摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展，機電一體化系統(tǒng)得到了極大的完善，在現(xiàn)代化機電產(chǎn)品中，功能越來越全面，智能化程度也越來越高。隨著自動化技術(shù)、智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代機電產(chǎn)品逐漸體現(xiàn)出了智能化、自動化、集成化等優(yōu)勢，在應(yīng)用過程中，對于人類的依賴越來越少。由于一些機電產(chǎn)品工作環(huán)境較為特殊，因而在發(fā)生故障時，無法由人類進行維修。因此，通過對機電一體化系統(tǒng)聯(lián)合仿真技術(shù)的應(yīng)用，對于現(xiàn)代機電產(chǎn)品的發(fā)展和應(yīng)用，都有著較大的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：機電一體化系統(tǒng)；聯(lián)合仿真技術(shù)；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.161

0 前言

在當(dāng)前社會中，機電一體化是一項十分重要的技術(shù)，在各個領(lǐng)域當(dāng)中都得到了十分廣泛的應(yīng)用，尤其是在一些細微加工當(dāng)中，機電一體化系統(tǒng)更是發(fā)揮出了重要的作用。而在機電一體化系統(tǒng)當(dāng)中，對聯(lián)合仿真技術(shù)進行應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的建模設(shè)計，從而提升機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展水平。隨著該領(lǐng)域當(dāng)中相關(guān)研究的不斷深入，聯(lián)合仿真技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)當(dāng)中將會得到更為良好的應(yīng)用，從而更好的提升機電一體化系統(tǒng)水平。

1 機電一體化的主要特點

在機電一體化系統(tǒng)當(dāng)中，具有自動化、智能化等優(yōu)點，通過對多種電子技術(shù)的應(yīng)用，使得系統(tǒng)具備了更好的信息控制和處理功能。通過融合電子軟件和機械裝置，能夠穩(wěn)定的運行系統(tǒng)，再配備知識豐富、技能扎實的專業(yè)技術(shù)人員進行操作，能夠有效的提升工作效率，同時也推動了機電一體化系統(tǒng)的更高發(fā)展。不過，在機電一體化系統(tǒng)的運行但中，難免會發(fā)生一些難以預(yù)料和提前防控的故障問題。其中很多故障都會產(chǎn)生一個漸進的過程，經(jīng)過有效的修復(fù)和處理，才能夠確保系統(tǒng)的良好運行[1]。而由于一些原因的限制，很多故障都無法依靠人工檢修來完成。基于此，產(chǎn)生了聯(lián)合仿真技術(shù)，將其應(yīng)用在機電一體化系統(tǒng)當(dāng)中，能夠?qū)ο到y(tǒng)中存在的問題和故障進行自動監(jiān)測。對仿真技術(shù)和容錯技術(shù)進行應(yīng)用，能夠?qū)Ξa(chǎn)品性能進行提升，同時使產(chǎn)品具有更為良好的可靠性。機電一體化系統(tǒng)在應(yīng)用聯(lián)合仿真技術(shù)之后，其故障率大大降低，使用壽命也有所延長。

2 仿生硬件容錯研究現(xiàn)狀

在機電一體化系統(tǒng)當(dāng)中，具有很多方面的復(fù)雜功能，而通過對仿生硬件容錯技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)﹄娐废到y(tǒng)的情況進行檢測，基于過去的硬件容錯技術(shù)，對仿生理念加以運用，從而動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，自動的發(fā)展和修復(fù)系統(tǒng)中存在的問題。通過優(yōu)化和改進傳統(tǒng)的容錯技術(shù)，機電一體化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的自我修復(fù)。在機電一體化系統(tǒng)中，對于仿生學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，主要是受到了自然界的啟發(fā)，融合硬件設(shè)計、自然計算等技術(shù)，能夠得到仿生硬件，隨著聯(lián)合仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，其在機電一體化系統(tǒng)中也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。根據(jù)外部環(huán)境的概念，仿生硬件能夠隨之調(diào)整自身結(jié)構(gòu)，從而對外界環(huán)境進行更好的適應(yīng)，發(fā)揮出良好的自我修復(fù)功能。在仿生硬件容錯的應(yīng)用當(dāng)中，通過對進化的放生特性的應(yīng)用，發(fā)揮出了傳統(tǒng)機電一體化系統(tǒng)無法發(fā)揮的作用，因而取得了十分良好的應(yīng)用效果。

3 仿生硬件容錯技術(shù)的發(fā)展思路

3.1 胚胎型仿生硬件實現(xiàn)容錯的措施

在仿生硬件當(dāng)中，胚胎型仿生硬件是最主要的類型之一，其中包含了線軌、開關(guān)陣、胚胎細胞等部分。根據(jù)連線控制信號，由開關(guān)陣對開關(guān)的閉合與線軌中線段的使用進行控制。在胚胎細胞當(dāng)中，主要包括存儲器、I/O換向塊、直線連接、控制模塊、可編程連線、功能單元、坐標(biāo)發(fā)生器等部分。在實際應(yīng)用中，配置數(shù)據(jù)位串保存在存儲器當(dāng)中，結(jié)合坐標(biāo)發(fā)生器的計算結(jié)果，以及細胞狀態(tài)，在配置位串中提取一段經(jīng)譯碼后，再配置相應(yīng)的功能單元和細胞換向塊。根據(jù)細胞最近兩側(cè)的鄰居細胞坐標(biāo)，發(fā)生器對其坐標(biāo)進行分配[2]。I/O換向塊能夠提供控制信號，滿足細胞功能單元的可編程連線需要。功能單元對n輸入的布爾函數(shù)加以實現(xiàn)，對細胞的相應(yīng)功能加以實現(xiàn)。功能單元間，通過直接連線實現(xiàn)通信，開關(guān)陣通過可編程連線對控制信號進行傳遞。

3.2 胚胎型仿生硬件的容錯體系結(jié)構(gòu)和容錯原理

在機電一體化系統(tǒng)當(dāng)中，利用聯(lián)合仿真技術(shù)對故障細胞進行容錯，可以采取行列取消或細胞取消的方式，對有錯的單元位置進行記錄，重新進行布線，從而用備用單元進行替換。在行列取消中，將出現(xiàn)差錯的細胞整個行列中的細胞全部取消，然后由其相鄰行列的細胞替代。也就是說，如果一個細胞出錯，其所在的行列將移動到備用行，繼續(xù)完成相應(yīng)的工作[3]。在細胞取消當(dāng)中，對故障細胞用備用細胞進行替代，如果某一行出錯的細胞數(shù)量超過了備用細胞數(shù)量，將會整行取消細胞，然后利用備用行對相應(yīng)的功能進行發(fā)揮。在胚胎型仿生硬件容錯當(dāng)中，錯誤檢測具有重要的基礎(chǔ)性作用。在硬件容錯當(dāng)中，通常采用的冗余容錯方式主要是通過三模冗余和多數(shù)表決器電路來實現(xiàn)相應(yīng)的細胞功能單元。

4 結(jié)論

在當(dāng)前的社會當(dāng)中，隨著機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，在電子工程發(fā)展的過程當(dāng)中，通過對智能化控制手段、信息技術(shù)等技術(shù)的應(yīng)用，形成良好的機電一體化系統(tǒng)。而在機電一體化系統(tǒng)的實際應(yīng)用當(dāng)中，聯(lián)合仿真技術(shù)是一項十分重要的技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用，能夠解決機電一體化系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的很多問題，通過有效的仿生硬件容錯，更好的確保機電一體化系統(tǒng)的良好應(yīng)用。

參考文獻：

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作者簡介：余夢含（1993-），男，本科，研究方向：機電一體化。