導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇機電一體化概論，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1 機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨向

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程

1.數(shù)控機床的問世，寫下了"機電一體化"歷史的第一頁；

2.微電子技術(shù)為"機電一體化''帶來勃勃生氣；

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機電一體化"提供了堅強基礎(chǔ)；

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機電一體化"躍上新臺階.

1.2 機電一體化發(fā)展趨向

1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

2智能化

即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

3 模塊化

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

2、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

2.1數(shù)控機床

數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。 開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。

能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

2.2計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

3 機電一體化中繼電器保護的現(xiàn)狀與發(fā)展

電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術(shù)得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。

建國后，我國繼電保護學(xué)科、繼電保護設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術(shù)隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進(jìn)國家半個世紀(jì)走過的道路。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護設(shè)備性能和運行技術(shù)[1]，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍，對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

機電一體化的發(fā)展歷程見證了人類走向了高科技的時代，機電一體化化的發(fā)展趨勢見證了人類對于高智能化的向往。

4 結(jié)語

機電一體化不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。在走向高智能化的時代步伐下，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004；

[2]李運華.機電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003；

[3]芮延年.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京機械工業(yè)出版社，2004；

篇2

“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位”，是中職學(xué)校機電專業(yè)人才培養(yǎng)的出發(fā)點也是它的歸宿點。機電專業(yè)課程改革必須遵循機電專業(yè)自身的特點，進(jìn)一步深化機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)技能型人才的培養(yǎng)模式的改革，以滿足社會和企業(yè)對高素質(zhì)技能型人才需求。具體而言就是要打破傳統(tǒng)學(xué)科課程的教學(xué)模式，將理論教學(xué)和實踐教學(xué)、教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境、理論教師與實訓(xùn)指導(dǎo)教師等有機地融為一體，全面實施“一體化”的模式。

一、理論教學(xué)與實踐操作一體化

理論教學(xué)與實踐操作一體化，顧名思義，就是將專業(yè)理論教學(xué)與實訓(xùn)操作組合起來，一體教學(xué)。這樣做既可以實現(xiàn)理論與實踐的融會貫通，還可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動力和興趣。 “理實一體化”的教學(xué)模式不只是理論教學(xué)和實踐教學(xué)在某種形式上的簡單組合，而是遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展的規(guī)律與技能技巧形成教學(xué)規(guī)律，實現(xiàn)專業(yè)理論與實踐二者有機合成。

機電專業(yè)傳統(tǒng)的教學(xué)模式雖然也強調(diào)學(xué)生的實訓(xùn)教學(xué)，但理論和實踐兩個環(huán)節(jié)在時空上有所脫節(jié)，基本上體現(xiàn)為兩個互為獨立的體系。而一體化教學(xué)模式從根本上打破了傳統(tǒng)的理論與實踐教學(xué)的時空界限，將專業(yè)理論和實踐教學(xué)有機地融為一體。教學(xué)時從感性而不是從理性認(rèn)識入手，強調(diào)直觀教學(xué)的力度，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知力的提高，不失為一種培養(yǎng)技能型實用型人才有效的教學(xué)模式，是一種適合當(dāng)前中職學(xué)生實際情況的有效教學(xué)模式。

理實一體化模式突破了中職教育傳統(tǒng)的“文化課專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)課技能訓(xùn)練”教學(xué)程式，理論的學(xué)習(xí)以“必需、夠用”為原則，以技能實訓(xùn)為中心，與相關(guān)的理論知識組合為教學(xué)模塊，理論教學(xué)和實習(xí)指導(dǎo)由同一位教師擔(dān)任，一以貫之，確保理實同步，二者協(xié)調(diào)。以專業(yè)理論指導(dǎo)實踐操作，反過來又以實踐操作加深對專業(yè)理論知識的理解，理實相長，促進(jìn)專業(yè)知識與技能雙飛躍。

二、教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境一體化

“一體化”教學(xué)模式不只是理論教學(xué)與實踐教學(xué)內(nèi)容的一體化，還包含教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境一體化。為了更好地體現(xiàn)專業(yè)理論對課程實踐的指導(dǎo)作用，讓專業(yè)理論教學(xué)與專業(yè)技能實踐真正融合一體，可以把專業(yè)課相對集中起來，搬到實驗室，搬到實訓(xùn)中心，搬到企業(yè)的車間里去。采取理論教學(xué)與實踐作業(yè)齊頭并進(jìn)，穿行。教師在講完一個理論知識或原理構(gòu)造之后，就指導(dǎo)學(xué)生動手操作；也可以和學(xué)生對著實物，一邊講一邊做，使理論學(xué)習(xí)與實踐訓(xùn)練有機地融為一體。例如鉗工工藝的教學(xué)，可以完全在實訓(xùn)室內(nèi)進(jìn)行。教師邊講邊示范，示范結(jié)束，學(xué)生便可動手實踐。這樣學(xué)生記得牢，做得好。學(xué)生遇到問題及時反饋，當(dāng)堂解決，效果明顯。這樣的專業(yè)實訓(xùn)室既是理論教學(xué)的課堂，又是工作實踐場所。

教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境一體化的具體實踐，有如下特點。①把實訓(xùn)中心包裝為教學(xué)工廠，建立理實一體化教學(xué)專業(yè)教室，融教室、實訓(xùn)、實驗、考工、技術(shù)服務(wù)與生產(chǎn)為一體，使專業(yè)教室具有多媒體教學(xué)、實物展示、演練實訓(xùn)、實驗、考工強化訓(xùn)練和考工等多種功能，營造出真實(仿真)的企業(yè)氛圍和環(huán)境。②把學(xué)校的實訓(xùn)室包裝成企業(yè)的“車間”，按照企業(yè)生產(chǎn)要求張貼安全生產(chǎn)標(biāo)語、規(guī)范操作流程、安全操作規(guī)程。③把學(xué)生包裝成企業(yè)的“工人”，統(tǒng)一穿上實訓(xùn)服（廠服)、帶上工具包、憑胸卡進(jìn)“車間”上崗，同時加強對“員工”組織紀(jì)律性教育，嚴(yán)明時間觀念，不得遲到早退，嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程和操作流程上崗生產(chǎn)。

三、理論教師與實訓(xùn)指導(dǎo)教師一體化

中職學(xué)校傳統(tǒng)教學(xué)模式將專業(yè)課的教學(xué)分為理論教學(xué)與實踐教學(xué)兩大塊。理論部分由理論教師在課堂內(nèi)完成，實踐部分由實訓(xùn)指導(dǎo)教師在實訓(xùn)中心（車間）進(jìn)行。理論教學(xué)由學(xué)校教務(wù)處安排，實訓(xùn)教學(xué)由學(xué)校實訓(xùn)處管理。兩大部分自成體系，互不相干。這樣安排的結(jié)果容易造成理論與實踐的脫節(jié)，對教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。理論學(xué)習(xí)時不能顧及實際的應(yīng)用，實訓(xùn)時不能與理論結(jié)合起來相互印證。以專業(yè)課《彩色電視機原理與維修》為例，該課程分為《彩色電視機原理》與《彩色電視機維修實習(xí)》兩部分，分別由兩位教師擔(dān)任，有的甚至分別在兩個學(xué)期開設(shè)。這樣不但學(xué)生難以學(xué)以致用，兩位教師的教學(xué)也互不聯(lián)系，增加了難度，不能有效提高學(xué)生技能。

因此，“一體化”還應(yīng)包含教師在知識、技能與教學(xué)能力上的一體化。機電專業(yè)教師必須是“雙師型教師”，能將專業(yè)課程的專業(yè)技術(shù)理論教學(xué)與實訓(xùn)課教學(xué)一肩挑起來。既是理論教學(xué)能手，更是技能實訓(xùn)指導(dǎo)的高手。一門專業(yè)課，僅由一位教師來承擔(dān)全部教學(xué)任務(wù)（理論教學(xué)與實踐指導(dǎo)）。在教學(xué)過程中，可以先講理論知識，再進(jìn)行實踐操作；也可以邊講理論邊操作，甚至可以先操作，當(dāng)學(xué)生遇到問題時再從理論上加以闡述解決。這樣做，能做到理論與實踐的無縫結(jié)合——用專業(yè)理論指導(dǎo)實踐，用實踐操作去驗證理論。例如前面論及的《彩色電視機原理與維修》，就可以把原理與維修放到一起來教。在講清掃描電路的原理后，就講一些掃描電路的常見故障，并設(shè)置一些故障讓學(xué)生動手排除。在排除的過程中遇到問題，又用理論去解釋，去解決。這樣理論與實踐相輔相成，相得益彰。

理論教師與實訓(xùn)指導(dǎo)教師一體化的最關(guān)鍵問題是師資。中職學(xué)校要努力改變當(dāng)前師資結(jié)構(gòu)單一化，教師實踐經(jīng)驗不足，教學(xué)質(zhì)量不高的現(xiàn)狀，就必須大力培養(yǎng)“雙師型”教師。通過下企業(yè)實踐、頂崗進(jìn)修等措施彌補專業(yè)科任教師實踐經(jīng)驗的不足，并獲得相關(guān)行業(yè)的職業(yè)資格。只有通過不斷培訓(xùn)和進(jìn)修，不斷汲取行業(yè)的新工藝、新技術(shù)、新理念，專業(yè)教師才能使自己的專業(yè)知識與技能始終保持著新鮮狀態(tài)，使理論和實踐始終保持最佳結(jié)合狀態(tài)。理實雙佳的教師才能在教學(xué)中，顯得如魚得水，游刃有余。例如，在講解《機械制圖》的圓錐時，教師可以把自己在車床上制作圓錐的過程拍成視頻，在教室里播放，讓學(xué)生看到在車床上制作圓錐的全過程。這樣避免了理論教學(xué)的“紙上談兵”，讓學(xué)生對機械制作有一個感性的認(rèn)識。然后通過課堂教學(xué)的講解與分析，促使學(xué)生的認(rèn)識從“感性”向“理性”轉(zhuǎn)變。

對機電專業(yè)課程改革的探討，除了以上三個方面的一體化之外，還可以從“教學(xué)”與“科研”一體化、傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)方式的一體化、專業(yè)文化與企業(yè)文化的一體化以及“教法”與“學(xué)法”的一體化等方面去探索、去研究。囿于文章的篇幅，在此不能一一展開論述。綜上所述 ，“一體化”教學(xué)的核心在于現(xiàn)場教學(xué)，強調(diào)的是工作本位，能力本位。若將理論教學(xué)與實驗、實訓(xùn)、實習(xí)融為一體，把教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境融為一體，理論教師與實訓(xùn)指導(dǎo)教師融為一體，讓學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方式有更大的自主選擇權(quán)，就可以有效地提高機電專業(yè)課的教學(xué)效果，最大限度地提高中職生在就業(yè)中的競爭力、

參考文獻(xiàn)：

篇3

0 引言

機械工業(yè)舉足輕重，隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對我國經(jīng)濟建設(shè)所起到的促進(jìn)作用越來越明顯?，F(xiàn)代化設(shè)備逐漸發(fā)展成為集光、電、機、氣、聲、像、磁、熱等技術(shù)于一體的智能化系統(tǒng)，機電一體化產(chǎn)品幾乎貫穿到國民經(jīng)濟的所有行業(yè)。當(dāng)前，機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展成熟期，高速率、高精確度的智能系統(tǒng)越來越成為機械制造業(yè)的主流。隨著我國后經(jīng)濟危機時代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級大潮的來臨，企業(yè)產(chǎn)品、設(shè)備正在經(jīng)歷一個更新?lián)Q代的頻繁時期，因此對高技能的機電一體化人才和高技術(shù)含量的機電產(chǎn)品需求越來越大。高職機電一體化技術(shù)專業(yè)是為生產(chǎn)第一線的高級技能型崗位培養(yǎng)人才，但是目前我國高職院校培養(yǎng)的機電一體化專業(yè)的學(xué)生與社會、市場的需要還有不小的距離，因此，機電一體化技術(shù)教學(xué)改革勢在必行。

1 “機電一體化”發(fā)展趨勢

當(dāng)前，機械制造業(yè)已從傳統(tǒng)的通用機床、組合機床過渡到由微電子、自動控制的全新的數(shù)控機床，并且越來越普及。微電子，光電傳感器，信息處理和自動控制技術(shù)等技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)成為機電一體化高新制造技術(shù)的核心部分。高速、精密、大型、恒矩、無級和瞬時響應(yīng)俱佳的自動換刀數(shù)控機床和流水作業(yè)式的自動生產(chǎn)線正在深刻改變傳統(tǒng)的機械加工模式。

1.1 光機電一體化

光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。一般的機電一體化系統(tǒng)是由能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進(jìn)機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

1.2 智能化

今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

1.3 自律分配系統(tǒng)化——柔性化

未來的機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

1.4 “生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割?？磥恚瑱C電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。

2 高職機電一體化人才培養(yǎng)

機電一體化人才可分為以下幾個層次：①學(xué)術(shù)型人才：主要從事科學(xué)研究。②工程型人才：主要從事項目的設(shè)計、規(guī)劃、決策以及新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā)工作。③技術(shù)型（工藝型）人才：主要在生產(chǎn)一線或工作現(xiàn)場從事設(shè)備操作與維護、技術(shù)把關(guān)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)工作。

高職機電一體化人才的定位：高職機電一體化專業(yè)應(yīng)將培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才作為教學(xué)的主要目標(biāo)，合格的畢業(yè)生應(yīng)具備基本的基礎(chǔ)理論知識、一定范圍的專業(yè)知識和較強的工作現(xiàn)場技術(shù)應(yīng)用能力。

高職機電一體化人才應(yīng)具備的知識與能力：①知識結(jié)構(gòu)：具備常識性的文化基礎(chǔ)知識；掌握一定的政治理論知識和人文知識；具有相關(guān)專業(yè)和行業(yè)所需的機械制造和電工、電子、自動控制等方面的基本知識；具有計算機應(yīng)用技術(shù)的基本知識；具有數(shù)控機床加工與編程、數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM的基本知識；具有數(shù)控技術(shù)綜合應(yīng)用的基本知識；具有車間生產(chǎn)技術(shù)管理的基本知識。②能力結(jié)構(gòu)：一是社會能力。主要包括人際交往能力、口語表達(dá)能力、協(xié)調(diào)組織等從事職業(yè)活動所需要的一般社會行為能力。二是職業(yè)基礎(chǔ)能力，主要包括機械制造、電氣控制與計算機應(yīng)用這三項從事職業(yè)活動所需的基礎(chǔ)能力。三是專業(yè)能力。主要是從事相關(guān)職業(yè)工作所要求的的稍高層次的專業(yè)技能。

3 當(dāng)前高職機電一體化教育存在的問題

3.1 課程設(shè)置不合理

當(dāng)前高職院校課程設(shè)置不合理主要表現(xiàn)在兩個方面：首先，重理論輕實踐。很多學(xué)校的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容將重點放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識，開發(fā)設(shè)計產(chǎn)品是有利的。但是，也存在嚴(yán)重不足，學(xué)生畢業(yè)后大多被分配在生產(chǎn)一線，所從事的工作是操作設(shè)備、設(shè)定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發(fā)、設(shè)計等，在學(xué)校學(xué)的理論知識很多用不上，而實際工作所必需的實踐能力又不具備。其次，教學(xué)內(nèi)容落后。由于機電一體化是多種技術(shù)交叉融合的產(chǎn)物，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展都在推動著機電一體化的發(fā)展。因此，其發(fā)展是日新月異的，這就必然導(dǎo)致課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容與其發(fā)展不相適應(yīng)。例如，當(dāng)前很多高職院校的單片機課程的教學(xué)內(nèi)容是仍以MCS-51單片機為主，而實際生產(chǎn)中新的單片機層出不窮，種類繁多。

3.2 教學(xué)模式單一，實踐教學(xué)比例較低

傳統(tǒng)的教學(xué)模式，往往只注重理論教學(xué)和課堂說教，輕視了實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。很多學(xué)校的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容將重點放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識，開發(fā)設(shè)計產(chǎn)品是有利的。但是，這種教學(xué)模式也存在嚴(yán)重不足之處，學(xué)生畢業(yè)后大多被分配在生產(chǎn)一線，所從事的工作是操作設(shè)備、設(shè)定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發(fā)、設(shè)計等，在學(xué)校學(xué)的理論知識很多用不上，而實際工作所必需的實踐能力又不具備。

3.3 教材建設(shè)落后

高等職業(yè)教育的教材建設(shè)仍是當(dāng)前高職教育的薄弱環(huán)節(jié)并嚴(yán)重影響了高職教學(xué)質(zhì)量?，F(xiàn)在機電一體化的一些教材過于偏重理論、脫離實際、缺乏實用性、部分教材內(nèi)容陳舊、嚴(yán)重落后于現(xiàn)實，各科教材之間存在銜接性差、內(nèi)容重復(fù)或內(nèi)容脫節(jié)等現(xiàn)象。這些問題給教學(xué)帶來了很多不便，也在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，制約了教學(xué)質(zhì)量的保證和提高。

3.4 教學(xué)、實習(xí)設(shè)施不夠先進(jìn)

目前很多學(xué)校的教學(xué)、實習(xí)設(shè)備缺乏且嚴(yán)重落后。只有少數(shù)條件較好的高職院校配備有為數(shù)不多的數(shù)控車床、銑床、線切割機床、電火花成型機，很多學(xué)校的學(xué)生一學(xué)期只有三四次操作設(shè)備的機會，并且這些設(shè)備又比較落后，學(xué)生難以學(xué)到真正有用的技能。

3.5 優(yōu)秀教師隊伍缺乏

教師是教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵和第一保證，但是當(dāng)前的機電一體化教學(xué)的教師隊伍并不能達(dá)到教學(xué)的需要。一些老教師知識結(jié)構(gòu)陳舊且更新緩慢，還有一些年輕教師也是剛從學(xué)校畢業(yè)，缺乏足夠的實踐經(jīng)驗，都不能很好的教授學(xué)生以適應(yīng)社會工作需要的知識和實踐技能。

4 推進(jìn)機電一體化教學(xué)改革的一些思路

4.1 高職課程需突出工學(xué)結(jié)合，強調(diào)實踐性、職業(yè)化、一體化；課程設(shè)置要抓基礎(chǔ)和抓應(yīng)用，淡化中間。根據(jù)學(xué)生就業(yè)崗位群的任職要求，參照相關(guān)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，通過與企業(yè)有關(guān)人員共同論證，進(jìn)行課程設(shè)置。

4.2 高職院校應(yīng)推動教學(xué)模式改革。高等職業(yè)教育強調(diào)理論聯(lián)系實際。教師應(yīng)注意調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在課堂上可采用多種教學(xué)方法，如案例教學(xué)法、學(xué)生互動討論方法等，還可以多采用多媒體教學(xué)手段，使用多媒體技術(shù)演示，使學(xué)生更多的參與到教學(xué)過程中，最大限度的發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動性。除此之外，還應(yīng)增加實習(xí)教學(xué)的比重，增加教學(xué)的實踐性，使學(xué)生能夠獲取更加直觀的知識。

4.3 教材編寫結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)不同的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方向，開發(fā)切合實際需要的教材。新的機電一體化教材應(yīng)加強設(shè)備操作、調(diào)試維修等技能的比重，并根據(jù)專業(yè)技術(shù)的發(fā)展及時更新知識內(nèi)容；同時，高職院校在選擇教學(xué)教材時應(yīng)考慮各科教材之間配合性，保證既不重復(fù)又能全面覆蓋學(xué)生應(yīng)掌握的知識；還應(yīng)強調(diào)綜合能力的培養(yǎng)，對知識結(jié)構(gòu)聯(lián)系緊密的課程進(jìn)行跨學(xué)科的綜合化處理。

4.4 增加對教學(xué)、實習(xí)設(shè)施的投入力度。一方面政府應(yīng)增大財政支持，另一方面應(yīng)鼓勵學(xué)校與企業(yè)加強聯(lián)合，協(xié)調(diào)發(fā)展。應(yīng)大力推進(jìn)產(chǎn)學(xué)結(jié)合、校企合作的模式，彌補設(shè)備落后和不足，引導(dǎo)高職學(xué)校與相關(guān)企業(yè)建立互利互惠機制共同建設(shè)實習(xí)實訓(xùn)基地，培養(yǎng)實用人才。

4.5 加強高職教師隊伍建設(shè)，增大“雙師型”師資比例。培養(yǎng)和引進(jìn)一些既精通機械設(shè)計，又能充分使用計算機的專門人才。鼓勵在職教師進(jìn)修或到相關(guān)企業(yè)鍛煉，促進(jìn)高職雙師型教師隊伍發(fā)展；積極引進(jìn)一些在生產(chǎn)第一線工作多年、具有豐富實踐能力的中青年高級技術(shù)人，通過幾年的教學(xué)培養(yǎng)，提高他們的教學(xué)水平，使他們成為名符其實的“雙師型”教師。還可以積極從企事業(yè)單位聘請兼職教師，實行專兼結(jié)合，改善學(xué)校的師資結(jié)構(gòu)。

5 結(jié)語

為提高機電一體化的教學(xué)教學(xué)質(zhì)量，廣大相關(guān)教育工作者必須緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐，既保證學(xué)生的基本素養(yǎng)和知識結(jié)構(gòu)，又要突出高等職業(yè)教育的特點，在教學(xué)過程中積極推進(jìn)教學(xué)改革，不斷調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強對學(xué)生動手能力和綜合能力的培養(yǎng)，加強社會實踐能力，不斷為社會提供適合時代需要的高技術(shù)機電一體化人才。

參考文獻(xiàn)

[1]姜大源.職業(yè)教育學(xué)研究新論[M].北京:教育科學(xué)出版社，2007.

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高速公路機電系統(tǒng)是高速公路現(xiàn)代化管理手段的重要組成部分，也是高速公路展示給外界的窗口，由于高速公路機電系統(tǒng)可靠性要求極高，并且系統(tǒng)設(shè)備的使用幾乎都是全天候工作，只有好的產(chǎn)品設(shè)備才能最大限度地保障機電系統(tǒng)的正常運行，確保高速公路正常管理、運營。

怎樣使得高速公路機電系統(tǒng)處于良好的運營狀態(tài)，不僅取決于設(shè)備質(zhì)量的好壞，還要取決于設(shè)備之間互連的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，更重要的是取決于設(shè)備運行中的人員管理和維護，如何提高高速公路運營管理水平，使得機電系統(tǒng)順利建立、管理和維護統(tǒng)一起來，我想在這里談一下自己的看法和想法，就高速公路機電系統(tǒng)建立、管理和維護一體化進(jìn)行部分探討。

一、高速公路機電系統(tǒng)的建立

1、如何建立、完善和運行高效的機電系統(tǒng)要從機電設(shè)計單位開始進(jìn)行把關(guān)

一個好的機電系統(tǒng)的建立就要從打下良好基礎(chǔ)開始。高速公路機電設(shè)計單位的設(shè)計合理性對該系統(tǒng)今后的建立、管理、維護起到了相當(dāng)關(guān)鍵的作用，設(shè)計合理程度在以后該項目實施直至順利完成起到了至關(guān)重要的作用。如何設(shè)計建立一個高效完整的機電運營系統(tǒng)，是能夠體現(xiàn)出設(shè)計單位在這一方面的能力和水平。如在設(shè)計中考慮到備選的設(shè)備性能、使用壽命、環(huán)境的影響等因素，設(shè)計結(jié)構(gòu)的合理性，考慮因素的多少，能夠體現(xiàn)出設(shè)計單位的設(shè)計理念，也能夠在今后機電系統(tǒng)運營管理中檢驗出是否合理、高效。同時也能反映出該機電系統(tǒng)現(xiàn)代化程度的高低，工程建設(shè)單位對設(shè)計單位的設(shè)計文件審核通過需要嚴(yán)格把關(guān)。

2、如何抓好施工中的施工監(jiān)管，解決施工過程中遇到的問題，進(jìn)行補充完善是施工管理部門的責(zé)任

選擇一個信譽好的機電中標(biāo)單位，是該段高速公路機電系統(tǒng)建設(shè)中的一件幸事。機電中標(biāo)單位在進(jìn)場前的聯(lián)合設(shè)計是非常有必要的，它能解決多項多方面問題，所以項目管理部門要組織好該項聯(lián)合設(shè)計會議，使得各中標(biāo)單位在聯(lián)合設(shè)計前發(fā)現(xiàn)問題及時提出進(jìn)行調(diào)整，盡可能將已發(fā)現(xiàn)的問題在這次會議中一次性解決。機電中標(biāo)單位進(jìn)場后，施工管理工作的好壞與該系統(tǒng)在今后運營中的狀態(tài)是密不可分的，因為在施工過程中，中標(biāo)單位對每一個設(shè)備的安裝、調(diào)試、連接過程、認(rèn)真程度都關(guān)系到今后該機電系統(tǒng)的使用效果。例如：中標(biāo)單位施工過程中，會出現(xiàn)設(shè)計單位的設(shè)計與施工現(xiàn)場實際不符的情況、與其他施工單位發(fā)生界面沖突的情況等問題，這樣就需要由項目管理部門進(jìn)行協(xié)調(diào)解決，以求得最大的合理性。

3、如何能把完整、高效的機電系統(tǒng)交付給運營單位使用

機電工程完成以后，如何能交出一套完整、運行可靠的機電系統(tǒng)給運營單位使用，是檢驗該系統(tǒng)建立成敗的具體表現(xiàn)形式。設(shè)備交付使用情況好壞體現(xiàn)在以后使用人員的使用情況，也就是說施工單位對使用這套系統(tǒng)人員的培訓(xùn)效果。因此，施工單位要對高速公路管理部門人員進(jìn)行認(rèn)真培訓(xùn)，交代好各種設(shè)備如何使用、如何管理和維護。如監(jiān)控中心監(jiān)控設(shè)備的操作，收費站收費設(shè)施、通信設(shè)備的操作使用，有隧道的還要考慮到隧道的消防、通風(fēng)照明、隧道變電所設(shè)備的操作使用。同時要使得運營單位人員充分認(rèn)識到掌握相應(yīng)知識的重要性，認(rèn)認(rèn)真真地把培訓(xùn)中學(xué)到的知識運用到工作當(dāng)中去。

二、高速公路機電系統(tǒng)的管理

1、人員管理

人員配備是否合理是高速公路管理工作中最為重要的部分。運營單位有很多管理技術(shù)人員，管理人員技術(shù)水平參差不齊，業(yè)務(wù)管理技術(shù)水平急需提高。這主要體在對現(xiàn)行的機電系統(tǒng)管理水平較低，沒有探索出什么好的管理方法。如何提高高速公路機電系統(tǒng)管理水平，逐步探索出新方法、新路子是現(xiàn)今當(dāng)務(wù)之急。

2、設(shè)備管理

對設(shè)備實行全程管理。設(shè)備日常管理與維護是以預(yù)防為主，快速維修為輔，但現(xiàn)行的策略確是快速維修為主，維護為輔的現(xiàn)狀。要改變這種狀況，我們就要進(jìn)行以日常巡檢、定期維護為基礎(chǔ)的預(yù)防維護，對那些重復(fù)性發(fā)生故障的部位、發(fā)生的原因采取有效措施，對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，提高系統(tǒng)的維護成效，盡量減少維修成本，保證設(shè)備的正常運行。

3、數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)的建立

要利用計算機設(shè)立一套應(yīng)用軟件，逐步建立起一套完整的設(shè)備基本情況檔案。設(shè)備使用情況、年限以及哪些設(shè)備已經(jīng)到達(dá)使用年限后，會自動列入使用年限到期表格中等相應(yīng)功能，這樣，相應(yīng)的設(shè)備使用情況就要多加注意維護、維修，有條件的就要將其更換。機電系統(tǒng)出現(xiàn)故障自身檢測后能發(fā)出報警信號，監(jiān)控值班員或操作人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障應(yīng)能迅速啟動冗余設(shè)備工作，對設(shè)備維修記錄及其整理情況進(jìn)行分析。設(shè)備維修記錄是維修工作的基礎(chǔ)，及時更新所有數(shù)據(jù)和資料，其中原始數(shù)據(jù)資料的建立至關(guān)重要。

三、高速公路機電系統(tǒng)的維護

1、人員問題

維護人員是高速公路機電系統(tǒng)維護管理的重點，如何使得管理工作人員成為技術(shù)精湛的維護人員是現(xiàn)在工作中亟待解決的問題。專業(yè)維護人員是必不可缺的，但每一個業(yè)務(wù)管理人員對自己使用的設(shè)備增加了解是非常必要的。？及時讓業(yè)務(wù)管理人員在機電設(shè)備驗收期間及時跟進(jìn)是非常有效的。根據(jù)實際工作情況，到設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)行專項培訓(xùn)，或聘請有關(guān)專家來做相應(yīng)產(chǎn)品的技術(shù)指導(dǎo)、技術(shù)講座和新技術(shù)交流等活動，使管理、維護人員更加全面掌握設(shè)備工作原理，不斷提高維護管理人員的技術(shù)水平，使之更好的向?qū)I(yè)化的維護方向邁進(jìn)。管理人員要善于總結(jié)，對運行期內(nèi)出現(xiàn)的系統(tǒng)故障及處理方法要認(rèn)真進(jìn)行系統(tǒng)分析，以求得降低系統(tǒng)故障出現(xiàn)的頻率。

2、設(shè)備問題

對于機電系統(tǒng)運行構(gòu)成重大影響的關(guān)鍵設(shè)備，如收費站機房內(nèi)的通訊設(shè)備、隧道變電所內(nèi)的低壓配電柜以及柴油發(fā)電機組等設(shè)備，應(yīng)采取預(yù)防維護并實施重點保障。要建立應(yīng)急搶修預(yù)案防止突發(fā)事件對高速公路正常運營造成的影響。？其中對各類設(shè)備故障的頻率，應(yīng)按設(shè)備、故障的性質(zhì)及其發(fā)生情況進(jìn)行分析，提高故障判斷能力和維修技術(shù)水平，以便在今后的工作中主動應(yīng)對。？高速公路機電系統(tǒng)建設(shè)期間，一般都側(cè)重于系統(tǒng)的先進(jìn)性，而在實際應(yīng)用時，系統(tǒng)的可靠性應(yīng)是首選指標(biāo)，此外關(guān)鍵設(shè)備及軟件（數(shù)據(jù)）都應(yīng)留有一定數(shù)量的冗余配置和自保護功能。

四、對于機電系統(tǒng)管理、維護方面的幾點看法？

1、 加強管理：不但要在工程建設(shè)初期加強監(jiān)督和檢查，更要在工程建設(shè)中有效管理，不放過任何工程質(zhì)量問題，同時也要加強成品的保護工作。

2、 提高領(lǐng)導(dǎo)的重視程度：由于高速公路機電設(shè)備所采用的大都是國內(nèi)、國際的先進(jìn)電子產(chǎn)品，所以容易造成管理者對機電系統(tǒng)設(shè)施管理、維護問題重視不夠，這種觀念一旦形成，勢必對今后的機電系統(tǒng)疏于管理及維護，對機電系統(tǒng)正常運營產(chǎn)生不利影響。運營單位怎樣結(jié)合自身特點模索出一套行之有效的管理、維護方法并能夠得以實踐，領(lǐng)導(dǎo)的重視程度至關(guān)重要。

篇5

中圖分類號：T9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）10-0047-01

機電一體化技術(shù)是以其產(chǎn)品為載體而體現(xiàn)出來，是機電一體化技術(shù)發(fā)展至今的技術(shù)水平體現(xiàn)。機電一體化產(chǎn)品設(shè)計人員，要使產(chǎn)品設(shè)計符合機電一體化技術(shù)要求，并富于時代感，就要對于產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)以掌握，并具備多種技術(shù)融合的技術(shù)能力。面對機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性和復(fù)雜性，就要將符合當(dāng)代機電一體化技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計理論建立起來。

一、機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論構(gòu)建的意義

在機電一體化產(chǎn)品設(shè)計中，概念設(shè)計對于產(chǎn)品質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。作為產(chǎn)品設(shè)計中的重要階段，對于產(chǎn)品質(zhì)量的決定程度可以達(dá)到70%以上。要獲得性能優(yōu)異的機電一體化產(chǎn)品，就要將機電一體化產(chǎn)品概念確定下來，制定出相應(yīng)的設(shè)計方案和設(shè)計技術(shù)方法。概念設(shè)計理論首先是基于概念設(shè)計思想而建立起來的，在其基礎(chǔ)上還先后出現(xiàn)了多種階段性設(shè)計理論，如TRIZ設(shè)計、公理化設(shè)計QFD設(shè)計理論等等，對于機電一體化技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中所獲得的創(chuàng)新設(shè)計成果發(fā)揮了重要的推動作用。

在機械工程研究領(lǐng)域中，這些理論被運用于其中，進(jìn)行組合設(shè)計而形成了技術(shù)綜合性較強的設(shè)計產(chǎn)品，由此而促進(jìn)了機電一體化系統(tǒng)的多種學(xué)科交叉。系統(tǒng)的繼承性決定了其設(shè)計的復(fù)雜性，多門科學(xué)技術(shù)的融合，使得原有的單一化設(shè)計理論不再適應(yīng)目前的科技發(fā)展需求。那么，在機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論研究中，就要從機電一體化系統(tǒng)自身的性能出發(fā)，結(jié)合設(shè)計目標(biāo)而建立起完整的概念設(shè)計理論，以對創(chuàng)新設(shè)計的機電一體化產(chǎn)品以指導(dǎo)。與此同時，還要在機電一體化產(chǎn)品設(shè)計概念理論建立起來之后，結(jié)合相關(guān)學(xué)科，以使理論研究逐漸擴展。

二、機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論研究現(xiàn)狀

按照現(xiàn)代機構(gòu)角度對機電一體化系統(tǒng)進(jìn)行分類，可以劃分為三個子系統(tǒng)，即廣義執(zhí)行機構(gòu)、信息處理及控制系統(tǒng)和傳感檢測系統(tǒng)。將三個子系統(tǒng)相銜接，建立起框架體系，不僅有效實現(xiàn)機電一體化運動功能，而且還促進(jìn)了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計。在機電一體化產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)中，廣義執(zhí)行機構(gòu)子系統(tǒng)是核心部分，其概念設(shè)計理論研究關(guān)乎到機構(gòu)運動的總功能。特別是在基本工藝動作設(shè)計過程中，要基于廣義執(zhí)行機構(gòu)的概念設(shè)計理論對基本的工藝動作進(jìn)行構(gòu)思，以使其具有動作的獨立執(zhí)行能力。當(dāng)執(zhí)行動作的創(chuàng)新技術(shù)確定下來之后，就可以結(jié)合機構(gòu)系統(tǒng)建立框架模型，以使系統(tǒng)設(shè)計更具有可操作性，而且采用這種方式更能夠結(jié)合計算機輔助進(jìn)行產(chǎn)概念設(shè)計。

對于機電一體化產(chǎn)品的框架模型而言，仿真問題是最為重要的。作為設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)動態(tài)性能的同時，更要注重系統(tǒng)仿真性嫩的驗證。那么，在機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計階段，就要確立功能實現(xiàn)的約束條件，將各種相關(guān)的仿真軟件技術(shù)納入到框架模型當(dāng)中，運用各種通用建模技術(shù)，使用仿真軟件將諸如原理圖、鍵合圖、信號流圖以及方框圖等等參數(shù)化。運用Simulink仿真軟件將系統(tǒng)仿真平臺建立起來，以為機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

三、機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論的發(fā)展展望

對于機電一體化產(chǎn)品設(shè)計人員而言，產(chǎn)品概念設(shè)計理論具有重要的指導(dǎo)作用。國外研究機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論所獲得的成果，是建立在研究電子控制理論的基礎(chǔ)上的。國內(nèi)的研究學(xué)者則著重于機電一體化產(chǎn)品的運動結(jié)構(gòu)研究。機電一體化系統(tǒng)是基于多種學(xué)科而建立起來的，這就需要產(chǎn)品設(shè)計者對于產(chǎn)品從多種學(xué)科角度進(jìn)行研究，并趨向于產(chǎn)品概念理論的使用操作性。雖然國內(nèi)外對于機電一體化產(chǎn)品設(shè)計理論的研究方向有所不同，但研究目標(biāo)是相同的，且對于新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)于機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論，從研究趨勢上來看，還要面臨諸多問題有待解決。比如，在進(jìn)行機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論時，還要將推理方法建立起來；對于機電一體化產(chǎn)品的運動機構(gòu)進(jìn)行分類，為了對驅(qū)動元件以及傳動機構(gòu)等等進(jìn)行選擇，還要將驅(qū)動元件庫以及機構(gòu)執(zhí)行庫建立起來；對于傳感器的選擇，有賴于測物理量的參數(shù)定量化，以確定傳感器類型。此外，還要將信息處理、控制方法庫建立起來，以提高系統(tǒng)軟件和硬件的可控性。機電一體化產(chǎn)品在不同的設(shè)計階段，都會產(chǎn)生不同的概念設(shè)計理論，將產(chǎn)品概念設(shè)計評價體系建立起來，以利于產(chǎn)品不同階段設(shè)計有效銜接。

總結(jié)

綜上所述，對于機電一體化產(chǎn)品設(shè)計人員而言，概念理論設(shè)計所發(fā)揮的指導(dǎo)作用是不容忽視的。中國目前對于機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的研究主要是基于運動功能為主產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計。作為多種學(xué)科集合的機電一體化技術(shù)，其復(fù)雜性決定了機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論的重要性。

篇6

專業(yè)建設(shè)是高職院校教學(xué)工作主動、靈活地適應(yīng)社會需求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是學(xué)校建設(shè)和發(fā)展的根本所在，自20世紀(jì)90年代以來，隨著計算機等電子技術(shù)在制造業(yè)的廣泛應(yīng)用，推動了機電一體化技術(shù)的進(jìn)步和機電一體化產(chǎn)品的不斷開發(fā)，如今，機電一體化產(chǎn)業(yè)以其特有的技術(shù)帶動性、融合性和廣泛適用性，逐漸成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，成為新世紀(jì)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱之一。在此影響下，各高職院校紛紛開設(shè)機電一體化專業(yè)，以滿足社會對該專業(yè)人才的需求。但目前該專業(yè)的課程設(shè)置是專業(yè)定位模糊，“雙師型”教師隊伍力量薄弱；教學(xué)實驗、實訓(xùn)條件落后，實踐訓(xùn)練水平有待提高；適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展需要的課程體系有待構(gòu)建：體現(xiàn)當(dāng)代工業(yè)發(fā)展水平的專業(yè)教材有待突破。鑒于此，機電一體化專業(yè)建設(shè)與課程體系的再構(gòu)建，是當(dāng)前亟待解決的問題。

一、機電一體化專業(yè)的學(xué)科領(lǐng)域

機電一體化技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合性科學(xué)，是由近年來蓬勃發(fā)展的微電子技術(shù)、計算機科學(xué)、機械工程和電力電子技術(shù)互相滲透而成的一門新興學(xué)科，是在信息論、控制論和系統(tǒng)論基礎(chǔ)上建立起來的應(yīng)用技術(shù)，支撐“機電一體化”這門學(xué)科的有：1)機械學(xué)，2)控制論，3)電子學(xué)，4)計算機科學(xué)。

二、機電一體化專業(yè)課程設(shè)置存在的問題：

(1)現(xiàn)有課程設(shè)置不能很好的突出高職以技能為本位的高等職業(yè)教育課程觀，理論課比重過大，實習(xí)、試驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié)不完善。

(2)現(xiàn)有課程設(shè)置沒有充分圍繞學(xué)生的就業(yè)方向和社會需求來設(shè)置，不能跟周圍大環(huán)境的具體需求密切結(jié)合，沒有很好的突出高職以就業(yè)為導(dǎo)向的高等職業(yè)教育課程觀。

(3)現(xiàn)在所采用的機電一體化專業(yè)教材很多沒有充分體現(xiàn)出現(xiàn)代機電行業(yè)的發(fā)展水平，內(nèi)容陳舊、落后，且各門課程之間相互獨立，相關(guān)知識未能有機地滲透和融合在一起，也未能充分考慮與中職教材的很好銜接。

(4)有些課程的設(shè)置出現(xiàn)了嚴(yán)重的前后脫節(jié)以及學(xué)時安排不合理的情況。

(5)教學(xué)實驗、實習(xí)、實訓(xùn)條件落后，實踐訓(xùn)練水平有待提高。

(6)教學(xué)方法、手段不靈活，不能根據(jù)課程的性質(zhì)靈活選用。

(7)缺乏一些反映機電一體化先進(jìn)技術(shù)課程。

三、課程設(shè)置的改革思路：

課程設(shè)置改革的思路、方向、主線：社會需求——就業(yè)——培養(yǎng)目標(biāo)——培養(yǎng)方案——課程體系——課程設(shè)置——教學(xué)方法與模式一教學(xué)評價——結(jié)果(畢業(yè)生)——符合社會需求，根據(jù)這一思路進(jìn)行課程設(shè)置時，應(yīng)遵循下述原則：

1)應(yīng)確立高職課程體系改革的目標(biāo)是培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高等技術(shù)應(yīng)用型人才．是一種能直接上崗的技術(shù)型人才，因此，在課程設(shè)置時要把握文化基礎(chǔ)知識以“必需、夠用”為度，專業(yè)知識強調(diào)針對性和實用性，要充分考慮與地方經(jīng)濟緊密結(jié)合。

2)課程設(shè)置應(yīng)從學(xué)生就業(yè)方面考慮，并結(jié)合本地區(qū)企業(yè)的需求。因為地區(qū)、行業(yè)的發(fā)展水平不一，企業(yè)之間所擁有的裝備和所應(yīng)用的技術(shù)在技術(shù)含量和應(yīng)用水平上就會有一定的差異，因此這也就決定著因服務(wù)面向目標(biāo)的不同從而使各高職高專院校機電一體化專業(yè)在課程內(nèi)容上存在著一定的差異。

3)由于機電一體化專業(yè)是由多個學(xué)科復(fù)合的專業(yè)，因而專業(yè)技術(shù)課程內(nèi)容必須是一種綜合結(jié)構(gòu)。在設(shè)置專業(yè)課程時應(yīng)以畢業(yè)生應(yīng)具備的技術(shù)應(yīng)用能力為主線重組課程內(nèi)容，沖破原有課程(甚至學(xué)科)體系，刪除陳舊的與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相距過遠(yuǎn)的課程內(nèi)容，增添新知識，圍繞學(xué)生的就業(yè)方向，設(shè)置4——5門核心課程，一方面在理論教學(xué)的學(xué)時安排上加以強調(diào)，另一方面要與實驗、實訓(xùn)相配合，使學(xué)生通過核心課程的設(shè)置，更進(jìn)一步了解本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)方向，從而形成具有行業(yè)特色的高職高專綜合課程。

4)在考慮課程設(shè)置時要遵循聯(lián)合國教科文組織第十八屆大會上通過的《關(guān)于職業(yè)技術(shù)教育的建議》：該建議指出“為就業(yè)做準(zhǔn)備的職業(yè)技術(shù)教育，應(yīng)當(dāng)為卓有成效地、愉快滿意地工作打下基礎(chǔ)。為此，應(yīng)當(dāng)做到：(1)使受教育者獲得在某一領(lǐng)域內(nèi)從事幾種工作所需要的廣泛知識和基本技能，使之在選擇職業(yè)時不致受到本人受教育的限制，甚至在一生中可以從一個活動領(lǐng)域轉(zhuǎn)向另一個活動領(lǐng)域；(2)為受教育者從事的第一個工作提供充分的專業(yè)上的準(zhǔn)備．并提出有效的在職培訓(xùn)；(3)使個人具備在其職業(yè)生涯各階段都可以繼續(xù)學(xué)習(xí)所需要的能力、知識和態(tài)度?！庇纱丝梢姡囵B(yǎng)適應(yīng)廣泛就業(yè)需要的復(fù)合型、綜合型“通才”是世界職業(yè)教育改革發(fā)展的潮流。

5)要考慮到課程的設(shè)置一方面要與學(xué)生的就業(yè)相結(jié)合，另一方面也要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此在課程設(shè)置時應(yīng)充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在該專業(yè)的主干平臺課程學(xué)完后，可以結(jié)合自己的就業(yè)方向來選擇適合自己的專業(yè)核心課程。

篇7

從20世紀(jì)80年代以來，由于計算機科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是在大規(guī)模集成電路技術(shù)和微電子技術(shù)取得重大突破后，計算機逐漸向價格低、體積小、性能高、功能強方向發(fā)展。因此，計算機也就具備了與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合、向其它學(xué)科滲透的基本條件。這對其它領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)的革命與改革將起到極大地推進(jìn)作用。比如在機械工程方面，計算機已經(jīng)被廣泛用于產(chǎn)品和工藝流程的控制，它將計算機、電器、機械變成一個有機的整體，進(jìn)而形成一門新的技術(shù)—機電一體化。機電一體化的出現(xiàn)，極大地改變了整個機械工業(yè)的面貌；它引導(dǎo)了機械工業(yè)在技術(shù)、產(chǎn)品、管理、生產(chǎn)方式等方面發(fā)生巨變；使得生產(chǎn)力提高、原料損耗降低、勞動強度下降、市場競爭力提高、效益顯著提升。從此，工業(yè)化生產(chǎn)就告別了以往的“機械電氣化”，邁進(jìn)“機電一體化”的方向發(fā)展。

1、機電一體化概論

所謂的機電一體化是一門綜合技術(shù)群（族）的總稱，它主要目的是運用一些技術(shù)原理來使用、發(fā)展機電一體化產(chǎn)品。從系統(tǒng)工程的觀點上來看，就是將有關(guān)電子技術(shù)運用到機械的主體、動力、控制以及信息處理等功能上去；將機械裝置、電子化設(shè)計、軟件有機結(jié)合起來形成一個系統(tǒng)；進(jìn)而促使系統(tǒng)和產(chǎn)品展現(xiàn)最優(yōu)的整體。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機電一體化正在被賦予許多新的內(nèi)容和功能。比如能夠自動檢測和處理信息；能夠先通過自動診斷來發(fā)現(xiàn)問題，然后進(jìn)行自動調(diào)節(jié)與控制，達(dá)到自動保護的目的；這表明機電一體化已經(jīng)具備智能化的特征。而傳統(tǒng)的機械電氣化只是將機械技術(shù)、微電子技術(shù)等其它幾種新技術(shù)進(jìn)行簡單組合和拼湊，這樣效果只是將體系代替和放大。所以，兩者在功能上有著本質(zhì)的區(qū)別。

目前市面上機電一體化產(chǎn)品主要有三類。一是將機與電結(jié)合在一起的典型產(chǎn)品，比如彩色復(fù)印機、自動繪圖機；二是用電子裝置來代替一部分控制功能和機構(gòu)的機械產(chǎn)品，如機電一體化照相機、帶數(shù)字顯示的機械設(shè)備；三是通過微電子裝置代替原設(shè)備的信息處理機構(gòu)的產(chǎn)品，如全電子式電話交換機、指針式石英電子表。這些機電一體化產(chǎn)品都具有輕巧化、多功能化和智能化的特點。

2、機電一體化的發(fā)展歷程

機電一體化主要經(jīng)過了三個階段的發(fā)展：第一階段為20世紀(jì)60年代以前，在這一初級的階段，由于人們對機電研究和開發(fā)從總體上還處在一種自發(fā)的狀態(tài)，電子技術(shù)的水平也尚未發(fā)展到一定程度，所以當(dāng)時的機械技術(shù)和電子技術(shù)還不能夠廣泛和深入的結(jié)合；正是由于這些原因，盡管第二次世界大戰(zhàn)刺激了當(dāng)時的機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，而且在戰(zhàn)后這項機電結(jié)合的軍用技術(shù)也轉(zhuǎn)化為民用，人們還是只有自覺地利用這些初步的電子技術(shù)成果來改善機械產(chǎn)品的性能，因而那些過去開發(fā)的產(chǎn)品也就無法推廣和普及。第二階段為20世紀(jì)70-80年代，在這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)都得到蓬勃發(fā)展，同時大規(guī)模的集成電路和微型計算機也出現(xiàn)了，這些就為機電一體化的發(fā)展提供了大量的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)；至此，機電一體化開始受到世界的廣泛關(guān)注和支持，極大加速了它的發(fā)展。進(jìn)入到20世紀(jì)90年代后期，機電一體化的發(fā)展邁入到深入發(fā)展的第三階段，機電一體化技術(shù)正逐漸邁向智能化；由于光纖技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)等都取得了重大突破，再加上微細(xì)加工技術(shù)的新技術(shù)的引入和系統(tǒng)完整的學(xué)科體系的形成，都極大促進(jìn)了機電一體化的發(fā)展。

3、機電一體化發(fā)展趨勢

3.1微型化和智能化

智能化和微型化是未來機電一體化技術(shù)的兩個重要發(fā)展方向。所謂智能化，就是具有模擬人類智能，能夠進(jìn)行獨立的判斷、推理、決策等邏輯思維能力。由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是模糊技術(shù)、軟件技術(shù)、芯片技術(shù)的取得長足的進(jìn)步，機電一體化的智能性越來越強、產(chǎn)品的信息越來越凸顯；再加上生理和心理學(xué)、運籌學(xué)、混沌學(xué)的引入，機電一體化的目標(biāo)也越來越高；因此，人們越來越重視機電一體化中的智能化研究。另一方面，機電一體化的產(chǎn)品正在向微米，甚至納米的微觀領(lǐng)域發(fā)展，對機電一體化產(chǎn)品的微型化研究起源于20世紀(jì)80年代，由于該產(chǎn)品具有靈巧、輕便、低耗能等優(yōu)勢，因此被廣泛地用于通信、醫(yī)療、軍事等多個領(lǐng)域；雖然目前微機械技術(shù)的不成熟，阻礙了其發(fā)展步伐，但在未來必將取得重大突破。

3.2系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化

所謂系統(tǒng)化，就是以靈活的方式來進(jìn)行多種組合，力求對多子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)、控制、管理的一種具備模式化而又開放式的總線結(jié)構(gòu)；它不僅能夠增強機電的通信能力，甚至可以根據(jù)仿生學(xué)來賦予機電一體化產(chǎn)品人的感情，從而不斷地開發(fā)出新的機電一體化產(chǎn)品。另外，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和發(fā)展，對各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測的終端設(shè)備的需求量不斷增大，而這些設(shè)備本身就屬于機電一體化產(chǎn)品的范疇。由此可見，機電一體化絕對會向著系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

3.3柔性化和環(huán)?；?/p>

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【中圖分類號】G712【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】2095-3089（2012）12-0061-01

1概論

自20世紀(jì)80年代初，世界制造業(yè)進(jìn)入一個發(fā)展停滯、缺乏活力的蕭條期，幾乎被人們視作夕陽產(chǎn)業(yè)。90年代以后，計算機等電子技術(shù)在該領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為制造業(yè)注入了生機。如今，機電技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)以其特有的技術(shù)帶動性、融合性和廣泛適用性，逐漸成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，成為新世紀(jì)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱之一。在此背景下，各高職院校紛紛開設(shè)機電一體化技術(shù)專業(yè)，以滿足社會對該專業(yè)人才的需求。目前社會對機電一體化方面人才需求很廣，但只有少數(shù)學(xué)校能夠培養(yǎng)出達(dá)到企業(yè)要求的機電一體化專業(yè)人才。主要問題在于專業(yè)定位較為模糊，課程體系設(shè)置過于求全，學(xué)校與企業(yè)聯(lián)系不夠緊密，教學(xué)方法需要創(chuàng)新，教材內(nèi)容需要跟上時代的變化，培養(yǎng)出的學(xué)生質(zhì)量有待進(jìn)一步提高。[1]

2課程體系改革

機電一體化技術(shù)專業(yè)的課程體系主要有“機”和“電”組成，培養(yǎng)的方向分為機械加工方向、控制方向、產(chǎn)品設(shè)計方向及機電產(chǎn)品營銷方向。但實際上機械與電子本身各自為兩大學(xué)科，內(nèi)容十分豐富，涉及面非常廣，讓一名高職高專生在短短的三年時間里系統(tǒng)地掌握兩大學(xué)科的理論知識和技能，是不現(xiàn)實的，也沒有這個必要。前述的理想化定位，往往造成“機不太懂、電也不太通”的尷尬局面，失去了該專業(yè)應(yīng)有的特色，達(dá)不到培養(yǎng)目標(biāo)。由于許多機械類專業(yè)如機械制造及自動化等一般也強化了電子和計算機等方面的應(yīng)用，使它們沒多大差異，體現(xiàn)不出自己的特色，實際上行不通。因此，機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)應(yīng)定位在“以電為主、機為輔，機、電、計算機三足鼎立”為宜。[2]

如何把機、電、計算機三者有機聯(lián)系起來呢？可以通過完成一個典型的機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計、仿真、加工制造和調(diào)試，將相關(guān)的的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程建立起關(guān)聯(lián)性。比如在《機械設(shè)計基礎(chǔ)及課程設(shè)計》中，讓學(xué)生設(shè)計一個典型的機電一體化產(chǎn)品的機械結(jié)構(gòu)，如遙控小車的機械部分。在《CAD/CAM基礎(chǔ)》中，完成該小車的三維造型的設(shè)計和二維工程圖，并在三維圖中完成小車的結(jié)構(gòu)分析和動作模擬。在《金工實習(xí)》的普車加工中，完成該小車機械部分的加工。在《機械制造技術(shù)》課程中，完成該小車的加工工藝方面的設(shè)計。在《機床電氣PLC》或《單片機及接口》課程中完成其控制部分設(shè)計，最終在《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程中完成該產(chǎn)品的調(diào)試。通過這種方式，可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

通過把相關(guān)的專業(yè)課程通過一個企業(yè)的典型任務(wù)串聯(lián)起來，讓機電一體化專業(yè)的學(xué)生能夠明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，能夠清楚自己所學(xué)的專業(yè)知識具體用在什么地方，如何解決實際的問題等。

3教學(xué)方法改革

在傳統(tǒng)教學(xué)中各個課程之間關(guān)聯(lián)性不強，并且傳統(tǒng)教學(xué)中以老師講課理論性太強、說教為主，使學(xué)生感覺很枯燥。爭取把各個專業(yè)課聯(lián)系起來，采取基于工作過程教學(xué)方法解決實際的工程問題，加強學(xué)生的技能訓(xùn)練和解決實際工程問

題的能力。整個課程設(shè)置不講求理論知識的系統(tǒng)性和完整性，而強調(diào)針對性和應(yīng)用性。[3]

課程建設(shè)的具體改革方法：會根據(jù)具體課程采取具體的措施，比如《單片機及接口》課程，可以選擇如圖1所示的理實一體化教室授課。首先，在“理論教學(xué)區(qū)”講授該項目所需基礎(chǔ)理論知識，當(dāng)學(xué)生掌握了理論知識后，給學(xué)生布置該次課需要完成的項目。然后，讓學(xué)生分成小組到討論區(qū)和資料區(qū)討論研究該項目的解決方案。最后，到操作區(qū)完成該項目的操作。

在進(jìn)行理實一體化教學(xué)時，需要2名教師，一名主教，一名輔教。主教負(fù)責(zé)理論教學(xué)、控制教學(xué)進(jìn)度、指導(dǎo)學(xué)生和評價學(xué)生成績。輔教主要負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生，解答學(xué)生問題，并可以向主教提出評價學(xué)生的建議。

4總結(jié)

在教學(xué)改革的實施過程中，肯定會遇到很多困難，比如：教學(xué)體系的改革需要每位教師（尤其是專業(yè)課教師）的配合。教師需要提高自己的技能或者換新教材，要到企業(yè)一線實踐，選擇典型的工程項目進(jìn)行教學(xué)，同時，教學(xué)方法也要從講授式轉(zhuǎn)變?yōu)榛邮胶椭笇?dǎo)式教學(xué)，這對教師都是極大的考驗。同時，學(xué)校也要給予一定的配合，比如提供教學(xué)場地、理實一體化教學(xué)設(shè)備，師資人員的選拔要根據(jù)系部的需要，盡量聘請有相關(guān)工作經(jīng)驗的教師等。

總之，高職高專院校機電類專業(yè)教學(xué)改革需要克服很多困難，需要教師個人努力、學(xué)校管理層的協(xié)作、企業(yè)的配合、政府的指導(dǎo)，才能真正培養(yǎng)出企業(yè)所需要的人才。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：高安邦，淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院特聘教授，原哈爾濱理工大學(xué)碩士生導(dǎo)師、教授。

中圖分類號:G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號：1001-7518（2008）04-0041-03

一、機電工業(yè)要求生存、謀發(fā)展必須走“機電一體化”之路

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，促進(jìn)了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透，已使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系都發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展新階段。

“機電一體化”就是將機械、電子與信息技術(shù)進(jìn)行有機結(jié)合，以實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程整體最優(yōu)化的一種高新技術(shù)。它的發(fā)展，使傳統(tǒng)的機械如虎添翼，超越了操作機械和動力機械的范疇，進(jìn)入了智能化、柔性化、信息化、多功能化、全自動化、綠色化、微機數(shù)字化和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化控制的新時代，不僅極大地解放了人類的體力勞動，還極大地解放了人類的腦力勞動。因此，“機電一體化”已成為當(dāng)今世界工業(yè)發(fā)展的主要趨勢，也帶動了傳統(tǒng)機械工業(yè)的一場新的革命。其典型產(chǎn)品為：數(shù)控機床、智能機器人、新型武器裝備和作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、高精尖的航空航天飛行器、以及用微電子（尤其微機）技術(shù)裝置了的自動化生產(chǎn)設(shè)備、動力設(shè)備、交通運輸設(shè)備、生產(chǎn)過程自動化設(shè)備、通信設(shè)備、辦公設(shè)備和家用電器等等。這些都是當(dāng)今世界高新技術(shù)的核心和應(yīng)用成果的集中體現(xiàn)。機電工業(yè)要求生存、謀發(fā)展必須走“機電一體化”之路,而世界各國都將“機電一體化”前沿技術(shù)作為國家高新技術(shù)發(fā)展的重要方向。我國高新技術(shù)研究發(fā)展計劃綱要，即863計劃也將“機電一體化前沿技術(shù)作為國家高新技術(shù)重要發(fā)展領(lǐng)域。和世界上先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家相比，我國目前的“機電一體化”技術(shù)整體水平還相對落后。要開發(fā)大西北、振興東北老工業(yè)基地、富民強國奔小康、實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興，就必須要刻不容緩地緊緊抓住這歷史賦予的大好發(fā)展機遇，大力發(fā)展我國的“機電一體化”技術(shù)，搶占“機電一體化”前沿技術(shù)的制高點，加快提高我國的綜合實力。而建立在高新技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)之上的“機電一體化”新專業(yè)大學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)定位必然是、也必須是要造就出大批高素質(zhì)、高技能復(fù)合型機電創(chuàng)新人才。尤其是當(dāng)前國家要重點和優(yōu)先發(fā)展的高職院的任務(wù)也不是培養(yǎng)普通的熟練工和勞動力，高職教育特定的培養(yǎng)目標(biāo)，是面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線需要的技術(shù)應(yīng)用性人才，尤其是當(dāng)前加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)急需的高技能人才（未來的藍(lán)領(lǐng)人才）。這也是我國當(dāng)前教育工作的頭等大事，更是我們職業(yè)教育工作者神圣而光榮的責(zé)任和義務(wù)！

二、“機電一體化”新專業(yè)理應(yīng)歸口于電氣自動化技術(shù)專業(yè)

機電一體化技術(shù)是在大規(guī)模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術(shù)高度發(fā)展，向傳統(tǒng)機械工業(yè)領(lǐng)域迅速滲透、機械與電子控制技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)上，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體集成技術(shù)。機電一體化技術(shù)已不是機械與電子簡單的疊加，而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上把兩者有機組合起來的高端應(yīng)用技術(shù)。由于引進(jìn)了微電子技術(shù)，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)已從機械自動化跨入了機電一體化的新階段，使機械產(chǎn)品的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品功能和構(gòu)成、生產(chǎn)方式和管理體制均發(fā)生了根本性的巨大變化。機電一體化技術(shù)還賦予機械產(chǎn)品一些新的功能，如自動檢測、自動顯示、自動記錄、自動處理信息、自動調(diào)節(jié)控制、自動診斷、自動保護等，從而使機械設(shè)備具有智能化的特征。如果說傳統(tǒng)機械主要是代替和放大人的體力，而機電一體化技術(shù)則能取代并延伸人的部分智力。

“機電一體化”技術(shù)實際上是自動化技術(shù)高度發(fā)展的一個階段和必然產(chǎn)物，它是自動化領(lǐng)域中機械技術(shù)與電子技術(shù)有機地結(jié)合應(yīng)運而生的一種高新技術(shù)，更是鑄造創(chuàng)新人才的最熱門技術(shù)領(lǐng)域。機電一體化技術(shù)得以發(fā)展的根本原因，就在于生產(chǎn)的高速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的跨越進(jìn)步，其別是自動化技術(shù)與計算機科學(xué)起到了最重要的決定性作用。第二次世界大戰(zhàn)以后，幾乎是同時誕生的系統(tǒng)工程、控制論和信息論這三門科學(xué)既是工業(yè)自動化與機電一體化的理論基礎(chǔ)，也是機電一體化技術(shù)的方法論。而微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的快速進(jìn)步，則為機電一體化與工業(yè)自動化技術(shù)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。反過來，機械制造技術(shù)也為微電子學(xué)和自動化技術(shù)做出了重大貢獻(xiàn)，如大規(guī)模集成電路芯片的制造就是以超精密機械加工為基礎(chǔ)的，而這種加工設(shè)備本身又是一種計算機控制的自動化系統(tǒng)，即機電一體化的系統(tǒng)。由此可見，機電一體化技術(shù)的產(chǎn)生既是微電子技術(shù)與自動化技術(shù)不斷發(fā)展的結(jié)果，又是信息論、控制論和系統(tǒng)工程付諸生產(chǎn)實踐的結(jié)果。已形成以機械為主體，以微電子尤其是微機和自動化控制為技術(shù)核心，“機械+電氣+計算機”三分天下的實際格局。

為此，國家專業(yè)技術(shù)委員會已將“機電一體化”專業(yè)列入自動化技術(shù)專業(yè)的范疇，理應(yīng)歸口于電氣自動化技術(shù)為宜。

實際上也正應(yīng)如此,目前全國凡是“機電一體化”新專業(yè)放在機械專業(yè)中來辦的,沒看到那所高校的“機電一體化”新專業(yè)的現(xiàn)行課程設(shè)置是真正按照““機械+電氣+計算機””三分天下的格局安排教學(xué)的，要么還是機械和電氣嚴(yán)格分家，各辦各的；要么就是執(zhí)行傳統(tǒng)老機械專業(yè)的教學(xué)計劃，電氣與計算機只是機械的陪襯或者是沽名釣譽的點綴；“電控和計算機”類課程的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；更沒有跟上高新技術(shù)的快速發(fā)展。有些學(xué)校的“機電一體化”新專業(yè)更是名不符實，有的甚至就連“機電一體化”新專業(yè)的核心基礎(chǔ)課“自動控制技術(shù)”與核心專業(yè)課“計算機控制”都不開，還談什么“機電一體化”？

三、“機電一體化”新專業(yè)，應(yīng)按照“機械+電氣+計算機”三分天下的格局安排教學(xué)，加速培養(yǎng)國家急需緊缺的機電復(fù)合型創(chuàng)新人才

按照國家人事部最新統(tǒng)計預(yù)測，“機電一體化”專業(yè)技術(shù)人才是我國教育市場今后幾年急需緊缺的最熱門專業(yè)人才之一。21世紀(jì)內(nèi)中國將發(fā)展成為世界現(xiàn)代制造業(yè)加工中心，“機電一體化”技術(shù)就是加工制造業(yè)為了適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)環(huán)境及市場的動態(tài)變化，將微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)綜合應(yīng)用于制造加工生產(chǎn)全過程的高新復(fù)合技術(shù)群，是21世紀(jì)國民經(jīng)濟發(fā)展所急需的優(yōu)勢學(xué)科方向，是我國開發(fā)大西北和振興東北老工業(yè)基地以及出口創(chuàng)匯等重大戰(zhàn)略決策的重要科技支撐。21世紀(jì)中國將需要一大批掌握先進(jìn)控制技術(shù)，能從事數(shù)控機床、加工中心、智能機器人、航天航空和先進(jìn)武器裝備制造以及其他新型機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的設(shè)計、安裝、調(diào)試、操縱、編程與開發(fā)的高素質(zhì)、高技能應(yīng)用型機電創(chuàng)新人才。

“機電一體化”高新技術(shù)是一個大系統(tǒng)工程，其“主體”是機械，“核心”是控制和計算機。發(fā)展“機電一體化”所面臨的共性關(guān)鍵技術(shù)主要有“精密機械技術(shù)”、“傳感檢測技術(shù)”、“信息處理技術(shù)”、“伺服驅(qū)動技術(shù)”、“機電接口技術(shù)”、“自動控制技術(shù)”、及“系統(tǒng)總體技術(shù)”，已形成“機、電、計算機”三分天下的實際格局。要開辦“機電一體化”新專業(yè)，就必須針對其關(guān)鍵技術(shù)，按照國家對“機電”工作的重點安排開展教學(xué)。國家現(xiàn)階段對“機電”工作的重點安排為兩個層次：一是狠抓用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；二是集中人財物力抓緊抓好數(shù)字化、自動化、智能化機電產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用。三個重點：數(shù)控裝置、新型工業(yè)控制系統(tǒng)、第二代電力電子產(chǎn)品系列。八類產(chǎn)品：經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)、中檔數(shù)控系統(tǒng)、新型工業(yè)控制系統(tǒng)、可編程序控制器、發(fā)電設(shè)備自動控制系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)、智能化儀表、電力電子產(chǎn)品。四項配套產(chǎn)品和技術(shù)：集成電路、傳感器、CAD與CAM、CAT。一個前沿技術(shù)：智能機器人。由此可見，沒有相當(dāng)數(shù)量和相應(yīng)質(zhì)量的“機電”專業(yè)技術(shù)人員就沒有“機電一體化”事業(yè)的發(fā)展。它與傳統(tǒng)老機械的不同在于增添了檢測和自動化控制（即測控）等核心精尖技術(shù)，賦予工業(yè)產(chǎn)品更多更好更新的功能和柔性，是硬結(jié)構(gòu)和軟技術(shù)相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一的一個信息處理系統(tǒng)。它既區(qū)別于機械設(shè)計與制造專業(yè)，又不同于電氣自動化專業(yè)。前者的理論基礎(chǔ)是機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、固體力學(xué)、切削原理，缺乏電子與控制技術(shù)。后者的理論基礎(chǔ)是電力電子、電機傳動、測控與計算機技術(shù)，對機械設(shè)計、力學(xué)分析涉及較少。這兩類專業(yè)都很難適應(yīng)對現(xiàn)代化高科技機電產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用、維護、開發(fā)和改造，更難勝任大量引進(jìn)先進(jìn)新技術(shù)與新設(shè)備的消化吸收和國產(chǎn)化。要辦好“機電一體化”新專業(yè)，就要進(jìn)行真正意義上的“機、電、計算機三分天下”的教學(xué)改革。

現(xiàn)在的問題是沒看到哪所高校的現(xiàn)行課程設(shè)置是真正按照“機、電、計算機三分天下”的格局安排的，仍是傳統(tǒng)老機械專業(yè)的教學(xué)計劃。“電氣和計算機”類課程的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，更沒有跟上高新技術(shù)的快速發(fā)展。要辦好“機電一體化”新專業(yè)，就必須重新修訂“機電一體化”新專業(yè)的教學(xué)大綱和計劃，真正按照“機、電、計算機三分天下”的格局安排“機電一體化”新專業(yè)的教學(xué)；大幅度增加現(xiàn)代高新技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容。

四、辦好“機械電子工程”新專業(yè)的幾點建議

現(xiàn)在“機電一體化”新專業(yè)已在全國各高校蓬勃發(fā)展起來了，可是要真正辦好“機電一體化”新專業(yè)，我們目前所面臨的棘手問題還很多，為此，我對辦好“機械電子工程”新專業(yè)提出幾點建議：

（一）按時代要求確立“機電一體化”新專業(yè)大學(xué)生高素質(zhì)、高技能復(fù)合創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)和科學(xué)定位，一方面進(jìn)行高素質(zhì)、高技能創(chuàng)新人才培養(yǎng)理論和方法的深入研究與探討；另一方面整合學(xué)校優(yōu)勢資源,構(gòu)建高素質(zhì)高技能創(chuàng)新人才培養(yǎng)多樣化的模式，搭建各種科技創(chuàng)新平臺，營造創(chuàng)新人才培養(yǎng)的環(huán)境，通過各種實踐教學(xué)環(huán)節(jié),采用多渠道多方式,腳踏實地地培養(yǎng)出一批機電專業(yè)高素質(zhì)、高技能復(fù)合創(chuàng)新人才參加人才市場競爭，檢驗高素質(zhì)、高技能創(chuàng)新人才的培養(yǎng)效果。

（二）要辦好“機械電子工程”新專業(yè)，就必須將“機電一體化”新專業(yè)從傳統(tǒng)的機械老專業(yè)的禁錮束縛中徹底解脫出來，獲得自主發(fā)展的新空間。按照國家對“機電一體化”工作的重點安排，重新調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方向，安排學(xué)習(xí)內(nèi)容，突出“機電”結(jié)合的特色和高科技新知識的內(nèi)涵，發(fā)揮機械、電子、測控、計算機等多學(xué)科交叉和結(jié)合的優(yōu)勢，體現(xiàn)出與時俱進(jìn)、開拓創(chuàng)新的辦學(xué)特點。

（三）要辦好“機械電子工程”新專業(yè)，就必須重新修訂教學(xué)大綱和教學(xué)計劃，真正按照“機、電、計算機三分天下”的實際格局進(jìn)行教學(xué)規(guī)劃，大幅度增加電控和計算機教學(xué)的比重，突出高新技術(shù)的含量，體現(xiàn)出“機電一體化”技術(shù)是以機械為主體，以電氣控制和計算機為技術(shù)核心的內(nèi)涵。

（四）徹底摒棄應(yīng)試教育、奴化教育的傳統(tǒng)觀念；改變填鴨式死背硬記的教育方法；改變現(xiàn)行應(yīng)試教育模式下的考試制度，加強對學(xué)生自主創(chuàng)新和綜合素質(zhì)、技能考核的力度；真正樹立以學(xué)生為主體，給大學(xué)生營建主動學(xué)習(xí)、創(chuàng)新實踐和個性發(fā)展、充分展示才華與綜合素質(zhì)能力的環(huán)境空間，真正從行動上能變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育，而不是停留在口頭和口號上。

（五）從學(xué)校的長遠(yuǎn)發(fā)展考慮，為體現(xiàn)高校辦學(xué)與時俱進(jìn)的時代特征，高校的專業(yè)課教師不能只充當(dāng)教書匠、搶學(xué)時、撈工作量，多年不變地照本宣科，紙上談兵式地只會講授枯燥乏味的條文，不會動手搞實踐；要投入足夠的精力和時間從事科研創(chuàng)新活動，進(jìn)行工程實踐，學(xué)用結(jié)合、理論聯(lián)系實際，才能更有效地培養(yǎng)出素質(zhì)技能型創(chuàng)新人才。名師出高徒，一個本身都不能從事科研創(chuàng)新實踐的老師，是無論如何也教不出高素質(zhì)、高技能的大學(xué)生的。隸屬于高新技術(shù)的“機電一體化”專業(yè)課教師更是如此，教師從事科研創(chuàng)新實踐更是責(zé)無旁貸。

（六）高職院校的職業(yè)技能培訓(xùn)應(yīng)該努力創(chuàng)造提升高新技術(shù)的含金量，絕不能再津津樂道于低技能低水平的“正反轉(zhuǎn)”、“Y/Δ”和“指針式萬用表的使用”了，對這種上個世紀(jì)20年代就開始使用的落后技術(shù)、初級電工都能掌握的基本技能，一個高職大學(xué)生還要花錢考證，即使拿到“特優(yōu)證”，又能說明什么？應(yīng)該多開展諸如“單片機”、“PLC”、“變頻調(diào)速”、“現(xiàn)代智能網(wǎng)絡(luò)測控”、“電機綜合控制”等新技術(shù)知識的職業(yè)技能培訓(xùn)，才有實用價值。

（七）高職院校的專業(yè)教材編寫應(yīng)該是工學(xué)結(jié)合、學(xué)用一致、理論密切聯(lián)系生產(chǎn)實際、加強創(chuàng)新性、實用性和實踐性的知識和技能，決不是所謂的“夠有”的“膚淺化”和“概論化”；未來的“藍(lán)領(lǐng)”人才也需要掌握高深的技術(shù)理論知識和具備高技能?！澳w淺”的和“概論性”的教材培養(yǎng)不出高素質(zhì)高技能的“藍(lán)領(lǐng)”人才！

篇10

中圖分類號：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

引言：

機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。它不是機械與電子的簡單的疊加，而是在信息論（利用傳感技術(shù)）、控制論（利用控制理論）和系統(tǒng)論（“系統(tǒng)”整體籌劃，機械和電子分別只是“環(huán)節(jié)”）的基礎(chǔ)上建立起來的應(yīng)用技術(shù)。目前，隨著機電一體化系統(tǒng)所需的控制功能、控制形式、控制方式的不同和多控制過程日趨復(fù)雜，對控制系統(tǒng)的要求越來越高。微機控制系統(tǒng)的引用，在多方面能滿足機電一體化系統(tǒng)要求。從系統(tǒng)工程觀點出發(fā)，才能將機械、電子、信息等有關(guān)技術(shù)，對它們進(jìn)行有機的組織和綜合，實現(xiàn)了整體的最佳化。

1.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的目的

1.1提高機械設(shè)備的精度

在機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計中大量使用計算機和微電子技術(shù)，不但有效提高了機械設(shè)備控制系統(tǒng)的精度，而且實現(xiàn)了其在運行過程中的自動控制與檢測，降低了因各類干擾因素的出現(xiàn)而導(dǎo)致機械設(shè)備無法正常運行的幾率。

1.2增強機械設(shè)備的功能性

目前，工程領(lǐng)域?qū)τ跈C械設(shè)備的功能性提出了較高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，即一臺機械設(shè)備一般需要具有多種復(fù)合功能，這也是機電一體化系統(tǒng)設(shè)計過程中必須關(guān)注的目標(biāo)之一。

1.3提升系統(tǒng)的安全性與可靠性

目前，國內(nèi)在機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中普遍設(shè)置了專業(yè)的自動檢測和監(jiān)控子系統(tǒng)，其主要作用是在機電產(chǎn)品發(fā)生各類運行故障時，可以自動進(jìn)行檢測并調(diào)整設(shè)備的運行狀態(tài)，進(jìn)而有效保證機電一體化系統(tǒng)的整體安全性與可靠性。

1.4縮短產(chǎn)品研發(fā)周期

在機電一體化系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)的制定中，一定要注意對于研發(fā)周期的科學(xué)控制，并且組織具有較高專業(yè)技術(shù)水平和豐富工作經(jīng)驗的人員參與研發(fā)，在有效縮短機電產(chǎn)品研發(fā)周期的同時，也有效降低了生產(chǎn)的成本。

1.5進(jìn)一步簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計中，技術(shù)人員則要將進(jìn)一步簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作為重要目標(biāo)之一，盡量在機電產(chǎn)品中安裝或使用現(xiàn)代化的電子元件和傳動技術(shù)，并且充分利用先進(jìn)的集成電路、微處理器和程序軟件實現(xiàn)機械傳動鏈的關(guān)聯(lián)運動，進(jìn)而展現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)設(shè)計科學(xué)化、智能化的目標(biāo)。

2.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計

2.1機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成

機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成由5 部分組成：機械系統(tǒng)（機構(gòu)）、電子信息處理系統(tǒng)（電子計算機）、動力系統(tǒng)（動力源）、傳感檢測系統(tǒng)（傳感器）、執(zhí)行元件系統(tǒng)（電動機等）。5 個部分組成的機電一體化系統(tǒng)可分為：閉環(huán)、半閉環(huán) 2 種控制方式，其中，閉環(huán)指對最終執(zhí)行元件進(jìn)行直接控制，而半閉環(huán)指對中間元件進(jìn)行控制，從而推算出最終元件的狀態(tài)。

2.2機電一體化中的集成設(shè)計

由于機電一體化方法內(nèi)在的并行性，或同時性工程，所以樣機試制階段的建模與仿真很重要。 因為模型來自于各學(xué)科的綜合應(yīng)用。 所以應(yīng)用一種可視化的編程軟件是很重要的。 這樣就涉及到了框圖，流程圖，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波特圖。 機電一體化是一種設(shè)計哲學(xué)，其產(chǎn)品或設(shè)備有一個重要的特點就是它們內(nèi)部的智能，這是將執(zhí)行器，傳感器，控制系統(tǒng)和計算機組合設(shè)計實現(xiàn)的。 系統(tǒng)的集成是通過硬件（部件）和軟件（信息處理）的聯(lián)合實現(xiàn)的。 硬件集成是將機電一體化系統(tǒng)看成一個整體系統(tǒng)來設(shè)計的，將傳感器、執(zhí)行器和微處理器融入到機械系統(tǒng)中，軟件集成主要基于高級控制功能在設(shè)計時應(yīng)首先分析客戶要求以及系統(tǒng)集成的技術(shù)環(huán)境。在制作時應(yīng)考慮了解客戶、 市場分析、優(yōu)化性能、生命周期性能、質(zhì)量、可靠性和銷售等因素。

2.3系統(tǒng)中的從屬功能設(shè)計

機電一體化系統(tǒng)的所有主功能的實現(xiàn)或期望目的的達(dá)成，都需要一些從屬功能的協(xié)同配合。這些從屬功能包括: 結(jié)構(gòu)功能、通訊功能、保護功能、接口功能、控制功能、動力功能。結(jié)構(gòu)功能確保滿足主要部件的正常工作所需空間條件。通訊功能保證環(huán)境狀態(tài)與系統(tǒng)部件的信息得以交換。保護功能將系統(tǒng)重要部件各功能參數(shù)限制在可允許的工作范圍內(nèi)并防止系統(tǒng)中各部件產(chǎn)生對環(huán)境的不利影響。接口功能使得系統(tǒng)的輸入輸出在與環(huán)境不匹配時也得以實現(xiàn)?？刂乒δ苷w管理系統(tǒng)部件狀態(tài)，并依據(jù)外部輸入狀態(tài)控制系統(tǒng)的內(nèi)在功能特性。動力功能提供系統(tǒng)實現(xiàn)各功能所需能量。

2.4變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

伺服電機作為驅(qū)動部分，目的在于執(zhí)行控制系統(tǒng)的指令，將電能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機械運動。直流電機由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，購置和維修成本過高等問題，難以得到廣泛的應(yīng)用。而隨著電機制造工藝和電機控制理論發(fā)展，交流電機控制精度得到了大幅度地提高，再加上自身結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，能滿足在惡劣環(huán)境和大負(fù)載下運行，受到越來越多關(guān)注。隨著矢量控制理論（VC）, 直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展及空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)（SVPWM）的應(yīng)用,交流電機往往能達(dá)到極高的控制性能。SVPWM 是當(dāng)今廣泛采用的脈寬調(diào)制技術(shù)，與傳統(tǒng)的SPWM相比，具有轉(zhuǎn)矩與電流畸變小，易于數(shù)字化實現(xiàn)等優(yōu)點，且其對電壓利用率相對提高 16.7%。VC通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化，將定子電流分解勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流兩部分，從而模擬交流電機的控制策略控制交流電機。DTC 控制技術(shù)則以電磁轉(zhuǎn)矩為直接控制目標(biāo)，達(dá)到高性能的調(diào)速能力。

2.5伺服驅(qū)動子系統(tǒng)控制器設(shè)計

PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定 PID 控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。PID 控制器參數(shù)整定方法主要有兩大種：一是理論計算整定法。依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)，但還必須通過工程實際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，主要依賴工程經(jīng)驗，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。PID 控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。隨著只能控制理論的發(fā)展，許多智能PID 控制算法開發(fā)和應(yīng)用，如變結(jié)構(gòu)滑模 PID 控制、模糊 PID、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) PID 控制和神經(jīng)模糊控制等。值得指出，智能 PID 算法大多數(shù)見諸于理論研究，還不能廣泛應(yīng)用到實際中。

2.6傳感器和變換器設(shè)計

儀器儀表在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中起著關(guān)鍵的作用。 傳感器是與儀器儀表緊密相關(guān)的機電一體化系統(tǒng)中一個非常重要的組件，其作用是為特定工業(yè)過程提供收集不同信息的機制。 傳感器廣泛應(yīng)用于過程檢測以及工況評價方面，為用計算機系統(tǒng)對制造作業(yè)作較高級的監(jiān)控提供便利，可應(yīng)用于過程前，過程中及過程后。 有時，傳感器可以將一種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為決策分析的可用信號。智能系統(tǒng)用傳感器來監(jiān)測由環(huán)境變化影響的特定場合，然后通過校正動作對其控制。

3.機電一體化系統(tǒng)的可靠性設(shè)計

機電一體化系統(tǒng)的可靠性設(shè)計是指產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品的可靠性是一個綜合性評價指標(biāo)體系，常用 MTBF 指標(biāo)來衡量。

3.1 保證產(chǎn)品（系統(tǒng)）可靠性的主要方法

3.1.1提高產(chǎn)品的設(shè)計和制造質(zhì)量———裕度法、自動控制；

3.1.2采用冗余技術(shù)———工作冗余、后備冗余；

3.1.3故障診斷技術(shù)———測試、癥兆、診斷。

3.2 系統(tǒng)干擾和提高抗干擾能力的措施

系統(tǒng)干擾是指產(chǎn)生系統(tǒng)元部件失效或數(shù)據(jù)傳輸、處理失誤，進(jìn)而影響系統(tǒng)可靠工作的內(nèi)部因素和外部因素：

3.2.1系統(tǒng)干擾源的類型：傳導(dǎo)型———由線路傳入信號影響控制系統(tǒng)工作；輻射型———由空間感應(yīng)輸入信號影響控制系統(tǒng)工作。

3.2.2提高系統(tǒng)抗干擾能力的措施：針對不同類型的干擾信號，采取的抗干擾措施也有所不同；供電系統(tǒng)的抗干擾措施：穩(wěn)壓、濾波、隔離；接口電路的抗干擾措施：吸收抑制、阻斷隔離；轉(zhuǎn)換接口抵消隔離措施：差動式運算放大器或橋式電路、高頻濾波整形電路；接地系統(tǒng)干擾措施：單點接地、并聯(lián)接地、光電隔離接地。

3.3 軟件的可靠性技術(shù)

控制系統(tǒng)由硬件和軟件組成，軟件的可靠性設(shè)計也至關(guān)重要。主要包括利用軟件提高控制系統(tǒng)的可靠性和提高軟件自身可靠性。

4.結(jié)語

機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計是一種復(fù)合技術(shù)，它需要很多部門產(chǎn)業(yè)的支持和配合，才能取得滿意的結(jié)果，我們不僅要對機電一體化的各相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面深入的了解，還要從系統(tǒng)工程的概念入手，通過系統(tǒng)總體設(shè)計來使各相關(guān)技術(shù)形成有機的結(jié)合，并且要注意分析和解決技術(shù)融合過程中出現(xiàn)的新問題，只有這樣，才能滿足機電一體化系統(tǒng)的飛速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：