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機械電子工程論文:人工智能與工程機械電子論文
隨著新型科技的持續(xù)更新,工程中逐漸應用新科技,這也是科技朝著應用式與開放式方向發(fā)展的開始。電子工程在傳統(tǒng)工程基礎上的革新,隨著人工智能化發(fā)展,逐漸轉換為信息化產業(yè)鏈接。這一智能化技術機械生產明顯減少,經濟效益與產量提升,我國逐漸進入到智能化階段。
一、機械電子工程的發(fā)展與特征
(一)發(fā)展歷程
在機械電子工程發(fā)展初期,主要體現為手工制作,生產力水平較低,資源技術等對其發(fā)展產生制約。為了提升生產效率,逐漸朝著機械工業(yè)方向發(fā)展。在生產線階段,機械工程己逐漸發(fā)展到流水線生產,實現標準化大批量生產,.這一生產模式使勞動力得到解放,生產力水平大大提升,同時生產效率也得到提高。但是仍然存在一些不足,比如,部分生產仍就以進口為主,生產成本較大,在市場方面缺少適應力舀靈活性較差,難以滿足不斷變化的市場需求。
在機械電子產業(yè)發(fā)展階段中,產品生產能夠適應市場的需求,對于不斷變化的產品需求產業(yè)化發(fā)展能夠滿足。
(二)機械電子工程主要特征
機械電子工程是復雜綜合性學科,同各類學科之間都有著密切的聯(lián)系。機械電子工程發(fā)展要以計算機、電子以及機械為基礎,結合其他學科做出合理、科學的設計。在設計的過程中,要求每一個模塊都能夠實現有機結合,進而使得各個模塊都能將其較大優(yōu)勢發(fā)揮出來。機械電子產品內部結構簡單明了,并不復雜,無需復雜原件的投入,這樣能在一定程度上使產品性能得到提升,進而擴大消費市場,
二、人工智能簡述
人工智能是一門復雜,并且綜合性較強的學科,所涉及到的學科比較多。也可以說,21世紀人工智能是最偉大學科之一。人工智能實現了對人的智能模擬,并且能通過計算機使認得智能化得到進一步的延伸,人工智能這門學科有著較好的發(fā)展?jié)摿ΑH斯ぶ悄茉诎l(fā)展的過程中主要經歷下列幾個階段。
初步階段。人工智能在17世紀開始發(fā)生萌芽,法國在這一階段成功誕生世界上的及時部計算機,這一計算器只是單純的能進行加法簡單運算,但是仍就轟動世界,進而在世界范圍內,對這項技術開始進一步研究。在最初階段,人工智能并沒有明顯的進展,主要是在實踐的過程中積累與總結知識,這為今后人工智能發(fā)展奠定堅實的基礎。
發(fā)展初始階段。美國人在二十世紀首次提出人工智能專業(yè)用語。在這個發(fā)展階段,人工智能主要以證明與闡釋為主要體現,在這一時期對于人工智能的研究就是首要任務。
發(fā)展起伏階段。隨著人們對于人工智能的不斷深入研究,人工智能也處于持續(xù)的發(fā)展階段,但是在實踐過程中發(fā)現,要想使人工智能模仿和人類思維同步是非常困難的。大部分對于人工智能的科學研究僅僅是停留于簡單映射層面,.對于邏輯思維的研究仍就沒有突破性進展。不論怎么說,在發(fā)展的起伏階段,人功能智能也在發(fā)展中得到了技術創(chuàng)新,特別是在系統(tǒng)方面、計算機機器人以及語言掌握方面取得了較大的成就.
起伏階段發(fā)展以后。在這一階段,人工智能的相關研究得到了發(fā)展,尤其是第五屆國際人工智能聯(lián)合會議的召開,人工智能逐漸朝著知識層面的方向發(fā)展,大部分的人工智能研都會結合相應的知識工程,在這個階段中,人工智能發(fā)展的高度是前所未有的,在一定程度上促進了人工智能應用于實際工程中。
穩(wěn)步發(fā)展階段。隨著互聯(lián)網技術的快速發(fā)展,對于人工智能研究方向發(fā)生重大轉變,由原本的單一主體朝著集中統(tǒng)一主體的方向發(fā)展。關于人工智能在實際中的運用以及研究,受到了互聯(lián)網技術的影響。網絡的普及與快速發(fā)展,在一定程度上促進了信息化的發(fā)展,信息在傳送方面發(fā)生率重大性變革。在人們逐漸進入信息化社會后,在信息有效處理方面人工智能的發(fā)展起到了重要的作用,在模擬設計方面,機械電子工程的發(fā)展需要人工智能的大力支持。
三、機械電子工程與人工智能之間的關系
隨著我國社會經濟的持續(xù)發(fā)展,社會不斷的進步,對于信息人們越來越重視。在21世紀,互聯(lián)網技術得到快速發(fā)展,同時信息的傳遞也逐漸注入新鮮血液。互聯(lián)網應用的普及說明人們正朝著信息時代的方向邁進,在社會逐步信息化以后,更加需要有人工智能這一技術的支持,特別是機械電子工程發(fā)展中有著重要作用,機械電子系統(tǒng)本身缺少一定的穩(wěn)定性,這樣在機械電子工程設計方面就有著較大阻礙存在。在現代社會中,信息的處理量持續(xù)增大,并且較為復雜,有些時候需要同時對不同類型的信息進行處理,所以需要采取人工智能的支持才能完成信息處理。人工智能主要包含模糊推理系統(tǒng)、神經網絡系統(tǒng)這種兩種方法。神經網絡系統(tǒng)傾向于對人腦結構的綜合分析,模糊推理系統(tǒng)更加重視對于語言信號的分析與理解。隨著現代社會的發(fā)展,僅僅采取單一的人工智能方法,明顯己經無法適應目前社會中不斷變化的市場需求,所以,對于人工智能相關問題的研究正逐漸朝著多方位、的人工智能方向轉變。多方位人工智能系統(tǒng)通過模糊推理系統(tǒng)和神經網絡系統(tǒng)相互統(tǒng)一的方式,揚長補短,將二者有效的結合起來,使得二者的優(yōu)勢得到較大程度的發(fā)揮。
總結
人工智能同機械電子工程之間在相互影響的過程中,逐漸產生嶄新的行業(yè)。首先通過現代科技逐漸,將人工智能融入到機械電子工程中,使機械工業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ玫匠浞滞诰颉F浯坞S著機械電子工程發(fā)展難度的加大,對于人工智能也就提出來新的要求,這從某種程度上來推動了人工智能發(fā)展。在將機械電子工程與人工智能有效結合的基礎上,促進社會生產力發(fā)展,同時也能促進有關經濟產業(yè)的快速發(fā)展,這種效應將會對整個社會產生一定影響,使我國經濟得到發(fā)展。
作者:萬紹強 單位:江西金工建設有限公司
機械電子工程論文:工程機械電子論文
1廣義節(jié)能的概念
1.1廣義節(jié)能的定義
作業(yè)效率的定義是工程機械在單位時間內的作業(yè)量。提高作業(yè)效率往往會降低節(jié)能性。因此要比較節(jié)能性要在相同的作業(yè)效率下比較,這樣的結果才是可信的。由以上分析可知,節(jié)能不只是取決于功率傳遞的效率和功率供求兩方的動態(tài)匹配,還決定于不同功率流之間的有效配合,作業(yè)效率高低也會影響節(jié)能效果。
1.2以柴油機為例的工程機械功率流控制現狀
從能量轉換的定義上分析,工程機械的工作過程是不同能量形式相互轉換、傳遞和對外輸出功率的過程。想要分析工程機械的節(jié)能效果就要分析其功率流。對于使用柴油機當做動力源的工程機械,輸出的動力最終來自儲存在柴油中的化學能。柴油機將柴油的化學能轉換為機械能,以轉速和轉矩的形式表達出來。這是柴油機的基本能量轉換過程。目前采用的柴油機節(jié)能方法是全程調速或電控噴油等控制技術,這些技術能夠有效地改善柴油機工作性能,降低油耗。采用液壓泵吸取柴油機的機械能并將其轉變?yōu)橐簤耗埽粤髁亢蛪毫Φ男问奖憩F出來,一般采用恒定功率控制、壓力切斷、正流量控制等控制策略改善泵的工作性能。柴油機是能量的供方,而液壓泵是能量的需方,實際工作中對柴油機和液壓泵使用轉速感應控制或功率極限載荷控制等方法,以改變二者聯(lián)合工作時的高能耗現狀。而液壓泵與液壓閥是流量的供求雙方,其中液壓泵供給流量而液壓閥需求流量。具體工作過程是液壓閥吸取液壓泵輸出的液壓能,然后液壓系統(tǒng)的壓力和流量等被調節(jié)至合理值進而輸送給相應的執(zhí)行機構。這個過程中大多使用變化流量控制方法以協(xié)調運轉多執(zhí)行機構,有些情況也會使用LUDV技術從而減少并聯(lián)回路中負載變化對流量分配的影響。在這個系統(tǒng)中,液壓閥直接由操作者控制。因此,液壓泵和液壓閥是流量的供方和需方的關系。為了協(xié)調這種供需關系,大多使用負流量控制策略或負荷傳感控制策略。液壓閥輸出液壓進而被油缸或發(fā)動機吸收,并向外輸出機械能,機械能以力和位移或轉速和轉矩的形式表現。這些機械能中的一部分或全部對外界載荷做功,執(zhí)行機構對外載荷的有效做功組成了有效功率。這就是柴油機工作過程中的功率流過程分析。由此可見,現在的元件效率控制技術、子系統(tǒng)功率控制技術和部件功率控制技術不能協(xié)調整機進行節(jié)能分析,只能在自己工作范圍內達到局部值。
2工程機械全局節(jié)能控制系統(tǒng)
2.1全局節(jié)能控制系統(tǒng)
全局節(jié)能對于加強機械工作性能,降低能耗具有重要意義。為了建立廣義節(jié)能定義下的全局節(jié)能控制系統(tǒng),要將整機和外界負載作為研究對象,并將節(jié)能目標設定為傳統(tǒng)節(jié)能控制技術、多執(zhí)行機構的協(xié)同控制以及作業(yè)效率,達到節(jié)能效果。為了方便對節(jié)能效果進行定量分析,可以定義全局節(jié)能指標如下:全局節(jié)能指標=對外有效功/(油耗×作業(yè)時間)=有效功率/油耗從以上定義式可以看出,全局節(jié)能指標指的是單位時間單位油耗的工況下機械對外輸出的有效功。這個定義考慮了傳統(tǒng)節(jié)能控制技術、多執(zhí)行機構的協(xié)同控制以及作業(yè)效率三個方面的內容,能夠地評價工程機械能耗特性。全局節(jié)能目標的實現可以劃分為三個小目標,即協(xié)同作業(yè)目標,作業(yè)效率目標以及傳統(tǒng)節(jié)能目標。每個小目標還可以再往下細化為系統(tǒng)目標,部件目標和元件目標,對工程機械里面每個部件的協(xié)同作業(yè)情況,作業(yè)效率情況和能耗情況進行實時的控制,從而達到實現全局節(jié)能的效果。
2.2全電控系統(tǒng)電子節(jié)能控制技術
傳統(tǒng)的節(jié)能控制已經能夠達到局部,因此要想取得更大的節(jié)能成果只能突破傳統(tǒng)節(jié)能控制技術,可以從以下三個方面實現:①改變固定參數功率匹配方法,實現不同工況下的動態(tài)功率匹配;②使用作業(yè)模式識別技術,即在不同作業(yè)模式的動態(tài)功率分配系統(tǒng);③以操控人員的操作意圖為出發(fā)點,建立不同操作模式的作業(yè)效率管理系統(tǒng)。以上目標的實現可以通過全電控節(jié)能控制技術和分布式節(jié)能控制技術來改善傳統(tǒng)節(jié)能控制效果。
2.2.1全電控節(jié)能控制技術
全電控節(jié)能控制技術的實現使用電控噴油柴油機和電比例液壓泵、電比例控制閥、電比例液壓發(fā)動機。在全電控的能量傳遞條件下能夠達到硬件功能的最小化的效果,增加硬件的通用化程度,達到更深入的感知和更的智能控制效果。因為電控系統(tǒng)中的控制功能和專用功能是由系統(tǒng)軟件實現的,所以在機械工作過程中根據實時工況和操作意圖在線調節(jié)控制參數,實現參數匹配柔性化,以獲取更好的、的、廣泛的節(jié)能效果。
2.2.2分布式節(jié)能控制技術
全電控節(jié)能控制技術雖然能夠實現對整機節(jié)能的控制,但是控制程序需要處理液壓系統(tǒng)的實時壓力信號,要求控制系統(tǒng)有很高的響應速度,目前技術水平仍然難以滿足對壓力信號實時處理的要求。為加快對機器運轉數據處理速度,可以開發(fā)基于總線的液壓泵控制器、液壓閥控制器和發(fā)動機控制器,也就是說每個控制器都連接了高速總線,加快處理速度。發(fā)動機控制器根據發(fā)動機的實時工況數據和用戶操作意圖改變發(fā)動機噴油多少,并將處理數據輸送到總線,同時從總線上收取其他控制器的控制命令;液壓泵控制器和液壓閥控制器也執(zhí)行類似的操作。基于總線的分布式控制系統(tǒng)可以有效地增加控制信息的運算和傳送速度,滿足全電控節(jié)能控制系統(tǒng)對數據處理速度的要求。
3結論
傳統(tǒng)節(jié)能控制只能達到局部化,無法實現全局的能耗控制。基于全局式節(jié)能控制系統(tǒng)的定義設計的全電控節(jié)能控制系統(tǒng)與分布式節(jié)能控制系統(tǒng)能夠實現基于動態(tài)功率和動態(tài)工況的節(jié)能控制模式,為工程機械節(jié)能指明了發(fā)展方向。
作者:楊哲 單位:長江工程職業(yè)技術學院
機械電子工程論文:機械電子工程設計論文
1EDA技術
EDA技術是機械電子工程設計當中重要的技術,其主要載體可以進行大規(guī)模編程的邏輯器件,在編程過程當中,使用的表達方式是硬件描述語言。EDA技術在應用的過程中要使用計算機、編程邏輯器件等科技工具,應用的最終目標是對特定的目標新平進行適配編譯和邏輯映射,形成電子系統(tǒng)或是成為專用集成芯片。EDA技術是在電子電路技術之上發(fā)展起來的,EDA技術要編譯器、綜合器、下載器、適配器等部件共同構成。其中,綜合器能夠對設計者的設計文件進行轉換,使其成為系統(tǒng)內門級電路描述。適配器可以生產最終的下載文件,并安排到制定的器件中。EDA技術是機械電子工程設計中的核心技術,EDA技術使用的HDL語言可以公開利用,其描述范圍廣泛,可以機械電子工程設計帶來諸多的幫助。在后期進行交流、修改、保存等工序時也可以十分方便的進行。另外,EDA技術擁有較高的自動化,一些常規(guī)的糾錯、調整等工作可以快速完成。
2電子工程中存在的問題
機械電子工程快速發(fā)展,但是到目前為止,世界各國對于機械電子工程都沒有明確的定義和統(tǒng)一的認識,出現這種問題的原因,一方面是機械電子工程發(fā)展速度太快,所涉獵的領域越來越多,另一方面是因為設立明確的定義必定會對其發(fā)展產生一定的限制作用,不利于機械電子工程繼續(xù)快速發(fā)展。電子工程在發(fā)展的過程中產生了一些難以解決的問題,電子產品的發(fā)展方向是具有更高集成和大容量,同時體積也越來越小,這就需要技術的不斷升級來實現發(fā)展目標。電子工程設計方案需要獲得科學的檢驗,要對其進行仿真分析。電子元件所處的工作環(huán)境是設計人員應該考慮的問題,要對設計方案進行有效優(yōu)化,要對電路特性進行分析。另外電子工程在運行中要避免靜電的危害。為了實現電子工程取得進步獲得發(fā)展,需要在電子工程設計中采用EDA技術。
3電子工程設計要點
3.1仿真分析
機械電子工程設計方案需要通過科學的系統(tǒng)仿真或是結構模擬來說對其可行性、科學性進行驗證和分析。通過仿真分析來確保設計方案在后續(xù)實踐中能夠順利應用。在仿真分析過程中,使用EDA技術可以為仿真分析提供良好的支持。EDA技術能夠通過各個環(huán)節(jié)當中的傳遞函數來進行數學建模并對其進行仿真分析,這樣構建和仿真系統(tǒng)能夠驗證設計方案的實踐性,并能夠對電子系統(tǒng)工程設計方案進行推廣和使用。這種仿真分析對于提高我國電子工程設計的整體水平和產品質量有積極的指導意義。
3.2優(yōu)化設計
對設計方案進行優(yōu)化的目的是盡可能確保電子元件在應用過程中具備穩(wěn)定性與性,保障其擁有的容差和工作環(huán)境。在實際工作條件下,使用傳統(tǒng)的電子工程設計方法,難以對實際容差及電子工程元件工作環(huán)境進行的檢查和分析。不能對電子元件環(huán)境進行勘測,就容易導致設計方案在此方面出現漏洞,這樣一來電子元件的容差及其工作環(huán)境溫度就很難得到有效的保障。利用EDA技術則能對設計方案進行良好的優(yōu)化,因為EDA技術可以對電子方案環(huán)境進分析計算,獲得電子元件在實際工作中所處的環(huán)境溫度等相關數值。在分析獲得的數值基礎上,來對電子工程設計方案進行優(yōu)化,保障方案在實施后,可以穩(wěn)定工作,具有安全保障。
3.3預防機械結構中的靜電
機械結構是根據設計方案來工作并應用于事物成為滿足功能需求的結構。在科技快速發(fā)展的大環(huán)境下,集成電路設計愈來愈復雜,這對靜電的防治也提出了更高的要求。靜電對電子元件的破壞巨大,靜電電場能夠對周邊電荷有吸引力會破壞絕緣體,使電子元件敏感度降低,甚至是引發(fā)集成電路燒毀,使電子產品直接報廢。這要求工作人員做好靜電防護,對防靜電工作區(qū)域進行劃分,保持操作空間的清潔,降低靜電發(fā)生的概率。在電子工程故障檢測方面,要將傳統(tǒng)的電子工程故障檢測和智能故障檢測方法結合,相互驗證,在電子技術投入方面加強,提升電子工程檢測技術的能力,增強電子元件、電路對環(huán)境的適應能力。
3.4電路特性的有效分析
對電特性進行有效分析是EDA技術中的重要內容,在電子工程設計的過程中,理論分析都是在數據分析和特性分析的基礎之上進行。因此,數據分析和特性分析方面的數據必須及時,使用傳統(tǒng)的電子工程設計方法會受到多方面的限制,難以保障數值的性,電力測試的實際精度會受到較大的影響,不利于后期穩(wěn)定性的建立。EDA技術就能夠對整個系統(tǒng)進行的測試,并保障測試的性與科學性,避免設計方案出現結構性的差異確保設計方案的整體性以及合理性。
4結論
在對機械電子工程進行研究,對EDA技術進行了解的過程中,可以發(fā)現機械電子工程對于科技進步和社會發(fā)展有著重要的推動作用。當前,越來越多的學者和相關工作者對機械電子工程進行深入的研究和分析,推動電子工程進一步發(fā)展。但是,對于機械電子工程的研究和分析還存在諸多不足之處,在實際工作中仍然需要專業(yè)人士進行改進。
作者:文東云單位:海南師范大學物理與電子工程學院
機械電子工程論文:機械電子工程與人工智能發(fā)展研究
摘要:隨著社會生產力的發(fā)展和科技水平的進步,給各個學科之間的融合和共同發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。機械電子工程將傳統(tǒng)的機械科學與信息化的電子技術融合在一起,形成了一門新興的學科,且在日常生活中得到了廣泛的應用,并向著人工智能的方向發(fā)展。機械電子工程與人工智能相輔相成,共通發(fā)展,引領了新的時代潮流。本文首先介紹了機械電子工程的相關概念及發(fā)展歷程,然后再介紹了人工智能的定義和發(fā)展,分析了機械電子工程與人工智能的關系。整篇文章由表及里,從具體概念出發(fā),抽絲撥繭地梳理兩者之間的關系,可以說較為客觀的闡述了機械電子工程與人工智能之間的關系。
【關鍵詞】機械工程;機械電子工程;人工智能
1機械電子工程的相關概念及發(fā)展歷程
1.1相關概念機械電子工程與傳統(tǒng)機械工程的研究方向不同,機械電子工程更側重于運用信息實現機械系統(tǒng)能量的連接和與其他學科之間的交融。具體地說,機械電子工程的核心理論依然是傳統(tǒng)機械工程中所講述的定理和概念,但是也更注重與電子信息科學、計算機科學與技術以及人工智能等學科的聯(lián)系,是一門跨學科發(fā)展的新興學科。基于其跨學科多、綜合性強的內涵,機械電子工程這一學科衍生了以下特點:(1)機械電子工程的產品設計依據也和傳統(tǒng)的機械工程不同,機械電子工程除了依托機械原理外,還依據電子工程方面的知識設計產品,而傳統(tǒng)機械工程設計依據僅僅是機械結構以及理論力學、流體力學等與機械相關的知識。(2)機械電子工程生產產品的設計思想與傳統(tǒng)的機械工程有著本質區(qū)別。由于其是一門跨專業(yè)強的學科,所以在設計產品時,必然要考慮到不同學科原理的運用,在設計時融入其他學科的理論指導。尤其是在當前信息化高速發(fā)展的時代,機械電子工程融合了計算機科學與人工智能學科的相關知識,所以機械電子工程在產品設計時,會考慮更多的問題,設計思想會更加和完善。(3)機械電子工程生產出來的產品與傳統(tǒng)機械工程不同,由于封裝理論的運用,其生產出來的產品一般較小,結構清晰而簡單。但每一個模塊都由復雜的機械工藝制造而成,所以對設備的精度以及生產者的技術要求較高。1.2發(fā)展歷程機械電子工程的發(fā)展大體上經歷了手工加工、流水線生產以及集成生產三個階段。手工加工階段,在這一階段,由于機械工具的制約,人們主要靠純手工進行生產活動,工業(yè)化水平十分落后,人力成本也限制著整個行業(yè)的發(fā)展,同時這些不利條件也刺激了人們追求更有效率的機械生產的心情,為機械電子工程的出現埋下了伏筆。流水線生產階段,這一階段將人力極大地解放出來,通過流水線的運作,可以大規(guī)模地生產出標準統(tǒng)一的產品,但是隨之而來的不足是,流水線生產模式相同,生產出來的產品差異性不大,不能提供個性化的產品。集成生產階段,這一階段運用了大量的機械電子工程的技術,由于制造工藝的提高,這一階段除了能夠大規(guī)模地生產產品之外,還能夠實現產品的差異化,有效地提高了產品的質量。
2人工智能的相關概念及發(fā)展歷程
2.1相關概念人工智能是信息科技高度發(fā)展的時代產物,它依托計算機網絡技術的發(fā)展,融合了電子信息科學、生物學、神經行為學以及心理學等多門學科,也是一門跨專業(yè)度較大的新興學科。較為官方的定義是,人工智能是指利用計算機技術以及生物學知識搭建的人工智能系統(tǒng),實現對人類行為的模仿或者研究的科學。人工智能有兩個十分明顯的特點,一方面,由于這一學科的綜合性,決定了其復雜性和專業(yè)性,需要依靠較為專業(yè)的技術才能保障其有良好的發(fā)展;另一方面,學科的專業(yè)性也決定了人工智能人才的專業(yè)性,專業(yè)知識過硬、對其余學科有包容性、目光較為長遠的人,更適合從事與人工智能相關的工作。2.2發(fā)展歷程人工智能雖然是一門新興學科,出現的時間較晚,但由于其特點較為明顯且迭代速度較快,人工智能發(fā)展到今天已經經歷了五個階段:及時階段是人工智能的萌芽階段。20世紀中期,這一領域的相關學者一起開展了關于機器模擬人工智能的研究,并形成了人工智能最初的模型,這一歷史事件標志著人工智能的正式誕生。第二階段被稱為人工智能的“及時發(fā)展期”,這一時期研究的主要任務是機器語言的編譯,這一工作為人工智能的大規(guī)模發(fā)展奠定了基礎。第三階段是人工智能發(fā)展的瓶頸期,雖然已有前兩階段的理論成果,但是人工智能是一個復雜的話題,學者發(fā)現通過前兩個階段的積累還不能給人工智能得到自動化發(fā)展,理論的實施還有很多困難。第四階段是人工智能的“第二發(fā)展期”,此時通過對理論知識的仔細研究以及其他學科知識的靈活運用,人工智能已經可以用于商業(yè)并生產出具有商業(yè)價值的產品。第五階段是人工智能的平穩(wěn)發(fā)展階段,這一階段,人工智能雖然沒有取得突破性進展,但一直在小步快跑,并形成分布式主體的新的發(fā)展模式。
3機械電子工程與人工智能的關系
隨著各學科之間不斷融合交互,機械電子工程作為一門跨專業(yè)的新興學科,也受到了人工智能的影響,并得到良好發(fā)展,具體表現在以下兩個方面:3.1人工智能改變了機械電子工程復雜的計算過程機械電子工程在設計到生產的過程中,要經歷“建模-論證-生產”這三個階段,前兩個階段要進行大量計算,過程比較繁瑣。在人工智能出現之后,由于其與計算機科學之間的緊密聯(lián)系,可以快速進行大量計算并得出結果,將其運用于機械電子工程,則會節(jié)省大量計算時間,提升效率。3.2人工智能可以排除機械電子工程生產過程中的諸多故障上文已經提到,機械電子工程的生產需要經過大量計算及論證,這一過程如果只靠人工進行,很容易造成計算錯誤導致建模失敗,從而給整個生產過程帶來不良影響。人工智能通過對信息的處理及整合,將信息分門別類地歸納和整理,會將計算的錯誤率大幅度降低,也就避免了后續(xù)環(huán)節(jié)錯誤和故障的生成。總的來說,機械電子工程與人工智能有著密不可分的聯(lián)系,通過人工智能的運用,機械電子工程完善了自身的系統(tǒng)、提高了自身的生產效率;而人工智能也借助機械電子工程得到了更好的發(fā)展,引起更大的關注,兩者在相輔相成的過程中都實現了良性發(fā)展。
作者:王智浩
機械電子工程論文:機械電子工程行業(yè)發(fā)展趨勢
摘要:機械電子工程行業(yè)可以說是我國社會經濟發(fā)展中極為重要的一個支柱產業(yè),其在現階段表現出了更為突出的重要性和價值,基于這種機械電子工程行業(yè)的發(fā)展來說,其在當前依然存在著一些缺陷和制約因素,本文就首先分析了現狀及其存在的問題,進而探討了今后機械電子工程行業(yè)的未來發(fā)展趨勢。
關鍵詞:機械電子工程;現狀;問題;發(fā)展趨勢
隨著當前我國經濟的不斷發(fā)展,各行各業(yè)都有了較大程度的進步,具體到現階段我國機械電子工程行業(yè)的發(fā)展中來看,雖然其已經成為了國民經濟的重要支柱產業(yè),競爭力也得到了較好提升,但是同時也面臨著各種問題和缺陷需要彌補,這也就需要著眼于機械電子工程行業(yè)進行深入探究,促使其能夠在未來表現出更為理想的發(fā)展速度和規(guī)模。
1機械電子工程行業(yè)現狀分析
(1)機械電子工程行業(yè)已經成為國民經濟支柱產業(yè)。現階段我國機械電子工程行業(yè)發(fā)展迅速,已經成為了當前國際貿易中不可或缺的一個重要組成部分,尤其是隨著當今社會的不斷發(fā)展,人們對于機電產品的需求量和關注程度正在不斷提升,相應的出口也就顯得越來越關鍵,受到了國家的高度關注,因此,也取得了極大地發(fā)展效果。自加入世貿組織以來,我國機械電子工程行業(yè)更是面臨著新的發(fā)展機遇,經過幾十年來的發(fā)展,我國機械電子工程在外貿方面的表現越來越搶眼,已經成為了我國國民經濟發(fā)展中的及時大類出口商品,為社會的進步做出了較大的貢獻。(2)機械電子工程行業(yè)的競爭力正在不斷提升。當前我國機械電子工程行業(yè)的發(fā)展還表現在競爭力的明顯提升上,尤其是對于現階段經濟全球化發(fā)展趨勢越來越明顯,國際競爭力更是顯得極為必要,機械電子工程行業(yè)只有在國際中具備較強的競爭力,才能夠較好提升其發(fā)展水平,并且為國民經濟的發(fā)展做出貢獻。我國機械電子工程行業(yè)的國際競爭力正在不斷提升,這一點從我國機電產品的出口數量不斷增加中就能夠得到較好體現,此外,我國機械電子工程行業(yè)國際競爭力的提升還表現在相應的技術手段創(chuàng)新和優(yōu)化上,因為我國機械電子工程行業(yè)中涉及到的各類技術手段都取得了較大的改進和優(yōu)化,已經處于世界先進行列,因此,其發(fā)展必然也就極為順利,能夠為機械電子工程行業(yè)國際發(fā)展提供較強的支持。
2機械電子工程行業(yè)發(fā)展問題分析
(1)產品結構單一問題明顯。從現階段我國機械電子工程行業(yè)的發(fā)展中來看,其產品結構單一問題是比較嚴重的,尤其是從市場中來看,我國機電產品的集中指數較為明顯,集中程度極高,這一點雖然能夠較大程度上促進某一產品的發(fā)展和創(chuàng)新,但是同時也存在著一些隱患問題。在機械電子工程行業(yè)產品的出口中,這種產品結構的單一性表現更是存在著較大的隱患問題,其很容易造成機械電子工程行業(yè)出口的較大波動,也容易受到市場風險的影響,對于我國機械電子工程行業(yè)國際競爭力水平的提升存在著較大限制。(2)自主創(chuàng)新能力有待提升。從現階段我國機械電子工程行業(yè)的發(fā)展狀況上來看,雖然相應的技術水平已經得到了較大程度的提升和優(yōu)化,具體的生產技術和創(chuàng)新能力也有所發(fā)展,但是自主創(chuàng)新水平依然不足,依然需要在今后機械電子工程行業(yè)研究中引起高度重視。這種自主創(chuàng)新能力水平較低的表現主要就是因為投入力度不足,我國很多機械電子工程企業(yè)在自主研發(fā)方面投入的資金是比較少的,往往都在銷售額的10%以下,進而也就極大程度上限制了我國自主創(chuàng)新研發(fā)的進程,和國外發(fā)達企業(yè)相比存在著較大的差異。
3機械電子工程行業(yè)未來發(fā)展趨勢
結合當前我國機械電子工程行業(yè)發(fā)展狀況及其存在的各方面問題和缺陷來看,要想促使今后機械電子工程行業(yè)得到較快的發(fā)展,必須要重點關注以下幾個方面的內容:(1)注重產品的多元化發(fā)展。針對現階段我國出口機電產品過于集中和單一的問題來說,要想切實高效提升今后我國機械電子工程行業(yè)的發(fā)展速度,促使其為國民經濟發(fā)展做出更大貢獻,就需要從多元化入手進行研究,全方面提升我國機械電子工程行業(yè)中各個方面的發(fā)展速度和產品競爭力,爭取在機械電子工程產品出口中表現出“百花齊放、百家爭鳴”的現象,最終促進我國機械電子工程行業(yè)的發(fā)展,更好地應對未來可能出現的各種國際性危及,保障出口的順暢性和性。(2)加強對于技術研發(fā)的關注和投入。結合當前我國各機械電子工程企業(yè)對于研發(fā)工作重視程度不足以及對于研發(fā)工作的資金投入力度不夠問題來說,為了保障該行業(yè)持續(xù)發(fā)展,創(chuàng)新研究成果不斷出現,必須要著重加強對于該方面的改善和優(yōu)化,切實提升我國機械電子工程行業(yè)中對于研發(fā)和創(chuàng)新的投入力度。基于這種研發(fā)創(chuàng)新的關注和投入來說,首先應該明確研發(fā)方向,結合今后社會發(fā)展中對于機械電子工程行業(yè)的發(fā)展要求,明確相應的創(chuàng)新研究內容,并且基于研發(fā)創(chuàng)新的需求給予資金以及其它方面的滿足,保障創(chuàng)新研發(fā)工作的高效進行,促使其能夠成為未來機械電子工程行業(yè)發(fā)展的競爭力核心所在。
4結語
綜上所述,對于我國機械電子工程行業(yè)的發(fā)展來說,雖然我國目前已經取得了較為明顯的進步,但是要想在未來發(fā)展中具備較強的國際競爭力,必須要著眼于當前存在的各方面問題進行重點探究和完善,不斷提升我國在技術領域以及管理層面的優(yōu)越性,促使機械電子工程行業(yè)不斷可持續(xù)發(fā)展。
作者:杜平 單位:太原重型機械集團有限公司
機械電子工程論文:機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究
【摘要】隨著現代科技高速發(fā)展,社會對各行業(yè)人才的需求量不斷加大,各高校在強調充分掌握基礎專業(yè)知識的同時,又進行了校企聯(lián)合,為我國各大企業(yè)定向培養(yǎng)專業(yè)技術人才,使高校生在選擇專業(yè)時有現實參考,讓學生理性選擇專業(yè),實現科技人才為社會所用的目標。本篇就機械電子工程專業(yè)為例,展開對機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討,并分析了課程建設過程中新型人才培養(yǎng)的思路和實際教學中的課程優(yōu)化策略。
【關鍵詞】機械電子工程;人才培養(yǎng)模式;專業(yè)課程建設
機械電子工程是集機械、微電子、自動控制和計算機技術于一身的一門綜合型學科,是當今國民經濟發(fā)展所需要的重要學科朝向,它打破了以往的學科分類,將多種學科融合交叉,將學科理論與實踐相互結合,為社會培養(yǎng)出了諸多專業(yè)技術扎實、動手能力強、創(chuàng)新思維敏捷的新型技術人才。
1改善機械電子工程專業(yè)現狀
科技在發(fā)展,時代在進步,社會各界的行業(yè)需求也在隨著科技的發(fā)展不斷產生著變化。機械電子工程專業(yè)作為國民經濟發(fā)展的急需學科方向,應以高校教學為伊始,著重改變不良現狀,及時調整教學方案,按社會就業(yè)需求對大學生進行有針對性的培養(yǎng)。
1.1明確專業(yè)方向
大學生在學習機械電子工程專業(yè)知識的過程中,存在不能明確所學專業(yè)是否符合社會需要的現象,此時做為該領域的教師,怎樣有針對性的培養(yǎng)符合社會需求的機械電子工程專業(yè)人才,怎樣明確專業(yè)培養(yǎng)方向是值得其深思的問題。在明確專業(yè)方向時,要符合專業(yè)人才培養(yǎng)的層次、要按照實踐教學的階段、要遵循由淺入深的原則。
1.2創(chuàng)新專業(yè)建設
當前社會經濟發(fā)展迅速,評估人才專業(yè)知識是否扎實的方法已不再是看其專業(yè)知識的儲備量,而是更側重于其在專業(yè)領域是否具有創(chuàng)新意識和精神。為此,做為機械電子工程領域的教師,要有長遠的課程建設眼光,要重建師資隊伍、調整教學思維,創(chuàng)新教學理念,在理論教學實踐中,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和主觀能動性。
2改革機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式
近年來,教育相關部門通過對社會就業(yè)崗群的觀察和調研,對經濟快速發(fā)展形勢下人才需求方向的分析,大體掌握了我國機械電子工程專業(yè)基本的人才培養(yǎng)路線,制定了人才培養(yǎng)的具體方針,對現有的機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式表現出極大的不滿,并及時提出了相應的人才培養(yǎng)模式改革計劃,這將有助于順利實現人才目標優(yōu)化和較好地輔助完成人才培養(yǎng)計劃。
2.1完善人才培養(yǎng)計劃
在現代教育理念和思想的指導下,根據學校的辦學宗旨和人才培養(yǎng)目標,進行專業(yè)基礎強化、實踐創(chuàng)新能力開發(fā)和知識面的擴寬,將教學的重點放在專業(yè)課程建設上,在保障基礎專業(yè)課的前提下,適當的增設有助于激發(fā)學生創(chuàng)造力和實際動手操作能力的課程,增設專業(yè)選修課程數目,相應縮減專業(yè)選修課課時,以提高學生對專業(yè)課程知識點之間的銜接能力,培養(yǎng)學生的自主學習能力,滿足學生的個人興趣發(fā)展需求,旨在充分展示大學生的綜合素質并培養(yǎng)大學生的綜合應用能力。
2.2施行校企聯(lián)合模式
校企聯(lián)合模式主要指國家科研院所和專業(yè)對口企業(yè)跟高校達成共同培養(yǎng)人才的愿望。在校期間學生主要進行專業(yè)基礎知識的積累,而專業(yè)對口企業(yè)通過跟高校簽訂學生實習合作協(xié)議或跟學生個人簽訂勞動合同,以明確雙方的權利義務,讓學生在專業(yè)對口企業(yè)踐行所學理論。在專業(yè)對口企業(yè)的實習學習階段可以補充完善學生在校理論學習期間部分知識的欠缺,在實訓場地學習演練過程中,會有專業(yè)的指導老師進行實際操作的指導和糾正,結合學校專業(yè)老師的教導,就會使學生的實際應用綜合能力顯著提升。同時,也為企業(yè)培養(yǎng)出了具有超強適用能力的專業(yè)技術人才,充實了企業(yè)高級技術崗位人員空缺,實現了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標。
3專業(yè)課程建設
培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和綜合應用能力超強的專業(yè)技術人才,最根本的是從要高校專業(yè)課程上抓起,目前專業(yè)課程建設尚不十分明確,所以優(yōu)化專業(yè)課程體系是目前的首要任務。在優(yōu)化專業(yè)課程體系上,需要高校教育團隊做出相當的努力,以改革教學課程內容、擴寬學生的專業(yè)基礎知識面、激發(fā)創(chuàng)新能力、增強專業(yè)素質為起點,對機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系進行合理改革,培養(yǎng)出實踐能力和綜合應用能力超強的復合型技術人才。而在實踐課程體系改革中,需要加強實訓操作場地的建設,引用現代化的新型機械電子工程設備,讓學生的實踐能力緊隨科技的發(fā)展步伐,才能不斷提升學生的適應能力和創(chuàng)造能力,才能讓高校培養(yǎng)出的人才立即為企業(yè)所用。
4結語
機械電子工程專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃,需要高校從教學課程基礎上進行改革,也需要國家政府在人才實際操作能力上給予極高的重視,總而言之,培養(yǎng)出有益于現代科技發(fā)展的新型高科技技術人才是各大高校和國家的共同祈愿。
作者:馮笑 單位:山東省科學技術協(xié)會學會服務中心
機械電子工程論文:機械電子工程設計及模式分析
摘要:介紹了機械電子工程的EDA技術,分析了現階段機械電子工程設計存在的問題,提出了幾個在機械電子工程設計中需要注意的設計要點。
關鍵詞:機械電子工程;設計要點;模式
1EDA技術
EDA技術作為電子工程中非常重要的技術,是一種電子工程的核心技術。它的主要原理是以編輯器為載體,從而進行很大規(guī)模的編程。EDA進行編程的手段是通過硬件的描述語言實現的。EDA技術需要運用很多的高科技,其中最主要的就是計算機。EDA技術利用計算機的目的是使適配編譯和邏輯映射,進而形成一定的芯片。這樣才能有利于形成電子系統(tǒng)和專業(yè)集成芯片等。EDA是借助電子技術慢慢一步一步發(fā)展和進步的。EDA技術融合了非常多的部件,其中最常見的有編譯器、綜合器和適配器等。綜合器充當著EDA中的溝通作用,其將軟件和硬件有效地連接了起來。綜合器主要功能是轉換人員設計文件。適配器主要的功能就是將用戶下載下來的東西生成并放在相應的位置上。現階段中,EDA技術被社會各界廣泛采納,不管是在大型工業(yè)還是第三產業(yè)中,EDA技術值得更加深入地解釋和探討,以更好地改善我們的生活,推動科技的發(fā)展。
2機械電子工程設計存在的問題
(1)整體發(fā)展方向。從整體的發(fā)展方向上看,機械電子工程設計存在以下3個問題。①對自身的研究成果缺乏法律意識。關于這一點是現代社會關于自主創(chuàng)新的一個通病。一方面我國的法律在這方面還不是特別完善,另一方面我們的電子產品設計人員沒有相應的產品法律保護意識,導致市面上流通著很多假冒偽劣產品。②人才教育方面斷層。現階段,雖然大部分理工科學校都開設了機械電子工程這一學科,也設置了相應的課程,但是,大部分的課程設置只是讓學生學習了電子工程技術的皮毛知識,我國還非常缺乏高精尖端的電子科技人員。只有重視教育,才能更好地促進科技進步。③對未來缺乏規(guī)劃。現階段,我國大部分的機械電子工程基本處于固步自封狀態(tài),自己關起門來搞自己的研究。不會相互之間交換信息,以更好地促進發(fā)展。事實上,科技是開放的,是共享的。我們更需要一種包容態(tài)度對對待科學,對待未來。(2)具體細節(jié)方面。①設計者們的態(tài)度。一個作品的產生一定是有一個的設計者。而態(tài)度就是一個設計者的有利武器。態(tài)度認真的設計者會將手中的作品視為真品,傾盡自己的所能去設計好它。然而,在現階段這種急功近利的社會風氣渲染下,很多設計者變得浮躁,在設計產品時態(tài)度就出現了很大的問題。這值得我們深思。②設計人員理念出現偏差。一個的作品必然是一個好思路的絕佳體現。倘若設計者在設計理念上出現偏差,那么這個作品肯定就不會是一個好的作品。例如我們要將公司的門禁卡設計成為同時具有進入并且有簽到的功能,但是一個設計者只是把門禁卡當做了進出公司的通行證。這樣的設計理念就沒有把更多的因素考慮在內,缺乏周全。以此,這樣的作品也得不到大家的接受和認同,市場需求也會隨之萎縮。③不確定因素太多。由于機械電子工程產品設計中,存在太多的不確定因素,導致不可能出現一款的作品。因為大多數作品的設計都是來源于書本上的理論,只有相應的理論基礎,我們才能設計出相關的產品。但是,在現實生活中,很多產品的設計偏離書本理論,需要我們根據具體情況作出判斷。這時候對于沒有太多經驗的設計者來說難度就加大了很多。因此,針對以上不足,希望設計者們能夠進行相應的改進,以使電子產品更加。
3機械電子工程設計的要點
(1)仿真分析。在一款產品設計出來之后需要經過分析其是否具有現實意義上的可行性。而檢驗這個現實可行性的行為稱之為仿真性分析。一款產品設計出來時一定要進行仿真性分析,因為只有通過了仿真性分析,才能真正投入市場,進入到千家萬戶。而這個仿真性實驗的主要工具就是EDA技術。EDA技術通過對產品的模擬實驗建立相應的的模型,通過對模型進行仿真分析,得出一個函數,分析出其是否具備現實可行性。只有通過了仿真性分析的檢驗,才能將產品推向市場,才能真正地用于實踐。所以,仿真性分析是機械電子工程設計的及時大要點。(2)優(yōu)化設計。對機械電子工程產品進行優(yōu)化設計是為了讓設計出來的產品更加的更加被客戶被使用者所接受。所謂的優(yōu)化設計,就是使產品的容差和工作環(huán)境化。也就是說剛設計出來的電子產品面臨著狀態(tài)不穩(wěn)定,多漏洞等現象,通過優(yōu)化設計能夠讓產品更穩(wěn)定更地呈現給大家。進行優(yōu)化設計的一款工具依然是EDA技術,可見EDA技術是機械電子工程的核心技術。通過EDA技術可以地測量出設計出的電子產品的實際使用環(huán)境,從而進一步地對產品進行與環(huán)境相結合的模擬仿真實驗。只有對產品進行優(yōu)化,才能使電子工程設計者們設計出來的產品更加的穩(wěn)定。(3)防靜電設計。現階段,電子設計越發(fā)復雜且難以預計,因此需要科學地預防靜電。由于靜電會吸引周邊的電荷,對絕緣體造成破壞,因此在很大程度上降低了電子元件的敏感度,更嚴重者甚至燒毀電路元件。設計者們應當注意到靜電所帶來的破壞性和災難性,做到合理劃分靜電區(qū),時刻注意清理電子元件和電路周遭的環(huán)境,讓電子元件和電路工作在一個良好的環(huán)境中,這在一定程度上需要設計者們更加多的投入。
4結語
綜上所知,由于科技的進步和時代的要求,現階段的電子產品越來越需要具備更加強大的功能才能適應社會的需求和時代的要求。因此在對電子工程進行設計時,需要不斷創(chuàng)新克服各種困難,讓電子工程技術變得更好。科技改變生活,科技引領時尚,只有不斷地促進科技的進步與發(fā)展,才能讓我們的生活更加美好。
作者:王杰 單位:漢口學院 機電工程學院
機械電子工程論文:機械電子工程設計的技術要點
摘要:機械電子工程是對電路、系統(tǒng)以及數字信號處理等領域進行研究的一門學科,對促進整個社會發(fā)展進步有著非常重要的作用,在教育、科研等方面有重要地位。近年來,隨著電子工程的逐漸發(fā)展,電子工程成的技術水平也達到了一定的高度,但是在實際工作中,機械電子工程技術設計還存在一些相關性的問題,所以一個的設計師在進行方案設計的時候應該規(guī)避方案中存在的風險,并給予及時有效的解決。
【關鍵詞】機械電子工程;工程設計;技術要點
分析機械電子工程是科技快速發(fā)展的產物,是高新技術的代表。機械電子工程在各個國家和領域都有進行大力研究和投入,目前在我國,機械電子工程是重要的高科技產業(yè),對提高我國的國際競爭力有著非常積極的意義。現就機械電子工程設計中的技術要點分析,具體如下。
1機械電子工程中的技術要點——EDA技術
在機械電子工程設計中,EDA技術是一種新技術,是機械電子工程設計中非常重要的技術。在實際應用過程中,EDA技術的主要載體是能進行大規(guī)模編程的邏輯器件,在進行編程的時候,使用硬件描述語言的表達方式。在EDA技術應用的過程中,需要利用計算機和可編程邏輯器件等,作為開發(fā)軟件或試驗軟件,對特定的目標芯片進行適配編譯和邏輯映射,最終形成電子新系統(tǒng)或專用集成芯片。EDA技術的發(fā)展是在電子電路CAD技術上形成的計算機軟件系統(tǒng)。EDA技術的組成部件是編譯器、綜合器、下載器和適配器,對于綜合器,是用來將設計師的設計文件進行轉換,成為該系統(tǒng)的門級描述,綜合器的作用其實就是能將硬件和軟件進行相互連接。對于適配器,是能生成最終下載文件,并能將其安排到指定對的器件中。目前,在機械電子工程設計方面,主要的核心技術就是EDA技術,其主要是因為在EDA技術中應用的是HDL高級語言,HDL高級語言可以實現公開利用、描述范圍廣,在進行機械電子設計中,能起到非常多的輔助作用,在進行后期交流、修改和保存的過程中也十分方便,且該語言能對現有的已經完成的設計方案進行自動在線升級。另外,EDA技術有著非常高的自動化程度,對一些常規(guī)的仿真、糾錯等工作能夠快速完成。
2EDA技術在機械電子工程設計中的研究
2.1EDA技術進行仿真分析
在確定機械電子工程的設計方案后,就要通過科學的系統(tǒng)仿真或者結構模擬,對設計方案的科學性、合理性以及可行性進行分析和研究。通過分析和研究,才能保障在后續(xù)實踐中,設計方案的順利應用。而在電子設計中應用EDA技術進行仿真分析能夠為偽真分析提供良好的技術支持,EDA技術進行的仿真分析,是通過各個環(huán)節(jié)當中的傳遞函數進行數學建模來實現的,經過構建和仿真系統(tǒng),能驗證一些理論和構思的合理性,能夠很好的對設計方案進行推廣和使用。另外,EDA技術在完成仿真分析后,能夠對各個電路的實際結構、電路結構的正確性以及性能指標進行分析。這種采用EDA技術進行的仿真能夠使我國的機械電子工程設計水平得到很大的提高。
2.2EDA技術對電路特性的優(yōu)化設計
對設計方案進行優(yōu)化,主要目的是保障電子元件在實際應用過程中的穩(wěn)定性和性,而要想實現這一目標就要能夠保障其有的容差和工作環(huán)境溫度。在實際工作中,要對電子元件的實際容差以及環(huán)境溫度進行勘測和分析,而傳統(tǒng)的電子工程設計方法是很難實現這一點的,并且還會導致所得到的設計方案存在某些漏洞和誤差,從而不能有效保障電子元件的實際容差和工作環(huán)境溫度。通過EDA技術對電路特性進行優(yōu)化設計能夠有效解決這一問題,其主要原因是EDA技術能夠對溫度進行統(tǒng)計分析,進而根據統(tǒng)計分析結果確定電子元件參數和電路結構圖,并獲得相應的環(huán)境溫度。由此看來,EDA技術對電路特性的優(yōu)化設計,不僅能能對機械電子工程設計方案進行優(yōu)化、完善,還能夠保障電子元件在實際工作環(huán)境中的穩(wěn)定性。
2.3EDA技術對電路特性進行有效分析
對電路特性進行有效分析,是EDA技術中非常重要的部分,其中主要原因是因為在機械電子工程方案設計過程中,基本上所有的理論分析都是在數據測試和特性分析的基礎上來進行的,所以在數據測試和特性分析方面所獲得的數據必須保障其性和及時性。而傳統(tǒng)的電子工程設計方法,由于受到多方影響,使得其在數據測試和特性分析等方面存在問題,不能保障電路測試的實際精度,甚至對產品后期使用的穩(wěn)定性有所影響。而EDA技術對電路特性進行分析,能夠對整個系統(tǒng)進行的、的測試,避免設計方案出現結構性的差異,保障了機械電子工程設計方案的合理性和科學性。
2.4在機械結構中要防止靜電發(fā)生
近年來,電子產品的發(fā)展主要是以輕薄為發(fā)展趨勢,而愈加縮小的線路和密集的電子元件排列,對靜電的防治有著更高的要求,靜電電流會對電子元件造成致命的毀壞。靜電電場對周邊電荷的吸引力,會導致集成電路的燒毀,所以,在實際工作中,工作人員要做好靜電防護工作,降低靜電發(fā)生的概率。
3結束語
綜上所述,機械電子工程在推動我國科技進步和社會發(fā)展方面有著非常重要的意義,而EDA技術在機械電子工程技術方案設計的應用中為我國的電子工程行業(yè)帶來了巨大的變革,采用EDA技術設計出來的產品具有使用性能好、專業(yè)化程度高、穩(wěn)定性強等特點,采用EDA技術能在較大程度上提高工作效率,能獲得更多高附加值的電子產品。本文主要就機械電子工程設計中的技術要點(EDA技術)進行闡述,然后對EDA技術在機械電子工程設計中的研究進行了分析討論。筆者希望更多的專業(yè)人士投入到該研究中,針對文中存在的不足,提出指征意見,為提高我國的機械的電子工程設計行業(yè)做出貢獻。
作者:侯艷斐
機械電子工程論文:機械電子工程行業(yè)現狀及發(fā)展趨勢
摘要:近年來,機械電子工程行業(yè)中各種先進的技術和新型的設備不斷的創(chuàng)新和投入使用,為機械電子工程的發(fā)展和壯大創(chuàng)造了更多的條件和基礎。但由于我國機械電子工程行業(yè)起步較晚,在發(fā)展過程中還存在著一些問題,影響和制約了機械電子工程行業(yè)發(fā)展的持續(xù)性和穩(wěn)定性。
關鍵詞:機械電子工程;現狀;發(fā)展趨勢
引言:
機械電子工程是一門以計算機為基礎,多種技術相結合的綜合性的學科,也被稱為機電一體化技術。它是社會技術高度發(fā)展的產物,是社會發(fā)展進步的一個重要標志。伴隨著機械電子工程行業(yè)的深入發(fā)展,在國民經濟中所占的比重越來越大,國際競爭力也越來越大,在促進社會發(fā)展和提高人們生活水平質量方面都起到無可替代的作用。但在機械電子工程行業(yè)的發(fā)展和壯大的過程中任然存在著一些列的問題,影響著它健康、有序的發(fā)展。
一、我國機械電子工程行業(yè)發(fā)展的現狀
我國機械電子工程行業(yè)已經成為我國經濟發(fā)展的支柱,它作為社會經濟和技術高度發(fā)展下的產物,是衡量我國對外貿易和國際影響力的一個重要的標志。近年來,機械電子工程行業(yè)的發(fā)展,涉及到我國各個行業(yè)領域,成為了我國國家政策和重點扶植的行業(yè)。經濟全球化的發(fā)展更是為我國的機械電子工程行業(yè)提供了發(fā)展機遇,帶動了我國對外貿易總值,成為推動我國經濟增長的主要力量。隨著我國機電系統(tǒng)的逐步成熟和穩(wěn)定,在發(fā)展和壯大的過程中,更加的多元化,發(fā)展方面更加明確,在促進國民經濟和對外發(fā)展方面都具有巨大的影響。機械電子工程行業(yè)的快速發(fā)展,技術的不斷進步,使我國機械電子工程行業(yè)在國際中的競爭力也在不斷提升,據數據顯示,我國的對外出口機電產品正在逐年的增加,出口總額不斷的提升,使我國成為機電出口產品的大國之一,為我國機電行業(yè)的提供了更多的發(fā)展空間和更廣闊的發(fā)展市場。
二、我國機械電子工程行業(yè)在發(fā)展過程中存在的問題
及時,行業(yè)的關聯(lián)度減低。我國的機電業(yè)發(fā)展市場集中,產品結構單一,使機電產品在發(fā)展中存在很大的風險性,容易受到影響和波動,特別是從長遠的發(fā)展角度而言,市場和結構的單一都不利于行業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新,久而久之,也會導致其國際競爭力的降低。第二,自主創(chuàng)新能力欠缺。我國機電行業(yè)以大中型企業(yè)為研發(fā)主體,但這些企業(yè)對于自主創(chuàng)新和產品的研發(fā)重視度不夠,對于資金的投入不夠,使行業(yè)發(fā)展確定資金保障和創(chuàng)新基礎。第三,人才的缺乏。受我國機械電子工程行業(yè)發(fā)展時間限制,在人才的培養(yǎng)和利用上還存在著很大的問題,人才的缺乏將會直接導致行業(yè)發(fā)展局限性。人才在機械電子工程行業(yè)中是主導者也是實施者,是技術的研發(fā)者和創(chuàng)新意識的構造者,對于產業(yè)的發(fā)展起著覺得性的作用。機械電子工程行業(yè)在發(fā)展的過程中,各個方面都需要人才的參與,人才是保障其行業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的基本因素,對于提高產業(yè)發(fā)展技術,促進產業(yè)市場競爭力的提高都起到十分重要的作用。
三、我國機械電子工程行業(yè)未來發(fā)展的趨勢
隨著科技水平的提高和社會經濟的發(fā)展,我國的機械電子工程行業(yè)的發(fā)展也取得了長足性的進步,進入了一個新的發(fā)展階段。在未來發(fā)展中重視專業(yè)深度的培養(yǎng),擺脫發(fā)展的局限性和單一性,積極的培養(yǎng)復合型的人才,為機械電子工程行業(yè)在未來的技術發(fā)展和科學研究中提供更多的人才支撐,以適合未來對機械電子工程行業(yè)發(fā)展的需求,滿足市場的變化,提高市場經濟的發(fā)展和國際市場的競爭力。近年來,隨著計算機技術的深入發(fā)展和廣泛應用,帶動了機械電子工程行業(yè)的發(fā)展,促進了電子工程行業(yè)向智能化發(fā)展方向的轉變。科學技術作為電子工程行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新的根本,在發(fā)展中,將計算機網絡技術與電子技術相融合,成為了機械電子工程行業(yè)在未來發(fā)展的必然趨勢。機械電子工程是機械技術和電子技術的結合,在改變了傳統(tǒng)的機械技術生產模式的同時,將虛擬的電子技術應用在生產中,帶動了生產的發(fā)展,在社會經濟發(fā)展和人們日常生活中都具有重要的影響。機械電子工程行業(yè)作為國民支柱行業(yè),在未來發(fā)展中具有更多的可能性和發(fā)展空間,這就要求我國在發(fā)展機械電子工程行業(yè)過程中,要加大技術的研發(fā),解決其發(fā)展過程中存在的問題,有效提高機械電子技術的制造水平。結束語:我國機械電子工程行業(yè)的發(fā)展經過了多個發(fā)展階段,在不斷的摸索和探究中,不斷的壯大和發(fā)展,逐漸成為了影響國民經濟的一個重要的因素。機械電子行業(yè)作為時展下的產物,具有相當樂觀的發(fā)展情景。在未來的發(fā)展要加強技術的創(chuàng)新和突破,加強對人才培養(yǎng),提高產業(yè)的關聯(lián)度,提高機械電子技術水平,促進機械電子工程行業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、高質的發(fā)展。
作者:傅思杰 單位:西華大學機械工程學院
機械電子工程論文:機械電子工程與人工智能的整合
機械工程學科經過長遠的發(fā)展逐漸形成了一個新的行業(yè),即機械電子工程,而隨著信息化程度的不斷進步,人工智能技術得到了廣泛應用,并且該技術與電子機械工程的有機結合取得了極好的成果。本文針對如何將兩種技術融合提出具有發(fā)展性的建議,希望進一步促進機械電子工程的智能化發(fā)展。
1機械電子工程簡介
1.1機械電子工程定義
機械電子工程是由以下幾個方面組成的,它們分別是機械工程、電子工程、信息工程等。近些年來,我國信息技術發(fā)展速度較快,機械電子工程也隨之不斷發(fā)生改變。它主要經歷了以下幾個階段:及時,針對萌芽初期,這個時期主要是手工加工為主,并且它是這個階段的主要生產力,但是對于這個時期來說,生產力相對低下,人力資源匱乏,這對于機械電子工程來說是非常不利的,而且在一定程度上抑制了其長遠發(fā)展;第二,機械電子工程生產標準發(fā)生改變,主要以流水線為主,不斷提高生產力,進而促進了生產數量以及次數的不斷增多。但是仍然有一些問題出現,比如工件生產的嚴要求導致生產技術與設備不能滿足生產所需,進而無法適應市場的長遠發(fā)展;第三,這個階段機械電子工程發(fā)展速度較快,究其原因在于電子技術的快速發(fā)展,并且其與機械工程在某種程度上實現了融合。現代社會發(fā)展速度不斷加快,而隨之加快了人類生活水平的提高速度,機械電子產業(yè)也在尋求變革,其需要更好的生產方式,不僅要具有較強的靈活性,而且還應具備極強的適應性。除此之外,機械電子產業(yè)還需要縮短生產周期,并且不斷提高產品質量。在這個階段的機械電子工程生產呈現出了新的特點,即柔性制造系統(tǒng),并結合以下幾種元素,即生產加工、物理、信息流等等,不僅能夠使產品生產擺脫人工化,逐步形成自動化操作,而且還可以使信息實現自動化。
1.2機械電子產品特點
針對電子工程,它可以看成是由以下兩種因素共同構成的一個分支,分別是機械工程和自動化,它涵蓋了多方面的技術總和,比如機械設計制造技術、計算機硬件技術,除此之外還包含其它學科知識的精華。所以這項研究產業(yè)相對來說存在一定的發(fā)展難度,并且綜合性極強。對于機械電子工程而言,它的發(fā)展始終沒有離開機械工程,基本上是以該工程知識為主,然后以計算機技術為輔,以電子工程為主要內容,這在某種程度上是一種技術的進步,不僅在結構上有所體現,還體現在系統(tǒng)配置上,相較于傳統(tǒng)機械工程而言,它具有一定的優(yōu)勢。機械電子產品結構形式發(fā)生了巨大的改變,主要體現在結構越來越簡單,相對于以往笨重型機械可謂是一種極大的進步,不僅如此還大大提高了產品性能。
2人工智能在機械電子工程中的應用
社會的發(fā)展進步在一定程度上推動了信息技術范圍的不斷擴大,并在某種程度上促使信息傳遞方式實現不斷更新,促進我國信息時代的到來。人工智能技術就是信息技術快速發(fā)展的產物,它在機械電子工程領域的應用取得了良好的效果,為其實現智能化與自動化發(fā)揮了重要作用,這種智能技術不僅能夠及時處理信息,還能夠將信息傳遞出去,有利于機械電子工程的長遠發(fā)展。但是由于機械電子工程自身的一些特點,如綜合性較強、復雜多變,還有不穩(wěn)定性,這在一定程度上阻礙了其快速發(fā)展,其中主要表現在機械電子系統(tǒng)上,在描述輸入或是輸出過程中,電子系統(tǒng)顯現出諸多困難。而在描述過程中運用的方法主要有以下幾種:它們分別是建設規(guī)則庫、推導數學方式等方法,針對上述幾種方法而言,它只適合簡單電子系統(tǒng),一旦涉及較為復雜的系統(tǒng),必須通過操作完成。針對電子系統(tǒng)而言,借助人工智能方法整合的方法有兩種:其一是神經網絡系統(tǒng),其二是模糊推理系統(tǒng)。
2.1神經網絡系統(tǒng)
針對人工智能來說,它是計算機技術發(fā)展的產物,也可以說是一個分支,它研究的主要內容相對來說很好理解,即借助計算機技術模擬人,不僅模擬人的思維過程,而且還模擬人的行為,它屬于一門學科,并能夠促進計算機發(fā)揮更好的功能,實現高層次應用。神經網絡聽起來較難理解,它主要是通過一定的渠道,即神經元,建立一種特殊模式即興奮模式,將其并分布在網絡之上,并且可以實現互動。人工神經系統(tǒng)是一種特殊的系統(tǒng)形式,并且其自身具有一定的特點,比如信息存儲方式主要以分布式為主,而且能夠實現并行協(xié)調處理。人工神經系統(tǒng)雖然結構相對簡單,功能有限,但是該系統(tǒng)還具有一些其它方面的優(yōu)勢,比如針對其構成來說具有一定的特點,即神經元的構成能夠促進該系統(tǒng)發(fā)揮較大的功能性作用,能夠實現相對豐富的行為。神經網絡系統(tǒng)在某種程度上已經形成較為逼真的效果,它通過模擬結構的方式,進一步分析數字信號,然后根據分析結果給出參與值,借助網絡形式得出關聯(lián)函數。對于神經網絡系統(tǒng)來說,它運用的方式相對簡單,即點到點映射,在輸入過程中,針對所有神經元來說,它們之間的聯(lián)系都是固定的,并且計算量都很大,無論是在信息輸入方面,還有信息輸出方面,都具有極高的精準度。
2.2模糊推理系統(tǒng)
模糊推理系統(tǒng)是另外一個相對完整的系統(tǒng),它將模糊集合論作為基本理論指導,而它的設計工具也很簡單,即模糊理念,而它的信息處理能力也很強大,主要針對模糊信息進行。就現狀而言,該系統(tǒng)已經得到了廣泛運用,它不僅在自動化控制方面發(fā)揮了極佳的作用,而且在數據處理方面的能力也不容小覷,并取得了較為明顯的成果。機械電子系統(tǒng)在運用時,模糊推理系統(tǒng)借助一定的元素,即模擬人腦功能,進而分析語言信號,然后根據網絡結構的相關作用產生一組連續(xù)函數,這點相較于神經網絡系統(tǒng)具有異曲同工之妙。對于模糊推理系統(tǒng)而言,它的物理意義非常明確,其運用方式與神經網絡系統(tǒng)不同,即域到域方式,進而對信息實現規(guī)則儲備。但是該系統(tǒng)在運用過程中具有一定缺陷,比如計算量小、連接較為不固定,進一步導致該系統(tǒng)在輸入以及輸出過程中精準度受到一定的影響,相較于神經網絡系統(tǒng),這種系統(tǒng)精準度很低。
3結語
綜合上述觀點,社會經濟的快速發(fā)展促進了我國各行各業(yè)的發(fā)展,特別是機械電子工程行業(yè),其經過長久的發(fā)展已經取得較為顯著的成果。而隨著計算機技術的不斷普及,人工智能技術得到了較好的發(fā)展,并且這種技術已經運用于機械電子工程。文章針對兩者如何實現整合進行深入探討,并介紹了進行思路整合的相關方法,希望機械電子工程的自動化發(fā)展能夠更進一步。
作者:王一楠 單位:遼寧工業(yè)大學機械學院
機械電子工程論文:機械電子工程與人工智能的關系探究
1機械電子工程的特點
機械電子工程是通過機械工程和電子技術的完整結合才形成的一種工程,并需要通過兩者在物理上的動力連接和在功能上的信息連結,并通過在整個機械電子信息的計算機系統(tǒng)的智能化處理下完成。從設計上而言,機械電子工程是一種由多種各類以計算機技術為主,并通過系統(tǒng)配置和目標的不同結合所形成,包括管理技術、生產加工技術、制造技術等。設計過程中,工程師通過從最頂部往下的方式讓各模塊嚴密的結合在一起從而完成設計。
2人工智能在機械電子工程的應用
2.1機械電子工程輸入與輸出關系的智能化
對于機械電子系統(tǒng)本身就存在天生的不穩(wěn)定性,所以對于機械電子系統(tǒng)的輸入與輸出關系變的非常棘手。如果僅僅通過過去傳統(tǒng)的方式利用推導數學方程或者建設規(guī)則庫甚至是通過學習并綜合對知識運用的方法,這些都僅僅適用于簡單的最基本的像線性定常系統(tǒng),而要對相對復雜的系統(tǒng)進行數學解析式就有一定的難度,最多也只能通過操作來達成。隨著當前社會經濟的發(fā)展,科技也在創(chuàng)新進步,在機械電子工程方面的系統(tǒng)需求也越來越復雜多變,在實際運用過程中會出現各種不同類型的信息,像傳感器所傳達的數字信息和專家的語言信息都相對比較復雜。
2.2人工智能信息的方式技術
在機械電子工程的技術運用過程中,只有通過對其知識進行綜合學習的人工智能信息的方式對數學方式進行解析。在通過人工智能建立的系統(tǒng)正常情況下有兩種辦法,通過神經網絡系統(tǒng)和模糊推理系統(tǒng),其中神經網絡系統(tǒng)這種系統(tǒng)可以對人腦的結構進行模擬,并對數學信號給出一定的參考數值;而模糊推理系統(tǒng)是運用模擬人腦的功能對語言信號進行分析。這兩種系統(tǒng)都是通過在處理輸入輸出的關系問題上有著共通之處在于其網絡結構的形式是通過任意精度逐步接近一個連續(xù)的函數,但同時也有著區(qū)別是在兩者的神經網絡系統(tǒng)的物理意義還比較不確切。但對于模糊推理系統(tǒng)因為運用了點到點的映射方式,它具有非常明確的物理意義。神經網絡系統(tǒng)在儲存信息方面是通過分布的方式實現,而模糊推理系統(tǒng)是通過規(guī)則的方式對信息進行儲存。同時,神經網絡系統(tǒng)輸入時因為每個神經元之間都有著不變的聯(lián)系,且有著巨大的計算量。
3機械電子工程與人工智能的關系
3.1解析數學方式的智能化是機械電子工程系統(tǒng)應用的基礎
由于機械電子工程系統(tǒng)在應用方面還存在很大的不穩(wěn)定性,包括在機械電子工程系統(tǒng)的輸入輸出等問題上的處理上。通過利用數學方程來對模型進行建立,然后通過運用人工智能方式來對傳統(tǒng)知識的學習方式進行更新,這種方式在機械電子工程中的運用是相對比較普遍。由于傳統(tǒng)機械電子工程的系統(tǒng)處理較為復雜,且新時期背景下對于機械電子工程系統(tǒng)的要求越來越高,其復雜性也隨之加大,因此需要通過多種系統(tǒng)對信息類型進行區(qū)分的配置也增加了需求量。機械電子工程通過人工智能信息處理方式的分析,采用的方式是解析數學措施對其進行功能上的完善,并通過運用網絡神經系統(tǒng),對網絡系統(tǒng)進行合理的推理,并將神經系統(tǒng)模擬成人腦結構,并在數字信號的參考基礎上,對搜集的資源進行參數分析。對于這種人腦模擬功能的運用能夠在很大成圣提升語言信號的分析能力。
3.2人工智能分析將對網絡系統(tǒng)的建設形成決定性因素
由于機械電子工程中,對于人工智能技術的應用存在部分差異性特征。所以對于網絡系統(tǒng)的描述有時候缺乏一定的有效性,而且隨著在對系統(tǒng)資料庫進行建立的過程中,要對周密嚴謹的數學給予分析,如果在這個分析的過程中一旦出現錯誤就會直接導致網絡系統(tǒng)的建設出現錯亂,相應的,將帶來對這個機械電子工程系統(tǒng)的阻礙和破壞作用。
3.3人工智能系統(tǒng)對機械電子工程的生產模式造成影響
由于社會的發(fā)展,單一式的生產方式已經遠遠不能滿足社會發(fā)展的需要。其中人工智能關系統(tǒng)對機械電子工程的生產模式在進行著相應的改革轉變。通過對神經網絡系統(tǒng)的利用,對模型推理系統(tǒng)進行強化,并通過兩者的優(yōu)勢補充綜合性人工智能系統(tǒng),從而對機械電子工程進行而綜合的系統(tǒng)發(fā)展。模型推理系統(tǒng)是網絡系統(tǒng)完善的必然結果,也是通過這兩者結合之后好功能的作用發(fā)揮。
4結束語
綜上所述,在隨著科學技術的發(fā)達推進,任何一種單一式的生產模式和方法在目前已經不能滿足社會發(fā)展的需要,因此許多科學家在逐步對人工智能系統(tǒng)進行更好的完善和創(chuàng)新工運用,從而更好的將人工智能技術通過對社會發(fā)展的適應運用到機械電子工程中去,從而促進整體社會的發(fā)展進步。
作者:吳昊年 楊文 單位:重慶交通大學
機械電子工程論文:機械電子工程設計及模式
1電子工程發(fā)展中出現的問題
在科學技術不斷革新的今天,機械電子工程發(fā)展速度也在不斷的加快,但是現階段內,世界各個國家都沒有明確定義機械電子工程,認識不夠統(tǒng)一;主要原因有還早呢多,首先是機械電子工程有著較快的發(fā)展速度,涉及到諸多的領域學科;其次是如果對定義進行明確設定,那么就會在很大程度上限制到機械電子工程的發(fā)展。還有很多問題產生于電子工程發(fā)展中,如今其朝著高集成和大容量的方向發(fā)展,但是又在不斷的減小體積,那么為了促使目標得到實現,就需要不斷革新技術。要合理檢驗電子工程設計方案,仿真分析也是必須要進行的。對于設計人員來講,需要充分考慮電子元件的工作環(huán)境,并且科學優(yōu)化設計方案,研究電路性能;靜電也會危害到電子工程的正常運行。因此,就需要將EDA技術應用到電子工程設計中,促使電子工程獲得更好的發(fā)展。
2EDA技術概述
在機械工程電子工程設計中,必須要提的一種是EDA技術,它將編輯器件作為主要載體,能夠實現大規(guī)模編程,而借助于硬件描述語言來進行編程。在應用EDA的過程中,需要將一系列的高科技工具給利用過來,如計算機等,主要目的就是適配編譯和邏輯映射特定的目標芯片,以便促使有集成電子系統(tǒng)、專用集成芯片等生成。結合電子電路技術,逐漸發(fā)展起來了EDA技術,包括諸多個組成部件,如編譯器、綜合器、下載器和適配器等等。其中,綜合器的功能是轉換設計人員的設計文件,以便有系統(tǒng)門級電路描述形成,其主要發(fā)揮的是橋梁作用,有效連接了硬件和軟件;適配器則是將最終的下載文件給生成出來,并且在指定的器件當中安排。如今,在機械電子工程設計中,核心技術就是EDA技術,原因主要是EDA技術將HDL高級語言給運用了過來,可以公開利用本語言,并且有著較為廣泛的描述范圍,可以在較大程度上幫助機械電子工程設計,設計人員也可以比較容易的進行后期修改和保存;并且,借助于本語言,還可以自動在線升級現有的設計方案。此外,EDA技術的自動化程度比較高,能夠方便的完成仿真、糾錯等工作。
3電子工程設計要點
3.1仿真分析
要為了驗證分析機械電子工程設計方案的可行性,系統(tǒng)仿真和結構模擬是必不可少的,借助于仿真分析的科學進行,可以保障在日后的實踐中順利應用設計方案。而將EDA技術運用到仿真分析過程中,則可以從技術角度給予保障,可以將各個環(huán)節(jié)中的傳遞函數給利用起來,進行數學建模,對仿真系統(tǒng)進行構建之后,就可以較好的推廣和使用機械電子工程系統(tǒng)設計方案,對設計人員提出的構思和理論進行驗證,保障其是合理和可行的。在此基礎上,借助于EDA技術完成了仿真分析之后,還可以分析各個電路的實際結構,同時分析電路結構的正確性和性能指標,量化分析過程。通過大量的實踐研究表明,借助于這種仿真分析模式,在很大程度上提高了我國電子工程設計水平。
3.2優(yōu)化設計
通過優(yōu)化設計方案,可以保障更加穩(wěn)定和的應用電子元件,促使其容差和工作環(huán)境達到化。如果將傳統(tǒng)的電子工程設計方法應用到實踐過程中,就無法科學的檢查分析實際容差和電子工程元件工作環(huán)境,無法勘查電子元件環(huán)境,容易有不同方面的漏洞出現于設計方案中,這樣就無法保障電子元件的容差和工作環(huán)境溫度符合相關要求。而將EDA技術運用過來,則可以有效優(yōu)化設計方案,原因就在于其可以分析計算電子方案環(huán)境,依據獲得的電子元件的環(huán)境溫度等數值資料,來優(yōu)化設計方案,只有這樣,方可以保障其能夠安全的工作。
3.3對機械結構中的靜電有效預防
結合設計方案,促使其功能需求得到滿足的結構即為機械結構,如今,科學技術不斷地革新,集成電路設計難度較高,且更加復雜,那么就需要科學防治靜電。電子元件會在較大程度上受到靜電的破壞作用,因為靜電電廠會吸引周邊電荷,從而對絕緣體造成破壞作用,在較大程度上降低電子元件敏感度,甚至還會燒毀集成電路,影響到電子產品的正常使用;因此,工作人員就需要科學防護靜電,合理劃分防靜電工作區(qū)域,定期經常的清理操作空間,促使其清潔程度符合要求,這樣靜電發(fā)生概率方可以得到顯著降低。為了更好的檢測電子工程故障,需要有機結合智能故障檢測和傳統(tǒng)故障檢測,互相配合和驗證,增加電子技術方面的投入成本,促使電子工程檢測技術水平得到提高,電子元件和電路也可以更好的適應環(huán)境。
4結語
綜上所述,傳統(tǒng)的機械電子工程設計模式已經跟不上時展的腳步,因此,本文提出了一種新型的設計模式,將EDA技術運用過來,通過仿真分析、優(yōu)化設計和預防靜電等環(huán)節(jié),提高機械電子工程設計水平;實踐研究表明,借助于EDA技術來設計機械電子產品,不僅有著較好的使用性能,還在較大程度上提高了其專業(yè)化程度。對于設計人員來講,將本技術積極運用過來,工作效率也可以得到顯著提升。
作者:潘子旭 單位:長春吉大房地產開發(fā)有限公司
機械電子工程論文:機械電子工程專業(yè)實踐教學體系研究與實踐
【摘要】機械電子工程專業(yè)在教學方面應該著重學生的工程實踐能力的培養(yǎng),本文針對機械電子工程專業(yè)實踐教學體系的現狀,在實踐教學體系的內容、保障等方面進行研究,提出相關改進意見,希望有助于構建完善的工程實踐教學體系。
【關鍵詞】實踐教學;機械電子工程
1、我國機械電子工程專業(yè)實踐教學體系的現狀
當前機電專業(yè)的人才培養(yǎng)正向著復合型和應用型的方向發(fā)展,這不僅要求學生具有較扎實的專業(yè)知識,也需要學生能將相關專業(yè)的理論與實踐應用結合起來,通過實踐方面的鍛煉,培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)知識的能力。應用型學院的辦學理念是培養(yǎng)有較扎實的基礎理論、較強的專業(yè)知識和實踐能力、有健康的心理素質和創(chuàng)新精神的應用型人才。近年來,應用型高等學校的機械電子工程專業(yè)雖然取得了一些成就,向社會輸送了一部分人才,但也確實存在以下兩個問題: 一方面,這類院校雖然開設這個專業(yè),卻沒有建立一套嚴謹的實踐教學體系。這包括實踐教學管理體系、實踐教學內容體系、實踐教學保障體系。另一方面,三本學生相對基礎薄弱,院校沒有因材施教,只是一味的沿用重點院校理論深度的內容教學體系培養(yǎng),產生了一些新的問題和矛盾,所以教學效果不是十分理想。
最重要的是該專業(yè)的建立旨在為社會輸送大量的專業(yè)化應用型人才,工程應用能力一定會是他們的強項。但目前很多院校在教學實踐體系中沒有增加工程實踐的課程更談不上提供給學生工程實踐的一線實習經歷。另外,實踐基地和實踐目標的矛盾,新的理論和落后的教學設備之間的矛盾也是目前機電工程專業(yè)教學體系中存在的較為突出的問題。
2 我國機械電子工程專業(yè)實踐教學體系的改革方法
從我國當前機械電子工程專業(yè)的實踐教學體系中存在的問題來看,工程實踐教學環(huán)節(jié)是改革的重中之重。筆者試著從以下幾個方面提出一些意見,希望有助于構建完善的工程實踐教學體系。
(1)實踐教學管理體系
高等院校應建立規(guī)范的實踐教學考核辦法,對實踐教學的要求與培養(yǎng)目標定位,保障實踐教學的質量。工程實踐的內容要靠制度來體現,目標要考考核體系來保障。制度要、合理。目標要明確、可行。
(2)實踐教學內容體系
根據研究數據來看,一名合格的工程師的培養(yǎng)過程大約需要七到九年的時間,這其中包括工程科學知識的學習和工程實踐的訓練。其中工程實踐的訓練是這個培養(yǎng)過程的重頭戲。在制訂工程實踐教學內容時應該多方面考慮,既要保障學生的基礎知識穩(wěn)固,又要保障其創(chuàng)新意識以及實踐能力。
將部分傳統(tǒng)的理論性教學課程轉設為小班教學,理論教學和現場操作結合,保障良好的教學效果。例如單片機、PLC這類課程課堂配備相關教學儀器,學生在學習過程中理論學習與操作相結合,理論指導實踐,實踐加深對理論理解;實驗教學方面,將具有綜合性、創(chuàng)新性的實驗替代部分驗證性實驗,這樣更有利于發(fā)揮他們的主觀能動性,開發(fā)他們的思維潛能;實習是每個高等院校培養(yǎng)學生的必要環(huán)節(jié),它對提升學生操作能力和實踐能力等多方面起到了十分重要的作用。學校應多給學生提供各類實習機會及充足的實習時間。
(3)實踐教學保障體系
目前,學院存在實踐教學的“軟”、“硬”件層次欠缺的問題較突出。
教師在實踐教學中處于主導地位,專業(yè)教師實踐能力的強弱直接關系到實踐教學的效果。打造一支訓練有素的師資隊伍是改革工程實踐教學的重要保障之一。教師不僅要做到精心把握策劃每個教學環(huán)節(jié),編寫實用的實踐環(huán)節(jié)教材。還要及時解決學生在實踐學習過程中遇到的問題。這兩者缺一不可。當然要想把這兩方面做好,一方面教師本身需要不斷的實踐學習,校方也要定期培訓教師,及時將新的理論、技術引進教學體系。另一方面校方要有計劃地引進一批綜合素質高的師資隊伍,這些教師不僅具備一定的理論知識,還應有工程實踐一線工作的經歷,以便將實際生產與教學相結合。這將是工程實踐教學質量的有力保障。
實踐基地與實踐教學目標難匹配是應用性高等院校機電專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)一個普遍存在的問題。機械電子工程類專業(yè)是一門實踐性很強的專業(yè),所以教學的每一步驟都不能缺少工程實踐的教學。這樣既可以鞏固理論知識也可以提高操作能力。學校應在教學設備、設施上積極升級、擴充。綜合光、機、電、計算機、信息控制等方面來考慮,提供計算機測控系統(tǒng)、自動化儀表及裝置、機電工程智能檢測、光電轉換與通信技術等系列實驗設施及相關實踐環(huán)節(jié),建立優(yōu)勢明顯的實驗室及實習基地,以供學生參與實踐學習。還可積極開啟合作教育的模式。即校外企業(yè)教學和校內課堂教學相結合。
3 結束語
機械電子工程專業(yè)是一門實踐性非常強的綜合學科。理論來源于實踐,理論指導實踐。以學生為中心,以向社會輸送的應用型人才為宗旨,逐步將院校的工程實踐教學體系走上正軌,提升學生綜合素質。本文針對該專業(yè)當前教學體系現狀,在實踐教學體系上做一些研究和探討,希望對應用型高等院校實踐工程教學質量的提升盡一些綿薄之力。
機械電子工程論文:機械電子工程中GMM的應用解析
摘要:近年來隨著現代科技的快速變革,機械電子工程也得到了很大的發(fā)展。在電子工程中超磁致伸縮材料有著非常重要的地位,這種材料擁有非常大的磁致伸縮系數,因此受到廣大技術人員的青睞。在實際應用中GMM材料尺寸可以進行伸縮,例如如果外加磁場發(fā)生變化,那么GMM材料的尺寸也會相應的發(fā)生變化,下面就對其進行分析。
關鍵詞:機械電子工程;GMM應用
GMM的磁致伸縮系數非常大,由于這種材料大都是由稀土構筑,因此業(yè)內人士也稱之為超磁致伸縮材料。GMM材料有幾個重要的特點,耐熱性能非常好,極高的磁致伸縮性,除此之外,GMM材料在正常室溫下就可以保持很高的機械能,同時還可以進行電能方面的轉換,體積小而能量密度大,因此在這一領域有的優(yōu)勢,下面就對其做進一步分析。
1GMM材料的基本情況分析
上文也對GMM材料特點進行了表述,在外磁場的變化中,超磁致伸縮材料的實際尺寸也會對應的進行變化,這和傳統(tǒng)材料對比有很大優(yōu)勢。除此之外,在1971年美國海軍做表面武器試驗過程中,在尋找磁致伸縮材料時發(fā)現了其他的材料,例如DyFe2、TbFe2、SmFe2等材料,這些材料的磁致伸縮系數也非常大,通過試驗得知這些材料在非常大的磁場下就可以進行驅動,因此在一定程度上也約束了這種材料廣泛的使用。在此之后,又有一些新的合金材料被發(fā)現出來,其居里溫度非常高,與此同時還可以加強磁致伸縮性能,在后來這種材料就被廣泛的使用了。
2GMM材料的特點
在正常情況下,GMM就擁有非常好的機械能轉電能的轉換率,而且反應速度快,非常,能量密度大,單方面就能有效控制和驅動,因此受到技術人員的青睞,在此基礎上,人們對振動系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、電子信息系統(tǒng)等做了有效改革,GMM的磁致伸縮系數要比Fe、Ni這些材料高度幾十倍,因此應用效果非常好,這種材料能量轉換大約可以達到49%到56%,超過了壓電陶瓷的轉換率,因此在一些高性能的機電產品中得到應用。GMM 擁有強大的輸出力,能夠帶動高強度的荷載,而且GMM材料的工作頻帶比較寬,能夠在高頻使用,同時也能在幾百赫茲以下的低頻狀態(tài)使用。除此之外,即使是在功率比較大的情況下工作,不會由于器件過熱導致磁致伸縮失效,保障了整體的工作質量,因此一定要大力使用。
3機械電子工程中GMM的應用分析
3.1GMM在液壓閥中的應用分析
液壓閥是在液壓傳動系統(tǒng)中的一個控制元件,其在機械電子工程方面有非常重要的意義,其作用就是對系統(tǒng)中的流體進行控制,對系統(tǒng)中的流動壓力進行調節(jié),同時有效控制流量。在這種液壓閥中主要包括比例閥、微型開關閥、單極電液伺服閥等,為了達到有關的技術要求,這些閥門中都要利用超磁致伸縮材料。先對微型開關閥進行分析,在機械電子工程中,需要使用薄膜伸縮效應控制有關的閥,例如如果外界的磁場是30mT時,能夠讓開關閥達到較大的開口量,這種方式能夠有效降低驅動磁場。如果是在比例閥的使用方面,主要是利用了磁致伸縮棒來控制比例閥,當磁場頻率是300z的時候,閥芯位置會達到0.122 1毫寸,在這其中較高的驅動信號頻率是5kHz。除此之外,在單極電液伺服閥的使用中,有效利用了閉環(huán)控制的方式,不僅讓整個結構達到了緊湊,而且緊密度也有所提升。在擋板型伺服閥中使用GMM,能夠有效擴大擋板型伺服閥的控制范圍,這樣其反應速度也有所提高。
3.2液壓泵中使用GMM分析
到目前為止,像電池一樣密閉性非常強的GMM液壓泵已經得到了廣泛的使用,這就是磁致伸縮泵,其工作原理是使用較大的磁場強度,令其在GMM 軸線位置均勻分布,然后能夠直接進行液壓泵活塞驅動,如果外界的磁場變化頻率達到了2kHz時,這種裝置就可以把泵輸出流量提高到10L/min,除此之外,一些發(fā)達國家還研制出了GMM聲納換能器,可以在水下通信中使用,例如做好漁船的跟蹤定位,這都是GMM所取得的巨大作用,在以后的發(fā)展中,GMM還會被大量的使用,而且作用效果也變得越來越強。
3.3蠕動位移機械中GMM的應用分析
這里分析的蠕動位移機械就是可以進行連續(xù)步行運動的機械設備,例如像蝴蝶幼蟲一樣的運動方式,一般情況下設計的移動距離最小為4納米,運動速度在毫秒級別,這種裝備大量使用在對距離的測量方面,在機器人方面也有應用。除此之外,有很多國外的研究人員讓GMM和壓電晶體結合,諧振型的馬達就是在其基礎上研制而成的,這種馬達的工作頻率在300Hz以上,雖然我國在這方面發(fā)展的比較慢,但是到目前為止也已經發(fā)明出了蠕動位移機械成品,隨著科學技術的不斷技術,再加上GMM的應用技術越來越成熟,其發(fā)展空間還是非常大的。
3.4新型電動機中GMM的應用分析
蠕動電機、直線電機、以及Recherche馬達是研發(fā)的GMM的新型電動機,其中有一款稱之為超磁致伸縮直線電機,其能量轉化率非常高,而且具備了所有超磁致伸縮材料的特點,例如這款電機耐高溫,溫度范圍非常廣,反應速度快,因此操作靈活方便,除此之外,這有非常好的耐用性,在長時間工作下不會發(fā)生疲勞退化問題,在能源供應上,不需要消耗太多的能源,因此其使用范圍非常廣,因此有很大的市場空間。
3.5GMM在未來的使用情況分析
超磁致伸縮材料在外磁場作用下,其位移和長度會隨著整個磁場的變化而變化,因此反映出其做功功能非常強,如果是將其放到交變磁場中,這種材料在磁場變化作用下會進行反復的伸縮,同時還會產生聲波和振動,電磁能就可以利用超磁致伸縮材料發(fā)出的聲波和振動,將其直接轉化成聲音能和機械能。以此類推,由于能量守恒定律就可知,也能夠利用振動和聲波把機械能轉化成電磁能,這兩方面的能量轉換率都是非常高端,損失的能力都非常低,因此利用這些特點,可以把超磁致伸縮材料的應用在機械電子工程中,根據有關人士的調查分析,到目前為止,世界上已經有1100多種的和GMM有關的器件產生,而且還在不斷的發(fā)展,其所使用的范圍覆蓋了國防軍事、航空航天、電子生產等很多領域,該技術的成熟運用不僅能夠促進這些產業(yè)技術的提升,同時也提高了國家的綜合實力,推動國家經濟的發(fā)展。
總結:隨著生活水平的不斷提高,人們對GMM 運用在機械電子工程中的要求也變得越來越高,因此在以后的發(fā)展中,應用GMM的領域會得到進一步擴展,例如現在已經開始把GMM使用在高精度自動控制行業(yè)和電子工業(yè)上,在海洋領域也有所應用,例如對海下地質的分析,對整地大陸架和島礁地貌的探查等,在未來石油領域也會應用,因此國家和有關部門一定要予以高度的重視。
機械電子工程論文:關于機械電子工程發(fā)展方向的研究
[摘 要]在現在的社會狀況下,機械電子工程的研究對人們生活有著重大的意義。現代工業(yè)的發(fā)展和機械領域的變革,對相關生產的產業(yè)帶來了很大的影響,提高了生產水平和技術。機械電子兩者逐漸融為一體,以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業(yè)及科研等領域帶來更多的實際應用。
[關鍵詞]機械電子;機電一體化;研究發(fā)展
引言
機械電子工程是制造業(yè)當中的重要環(huán)節(jié),也是我國各個技術部門基礎性設備,有效的調整并完善了我國工業(yè)體系,對我國工業(yè)體系的發(fā)展起到了極大的推動作用。近年來,科技技術開始不斷創(chuàng)新,在這種發(fā)展背景下,我國的工業(yè)企業(yè)如果想要獲得長遠的發(fā)展,就必須深入研究和了解機械電子工程技術,對該技術進行不斷的完善,從而拓展其在行業(yè)當中的應用領域,真正提高了這種技術的應有價值。不過,雖然我國在該項技術的研究領域切實取得了一定的成績,但是相對那些較為發(fā)達的工業(yè)發(fā)展國來說,中國在機電一體化的領域當中,所取得的研究成果還相對薄弱,所以對我國機械設電子工程的研究成為當下重要的研究課題。
1.機械電子工程的特點
在當前科學技術日新月異的時代,各種新技術、新工藝、新材料、新設備的出現,機械機電一體化已不再是單純某一門學科的發(fā)展,而是各門相關學科,多種先進技術的互相滲透和相輔相成的結果。機械機電一體化技術就是一種這樣的新技術,它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎上建立起來的綜合技術。其實質是從系統(tǒng)觀點出發(fā),運用過程控制原理,將機械、電子與信息、檢測等有關技術進行有機地組合,實現整體化。工程機械機電一體化從根本上改變了機械的面貌。[1]在這種機械中,微機作為它的大腦,取代了常規(guī)的控制系統(tǒng)。機械結構是其主體和軀干,各種儀器、儀表、傳感器是其感官,它們感受各種機械參數的變化,并反饋到大腦(微機)中,各種執(zhí)行機構則是它的手足,用以完成操作所必需的動作。一個完整的工程機械機電一體化系統(tǒng),一般包括微機、傳感器、動力源、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機構等部分。它摒棄了常規(guī)機械中的繁瑣和不合理部分,而將機械、微機、微電子、傳感器等多種學科的先進技術融為一體,給工程機械在設計、制造和控制方面都帶來了深刻的變化,從根本上變了工程機械的面貌。
2.機械電子工程向模塊化的發(fā)展方向
由于機械電子的產品種類豐富多樣,對其生產廠家的生產質量具有一定的影響,所以就需要研發(fā)具有標準傳感接口、微動力接口、環(huán)境接口等機電一體化產品,這本身會有一定難度,不過這一方向還是具有十分廣泛的重要意義。就比如在研制集減速、智能減速、電動機于一體的動力單元方面,其同時具有視覺、圖像處理、識別以及測距等功能的控制單元,這樣就有利于新型產品的迅速開發(fā),在產品的生產規(guī)模方面也在逐漸的擴大,并最終實現了電氣產品的系統(tǒng)化化、標準化,并最終使機械電子企業(yè)的平衡發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。
3.機械電子工程向人工智能化的發(fā)展方向
機械電子工程的未來發(fā)展是以智能化發(fā)展為首要趨勢。所謂機械制造系統(tǒng)的智能化,其實就是人機一體化的相關智能系統(tǒng)當中所具備的一些智能性的操作行為,涉及到機械本體技術、信息處理技術、傳感技術等等。人工智能的定義人工智能是一門綜合了控制論、信息論、計算機科學、神經生理學、心理學、語言學、哲學等多門學科的交叉學科,是21世紀最偉大的三大學科之一。機械電子工程并非是一門獨立學科,而是一種包含有各類學科精華的綜合性學科。在設計時,以機械工程、電子工程和計算機技術為核心的機械電子工程會依據系統(tǒng)配置和目標的不同結合其他技術。工程師在設計時將利用自頂向下的策略使得各模塊緊密結合,以完成設計;產品特征不同。機電一體化產品的結構相對簡單,沒有過多的運動部件或元件。它的內部結構極為復雜,但卻縮小了物理體積.拋棄了傳統(tǒng)的笨重型機械面貌,但卻提高了產品性能。
4.機械電子工程向網絡化的發(fā)展方向
隨著我國計算機網絡技術的蓬勃發(fā)展,工業(yè)業(yè)體系當中的網絡數字化已經成為了當今機械制造技術行業(yè)的中心環(huán)節(jié)。很多機械制造企業(yè)所傳遞出來的信息通過了數字化的處理之后,再進行網絡方面的傳輸,所傳輸的包括知識和圖形的信息傳輸,同時還有相關的技術能力在其中,這些都已經開始實施數字化技術的處理。數字化信息技術可以實現機械設計資料的搜集、分析,重新組合以及規(guī)劃處理。這其中所涉及到的計算機技術包括數據庫、環(huán)境的虛擬化以及多媒體技術等等,開展機械產品的方針設計、加工、生產等等,而且也是為了滿足社會多方面的需求[2]。另外,由于數字化技術是將制造技術、計算機以及及相關的網絡信息技術等進行有效的結合,所以在制造當中針對于自身產品并通過相關網絡技術來進行機械設計信息,這樣就能建立起一個行業(yè)內的聯(lián)盟,能夠在實現優(yōu)勢互補的前提下,研發(fā)出所需的機械產品,這已經成為了當今工業(yè)體系行業(yè)發(fā)展的趨勢。
5.機械電子工程向環(huán)保化的發(fā)展方向
隨著我國先進制造業(yè)的飛速發(fā)展,環(huán)境污染開始不斷加劇,可使用、可回收的資源不斷減少。為了尋求從根本上解決制造業(yè)環(huán)境污染的有效方法,到了90年代,隨著全球性產業(yè)結構的調整和人類對客觀認識的日益深化,在全球掀起了一股“綠色消費浪潮”。在這股“綠色浪潮”中設計師們更多地以冷靜、理性的思辯來反省一個世紀以來工業(yè)設計的歷史進程。人們在呼吁保護資源、回收資源,維護生態(tài)環(huán)境的同時,還在堅持倡導綠色生產,制造綠色產品。這一發(fā)展方向同樣也是機械電子工程將來的發(fā)展方向,這一發(fā)展方向深刻的表達出人們對于環(huán)保問題的高度重視。機械電子工程逐漸朝著綠色設計的方向發(fā)展著,在設計過程的每一個決策中都充分考慮到環(huán)境效益,盡量減少對環(huán)境的破壞。[3]產品及工藝設計,可持續(xù)發(fā)展的綠色設計觀要求產品設計要綜合考慮環(huán)境、材料、工藝、造型、使用環(huán)境、消費者心理等各種因素,而以環(huán)境親和性、使用合理性、消費者心理的滿足性為開發(fā)重點。
6.結語
總而言之,機械電子工程并不是獨有向單一方向發(fā)展,他具有人工智能化、人性化的特點,主要是向模塊化、人工智能化、網絡化以及環(huán)保化的方向發(fā)展,增強了機電一體化產品的性、實用性的同時,也為逐漸走向環(huán)保的方向,為我國先進制造業(yè)的發(fā)展,提供了廣闊的發(fā)展空間。
機械電子工程論文:控制工程在機械電子工程中的應用
摘 要:隨著國家經濟水平的提高,科學技術的發(fā)展。機械的電子工程也在不斷的發(fā)展壯大,控制工程的應用已經成為機械電子工程應用的前沿技術。控制工程中自動控制技術系統(tǒng)的應用如今已經大范圍的普及。本文通過對控制工程的相關控制理論和自動控制技術系統(tǒng)的應用的介紹,闡述了控制工程在機械電子工程中應用的發(fā)展趨勢。
關鍵詞:控制工程;機械電子工程;自動控制系統(tǒng)
前言:經濟的飛速發(fā)展,科技的不斷進步。科學技術已經成為各行各業(yè)發(fā)展壯大的依據。自動控制系統(tǒng)的高速發(fā)展,促使控制工程在機械電子工程中的應用具有很好的發(fā)展前景。自動控制系統(tǒng)在機械電子工程應用的開始,沒有顯現出其應有的作用力。而今依賴于高速發(fā)展的電子設備,自動控制系統(tǒng)已經發(fā)生了重大的轉變,其核心技術現已經應用智能的電子設備,電子智能設備的投入使用大大提高了社會生產力。
一、自動控制系統(tǒng)應用于機械工程的概述
(一)控制工程學的理論概述
控制理論與控制工程學科是以工程領域內的控制系統(tǒng)為主要研究對象,采用現代數學方法和計算機技術、電子與通訊技術、測量技術等,研究系統(tǒng)的建模、分析、控制、設計和實現的理論、方法和技術的一門學科。控制工程應用于很多行業(yè)的工程項目中,例如機械、采礦、航空以及生物等各式工程項目。在應用的過程中,控制工程在不斷完善自身的優(yōu)勢,同時也在不斷利用新型的科學技術進行武裝。自動控制技術即是控制工程在發(fā)展變化過程中不可或缺的技術的中堅力量。控制工程同時利用“古典控制理論”將計算機和電子技術進行科學的結合,使其功能多樣化。“古典控制理論”主要是以函數的傳輸為技術的理論基礎。“現代控制理論”則是更多的研究參數的變化形式。隨著機械工程的日益發(fā)展壯大,新型的智能機器人和新型的控制系統(tǒng)的不斷研制發(fā)明。使控制工程更好的貼近生活,提高整體的社會生活水平。
(二)機械電子工程理論概述
機械電子工程專業(yè)俗稱機電一體化,是機械工程與自動化的一種。機械電子工程專業(yè)包括基礎理論知識和機械設計制造方法,計算機軟硬件應用能力,能承擔各類機電產品和系統(tǒng)的設計、制造、試驗和開發(fā)工作。機械工業(yè)的前身是手工業(yè)。手工業(yè)的生產力水平是很低的,其工人在手工業(yè)生產過程中是其生產的關鍵部分。由于手工業(yè)產生的歷史背景,其勞動力的雇傭費用是很低的。所以,手工業(yè)在當時的歷史時期,其市場適應性是最強的。三十年代出現了流水線式的生產模式,適應了當時經濟水平的需要,大批量的生產形式提高了生產力,但同時出現了種種問題。隨著我國經濟水平的提高,我國有多個行業(yè)產品品牌進入了國際市場。為適應國際市場的靈活性的要求,我國引入了機械電子工程,其工程生產的特點就具有靈活性且生產周期短。滿足國際市場的要求。科學技術不斷的發(fā)展,機械電子技術也在不斷的創(chuàng)新。其原有機械形態(tài)在高速發(fā)展的生產力中在不斷淘汰。創(chuàng)新式的機械電子工程則是需要越輕便越好,其處理系統(tǒng)越快越好,其功能應用能越簡單越好。由此,機械電子工程在不斷提升自己的功能外,也在結合新型的電子信息技術和計算機技術。信息系統(tǒng)中的相關數據的轉化,通過各個系統(tǒng)邏輯進行數據整合和輸出,使其新型的機械電子工程得到突飛猛進的發(fā)展,促進了生產力的革新。
(三)自動控制系統(tǒng)應用于機械工程的現狀分析
近幾年,我國的科學技術和經濟發(fā)展程度都在不斷的發(fā)生著巨大的變化和提升,但是其生產力的發(fā)展程度仍然不能與發(fā)達國家的高科技的生產力水平相比擬。我國目前的控制工程系統(tǒng)主要應用的是剛性自動化和單自動化的自動控制系統(tǒng)的技術。大部分的發(fā)達國家的控制工程系統(tǒng)中的自動化控制系統(tǒng)技術已經發(fā)展成熟。其自動化的控制技術早已經應用于機械電子工程中。綜上所述,我國在自動控制系統(tǒng)的研制方面仍然要不斷地創(chuàng)新和發(fā)展。這樣才能提高國家生產力,為我國百姓的生活提供更為便利的技術依據。
二、自動控制系統(tǒng)在機械工程中的應用
(一)集成自動控制系統(tǒng)的應用
集成自動控制系統(tǒng)是目前機械自動化工程中非常重要的組成部分。控制系統(tǒng)中的集成自動控制系統(tǒng)是在其本身具有的技術上,進行技術的更改、完善。使其在應用與機械自動化工程中時,其功能得以更大限度的施展。集成化自動控制系統(tǒng)不僅使機械工程在投入各行各業(yè)的生產過程中,提高了生產力,也將其功能拓展到了各個領域。計算機技術在集成自動控制系統(tǒng)中的應用,得到了美國控制系統(tǒng)的機構的高度評價。含有計算機技術的集成自動控制系統(tǒng)實現了新的生產力的革新。
(二)柔性自動控制系統(tǒng)的應用
近期,新型的自動控制系統(tǒng)被稱為柔性自動控制系統(tǒng),之所以稱其為柔性自動控制系統(tǒng),是因為其不僅具有以上提到的各種自動控制系統(tǒng)的功能,而且具有非凡的智能功能,所以稱之為柔性自動控制系統(tǒng)。控制工程在機械工程應用的過程中,不斷的發(fā)展、變化。使機械工程的應用技術得到了的發(fā)展和提高。先進的自動控制系統(tǒng)在機械工程中的科學的應用,提高了科學生產力,促進了國家經濟的發(fā)展。
三、自動控制系統(tǒng)在機械工程中應用的發(fā)展趨勢
科學技術在經濟發(fā)展的不斷帶動下,其技術能力能得到更好的發(fā)展。在全球經濟的不斷發(fā)展變化的趨勢影響下,我國的經濟文化水平也在不斷的發(fā)展和提高。伴隨著我國經濟水平的提高,為滿足日益提高的人們的生活需求,機械工程的科學技術能力是實現社會生活高水平的關鍵。自動化控制系統(tǒng)是機械工程應用不可或缺的重要部分。機械工程的創(chuàng)新和科技化,可以將其拓展各類功能應用于更多的領域。自動控制系統(tǒng)在信息全球化的沖擊下,與網絡信息技術相融合,促使自動控制系統(tǒng)的應用,滲透到多行業(yè)中的多個領域。我國的經濟社會的發(fā)展宗旨在于可持續(xù)性的發(fā)展。所以,在創(chuàng)新應用新型的自動控系統(tǒng)時,環(huán)保、節(jié)約是新型自動控制系統(tǒng)在機械電子工程中得到更加的應用。
結論:高速發(fā)展的社會形勢,各行各業(yè)每一分每一秒都需要收益和效益。由此,自動化控制系統(tǒng)的應用得到了社會上的廣泛認可。自動化控制系統(tǒng)的應用對各行各業(yè)的生產帶來了極大的效益。自動化控制系統(tǒng)在機械電子工程中的應用也在不斷的探索和創(chuàng)新中發(fā)展壯大。面對我國高速發(fā)展的經濟態(tài)勢,自動控制系統(tǒng)的機械工程也在做著更多研發(fā)和創(chuàng)新的推廣。控制工程在機械電子工程中的科學、合理的應用,為提高國家的生產力和增強國家的綜合國力做出貢獻。
機械電子工程論文:應用型本科機械電子工程人才培養(yǎng)定位分析
摘 要:機械電子工程專業(yè)是我國發(fā)展現代科技、現代工業(yè)所必需的專業(yè)之一。隨著社會發(fā)展以及對人才需求的多樣化,很多本科學校也都跟隨時代的發(fā)展開設了這一專業(yè)。但是為了更好地適應企業(yè)的需求,提高學生的就業(yè)質量和結業(yè)水平。學校必須要樹立起應用型人才培養(yǎng)的定位,運用一定的策略。本文就主要是針對性地提出應用型本科機械電子工程人才培養(yǎng)的指導原則和具體策略。
關鍵詞:應用型;本科;機械電子工程;人才培養(yǎng)
1 前言
隨著我國工業(yè)的發(fā)展,社會和企業(yè)需要機械電子工程專業(yè)的學生具備綜合能力,不僅在專業(yè)上有所建樹,同樣也能夠德、智、體發(fā)展。一方面能夠掌握機械電子基本知識和技能,在畢業(yè)之后可以直接從事機電一體化領域內的設計制造、科技開發(fā)、應用研究和運行管理等方面的工作。這樣一來,企業(yè)在招聘人才時,就會有更多的選擇。學生也能夠在很快的時間滿足企業(yè)的要求。這是應用型本科機械電子工程人才培養(yǎng)定位的基礎和依據。
2 本科機械電子工程人才培養(yǎng)現狀
從我國目前的人才培養(yǎng)層次上來看,機械電子工程專業(yè)主要可以分為研究生層次、本科層次和專科層次三個層次。但是在這三個層次的人數分布來看,主要以本科生為主。這主要是因為,很多學校都設置了本科的機械電子工程專業(yè),很多普通高校的專業(yè)目錄上都有這一專業(yè)。此外,很多學校也設置了機械設計制造及其自動化和機械工程及其自動化兩個專業(yè)下開設的機械電子或機電一體化專業(yè)方向,也稱為準機械電子工程專業(yè),這種學校數量眾多[1]。
但是就目前的情形來看,這些本科高校的人才培養(yǎng)主要還是以學科本位為基礎,把課程主要分為了基礎課程和專業(yè)課。也主要是根據課程的內容來安排的。但是很難把學生的實踐能力和綜合能力提高。但是隨著高等本科教育的普及,社會對人才的需要也發(fā)生了很大的變化,尤其是學生就業(yè)的形勢發(fā)生變化之后,對于本科生的培養(yǎng)也應該隨之發(fā)生變化[2]。因此,本科機械電子工程在人才培養(yǎng)的時候,必須要培養(yǎng)學生的綜合能力。學生既要有理論知識應用能力、實踐能力,還應該具備學習能力、應變能力、拓展能力以及溝通能力等諸多能力。
3 應用型本科人才培養(yǎng)原則
應用型本科機械電子工程人才,是現代工業(yè)發(fā)展的主要力量。因為現代工程所包含的內容多且相對復雜。因此需要學生既動手又動腦。因此,為了能夠更好地培養(yǎng)學生,在培養(yǎng)應用型本科人才時,必須遵循以下幾點原則。
一是要引進先進的教育理念。應用型高校的發(fā)展,和其它研究型大學發(fā)展不同。學校和教育不需要建立太多的機械、電子、信息、控制、管理的知識體系,而是更好地建立起運用和訓練體系。因此,在引進先進的教育理念時,既要學習國外的先進理念,時刻跟蹤各個高校工程訓練的近期發(fā)展理念和動態(tài)。另外,也要根據自身學校的發(fā)展,再結合現實的需要,根據人才需求多樣性,進而構建出合適的工程訓練體系。
二是要將這一培養(yǎng)體系貫穿于學生的四年學習當中。因為客觀的規(guī)律告訴我們,理論與實踐是相互補充的,并且學生的學習是一個循環(huán)的過程。學生首先要在四年本科教育中,努力學習理論知識,之后依靠理論做支持,再通過大量的實踐和高強度的訓練,最終達到學習的效果。當然,在這一過程中,學生必定要經歷從不熟練到熟練的過程,才有可能鍛煉出的實際操作能力,突出“應用”的特點。
三是要遵循循序漸進的原則。任何一個學習過程,都必定是一個循序漸進的過程。首先,在學校的基礎培養(yǎng)之下,學生要根據自身的實際情況,逐漸構建出適合自己的循序漸進的工程訓練體系。不管是在內容上,還是在途徑上,以及訓練的安排上,都要努力做到先簡單、后復雜的過程,從不熟練到逐漸熟練,最終適應社會發(fā)展的需要。
,也是很重要的一點。就是要堅持校企合作與校校合作的原則。在培養(yǎng)應用型的人才時,最為重要的一點就是要多讓學生進行實踐。而學生進行實踐的主要途徑就是要讓學生進入企業(yè),盡早地進行實踐。因此,進行校企合作,就是社會資源開展工程訓練的重要途徑。也是應用型本科培養(yǎng)的關鍵舉措。實行校企合作,一方面對于企業(yè)來說,企業(yè)可以提前選出一部分綜合能力比較強的人才,作為企業(yè)的儲備人才。另一方面,對于學校來說,能夠適時地安排學生利用暑期,或者是其它集中時間,來進行實踐學習。而對于學生來說,校企合作能夠幫助學生更好地提升技能和技術水平,積累一部分工作經驗。
4 應用型本科機械電子工程人才培養(yǎng)策略
為了能夠更好地培養(yǎng)出應用型的本科機械電子工程人才,可以從以下幾點進行。
首先,就是要收集相關資料,對社會和企業(yè)的人才需求情況進行深入的了解。尤其是了解機械電子工程專業(yè)的人才需要情況,與企業(yè)進行交流。通過走訪和了解企業(yè),與企業(yè)進行合作,形成雙方都較為滿意的人才培養(yǎng)方案。
其次,通過達成口頭協(xié)議之后,之后再與相關企業(yè)簽訂人才培養(yǎng)方案共建協(xié)議。一方面能夠努力建立起由學校、企業(yè)雙方共同的專業(yè)、就業(yè)指導專家組。通過專業(yè)的專業(yè)指導,一方面能夠指導企業(yè)選擇合理的人才,另一方面也能夠指導學生如何在就業(yè)的過程中更好地使自己適應的企業(yè)的要求。
另外,學校要充分利用引進人才的優(yōu)惠政策。學校首先要引進合適的人才,尤其是一些青年教師,青年教師在觀念上、科研能力和教學水平上都比較能夠更好地適應企業(yè)的要求。學校一方面要提升師資隊伍,來建設相關制度。
,就是需要有強大的硬件條件作為支撐。機械電子工程專業(yè),尤其是應用型的。很多時候都需要進行實驗,因此,必須要加大教學基礎硬件設施建設。學校需要在國家的資金支持下,加強實驗室以及實習實訓基地[3]。
5 總結
總之,培養(yǎng)應用型的本科機械工程的專業(yè)人才,就必須要每一個模塊的具體內容和形式都有針對性的培養(yǎng)。一方面可以形成較為科學合理的人才培養(yǎng)體系,改變原先傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式,逐漸提高人才培養(yǎng)的質量,尤其是提高學生的社會適應能力。,能夠較好地適應目前這種動態(tài)而又高速發(fā)展社會對人才的需求。
機械電子工程論文:機械電子工程專業(yè)學生應用和實踐平臺建設探索
[摘 要]應用技術大學機械電子工程專業(yè)學生培養(yǎng)中存在重理論輕實踐、學生實踐和應用能力不足的問題。“機械電子工程專業(yè)學生應用和實踐平臺”的建設方案,設計了具體的實施方法。通過該教學平臺的建設和實驗,學生對機械電子工程專業(yè)課程的理解有了質的提升,能不斷提高學生的培養(yǎng)質量。
[關鍵詞]機械電子工程;應用;實踐;平臺建設
近年來,國務院、教育部等主管部門在政策導向上,引導600余所地方本科高校向 “ 應用技術型高校 ”轉型 ,推動建設“應用技術大學”, 我校也以“建設特色鮮明的現代應用技術大學”作為自己的奮斗目標。機械電子工程作為典型的工科專業(yè),對學生的技術應用能力和實踐能力的培養(yǎng)尤為重要。
一、“機械電子工程專業(yè)學生應用和實踐平臺”的提出
我校機械電子工程專業(yè)2011年開始招生,作為一個實踐性很強的工科專業(yè),機械電子工程專業(yè)教研室在培養(yǎng)學生的應用能力和創(chuàng)新能力方面做了一些探索和嘗試。但是,目前機械電子工程專業(yè)還是以傳統(tǒng)教學為主,實踐教學環(huán)節(jié)主要以參觀、驗證性演示為主,學生動手的機會不多,自主設計實驗則更少,導致動手能力培養(yǎng)不足。圍繞“建設特色鮮明的現代應用技術大學”,培養(yǎng)應用型人才的目標,結合我校工程訓練中心和實驗室建設,機械電子工程專業(yè)教研室通過一系列調研,在現有條件的基礎上,提出了“機械電子工程專業(yè)學生應用和實踐平臺”建設方案,它為技術技能應用型人才培養(yǎng)提供有力的支撐條件。
該方案與機械電子工程專業(yè)建設相結合,通過項目化教學和管理方法,擬解決以下方面問題。
1.通過組裝及創(chuàng)新組合出各種典型機構和結構部件,加深對機械原理課程中所學知識的理解與運用,培養(yǎng)學生機構認知、選型、組合及創(chuàng)新的能力;2.培養(yǎng)學生綜合運用機、電、液(氣)一體化技術進行機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計的能力;3.培養(yǎng)學生對各類傳感器、單片機、PLC控制器的綜合運用,加深對機電控制類課程中所學知識的理解與運用;4.培養(yǎng)學生的綜合應用能力、創(chuàng)新思維能力和團隊合作精神,提高學生的創(chuàng)造和動手能力。
二、“機械電子工程專業(yè)學生應用和實踐平臺”的實施方法
具體實施方法如下。
1.建立面向課程體系的創(chuàng)新實驗支撐條件及關聯(lián)實驗系列。首先打通機械電子工程相關課程的實踐環(huán)節(jié),包括機械原理與機械設計、機電傳動、機電控制工程、機電一體化設計等,完善創(chuàng)新實驗條件,以一個機電產品為例開設貫穿課程體系的關聯(lián)實踐系列,如機械本體裝配、傳動機構分析、單片機與接口技術、等實驗系列,使學生更主動地學習、更有效地掌握機電一體化技術的系統(tǒng)知識。
2.以“從做中學”為指導思想,圍繞學生的創(chuàng)新設計項目來完成整個課程體系的教學和實驗。從專業(yè)基礎知識學習開始,給學生提出一個具體的機電產品設計項目,使學生能夠帶著問題來學習和實踐,并從中初步掌握科學研究的基本過程和基本方法,養(yǎng)成良好的學習自主性和能動性,培養(yǎng)學生動手和自學能力、發(fā)現與解決問題能力、交流協(xié)作能力等,達到創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標。
3.結合畢業(yè)設計與學科賽事,利用此平臺設計制作機電產品實物。利用此平臺中提出的一些新穎且可實現的項目,可以逐步從設計到實物制作,參加高層次學科賽事。另外以這些項目為題材設計畢業(yè)設計課題,培養(yǎng)畢業(yè)設計。利用CAD軟件完成所有零件圖、部件圖和總裝圖設計,使學生對機電產品的結構和組成等獲得較為豐富的感性認識,對機電產品的設計過程和設計要點有基本概念。在設計過程中,通過產品裝配、控制編程運行,了解機電裝備的控制、驅動、傳動、測試等技術,并可以綜合運用機械制造工藝和工裝等知識。
三、“機械電子工程專業(yè)學生應用和實踐平臺”教學成果
為了檢驗該教學平臺建設的教學效果,機械電子工程專業(yè)的老師們在教學中組織學生進行了小范圍的試驗,取得了比較理想的成果,下面展示其中的一些成果。
1.大學生科技作品――基于STM32單片機的三軸實驗平臺。圖1所示為基于STM32單片機的三軸實驗平臺。根據實踐教學需求,確定了該實驗平臺由機械本體、STM32控制系統(tǒng)和VB上位機操作軟件組成,搭建了該實驗平臺的機械本體結構,完成了實驗平臺控制系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計,制作了三軸實驗平臺樣機,并進行了運動功能試驗。通過試驗證明,所設計的三軸試驗平臺能夠在有效工作范圍內實現圓弧和直線插補,實現了設計要求。
2.江蘇省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目――基于MCGS的PLC仿真實訓系統(tǒng)。圖2所示為基于MCGS的PLC仿真實訓系統(tǒng)。該系統(tǒng)為提升 PLC課程實踐教學效果,提出并實現了基于組態(tài)軟件 MCGS的PLC仿真實訓系統(tǒng)設計。仿真系統(tǒng)內嵌三個PLC經典控制子系統(tǒng),各子系統(tǒng)均采用 MCGS 監(jiān)控系統(tǒng)與西門子 200PLC 控制相結合的控制方案,由 PLC 實現子系統(tǒng)控制功能,由組態(tài)軟件 MCGS 實現子系統(tǒng)工作過程的動態(tài)實時監(jiān)控。
3.江蘇省機器人大賽一等獎――可原地轉向橫向進出車位的新型機構。圖3所示為可原地轉向橫向進出車位的新型機構。該新型機構針對目前私家車保有量大,道路狹窄,新手駕駛水平不高,機動車掉頭和進出車位難度大等問題,設計了一種可原地轉向、橫向進出車位的傳動機構,可以更加高效的利用有限的停車場資源,緩解停車位緊缺和駕駛人員技術不足的問題。通過實驗,證明該機構可以實現原地掉頭、橫向進出車位,具有較高的創(chuàng)新性和實用價值。
4.南京理工大學泰州科技學院畢業(yè)設計――剪式升降臺液壓系統(tǒng)智能測試平臺。圖4所示為剪式升降臺液壓系統(tǒng)智能測試平臺。該課題針對剪式液壓升降臺,對升降臺完成了機械分析,設計了實驗油路并完成了仿真,設計出了基于PLC觸摸屏一體機的控制系統(tǒng),針對升降臺油路中的液壓缸建立了基于LabVIEW的檢測平臺,經過半實物實驗系統(tǒng)仿真,能夠實時反映出油路中的問題所在,降低了出錯的幾率。
四、結束語
通過對“機械電子工程專業(yè)學生應用和實踐平臺”建設方法的探索實踐,證明該方法在培養(yǎng)機電專業(yè)學生的應用和實踐能力方面較傳統(tǒng)教學方法更具有優(yōu)勢。通過該方案的實施,能有效的培養(yǎng)和鍛煉學生的應用和實踐能力,學生能夠更好的理解機械電子工程專業(yè)的課程體系,對專業(yè)知識的掌握和應用也有了質的提升,提高了機械電子工程專業(yè)學生的培養(yǎng)質量。