系列化，從調速性能上完全可與直流調速系統相媲美。目前交流調速系統已占據主導 地位。
當今社會，運動控制系統的應用已相當普及，不論是民用還是軍用。在工廠、農村以及大多數家庭中，到處可以看到以電動機為動力的各種生產機械或家用電器。例如，軋鋼廠的連軋機，加工車間的切削機床，造紙廠的紙機，紡織廠的紡織機，化工廠的攪拌機和離心機，貨場的起重機和傳送帶，礦山的卷揚機，田間的抽水泵，家庭中的冰箱、空調、洗衣機以及電腦等。運動控制的發展趨勢有以下三點：
(1)高頻化。在功率驅動裝置中，低頻的半控器件——晶閘管在中小功率范圍將被高頻的全控器件——大功率晶體管或IGBT所代替，這樣既可以提高系統性能，又可以改善電網的功率因數。
(2)交流化。由于交流電機本身的優勢，交流調速取代直流調速已成為一種不可逆轉的趨勢。隨著交流調速系統成本的逐步降低，不僅現有的直流調速系統將被交流調速系統取代．而且，大量的原來恒速運行的交流傳動系統將改為交流調速系統，原來直流調速所不能達到的高轉速、大功率領域，也將采用交流調速系統。
(3)網絡化。微處理器的發展，使數字控制器簡單而又靈活，同時為聯網提供了可能。隨著系統規模的擴大和系統復雜性的提高，單機的控制系統越來越少，取而代之的是大規模的多機協同工作的高度自動化的復雜系統，這就需要計算機網絡的支持，傳動設備及控制作為一個節點連到現場總線或工業控制網上，實現集中的或分散的生產過程實時監控。
另外，借助于數字和網絡技術，智能控制已經深入到運動控制系統的各個方面，如模糊控制、神經網絡控制、解耦控制等，各種觀測器和辨識技術應用于運動控制系統中，大大地改善了控制系統的性能，為運動控制系統走向復雜的多層網絡控制提供了可能。運動控制系統正在由簡單的單機控制系統走向多機多種控制過程協調的系統集成階段。
隨著相關技術的發展，機電控制技術將向著智能化、網絡化、一體化方向發展。典型的系統如數控加工中心、數控機床、工業機器人、物料自動傳輸與識別系統等，以及以這些系統為基礎而組成的更大更復雜的系統如柔性制造系統、計算機集成制造系統等現代制造系統。
2. 機電控制系統的基本組成結構與工作原理
機電控制系統是機電控制技術的具體表現形式，通過控制器并合理選擇或設計放大元件、執行元件、檢測元件與轉換元件、導向與支承元件和傳動機構等．使機電裝備達到所要求的性能和功能。機電控制系統是機電一體化產品及系統中承擔著控制對象輸出，并按照指令規定的規律變化的功能單元，是機電一體化產 品及系統的重要組成部分。機電控制系統是一種自動控制系統。
機電控制系統一般由指令元件，比較、綜合與放大元件，轉換與功率放大元件，執行元件，工作機構，檢測與轉換元件等6部分組成，如圖1．4所示。為了研究問題方便，通常又把指令元件和比較、綜合與放大元件合稱為控制器(控制元件)；將轉換與功率放大元件和執行元件合稱為機電動力機構；機電動力機構和工作機構合稱為被控對象。對于控制精度要求不高且執行元件的輸出能夠按其給定規律運動時，可以采用開環控制。此時檢測與轉換元件也可以沒有；但為了顯示與檢測，系統中仍應裝有檢測與轉換元件。
機電控制系統的工作原理是：由指令元件發出指令，通過比較、綜合與放大元件將此信號與輸出反饋信號比較，再將差值進行處理和放大、控制及轉換，將此處理后的信號加到功率放大元件并作為執行元件的輸入信號，使得執行元件按指令的要求運動；而執行元件往往和機電裝備的工作機構連接，從而使機電裝備的被控量(如位移、速度、力／轉矩等)符合要求的規律。
機電伺服控制系統是指系統的輸出為機械量，且輸出跟隨指令運動的機電控制系統。隨著計算機(特別是微處理器)的普及和性能價格比的提高，機電控制系統的指令產生、信號比較與綜合等功能可以交由計算機完成。采用計算機控制的機電系統，由于計算機的強大數據處理功能、良好的重復性、方便的編程和人機接口，因此可以使機電系統的靈活性和自動化程度大大提高。
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