机械电子工程定义篇1
关键词：工程机械；电子节能控制；技术研究
中图分类号：S210.41文献标识号：a文章编号：2306-1499（2013）06-（页码）-页数
随着科学技术的不断发展，工程机械在能量消耗、作业性能、操作适宜程度方面的要求越来越高。本文基于一种全新的节能控制理念，借助于电子节能控制技术，进行工程机械的节能控制管理，节约了能量的消耗。下面先讲解一下广义节能的含义。
1.广义节能的含义分析
1.1广义节能含义
工程机械进行能量的转换以及能量的传递，可以给外面的负载提供有效功，做出有效功率。考虑到工程机械属于协同作业类型，有两个方面可以影响到工程机械的输出功率，一个是功率的传递情况，另一个是不同功率间的配合情况。现在人们对工程机械的节能控制大多关注在功率传递方面以及供应方、需求方的匹配方面，却没有关注不同功率间的配合情况。作用功率为工程机械在单位时间里完成的作用量。在提高作用功率的同时就会加大能量的消除程度，降低作业功率的同时就会降低能量的消耗程度。作用功率同功率之间呈反比例关系，为此，需要在一样的作用功率下进行能源消耗数据资料的比较。广义节能含义有以上说到的四点内容，分别是匹配、效率、不同功率间的配合以及作业效率。
1.2典型的工程机械功率图分析
站在能量的角度看待工程机械的全部过程，其实就是不同类型的能量之间进行的传递过程、转换过程以及做功过程。研究工程机械能量控制管理，不能没有工程机械流图的分析研究。以柴油机为例进行的能量转换过程，都来源于柴油提供的化学能量。首先是柴油机转换柴油的化学能为机械能，在这个过程中可以借助于电控喷油或者全程调速的技术方式降低柴油机的能耗指数，提高其动力性能。在液压泵里，把接收到的机械能量转成液压能量，液压泵的动力性能可以借助于压力切断、恒功率控制等方式来改善。考虑到柴油机是能量的供给方，液压泵是能量的需求方，要想改善这种供求关系时，可以进行功率荷载控制管理以及转速控制管理。液压阀接收泵释放的液压能，借助于液压系统内部的压力和对应的执行部分，进行协同动作。液压阀会受到阀控制系统的控制管理，把液压阀状态当成流量需求方面以及操作图方面的代表。把液压泵、液压阀分别当成流量方面的供求方以及需求方。这种供求关系要想良好的匹配好，还需要借助于负荷的传感控制管理以及负流量方面的控制管理。液压阀液压会被马达吸收，传出机械能量。执行元件传出的一部分机械能量会对外负载全面做功。
2.工程机械电子的节能控制技术分析
2.1全局节能控制体系
基于广义意义，进行工程机械电子的节能控制，要进行研究的对象是负载情况以及整体情况，把多执行部分进行的协调管理控制、原来工程机械电子的节能控制技术以及作业效率这三个部分之间相互结合起来，能够为了统一的目标进行最优化的工程机械节能控制管理。要想良好地定量好工程机械节能控制技术的最终节能效果，还需要定义出以下关于节能方面的指标。在单位油耗内、单位时间段内，工程机械做出的对外有效功，即有效功率比上油耗，被称为全局节能指标。它涉及到了多执行部分进行的协调管理控制、原来工程机械电子的节能控制技术以及作业效率这三个方面，可以全面地比较和分析工程机械节能效果。把工程机械全局的节能指标当成总的大目标，可以构成一个全方面的、多个层次的工程机械节能体系。
2.2全电控系统
原来的节能控制虽然有了很大的节能控制效果，但从以下几个方面，打破原来的节能控制管理范畴，还能够取得更多的节能效果。一是改变原来的参数功率，进行柔性的参数功率匹配；二是借助于作业模式技术，进一步完善功率分配系统，这种系统属于一种动态系统，能够基于作业模式上；三是清晰明白驾驶员的意图，完善作业效率控制系统，这种系统能够基于操作模式上。从以上三个方面进行工程机械的电子节能控制，还需要有全电控制的执行层面以及分布管理方式的控制层面，组成一个全新的工程机械电子节能控制功率系统。全电控转动部分由液压马达、控制阀、液压泵、柴油机构成，这些部分都是电控制的。全电控进行元件之间的转换以及功率之间的传递，让硬件功能变的优化，也增加了硬件之间的通用性。这样一来，就能够进行更方面深入的感知，也更加广泛地进行控制管理。全电控制管理系统的专用作用以及控制作用由软件承担，能够在线调节相关的控制参数，让其适应现实的操作情况以及工作情况。做到参数的柔性化管理，取得广义的节能效果。
2.3分布控制系统
信号、数据的处理速度给节能控制提出了更高的要求，为此，需要使用专门的能够基于总线的各类控制管理器，例如液压阀的控制管理器、液压泵的控制管理器、发动机的控制管理器，让这些控制器之间能够良好地连接高速总线，组成一个能够基于总线的控制系统。其中发动机控制管理器控制喷油量根据的是发动机自身的运行数据以及用户做出的指令，基于总线接收别的控制管理器进行控制指令。液压泵的控制管理器会参考液压泵在出口位置处的压力信号，调节整理液压泵的排量信号，然后发给总线数据，也是基于总线接收别的控制管理器进行控制指令。液压阀控制管理器会受到相关工作人员实施的操作指令，在接收指令后控制管理液压阀，然后传输给总线相关的数据信息，并且能够基于总线来接收别的控制指令。这种基于总线的系统，大大地提高了信息数据的传输速度以及处理速度，也能够达到实时控制在功率管理控制方面的要求。
3.总结
原来的工程机械节能控制存在着不少的缺点，打破这种体系的关键就是进行工程机械的全局电子节能控制管理，实现参数的动态匹配，建立动态功率系统以及作业管理系统，使工程机械节能控制有一个良好的控制效果，并且指明工程机械电子节能控制技术以后的发展趋势。
参考文献
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机械电子工程定义篇2
【关键词】机电一体化，发展，意义
一、选题背景
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。
二、机电一体化的定义
机电一体化是在大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术高度发展，向传统机械工业领域迅速发展渗透，机械电子技术深度结合的基础上，综合应用机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号转变等技术以及软件编程等群体技术，合理配置机械本体、执行机构、动力驱动单元、传感测试元件、控制元件、微电子技术、加工、线路以及接口元件等硬件元素，并使之在软件程序和微电子电路逻辑的有序规则运动，在高功能、高质量、高可靠性、低功耗的意义上实现特定功能价值的系统功能技术。
三、机电一体化发展简介
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：
（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。
（2）20世纪70―80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。
（3）20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
四、机电一体化的专业优势
目前，机电一体化技术已广泛参透到各个领域。机电一体化这个尚未被确认的专用术语在十年之前并不为人们所注意，不过以此而取名的设备很旱就有了。随着机械设备的电子化机械部件逐浙减少，这已有十多年的历史了。所谓机电一体化，即是机电一体化技术，或机电信息一体化技术。机电一体化系统的构成或者作为更复杂的系统，则构成的综合系统。
五、本课题内容及意义
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。
机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。
我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。
六、结论
随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献：
[1]袁中凡.机电一体化技术[m].北京：电子工业出版社.2006.
机械电子工程定义篇3
关键词：控制工程；机械电子工程；模糊控制
引言
随着我国社会经济的蓬勃发展，机械电子工程行业对科学技术不仅有着更多的需求量，而且其需求也逐渐朝着多元化、智能化和现代化的方向发展，因此控制工程在机械电子工程中的运用具有良好的应用前景和应用空间。为有效实现机械电子工程的长久稳定发展，人们需要继续关注和重视机械电子工程，并努力寻找可以将控制工程灵活运用到机械电子工程中的方法与技术。本文在这一背景下，对控制工程在机械电子工程中的应用进行探究。
1控制工程与机械电子工程的具体内涵
1.1控制工程
控制工程是指将工程与计算机技术等相关基础理论作为重点概念，利用其中的各项自动化技术解决和控制工程问题的一种技术。控制工程中重点研究多输入与输出，以及非线性设计问题和参数问题等。现在控制工程的应用范围和应用领域正在逐渐扩大，并且在机械电子工程中也开始得到广泛应用[1]。
1.2机械电子工程
机械电子工程既具有机械专业的特点，同时也带有电子信息特征。如果从设计层面出发对其进行定义，机械电子工程融合了众多领域和学科知识，在设计和系统操作过程中主要利用模块化的方式。与以往的机械工程不同的是，现在的机械电子工程性能更高且构造简易、体积较小。随着科学技术水平的持续提升，机械电子工程的系统也越来越复杂，因此有必要利用各种科学技术将其同控制工程紧密联系，从而更好地推动机械电子工程的发展。
2控制工程在机械电子工程中的实际应用
2.1智能控制系统
发展至今，在控制工程中最引人瞩目的便是智能控制系统。其通过杂糅人工智能技术和计算机技术，将其运用在机械电子工程中，使用人工智能的方式模拟和控制某一操作流程，为各种机械机器人设定相关运行程序使其可以像人类一样完成生产操作等工作。智能控制系统的运行方式完全参照人类大脑的思维方式，因此利用智能控制系统可以在进行机械化生产时主动完成各项信息的搜集、分析和处理工作，在有效控制生产成本的同时进一步提升机械电子工程的生产效率。
2.2集成自动控制
现阶段，在我国机械电子工程中最常使用的控制系统便是集成自动控制系统。它立足于原有的信息技术，并对其进行优化调整，有效地提升了机械电子工程系统的完善程度[2]。通过在机械电子工程中，尤其是机械生产加工过程中使用集成自动控制，能够有效整合以往的信息技术以及同机械生产相关的各种信息，从而大大加强了机械电子工程中的集中工程。其通过与信息技术进行高度融合，并配合相应的机械电子生产技术，以自动化、高效化和标准化的方式快速、精准地完成机械加工。在科学技术水平又一次提升的情况下，已经出现了能够全部保留机械电子工程中自动化成分的柔性自动控制系统。该系统能够实现自动化和智能化的生产与控制，可以将信息技术、计算机技术以及现代机械电子技术等进行有机整合。将柔性自动控制系统运用于数控机床，可以将设定好的标准生产程序和控制程序输入至控制设备中，从而更加科学、高效地完成机械生产制造。
2.3鲁棒控制
控制工程中的鲁棒控制也经常被运用在机械电子工程中。相比于其他控制技术，鲁棒控制最大的特点是在面对外界因素的干扰时能够始终保持某一方面的性能不变。因此，鲁棒控制在控制方面具有无可比拟的稳定性，尤其是在机械生产制造中更加倾向于使用多变量型鲁棒控制系统。譬如，在制造柔性臂轨迹的过程中，基于滑膜变的结构控制法研制出了一种慢变控制器，其运用H∞的控制理论，可有效调整整体系统控制器结构。而在模拟研究操作轨迹时则可以通过运用补偿控制算法计算具体的补偿控制量，以有效实现H∞控制理论与滑膜变结构地组合控制，进一步提升控制系统控制目标轨迹运行过程中的精确性和有效性。
2.4预测控制
以高速液压机为例，将控制工程中的预测控制技术运用在高速液压机中，能够有效推动液压机技术实现新的突破与发展。为有效满足社会发展需要，高速液压机的压力和速度均实现了不同程度的提升。因此，其也面临着更大的负载惯性，极有可能出现加大系统超调的情况，从而影响高速液压机的测量精度。通过运用预测控制，能够根据系统的实际情况建立相应的预测模型，并在此基础之上获取预测输出值，利用这一数值准确预测并计算出系统误差变化率。通过运用预测控制能够有效控制高速液压机的负面影响，尤其是通过准确地预测计算能够提前明确控制器的输出，从而有效控制高速液压机的应用模式[3]。
2.5模糊控制
工作人员在机械电子工程中需要进行繁杂的工序和操作才能完成机械加工。因此，为有效提升工作效率并缓解工作人员沉重的工作量，可以将控制工程中的模糊控制运用其中，从而建立起精准的数学模型以有效实现自动控制。模糊控制技术能够清晰直观地展现出具体技术操作，同时其构造算法和控制编程既灵活又简单，对于简化机械加工中的复杂技术具有良好的现实意义。不仅如此，在机械加工中运用模糊控制时，可直接将测量值以及设定好的偏差及变化率等输入其中，省略了数字描述控制对象的步骤即有效获得最优控制输出值。因此，工作人员在特定工作区内使用模糊控制并利用仿真实验的方式就能显示出最优的控制成效。
2.6神经网络控制
目前，控制工程中的神经网络控制技术也经常被运用在机械电子工程中，该技术立足于仿生学中的思想控制，通过连接各个看似简单的神经元，从而构造出一个完整的网络结构即高度非线性动力学系统，用于完成相关技术操作[4]。譬如，在数控机床中，通过运用类似于人脑结构的神经网络，对各操作技术进行自我组织以及适应，从而有效控制数控机床的切削等机械操作。至今，神经网络控制技术在数控机床中已经能较为精确地处理和识别各种不确定的情况，且具有强大的学习能力。由于受到智能技术的影响，神经网络控制将更加智能化、自动化地运用在数控机床中，从而有效提升机床的加工以及工作成效。
3结语
总而言之，在我国综合国力不断上升，科学技术水平飞速发展的情况下，人们对机械电子工程的研究力度正在不断加大，其发展程度也在日益完善。通过将控制工程运用在机械电子工程中，能够有效地帮助机械电子工程提升生产效率和效益，并推动该领域朝着智能化、自动化和现代化的方向稳定发展。相信在未来，控制工程还将得到进一步完善，能够更加全方位、更加高效地运用在机械电子工程中。
参考文献
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机械电子工程定义篇4
关键词：机械电子工程；人工智能；电子技术；关系
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.130
传统的机械工程包括机械设备动力与制造工艺的研究，通过运用机械运动原理实现机械设备的正常运行。而机械电子工程重视实现传统机械系统能量的连接，信息连接是信息连接的重点。随着机械工程与电子工程的融合度越来越高，机械电子工程的智能化会成为未来的发展趋势。
1机械电子工程概述
1.1机械电子工程的定义
机械电子工程与其他相关学科之间有着紧密的联系，结合了各学科的优点，是一门比较复杂的综合性学科。机械电子工程以电子、机械、计算机技术为核心，通过科学合理的设计将各个模块优点发挥到最大。虽然机械电子技术需要运用各方面知识，但是机械电子产品的内部结构并不复杂，只需要将一些简单的机械电子元件按照规划进行科学的组合，就可以最大限度的提高产品的性能，减少成本的投入，在提高产品质量的同时提高企业的经济效益。
1.2机械电子工程的发展
在机械电子工程发展的初期，人们并没有认识到机械电子工程的广阔的发展前景，由于缺乏必要的资源支持，机械电子工程的技术水平也极低，机械电子产品主要以手工制作为主，其工业化水平十分低下，机械电子工程的发展受到了极大的限制。随着机械电子工程的重要性日益凸显和其市场需求的扩大，人们开始重视对机械电子工程技术的开发，为了进一步提高其生产效率，机械电子工程逐渐实现在机械工业中的应用，并获得了飞速的发展。随着机械电子工程与机械工业的结合，实现了机械电子产品的流水线的生产，促进了生产水平的提高，提高了生产效率，可以实现机械电子产品可以在短时间内投入市场。但是目前我国主要引进国外的标准生产线，产品的生产模式与我国实际的生产需求差距很多，生产线本身的灵活性极弱，生产出的产品并不能够满足国内市场的需求。为了促进机械电子工程的进一步发展，需要结合我国国内市场的实际需求，将机械电子工程与人工智能相结合，充分发挥机械电子工程的优点，逐步实现其产业化与智能化。
2人工智能概述
2.1人工智能的学科定义
人工智能通过计算机的使用极大的延伸了自身的智能，主要通过对计算机功能的深入研究得到的一门学科，这门学科具有极大的发展前景，是21世纪的最重要的学科之一。计算机技术的发展是人工智能学科得以发展的关键，因此计算机技术是人工智能学科的基础。但是人工智能学科并不是单一涉及到一门学科，此外还与信息论、心理学、控制论等多个学科存在着交叉关系，因此，人工智能学科吸收了其他各个学科的优点，具有极强的发展潜力。
2.2人工智能的发展阶段
2.2.1萌芽阶段
随着世界第一台计算器的诞生标志着人工智能研究之路的开始，但是这个阶段的发展十分缓慢，但是这个阶段为人工智能的研究积累了大量的经验。直到世界第一台计算机诞生之后，加快了人工智能研究的角度，依旧没有取得实质性进展。所以这个阶段属于经验积累阶段，为之后发展奠定基础。
2.2.2第一个发展阶段
1956年“人工智能”命题的提出标志着人工智能的发展进入了第一个高峰期。这个阶段主要是博弈、和基本原理的证明，这个阶段最大的贡献大大解放了人们的思想，为之后的发展提供了理论支持。
2.2.3第二个发展阶段
人工智能第二个发展阶段的标志是1977年全球第五届人工智能会议的召开，经过这个会议逐渐促使了人工智能与实际生产的结合，使人工智能获得了一个巨大的飞跃，使其进入了知识层面的发展。
3机械电子工程与人工智能的关系
随着社会信息化的进一步推进，为机械电子工程技术的发展带来了契机，人工智能的加入为了机械电子工程的发展开拓了巨大的发展空间。传统的机械电子系统，缺乏必要的稳定性，面对逐渐增多的信息量，单纯通过人工的方式进行处理显得力不从心，急需要一种可以处理多种不同类别信息的技术。在这种情况下人工智能的加入为机械电子工程的发展提供了巨大支持。人工智能通过建立相关模型、控制模型，实现对信息的处理，最终根据处理的信息能够很好的完成故障的诊断。除此之外人工智能使用模糊推力系统和神经网络系统这两种方法实现了对系统的数据信息进行全面的描述，最终实现对机械电子系统的科学合理的控制。
在人工智能漫长的发展过程中，每个阶段的发展都十分缓慢，并没有实现人工智能的实质性的变革。但是随着人工智能与机械电子工程逐渐结合之后，形成了由量变到质变的巨大飞跃，使世界进入了机械电子工程时代。随着人工智能在机械电子工程领域的广泛应用，人工智能逐渐形成了神经网络系统和模糊逻辑系统，通过这两个系统对人类的思维模式进行模拟来解决多变的工程应用问题。人工智能在机械电子工程中的广泛应用过程中逐步完善了自身的缺陷，为自身的发展提供了一个新的发展路径。
从以上可以看出发展过程机械电子工程与人工智能二者具有密不可分的联系。一方面在机械电子工程的发展过程中正是由于人工智能的加入是机械电子工程的发展带来新的契机。另一方面，人工智能通过在机械工程领域的应用，为自身的发展提供了一个新的路径。
4总结
综合来看机械电子工程与人工智能二者是相辅相成密不可分的关系，正是由于二者的密切融合形成了一个具有广阔发展空间的新兴产业。因此在接下来的发展过程中要充分认识到进行二者有效融合的重要性，通过进一步研究实现技术上的突破，最终达到提高企业经济效益的目的。
参考文献：
机械电子工程定义篇5
【关键词】机电一体化；工程机械；电子控制
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着相关技术的不断发展，其内容将不断更新。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术，合理配置各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术，它使工业生产由“机械电气化”迈人了“机电一体化”为特征的发展阶段。
1.机电一体化概要
机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术。而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
2.机电一体化在工程机械中的应用
机电一体化技术从20世纪70年代中期开始在国外工程机械上得到应用。80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起．推动了工程机械制造技术的迅速发展，特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在工程机械上的应用，从根本上改变了工程机械的面貌，极大促进了产品性能的提高，使工程机械进入了一个全新的发展阶段。以微机或微处理器为核心的电子控制系统目前在国外_t程机械上的应用已相当普及，并已成高性能工程机械不可缺少的组成部分。工程机械的机电一体化和智能化将是今后的发展方向现代工程施工中，工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可直接影响到施工工艺的好坏：而工程机械的电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性、经济性、可靠性、施工质量、生产效率及使用寿命等。电子控制系统已成为现代工程机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展及对产品性能要求不断提高，电子控制系统在工程机械中所占的比重将会越来越大，其功能将会越来越强，应用范围也将越来越广，而且其复杂程度也随之提高，这样就对使用与维修人员提出了更高的要求。
3.工程机械的电子控制系统功能
利用工程机械的机电一体化和智能化，生产效率高且能量损失小，节约能源；自动化程度高，施工质量好，精度高；性能稳定，工作可靠，安全，使用寿命长：具有较好的经济性；高的技术价格比和低的制造与使用成本；操作简单、轻便、劳动强度低，驾驶员的工作条件好，具有运行状态监视、故障自诊及自动报警功能，能及时准确地指出故障部位，减少停机维修作业时间。目前工程机械的电子控制系统主要实现如下功能。
(1)电子监控、自动报警及故障自诊。即对工程机械的发动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的运行状态监控，工作中一旦出现异常现象，能自动报警并准确地指出故障的部位，从而改善驾驶员的工作条件，提高机器的工作效率，简化设备维护检查工作，降低使用维修费用，缩短停机维修时间，延长设备的使用寿命。
(2)节能降耗，提高生产率。传统工程机械的能量利用率较低，例如液压挖掘机的燃料能量利用率仅为30％左右，如此低的能量利用率迫使工程机械的发展必须着眼于节能。日本小松公司挖掘机采用新型节能控制器。具有良好的节能效果，燃料可节省23％；日本日立公司挖掘机节能控制系统采用了卡特电子效率控制系统，通过对发动机和泵的综合控制，使功率的利用率可达98％，同时生产率也大大提高。
(3)柴油机的控制。采用电子调速器、电子油门控制装置、自动停机装置、自动升温控制装置等。
(4)提高作业精度。为保证成品料的作业精度，现代沥青及水泥混凝土拌和设备广泛采用了微机控制的电子称量系统，并使称量过程实现了自动化。自动找平系统的应用，使沥青混凝土摊铺机的施工质量有了较大的提高。采有超声波技术的自动供料系统，使沥青混凝土摊铺机的供料实现了自动调节，进一步提高了摊铺质量。推土机铲刀、平地机刮刀、铲运机铲斗刀刃的电子控制，不仅提高了作业精度和作业效率，而且也减轻了操作人员的劳动强度。
(5)作业过程的自动化或半自动化。工程机械实现自动化或半自动化控制，可以减轻操作者的劳动强度，提高生产率，并减少因操作者的经验不足对作业精度的影响，例如，日本三菱公司的挖掘机设有挖掘轨迹控制系统，操作者在控制板上设定好铲斗运动轨迹的形状后，微机控制系统能够根据各种角度传感器的信号，自动控制动臂、斗杆和铲刀的运动，实现各种特定开口和断面沟槽、斜面的精确挖掘，使挖掘作业实现了自动化。
4.结语
机电一体化决不是机械与电子两种技术的混合或简单叠加，而是两者的有机结合。机电一体化系统是先进的自动控制系统，可以处理更多被控参数的复杂情况，计算速度也更快、更准确。机电一体化技术是新技术，是在传统技术的基础上发展而来的，机电一体化技术具有明显的综合性和先进性。机电一体化技术既不同于传统的机械技术、电子技术和微电子技术，又不同于普通的计算机技术，而是将这些技术相互融合、相互渗透并产生飞跃而形成的新技术。
【参考文献】
机械电子工程定义篇6
在科学技术不断革新的今天，机械电子工程发展速度也在不断的加快，但是现阶段内，世界各个国家都没有明确定义机械电子工程，认识不够统一；主要原因有还早呢多，首先是机械电子工程有着较快的发展速度，涉及到诸多的领域学科；其次是如果对定义进行明确设定，那么就会在很大程度上限制到机械电子工程的发展。还有很多问题产生于电子工程发展中，如今其朝着高集成和大容量的方向发展，但是又在不断的减小体积，那么为了促使目标得到实现，就需要不断革新技术。要合理检验电子工程设计方案，仿真分析也是必须要进行的。对于设计人员来讲，需要充分考虑电子元件的工作环境，并且科学优化设计方案，研究电路性能；静电也会危害到电子工程的正常运行。因此，就需要将eDa技术应用到电子工程设计中，促使电子工程获得更好的发展。
2eDa技术概述
在机械工程电子工程设计中，必须要提的一种是eDa技术，它将编辑器件作为主要载体，能够实现大规模编程，而借助于硬件描述语言来进行编程。在应用eDa的过程中，需要将一系列的高科技工具给利用过来，如计算机等，主要目的就是适配编译和逻辑映射特定的目标芯片，以便促使有集成电子系统、专用集成芯片等生成。结合电子电路技术，逐渐发展起来了eDa技术，包括诸多个组成部件，如编译器、综合器、下载器和适配器等等。其中，综合器的功能是转换设计人员的设计文件，以便有系统门级电路描述形成，其主要发挥的是桥梁作用，有效连接了硬件和软件；适配器则是将最终的下载文件给生成出来，并且在指定的器件当中安排。如今，在机械电子工程设计中，核心技术就是eDa技术，原因主要是eDa技术将HDL高级语言给运用了过来，可以公开利用本语言，并且有着较为广泛的描述范围，可以在较大程度上帮助机械电子工程设计，设计人员也可以比较容易的进行后期修改和保存；并且，借助于本语言，还可以自动在线升级现有的设计方案。此外，eDa技术的自动化程度比较高，能够方便的完成仿真、纠错等工作。
3电子工程设计要点
3.1仿真分析
要为了验证分析机械电子工程设计方案的可行性，系统仿真和结构模拟是必不可少的，借助于仿真分析的科学进行，可以保证在日后的实践中顺利应用设计方案。而将eDa技术运用到仿真分析过程中，则可以从技术角度给予保障，可以将各个环节中的传递函数给利用起来，进行数学建模，对仿真系统进行构建之后，就可以较好的推广和使用机械电子工程系统设计方案，对设计人员提出的构思和理论进行验证，保证其是合理和可行的。在此基础上，借助于eDa技术完成了仿真分析之后，还可以分析各个电路的实际结构，同时分析电路结构的正确性和性能指标，量化分析过程。通过大量的实践研究表明，借助于这种仿真分析模式，在很大程度上提高了我国电子工程设计水平。
3.2优化设计
通过优化设计方案，可以保证更加稳定和可靠的应用电子元件，促使其容差和工作环境达到最优化。如果将传统的电子工程设计方法应用到实践过程中，就无法全面科学的检查分析实际容差和电子工程元件工作环境，无法全面勘查电子元件环境，容易有不同方面的漏洞出现于设计方案中，这样就无法保证电子元件的容差和工作环境温度符合相关要求。而将eDa技术运用过来，则可以有效优化设计方案，原因就在于其可以分析计算电子方案环境，依据获得的电子元件的环境温度等数值资料，来优化设计方案，只有这样，方可以保障其能够可靠安全的工作。
3.3对机械结构中的静电有效预防
结合设计方案，促使其功能需求得到满足的结构即为机械结构，如今，科学技术不断地革新，集成电路设计难度较高，且更加复杂，那么就需要科学防治静电。电子元件会在较大程度上受到静电的破坏作用，因为静电电厂会吸引周边电荷，从而对绝缘体造成破坏作用，在较大程度上降低电子元件敏感度，甚至还会烧毁集成电路，影响到电子产品的正常使用；因此，工作人员就需要科学防护静电，合理划分防静电工作区域，定期经常的清理操作空间，促使其清洁程度符合要求，这样静电发生概率方可以得到显著降低。为了更好的检测电子工程故障，需要有机结合智能故障检测和传统故障检测，互相配合和验证，增加电子技术方面的投入成本，促使电子工程检测技术水平得到提高，电子元件和电路也可以更好的适应环境。
4结语
机械电子工程定义篇7
1.1不同的设计方法
与传统的机械工程相比，机械电子工程已经超越了单一的学科，显而易见，机械电子工程是一个交叉学科，它充分的融合机械技术与信息技术，这就要求其在进行设计的过程之中必须充分考虑和应用自己的设计方法，在实际的设计过程之中，设计人员往往采用自上而下的设计方法，这种设计方法是机械电子工程设计之有的方法。
1.2产品上的差异
机械电子工程的另一个特点就是其产品上的与众不同，与一般的产品不同，机械电子产品的结构看似简单，但是在实际的设计与开发过程之中却融入了很多先进的技术与理念，这就远远的超越了传统的机械，这就是产品的外观更加的轻盈小巧，同时可以实现更加的智能化与现代化，是生产力飞跃的具体体现。
2.机械电子工程的发展过程
前文已经讲过，机械电子工程并不是一个简单的孤立学科，它是一个涉及机械与信息技术的交叉学科，又受到人工智能理念的影响，因此是一个典型的交叉学科。正是由于该学科的复杂性造成该学科在形成的过程之中并不是一蹴而就的，相反，该学科在形成的过程之中经过了很多阶段，经过相关的发展才最终形成现阶段的机械电子工程：
2.1机械电子工程学的开端
机械电子工程学的起步阶段是传统的手工生产，在这个阶段，机械电子工程学的发展十分的缓慢，这是由于此社会的平均劳动生产率相对较为低下，劳动力资源相对也较为匮乏，生产力的发展与进步比较缓慢，但是在一次次的尝试之中，机械电子工程还是逐步的发展起来了。
2.2机械电子工程学的高速发展阶段
机械电子工程学的高速发展阶段主要是流水线生产线的成功应用，这一时期的生产过程已经具有了相应的标准，在很大程度上促进了生产力的发展与进步，并不断的拓展机械电子工程产品的种类，逐步满足社会的发展与需求。
2.3机械电子工程的成熟阶段
进入21世纪，机械电子工程逐步走入其成熟阶段，逐步的形成了其特有的生产体系与发展体系，并实现了与现代信息技术与人工智能技术的完美融合，进入了现代机械电子工程的成熟阶段，不断的促进现代生产的发展与社会的进步。
3.人工智能的发展史
3.1萌芽阶段
人工智能的萌芽阶段起源于法国，当时法国科学家首先研制出了第一部计算器，从此世界开始了人工智能的研究之路，直至冯诺依曼发明第一台计算机。人工智能在其萌芽阶段和其他技术一样，发展打偶较为缓慢，但是却为后来的发展积累了丰富的经验，为之后的发展奠定了坚实的基础。
3.2第一个发展阶段
1956年美国人第一次提出“人工智能”的命题，并进行了相关的研究，这是引起人工智能第一发展高峰期的标志。这一阶段的人工智能属于较为简单的发展阶段，主要针对的的任务是：博弈、计算以及证明等任务。在这一阶段的确取得了一定的成就，这一阶段的主要贡献是大大的解放了人们的思想，使人们认识并了解了人工智能的可行性，对人工智能后期的发展起到了巨大的促进作用。
3.3第二个发展阶段
1977年全球召开了第五届人工智能会议，这是人工智能发展的第二个阶段的开始，由此之后，人们认识到知识工程对于人工智能领域的重要意义与价值，并不断的进行相关的发展与研究，促使人工智能与实际生产相结合，逐步的推进了人工智能的快速发展与进步。也正是在这个阶段，人工智能获得了巨大的飞跃，并表现出广阔的市场前景，在不确定推理、分布式人工智能、常识性知识表示方式等关键性技术问题和专家系统、计算机视觉、自然语言理解、智能机器人等实际应用问题上取得了长足的发展。
4.机械电子工程与人工智能的关系
机械电子系统具有不稳定性，这就使得机械电子系统在输入与输出关系的处理上比较困难。推导数学方程的方、建设规则库的方法以及学习并生成知识的传统方法,虽然在解析数学方面具有精密性,但是这些传统的方法还只能适用于一些相对简单的系统。然而现代社会所需求的系统是纷繁复杂的，往往会需要一个系统能够处理多种信息类型。人工智能建立系统所采取的方法中，主要使用的是神经网络系统和模糊推理系统。神经网络系统能够实现对人脑结构的模拟人，能够分析数字信号并给出参考数值。而模糊推理系统则是通过模拟人脑的功能,来实现对语言信号的有效分析。在处理输入输出的关系上，这两种方法既有共同之处，也存在各自的差异性。神经网络系统在信息的储存上是采用分布式的方式，而模糊推理系统则采用规则方式实现信息的储存。神经网络系统输入时由于每个神经元之间都有固定联系所以计算量一般都很大，而模糊推理系统的连接是不固定的，所以其计算量相对较小。人工智能系统的建立于发展在很大程度上促进了现代机械电子工程发展与进步。在实际的机械电子工程的设计工作之中，我们必须依靠相应的人工智能技术植入，只有这样才能更好的促进机械电子工程的发展，与此同时最大限度的促进人工智能功能的实现。很显然这个过程相互促进的过程，只有在发展之中充分的考虑两只之间的相互结合，不断的开拓出全新的技术，促进两者之间的更好的融合才能不断的促进两者的共同发展，不断的促进其进步，实现机械电子工程的不断发展，推进人工智能的持续进步。
5.结束语
机械电子工程定义篇8
【关键词】：机电一体化；工程机械；自动化
1、机电一体化在工程机械中的应用
1.1工程机械设备的节能应用
在传统的工程机械制造应用中，不管是机械设备的生产制造过程还是成品后的实践应用，均由于设备本身各功能模块之间协调性、整合程度的不高。而导致设备运行效率低，能源浪费现象严重。引入机电一体化的现代工程机械，通过使用新型电子节能装置，如电子节能控制器等，可以大幅提高各类工程机械（挖掘机、碾压机等）的能源利用率，减少能源浪费，实现资源能源的节约。不仅如此，机电一体化的应用还能够赋予工程机械安全、环保的优势特点，提高工程机械各功能模块运行的协调性，减少机械磨损，简化机械操作，提高机械运行效率。
1.2工程机械监控中的应用
工程机械在投入使用的过程中，为了保证其发生的故障异常可以在最短时间内被发现和解决，保证工程机械运行状态良好，监控成为现代工程机械中一个不可缺少的重要技术。机电一体化的应用使得监控效用得以进一步的发挥和利用。机电一体化运用电子技术、控制技术等多种技术研发电子监控装置，建立远程监控系统，对工程机械的运行状态进行实时监测，包括机械内部的传动系统、发电机、工作装置等各个模块。通过对工程机械运行状态全方位的监测，实现对机械故障异常的自诊断、自主决策。并在发现故障的第一时间内发出警报，警示操作人员对故障进行及时有效的处理，尽快将故障消除，恢复工程机械正常运行状态。机电一体化在工程机械状态监测方面的应用，有利于减少机械设备故障的发生，保证机械设备正常稳定的运行，节约维修费用，减少资金的不必要浪费，提高工程C械的服务水平。
1.3机械自动化作业中的应用
随着自动化技术在工程机械领域中应用的日益普及，机械设备的自动化作业便成为现代工程机械的一个重要特征和需求。而机电一体化技术的发展及其在工程机械中的应用，则进一步提升了机械作业的自动化水平，实现了作业过程的半自动化或全自动化。机械作业过程自动化的实现，相比于传统手动的作业方式，其运行效率更高，作业效果更好。它可以降低劳动强度，减少劳动力的投入，在一定程度上节约人力资本，减少由机械过度疲劳、操作人员疲劳等引发的安全事故。
1.4作业精度控制中的应用
工程机械设计、加工制造对精度有着非常严格的要求，只有工程机械从设计到生产、加工组装等每一环节精度都得到较好保证，都符合相关标准，才能保证工程机械整体精度符合要求，满足实际需求。工程机械制造具有结构复杂、构件、零配件种类多的特点，采用一般的技术难以保证成品机械精度与质量，而使用机电一体化技术对工程机械产品加工制造的作业精度进行控制。大量实践表明，可以取得较好的控制效果，保证产品加工精度。这一成果主要得益于电子控制系统的开发和向工程机械领域的延伸。电子控制系统运用现代化的电子科技技术和控制技术能够为称量的精确性提供良好保证，实现称量操作的自动化。从而有效避免由人工称量所带来的较大误差缺陷，提高机械成品的称量精度，实现机械的精确化作业
2、机电一体化技术在工程机械上的发展前景
科技前进的脚步永不停歇.第三次工业革命距今已有半个多世纪，这并不能满足工业革命对人类带来的需求，因此，越来越多的人提出了第四次工业革命的理念，开始描绘第四次工业革命蓝图二事实证明，随着科技的不断发展.人类一也即将进人第四次工业革，于此同时，机电一体化技术也必将有所改革和创新，在末来工业机械中得到更为广泛的应用：
2.1环保化
可持续发展一直是我国发展的环保理念，同时也是要求企业在发展中需要遵循的一个原则。在未来工程机械高度发展的过程中，可能会对环境带来破坏和污染。这与我国实现绿色产品概念的愿望是相悖的，因此.这就要求机电一体化技术在应用过程中，能够避免环境造成污染，又寸能源可以做到循环利用的程度。
3、机电一体化在机械工程设备中的意义
随着机电一体化技术的发展和完善，机电一体化产品的概念已经逐步扩大到控制系统和被控制系统相结合的产品制造和过程控制的大系统。机电一体化技术的发展最终将使机电产品向多功能化、高效率化、高自动化、高智能化、高可靠性、省材料和省能源的方向发展。机电一体化技术应用于工程机械设备当中，对于机械系统的功能、性能、操纵性和可靠性方面都会产生影响。（l）逻辑联系的可编程性以及单个驱动部件的智能化，是机电一体化系统的功能得到丰富和提高的主要原因，通过软件的设计，机电一体化系统可以完成极其复杂的任务，从而赋予传统机械产品许多新的功能。（2）机电一体化系统的动力智能化、分散化，不但使传动链缩短，提高了传动精度，而且使整个机电一体化系统的机械结构更为简单，机械部件数量减少，使系统的刚度更好，从而使得机电一体化系统的运动特性和动力特性都得到很大的提高。（3）电子技术的发展使得操纵系统不再受机械结构的限值，可以将操纵设备和显示设备安装在任何方便操作的地方，并可以通过互联网和无线网完成远程操作，提高了危险环境下操纵的安全性。（4）传动链的缩短和嵌人式电子控制系统的应用，使系统结构大幅度简化，系统的可动部件减少，磨损也大为减少，进一步提高了机械系统的强度、刚度和过载能力，从而提高了可靠性。
结束语：
机电一体化是现代机械工业发展的必然趋势，是多种技术综合作用的结果，更是工业化发展的必由之路。它在工程机械中的应用极大地推动了我国机械工业的进步和发展。尽管现阶段机电一体化程度还较低，但其作用、地位和价值却是不可否认的。因此我国应加强对机电一体化技术及其应用的研究和创新，推动我国机械工业快速发展。
【参考文献】：
[1]李洪忠，梁振清.机电液一体化技术在工程机械上的应用研究[J].山东农机，2014，（7）：11-13.
[2]张彬.论机电一体化技术在现代工程机械中的应用与发展[J].现代商贸工业，2012，（5）：180.
机械电子工程定义篇9
关键词机械电子工程研究生培养教学改革创新意识
中图分类号：G643文献标识码：a
GraduateStudents'"mechatronics"training
andinnovativeabilityimprovement
SUiXiuwu，niUXuejuan，DUYuhong，SanGHongqiang
（tianjinpolytechnicUniversity，tianjin300387）
abstractinthispaper，combinedwithtianjinpolytechnicUniversity"mechanicalandelectronicengineering"excellentcurriculum，outstandingteachingandteachingreformprojectonhowtotrainagraduatestudentinmechanicalengineeringdisciplines"mechatronics"designthinking，teachingphilosophy，teachingmethods，practicepatterns，innovationaspectsofconsciousnessandinnovativeability，suchasaseriesofmeasures.teachingpracticeovertheyearsshowsthattheapplicationofthesemeasurestoimprovetheabilityofgraduatemechatronicstechnologies，researchcapabilities，theabilitytocontinuetheireducationandemployabilityhaveachievedverygoodresults.
Keywordsmechanicalandelectronicengineering；graduates'training；teachingreform；innovativeawareness
1“机电一体化”思维和创新能力培养
1.1创新能力培养的重要意义
研究生的综合应用能力、创新能力，从大的方面讲，对综合国力的增强、高水平大学的建设和发展都具有积极的意义，从小的方面讲，是学生就业能力、考博能力、职业生存能力的基本保障，因而其意义十分重要。目前我国研究生创新能力，尤其是原创能力较差，参与创新研究的机会少、有影响的创新成果少。①为此，2013年3月，教育部、国家发展改革委、财政部三部委联合下发的《关于深化研究生教育改革的意见》中明确提出：“强化创新能力培养，探索形成各具特色的培养模式”。②
1.2“机电一体化”思维的主要内容
现代的机械工程已不是简单的机械结构的设计与应用，机电一体化是大势所趋，机械电子工程是一门综合技术，它的设计与开发范围是非常广泛的，一般包括六大共性关键技术：机械技术、传感检测技术、计算机与信息技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统集成技术。
机械工程学科的研究生，大多数出自机械工程及自动化本科专业，一般具有较扎实的机械专业的基础，在“机械设计、机械制造”领域具备一定的专业知识，但是电子方面的基础知识却比较薄弱，许多研究生连常识性的电子知识都不具备，甚至对“测量”、“控制”领域一无所知。因此需对其在电子技术、计算机技术、机电系统集成技术等方面进行专业培养。
机械电子系统的发展主要表现在智能化、模块化、网络化、微型化、人格化、绿色化。针对机械电子工程系统的发展趋势，与时俱进地改进教学内容，将上述思想引入教学，使研究生能够抓住学科发展前沿，对科研产生浓厚兴趣，培养基本的机电一体化的设计思想。③④
2“机械电子工程”的教学改革
“机电一体化”的设计思想培养，依托“机械电子工程”课程，在课堂教学内容上重新设计。在测量传感技术中，重点讲解机械工程领域的传感技术，如力觉、视觉、触觉、位置、运动的检测等的检测原理与方法，而不再重复通用的工业领域的温度、压力、流量、物位等的检测；在控制技术中，重点讲解单片机、pLC，并适当介绍嵌入式系统Stm、DSp处理器及pmaC多轴运动控制卡等；控制算法中除了介绍传统的piD控制策略及其改进，重点介绍模糊控制的原理和应用；在机电系统的集成技术中，重点讲解机电系统的各模块之间的级联问题、机电系统的电磁兼容问题等。
在整个教学过程中，以典型的应用案例“加工中心”、“工业机器人”贯穿始终，特别是将工业机器人领域的科研成果及前沿技术引入教学。在教学过程中，与时俱进地丰富研究生课程内容，尤其是运用最新机电一体化的案例作为分析对象，最大程度地吸引学生的学习兴趣，激发研究生的学习动力。将机械工程领域的“设计、制造”与“测量、控制”有机地结合起来，在培养研究生机电一体化领域坚实的基础理论的基础上，将测、控、传等各专业技能充分融合起来，提高研究生的机电一体化的系统集成能力、工程应用能力、科研创新能力。
同时，充分利用丰富的数字化教学资源、“机械电子工程”课程网站、优秀的多媒体课件，结合学生来自不同学校，基础差别较大的现状，采用模块化教学方式，将教学内容分为基本要求、中等要求和较高要求，引导学生根据自身条件及科研需要有针对性地选择要学习的内容，做到因需施教，因材施教。实现教学内容与多种教学手段的有效结合。
3加强实践教学环节
3.1案例教学
结合学院办学条件，并与企业进一步加强合作，以自动导引搬运车（aGV）、汽车防抱死制动系统（aBS）、工业机器人、自动化生产线等典型机电一体化技术为实例，对常用机构的选择、运动的检测与控制、控制算法的实现等进行深入的剖析和讲解，使学生对机电一体化系统设计的集成技术有了深入的认识和理解。
3.2开放式作业
设计了若干个开放式作业，如机器手运动中的直流电机运动控制、步进电机运动控制，高能锂电池生产线的锂电池恒流放电系统的模糊控制等，学生们通过自主查阅资料，自主设计方案，实现预期功能。通过这些训练，强化了学生进行信号处理及运用计算机控制知识的能力。
3.3企业导师进课堂
一些学校引进企业导师进课堂，在本科生培养，特别是卓越工程师班的教学中发挥了重要作用，而在研究生的培养中尚很少引入。本文的企业导师进课堂针对的是低年级的研究生，与学术报告不同，更多的是结合企业的需求，先进前沿技术，更侧重于应用。本项目引入多次企业导师教学，包括机器视觉技术与应用、物联网技术及应用等。
3.4展会现场教学
利用地域和行业的优势，参观一年二次的国际装备制造业博览会。在展会上进行现场教学，学生们就“加工中心”、“工业机器人”、“自动导引车”、“三维扫描仪”等设备和技术进行了深入探讨，由任课教师和现场工程师进行细致讲解。通过展会的现场教学，学生们了解了制造业的发展新水平，学习了制造业的新技术，认识了制造业的新设备，收获颇丰。
3.5研究生实践报告
每个研究生结合自己的未来的研究方向，完成一个“机电一体化综合案例”的应用设计报告。要求给出设计要求、设计背景、总体方案、各功能模块的具体实现思路等。在进入课题研究之前，先对机电一体化的课题研究形成初步的设计思想，对结构、测量、控制系统的设计，以及如何协调各模块的工作有直观的认识。
4结语
文章构建的“机械电子工程”课程的课程建设体系、教材建设和教学改革建设，立足于本校研究生教育的现状，以高校机械工程学科研究生的“机电一体化”思想培养与创新实践能力培养为切入点，在近几年的研究生培养中积累了丰富的经验，取得了良好的效果。该教材已经列入“普通高等学校“十二五规划”教材”、“普通高等学校研究生系列优秀教材”，该教学改革的一些思想，比如“模块化教学”、“企业导师进课堂”、“展会现场教学”等，已推介到学校其他学科应用，研究成果已得到了一定程度的推广和认可。
注释
①袁本涛，延建林.我国研究生创新能力现状及其影响因素分析――基于三次研究生教育质量调查的结果[J].北京大学教育评论，2009（2）：12.
②教育部，国家发展改革委，财政部.教研[2013]1号.关于深化研究生教育改革的意见.
机械电子工程定义篇10
东莞处于珠江三角洲经济发达地区，被政府定位要建设成为“国际制造业名城”，且与港、澳和国际交往密切，新产品、新设备、新技术引进快、更新快，东莞理工学院是东莞地方性本科院校，具有得天独厚的产业优势。机械电f工程是该院机械设计制造及其自动化专业的主要专业方向之一，研究机械电子工程的办学特色具有亟大意义。
1.机械电子工程办学模式及特点
国外的高等工科教育，十分重视微电子技术与机械工程的结合，在高等院校中正式建立机械电子专业的大致有两种类型，一种以机械制造过程机电一体化为方向，如日本的丰桥技术科技入学生产系统工程系和英国勃莱德福的制造系统工程系；另一种以产品机电一体化为方向，如日本的静岗大学光电机械学科。日本名古屋大学电子机械工程系的学者认为：过去是机械工程和电子工程分别作为两个独立的领域，今后，社会和发展形势迫切需要能够掌握机械工程和电子工程两个领域的人才。这个系设有电子机械基础理论、电子机械应用设计、超精密加工、电子机械测量、集成机械工程等5个教研室。日本东京大学机械工程系设计与制造系统专业（相当于我们现在的机械设计与制造专业）的课程设计考虑了培养机电一体化人才的需要。他们认为在机电一体化产品中有关传感技术，数据转换、传递与处理技术，接口技术和计算机的操作与控制技术，以及应用软件等知识，已成为现代机械工程师必须具备的基本知识。因此他们在专业教学中增设了以下一些课程：机械工程学、机构与信息、信息化生产系统、CaD/Cam、自动化、先进制造技术、信号与图象处理、系统管理、机电一体化、系统动力学、机械动力学、工业综述、工业系统以及应用软件技术等。
我国高校机械电子工程专业的设置始于20世纪80年代。最初机电工程专业是依据各校归口行业应急的需要，对原有相关专业进行调整而设置的，教学计划的制定明显带有“机靠电”或“电靠机”的倾向。而课程设置，尤其是体现机电一体化新技术的专业课程设置远跟不上技术发展的速度。尽管如此，由于微电子技术、计算机技术的率先渗透，这一时期系统性教育结合进修性教育培养出的机电一体化人才，在生产实践中，对改造企业的老产品、旧设备和生产线，提高自动化水平和经济效益起到了一定的推动作用。进入20世纪90年代以后，机电一体化人才的培养为了适应经济体制逐步转轨以及学科迅猛发展所带来的变化，许多高校对机械电子工程的专业结构、课程设置、教学内容均进行了大幅度的调整。
上海交通大学精密仪器专业立足于原有专业的改造，彻底更新原有的课程设置体系。该专业教改从优化专业课程设置入手，以“精密机械设计”“传感器”“微机及接口技术”等核心课程为结合点，链接反映学科新兴技术应用的相关课程。如在精密机械设计分支中，增设了“精密机械CaD、仪器CaD”等课程；在传感器分支中，增设了与提高产品质量休戚相关的“仪器可靠性设计”和为加强电路系统设计能力的“精密仪器电路”等课程。与此同时，考虑到近年来光机电一体化系统的研究已经步入产品化阶段，出于光、机、电、智能伺服系统综合设计能力培养的需要，又增设了“仪器光学基础”“自动控制系统”等课程。优化后的课程体系，总体分布趋于合理，较充分地体现了先进性、及时性、实用性的特点，形成了机、电、计算机技术“三足鼎立”之势。
哈尔滨工业大学机械电子工程专业的教学改革自始至终是与学校211工程发展规划以及教改立项研究结合在一起的。为了挖掘内部潜力、调动积极因素、发挥综合优势，哈工大将校内原“精密机械及仪器制造工程”专业、“机电控制及自动化”专业以及机器人研究所、现代生产技术中心合并，重新组合成立了机械电子工程专业。这种集科研、教学、工程实践于一体的教学体系，不仅在师资力量、教学设施上为专业教改奠定了基础，而且合一化机制自身所具有的自动反馈功能，更为及时调整教学环节、更新教学内容提供了保证。重新制定的教学计划中，专业课程的设置具有学时少、针对性强的特点，经适当搭配后，与统设专业基础课组织，不仅形成了“机电控制和自动化”、“机电一体化产品设计和制造”两个专业方向（这与当前机电工程专业机械产品机电一体化和机械制造过程机电一体化分别设置的发展新趋势相吻合），同时，突出了知识传授与工程实际需要的紧密结合。
综上所述，机械电子工程办学模式的共同特点是：
（1）基于机械电子学从理论到实践的不断延伸和扩展，基于机械电子工程综合性人才培养的需要，遵循“宽口径、广适应”的原则，专业方向以机械产品机电一体化和机械制造过程机电一体化两个大方向来划分。
（2）站在市场经济对专业知识结构的总体高度上来权衡课程设置、教学内容与教学时数，摒弃以往单纯强调课程自身完整性的作法。对专业基础课，要削枝强干、精心搭配；对专业课，要反应现代科技水平，突出新、简明、实用。
（3）加强实践性教学环节，探索适应经济新机制的管理方法。提倡三结合，gfl:理论与实践相结合，教学实践与生产实践相结合，实践环节要体现机与电的结合。
2.机械电子工程课程设置
借鉴国内外髙校设置机械电子工程取得的经验和成果，结合我院自身特点及地理优势，总结我院第一届机械电子工程办学经验，在“保证基础、突出主干、注重能力、增强适应性”培养原则的基础上，修改机械电子工程教学计划。建议课程设置如下：
（1）保留通识教育课程。
（2）修改学科基础课程设置。保留机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机电传动与控制、测试传感技术、液压与气动，将互换性与技术测量、工程材料及成型技术与机械制造工程原理整合为一门课，压缩学时：加强电工与电子技术课程，具体将电子技术改为模拟电子技术和数字电子技术，并增加电工部分的电路分析；加强微机原理与接口技术课程，增设计算机辅助设计与制造课程。
（3）修改专业课程设置。保留控制工程基础、机电一体化系统设计；将数控技术与制造系统的计算机控制整合为一，改设为计算机控制技术并增加学时，增设数控机床与编程，增设机器人技术。
（4）合理设置选修课。对任选课可按照“宽而浅”的原则设置课程，组织教学内容，一般每门任选课以20~30学时为宜；对于跨专业的任选课可采用讲座方式，一般每门课程的讲座时间10〜15学时为宜，以拓宽知识面、增加信息量、扩大视野、促进能力与素质的培养提高为目的。
3.机械电子工程实践教学环节
为了在大学的有限时间内，有效地培养学生的综合能力和创新能力，提高学生的素质，除了课堂教学部分的课程设置、教学内容以及教学方法应围绕上述培养目标进行改革外，还应重视实验教学及工程实践教学在人才培养中的重要性。这是因为在实验教学及工程实践教学的过程中，学生将所学的知识用于解决工程实际问题，从而产生从感性认识到理性认识的6跃；通过实验及实践教学，学生提高了学习兴趣，贴近了工程实际，进一步明确了学习目的。尤为重要的是还为提高学生的综合能力和素质，培养学生的创新精神提供了一个合适的环境。基于上述原因，我们对机械电子工程实践教育体系的建设进行了探讨研究。
3.1机械电子工程实践教学体系
以本科培养方案和教学大纲为依据、以评估要求为标准，建议我院机械电子工程实践分为3个阶段，贯穿于大学四年教学全过程，且每个阶段都有一定的目的与要求，各阶段的基本内容下：第一阶段为实践认知阶段，本阶段教学主要沿工程设计的实际过程展开，使学生通过参观、调研、资料查询检索、采购与经济核算、动手拆装、模型制作、计算机绘图大作业的实践，得到一个真实的较完整的工程经历，强化学生的工程意识，加深对机电结构的感性认知，并结合有关的机电工程导论课使学生对机械电子工程有一个比较全面的了解。
第二阶段是基础实践阶段，使学生通过金工实习、电工电子实习，机械原理与机械设计、机电传动与控制、测试传感技术、液压与气动、微机原理等课程的实验、课程设计和大作业等环节，了解制造与控制的基本工程知识与设计过程，训练学生逐步树立工程观念，提高解决工程实际问题的能力，培养学生的创新意识。
第三阶段是综合实践阶段，把工程设计与机电课程结合起来，进行机械设计与机电控制相结合的综合设计。在这一阶段学生结合专业方向课程的学习，首先通过机电系统综合实验的yii练，然后通过专业课程设计、生产实习、毕业设计，使学生综合解决工程实际问题的初步能力得到系统的培养与锻炼。
在实践时间安排上，除了在学期末安排一段集中时间实施外，基础实验采用单独设课的形式；专业综合实验采用比较灵活的方式，只给学生布置一定的实验任务与最终要求，而完成实验任务的过程则由学生自己确定；在实验进度安排上，只要求学生在规定的某…段时间内（如一个学期内）完成，实验室在规定的时间内对学生完全开放，学生完成实验有较大的灵活性，从而为学生的个性发展与创造性的发挥创建一个适宜的环境。
3.2机械电子工程综合实验课程设置
针对机械电子工程的特点，建设机电系统综合性实验平台。设计符合新形势下的科学合理的实验教学体系方案，充分突出综合性实验的主体作用，提高共享性、开放程度和效率。
机电系统综合实验是机械电子工程的综合性实验课程，其主要目的是培养学生综合运用已学的力学、机械原理和机械设汁、控制工程、测试技术、微机原理、计算机控制技术等课程知识来提高解决实际工程问题的能力。该课程通过学生亲自、独立完成一系列较有针对性的小设计小制作，使学生在独立工作能力、实验实践以及专业技术知识与技能的综合应用等方面得到比较实在的锻炼和培养。具体题目是从教学、科研、生产实际课题中提炼而出，每种题目由一至两名教师负责辅导，各班学生分为4〜5种不同类型、不同内容的题目。如机械电子的具体综合实验题目可以设为：①单片机实验系统一应用硬件及软件的设计与研制；②爬楼轮椅的设计和实验模型的设计、制作；③单片机控制电梯教学模型；④带闭环控制功能的单相交流伺服电动机调速系统；⑤单相调速电动机控制的机械手；⑥单片机直流电动机控制系统。
在专业综合实验的内容和时间安排上，采用比较灵活的方式，只给学生布置一定的实验任务与最终要求，而完成实验任务与过程则由学生自己确定；在时间安排上，只要求学生在规定的某一段时间内（如一个学期内）完成，实验室在规定的时间内对学生完全开放，学生完成实验有较大的灵活性，为学生的个性发展与创造性的发挥创建一个适宜的环境。同时又可以较好地解决了实验室的设备在集中实验时不够用，空时又闲置着的矛盾，较好地发挥实验设备的效能。
3.3机械电子工程毕业设计
进入21世纪后，我国社会主义现代化建设进入了更高层次、更快速度的发展时期，需要大量不仅有较深的专业知识，而且知识面更宽、素质全面的高等工程技术人才。机械电子工程要求学生具有较强的工程素质和工程技术综合应用能力，毕业后能胜任机械电子工程方面的设计、制造、研究开发、维护与使用、生产及经营管理等方面的工作。学生毕业后能否适应多项技术工作的需要，是否具有一定的开拓和创新能力，在很大程度上取决毕业设计的效果。为此，毕业设计要着眼于市场，选择科学研究与新产品开发相结合的“实战”题目，将新技术运用融入技能培养之中，同时让同学们接触市场经济知识，使他们在实战演练中不仅增长技术才干，而且感受到市场竞争的严峻。
建议从三年级下学期开始实行导师制，学生可以选择毕业设计的方向和指导教师，结合导师的科研项目，提前进入毕业设计，为保证毕业设计质量打下基础。坚持选择科研项目和有生产应用背景的题目，真题真做，使学生受到严格的工程实践和科研训练。已经签定就业协议的，毕业设计的题目可以征求用人单位的意见，将毕业设计题目与企业生产中的实际问题和教师科研成果联系起来。少数学生的毕业设计可以在用人单位做，由学校和企业的工程技术人员联合指导。学生不仅可以综合应用所学知识，而且可以亲生经历企业实际的工程训练过程，对现实社会有直接的了解，为今后上岗工作奠定基础。
总之，实践性教学体系的改革是专业总体改革的重要组成部分，始终遵循“来源于实际，还原于实际”的指导思想。
4.结语
机械电子工程培养的是复合型应用人才，是从事机电一体化产品设计、制造、运行、试验、开发研究的高级技术人才。要求他们既具有扎实的机械、电子、信息等方面的理论基础，又具有较强的动手能力、工程设计和综合调试能力，从而能综合运用系统理论、机械技术、电子和计算机技术及其现代技术，实现硬件技术和软件技术的巧妙结合，形成优化设计方案，研制出高功能、高质量、高可靠性、低成本的机电产品和系统。要实现上述培养目标，必须从各方面采取措施：
（1）课程设置做适当调整，学生在学习机械类知识的同时，必须加强电类知识、计算机应用和机电接口技术、自动化技术的学习。
（2）加强实践环节，建设机电系统综合实验平台。
（3）毕业设计要着眼于市场，选择科研项目和有生产应用背景的题目，使学生受到严格的工程实践和科研训练。