發(fā)布時間：2023-10-11 16:23:32
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的機電一體化原理樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
一、現(xiàn)場參觀并進(jìn)行實際操作，促進(jìn)學(xué)生的理解和記憶
技工院校機電專業(yè)學(xué)生在初期學(xué)習(xí)電力拖動課程的時候，教師可以帶他們?nèi)スS車間里參觀一下各種機床的電力線路，現(xiàn)場參觀是《電力拖動》課程教學(xué)必不可少的環(huán)節(jié)，通過參觀讓他們在實際操作場合領(lǐng)會電力拖動課程的一些基本內(nèi)涵，看看電動機怎樣通過電器元件連接帶動運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)所需的控制要求。在教學(xué)參觀之前，教師要讓學(xué)生了解參觀的目的并帶著問題參觀，參觀時要將學(xué)生分組，每小組6～8人為宜，在參觀過程中，教師要對照各部位仔細(xì)講解各部件的作用以及機械的構(gòu)造，并告訴學(xué)生各主要電器的作用。同時，開動機床作操縱演示，在實際操作中講解各部件的控制要求。通過現(xiàn)場參觀演示，使學(xué)生在視覺上獲得感性認(rèn)識，了解學(xué)習(xí)電力拖動的重要性。只有這樣，才能讓從未接觸過機床、電器元件的學(xué)生掌握電力拖動的相關(guān)知識，因為這些知識，僅通過教師的語言描述很難理解，通過參觀的視覺呈現(xiàn)加上言語講解，對于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握電力拖動課程內(nèi)容非常有效。另外，去工廠車間里參觀對“常用生產(chǎn)機械控制線路”課程學(xué)習(xí)也幫助很大，由于“常用生產(chǎn)機械控制線路”電氣控制線路比較復(fù)雜，我們在做教學(xué)分析的時候，一定要考慮機械傳動部件以及實際的車床結(jié)構(gòu)等。還有，學(xué)習(xí)后續(xù)機床線路的維修，也必須了解機床的工作流程以及結(jié)構(gòu)、用途，了解這些，才能夠根據(jù)故障現(xiàn)象，為維修機床線路提供思路，根據(jù)機床的動作過程，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，盡快找出故障點。
二、在理論課教學(xué)中，注意學(xué)生興趣的培養(yǎng)
在理論課教學(xué)中，要注意學(xué)生和興趣的培養(yǎng)，教師應(yīng)合理安排好每一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，特別是第一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容則更加重要。第一節(jié)課的教學(xué)質(zhì)量，直接影響著學(xué)生對于這門課的興趣。因此，教師應(yīng)注意上好第一節(jié)課，培養(yǎng)學(xué)生對本課程的興趣，“興趣是最好的老師”，只有將學(xué)生的興趣吸引過來，學(xué)習(xí)效率才會有所提高。同時，在理論課教學(xué)中，可以使用各種各樣的實物、掛圖等教具，是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中建立直觀感性認(rèn)識。例如：我們講常用低壓電器時，可以拿一個實物作為輔助教學(xué)發(fā)給每個學(xué)生，使同學(xué)們通過其外形、結(jié)構(gòu)、型號，加深對電器元件的了解，并通過選用、維修、調(diào)試，進(jìn)一步掌握其工作原理，使學(xué)生盡快掌握低壓電器選、裝、調(diào)、修的能力。當(dāng)教學(xué)“電氣控制系統(tǒng)典型線路”時，我們?yōu)榱藢⒌湫涂刂凭€路工作原理講清楚，可以用示教線路板做通電演示，在演示過程中，讓學(xué)生對各電路元件動作順序、動作過程反復(fù)、仔細(xì)觀察，并且記錄觀察結(jié)果，仔細(xì)對照分析觀察結(jié)果，通過這種方法，典型控制線路的原理就能很快理解和掌握。
三、實踐一理論一再實踐，理論與教學(xué)相結(jié)合
在教學(xué)過程中，學(xué)生不僅要掌握理論知識，還要將理論應(yīng)用于實踐，通過實際操作發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，所以，在實際操作過程中，應(yīng)注意以下幾點：首先，應(yīng)注意示范演示。示范演示教學(xué)要求教師的操作技能必須過硬。因為這是一種直觀性教學(xué)形式，教師的示范演示，可以使教學(xué)更加直觀、具體、形象、生動，通過教師的示范教學(xué)，學(xué)生易于理解和接受教學(xué)內(nèi)容。通過教師的示范教學(xué)，學(xué)生可以形象地在頭腦中重現(xiàn)示范操作內(nèi)容，然后再模仿練習(xí)。因此，教師的示范演示，一定要邊示范，邊講解，嚴(yán)格地按照教材講做一致，教師在演示過程中，可以重復(fù)演示、慢速演示、重點演示等，這樣，有利于在教學(xué)中幫助學(xué)生全面掌握重點、難點。其次，要注意巡回指導(dǎo)。學(xué)生在掌握基本控制線路原理和低壓電器知識基礎(chǔ)上，可以在控制板上安裝、接線。在學(xué)生進(jìn)行安裝前，教師應(yīng)把安裝工藝要求和安裝注意事項告訴學(xué)生，之后，學(xué)生就可以親自動手進(jìn)行電氣配盤。在電氣配盤過程中，教師應(yīng)加強巡回指導(dǎo)，提醒學(xué)生安全第一，一定要嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，以防意外發(fā)生。另外，巡回指導(dǎo)目的要明確，指導(dǎo)方式要靈活，在巡回指導(dǎo)過程中，要注意觀察學(xué)生是否按要求進(jìn)行操作，如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生未按要求進(jìn)行操作，要幫助學(xué)生獨立糾正錯誤，并分析錯誤產(chǎn)生的原因，如果在巡回指導(dǎo)中發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生犯同一類型的錯誤，要中止實習(xí)，然后針對問題教師進(jìn)行集體指導(dǎo)。最后，要注意總結(jié)指導(dǎo)。在實習(xí)中課后小結(jié)非常重要，精彩的課后總結(jié)，不但可以促進(jìn)學(xué)生的理解和記憶，還可以起到畫龍點睛的作用。課后總結(jié)指導(dǎo)要注意以下幾點，第一，對操作中的注意事項以及課題的重點、難點要重點說明，第二，簡評上課學(xué)習(xí)情況，對于學(xué)生中存在的普遍問題要重點點評，告知大家引以為戒，對于表現(xiàn)好的學(xué)生給與表揚；第三，告訴學(xué)生實習(xí)過程是一個實踐一理論一再實踐的過程，在實習(xí)中要做到理論與教學(xué)相結(jié)合，促進(jìn)知識與能力的全面提升。
根據(jù)筆者的調(diào)查分析，很多新畢業(yè)的走向社會、進(jìn)入崗位的中專生或大專生，往往具有較強的理論基礎(chǔ)知識，但是實際操作能力方面比較欠缺。他們有的不具備獨立思考、自主完成任務(wù)的能力，很容易會被公司辭退。這時就會感受到在學(xué)校學(xué)習(xí)期間實行實訓(xùn)與理論教學(xué)一體化的重要性，也說明了實訓(xùn)與理論相結(jié)合的教學(xué)方法是當(dāng)前培養(yǎng)技能型人才的必然的途徑，它能為學(xué)生的未來提供一個更好的發(fā)展空間。目前，實訓(xùn)與理論一體化的教學(xué)模式已經(jīng)被越來越多的技工學(xué)校的師生所接收。
1 實訓(xùn)與理論教學(xué)一體化是培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的客觀需求
在一般的技工院校中，傳統(tǒng)的教學(xué)模式是先進(jìn)行理論課的講解，再進(jìn)行實驗實訓(xùn)課的實踐。但是，由于近些年來技工學(xué)校招生時對學(xué)生的要求在下降，導(dǎo)致學(xué)生的文化素質(zhì)不能與原來的學(xué)生相比，達(dá)不到應(yīng)有的水平。如果教學(xué)的時候還是按照書本和一般的傳統(tǒng)模式來講課的話，學(xué)生很可能就會“左耳朵進(jìn)，右耳朵出”，跟不上教師的進(jìn)度。由于理論課和實踐課不是在同一時段的，一般情況下，實踐課都安排在理論課后。根據(jù)上文的分析可以得知，當(dāng)開展實踐課程的時候，學(xué)生對理論知識的了解估計已經(jīng)忘記得差不多了，所以實踐課對學(xué)生的學(xué)習(xí)起不到一點兒實際有效的鞏固作用。而采用實訓(xùn)教學(xué)與理論教學(xué)一體化教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課的同時去展開實踐課，自己親自動手做實驗及實訓(xùn)，理論知識就可以得到同步的鞏固，并且還具有深刻的印象，有助于記憶的牢固。
2 電工基礎(chǔ)實訓(xùn)與理論教學(xué)一體化的實現(xiàn)
一體化教學(xué)模式的形成，既是技工院校電工電子專業(yè)的一次課程改革，又響應(yīng)了國家對高技能人才培養(yǎng)的客觀的需求，并且還可以提升學(xué)生對電工基礎(chǔ)這門課程的興趣，使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到較大的改善，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
2.1 實踐課程可以使書本上較為抽象的理論知識具體化
在本文的開頭，筆者已經(jīng)說過電工基礎(chǔ)這門課程中包含有很多晦澀難懂的概念、定義和結(jié)論。對于這些知識的講解，教師不可能用實驗的方法得出，并且講解給學(xué)生聽，時間長了，學(xué)生對學(xué)過的定義、概念會產(chǎn)生混淆，有的學(xué)生可能從來都沒有聽懂過。教師在講解一些難以理解的概念的時候可以采用比喻的方法，將抽象的概念具體化，以最清晰的表達(dá)告訴學(xué)生。比如在學(xué)習(xí)電流這一章的時候，教師不能把電位差這個概念以實驗的形式表現(xiàn)出來，一般都會以水位差作為引導(dǎo)，把電位差與水位差的概念加以比較，來突出電位差的概念，因為水位差這個概念大家都熟悉并且了解。
把抽象的概念以具體的事務(wù)表現(xiàn)出來，加深學(xué)生對不熟悉概念的理解，還在一定程度上幫助學(xué)生加強了記憶。在教學(xué)的過程中，教師還可以根據(jù)情況給學(xué)生提出一些新的問題，讓他們積極思考，開發(fā)大腦的智慧，讓他們形成創(chuàng)新意識和自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。
2.2 實踐課程使理論知識變得更直觀化，有利于學(xué)生接受和理解
相信學(xué)生在小的時候有因為好奇而拆掉家里的收音機、電視機，被家長責(zé)備的情況。是的，我們不了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只看表面或者只聽別人說，是永遠(yuǎn)都不會了解的。從一體化的教學(xué)角度來說，動手拆是實踐，聽說或看是理論。電工專業(yè)的學(xué)生需要了解各個機器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。但是，一些技工院校實驗實習(xí)條件并不一定十分好，有時候?qū)W生只能根據(jù)課本上的語言描述或插圖自己去想象，這種做法顯而易見是起不到多大作用的，即使當(dāng)時記住了，以后也會忘記。因此，技工院校應(yīng)積極創(chuàng)造條件，加大實驗實習(xí)的投入，讓學(xué)生在上理論課程的時候能對照相關(guān)儀器設(shè)備進(jìn)行實物的記憶。同時建議搜集一些不太貴重的儀器設(shè)備讓學(xué)生進(jìn)行拆裝，鍛煉學(xué)生的實際操作能力。這種教學(xué)模式推廣以后，學(xué)生應(yīng)該會有很大的興趣。
2.3 可以安排學(xué)生進(jìn)工廠實習(xí)，鍛煉學(xué)生獨立自主的動手能力
技工院校一般是向工廠輸送一些具有實際操作能力的技術(shù)工人，工廠無疑是最好的實習(xí)的地方。學(xué)?？梢月?lián)系當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)，讓學(xué)生在廠里面實習(xí)，可以進(jìn)一步對書本上的理論知識進(jìn)行鞏固，鍛煉自己的實際操作能力。廠里面也是一個小的社會，學(xué)生在工廠里實習(xí)的同時也是對社會的一種適應(yīng)，提高人與人之間的交流能力。
3 實訓(xùn)與理論教學(xué)一體化在電工基礎(chǔ)中的具體應(yīng)用
3.1 將教室與實驗室結(jié)合在一起，變?yōu)橐惑w化的大教室
這種一體化的大教室既可以上理論課，也可以上實驗課。把機器搬進(jìn)教室，進(jìn)行現(xiàn)場的拆分講解，這種教學(xué)把理論與實踐糅合在一起，大大增加了學(xué)生的興趣。在一體化教室里面還可以添加多媒體設(shè)備，把需要講解的課程以圖片、錄像、聲音等形式展現(xiàn)出來。現(xiàn)在電影行業(yè)發(fā)展很快，技工學(xué)校或許也可以將3D技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，像經(jīng)?？吹目苹么笃锼憩F(xiàn)的那樣，將儀器圖像以立體化的形式展現(xiàn)出來。當(dāng)然，這是以后可能出現(xiàn)的，至少，筆者還沒有見到過。這種教學(xué)方式使學(xué)生不再乏味，能夠積極地參與到學(xué)習(xí)和實踐中去。
3.2 理論知識和操作技能的傳授中應(yīng)用一體化的教學(xué)
技工院校對于電工基礎(chǔ)的教學(xué)一般都基于傳統(tǒng)化，把理論基礎(chǔ)課和實驗課分開來講解，大部分學(xué)校都是采用一個教師講授理論課，另一個教師傳授實驗基本技能。一般情況下，教師講授的課程會有一部分的重合，這樣就造成時間上的浪費。并且實驗課教師和理論課教師之間的交流會過少，對新的知識、新的技術(shù)不能立刻接觸到，這就造成了教師職業(yè)水平的降低?？梢詫崿F(xiàn)理論知識和操作技能在傳授中的一體化，用同一個教師負(fù)責(zé)理論和實驗的全部課程，實現(xiàn)學(xué)生與教師面對面的直接交流，學(xué)生動手操作，提出自己的疑問，教師給予技術(shù)指導(dǎo)，并且回答學(xué)生的疑問，讓學(xué)生自己動手發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，實現(xiàn)學(xué)生與教師共同進(jìn)步、全面發(fā)展的教學(xué)模式。
4 結(jié)語
電工基礎(chǔ)課程實訓(xùn)與理論教學(xué)一體化是社會發(fā)展、學(xué)校教學(xué)模式改革的必定趨勢。一體化的教學(xué)模式可以提高學(xué)生對電工電子專業(yè)的興趣，減少因理論基礎(chǔ)科的枯燥無聊而給學(xué)生帶來的負(fù)面影響。一體化的教學(xué)要求教師在教學(xué)過程中付出更多的心血，要從教材、教法到教學(xué)方式和教學(xué)手段中突出實踐性的指導(dǎo)思想。一體化的教學(xué)模式對學(xué)生來說，可以提高學(xué)生動手實踐的能力，由學(xué)生自己去探索去研究，充分發(fā)揮自己的聰明才智。
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關(guān)鍵詞： 機電一體化；電機；控制；保護(hù)
中圖分類號：TH39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2012）1210154-01
機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
1.1 機電一體化的發(fā)展歷程
機電一體化技術(shù)的發(fā)展有三個階段，即發(fā)展初級階段、蓬勃發(fā)展階段和智能化發(fā)展階段。最初早在20實際60年代人們開始利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。而由于軍事和工業(yè)發(fā)展的需求，當(dāng)時的人們對于這方面開始重視，由于當(dāng)時電子技術(shù)水平發(fā)展不夠，技術(shù)結(jié)合與運用還沒有得到深入發(fā)展。到上個世紀(jì)七八十年，計算機技術(shù)和通信技術(shù)開始快速的發(fā)展為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。到了90年代后期，機電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。此外，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、光纖技術(shù)等領(lǐng)域巨大進(jìn)步，為機電一體化技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了更好的條件。從數(shù)控機床的問世到微電子技術(shù)的全新發(fā)展，進(jìn)而可編程序控制器、電力電子等的發(fā)展為機電一體化提供了堅強基礎(chǔ)，最后激光技術(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 機電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
近些年來，機電一體化技術(shù)有了更全面的進(jìn)步，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予自動顯示記錄、自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等許多新的功能。目前一些電動的實際運行中依然存在著一定的問題，比如執(zhí)行機構(gòu)機構(gòu)多、定位精度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差等問題，因而對于這種情況，采用機電一體化技術(shù)，將伺服電機、閥門、控制器合為一體，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過內(nèi)置變頻器，實現(xiàn)閥門的高效控制。
2 機電一體化中電動機構(gòu)的組成及工作原理
2.1 電機執(zhí)行機構(gòu)的組成
目前較常用的主要是交流電動機，它可分為三相異步電動機、單相交流電動機兩，前一種比較多的用在工業(yè)上，而后一種通常用在民用電器上。從電機的結(jié)構(gòu)上看，主要分為控制部分和執(zhí)行驅(qū)動部分，控制部分主要由三相PWM波發(fā)生器、單片機、智能逆變模塊、整流模塊、A/D、故障檢測、輸入輸出通道等組成；執(zhí)行驅(qū)動部分主要包括三相伺報電機和位置傳感器[1]。
2.2 電機的工作原理
電機執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)通過電流與電壓傳感器和位置傳感器的檢測，得出逆變模塊三相輸出電流、電壓及閥門的位置信號，然后由A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機。單片機通過控制PWM波發(fā)生器的作用，最后實現(xiàn)電機的運行控制。逆變模塊工作時所需要的直流電壓信號由整流電路對380V電源進(jìn)行全橋整流得到。對于電動機運行原理的分析，這里主要針對工業(yè)中應(yīng)用的三相異步電動機的原理進(jìn)行探討。電動機轉(zhuǎn)動的基本工作原理是三相對稱繞組中通人三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電動勢和電流，轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)距，驅(qū)使電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
3 機電一體化中電機閥位及速度控制與運行維護(hù)
3.1 電機閥位及速度控制
實現(xiàn)電機執(zhí)行機構(gòu)的閥位和速度的控制需要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題主要有五個方面，分別是閥門柔性開關(guān)的控制、閥位的極限位置的判斷、電機保護(hù)的實現(xiàn)、準(zhǔn)確定位與模擬信號的隔離。對于機電一體化中電機閥門位和速度的控制，微處理器根據(jù)測得的變頻器輸出電壓和電流，通過計算得出輸出力矩，如果輸出力矩達(dá)到或大于設(shè)定的力矩，那么就會自動降低運行速度。在傳統(tǒng)電機的執(zhí)行機構(gòu)中，閥位的極限位置的檢測是通過機械式限位開關(guān)獲得的。電動執(zhí)行機構(gòu)極限位置通過檢測位置信號的增量獲得，單片機將本次檢測的位置信號與上次檢測的信號相比較，如果未發(fā)生變化或變化較小，就會自動電機的供電電源。
電機的運行控制與加速度的大小、時間長短、當(dāng)前位置、速度控制給定位置以及運行速度有關(guān)。在機電一體化中電機采用的是雙環(huán)控制方案，外環(huán)為位置環(huán)，內(nèi)環(huán)為速度環(huán)。外環(huán)是通過當(dāng)前位置速度的設(shè)定將速度給定發(fā)生器向內(nèi)環(huán)提供速度的設(shè)定值。內(nèi)環(huán)是將當(dāng)前速度與速度給定與發(fā)生器的設(shè)定速度進(jìn)行比較，依靠速度調(diào)節(jié)器改變PWM波發(fā)生器載波頻率，以實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
3.2 機電一體化中電機的運行維護(hù)
【關(guān)鍵詞】機電一體化；控制系統(tǒng)；原理；分類；應(yīng)用；分析
0.引言
機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息機電一體化技術(shù)傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技術(shù)，是現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說都是機電一體化的設(shè)備。
控制系統(tǒng)在機電一體化系統(tǒng)中處于核心地位，主要用于信息處理和動作控制，通過計算機接口與外部設(shè)備和相應(yīng)驅(qū)動設(shè)備相連接，協(xié)調(diào)機電一體化系統(tǒng)各部位的運轉(zhuǎn)。
1.控制系統(tǒng)的組成及工作原理
控制系統(tǒng)由控制裝置、執(zhí)行機構(gòu)、被控對象和傳感與檢測裝置組成，各設(shè)備之間通過標(biāo)準(zhǔn)接口連接，形成控制回路。主要工作方式為：首先輸入指定信號，設(shè)置控制參數(shù)，并通過傳感與檢測裝置接收外界信號，然后傳遞至控制器進(jìn)行信息處理，將分析結(jié)構(gòu)傳遞至執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行動作運轉(zhuǎn)，將指定作用于被控對象，使得被控對象處于控制器設(shè)計狀態(tài)，最終通過被控對象輸出被控參數(shù)，進(jìn)而實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)控制的目的。
2.控制系統(tǒng)分類
2.1按照控制系統(tǒng)所依據(jù)的判斷原則中是否存在被控對象的運行函數(shù)，可以將控制系統(tǒng)分為順序控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)
2.1.1順序控制系統(tǒng)
其運行原理是：通過對時間、運行邏輯、外部條件等參數(shù)進(jìn)行分析，輸出具體的被控對象運行步驟，屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。優(yōu)勢在于操作簡單、運行成本低、維護(hù)成本低，但是其操作精度過低，并且對外界環(huán)境的不利因素和干擾過于敏感。
2.1.2反饋控制系統(tǒng)
其運行原理是：通過傳感器接收被控對象的運行狀態(tài)參數(shù)，實時反饋給控制器，然后進(jìn)行運行狀態(tài)調(diào)整，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。雖然該結(jié)構(gòu)的運行成本高且維修復(fù)雜，但是該系統(tǒng)的運行精度高、且動態(tài)調(diào)整性能好，對外界干擾的抵抗能力也較強。
2.2按照控制系統(tǒng)輸出信號的變化規(guī)律可將控制系統(tǒng)分為鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)
（1）鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)的特點在于不受外界干擾，輸出信號維持系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)，主要用于恒溫系統(tǒng)、恒定速度系統(tǒng)等機電一體化系統(tǒng)的控制。
（2）隨動系統(tǒng)即跟蹤系統(tǒng)，特點在于系統(tǒng)的輸出信號可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行任意變化，不需遵循一定的規(guī)律，因此信號輸出不存在固定函數(shù)，設(shè)備的動作需要無間斷的進(jìn)行精確指令發(fā)送，對系統(tǒng)的運行和分析能力要求極高，常用于瞄準(zhǔn)設(shè)備、無定向探測設(shè)備等。
（3）程序控制系統(tǒng)即過程控制系統(tǒng)，特點在于按照提前設(shè)定的函數(shù)進(jìn)行輸出信號的變化，信號的輸出屬于預(yù)先設(shè)定信號，但是信號的變化按照固定函數(shù)進(jìn)行，常用于車床等預(yù)先已知動作變化規(guī)律的機電一體化設(shè)備中。
3.機電一體化控制系統(tǒng)原則
機電一體化控制系統(tǒng)的種類繁多，但是其控制基本特點及原則都是一致的。主要有以下三方面：
3.1準(zhǔn)確性
在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)控過程中，輸出制定與設(shè)計指令之間的偏差不能超出允許范圍內(nèi)，并且在不影響控制穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上不斷減小誤差。準(zhǔn)確度決定著加工產(chǎn)品的精度，也關(guān)系著控制系統(tǒng)的最終效果。
3.2穩(wěn)定性
保持系統(tǒng)穩(wěn)定的意義在于保障產(chǎn)品質(zhì)量與預(yù)期設(shè)計相同，并且在外界存在干擾的情況下，不會引起產(chǎn)品質(zhì)量降低。尤其是閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋機制，容易受到參數(shù)不匹配的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)震蕩進(jìn)而影響工作能力。
3.3快速性
快速性的含義是系統(tǒng)消除偏差值的速度以及處理異常信號的速度必須快，因為當(dāng)系統(tǒng)存在偏差值時會導(dǎo)致系統(tǒng)無法運行或產(chǎn)品質(zhì)量降低，因此必須在短時間內(nèi)快速消除系統(tǒng)偏差，保障系統(tǒng)穩(wěn)定性。
4.機電一體化設(shè)計應(yīng)用及發(fā)展方向
4.1機電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用
機電一體化控制系統(tǒng)在機械制造業(yè)中應(yīng)用廣泛，典型的設(shè)計應(yīng)用有以下幾點：
（1）挖掘機的制造過程中，通過模擬控制理論及控制系統(tǒng)，檢測液壓系統(tǒng)中泵的輸油壓力、控制壓力和其它參數(shù)，進(jìn)而將運行參數(shù)輸入到控制系統(tǒng)中，調(diào)整挖掘機控制器工作方式，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用。
（2）壓縮機的制造過程中，通過控制系統(tǒng)檢測震動輪內(nèi)部偏心塊震動曲線，進(jìn)而分析震動輪加速度，通過傅里葉變換等方式，求解地面壓實數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)壓縮機工作模式調(diào)整的目的。
（3）在國外的大型起重機械制造領(lǐng)域，已經(jīng)開始使用控制系統(tǒng)的模糊控制功能，將實踐經(jīng)驗和理論操作參數(shù)項結(jié)合，通過微處理技術(shù)使得控制系統(tǒng)可以像人工操作一樣自如，效率和安全性能更高。
4.2機電一體化控制系統(tǒng)應(yīng)用方向
機電一體化控制系統(tǒng)實現(xiàn)了機電設(shè)備的智能化發(fā)展，隨著光學(xué)、通信、微電子以及機械等技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)的發(fā)展方向也不斷細(xì)化，此外，人工智能、光纖和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，也大幅提升了機電一體化控制系統(tǒng)的性能。當(dāng)前，機電一體化控制系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展方向主要有以下幾個方面：
4.2.1模塊化
模塊化系統(tǒng)設(shè)備的模塊化屬于機電一體化發(fā)展的重要進(jìn)步，由于當(dāng)前整個一體化系統(tǒng)設(shè)備來自于不同的生產(chǎn)廠家和設(shè)備制造商，因而需要對信號接口、轉(zhuǎn)換接口、電氣接口等連接部位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，而模塊化使得單獨控制設(shè)備得以通用于任何一個機電一體化系統(tǒng)中，為行業(yè)發(fā)展和交流掃除了設(shè)備參數(shù)不同的障礙。
4.2.2智能化
智能化的發(fā)展得益于人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新技術(shù)的發(fā)展，賦予機電一體化控制系統(tǒng)自主分析和控制能力，極大的解放了生產(chǎn)力，降低了操作繁瑣程度。但是，這一目標(biāo)的實現(xiàn)需要高標(biāo)準(zhǔn)的硬件設(shè)備和高速運轉(zhuǎn)的計算機技術(shù)來支撐。
4.2.3網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得科技的傳播范圍不斷擴展，對于機電一體化控制系統(tǒng)而言，只要機電一體化控制系統(tǒng)的性能足夠優(yōu)越，便能夠迅速的被國際市場所認(rèn)可，因此，不斷擴張的市場規(guī)模有利于刺激行業(yè)的進(jìn)步和科研的深入探索，進(jìn)而實現(xiàn)機電一體化控制系統(tǒng)性能的快速提升。
4.2.4環(huán)境化
環(huán)?；I(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化控制產(chǎn)品，符合當(dāng)前的環(huán)保要求。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指設(shè)備在使用時不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，設(shè)備報廢后能夠回收利用。
5.結(jié)束語
當(dāng)前機電一體化控制系統(tǒng)已經(jīng)在機械設(shè)備制造行業(yè)廣泛使用，其優(yōu)越的性能和便捷的操作使得用戶在進(jìn)行機電設(shè)備選擇是更傾向于此類設(shè)備。雖然機電一體化控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)非常完備，各類輔助設(shè)備和控制軟件也非常的完善，但是應(yīng)該看到當(dāng)前實際應(yīng)用中的不足與缺陷，從最優(yōu)化角度出發(fā)，將機電一體化控制系統(tǒng)繼續(xù)的細(xì)分和具體化，面向各具體領(lǐng)域，開發(fā)針對性強、實用性高的一體化設(shè)備控制系統(tǒng)。對機電一體化控制系統(tǒng)的研究也應(yīng)立足當(dāng)前，不斷提升計算機技術(shù)與機械制造技術(shù)，為我國機電一體化控制系統(tǒng)的發(fā)展貢獻(xiàn)應(yīng)有的力量。
【參考文獻(xiàn)】
[1]胡玉琴.機電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計方案研究[J].科技與生活，2011（9）：203-203.
關(guān)鍵詞：智能 進(jìn)程核心技術(shù) 發(fā)展 綠色 機電一體化 發(fā)展趨勢
1 機電一體化概述
機電一體化就是將微電子技術(shù)引入機械的主功能、動力功能、控制功能、信息功能的研究，并且將機械設(shè)備和電子設(shè)備通過軟件有機結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機電一體化的目的是在科學(xué)專業(yè)化和深度專業(yè)之間達(dá)到平衡和兩者的集合，讓系統(tǒng)工程以及解決問題方法出現(xiàn)突破。
“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。首先，機電一體化技術(shù)并非機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)機械的組合或拼湊，而是基于一定的技術(shù)研究，將機械、微電子元素有機整合而成的一種綜合技術(shù)。它的發(fā)展進(jìn)程有別于機械加電氣所形成的機械電氣化的發(fā)展過程。某些機械部件的原有功能可以通過機電一體化中的微電子裝置代替，這種裝置的應(yīng)用在一定程度上豐富了機電系統(tǒng)功能，而且機電一體化產(chǎn)品的智能特征改善了機械性能。智能化是機電一體化與機械電氣化的本質(zhì)區(qū)別。
2 機電一體化的特點
2.1 具有綜合性 從某種意義上講，機電一體化技術(shù)可謂是一種跨學(xué)科的邊緣科學(xué)，它將微電子、計算機等多門技術(shù)整合于機械主體構(gòu)造中，使之形成一套一體化的系統(tǒng)。這套機電一體化系統(tǒng)綜合了多門學(xué)科的技術(shù)優(yōu)勢，這些技術(shù)協(xié)調(diào)運作，彼此取長補短，使整個機電系統(tǒng)的性能得到最大發(fā)揮?？梢哉f，機電一體化技術(shù)是具有綜合性的高水平技術(shù)。
2.2 廣而強的應(yīng)用性 機電一體化的目的是基于機械的主體構(gòu)造通過機電產(chǎn)品的開發(fā)，完善機電功能，實現(xiàn)過程控制。機電一體化是當(dāng)前機械系統(tǒng)的一個主流發(fā)展趨勢，它與機械系統(tǒng)能夠有機融合，打破了行業(yè)的限制。智能化是機電一體化的主要特點，計算機技術(shù)的引入為智能化開辟了廣闊的發(fā)展空間。
2.3 多層次的系統(tǒng)化 從本質(zhì)上講，機電一體化就是將計算機技術(shù)、智能技術(shù)等多項技術(shù)整合于主體機械，不斷優(yōu)化機械的主體功能，使其形成一套完整的系統(tǒng)。機電一體化注重各種技術(shù)（尤其是微電子技術(shù)與精密機械技術(shù)）的集成，強調(diào)主體結(jié)構(gòu)的層次化和系統(tǒng)化。無論從單參數(shù)、單擊控制到多參數(shù)、多級控制，還是從單件單品生產(chǎn)工藝到流暢、自動化的生產(chǎn)線，直至完成整個機電系統(tǒng)的設(shè)計，各個層次的開發(fā)和應(yīng)用都會涉及智能化的機電一體化技術(shù)。
2.4 整體的最優(yōu)化 基于系統(tǒng)工程的設(shè)計理念，將智能技術(shù)、計算機技術(shù)等多項技術(shù)有機整合，形成整體優(yōu)勢，以提高機電系統(tǒng)的主體性能，提高運行效率和附加值，同時達(dá)到節(jié)能降耗的目的，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。比如，應(yīng)用數(shù)控機床、柔性生產(chǎn)線、工業(yè)機器人和計算機管理等高端機電一體化系統(tǒng)后，企業(yè)就要及時更新觀念，將機電一體化概念引入生產(chǎn)系統(tǒng)，不斷優(yōu)化生產(chǎn)流程，以壓縮生產(chǎn)周期，滿足不斷增長的社會需求。
2.5 使用簡易化 從產(chǎn)品開發(fā)來看，機電一體化技術(shù)主要包括技術(shù)原理和使機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品得以實現(xiàn)。作為開發(fā)者，除了要具備扎實的理論基礎(chǔ)，對于技術(shù)架構(gòu)也要有豐富的積淀，要有創(chuàng)新精神。從用戶角度來講，無需深入學(xué)習(xí)機電一體化系統(tǒng)的技術(shù)原理，只要掌握機電系統(tǒng)的操作規(guī)程，能夠確保系統(tǒng)操作正確、合規(guī)，在人機磨合的過程中形成協(xié)作關(guān)系即可。
2.6 提高了安全性 機電一體化系統(tǒng)的智能技術(shù)使系統(tǒng)具備自我保護(hù)功能，可以有效規(guī)避運行中的故障或風(fēng)險，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、安全地運行。一些高端機電一體化系統(tǒng)已實現(xiàn)了全自動操作，而且被廣泛應(yīng)用在海底、高空等惡劣的作業(yè)環(huán)境中。
2.7 具有高可靠性、高穩(wěn)定性和長壽命 機電一體化系統(tǒng)發(fā)生機械磨損的程度非常小，因而故障少，運行時穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)的服務(wù)年限比普通機電系統(tǒng)長。而且某些自診斷、自修復(fù)的機電一體化系統(tǒng)甚至可以實現(xiàn)“零故障”。
2.8 具有柔性 柔性是機電一體化系統(tǒng)的特點。根據(jù)需要的變化，用機電一體化技術(shù)無需改裝系統(tǒng)就可以及時地對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程作必要的處理，從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智能、調(diào)整、修改，因此機電一體化技術(shù)是解決多品種、小批量生產(chǎn)的重要途徑。
3 機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀分析
機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：①20世紀(jì)60年代以前，利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能的初級發(fā)展階段；②20世紀(jì)70～80年代以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機為代表的蓬勃發(fā)展階段；③20世紀(jì)90年代后期，機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段?，F(xiàn)階段，光學(xué)、通信技術(shù)等領(lǐng)域正循著機電一體化的發(fā)展步伐大踏步邁進(jìn)，微細(xì)加工技術(shù)開始在機電行業(yè)初露鋒芒，光學(xué)、通信技術(shù)的融入使機電一體化由最初單一的模式逐步衍生出光機電一體化、微機電一體化等多個分支。另一方面，我國現(xiàn)階段在光纖、人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展較快，這對機電一體化技術(shù)的發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。在未來的技術(shù)研究領(lǐng)域，機電一體化將有望形成完整的基礎(chǔ)科學(xué)體系。
4 機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展
4.1 智能化 智能化是當(dāng)前機電一體化技術(shù)領(lǐng)域的一個未來發(fā)展趨勢。智能化是運用控制理論，將計算機科學(xué)、混沌動力學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、人工智能、心理學(xué)、生理學(xué)以及運籌學(xué)等多個學(xué)科有機整合，智能模擬人類的邏輯思維、判斷推理和自主決策等能力，以便得到更高的控制目標(biāo)。按照目前人工智能技術(shù)的研究狀況，未來時間將有可能發(fā)展高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，這是人工智能技術(shù)研究的一個必然的發(fā)展趨勢。
4.2 模塊化 模塊化是一項重要而艱巨的工程。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、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元，需要針對各個研究項目制定不同的標(biāo)準(zhǔn)，各部件、單元或借口才能很好的完成配型。但是由于該技術(shù)領(lǐng)域存在利益紛爭，當(dāng)前國內(nèi)外尚未形成一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但是模塊化的生產(chǎn)理念已逐漸被機電生產(chǎn)領(lǐng)域認(rèn)可，在未來的機電一體化研究領(lǐng)域，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
4.3 網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在上世紀(jì)九十年代風(fēng)靡全球，帶動了科技研究、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等眾多領(lǐng)域的技術(shù)研究或經(jīng)濟(jì)模式的革新。機電一體化產(chǎn)品的市場前景是廣闊的，產(chǎn)品一經(jīng)研發(fā)，配以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助推廣，必將在短時間內(nèi)成為業(yè)界矚目的焦點?；诰W(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備就屬于機電一體化產(chǎn)品其中的一類。另外，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)在機電領(lǐng)域的應(yīng)用，恰恰是機電一體化產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢的最好印證。
4.4 微型化 微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，但其技術(shù)應(yīng)用尚存在微機械技術(shù)這一發(fā)展瓶頸，在未來的發(fā)展進(jìn)程中還有待進(jìn)一步研究。
4.5 綠色化 綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的過程中，資源利用率大幅提高，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本，而且健康環(huán)保，對生態(tài)環(huán)境的影響程度較小。無論是生產(chǎn)成本角度來考慮，還是從生態(tài)保護(hù)的角度來分析，機電一體化產(chǎn)品綠色化已是機電研究領(lǐng)域的必然趨勢，具有廣闊的開發(fā)前景。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。
4.6 系統(tǒng)化 系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。另外，通信功能除了rs232外，還有rs485、dcs人格化。
5 結(jié)語
機電一體化的產(chǎn)生與迅速發(fā)展的根本原因在于社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。系統(tǒng)工程、控制論和信息論是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。微電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步，則為機電一體化技術(shù)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。現(xiàn)代產(chǎn)品的機電一體化進(jìn)入到實用階段。機械工程及自動化專業(yè)人員掌握機電一體化技術(shù)與應(yīng)用中的理論和方法對今后的工作是非常有用的。
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機電一體化技術(shù)這門課程是機電一體化專業(yè)的必修課程。課程除了正常的實驗環(huán)節(jié)之外，需要進(jìn)行機電一體化設(shè)計。以往的做法是布置課題后，由學(xué)生進(jìn)行機電結(jié)合設(shè)備的參數(shù)設(shè)計和CAD繪圖設(shè)計，并將設(shè)計內(nèi)容熟練掌握。通過答辯驗證學(xué)生的課程設(shè)計結(jié)果。在建立仿真實驗室后，在課程設(shè)計的內(nèi)容上，增加了利用仿真軟件進(jìn)行電機驅(qū)動電路設(shè)計，并進(jìn)行仿真的環(huán)節(jié)。其做法是，教師布置并講解電機驅(qū)動的相關(guān)電路，學(xué)生根據(jù)驅(qū)動原理設(shè)計與機電一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計相配套的驅(qū)動電路，然后進(jìn)行仿真。所設(shè)計的驅(qū)動電路，采用PROTEUS完成。按下S1、S2、S3鍵盤，電機分別完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)控制。學(xué)生在設(shè)計前，必須復(fù)習(xí)步進(jìn)電機的驅(qū)動原理。就是步進(jìn)電機是將單片機的電脈沖轉(zhuǎn)換成步距角進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動的裝置。一個脈沖，步進(jìn)電機轉(zhuǎn)一個步距角。而脈沖的頻率決定步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動速度。步進(jìn)電機的驅(qū)動脈沖是分時由脈沖分配器供給的。
2機電一體化仿真設(shè)計過程
學(xué)生設(shè)計好教師要求的軟件和電路圖后，必須使用PROTEUS程序調(diào)用KEILC51程序進(jìn)行聯(lián)調(diào)。KEILC51可以根據(jù)PROTEUS程序的調(diào)試結(jié)果進(jìn)行修改，直到兩軟件將PROTEUS所設(shè)計的硬件電路和KEILC51程序所代表的軟件程序完美地被結(jié)合到一起，并符合所要求的設(shè)計要求后，整個設(shè)計過程結(jié)束。學(xué)生要能夠完整地設(shè)計所要求的電路，并根據(jù)電路特點進(jìn)行編程。所謂的電路特點的掌握，就是機電一體化設(shè)計中自動控制理論所需達(dá)到和掌握的知識。這些知識中，確定為核心與必須學(xué)生掌握的部分，包括步進(jìn)電機轉(zhuǎn)向原理的掌握、步距角與電機脈沖數(shù)的關(guān)系、步進(jìn)電機與直流伺服電機和交流伺服電機的控制特點上的區(qū)別與聯(lián)系、步進(jìn)電機環(huán)形脈沖分配的順序和特點、C程序設(shè)計流程圖與編程語句中需要解決與注意的幾大問題等等。
隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，越來越多的土建工程、交通工程隨之而生。但是隨著工程項目的增多，各種資源問題、效率問題也都隨之而來。原因是工程技術(shù)的發(fā)展不能滿足工程項目的要求，普通的工程技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代工程對技術(shù)的要求。為此，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)被應(yīng)用于現(xiàn)代工程上，出現(xiàn)了機電一體化。機電一體化不僅是為了滿足現(xiàn)代工程對技術(shù)的要求，也是時展的產(chǎn)物。機電一體化能夠有效的減少施工現(xiàn)場大型設(shè)備的使用，減少大型機械設(shè)備在施工現(xiàn)場所占的空間，并實現(xiàn)了設(shè)備的自動化。本文將對機電一體化進(jìn)行具體研究，并分析其對現(xiàn)代工程的影響。
關(guān)鍵詞:
機電一體化；現(xiàn)代工程；影響
機電一體化作為現(xiàn)代化的產(chǎn)物，因為其工作效率高、操作簡單的優(yōu)點被廣泛的應(yīng)用在施工現(xiàn)場和傳播，促進(jìn)了我國現(xiàn)代工程的發(fā)展。所謂的機電一體化就是從一個比較全面的角度出發(fā)，沿著系統(tǒng)的方向，將工程中可能用到的技術(shù)，例如電氣技術(shù)、機械技術(shù)等有機的結(jié)合在一起，在進(jìn)行了全面的概括之后，在逐一對其內(nèi)部具體的技術(shù)進(jìn)行細(xì)化，完善各技術(shù)的功能。機電一體化作為時展的潮流，有關(guān)大學(xué)也專門開設(shè)了機電一體化的相關(guān)專業(yè)，培養(yǎng)新技術(shù)的新人才。
1機電一體化發(fā)展歷程
機電一體化理念最初被提出是在1950年，當(dāng)時的觀念還不太成熟，主要是科學(xué)家自發(fā)組織的，為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量和用途，嘗試著將電子技術(shù)運用到機械設(shè)備中，初步的嘗試成功的提高了設(shè)備的工作效率，但是由于當(dāng)時的社會環(huán)境常年處于戰(zhàn)爭時期，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不穩(wěn)定，且科研人員少，再加上電子技術(shù)的發(fā)展也僅僅處于初始發(fā)展階段，機電一體化的理念并沒有被廣泛宣傳，更別說得到人們廣泛認(rèn)可了。在一定程度上，戰(zhàn)爭期間對機械設(shè)備的依賴也促進(jìn)了機電一體化的發(fā)展，但發(fā)展方面僅停留在戰(zhàn)爭機械方面。在后來戰(zhàn)爭結(jié)束后，機電一體化的對象才逐漸由戰(zhàn)爭機械轉(zhuǎn)移到民用機械，并促進(jìn)了戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)。
2機電一體化的發(fā)展趨勢
后來在民用機械的發(fā)展中，機電一體化應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域就是工程機械，隨著社會的發(fā)展，加上有穩(wěn)定的社會、科學(xué)技術(shù)支持，機電一體化的發(fā)展逐漸走上了正軌，并逐步開展全面發(fā)展工作。以下對機電一體化的發(fā)展做詳細(xì)介紹。
(1)智能化發(fā)展。機電一體化在發(fā)展的過程中融入了計算機技術(shù)，借助計算機的工作原理的成果，成功在其自身中運用計算機通信技術(shù)，實現(xiàn)機電一體化的智能化發(fā)展。機電一體化的智能化發(fā)展就是。在其編制過程中，加入人們的思維，對各項技術(shù)進(jìn)行整合編制，實現(xiàn)自動化控制。有關(guān)研發(fā)人員在進(jìn)行研發(fā)時應(yīng)該注意要將機電一體化的各項技術(shù)考慮全面，而且在編制過程中要加入心里學(xué)科，在其自動化技術(shù)上需要根據(jù)人們的心理進(jìn)行編制。
(2)區(qū)域化發(fā)展。在現(xiàn)代社會，機電一體化作為應(yīng)時代而產(chǎn)生的新型技術(shù)，其區(qū)域性發(fā)展是必然的。隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，各區(qū)域的發(fā)展都離不開科學(xué)技術(shù)的支持。機電一體化實現(xiàn)了全面的工程技術(shù)的綜合，并且具有自動化基礎(chǔ)，其在工程機械領(lǐng)域起著非常重要的作用，將會帶動現(xiàn)代工程的發(fā)展，促進(jìn)我國的城市化發(fā)展。
(3)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。在如今信息化的社會，信息化的發(fā)展將人類帶入了一個更加方便的社會，作為信息化發(fā)展的產(chǎn)物，手機、電腦在人類的生活與工作中都發(fā)揮著不小的作用。不僅如此，信息化的發(fā)展對工程機械領(lǐng)域也有所影響。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在機電一體化發(fā)展的過程中，能夠使相關(guān)技術(shù)人員對現(xiàn)場的機械設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控，能夠及時的發(fā)現(xiàn)問題，既提高了工作效率也在一定程度上保證了施工人員的安全。
3機電一體化在現(xiàn)代工程中的應(yīng)用及影響
機電一體化由于其全面性、高效率性的特點在現(xiàn)代工程中得以廣泛應(yīng)用。特別是在電子技術(shù)方面，在機電一體化發(fā)展初期，就是電子技術(shù)與機械設(shè)備相結(jié)合，實現(xiàn)了機電一體化?，F(xiàn)如今，機電一體化對電子技術(shù)的影響也最為廣泛。機電一體化的應(yīng)用實現(xiàn)了電子技術(shù)機械的可操作性、安全性。促進(jìn)了電子技術(shù)的發(fā)展。機電一體化對現(xiàn)代工程的影響貫穿整個施工過程。以下將分為施工前、施工中兩個方面分別介紹機電一體化對現(xiàn)代工程的影響。
3．1機電一體化在工程施工前的影響
(1)使施工需要準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)更加具有科學(xué)性。在施工前需要施工的要求設(shè)計施工圖紙，同時也需要和實際施工現(xiàn)場相結(jié)合。有了機電一體化技術(shù)，有關(guān)圖紙設(shè)計人員在進(jìn)行現(xiàn)場勘察時，能夠利用準(zhǔn)確性能高的精準(zhǔn)儀器對工程的關(guān)鍵部位進(jìn)行實際測量，確保圖紙的可操作性并減少圖紙與施工現(xiàn)場的誤差。這樣能夠有效的提高圖紙的精度和質(zhì)量。
(2)為選擇施工單位和施工材料提供了相應(yīng)依據(jù)。施工單位進(jìn)行投標(biāo)時，需要根據(jù)設(shè)計圖紙編制工程預(yù)算和施工組織設(shè)計。施工單位在進(jìn)行施工組織設(shè)計工作的時候，可以根據(jù)高精度的檢測儀器對現(xiàn)場進(jìn)行精準(zhǔn)的測量，這樣能夠減少施工與設(shè)計的誤差，使施工設(shè)計更加規(guī)范。有關(guān)建設(shè)單位在進(jìn)行招標(biāo)時可以通過觀察投標(biāo)單位所提交的施工組織設(shè)計的規(guī)范性來判斷這個施工單位對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，甚至可以看出整個施工單位的資質(zhì)。而施工單位對施工材料的選擇也是這個原理，要選取與機電一體化設(shè)備相適應(yīng)的施工材料，能夠在雙重方面提高工程的質(zhì)量。
3．2機電一體化在工程施工中的影響
(1)在施工過程中對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用提高了施工工藝。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平有了顯著的提高。對現(xiàn)代建筑的要求也有了提高，不再僅僅滿足于過去御寒的基本要求，而是在此基礎(chǔ)上，更加注重房屋建筑的環(huán)保性能、舒適性、采光性等多方面的高品質(zhì)要求。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用就能夠滿足人們對房屋建筑的高品質(zhì)要求。由于機電一體化操作起來在很大程度上符合人們的思維方式，產(chǎn)出的建筑物也比較美觀。
(2)提高工程的準(zhǔn)確度和速度。由于機電一體化綜合了各方面的工程技術(shù)，并實現(xiàn)機械自動化，其在施工過程中的應(yīng)用有效的提高了施工的效率，節(jié)省了施工時間，縮短了工期，減少了因為延誤工期而賠償?shù)馁M用;運用了機電一體化的設(shè)備操作起來更加靈活，施工單位不用話費時間和成本去培養(yǎng)專門的設(shè)備操作人員;機電一體化的運用讓機械設(shè)備的操作結(jié)果更加精準(zhǔn)，減少了與設(shè)計圖紙之間的誤差，提高了工程的質(zhì)量。
(3)機電一體化技術(shù)大都實現(xiàn)了自動化或者半自動化，加上其中計算機技術(shù)的應(yīng)用，機械設(shè)備在施工現(xiàn)場的監(jiān)測過程中，如果發(fā)現(xiàn)施工人員或者施工技術(shù)出現(xiàn)了問題，能夠啟動自動報警工能，這樣一來，能夠有效的減少施工人員的危險和減少施工過程中的質(zhì)量問題，即使在出現(xiàn)質(zhì)量問題后，由于機電一體化設(shè)備的自動報警，有關(guān)人員能夠在第一時間內(nèi)做出應(yīng)對措施，減少了施工單位因為時間問題造成的損失。
(4)機電一體化之所以能夠提高工程的施工效率時因為在使用了機電一體化技術(shù)后，減少了對施工材料、能源的損耗，加上其操作技術(shù)快，二者都促進(jìn)了機電一體化高效率的性質(zhì)。這樣一來，機電一體化能夠減少施工過程中施工材料的損耗，既節(jié)約了成本也保護(hù)了環(huán)境。同時隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，新型環(huán)保型建筑材料也得到了發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于工程中，減少了對環(huán)境的發(fā)展，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。同時機電一體化的智能化、區(qū)域化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展都也促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
4結(jié)束語
正如上邊所說的，機電一體化技術(shù)作為時展的產(chǎn)物，應(yīng)時展潮流，為工程項目的建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。同時和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展二者相輔相成，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為機電一體化技術(shù)的研究提供經(jīng)濟(jì)支持，機電一體化技術(shù)的發(fā)展為工程項目提供了新科技，提高工程的質(zhì)量和速度，又促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。二者之間和諧發(fā)展促進(jìn)了社會的穩(wěn)定，有關(guān)科技研發(fā)人員應(yīng)該繼續(xù)支持，研發(fā)出更高效的技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：機電一體化；學(xué)生實踐能力；強化
隨著社會的迅猛發(fā)展，高科技目前已經(jīng)運用到各個領(lǐng)域中，機電一體化技術(shù)作為高科技與機械相融合的產(chǎn)物，能夠有效地提升勞動生產(chǎn)率。機電一體化專業(yè)人才主要從事的是產(chǎn)品生產(chǎn)的機械制造、安裝調(diào)試、設(shè)備運行、管理維護(hù)等實踐性較強的工作。機電一體化的人才不僅僅需要掌握一定的專業(yè)知識，更重要的是實踐操作技能?？梢哉f，學(xué)生機電一體化實踐能力直接影響著其未來的就業(yè)情況。因此，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)科的特點，整合一切力量，加強學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)。在此，筆者結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗，粗略談一下如何在機電一體化教學(xué)中強化學(xué)生的實踐能力。
一、構(gòu)建利于學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的課程體系
實踐性的課程體系是強化學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。一般的機電一體化課程體系較為追求知識的系統(tǒng)性和完善性而忽略了實踐性、可操作性，不利于學(xué)生動手操作實踐能力的培養(yǎng)。機電一體化教學(xué)涉及內(nèi)容較多，如：計算機、電氣控制等，需要較強的信息和控制能力，而這些的實現(xiàn)不僅僅需要一定的專業(yè)知識，更重要的是學(xué)生的實際操作能力，而想讓學(xué)生在有限的教學(xué)時間內(nèi)掌握兩種知識并融合使用，只有通過實踐來完成。因此，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生和學(xué)校的實際情況，以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力為中心來整合、優(yōu)化機電一體化課程，從而構(gòu)建實踐性強的課程體系，推動機電一體化教學(xué)內(nèi)容的單一、完善轉(zhuǎn)向多元化、綜合性、實踐性。如：筆者在教學(xué)過程中，將機械專業(yè)的機械工程材料、機械原理、機械零件設(shè)計等內(nèi)容與電工專業(yè)的電工技術(shù)基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電工電子儀表與測量、電機與變壓器、電力拖動、可編程控制器與自動控制原理等知識加之計算機知識分別設(shè)成三個板塊，即：機械知識、電氣知識、計算機知識，進(jìn)而以這些知識為中心點開展教學(xué)，增強學(xué)生對每塊知識的實踐技能，最后相融合滲透，引導(dǎo)學(xué)生嘗試著自己動手探究、實踐。
二、加強機電一體化實驗室和實習(xí)基地的建設(shè)
實驗室、實習(xí)基地是學(xué)校建設(shè)的重要組成部分，更是學(xué)生鍛煉、動手操作的重要途徑之一。然而，學(xué)校大都將建設(shè)的重心放在了教學(xué)手段、教學(xué)工具的更新上，諸如：多媒體、模擬現(xiàn)場教學(xué)等等，以此來調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時也更直接地、更清晰地讓學(xué)生了解和認(rèn)知專業(yè)知識。然而，機電一體化屬于技術(shù)性很強的學(xué)科，想要增強實踐性，實驗室、實習(xí)基地等是必不可少的。因此，學(xué)校應(yīng)加強和完善對實驗室以及實習(xí)基地的建設(shè)，即：要配制先進(jìn)的控制電路等電控系統(tǒng)、現(xiàn)代檢測診斷儀器設(shè)備等機電一體化相關(guān)的設(shè)施，借以來確保每位學(xué)生的動手操作性，進(jìn)而實現(xiàn)強化學(xué)生實踐能力的目的。此外，學(xué)校還可以結(jié)合專業(yè)特點，與企業(yè)相結(jié)合，開展“校企”實習(xí)基地，即：與相關(guān)的企業(yè)簽訂合同，讓本校的學(xué)生去企業(yè)實習(xí)，充分運用社會實踐資源來為學(xué)生創(chuàng)造實踐的平臺，讓學(xué)生更清楚、更深入地了解專業(yè)技能。如：筆者在教學(xué)過程中采取的方式是將三年學(xué)習(xí)時間分為兩個部分，即：第一年和第二年學(xué)習(xí)掌握專業(yè)知識，對于一些實踐活動，在實驗室進(jìn)行；第三年則讓學(xué)生去相關(guān)企業(yè)實習(xí)，“真槍實彈”地去體驗專業(yè)知識的實用性、操作步驟等，深化學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)。
三、開展多元化的實踐教學(xué)
實踐教學(xué)是機電一體化課程教學(xué)的核心內(nèi)容，也是強化學(xué)生實踐能力的關(guān)鍵。針對機電一體化內(nèi)容范疇廣、實踐教學(xué)內(nèi)容不一、學(xué)生個性特征明顯等特點，筆者認(rèn)為應(yīng)開展多元化的實踐教學(xué)，借以來充分調(diào)動全體學(xué)生的參與性，同時最大限度地實現(xiàn)增強學(xué)生實踐能力的目的。首先，創(chuàng)新考核體制，采取多元化的評價體系：將理論知識、實踐操作技能、平時實踐情況、創(chuàng)新情況、自主參與實踐情況等都融入考核體系中來，以此來約束和激勵學(xué)生參與實踐的行為。其次，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、學(xué)生合作教學(xué)法、探究教學(xué)法融合使用，即：結(jié)合教學(xué)內(nèi)容提出教學(xué)任務(wù)；讓學(xué)生自主或者合作探究式地嘗試著操作；引導(dǎo)學(xué)生在實踐中分析、總結(jié)相關(guān)理論知識，同時也可以讓學(xué)生結(jié)合相關(guān)理論知識進(jìn)行實踐，實踐與理論相結(jié)合開展教學(xué)活動，促使學(xué)生理論與實踐的雙重掌握，推動學(xué)生對知識與實踐的靈活掌握與運用。這樣多元化、多角度地開展實踐教學(xué)來充分調(diào)動全體學(xué)生的實踐參與性，進(jìn)而讓每位學(xué)生都能夠在實踐教學(xué)中得以發(fā)展。
總之，機電一體化專業(yè)是社會經(jīng)濟(jì)體制迅猛發(fā)展下的必然產(chǎn)物?，F(xiàn)如今工業(yè)企業(yè)都進(jìn)入了高科技的應(yīng)用時代，需要較多的機電一體化專業(yè)人才。我們作為教師應(yīng)結(jié)合市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，不斷探究強化學(xué)生機電一體化實踐能力的教學(xué)途徑，從而確保學(xué)生學(xué)習(xí)與專業(yè)工作崗位的“零距離”接觸。
參考文獻(xiàn)：
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