一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分。我們將這些部分歸納為：結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、智能組成要素；這些組成要素內(nèi)部及其之間，形成通過接口耦合來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換等有機(jī)融合的一個(gè)完整系統(tǒng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成要素及功能如圖1所示。

    1、機(jī)械本體

    機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械本體包括：機(jī)身、框架、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)械連接等，是系統(tǒng)所有功能元素的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品技術(shù)性能、水平和功能的提高，機(jī)械本體要在機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效率、多功能、高可靠性和節(jié)能、小型、輕量、美觀等要求。

    2、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)

    動(dòng)力部分包括電源、氣源、液源等，它可以按照系統(tǒng)控制的要求，為系統(tǒng)提供所需的能量和動(dòng)力，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出，是機(jī)電一體化產(chǎn)品的顯著特征之一。

    驅(qū)動(dòng)部分是在控制信息作用下提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)一方面要求驅(qū)動(dòng)的高效率和快速響應(yīng)特性，同時(shí)要求對(duì)水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性。由于電力電子技術(shù)的高度發(fā)展，高性能的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、直流伺服和交流伺服驅(qū)動(dòng)方式大量應(yīng)用于機(jī)電一體系統(tǒng)。

    3、傳感測試部分

    包括給類傳感器和變送器等，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，變成可識(shí)別信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。其功能一般由專門的傳感器及轉(zhuǎn)換電路完成。

    4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

    執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件，一般采用機(jī)械、電磁、電液等執(zhí)行元件，如電磁離合器、電機(jī)，液壓缸等。根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動(dòng)作。根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的匹配性要求，需要考慮改善系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能，如提高剛性、減小重量和適當(dāng)?shù)淖枘幔瑧?yīng)盡量考慮組件化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，提高系統(tǒng)整體可靠性等。

    5、控制及信息單元

    一般包括給類微型計(jì)算機(jī)、可編程控制器（PLC）、數(shù)控裝置以及邏輯電路、A/D與D/A轉(zhuǎn)換、I/O（輸入輸出）接口和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備等，是機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心。主要負(fù)責(zé)將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、儲(chǔ)存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行。機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)控制和信息處理單元的基本要求是：提高信息處理速度，提高可靠性，增強(qiáng)抗干擾能力以及完善系統(tǒng)自診斷功能，實(shí)現(xiàn)信息處理智能化。

    以上這五部分我們通常稱為機(jī)電一體化的五大組成要素。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的這些單元和它們各自內(nèi)部各環(huán)節(jié)之間都遵循接口耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換的原則；我們稱它們?yōu)樗拇笤瓌t。

    6、接口耦合、能量轉(zhuǎn)換

    （1）變換　兩個(gè)需要進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)之間，由于信息的模式不同（數(shù)字量與模擬量、串行碼與并行碼、連續(xù)脈沖與序列脈沖等等），無法直接實(shí)現(xiàn)信息或能量的交流，需要通過接口完成信息或能量的統(tǒng)一。

    （2）放大　在兩個(gè)信號(hào)強(qiáng)度相差懸殊的環(huán)節(jié)間，經(jīng)接口放大，達(dá)到能量的匹配。

    （3）耦合　變換和放大后的信號(hào)在環(huán)節(jié)間能可靠、快速、準(zhǔn)確地交換，必須遵循一致的時(shí)序、信號(hào)格式和邏輯規(guī)范。接口具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定模式進(jìn)行傳遞。

    （4）能量轉(zhuǎn)換　包含了執(zhí)行器、驅(qū)動(dòng)器。涉及到不同類型能量間的最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法與原理。

    7、信息控制

    在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成數(shù)據(jù)采集、分析、判斷、決策，以達(dá)到信息控制的目的。對(duì)于智能化程度高的系統(tǒng)，還包含了知識(shí)獲取、推理及知識(shí)自學(xué)習(xí)等以知識(shí)驅(qū)動(dòng)為主的信息控制。

    8、運(yùn)動(dòng)傳遞

    運(yùn)動(dòng)傳遞是指運(yùn)動(dòng)各組成環(huán)節(jié)之間的不同類型運(yùn)動(dòng)的變換與傳輸，如：位移變換、速度變換、加速度變換及直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換等。運(yùn)動(dòng)傳遞還包括以運(yùn)動(dòng)控制為目的的運(yùn)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，目的是提高系統(tǒng)的伺服性能。