对机械电子工程的认识范文

前言：我们精心挑选了数篇优质对机械电子工程的认识文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词：机械电子；电子工程；机械设计

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

传统的机械工程与现代的电子工程通过信息技术有机的结合起来，形成了现在的机械电子工程。随着人工智能技术的不断发展，机械电子工程由传统的能量连接、动能连接逐步发展为信息连接，使得机械电子工程具有了一定的人工智能。

1. 机械电子工程的简介

1.1机械电子工程的产生

随着时代的进步和科学技术的发展，越来越多的新生事物都在这一过程中产生，而机械电子工程正是这么多新生事物里的一大重要工程。机械电子工程是很多的学科和技术穿插的结果，因此机械电子工程从一产生就具有复杂性，机械电子工程的复杂性也是由它本身的产生过程决定的。首先，机械电子工程的产生的基础是机械工业的产生，在原始社会时期，人们的生产方式主要是以手工为主，而社会的发展和人们的无穷追求就促使了人们想改变这种局面，这个时候机械工业就应运而生。而随着社会的进一步发展，单一的机械工业无法满足人们的欲望，在单一的机械工业发展到一定时期时，信息时代到来了，信息时代的到来就促使了机械工业要向机械电子工程发展。从这一过程我们就可以看出，机械电子工程的产生是时代的产物，没有信息时代的推进，机械电子工程也不可能产生。

1.2机械电子工程的特点

机械电子工程是信息时代的产物，因此机械电子工程较之于传统的机械工程来说具有很显著的特点，以下是机械电子工程的显著特点：第一，机械电子工程的产品外貌比较独特。机械电子工程是信息时代的产物，因此具有很强的信息时代的特色，比如说具有现代化的时代特征，在进行机械电子工程的产品外貌设计时，机械电子工程的产品外貌设计师会把一些具有时代特征的现代化元素融入到机械电子工程的产品外貌的设计之中。对于这一点来说非常的重要，只有把具有时代特征的现代化元素融入到机械电子工程的产品外貌的设计之中，机械电子工程才会与传统的机械工程有一定的区别；第二，机械电子工程的产品结构比较简单。任何的设计都应该遵循设计简便的设计原理，而机械电子工程产品的结构设计也不例外，也要遵循结构简单的设计原理，这一点非常的重要。机械电子工程的产品设计只有设计出比较简便的产品，它才会受到广大消费者的关注和欢迎，但在传统的机械工程的产品设计中，很多的传统的机械工程的产品设计师并没有注重这一点，都忽视了机械工程的设计应当遵循设计简便的原理这一问题，这在一定程度上也反映了很多的传统机械工程的产品设计师的素质比较低下这一问题。而在传统的机械工程的产品设计领域也存在着这样的问题，很多传统的机械工程的设计师进行的设计太过于追求设计简单，而忽视了机械工程的结构设计具体功能的实现，他们误解了设计的简便性，他们简单地把设计的简便性理解成设计的简单，这一问题直接造成的后果就是设计的任务没有很好的完成，也就是没有实现设计的根本目的，没有达到设计的功能要求。

2. 机械电子工程的发展

2.1机械电子工程的初期发展时期

在人类历史上，外国人举办了很多次的机械电子工程的交流会，在初期的机械电子工程的交流会中，外国人第一次把结合了信息时代元素的机械工程称为“机械电子工程”，机械电子工程在这一时期得到了很多人的重视。人们应用这一时期的机械电子工程去做了很多的研究，这一时期的机械电子工程还是处在一个相对比较落后的发展时期，各个方面还相当不成熟。

2.2机械电子工程的滞后发展时期

一个新生事物的出现和发展必然会经历很多的挫折，这是任何一个新生事物的出现和发展过程所无法避免的，机械电子工程对于新时代来说也是一大新生事物，对于机械电子工程来说，机械电子工程的出现和发展必然会经历很多的挫折，这是无法避免的。科学家们在机械电子工程的初期发展时期之后，对机械电子工程的研究力度不断地加大，对它的研究领域不断地扩大，而研究力度越大，机械电子工程的问题也就会越来越多，对于很多的科学家来说这是一个很大的难题，因为要研究机械电子工程的各个因素，科学家们不仅要研究传统的机械工程，还要研究信息时代赋予机械电子工程的时代元素，而对于这些因素的研究对一个机械电子工程师来说要求很高，机械电子工程师不仅要对传统的机械工程进行一定的研究，而且要对新时代下的信息化元素进行深入的学习，只有充分地做到这两点，我们的机械电子工程师对机械电子工程的研究才会有所进步。而这一时期的机械电子工程师却没有满足这两个要求，这一时期的很多机械电子工程师对传统的机械工程颇有研究，但是对于新时期的信息时代的知识确是很欠缺，他们也并没有对新时代下的信息化元素进行深入的学习，而是对新时代下的信息化元素采取逃避的方式，在这一情况下，机械电子工程也不会得到发展，只会处在滞后时期。

2.3机械电子工程的平稳发展时期

在经过一段时间的滞后发展时期之后，很多研究机械电子工程的科学家都觉醒了，他们在寻求一种进步，而要使机械电子工程得到长足的发展，研究机械电子工程的科学家们就必须加强对传统的机械工程的研究力度和对新时代下的信息化元素进行深入的学习。研究机械电子工程的科学家们的觉醒使得机械电子工程在新时期下得到平稳的发展。

3. 机械电子工程的应用

随着社会的进步，人们对机械电子工程的研究力度不断地加深，机械电子工程的应用领域不断地扩大，对于传统的机械工程来说，它的应用领域受到了极大的限制，传统的机械工程仅仅只是应用在一些比较低级的和要求不是很高的基础领域，而随着时代的进步，这些比较低级的和要求不是很高的基础领域会逐步地淘汰，机械电子工程将会取代传统的机械工程，它的应用领域正好可以弥补传统的机械工程的不足，机械电子工程的应用领域不是一些比较低级的和要求不是很高的基础领域，而是经过改造的比较低级的和要求不是很高的基础领域和一些比较高级的领域。笔者相信，随着时代的发展以及人们对机械电子工程的研究力度不断地加深，机械电子工程的应用领域将会更广更大。

4. 结语

在现在的社会状况下，我们对机械电子工程的研究越来越重视，它并不仅仅是一门学科的研究，对机械电子工程的研究更重要的是对我们现实生活的重大意义。我们应该意识到对机械电子工程研究的投入极为重要，对机械电子工程的研究有了很多的发展，其作用的领域也是越来越广，其发展的作用不容忽视。机械电子工程的发展还有待于研究机械电子工程的科学家们的共同努力，研究机械电子工程的科学家们只有不断加强对科学知识的学习，他们对机械电子工程的研究才会更加的深入。笔者相信，通过研究机械电子工程的科学家们的共同努力，我国的机械电子工程一定会蓬勃发展。

参考文献：

[1] 傅丽凌,杨平.机械专业综合型试验平台的建设(J).电子科技大学学报社科版，2005,(7).

第2篇

传统的机械工程包括机械设备动力与制造工艺的研究，通过运用机械运动原理实现机械设备的正常运行。而机械电子工程重视实现传统机械系统能量的连接，信息连接是信息连接的重点。随着机械工程与电子工程的融合度越来越高，机械电子工程的智能化会成为未来的发展趋势。

1 机械电子工程概述

1.1 机械电子工程的定义

机械电子工程与其他相关学科之间有着紧密的联系，结合了各学科的优点，是一门比较复杂的综合性学科。机械电子工程以电子、机械、计算机技术为核心，通过科学合理的设计将各个模块优点发挥到最大。虽然机械电子技术需要运用各方面知识，但是机械电子产品的内部结构并不复杂，只需要将一些简单的机械电子元件按照规划进行科学的组合，就可以最大限度的提高产品的性能，减少成本的投入，在提高产品质量的同时提高企业的经济效益。

1.2 机械电子工程的发展

在机械电子工程发展的初期，人们并没有认识到机械电子工程的广阔的发展前景，由于缺乏必要的资源支持，机械电子工程的技术水平也极低，机械电子产品主要以手工制作为主，其工业化水平十分低下，机械电子工程的发展受到了极大的限制。随着机械电子工程的重要性日益凸显和其市场需求的扩大，人们开始重视对机械电子工程技术的开发，为了进一步提高其生产效率，机械电子工程逐渐实现在机械工业中的应用，并获得了飞速的发展。随着机械电子工程与机械工业的结合，实现了机械电子产品的流水线的生产，促进了生产水平的提高，提高了生产效率，可以实现机械电子产品可以在短时间内投入市场。但是目前我国主要引进国外的标准生产线，产品的生产模式与我国实际的生产需求差距很多，生产线本身的灵活性极弱，生产出的产品并不能够满足国内市场的需求。为了促进机械电子工程的进一步发展，需要结合我国国内市场的实际需求，将机械电子工程与人工智能相结合，充分发挥机械电子工程的优点，逐步实现其产业化与智能化。

2 人工智能概述

2.1 人工智能的学科定义

人工智能通过计算机的使用极大的延伸了自身的智能，主要通过对计算机功能的深入研究得到的一门学科，这门学科具有极大的发展前景，是21世纪的最重要的学科之一。计算机技术的发展是人工智能学科得以发展的关键，因此计算机技术是人工智能学科的基础。但是人工智能学科并不是单一涉及到一门学科，此外还与信息论、心理学、控制论等多个学科存在着交叉关系，因此，人工智能学科吸收了其他各个学科的优点，具有极强的发展潜力。

2.2 人工智能的发展阶段

2.2.1 萌芽阶段

随着世界第一台计算器的诞生标志着人工智能研究之路的开始，但是这个阶段的发展十分缓慢，但是这个阶段为人工智能的研究积累了大量的经验。直到世界第一台计算机诞生之后，加快了人工智能研究的角度，依旧没有取得实质性进展。所以这个阶段属于经验积累阶段，为之后发展奠定基础。

2.2.2 第一个发展阶段

1956年“人工智能”命题的提出标志着人工智能的发展进入了第一个高峰期。这个阶段主要是博弈、和基本原理的证明，这个阶段最大的贡献大大解放了人们的思想，为之后的发展提供了理论支持。

2.2.3 第二个发展阶段

人工智能第二个发展阶段的标志是1977年全球第五届人工智能会议的召开，经过这个会议逐渐促使了人工智能与实际生产的结合，使人工智能获得了一个巨大的飞跃，使其进入了知识层面的发展。

3 机械电子工程与人工智能的关系

随着社会信息化的进一步推进，为机械电子工程技术的发展带来了契机，人工智能的加入为了机械电子工程的发展开拓了巨大的发展空间。传统的机械电子系统，缺乏必要的稳定性，面对逐渐增多的信息量，单纯通过人工的方式进行处理显得力不从心，急需要一种可以处理多种不同类别信息的技术。在这种情况下人工智能的加入为机械电子工程的发展提供了巨大支持。人工智能通过建立相关模型、控制模型，实现对信息的处理，最终根据处理的信息能够很好的完成故障的诊断。除此之外人工智能使用模糊推力系统和神经网络系统这两种方法实现了对系统的数据信息进行全面的描述，最终实现对机械电子系统的科学合理的控制。

在人工智能漫长的发展过程中，每个阶段的发展都十分缓慢，并没有实现人工智能的实质性的变革。但是随着人工智能与机械电子工程逐渐结合之后，形成了由量变到质变的巨大飞跃，使世界进入了机械电子工程时代。随着人工智能在机械电子工程领域的广泛应用，人工智能逐渐形成了神经网络系统和模糊逻辑系统，通过这两个系统对人类的思维模式进行模拟来解决多变的工程应用问题。人工智能在机械电子工程中的广泛应用过程中逐步完善了自身的缺陷，为自身的发展提供了一个新的发展路径。

从以上可以看出发展过程机械电子工程与人工智能二者具有密不可分的联系。一方面在机械电子工程的发展过程中正是由于人工智能的加入是机械电子工程的发展带来新的契机。另一方面，人工智能通过在机械工程领域的应用，为自身的发展提供了一个新的路径。

第3篇

1.1不同的设计方法

与传统的机械工程相比，机械电子工程已经超越了单一的学科，显而易见，机械电子工程是一个交叉学科，它充分的融合机械技术与信息技术，这就要求其在进行设计的过程之中必须充分考虑和应用自己的设计方法，在实际的设计过程之中，设计人员往往采用自上而下的设计方法，这种设计方法是机械电子工程设计之有的方法。

1.2产品上的差异

机械电子工程的另一个特点就是其产品上的与众不同，与一般的产品不同，机械电子产品的结构看似简单，但是在实际的设计与开发过程之中却融入了很多先进的技术与理念，这就远远的超越了传统的机械，这就是产品的外观更加的轻盈小巧，同时可以实现更加的智能化与现代化，是生产力飞跃的具体体现。

2.机械电子工程的发展过程

前文已经讲过，机械电子工程并不是一个简单的孤立学科，它是一个涉及机械与信息技术的交叉学科，又受到人工智能理念的影响，因此是一个典型的交叉学科。正是由于该学科的复杂性造成该学科在形成的过程之中并不是一蹴而就的，相反，该学科在形成的过程之中经过了很多阶段，经过相关的发展才最终形成现阶段的机械电子工程：

2.1机械电子工程学的开端

机械电子工程学的起步阶段是传统的手工生产，在这个阶段，机械电子工程学的发展十分的缓慢，这是由于此社会的平均劳动生产率相对较为低下，劳动力资源相对也较为匮乏，生产力的发展与进步比较缓慢，但是在一次次的尝试之中，机械电子工程还是逐步的发展起来了。

2.2机械电子工程学的高速发展阶段

机械电子工程学的高速发展阶段主要是流水线生产线的成功应用，这一时期的生产过程已经具有了相应的标准，在很大程度上促进了生产力的发展与进步，并不断的拓展机械电子工程产品的种类，逐步满足社会的发展与需求。

2.3机械电子工程的成熟阶段

进入21世纪，机械电子工程逐步走入其成熟阶段，逐步的形成了其特有的生产体系与发展体系，并实现了与现代信息技术与人工智能技术的完美融合，进入了现代机械电子工程的成熟阶段，不断的促进现代生产的发展与社会的进步。

3.人工智能的发展史

3.1萌芽阶段

人工智能的萌芽阶段起源于法国，当时法国科学家首先研制出了第一部计算器，从此世界开始了人工智能的研究之路，直至冯诺依曼发明第一台计算机。人工智能在其萌芽阶段和其他技术一样，发展打偶较为缓慢，但是却为后来的发展积累了丰富的经验，为之后的发展奠定了坚实的基础。

3.2第一个发展阶段

1956年美国人第一次提出“人工智能”的命题，并进行了相关的研究，这是引起人工智能第一发展高峰期的标志。这一阶段的人工智能属于较为简单的发展阶段，主要针对的的任务是：博弈、计算以及证明等任务。在这一阶段的确取得了一定的成就，这一阶段的主要贡献是大大的解放了人们的思想，使人们认识并了解了人工智能的可行性，对人工智能后期的发展起到了巨大的促进作用。

3.3第二个发展阶段

1977年全球召开了第五届人工智能会议，这是人工智能发展的第二个阶段的开始，由此之后，人们认识到知识工程对于人工智能领域的重要意义与价值，并不断的进行相关的发展与研究，促使人工智能与实际生产相结合，逐步的推进了人工智能的快速发展与进步。也正是在这个阶段，人工智能获得了巨大的飞跃，并表现出广阔的市场前景，在不确定推理、分布式人工智能、常识性知识表示方式等关键性技术问题和专家系统、计算机视觉、自然语言理解、智能机器人等实际应用问题上取得了长足的发展。

4.机械电子工程与人工智能的关系

机械电子系统具有不稳定性，这就使得机械电子系统在输入与输出关系的处理上比较困难。推导数学方程的方、建设规则库的方法以及学习并生成知识的传统方法,虽然在解析数学方面具有精密性,但是这些传统的方法还只能适用于一些相对简单的系统。然而现代社会所需求的系统是纷繁复杂的，往往会需要一个系统能够处理多种信息类型。人工智能建立系统所采取的方法中，主要使用的是神经网络系统和模糊推理系统。神经网络系统能够实现对人脑结构的模拟人，能够分析数字信号并给出参考数值。而模糊推理系统则是通过模拟人脑的功能,来实现对语言信号的有效分析。在处理输入输出的关系上，这两种方法既有共同之处，也存在各自的差异性。神经网络系统在信息的储存上是采用分布式的方式，而模糊推理系统则采用规则方式实现信息的储存。神经网络系统输入时由于每个神经元之间都有固定联系所以计算量一般都很大，而模糊推理系统的连接是不固定的，所以其计算量相对较小。人工智能系统的建立于发展在很大程度上促进了现代机械电子工程发展与进步。在实际的机械电子工程的设计工作之中，我们必须依靠相应的人工智能技术植入，只有这样才能更好的促进机械电子工程的发展，与此同时最大限度的促进人工智能功能的实现。很显然这个过程相互促进的过程，只有在发展之中充分的考虑两只之间的相互结合，不断的开拓出全新的技术，促进两者之间的更好的融合才能不断的促进两者的共同发展，不断的促进其进步，实现机械电子工程的不断发展，推进人工智能的持续进步。

5.结束语

第4篇

关键词：机械电子工程；人工智能；电子技术；机械工程；信息传递

作者简介：王亮（1982-），男，汉族，内蒙古呼伦贝尔市人，助理工程师，学士，单位：呼伦贝尔市生产力促进中心，研究方向：电子工程

机械电子工程是结合了机械工程与电子技术的一类新兴的工程，它能够很好地结合两者的优点，使机械变得更加智能，操作变得更加精确可靠。同时记过长时间的发展，机械电子工程正在向智能化和信息化的方向迈进，发展前景不可限量。

1人工智能概述

为了很好的了解机械电子的智能化发展，我们十分有必要对人工智能做出简单的认识。人工智能的发展十分的缓慢，其起源于十七世纪初期，经过两个多世纪的缓慢发展才完成了前期的积累过程，之后的发展就是建立在这段时间的积累上而快速前进的。最初的积累就是简单的理论积累过程，主要体现在映射方面。在现代人工智能所需的逻辑理论方面并没有很好地发展。但是在二十世纪中叶，人工智能被首次提出，出乎意料的是还对其有了比较清晰的规定，为其接下来的发展指出了一个大概的方向。以这个事件作为节点，人工智能在此之后得到了快速的发展，并且在生产实践的工作中有了比较广泛的应用，为我们日常的生活和社会的发展与进步提供了比较强大的支撑。在人工智能发展的同时，网络技术也得到了快速的发展，其借助网络这一平台，不仅促进了其智能化的过程，而且还充分的交流了各种信息，与网络的发展相辅相承，这样的发展状况一直持续到现在。

2机械电子工程概述

为了更好地了解机械电子工程，我们对机械工程的发展历史进行了阶段化的划分，根据其发展的时间顺序划分为以下的三个阶段：

（1）首先是其发展的初级阶段。在这个阶段当中，人工对机械电子的发展起着主导的作用。我们往往需要通过人工来完成机械电子工程的手工化作业。所以这也就直接导致了生产效率十分低下，也正是因为如此低效率的生产，使机械电子工程得到了发展；

（2）其次就是工业革命的阶段。在这个发展阶段中一个显著的特点就是流水线生产方式的引入。流水线这种工作方式具有分工明确、单元的操作简单的特点，它不在需要工人对所有的生产工序都了解，只需要对自己所在的环节熟练就行，这不仅节约了培训的成本，而且还提高了生产效率，在很大的程度上解放了人类的双手。但是其机械化和智能化程度也不够高，难以满足市场的大量的需求。所以我们还是必须着眼于机械电子的研究，实现流水线的少人生产；

（3）最后也就是离我们最近的一个时期。在这个发展阶段当中，机械电子已经具备雏形，与以前的发展已经有了质的变化。在这个发展的过程当中，生产效率得到进一步的飞越。并且在流水线的生产方式中出现了更多的非人工元素，即机械。而随着电气化时代的到来，科学技术得到了进一步的飞越，机械工程的发展也达到了前所未及的新高度。在进入二十世纪九十年代和二十一世纪初，随着信息化时代的到来，更多的人工智能被添加到了机械设备上，使机械设备的灵活性及适应性能够完美的适应我们的生产生活的需求，机械电子工程也迎来了巨大的发展机遇。

3机械电子工程与人工智能的关系分析

在自动控制的理论学习当中，我们学习到的输入和输出的关系基本上都是成比例关系和现行相关的关系。但是在实际的生产实践当中，机械设备与电子设备组成的系统往往都是呈现不稳定性和非线性的，我们很难用一个简单的式子来表达出这种系统所具有的特性。在该工程的发展过程中，我们通过不断的发现，总结了以下三种描述这类系统的方法：

（1）通过对机械设备完成操作的物理过程来总结其数学规律，并用数学表达方式进行表达；

（2）通过对运行经验的积累来编写一套行之有效的库函数，在实践中调用其中的某些组成元素，从而实现对生产的指导；

（3）通过不断地积累经验，使之从经验层面上升到理论水平，从而为接下来的生产实践提供指导。具体的来说，可以通过数学方式对所总结的经验进行升华。这种方法能够很好的模拟出输入与输出之间的关系，而且论证的过程也十分的可靠。但是其也存在很大的不足，在一些十分复杂的系统当中，我们很难用数学的方法进行表达，有些及时表达出来了也不能进行有效的求解。所以这就要求我们另辟蹊径，寻找一种能够处理这种问题的表达方法，使生产实践过程中的问题得到比较好的解决。

在解决数学知识所不能解决的问题上，现在比较可靠的两种解决方法为神经网络系统与模糊逻辑系统。这两种解决问题的方法为人工智能，能够较好的弥补数学所不能涵盖的范围。具体的来说，模糊逻辑是对人类思维方式的一种模拟，其能够比较好的解决对复杂的信息进行有效的处理；而神经网络则是模拟人类的神经结构，通过模拟来实现对数据的传输，其对数据的传输精度能够很好地与前者相结合，使复杂系统得到比较完善和全面的表达。以上所述的两种表达方法能够在很大的程度上解决复杂系统的输入与输出之间的关系，但是其解决问题的难度还是有一个比较明确的限制。而新兴的模糊神经系统就能够在此基础上很好的解决该类问题，不失为一种先进性与实用性兼备的新方法.

4结语

科学的发展过程就是各类学科综合应用的过程，希望通过不懈的努力，最终实现机械电子工程的智能化，为我们的生产生活提供极大的便利。

参考文献：

[1]张长弓.浅谈机械电子工程与人工智能的整合思路构建[J].神州（下旬刊）,2014,(1):41-41

[2]宫赟.关于机械电子工程与人工智能关系的探讨[J].电源技术应用,2014,(3):189-189

第5篇

【关键词】机械电子工程；人工智能；相关性

中图分类号：TP39文献标识码A文章编号1006-0278（2015）07-156-01

与传统机械工程相比较而言，电子工程起步相对较晚，受生产力发展的需求，在二十世纪两者被逐渐的结合在一起。在最初，主要是采取块与块的分离模式或功能替代的模式将电子工程与传统机械工程结合在一起。随着信息科学技术的不断向前发展，传统机械工程把信息技术作为纽带桥梁与电子工程结合起来，也就形成了今天的机械电子工程。而人工智能作为当代信息网络技术的最高产物，随着它在机械电子工程行业的运用，使其由传统的能量、动量连接发展成为现在的信息连接，为机械电子工程发展注入了新的活力和源泉，极大的提高了机械电子工程的生产效率和发展水平，为其健康可持续发展做出了重大贡献。

一、机械电子工程的基本认识

从设计角度来说，机械电子工程与传统机械工程相比，它的跨学科性和综合性十分强，是涵盖了各类学科的精华部分而形成的一种学科。电子机械工程在进行设计环节时，依然是以机械工程为核心，同时有效结合计算机技术与电子工程两个方面，并根据配置系统和目标的不同需求综合其他学科与技术，如生产管理、制造加工等。设计工程师在进行设计时都会采取自上而下的设计策略将各个模块紧密结合起来，以便顺利完成所有的设计工作。从产品特征上来看，与传统机械工程相比，机械电子产品的外形构造更为简单，小巧玲珑，大大减小了物理体积，不再有传统笨重型机械的特征，但是内部组成更为复杂，而产品的性能却得到了很大的提高。

二、人工智能技术和机械电子工程的相关性

人类社会赖以发展的两大因素是物质和信息。在人类社会发展初期，由于社会生产力弱等原因的综合制约，人类社会把物质生产放在生存与发展的第一位，并采用如“结绳记事”这样的方法来达到信息交流的目的。但随着社会的不断向前发展，生产力水平得到了极大的改善与提高，人类的认知能力也得到了快速提升，信息在日常生活、生产中的重要性日益凸显出来，原有的信息传递方式已经不能够满流的需要。文字的出现和使用，使它的信息传递功能得到了充分的展现，并成为最为理想的传递模式。而后，科学技术的发展尤其是网络技术的普及给信息传递注入了新的活力和源泉，人类逐步的进入信息时代，而信息社会的运行是以人工智能为技术支撑的，包括机械电子工程领域，无论是模型的建立和控制还是故障诊断，都离不开人工智能的信息处理功能。

电子信息技术在推动机械工程发展方面是有目共睹的，具有不可替代的作用，但是它并不是十全十美的，自身也存在着一定的缺陷，稳定性能比较差，这就导致在对机械电子系统的输入与输出关系进行描述时就显得十分有难度。传统机械工程对二者的描述方法主要是运用推导法，对数学工程进行推导获得输入与输出的相关信息，此外建设规则库和学习并生成知识两种方法也运用的十分普遍。尽管传统的描述方法具有严密和精准的优势，但是只能处理线性定常这样比较简单的系统，而对于那些稍微复杂一点的系统就不能够运用数学解析式的方法了，只有对输入和输出的程序进行编程操作才能完成。在现代社会中，各个行业所需要的系统构成不再是单一的，往往呈现出复杂性，经常会出现对多种不同类型的信息进行同一时间处理的现象，如传感器的使用就会对数字信息和专家的语言信息进行解读、分析和处理。由此可以看出人工智能系统在进行信息处理时具有不确定性和复杂性，因此，以知识为基础的人工智能信息处理方式成为机械电子工程信息处理的首选方式。

神经网络系统和模糊推理系统是人工智能进行系统建立最为常见的两种方法，前者能够对人脑结构进行模拟，能够对所传达的数字信号进行分析并给出数据参考值，而后者则是根据人脑的功能对其进行模仿，从而对所传达的语言信号进行解读和分析。在对机械电子工程系统的输入与输出进行处理时，两者既具有相似性又具有不同点。相似点体现在都是以网络结构为平台选取任一精度形成一个连续函数；不同点主要表现在：1.在物理意义上，模糊推理系统比神经网络系统更具有明确性；2.映射方式上，前者采用的是点到点而后者采用的是面到面；3.在信息储存方式上，前者是分布式的，后者是规则式的。4.在神经元的联系上，神经网络系统内的每个神经元的联系都是相对固定的，因此在输入处理时就需要很大的计算量，而模糊推理系统正好与之相反；5.在输入输出的精度上，神经网络系统的精度较高，呈现出光滑曲面，而模糊推理系统较低，呈现出台阶状。

三、结语

机械电子工程产业作为我国经济发展的重要产业，它的每一次重大性变革都会给人们的生产与生活带来重大影响。随着信息网络技术的快速发展，人工智能作为一种高端技术已经越来越受到各个行业和领域的高度重视。为了与时俱进，满足社会发展需求，人工智能也被逐渐的应用到机械电子工程产业，它的到来弥补了传统机械电子系统无法解决的难题，二者的完美结合为该行业提供了一个更好的发展空间，使其能够在竞争激烈的市场经济中健康稳定发展。

参考文献：

第6篇

【关键词】机械电子工程 EDA 技术要点

机械电子工程是科技高速发展的产物，机械电子工程是新技术的代表，各国的研究者都在对机械电子工程投入大力度进行研究。机械电子工程不仅仅是代表了高科技，还是推动社会发展进步的重要动力，对提升国家科技竞争力有着重要意义。

1 EDA技术

EDA技术是机械电子工程设计当中重要的技术，其主要载体可以进行大规模编程的逻辑器件，在编程过程当中，使用的表达方式是硬件描述语言。EDA技术在应用的过程中要使用计算机、编程逻辑器件等科技工具，应用的最终目标是对特定的目标新平进行适配编译和逻辑映射，形成电子系统或是成为专用集成芯片。EDA技术是在电子电路技术之上发展起来的，EDA技术要编译器、综合器、下载器、适配器等部件共同构成。其中，综合器能够对设计者的设计文件进行转换，使其成为系统内门级电路描述。适配器可以生产最终的下载文件，并安排到制定的器件中。EDA技术是机械电子工程设计中的核心技术，EDA技术使用的HDL语言可以公开利用，其描述范围广泛，可以机械电子工程设计带来诸多的帮助。在后期进行交流、修改、保存等工序时也可以十分方便的进行。另外，EDA技术拥有较高的自动化，一些常规的纠错、调整等工作可以快速完成。

2 电子工程中存在的问题

机械电子工程快速发展，但是到目前为止，世界各国对于机械电子工程都没有明确的定义和统一的认识，出现这种问题的原因，一方面是机械电子工程发展速度太快，所涉猎的领域越来越多，另一方面是因为设立明确的定义必定会对其发展产生一定的限制作用，不利于机械电子工程继续快速发展。电子工程在发展的过程中产生了一些难以解决的问题，电子产品的发展方向是具有更高集成和大容量，同时体积也越来越小，这就需要技术的不断升级来实现发展目标。电子工程设计方案需要获得科学的检验，要对其进行仿真分析。电子元件所处的工作环境是设计人员应该考虑的问题，要对设计方案进行有效优化，最后要对电路特性进行分析。另外电子工程在运行中要避免静电的危害。为了实现电子工程取得进步获得发展，需要在电子工程设计中采用EDA技术。

3 电子工程设计要点

3.1 仿真分析

机械电子工程设计方案需要通过科学的系统仿真或是结构模拟来说对其可行性、科学性进行验证和分析。通过仿真分析来确保设计方案在后续实践中能够顺利应用。在仿真分析过程中，使用EDA技术可以为仿真分析提供良好的支持。EDA技术能够通过各个环节当中的传递函数来进行数学建模并对其进行仿真分析，这样构建和仿真系统能够准确验证设计方案的实践性，并能够对电子系统工最后程设计方案进行推广和使用。这种仿真分析对于提高我国电子工程设计的整体水平和产品质量有积极的指导意义。

3.2 优化设计

对设计方案进行优化的目的是尽可能确保电子元件在应用过程中具备稳定性与可靠性，保证其拥有最佳的容差和工作环境。在实际工作条件下，使用传统的电子工程设计方法，难以对实际容差及电子工程元件工作环境进行全面的检查和分析。不能对电子元件环境进行全面勘测，就容易导致设计方案在此方面出现漏洞，这样一来电子元件的容差及其工作环境温度就很难得到有效的保障。利用EDA技术则能对设计方案进行良好的优化，因为EDA技术可以对电子方案环境进分析计算，获得电子元件在实际工作中所处的环境温度等相关数值。在分析获得的数值基础上，来对电子工程设计方案进行优化，保证方案在实施后，可以稳定工作，具有可靠安全保障。

3.3 预防机械结构中的静电

机械结构是根据设计方案来工作并应用于事物成为满足功能需求的结构。在科技快速发展的大环境下，集成电路设计愈来愈复杂，这对静电的防治也提出了更高的要求。静电对电子元件的破坏巨大，静电电场能够对周边电荷有吸引力会破坏绝缘体，使电子元件敏感度降低，甚至是引发集成电路烧毁，使电子产品直接报废。这要求工作人员做好静电防护，对防静电工作区域进行划分，保持操作空间的清洁，降低静电发生的概率。在电子工程故障检测方面，要将传统的电子工程故障检测和智能故障检测方法结合，相互验证，在电子技术投入方面加强，提升电子工程检测技术的能力，增强电子元件、电路对环境的适应能力。

3.4 电路特性的有效分析

对电特性进行有效分析是EDA技术中的重要内容，在电子工程设计的过程中，理论分析都是在数据分析和特性分析的基础之上进行。因此，数据分析和特性分析方面的数据必须准确及时，使用传统的电子工程设计方法会受到多方面的限制，难以保证数值的准确性，电力测试的实际精度会受到较大的影响，不利于后期稳定性的建立。EDA技术就能够对整个系统进行全面的测试，并保证测试的精确性与科学性，避免设计方案出现结构性的差异确保设计方案的整体性以及合理性。

4 结论

在对机械电子工程进行研究，对EDA技术进行了解的过程中，可以发现机械电子工程对于科技进步和社会发展有着重要的推动作用。当前，越来越多的学者和相关工作者对机械电子工程进行深入的研究和分析，推动电子工程进一步发展。但是，对于机械电子工程的研究和分析还存在诸多不足之处，在实际工作中仍然需要专业人士进行改进。

参考文献

[1]杜景明.对机械电子工程的探究[J].科技创新与应用，2014（07：）90.

[2]潘雍，傅明星，于晨.机械电子工程综述[J].机电工程，2014（05）：553-558.

[3]郑向勇.对机械电子工程的探究[J].科技创新与应用，2014（34）：121.

第7篇

关键词：机械电子工程；实验教学；教学改革

作者简介：罗亚辉（1981-），女，湖南华容人，湖南农业大学工学院，讲师；康江（1969-），男，湖南长沙人，湖南农业大学工学院，副教授。（湖南 长沙 410128）

基金项目：本文系湖南农业大学教学改革项目“机械电子工程专业实验教学体系的研究与实践”的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0145-02

机械电子工程是一门综合性学科，集机械设计制造技术与电子技术为一体，其学科具有知识点丰富、涵盖内容广与适用范围宽等特点。近年来，随着电子信息与自动控制技术的快速发展，机电系统正逐步向智能化与自动化方向转化。目前在各行业中没有渗透电子与自动控制技术的纯机械领域越来越少，因此，社会急需全面掌握机、电和控制的复合型人才。[1-3]

湖南农业大学机械电子工程专业是根据当前国内外机电产品生产及发展趋势而设置的，以培养具有实践能力和创新精神，能应用机械、液压传动、电子、控制和传感技术，从事国民经济各部门所必须的机电设备及其自动化的设计制造、应用研究与科技开发等工作的复合型高级专门人才为目标。因此，要求所培养的学生既要有扎实的基础理论知识，又必须有较强的动手能力和创新思维。实验室是培养学生理论联系实际、建立创新意识、提高工程实验能力的重要实践基地，在教学计划中占有相当大的比重，但湖南农业大学机械电子工程专业是在多年探索机械设计制造及其自动化专业改造并取得经验的基础上创办的，其实验课程的设置与实践能力的培养均侧重于机械部分，因此有必要开展湖南农业大学机械电子工程专业的实验教学改革研究。

一、机械电子工程专业实验教学现状分析

湖南农业大学机械电子工程专业于2010年开始招生，专业课程设置参考了国内多所高校的经验，在现有师资力量与教学硬件条件下，力争做到最好，但就实验教学环节而言存在以下问题。

1.专业内容广而不精

由于机械电子工程专业涵盖机械与电子，因此在课程设置时力争兼顾到机械与电子两方面的内容，包括“理论力学”、“材料力学”、“机械制造基础”、“机械制图及计算机绘图”、“机械设计基础”、“电路分析”、“模拟电子技术基础”、“数字电子技术基础”、“控制工程基础”、“液压及气动”、“传感器与检测技术”、“电机及电力拖动基础”、“单片机原理及接口技术”、“工厂电气控制技术”、“可编程控制技术”、“信号与系统”、“机电一体化系统”、“数控技术及其应用”等近20门专业课，学生普遍反映课程科目太多，对应课程所开设实验学时偏少，难以深入学习，故每门课掌握得都不够精通。

2.电类实验设备不足

湖南农业大学机械电子工程是在多年的机械设计制造及其自动化专业基础上创办的，相比而言，机械类实验设备较完善，而电类实验的开设，虽可以在湖南农业大学部省共建电气技术实验室进行，但当时所建的电气技术实验室主要为满足机械设计制造及其自动化专业及其他工科专业的电类基础实验开设，因此如“电路分析”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等基础课程的实验，均能满足要求，而专业课程如“信号与系统”、“机电一体化系统”等却缺少对应的实验设备。

3.综合设计性实验设置不够

在实验教学方法上，由于课时少而时间紧等问题的存在，尽管实验室的多数仪器均能满足设计性与综合性实验要求，但目前各门课程所开设的实验多以验证性或演示性实验为主，以保证学生能在课堂上按时完成实验内容。如“电路分析”、“模拟电子技术”、“传感器与检测技术”等课程均采用模块化实验仪器，学生实验时只需简单的连接电源线与信号线进行观察或数据记录即可，严重局限了学生的思维，部分课程的实验甚至达不到教学大纲要求。因此，在教学过程中，难以调动学生的积极性与学习兴趣，发挥其主观能动性与创造性，教学效果有所欠缺，对应用型与创新型人才培养目标的体现不够深入。

二、深化实验教学改革，培养学生实践能力与创新思维

1.修改培养方案，面向市场培养应用型人才

机械电子工程专业的培养目标是要求本专业的学生不仅具有扎实的理论知识，还必须通过实验真正掌握所学理论知识，从而具备较强的动手实践能力，因此，重视实验和实践教学是培养方案修改所必须思考的问题。机械电子工程专业涵盖机械与电子，要在宽口径的同时有所精通，培养方案修改时便不能盲目的减少理论课程或平均分配实验学时，而是应该按照市场人才培养需求进行。

（1）合并相关性较强的课程实验，单独设立实验课。机械电子工程专业的课程内容较多，应用性强，如“电路分析”、“模拟电子技术基础”、“数字电子技术基础”等课程均开设有一定学时的实验课，从10学时到14学时不等，以帮助学生理论联系实际，更好地掌握理论知识，提升动手能力。分别开设实验课能方便各任课教师自主实施课程教学，但容易出现各课程实验内容过于基础，综合性不够的问题。由于这三门课程都是电类专业基础课，联系紧密，相关性强，因此可以考虑将三门课程的实验合并为一门“电工电子技术实验”，学时设为34学时，课程开设时可以从电类基础实验开始，后期完成应用性、设计性较强的两个综合性实验，使学生能更好地掌握相关内容，增强动手实践能力。

（2）按教学计划要求和培养目标对某些课程的理论与实验课时进行增减调整。如“单片机原理及接口技术”课程，10个学时的实验课远远不能满足学生的学习要求，可适当考虑减少部分理论学时，增加实验学时至16学时或更多，使学生通过实验对单片机的基础理论有较深的理解，能初步设计基本的单片机控制软硬件；同时增设单片机课程设计，用1～2周的时间进行自主设计，使学生利用所学理论知识解决实际问题的能力得到加强，从而深入培养学生的应用动手能力。

2.多方位改进实验条件

由于电类教学设备老化、部分专业课程实验设备不足等问题的存在，导致学生在实验课上动手操作机会减少，甚至某些课程未曾开设对应的实验。针对此类情况，机械电子工程专业应考虑从以下几方面改善实验条件：

（1）加大资金投入，建立“机电一体化技术”、“信号与系统”等课程对应的专业实验室。

（2）将部分设计性实验与教师科研结合，如教师研究的信号放大电路、滤波电路等可以用于“模拟电子技术基础”实验教学，而涉及到的信号检测部分或控制单元则可以用于“传感器与检测技术”、“单片机原理及接口技术”课程的设计性实验教学，以科研促教学，提高学生的动手能力与参与科学研究的能力。

（3）建立开放式的创新实验室，一方面实验室的开放不局限于课堂教学，由此提供给学生更多的动手操作机会，提升学生学习的主观能动性与自主学习能力；另一方面依托开放式的创新实验室，组织学生更多的参加各类创新活动，如机械创新大赛、电子设计竞赛及机器人大赛等，通过学生的自主开发设计，培养学生的实践能力与创新思维。

3.优化实验教学内容

针对目前各课程实验多以验证性或演示性实验为主，缺乏综合设计性实验的问题，除了改进实验条件外，还可以从各任课教师优化实验教学内容方面着手。如“单片机原理及接口技术”课程，实践性强，内容综合难度大，为便于组织，多是在实验箱上进行相关验证性实验，此类教学方式难以提高学生的学习主动性与积极性，教学效果不佳。因此，教师可从教学方式和教学手段方面进行优化，采用“任务驱动”教学法，[4]精心设计实验教学内容，使学生不仅对单片机硬件电路设计具备直观认识，也可自主尝试设计基于汇编语言或C语言的单片机软件，以提升学生自主学习的积极性，更好地掌握该门课程的内容。再如“传感器与检测技术”课程，是一门应用性极强的课程，不仅包括传感器获取信号部分，[5，6]还包括信号的变换、处理、显示等电路分析，目前所采用的实验仪器为“传感器系统实验仪”，集成了应变片、电容传感器、电感传感器、压电传感器、热电偶、霍尔传感器、光电传感器等十多种传感器及对应的处理电路，具备集成度高、应用简便等特点，能方便学生在课时范围内完成实验，其缺点是模块化的设计限制了学生的创造性思维，只能验证性完成各传感器的标定，学生兴趣不够。因此，教师可对实验教学内容进行设计，由易到难进行实验教学，基础实验在实验仪上完成后，结合电子技术、传感器技术、单片机技术的内容，引导学生自主开发，进行红外发射接收或光敏电阻应用等设计性实验，使其对传感器及应用方面的内容有更深的理解，培养其创新思维与开发设计能力，更好地将课本知识用于实践。

三、结语

湖南农业大学机械电子工程专业开设时间不长，不管是专业培养方案还是教学方式、教学手段都需要通过长期不断的探索研究并完善，笔者结合专业实际情况与学生反馈信息，对专业的实验现状进行了分析，并根据多年从教经验探讨了实验教学改革方法与思路，其中“传感器与检测技术”、“单片机原理与接口技术”等课程的实验教学内容优化研究，已应用于课堂教学。结果表明，学生学习兴趣得到提高，实践动手能力明显增强。2013年湖南农业大学组队参加了“第十二届亚太大学生机器人大赛国内选拔赛”，成功进入前八强，荣获一等奖，相较于往届有了重大突破，长达一年的研制过程中，浓厚的兴趣、坚实的基础与较强的动手能力缺一不可，体现了一系列的教学改革探索已初具成效。但是教学改革是一个长期的、不断循环往复的动态过程，在以后的教学过程中，还需要不断的探索，为更好地培养具有实践能力和创新思维的复合型人才而努力。

参考文献：

[1]王殿君，焦向东，王伟，等.新版机械电子工程专业培养方案的研究与实践[J].安徽师范大学学报（自然科学版），2010，33（1）：39-42.

[2]洪华杰，柯冠岩.关于高校机械电子工程专业创新教育的思考[J].高等教育研究学报，2009，32（4）：64-66.

[3]黄民，朱春梅，祁志生，等.机械电子工程专业方向系列课程建设与教学改革[J].中国电力教育，2011，（3）：182-184.

[4]李旭，蔡培中，康江.“任务驱动”教学法在单片机课程教学中的研究与实践[J].农业工程，2012，2（12）：57-60.

第8篇

EDA技术是机械电子工程设计当中重要的技术，其主要载体可以进行大规模编程的逻辑器件，在编程过程当中，使用的表达方式是硬件描述语言。EDA技术在应用的过程中要使用计算机、编程逻辑器件等科技工具，应用的最终目标是对特定的目标新平进行适配编译和逻辑映射，形成电子系统或是成为专用集成芯片。EDA技术是在电子电路技术之上发展起来的，EDA技术要编译器、综合器、下载器、适配器等部件共同构成。其中，综合器能够对设计者的设计文件进行转换，使其成为系统内门级电路描述。适配器可以生产最终的下载文件，并安排到制定的器件中。EDA技术是机械电子工程设计中的核心技术，EDA技术使用的HDL语言可以公开利用，其描述范围广泛，可以机械电子工程设计带来诸多的帮助。在后期进行交流、修改、保存等工序时也可以十分方便的进行。另外，EDA技术拥有较高的自动化，一些常规的纠错、调整等工作可以快速完成。

2电子工程中存在的问题

机械电子工程快速发展，但是到目前为止，世界各国对于机械电子工程都没有明确的定义和统一的认识，出现这种问题的原因，一方面是机械电子工程发展速度太快，所涉猎的领域越来越多，另一方面是因为设立明确的定义必定会对其发展产生一定的限制作用，不利于机械电子工程继续快速发展。电子工程在发展的过程中产生了一些难以解决的问题，电子产品的发展方向是具有更高集成和大容量，同时体积也越来越小，这就需要技术的不断升级来实现发展目标。电子工程设计方案需要获得科学的检验，要对其进行仿真分析。电子元件所处的工作环境是设计人员应该考虑的问题，要对设计方案进行有效优化，最后要对电路特性进行分析。另外电子工程在运行中要避免静电的危害。为了实现电子工程取得进步获得发展，需要在电子工程设计中采用EDA技术。

3电子工程设计要点

3.1仿真分析

机械电子工程设计方案需要通过科学的系统仿真或是结构模拟来说对其可行性、科学性进行验证和分析。通过仿真分析来确保设计方案在后续实践中能够顺利应用。在仿真分析过程中，使用EDA技术可以为仿真分析提供良好的支持。EDA技术能够通过各个环节当中的传递函数来进行数学建模并对其进行仿真分析，这样构建和仿真系统能够准确验证设计方案的实践性，并能够对电子系统工最后程设计方案进行推广和使用。这种仿真分析对于提高我国电子工程设计的整体水平和产品质量有积极的指导意义。

3.2优化设计

对设计方案进行优化的目的是尽可能确保电子元件在应用过程中具备稳定性与可靠性，保证其拥有最佳的容差和工作环境。在实际工作条件下，使用传统的电子工程设计方法，难以对实际容差及电子工程元件工作环境进行全面的检查和分析。不能对电子元件环境进行全面勘测，就容易导致设计方案在此方面出现漏洞，这样一来电子元件的容差及其工作环境温度就很难得到有效的保障。利用EDA技术则能对设计方案进行良好的优化，因为EDA技术可以对电子方案环境进分析计算，获得电子元件在实际工作中所处的环境温度等相关数值。在分析获得的数值基础上，来对电子工程设计方案进行优化，保证方案在实施后，可以稳定工作，具有可靠安全保障。

3.3预防机械结构中的静电

机械结构是根据设计方案来工作并应用于事物成为满足功能需求的结构。在科技快速发展的大环境下，集成电路设计愈来愈复杂，这对静电的防治也提出了更高的要求。静电对电子元件的破坏巨大，静电电场能够对周边电荷有吸引力会破坏绝缘体，使电子元件敏感度降低，甚至是引发集成电路烧毁，使电子产品直接报废。这要求工作人员做好静电防护，对防静电工作区域进行划分，保持操作空间的清洁，降低静电发生的概率。在电子工程故障检测方面，要将传统的电子工程故障检测和智能故障检测方法结合，相互验证，在电子技术投入方面加强，提升电子工程检测技术的能力，增强电子元件、电路对环境的适应能力。

3.4电路特性的有效分析

对电特性进行有效分析是EDA技术中的重要内容，在电子工程设计的过程中，理论分析都是在数据分析和特性分析的基础之上进行。因此，数据分析和特性分析方面的数据必须准确及时，使用传统的电子工程设计方法会受到多方面的限制，难以保证数值的准确性，电力测试的实际精度会受到较大的影响，不利于后期稳定性的建立。EDA技术就能够对整个系统进行全面的测试，并保证测试的精确性与科学性，避免设计方案出现结构性的差异确保设计方案的整体性以及合理性。

4结论

第9篇

[关键词]机械电子；机电一体化；研究发展

中图分陈类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0273-01

引言

机械电子工程是制造业当中的重要环节，也是我国各个技术部门基础性设备，有效的调整并完善了我国工业体系，对我国工业体系的发展起到了极大的推动作用。近年来，科技技术开始不断创新，在这种发展背景下，我国的工业企业如果想要获得长远的发展，就必须深入研究和了解机械电子工程技术，对该技术进行不断的完善，从而拓展其在行业当中的应用领域，真正提高了这种技术的应有价值。不过，虽然我国在该项技术的研究领域切实取得了一定的成绩，但是相对那些较为发达的工业发展国来说，中国在机电一体化的领域当中，所取得的研究成果还相对薄弱，所以对我国机械设电子工程的研究成为当下重要的研究课题。

1.机械电子工程的特点

在当前科学技术日新月异的时代，各种新技术、新工艺、新材料、新设备的出现，机械机电一体化已不再是单纯某一门学科的发展，而是各门相关学科，多种先进技术的互相渗透和相辅相成的结果。机械机电一体化技术就是一种这样的新技术，它是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的综合技术。其实质是从系统观点出发，运用过程控制原理，将机械、电子与信息、检测等有关技术进行有机地组合，实现整体最佳化。工程机械机电一体化从根本上改变了机械的面貌。[1]在这种机械中，微机作为它的大脑，取代了常规的控制系统。机械结构是其主体和躯干，各种仪器、仪表、传感器是其感官，它们感受各种机械参数的变化，并反馈到大脑（微机）中，各种执行机构则是它的手足，用以完成操作所必需的动作。一个完整的工程机械机电一体化系统，一般包括微机、传感器、动力源、传动系统、执行机构等部分。它摒弃了常规机械中的繁琐和不合理部分，而将机械、微机、微电子、传感器等多种学科的先进技术融为一体，给工程机械在设计、制造和控制方面都带来了深刻的变化，从根本上变了工程机械的面貌。

2.机械电子工程向模块化的发展方向

由于机械电子的产品种类丰富多样，对其生产厂家的生产质量具有一定的影响，所以就需要研发具有标准传感接口、微动力接口、环境接口等机电一体化产品，这本身会有一定难度，不过这一方向还是具有十分广泛的重要意义。就比如在研制集减速、智能减速、电动机于一体的动力单元方面，其同时具有视觉、图像处理、识别以及测距等功能的控制单元，这样就有利于新型产品的迅速开发，在产品的生产规模方面也在逐渐的扩大，并最终实现了电气产品的系统化化、标准化，并最终使机械电子企业的平衡发展和可持续发展。

3.机械电子工程向人工智能化的发展方向

机械电子工程的未来发展是以智能化发展为首要趋势。所谓机械制造系统的智能化，其实就是人机一体化的相关智能系统当中所具备的一些智能性的操作行为，涉及到机械本体技术、信息处理技术、传感技术等等。人工智能的定义人工智能是一门综合了控制论、信息论、计算机科学、神经生理学、心理学、语言学、哲学等多门学科的交叉学科，是21世纪最伟大的三大学科之一。机械电子工程并非是一门独立学科，而是一种包含有各类学科精华的综合性学科。在设计时，以机械工程、电子工程和计算机技术为核心的机械电子工程会依据系统配置和目标的不同结合其他技术。工程师在设计时将利用自顶向下的策略使得各模块紧密结合，以完成设计；产品特征不同。机电一体化产品的结构相对简单，没有过多的运动部件或元件。它的内部结构极为复杂，但却缩小了物理体积.抛弃了传统的笨重型机械面貌，但却提高了产品性能。

4.机械电子工程向网络化的发展方向

随着我国计算机网络技术的蓬勃发展，工业业体系当中的网络数字化已经成为了当今机械制造技术行业的中心环节。很多机械制造企业所传递出来的信息通过了数字化的处理之后，再进行网络方面的传输，所传输的包括知识和图形的信息传输，同时还有相关的技术能力在其中，这些都已经开始实施数字化技术的处理。数字化信息技术可以实现机械设计资料的搜集、分析，重新组合以及规划处理。这其中所涉及到的计算机技术包括数据库、环境的虚拟化以及多媒体技术等等，开展机械产品的方针设计、加工、生产等等，而且也是为了满足社会多方面的需求[2]。另外，由于数字化技术是将制造技术、计算机以及及相关的网络信息技术等进行有效的结合，所以在制造当中针对于自身产品并通过相关网络技术来进行机械设计信息，这样就能建立起一个行业内的联盟，能够在实现优势互补的前提下，研发出所需的机械产品，这已经成为了当今工业体系行业发展的趋势。

5.机械电子工程向环保化的发展方向

随着我国先进制造业的飞速发展，环境污染开始不断加剧，可使用、可回收的资源不断减少。为了寻求从根本上解决制造业环境污染的有效方法，到了90年代，随着全球性产业结构的调整和人类对客观认识的日益深化，在全球掀起了一股“绿色消费浪潮”。在这股“绿色浪潮”中设计师们更多地以冷静、理性的思辩来反省一个世纪以来工业设计的历史进程。人们在呼吁保护资源、回收资源，维护生态环境的同时，还在坚持倡导绿色生产，制造绿色产品。这一发展方向同样也是机械电子工程将来的发展方向，这一发展方向深刻的表达出人们对于环保问题的高度重视。机械电子工程逐渐朝着绿色设计的方向发展着，在设计过程的每一个决策中都充分考虑到环境效益，尽量减少对环境的破坏。[3]产品及工艺设计，可持续发展的绿色设计观要求产品设计要综合考虑环境、材料、工艺、造型、使用环境、消费者心理等各种因素，而以环境亲和性、使用合理性、消费者心理的满足性为开发重点。

6.结语

总而言之，机械电子工程并不是独有向单一方向发展，他具有人工智能化、人性化的特点，主要是向模块化、人工智能化、网络化以及环保化的方向发展，增强了机电一体化产品的可靠性、实用性的同时，也为逐渐走向环保的方向，为我国先进制造业的发展，提供了广阔的发展空间。

参考文献

[1] 张晓亮.浅谈机电一体化的未来发展[J].才智.2013.

第10篇

关键词：机械电子设备 发展现状 对策

1、引言

电子机械设备是指在研究、开发和生产各种电子信息产品过程中专门用于材料制备、元器件加工、组合装调、工艺环境保证、工艺监控和质量保证的设备。电子机械设备在生产电子信息产品过程中，先进行产品最原始的材料生产，然后将材料进行加工，将生产出来的硬件及其各种分离的元器件以及连线构建成为一件具有良好实用性、可靠性和优美外观的实体产品。目前，电子机械设备的市场需求迅速增加，随着信息时代的发展，机械电子设备的需求量随着电子信息产品需求量的提高而提高。在此状况下，机械电子设备发展前景良好，但也存在发展瓶颈使得机械设备发展的面临着重重考验。

2、 我国机械电子设备的发展现状

经过研究多方资料和企业的实践得出，机械电子设备发展中的问题主要有以下几点。

2.1机械电子设备质量得不到保证

国产机械设备以及其他产品较国外进口产品相对落后，所以机械电子设备的质量需从源头抓起。零部件的质量直接关系到整个机械设备的质量，机械零件都是大批量的生产出来，经过筛选后再使用，但是机械零件的生产和质量检测主要是由人工完成，工作人员处于高度紧张，连续在单纯的厂间环境下工作，人眼容易产生疲劳，无法保证机械零件的质量，检测的效果较差，如何改善机械电子设备配件的质量状况也是值得业内人士深思的问题。

2.2机械电子设备的使用与保养工作的相互脱节，

机械电子设备的使用寿命在很大程度上取决于使用过程中的保护以及保养工作，当前我国的电子信息产品的需求量过大，一些企业在生产过程中使机械设备处于长期高强度的工作负荷之下，必然会产生零部件磨损等现象，且又不注重对其进行维护与保养，直接影响着机械设备工作的稳定性、可靠性和安全性，导致企业生产量降低，甚至会发生严重的安全事故。当前很多企业都制定了相关的机械设备使用制度，一般是一个操作人员固定使用一台机械设备，但却没有指定定人的保养制度，忽视了设备的保养。由于没有定人的保养制度，导致操作人员放松了对机械的保养，维修人员应付了事，当机械出现故障，便会相互推脱责任，严重影响着机械设备的质量和生产的数量，增加了维修成本，降低了设备的使用寿命，造成企业的损失。此外，不少项目负责人只考虑眼前利益，未从长远打算，短期行为严重，只注意产值与效益挂钩，在设备管理使用上表现为重用轻管，为赶工期、抢进度而不惜拼设备，造成机械设备常期处于超负荷状态工作，或带病作业，甚至违章操作，其结果是该工程项目完工后，机械设备严重磨损老化，而调运到新工程又需花费大量的精力与费用进行整修，造成施工工期贻误，项目部之间在维修费用上互相推诿，致使固定资产无形流失。

3、改善我国机械电子设备发展现状的几点措施与建议

3.1重视机械设备的技术重要性，实现技术的不断创新

机械电子设备的技术问题不是依靠个别企业或者个别领导的重视就可以得到提高，而是需要国家、地方以及企业3方面共同关注，才能切实提高整体技术水平。首先，国家应当充分关注机械电子设备的发展，针对机械电子设备的技术水平问题，制定相关政策，创造良好环境，实现技术的不断创新与发展。其次，地方政府的支持对机械电子设备行业的发展至关重要。地方政府应当在制度、资金以及人才等方面为技术创新提供大力支持，为技术提高提供重要的方针指导，对于有技术创新突出贡献的人员以实质性的奖励，大力支持并鼓励技术人员的工作。最后，企业作为生产机械电子设备的主体，应当创造出一个良好的环境与氛围，聘请一些具有高技术水平和丰富经验的专家，定期对企业的相关技术人员进行培训，提高他们的技术知识能力，打造出一支具有高水平、高技术的专门研究机械设备的创新队伍，为企业的技术创新提供人力支持。

3.2加强设备保养和维修工作

（1） 设备在日常使用的时候，需要加强设备的保养工作，及时对设备进行清洗，和调整。减少机械设备间隙里的杂物，防止设备在缺油的状态下工作，减少致坏因素。

（2） 对使用中的机械设备给予定期保养，机械设备管理人员应根据不同的设备在出厂时所提出保养的具体要求来进行保养，同时要与使用设备的人员进行交流，了解设备状况，在规范操作下进行保养。

（3） 完善机械设备的维修计划。机械设备使用一段时间都会出现不同的故障，及时修理可减少故障状况。因此，企业应设定详细的年度或季度修理计划，对机械设备进行全方面检查，作出结论，进行维修。

（4） 精密贵重仪器结构精确，内部结构严密。因此平时应注意正确使用及维护。设立简易维修室及时排除使用中出现的故障，保证项目的顺利进行： ①上油，清洗擦干后在相关的关节部位涂上一层薄薄的油脂，它不仅可在相互接触的金属表面起到作用，还可适当地起到密封作用； ②运送、保管，精密贵重的器械较易损坏，在运送和摆放时要格外小心尖锐的器械如穿刺器等要及时套上保护帽，以免损伤器械。使用完最好采用专用容器在避免器械与器械相互碰撞和摩擦的前提下摆放和运送； ③定期维修：根据定期检修情况，总结仪器发生故障的规律，积累经验，了解仪器质量，为在使用中强调注意事项提供依据，及时排除故障，保证手术的顺利进行。

3.3管理措施

精密仪器、器械专人使用，专人管理。定点放置，集中放于有防止灰尘的潮湿的专柜内。建立一起档案，设置操作程序卡，建立使用登记本，做好每次详细使用登记。包括使用时间、性能状态，使用人等。器械原则上严禁外借，有特殊情况需外接，需填写借条，用后立即归还，防止损坏。建立器械损坏报告损赔偿制度，人为因素造成的损坏或遗失，则按器械价格追究当事人并按规定赔偿。器械使用后应立即清洗，拆洗的配件应及时安装，避免零件遗失。专科仪器必须由专职工程人员操作使用，严禁非专业人员盲目操作。只有充分掌握了设备性能操作规程，才允许使用该精密仪器。在使用该仪器之前要认真检查仪器运转情况，应轻拿慢放，一把一钳，确认各部零件是否完好。据工作情况，可以对专科仪器实行责任承包，包安全、包质量、包仪器完好率，做到定位放置、定期保养、定期检查、定人保管、责任到人，实行了分科管理。定期对器械仪器管理人员的工作情况进行考察，给与奖励或批评，这样可以充分提高管理的效率，最大限度发挥仪器的工作效率。

3.4 加强机械电子设备零部件的质量监督，保证机械电子设备质量首先，在生产中要使生产模式规范化，实行三班倒制度，保证工人有足够的休息时间，从而能够在工作中保持充足的精力。另

外，对于生产零部件的原材料也应把好关，要采购有质量保证的材料，在经济允许的条件下，采用国际高端零部件厂商的产品以保证质量。其次，在零部件的检测上要实行逐级监督的制度，通过多级检测，对零部件的质量层层把关。采用新进的检测工具，一旦发现不合格的产品需由相关人员负责赔偿，严禁出现由于人为原因造成的质量问题。

4、结语

机械电子设备行业的发展对我国工业的生产起着重要的作用，因此我们应当清醒地认识到其发展中的不足，利用科学手段进行管理，通过制度、技术等的创新提高管理水平，保证机械电子设备的质量，提高技术含量，才能够生产出大量高质量的电子产品，保证机械电子设备行业的持续发展。

参考文献

第11篇

关键词：机械电子学；MATLAB；教学；仿真技术

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0153-03

引言：

机械电子学兴起于上个世纪80年代，是一门交叉性学科，随着现代科技发展逐渐形成的。机械电子学知识量大，并且机电融合，内容更新快，对实践的要求十分高，所以学生在学习过程中不仅要熟悉掌握各个专业知识和关键技术，还要去理解机械电子学的精髓，掌握机电一体化的理论实践方法，以便能够很好地运用这些技术。但在实际教学过程中发现，由于各种原因，学生对信息、控制及系统论方面知识比较欠缺，并且由于硬件教学条件的限制，许多机电实验无法正常进行，这给《机械电子学》课程的教学形成了一定的阻碍。

MATLAB作为工程领域最为流行的仿真软件之一，已被广泛应用于信号处理、电路设计与仿真、控制、机械、管理等领域，其提供的图形界面仿真手段――Simulink，使得机电系统的建模与仿真效率得到大大提高[2-3]。本文就MATLAB在《机械电子学》课程教学中的应用做一些探讨。

一、课程研究内容及难点

机械电子学是一个综合的概念，包含了技术和产品两方面的内容，首先是机电一体化技术，其次是机电一体化产品。机电一体化的原理、技术、设计理论和方法，构成了机械电子学的研究内容。

机电一体化技术是以系统论、控制论和信息论为理论基础和方法论，在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术等现代高新技术群体基础上发展起来的一种高新技术。概括起来，机电一体化共性关键技术主要有六项：机械技术、计算机与信息处理技术、检测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术，其基本体系结构如图1所示[4]。机电一体化产品是富含高新技术的技术密集型产品。机电一体化为机械产品注入了新的技术，把计算机和电子器件的传感检测、信息处理、自动控制等功能融合到机械装置中去，从而获得了过去只靠一种技术而无法实现的功能和效果，在功能、性能、质量和效率等方面都有高水平的发展。机电一体化技术应用系统工程的观点和方法来分析、研究机电一体化产品或系统，综合应用各种现代高新技术进行产品设计和开发，通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成部分的合理配置和外部的整体性能最佳。因此，机电一体化产品表现出整体结构最佳化、系统控制智能化和操作性能柔性化。

机电系统静态和动态设计是课程的核心内容，要求学生能够从系统设计的角度分析机械系统和微机控制系统的元部件特性，掌握机电系统稳态和动态设计的分析方法。但是，动态系统设计涉及到的知识既有系统论和控制论方面内容，又有诸如系统动态参数整定等实践性非常强的内容，学习难度相当大。鉴于此，在该课程的教学实践中，笔者以计算机为工具，借助于MATLAB仿真技术，充分利用其强大的优化设计及仿真分析能力，把该课程中抽象内容形象、直观地表达出来，取得了良好的效果。

二、基于MATLAB的教学方法

在《机械电子学》课程的整个教学环节中，需要涉及机械传动系统、执行元件以及控制系统等多个用于实现机电有机结合的功能模块，如何将这些不同系统、模块的共性表达出来，是帮助学生理解、消化并建立学习主线，是实现各个章节知识串联的一个重要环节。MATLAB工具可以实现该功能，通过采用该软件对不同类型的系统进行仿真和特性分析，不仅使学生对机电系统特性有了直观的认识，而且帮助学生掌握了一门有用的学习工具，为以后的学习和工作奠定一个良好的基础。

在教学过程中，可以通过MATLAB/Simulink实现机电系统动态仿真功能，解决学生对系统动态特性的理解只是停留在公式这一难题；可以通过调节模型参数，研究延迟力矩和积分控制器的效果，让学生对控制以及一些典型的调节手段有了更为直观的认识；还可以利用提供的大量机械模块的仿真工具包，通过这些工具，可以方便地对一些常见的机械元、部件进行特性分析，如液压元件、齿轮传动系统等，并能随时改变约束条件和连接方式，及时观察所设机构在变参数下运行时的工作特性。

综上所述，基于MATLAB建成一个能够模拟实际系统问题的虚拟实验室，从而加深学生对知识的认识和理解，掌握其基本分析方法。

三、基于MATLAB的教学内容

基于MATLAB的教学内容主要包括五个方面：

1.利用MATLAB分析系统时间响应。在完成系统间响应求解方法的讲解以及系统时域指标的讨论后，将利用MATLAB提供的函数系统在不同输入作用下的时间响应，并在单位阶跃响应的基础上，求取系统时域性能指标。在MATLAB中，可以采用impulse函数、step函数、lsim函数对线性连续系统的时间响应进行仿真计算。其中，impulse函数用于生成单位脉冲响应，step函数用于生成单位阶跃响应，lsim函数用于生成对任意输入的时间响应。在求出系统的单位阶跃响应以后，根据系统性能指标的定义，分析系统上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间等性能指标。

2.利用MATLAB分析系统频率特性。Nyquist图和Bode图是系统频率特性的两种重要的图形表示形式，也是对系统进行频率特性分析的重要工具。MATLAB提供了绘制系统频率特性极坐标图的nyquist函数和绘制对数坐标图的bode函数，通过这些函数不仅可以得到系统的频率特性图，而且还可以得到系统的幅频特性、相频特性、实频特性和虚频特性，从而通过计算得到系统的频域特征量。

3.利用MATLAB分析系统的稳定性。在MATLAB中，如果已知系统的特征方程，应用roots函数可以直接求出系统的特征根。根据特征根的分布情况，判定系统是否稳定。通过MATLAB提供的margin函数，求出系统的幅值裕度、相位裕度、幅值穿越频率和相位穿越频率，从而直接分析系统是否稳定以及系统的相对稳定性。

4.利用MATLAB设计系统校正。通过MATLAB进一步讨论系统校正的设计问题，所采用的设计方法仍然是基于Bode图的频率分析方法。教学过程中，设定某单位反馈控制系统可以通过调整增益满足稳态性能指标要求，但相位裕度过小，不满足相对稳定性要求，从而通过采用超前校正环节进行校正。

5.利用MATLAB分析线性离散系统。与可用于线性连续系统分析和设计的函数对应，MATLAB提供了用于线性离散系统分析和设计的函数。教学中，采用c2dm函数和d2cm函数实现系统模型变换。其中，采用c2dm函数将线性连续系统模型转换为线性离散系统模型，d2cm函数将线性离散系统模型转换为线性连续系统模型。另外，利用dstep函数、dimpulse函数和dlsim函数对线性离散系统的时间响应进行仿真计算[5]。

四、教学案例分析

利用MATLAB进行某型炮弹制导控制系统阻尼回路的仿真设计，是《机械电子学》课程教学中采用的经典案例之一。

对于轴对称弹体，俯仰通道和偏航通道结构相同，因此在制导控制系统设计时常以俯仰通道为例进行控制系统设计。控制系统的内回路是阻尼回路，阻尼回路主要由舵机环节、弹体环节和校正网络三部分组成。阻尼回路的结构框图如图2所示。

特征点选择与5.2.3节相同，特征点处的弹体传递函数为：

从弹体传递函数可以看出，在特征点T1处原弹体阻尼为0.1，属于严重欠阻尼，因此将特征点处阻尼回路的期望阻尼设置为0.8。

校正网络设计主要是对阻尼回路传递函数系数

弹体开环传递函数Bode图如图4、图5所示，由图可知在增加阻尼回路前，弹体已经是稳定的，在增加阻尼回路滞后，弹体保持较好的稳定性，弹体带宽变小，因此弹体振荡得到抑制。MATLAB仿真结果表明，阻尼回路明显改善了弹体动态特性。

五、结束语

通过上述研究可以得出，在《机械电子学》教学过程中采用MATLAB软件可以有效地完善课程教学内容，实现了理论教学与实践教学的有机结合，不仅对加强学生的理论学习有较大的帮助，而且也提高了学生对所学知识的运用能力和分析问题、解决实践中问题的能力。

参考文献：

[1]叶大鹏.计算机仿真技术在《机电一体化系统设计》教学中的应用[J].福建农林大学学报：自然科学版，2004，33（4）.

[2]江岳春，邓建国，罗德荣.MATLAB在异步电动机电源反接制动教学中的应用[J].电气电子教学学报，2002，24（4）.

[3]任金霞，黄运强.基于MATLAB的自动控制系统稳定性分析[J].江西有色金属，2002，16（3）.

第12篇

关键词：机械电子技术；发展趋势；创新方法

中图分类号： F407.4文献标识码： A

引言

机械电子学是一门综合性强、发展潜力大且发展速度快、应用面又极广的学科。我国应在已有基础上更加予以重视，扩大研究队伍，加大研究深度，大力培养这一学科的各类人才，同时必须切实加强青年教师和研究生的控制理论教育、特别是应用数学方面的基本训练，只有这样，才有可能培养和造就一批具有坚实理论基础和专业技术水平的新一代科研教学队伍，更快地提升我国的整体实力。

一、机械电子技术的概述

1、机械电子系统将机械学、电子学、信息技术和计算机技术有效的结合在一起，机电一体化产品是通过一体化技术和机械系统以及微电子系统的结合，并赋予一定功能和新能的产品。

2、机械电子系统具有智能化的特征，在我国大部分机械行业都朝着一体化的方向发展，由于一体化系统能实现控制、检测、信息处理的自动化，这样就有利于机械行业向着机电一体化的方向发展，机电一体化的实现，节约了机械行业的成本；机械电子系统具有整体结构最优化特征，机械电子具有系统性、综合性、完整性和科学性的特点，在机械电子系统的设计中，可以将机械、电子、硬件和软件实现同一功能，使系统得到优化。用电子装置来取代原来的机械装置，可以有效简化机械结构，在一定程度上改善装置的操作性能；机械电子系统具有经济效益最大化的特征，所有产品研发的最终目的都是为了获得经济效益，决定经济效益的主要因素有成本和最终的销售利润。机械电子系统的利用，可以从根本上降低产品的生产的成本，达到利益最大化的目的。

二、机械电子技术发展的特点

1、设计思想的发展

机械电子技术出现的初期，其设计的指导思想是相当单纯的，就是使用电子部件来代替置换一部机器中的某些机械部件，目的是提高性能以减少体积和重量，又便于维护。20世纪年代以来，机械电子系统的设计思想更提高了一步，一方面设计主要着眼于系统的整体优化，另一方面逐步走向系统的智能化。替代一融合一系统优化一智能化，这就是多年来机械电子系统设计思想的变迁和发展。必须指出的是，设计思想的发展并不摈弃原来的设计思路。

2、与其他前沿技术的结合

2.1与现代光学技术相结合

现代光学技术不断与机械电子技术相融合，形成光机电一体化系统。各种类型的激光加工机械，如激光切割机、激光焊接机等早已问世。在信息技术领域，激光打印机、激光照相机、光盘驱动器也已经普及。光传感器的发展，使数字相机和数字摄像机迅速更新换代，VCD和DVD早已进入千家万户。而光纤的大量应用，使通信手段更加多样化。可以预见，光机电一体化系统将以更快的步伐向前发展，并影响着人们的生活。

2.2面向现代医学

随着机械电子系统的发展，为医学诊断、治疗和康复提供了大量先进设备。CT、NMR已经成为医院常用的诊断设备。已开发了各种手术机器人，包括进行精细心脏手术的机器人。手术机器人不仅可以就地进行手术，还可以通过互联网远程监控实行等等。

2.3面向现代生物技术

现代生物技术研究的对象从微生物到各种动植物直到人类本身。现代生物技术主要研究和处理的是生物组织细胞、基因和各类生物分子。基因图谱的绘制，生物芯片的制造，基因的分离、修补和注人，以及细菌的捕获和分离等，都需要各类机械电子仪器或装备的支持。另外，水下和极地、太空进行的各种科学探测，都必须要自动进行，还要定期或实时将图像、数据传送到地面中央控制室，并要自动检测和处理一些故障。这些都是由机械电子装置和智能仪器来承担的任务。至于发展到今天的载人宇宙飞船、航天飞机和空间站，其各个子系统几乎没有一个没有各种机械电子装置的支持和相互配合，否则就不能发射、正常运行并且安全返回地球。

二、机械电子技术的发展趋势

随着知识经济和科学技术的进一步发展,机械电子技术的发展得到了迅速的发展,技术革新的周期明显的缩短,成为社会发展中不可或缺的新型技术之一。

1、模糊化

模糊化是机械电子技术在近年来发展的另一大趋势。机械电子技术的应用领域相对较广,如何发展适应多个行业的机械电子技术就成为机械电子技术主要的发展任务。因此研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机械电子技术产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。

2、数字化

数字化是现代科学技术发展过程中一个比较重要的概念。特别是微控制器的发展为其奠定了良好的基础,现代科学技术的发展都要尽可能的为技术发展的提供良好的平台。而数字化也成为了机械电子技术发展的一种主要趋势。

3、集成化

集成化要求各中技术在发展的过程中互相渗透、互相融合,同时集成化又包含了生产加工过程中同时处理管理、检测、装配等多种工序,为了实现目前小批量生产的目标,使得系统的管理更具有弹性。首先,将系统进行分解,协调各个分解之后的部分的运转,进而促进系统高效、协调的发展。

4、网络化

信息化的发展以及普及,使得以互联网为代表的信息技术逐渐成为各行各业,各个学科技术中最为依赖的基础工具之一。远程控制终端在生产中也逐渐成为普遍使用的技术,利用计算机计算,通过局域网技术使得在一定范围内使用的电器链接成为一个系统。因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

三、机械电子行业的创新方法

1、进行市场调查，创新产品

在过去的产品生产中，企业很少存在市场意识，产品一般由国家操控，这就造成创新的动力不足的现象，许多产品没有发生根本性的改变。随着市场经济的不断发展，竞争机制促使企业进行不断的创新，只有这样才能在市场经济中生存下去。所以在企业生产之前，一定要对市场进行分析和调差，从市场中获取重要的信息，进而对企业生产的产品进行改造和创新，通过创新来使产品满足市场和客户的需求。在生产前要对产品进行合理的规划，对产品的创新进行开发和研究，以此增强企业的竞争力，为以后的发展奠定良好的基础。

2、资源创新

信息、资金和人才在新产品开发中都起到一定的作用，资金的投入是一项科研项目顺利进行的保障。在产品研发的过程中，要适当的采用方法和措施，不断增加科技投入，将资金用于企业的技术开发和新产品的产业化发展中。在新技术不断发展的今天，现代信息技术已经成为产品创新的关键。现代社会的竞争主要是人才的竞争，在企业的发展过程中，对人才的利用是企业发展的必要保证。在产品开发过程中，必须要发挥技术人员的创造性，使其在新产品开发中发挥一定的作用，加强企业对高端人才的培养。

3、保护和利用知识产权

目前，我国许多产品都已经申请专利，在企业产品开发中，要体现自身的专有技术，要以专利的形式来保护自身研发的成果，企业在新产品研发和技术的研究方面，应该对其产生的研究成果加强认识，对专利进行保护。在确定技术开发的方向过程中，应该对各项专利进行全面的研究，开发出新产品。在创新开发过程中，应该提高开发的起点，提高产品的水平，注意对技术进行保密，在研发成功后要及时的申请专利，以保护企业的知识产权，在新产品的开发过程中，应该利用最新的技术来武装产品，为企业提供一定的服务。

结束语

总之，对于机械电子行业来说，只有在生产中不断进行创新，才能提高产品的附加值，增加市场的占有率，从而提高企业的经济效益，有利于提高自身的创新能力。科技创新是企业发展的必由之路，也是机械电子行业不断发展的重要条件，为我国的经济建设提供基础保障。

参考文献

[1]丁锋.机电一体化技术和应用研究初探[J].电子世界2012年18期

第13篇

关键词：实践教学；教学改革；柔性制造系统

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0179-02

一、引言

实践教学是高等教育的重要环节，是实现人才培养目标的有效途径和重要保证。随着社会的进步和发展，对人才的需求也发生了很大的变化，给实践教学带来一些新的问题和新的挑战。我校机械电子工程专业的培养目标中强调了机电结合的高级工程技术人才，为了培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的创新型工程技术人才，适应现代社会的要求，就必须要优化实践教学内容，推进实践教学方法和实践教学体制改革。而营造培养高素质创新工程技术人才的实践教学环境，提供合适的实践训练平台是达到培养目标的重要保障。为此，我校2012年在共建基金支持下成立了柔性制造实验室，通过柔性制造系统对实际工业自动化生产中的模拟运行，让学生了解和掌握现代机电系统运行控制技术，培养学生的实践能力和创新能力。本文围绕该柔性制造系统在我校机械电子工程专业实践培养上的应用，就我校在教学改革上的措施进行论述。

二、柔性制造系统

柔性自动生产线是将微电子学、计算机信息技术、控制技术、机械制造和系统工程有机地结合起来，是一种技术复杂、高度自动化系统，柔性制造技术更是当前机械制造业适应市场动态需求及产品不断迅速更新的主要手段，是先进制造技术的基础。

通过该系统，能使学生可通过实验了解柔性制造自动化生产实训系统的基本组成和基本原理，能为学生提供一个开放性的，创新性的和可参与性的实验平台，让学生全面掌握机电气一体化与物流技术的应用开发和集成技术，能够帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握柔性制造相关系统的组成、功能及控制原理。促进学生在机械设计制造、电气自动化、数字控制技术、机器人技术、计算机技术、传感器技术、生产线技术等方面的学习，并对数控加工、电机驱动及控制技术、PLC控制系统的设计与应用、机器人控制技术、高级语言编程等技能得到实际的训练，激发学生的学习兴趣，使学生在光机电气一体化系统的设计、装配、调试能力等方面均能得到综合提高。系统组成如图1所示，共分为总控系统、自动化立体库及码垛机、自动化输送线系统单元、CCD形状颜色尺寸检测单元、上下料搬运机器人单元、数控加工单元、串联机器人装配与分拣单元、视觉导引搬运AGV几个单元部分。系统模拟某自动化加工、分拣、自动装配及自动出入库完整制造过程。立体库由两排货架及中间的码垛机构成，实现毛坯及成品部件的存储；传送线负责从立体库取件、传送工件到到各工作单元及传送入库；通过图像识别功能，对工件进行形状与颜色识别，通过信息识别，六自由度行走搬运机器人可选择把工件放入相应的数控加工设备（车削加工中心或铣削加工中心）当中。加工完毕，通过CCD视觉装置进行高度与直径等尺寸识别。并为下一工序做好准备。

该柔性制造系统可联机/单机两种运行模式，方便学生进行PLC控制、生产线控制、机器人控制及数控机床应用实训。

三、柔性制造系统在机械电子工程专业实践能力培养中的应用

1.课程实验实训。利用该柔性制造系统的各组成单元，对原有相关课程中的实验内容进行了调整整合，增加了综合性实验环节内容设计，根据教师授课情况，结合学生特点进行选取。主要服务的课程包括：机电传动与控制（步进电机、伺服电机控制）、PLC控制技术（立体库码垛机控制、传送线控制）、机器人技术（分拣机械手、搬运机械手）、机床数控技术（数控加工单元）、传感与测试技术（传送线、CCD等单元）、机电一体化技术。

2.实习实训环节。根据专业特点及实习实训要求，对原有实习实训环节进行了改革。将原第七学期三周的实习环节分割成几个模块，其中一个模块是2.5天的柔性制造系统实习实训模块，每次二十余人分成多个小组进行该模块的实习实训。对学生获得的专业知识和专业技能进行的一次全面考核和综合检验。按照机械电子工程专业设置的要求，通过柔性制造系统平台开展的集中实践教学环节，让学生完成的主要任务为：气路、电路或控制回路的构成的模拟设计及运行调试；根据工作要求对PLC控制程序进行修改或编写，模拟实际的控制过程；对人为设定的故障（电气及PLC故障）进行故障诊断及排除练习，提高学生解决实际问题的能力；模拟系统的各单元之间可以通过I/O进行通讯，将多个加工单元连接构成系统。通过这个教学环节，让学生自己动手来搭建实际机电一体化设备，以此来提高学生解决实际工程问题的能力。实习的内容：①柔性制造系统基础知识教学。主要讲授柔性制造系统技术的一些基本概念，让学生对柔性制造系统有全面的了解和认识。②立体库系统设计。通过对立体库实际操作，了解立体库工作过程；以立体库结构设计及PLC控制为主要教学内容，了解并掌握立体库结构设计技术，学生能够完成单元格的设计出图。了解立体库控制要求，采用PLC实现取、送工件的控制设计。③搬运线设计。以搬运线为教学对象，使学生了解掌握生产线工作原理及操作方法，了解生产线基本结构及控制方法，了解典型分拣、传送、检测环节的设计方法及操作。④AGV寻迹车设计。了解寻迹车基本结构组成和功能；了解AGV寻迹车车体结构设计方法，了解寻迹车控制原理和操作。⑤机械手。了解工业机器人基本原理，了解和掌握工业机器人机构及基本结构设计知识，掌握工业机器人操作知识，了解和掌握机器人控制原理，掌握机器人编程控制，利用测绘技术实现实物的测绘建模使学生在扫描和建模。⑥数控机床编程操作。以典型车、铣零件为对象，让学生能够通过动手实践将其数控加工程序编制出来，并在数控车及数控铣削加工中心完成各自零件的装夹、对刀及加工仿真操作。

本实习重点强化动手能力的训练，鼓励学生在对柔性制造系统全面了解和认识的基础上，独立完成系统的运行和各分系统的设计操作。

四、结论

柔性制造实验教学系统的建成与投入使用，丰富提高了我校机械电子工程专业在开放性实验室的实验教学和实训的能力。以此平台为基础，在授课教师及实验教师的共同努力下，有针对性地开展相关实验、实训项目，使学生可以更好地掌握机械、电子、电气、液压、自动控制、数控等专业知识，并以实际设备为对象，建立机电一体化设备调试、运行、维护等相关能力，有效地对应本专业培养目标要求。经过学习和训练，学生的综合素质得到提高并激发了部分学生的专业学习兴趣和科技创新兴趣，为今后的能力培养和就业发展打下了基础。

通过一年多时间的应用，实验、实训等项目内容在不断充实完善，在其间也发现了一些问题，例如包括对指导教师的能力要求、系统运行耗材费用控制等将在今后工作中逐步完善。

参考文献：

[1]王伟，王殿君，申爱明，等.柔性制造系统在机电一体化专业综合训练中的应用[J].安徽师范大学学报，2010，33（6）：554-557.

第14篇

[关键词]创新创意；机械电子工程；CDIO；项目教学

[中图分类号] G473 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0074-02

创新是一个民族进步的灵魂，一个国家兴旺发达不竭的动力。随着信息时代的到来，“大众创业、万众创新”[1]成为新常态经济下的必然选择，成为我国经济发展的双引擎之一。高校基于培养人才、服务社会的职能所在，必然要为我国社会发展、经济增速提供必要智力支持。在近年来教育部大力推动高等工程教育[2]，积极推动地方高校向应用技术型大学转型发展的契机下，黄淮学院一直走在同类高校的前列，成为高校转型发展的先行者。[3]黄淮学院是国内较早开始创新创意课程的高校之一，课程的开设提升了学生对创新创意的认识和兴趣，培养了学生创新思维和创新技巧，在初期起到了非常积极的作用，但也逐渐显现了一些教学问题，使得创新创意教育不能持续发挥其作用、更好地促进学生创新能力的发展。

一、CDIO理念

CDIO工程理念[4]即工程实现所必需的构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）四个过程，是近年来国际工程教育改革的最新成果，主要是以项目产品从设计研发到产品运行整个过程为载体，让学生充分参与其中，突出“项目驱动教育”、学生“学中做，做中学”的过程，建立“教师为主导，学生为主体”的新型教学模式。通过实用性和可操作性强的项目在实验室开展授课，基于构思、设计、实现、运行四部分来实现师生的“教”、“学”互动，课程教学模式如图1所示。CDIO模式彻底改变了上课中教师主动、学生被动的局面，实现理论知识和实践能力的有机结合，以及教学过程和生产过程的无缝对接。理念依托项目为载体，全面强化学生的工程基础知识、个人能力，并培养其人际团队能力和工程系统能力。

二、创新创意教学现状

黄淮学院在向应用技术大学转型发展之际，就已经筹备自编教材《创新创意基础教程》[5]，并在学校各个本科专业开展创新创意课程通识教学，主要通过对创新能力、创新过程、创新思维、创新技法、创新成果管理与应用五个方面的讲述，向学生介绍创新的作用和意义，提升学生对创新创意的认识和兴趣，培养创新思维和创新技巧。这在初期起到了非常积极的作用，但也逐渐产生了一些教学问题。比如创新创意课程注重理论认识，实践偏少，结课后学生无法将理论与现实相结合，这门课程就失去了对学生创新能力进行培养的意义；由于课程内容c各个专业的相互融合不足，导致学生不能在自己的专业领域进行持续创新；再者，机械电子工程学科交叉反复[6]，涉及机械工程、电子工程、计算机工程等领域，学生的创意也千变万化，若没有专业教师指导，遇到问题后很容易不了了之，阻断了学生的创新过程。

三、CDIO模式应用

基于“大众创新、万众创业”的精神，针对目前的创新创意教学现状，为了加强对学生创新创业能力的持续培养，各院系重新修订了培养方案，每学期采用“16+2”模式，即16周教学加2周创新实践的教学方式。在创新创意课程结束之后，以学生的培养目标为导向，采用CDIO的工程教育模式，在每个学期初启发学生构思（如图2所示）。对于应用性、操作性较强的项目，学生可通过教师指导，认真研究设计方案，分析项目实现的可行性，在最后的创新实践周内完成自己的创新作品，从而强化自身在专业领域的创新能力与实践能力。

（一）教学项目的选取与组织

专业知识、实践技能和职业素养培养以项目为载体，是CDIO工程教学模式的突出特点，因此项目的相应教学环节需要按照项目实施的完整过程来安排，能力和素质目标需要依靠业界专家和专业课教师在充分提炼教学内容、就业社会能力需求的基础之上共同确定，做到理论知识和项目的实践统一。

（二）CDIO模式教学过程

下面，笔者以PLC控制搬货机器人的设计、安装和调试为例，结合表1阐述CDIO模式下的机械电子专业创新创业课程教学过程。

1.项目构思

机器人是信息时代高速发展的产物，学生对机器人等自动化产品的研究、设计的兴趣比较高，实现功能后的成就感也就越大。在构思过程中，教师要抛砖引玉，让学生自行思考机器人功能，并提出适合学生难度的功能要求，然后要求学生分组讨论构思，考虑项目所需器件及其原理，以及程序设计思路。搬货机器人能够模仿人手和臂膀的部分功能动作，按照人为设定的程序实现抓取、搬运工件的功能，能够减轻企业的人力资源成本，提高劳动效率。

2.项目设计

在工业项目设计阶段，明确系统的控制要求和工作内容后，教师要求学生查找相关资料，确定工作计划和初步设计方案，以便做好统筹安排。学生需要对相关的软件、硬件设备有一定的了解，并在教师的帮助下完善设计方案。

3.项目实施

教师要对学生进行指导，讨论、评估项目实现的可行性，为学生讲解设计的一般方法。学生则需要思考搬货机器人机械部分设计、硬件电路的安装，端口分配及参数设置，软件的编写和调试。由组长分配任务，各项工作齐头并进。

4.项目运作

项目实现后，学生要在教师指导下通电调试，观察运行效果。学生按照小组进行项目答辩，现场进行项目演示，对比与其他小组设计实现过程的异同，并对自己的设计系统进行优化和完善。

四、结论

通过实施基于CDIO工程教育理念，创新创意课程与专业实践平台相结合的创新创意课程教学方法，学生创新创意课程的主观能动性被极大地调动了，在学习专业知识的同时，学生的创新创意思维也被专业创新能力与工程实践应用能力提高了，为我校应用技术型大学人才的培养提供了有益的借鉴。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 刘良军.引领“大众创业、万众创新”新常态[J].南昌师范学院学报（社会科学），2015（5）：25-29.

[2] 王孙禺，赵自强，雷环.国家创新之路与高等工程教育改革新进程[J].高等工程教育研究，2013（1）：14-20.

[3] 唐福永.大学生创新创业教育研究――以黄淮学院为例[J].河南科技，2013（10）：275-278.

[4] 陶勇仿，商存惠.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究，2006（11）：18.

第15篇

关键词 工程教育；专业认证；机电一体化系统设计；教学改革

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）03-0080-02

1 前言

为了促进机械专业的跨越式发展和国际化进程，进一步提升机械设计制造及其自动化专业的教学质量、社会声誉和国际视野，促进本科毕业生的国际交流，为工程师执业资格认证奠定基础[1]，从2013年下半年开始，贵州大学机械工程学院机械制造及其自动化专业开始着手准备进行工程教育认证，于2014年顺利通过该认证。在以“认证”为目标，不断促进教学改革的过程中，全院教师始终坚持以能力为导向，重在加强学生的培养质量和利用学科知识分析解决工程实际问题的能力[2]；同时以学生为中心，以不断优化和改进的培养目标和毕业要求，建立、建设优质的课程体系和师资队伍，配备必要的教研设备。

在“迎接认证”、不断改进的过程中发现一些专业课程存在的问题，以培养目标和毕业要求的工程性不强为代表，主要体现有教学内容缺乏实际工程拓展，课程教学方法有待拓宽，特别是工程实践能力的培养还需要进一步加强。机电一体化系统设计作为机械电子工程方向一门重要的专业课，亟待相关教学改革，以适应工程教育认证的要求。

2 现状与问题

基本现状 机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业机械电子工程方向的一门重要的R悼纬蹋目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力，掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法，培养机电结合的专门人才。本课程的基本任务是使学生掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法。该课程涉及的机械传动部件、电机、微机接口技术和机电一体化设计思路等，可以说是对本专业前期所学专业课程进行融合、需要实践深入消化和提高认识的一个重要环节。并且贵州大学机械工程学院不仅是机械电子工程方向开设本课程，机械制造和农业机械化专业方向也开设了本课程，学生普遍反映教学枯燥，工程实践性不强，部分知识无法理解。

为了使机电一体化系统设计课程与“工程教育认证”要求相适应，更好地帮助学生掌握本门课程知识内容和加强工程实践能力培养，达到学以致用的目的，需要对机电一体化系统设计课程的教学内容和方法进行改革研究。

主要存在的问题 贵州大学机械工程学院于21世纪初开始在机械电子工程专业方向的本科班开设机电一体化系统设计，随着十多年教学经验的积累，已形成一套较为完善的教学方案和体系。但是随着技术的不断革新，社会和工作岗位对学生要求的不断提升，越发觉得本课程的传统教学中存在一些问题，主要表现在以下几个方面。

1）教学内容陈旧，过于侧重机械结构的讲解。通过工程教育认证评估，充分和企业沟通后，发现一些课程所教授的内容和技术已经在当下机电产品中被新技术所取代。另外，由于在教授本课程前有单片机原理、接口技术和机械控制工程等课程，在机电一体化系统设计的教学中都会以典型机电系统的传动结构为主，使“机”和“电”在教学过程中不能充分结合。

2）实验教学设施不足，实验内容受到限制。本专业拥有的机电一体化教学设备较少，有的仅仅停留在十字工作台、单片机和传感器方面，对于机电系统的稳定性和优化部分的实验暂时空缺，这不利于学生提高感官认识。

3）教学方法单一，缺乏与工程实际的联系。现有教学基本上是以课堂教学为主，辅以少量实验，大多采用讲授法通过多媒体教学平台进行授课，而且大多是纸上谈兵，课程教学与实验教学同工程实践联系甚少，与“工程教育认证”的要求存在差距。

4）学生反映学习难度大，应用能力不强。在教学过程中，一些学生反映部分知识点难以理解，不清楚这些知识能“干什么”，能解决什么问题。另外，从考试反馈来看，学生对综合应用机电技术的能力还有待提高，特别是不能将一些来自工程实际的问题和书本知识结合起来分析。

3 教学改革

教学内容的改革

1）树立“机电结合”的系统教学思路。机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值，实现多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源，并使产品结构向轻、薄、短、小化方向发展。因此，机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑，应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程，都要贯彻系统设计的思想 [3]。机电一体化系统设计课程的教学也是如此。在课程讲述过程中，如果只是根据教材的章节顺序进行讲解，会在学生脑海中形成一个个的知识孤岛。因此需要将整个课程用几个典型案例把所有章节贯穿起来，做到前后呼应。如在教学“机械结构”中的“机架和支撑稳定性”时，可以和“元部件特性分析”中的“静、动态特性分析”结合起来，在讲机械结构时就引入控制工程中的一些知识点。

另外，教材的最后一章有很多案例，可以根据这些案例的特点，将其穿前面的章节讲解，在讲授每一部分内容时都结合案例，并将系统设计方法融于其中，不仅利于学生对知识的掌握，还可以举一反三、加深理解。