机械电子工程设计范文

导语：如何才能写好一篇机械电子工程设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】机械电子工程;工程设计;技术要点

分析机械电子工程是科技快速发展的产物，是高新技术的代表。机械电子工程在各个国家和领域都有进行大力研究和投入，目前在我国，机械电子工程是重要的高科技产业，对全面提高我国的国际竞争力有着非常积极的意义。现就机械电子工程设计中的技术要点分析，具体如下。

1机械电子工程中的技术要点——EDA技术

在机械电子工程设计中，EDA技术是一种新技术，是机械电子工程设计中非常重要的技术。在实际应用过程中，EDA技术的主要载体是能进行大规模编程的逻辑器件，在进行编程的时候，使用硬件描述语言的表达方式。在EDA技术应用的过程中，需要利用计算机和可编程逻辑器件等，作为开发软件或试验软件，对特定的目标芯片进行适配编译和逻辑映射，最终形成电子新系统或专用集成芯片。EDA技术的发展是在电子电路CAD技术上形成的计算机软件系统。EDA技术的组成部件是编译器、综合器、下载器和适配器，对于综合器，是用来将设计师的设计文件进行转换，成为该系统的门级描述，综合器的作用其实就是能将硬件和软件进行相互连接。对于适配器，是能生成最终下载文件，并能将其安排到指定对的器件中。目前，在机械电子工程设计方面，主要的核心技术就是EDA技术，其主要是因为在EDA技术中应用的是HDL高级语言，HDL高级语言可以实现公开利用、描述范围广，在进行机械电子设计中，能起到非常多的辅助作用，在进行后期交流、修改和保存的过程中也十分方便，且该语言能对现有的已经完成的设计方案进行自动在线升级。另外，EDA技术有着非常高的自动化程度，对一些常规的仿真、纠错等工作能够快速完成。

2EDA技术在机械电子工程设计中的研究

2.1EDA技术进行仿真分析

在确定机械电子工程的设计方案后，就要通过科学的系统仿真或者结构模拟，对设计方案的科学性、合理性以及可行性进行分析和研究。通过分析和研究，才能保证在后续实践中，设计方案的顺利应用。而在电子设计中应用EDA技术进行仿真分析能够为伪真分析提供良好的技术支持，EDA技术进行的仿真分析，是通过各个环节当中的传递函数进行数学建模来实现的，经过构建和仿真系统，能准确验证一些理论和构思的合理性，能够很好的对设计方案进行推广和使用。另外，EDA技术在完成仿真分析后，能够对各个电路的实际结构、电路结构的正确性以及性能指标进行分析。这种采用EDA技术进行的仿真能够使我国的机械电子工程设计水平得到很大的提高。

2.2EDA技术对电路特性的优化设计

对设计方案进行优化，主要目的是保证电子元件在实际应用过程中的稳定性和可靠性，而要想实现这一目标就要能够保证其有最佳的容差和工作环境温度。在实际工作中，要对电子元件的实际容差以及环境温度进行全面勘测和分析，而传统的电子工程设计方法是很难实现这一点的，并且还会导致所得到的设计方案存在某些漏洞和误差，从而不能有效保障电子元件的实际容差和工作环境温度。通过EDA技术对电路特性进行优化设计能够有效解决这一问题，其主要原因是EDA技术能够对温度进行统计分析，进而根据统计分析结果确定最佳电子元件参数和电路结构图，并获得相应的环境温度。由此看来，EDA技术对电路特性的优化设计，不仅能能对机械电子工程设计方案进行优化、完善，还能够保证电子元件在实际工作环境中的稳定性。

2.3EDA技术对电路特性进行有效分析

对电路特性进行有效分析，是EDA技术中非常重要的部分，其中主要原因是因为在机械电子工程方案设计过程中，基本上所有的理论分析都是在数据测试和特性分析的基础上来进行的，所以在数据测试和特性分析方面所获得的数据必须保证其准确性和及时性。而传统的电子工程设计方法，由于受到多方影响，使得其在数据测试和特性分析等方面存在问题，不能保证电路测试的实际精度，甚至对产品后期使用的稳定性有所影响。而EDA技术对电路特性进行分析，能够对整个系统进行全面的、精确的测试，避免设计方案出现结构性的差异，保证了机械电子工程设计方案的合理性和科学性。

2.4在机械结构中要防止静电发生

近年来，电子产品的发展主要是以轻薄为发展趋势，而愈加缩小的线路和密集的电子元件排列，对静电的防治有着更高的要求，静电电流会对电子元件造成致命的毁坏。静电电场对周边电荷的吸引力，会导致集成电路的烧毁，所以，在实际工作中，工作人员要做好静电防护工作，降低静电发生的概率。

3结束语

综上所述，机械电子工程在推动我国科技进步和社会发展方面有着非常重要的意义，而EDA技术在机械电子工程技术方案设计的应用中为我国的电子工程行业带来了巨大的变革，采用EDA技术设计出来的产品具有使用性能好、专业化程度高、稳定性强等特点，采用EDA技术能在较大程度上提高工作效率，能获得更多高附加值的电子产品。本文主要就机械电子工程设计中的技术要点（EDA技术）进行阐述，然后对EDA技术在机械电子工程设计中的研究进行了分析讨论。笔者希望更多的专业人士投入到该研究中，针对文中存在的不足，提出指征意见，为提高我国的机械的电子工程设计行业做出贡献。

参考文献

[1]文东云.机械电子工程设计中的技术要点探讨[J].电子技术与软件工程,2015(06):142.

[2]徐荣蛟.浅析机械电子工程设计中的技术要点[J].企业技术开发,2015(25):43-44+61.

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【关键词】机械电子工程 EDA 技术要点

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

1 EDA技术

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

2 电子工程中存在的问题

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

3 电子工程设计要点

3.1 仿真分析

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

3.2 优化设计

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

3.3 预防机械结构中的静电

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

3.4 电路特性的有效分析

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

4 结论

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

参考文献

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

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

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

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关键词：毕业设计；改革方法；质量；机电专业

作者简介：郝昕玉（1983-），女，山东菏泽人，盐城工学院机械工程学院，讲师。（江苏 盐城 224051）

中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0157-02

毕业设计是学生在校期间非常重要的一个实践性教学环节，主要表现在：首先，毕业设计是学生一次非常好的将理论应用于实际的机会；其次，对提高学生的工作能力、提高学生的综合素质等都有所帮助。最后，毕业设计最终成果的质量与学生能否毕业及学位资格认定有直接关系，比如毕业设计不合格的学生直接不能毕业。毕业设计的最终成果也作为对专业教学质量评价的重要内容之一，同时也能从一定方面反映学校培养人才的质量水平。

一、毕业设计存在的问题及原因

目前就盐城工学院机械电子工程专业毕业设计质量走下坡路的现象，笔者认真做了调查，主要是从老师、学生等群体出发进行调研、分析产生这一现象的因素很多，比如：学生用于毕业设计的时间严重不足、学生理论知识缺乏、师资力量匮乏、毕业设计选题多数与生产实践、科研脱节等。笔者把这些问题归结为两个方面，一是主体的原因，二是客体的原因。

1.主体原因

主体指的是做毕业设计的学生群体。近几年就业形势不容乐观，学生的就业压力也越来越大，导致部分学生用在找工作上的时间和精力越来越多，而把学习和最终的毕业设计不当回事。一些学生在毕业设计阶段外出找工作；还有一部分学生把主要精力用在考研上；再加上找工作时遇到的困难以及屡屡被单位拒掉造成的不良心情的影响，使得毕业设计的质量始终很难有大的提高，反而毕业设计的质量越来越低。主体不努力，不重视，毕业设计的工作想开展得比较好就有很大的困难。[1]

近几年大学扩招，学生的综合素质以及学习能力也有所下降。比如在毕业设计期间，很少有学生主动找指导老师探讨问题，部分学生的主动性太差；再加上学生理论知识不扎实，机电专业的学生理论课有机械部分，也有电部分。理论课与毕业设计环节脱节，毕业实习流于形式，也影响到毕业设计的顺利进展。

2.客体原因

师资力量、毕业设计选题等因素称为客体。高校扩招，学生和教师比例失衡。毕业设计期间分配任务，因为老师少，学生数量多，一个老师不得不指导多个学生；另外，指导老师的理论课程任务也很重，那么老师就很忙碌，导致老师投入毕业设计工作的精力不足，实际指导学生的时间不多。毕业设计选题方面也是很多老的课题，都是一些做过很多次数的题目。毕业设计严重与企业生产实践和科研脱节。而毕业设计能不能顺利开展以及最终成果质量的好坏与前期毕业设计题目的选择和老师的指导有直接的联系。以上简单分析了影响毕业设计质量的原因，针对这些原因，结合我校实际，笔者提出了一些提高毕业设计质量的改革方案。[2]

二、毕业设计的改革

毕业设计是学生在校期间非常重要的一个环节，对于机电专业的学生来说更是重要。在之前的学习中，主要以学习理论为主，理论用于实际的时间不多。那么毕业设计就可以提供这样一个机会，将理论用于实践的机会，锻炼学生自主学习能力的机会。毕业设计的质量能直接反映一个学生的综合素质。毕业设计教学中，要注重提高学生的全面素质，融思想道德素质教育、业务素质教育、文化素质教育于一体，努力培养学生探求真理、勇于创新的进取精神、勤奋钻研独立思考的优良学风和严肃认真的工作态度，以达到培养应用型人才的基本要求。[3]

1.加强学生管理，重视毕业设计

为了提高毕业设计质量，应该从平时的学习抓起。经常性举办一些关于教育教学、职业生涯的讲座。要学生清楚学习不是分开的，是成一个系统、体系的。平时学习的基础知识和毕业设计有很重要的关系；平时养成的学习习惯直接影响学生以后的工作态度。笔者认为在大学里最重要的一点就是要学会怎么学习，这也是大学里最重要的财富。学生应该由被动学习转为主动学习，学习不是一种负担，而是一种“游戏”；考试不是目的，而是表现自我的一种方式。另外，要端正找工作的态度，找工作固然很重要，但是毕业设计更重要。学生一定要平衡好找工作和做毕业设计的时间，这也是学生应该学习的一种能力。

2.加强师资队伍建设，提高教师的业务水平

教师在毕业设计期间起着很重要的作用，高水平的指导老师可以通过严谨细致的治学态度、求真务实的科研精神和一丝不苟的工作作风影响学生，并以高尚的道德修养、渊博的专业知识、扎实的理论功底感染学生，成为学生的表率，从而带领学生圆满完成毕业设计。提高教师业务水平方法很多，比如可以通过外出进修、在职培训等方式。教师在假期里可以交流、反思、读书、筹划。

3.毕业设计与企业生产实际结合

毕业设计选题首先要符合教学的基本要求，并且学生要感兴趣，所以在选题时尽量要结合生产实践。这样就要求毕业设计指导老师要走进企业，了解企业现状，尽量能找到适合自己研究方向的课题，并且具有一定的实践性。这样的题目学生感兴趣，并且可以锻炼学生独立工作的能力，培养学生创新的能力，培养学生的综合素质和工程实践的能力，为学生将来走上工作岗位打下坚实的基础。尤其是机械电子工程专业，具有很强的工程实践性和实用性。针对此专业就业的渠道主要是大中型企业单位，而现代企业缺少的人才是能利用所学的专业知识解决企业里出现的实际问题的应用型人才。学生培养人才要迎合企业需要，因此将学生的毕业设计与企业生产实践相结合对学生将来的就业十分有利。学生的毕业设计与企业相结合可以以多种方式来呈现。比如：与用人单位签订就业协议的学生可以在相应的企业完成自己的毕业设计；再比如，部分学生可以在与学校对口的生产实习单位完成毕业设计；专业指导教师深入到企业，用与企业的横向课题指导学生完成毕业设计等。学生在企业做毕业设计可以充分调动学生的主观能动性，激发学生的好奇心，变被动学习为主动学习，使学生把所学的理论知识与生产实际相结合。在向工程人员学习的过程中，学生还可以接触到用前沿的生产工艺、生产设备去开发和研制新产品的技术。学校指导老师对这样的学生应该加强监督，把握毕业设计的方向、难度和进度，注重学生的宏观指导。学生既能为企业服务，又能接受生产实际的检验。[4]

4.毕业设计与科研项目相结合

毕业设计是大学最后的综合性实践教学环节，对学生以后的工作、考研都有一定的影响。而科研项目对学术发展和科技发展都有促进作用。所以本科毕业设计应该与科研项目相结合，这样有利于师生探讨，集思广益。另外，许多指导教师既做科研项目又要带毕业设计，时间和精力都跟不上。将毕业设计和科研项目相结合，老师在做科研项目研究的同时又可以指导学生做毕业设计，大大节省老师的时间，又能保证给学生毕业设计充分的指导时间。学生也可以为科研项目的进一步研究提供一些服务。[5]

科研项目与毕业设计相结合的方式可以使参加科研项目的学生感到责任的重担，激起学生对毕业设计的热情，培养学生的团队意识。这对学生以后的工作也有很大的帮助。项目的完成需要团队的力量。学生在参加科研项目时一般是负责科研项目其中的一个子课题，如果有一个学生进行不顺利，也许会影响整个科研项目的进程，这要求学生要有很强的团队意识。要想顺利完成课题，学生必须认真思考、刻苦钻研，有利于培养学生的团队意识以及克服困难的意志、毅力。

毕业设计与科研项目相结合，为科研项目服务，这种方式可以将毕业设计结果运用到科研项目的研究当中，为科研项目奉献力量。再者，科研项目一般都有一定的资金支持，这使得科研项目的实验研究条件一般都比较好，研究氛围也比较浓厚，为提高学生的科研能力和综合素质提供了保障。[6]

毕业设计与企业生产实践相结合，毕业设计与科研项目相结合可以使学生真正成为毕业设计的主体，真正参与进来，而不是指导教师怎样安排，学生便循规蹈矩、按部就班完成自己的任务，而且也可以促进学生之间的沟通交流，提高学生的集体合作意识、团队意识。将科研项目与毕业设计相结合是全面检验学生大学期间所学理论知识运用到实践中的良好方式，提高了学生的实际工作能力，是从学校学习到社会工作的良好过渡阶段。将科研项目与毕业设计相结合有利于锻炼学生的创新能力、应对能力、综合实践能力，有利于培养学生的责任意识、团队协作意识，有利于将本科毕业设计与实际生产、科研结合。

三、结论

对于我校应用型人才的培养要求，四年大学阶段的学习不仅要教授学生书本上的知识，更要培养学生实践应用的能力、创新的能力和学习的能力，全面提高学生的综合素质。把关好毕业设计就是很重要的一个方面。机械电子工程专业正在进行积极的探索和改革。主要从两个方面着手，一是加强学生管理、加强师资队伍建设；二是毕业设计与企业生产实践相结合以及与科研项目相结合等。

实践证明，加强学生管理、加强师资队伍建设、与企业生产实践相结合以及与科研项目相结合是可行的、有效的，有助于提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，提高学生的就业竞争力，有助于提高学校的应用型人才的培养，增强学校服务社会的功能。

参考文献：

[1]周科，赵峰军，李宇峙.提高工程类本科学生毕业设计质量途径研究[J].教育教学论坛，2013，（8）：206-208.

[2]姚兴田，周丹.产学研合作创新工科专业本科毕业设计模式的探索[J].高教论坛，2011，（9）：81.

[3]周智华，等.校企联合指导工科化学专业毕业设计的探索与研究[J].当代教育理论与实践，2011，（3）：89.

[4]尹彩萍.与企业合作提高工科学生毕业设计质量的探索[J].中国科技信息，2011，（24）：204.

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关键词：智能控制；机械电子工程；应用策略

引言

《2019年中国机电工程设计上市公司利润规模排行榜（前三季度）》的权威报告显示：2019年前三季度的机械电子工程设计所有上市公司的总利润总额为40121.9万元，其中排名前2位的企业利润总额占比为98.29%；榜单中有2家公司的利润规模超过7661万元大关，排名前两位的企业分别突破31773万元和7661万元。这一数据充分展现了我国机电工程在近年来取得的巨大经济效益。客观而言，当前智能化时代大背景下，智能控制能够全面促进和推动机械电子工程的健康发展，具有极为重要的意义和价值[1]。但实事求是讲，智能控制工程与机械电子工程的相互融合时间较短，想要全面发挥智能控制的各项作用和技术，专业工作人员还需进行有针对性的完善和创新，力争让这项工作得到质的提高。

1解读智能控制工程的基本概念

随着我国整体科学技术实力不断提升，控制工程已然成为全面推动和发展生产力的一项重要核心技术。智能化无疑成为机械电子工程一种必然发展的整体趋势[2]。如今，整个机械电子工程的已经全力向智能化目标迈进，当前阶段机械化生产的质量与效率的迅猛提升加之整个机械化生产的技术水平不断提高已经证明了上述观点。在机械电子工程日常工作中全面应用和推广智能化控制工程，能够提高安全生产保证以及增强社会效益。通常而言，在传统控制工程具体运作环节中，专业人员主要是将较为先进的计算机技术控制理论渗透落实于具体实践工程中，并且结合各种实际性问题运用计算机技术来采取相应的自动化控制。整个工程实现建设的关键核心就是数据模型以及设置参数。相比较之下，智能化控制工程则更为先进合理，并且堪称一种全新理念的控制模式。具体来讲，这种控制方法主要是对人脑的具体思维以及所产生的思维流程使用计算机技术完成模拟过程，并能够在整个自动控制工程中进行系统化的引入。值得一提的是，传统控制工程中对于控制具体对象的数字化模型以及各种参数极为依赖，而智能化控制工程对此都可以进行舍弃，不存在任何的依赖性，能够全面有效解决传统控制技术无法解决的一些疑难问题。

2解析机械电子工程全面应用智能控制的意义

从概念上来分析，机械电子工程属于一项工科机械类别，堪称为一种现代化技术处理的工程，这项工程又可以称作为“机电一体化”[3]。当前阶段，机械电子工程已经涵盖了诸多机械制造的方法和各种计算机应用理论。鉴于此，该工程已经被定义为一种先进的科技现代化产物。智能控制相关技术能够在现阶段的机械电子工程各项工作中起到积极的不可获取的作用，例如自动售票机、安全气囊、行驶模拟系统等等机械化产品都需要机械电子工程的各项知识理论支持和辅助。此外，科技不断进步，机械电子工程对于自身的控制系统要求越来越高。想要全面优化和提升当前阶段的机械电子工程控制系统整体水平，创造更优质的生产经营环境，就必须让智能控制工程与机械电子工程二者进行更加完美的融合。

3现阶段智能控制工程在机械电子工程中体现的三大具体应用优势

3.1应用优势之“准确性”

人工智能技术与计算机完美连接堪称为当前阶段智能控制工程一个最显著特点。通过这种模式，工作人员便可以直接通过对计算机的相应控制来顺利完成整个操控过程[4]。现阶段，科学技术取得各项优异成果，相关工作人员还能够充分利用先进的机器人技术来模拟人类控制计算机的各项具体操作。客观来讲，数据运行在整个机械电子工程运行过程中并非一成不变，而是无时无刻都在产生不同的变化。鉴于此种情况，专业的工作人员在日常工作过程中就必须对各类数据进行科学化修正，让其符合整个程序的需要，这种操作方式和流程无疑耗时耗力。而在这项工作中全面应用智能控制工程后，先进的智能系统完全能够对各种数据进行自动化的修正和完善，从而让生产的“准确性”更高，并且让整个机械电子生产过程变得更加自动化和智能化。

3.2应用优势之“稳定性”

针对当前我国的机械电子工程各项工作而言，能够达到稳定生产，堪称为整个工作的成败关键所在。通常工作人员在采用传统的生产工艺展开各项生产工作时，经常会遇到因稳定性不佳而产生的各种生产问题，导致生产效率下降，质量达不到相应标准。而智能控制工程则有效改善了这一弊端的存在，让机械电子生产过程的稳定性能够得到最充分的保障。具体原因为：智能控制工程能够借助先进的人工智能有效控制每一个生产环节，并且能够在各个生产环节中为其提供准确的信息和相关数据，让每一个生产流程能够有条不紊的进行，全面提高机械电子工程的生产效率和稳定性。

3.3应用优势之“完善性”

众所周知，机械电子工程在其自身发展过程中充分体现出了模块化的特征与性质。毫无疑问，这种特性是全面确保整个系统稳定与安全的先决条件。在发展过程中，机械电子工程必然会经历不同时期的升级以及涉及更多的科技化应用技术，这些情况都让其模块化的发展特征成为一种必然趋势得以延续。然而传统机械电子工程在整个运行过程中针对模块的完善仍旧展现出诸多限制和阻碍，让二者的融合工作无法有效进展。而在智能控制工程广泛应用于机械电子工程各个领域后该问题便迎刃而解。由于智能控制工程自身所具备的先进化综合操作系统，能够优先的控制机械电子工程各项具体工作，并且同步进行模块的完善工作，能够让机械电子工程模块化的效果发挥出最佳水平。经过分析不难得出这样一个结论：智能控制工程在机械电子工程中的三大具体应用优势明显且不可或缺。

4现阶段智能控制工程在机械电子工程中的四大具体应用探究

4.1探究集成自动控制技术的具体应用策略

从概念上来讲，集成自动控制技术在现阶段堪称为一种广泛应用于机械电子工程各项工作中的先进化智能控制技术，该项技术的基础核心是优化和创新先进的信息技术，进而全面改善机械电子设备的性能。当前阶段，集成自动控制技术对于整个机械电子工程能够起到充分的管控作用，并可以有效提高各种电子设备的生产质量和效率。具体来讲，集成自动控制技术能够广泛应用于机械电子工程中所使用各项电子设备运行的各个环节，并且这项先进的技术能够全面整合设备的各项生产信息以及运行情况，并且结合实际选取最为合理的控制方法，对多项设备进行科学化的集成控制。

4.2分析神经网络控制系统的具体应用策略

神经网络控制系统无疑是一种极为先进化且智能化的技术理念。从定义上来分析，神经网络控制系统通常是指通过先进科技全面建立模拟人类神经系统的一种高科技网络控制系统，这项系统可以充分利用不同的神经元对某一区域的机械电子设备采取专有控制，不但能够全面提高生产效率，还可以有效降低人工成本以及劳动量。针对机械电子工程所使用的各项数控设备而言，较为传统意义上的控制方法通常都是采用人工操作和控制进行，这种方式显然在处理和识别各种有效信息的环节上会出现一些失误。将先进的神经网络控制系统与数控设备相结合，工作人员仅仅需要调整好系统具体运行参数便可以对整个生产流程有效控制，全面避免因人为操作失误而产生的各种负面影响。

4.3解读预测控制技术的具体应用策略

作为极其重要的一种智能控制工程先进技术，预测控制技术所起到的重要作用不言而喻。当前阶段在我国各项机械电子工程领域中，必然会涉及到各种各样的生产工序以及机组设备，这就极易导致某一机组设备发生故障而让整条生产线产品质量受到巨大影响。而科学化的运用先进的预测控制技术可以有效解决这一关键性问题。这项先进技术能够充分结合发达的网络技术与电子信息技术对机械电子工程各项设备的日常运行状态进行详细分析，并且结合所分析出的精准结果提前预测各项设备的具体运行状态以及潜在问题。提出合理化改善和调整建议，最大程度的降低故障率，全面提高生产效率。

4.4讨论鲁棒控制技术的具体应用策略

从核心内容来讲，鲁棒控制技术一般所指的是在机械电子工程中安装先进的控制器，通过全面调试控制器所具备的各项性能，全面解决设备在运行各个环节中所出现的各种问题。鲁棒控制器具有极为重要的实际应用意义，相关工作人员结合相应的控制理论内容设计出先进的鲁棒控制器，能够精准控制目标轨迹的运行状态和运行稳定性。针对机械电子工程设备各项具体运行工作中产生的一些外部因素，如设备受到干扰而无法正常化运行时，鲁棒控制技术便能够充分发挥出应有的控制作用，让设备始终保持正常运行状态不受各种外界干扰。

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一、机械电子工程的发展与特征

(一)发展历程

在机械电子工程发展初期，主要体现为手工制作，生产力水平较低，资源技术等对其发展产生制约。为了提升生产效率，逐渐朝着机械工业方向发展。在生产线阶段，机械工程己逐渐发展到流水线生产，实现标准化大批量生产，.这一生产模式使劳动力得到解放，生产力水平大大提升，同时生产效率也得到提高。但是仍然存在一些不足，比如，部分生产仍就以进口为主，生产成本较大，在市场方面缺少适应力舀灵活性较差，难以满足不断变化的市场需求。

在机械电子产业发展阶段中，产品生产能够适应市场的需求，对于不断变化的产品需求产业化发展能够满足。

(二)机械电子工程主要特征

机械电子工程是复杂综合性学科，同各类学科之间都有着密切的联系。机械电子工程发展要以计算机、电子以及机械为基础，结合其他学科做出合理、科学的设计。在设计的过程中，要求每一个模块都能够实现有机结合，进而使得各个模块都能将其最大优势发挥出来。机械电子产品内部结构简单明了，并不复杂，无需复杂原件的投入，这样能在一定程度上使产品性能得到提升，进而扩大消费市场，

二、人工智能简述

人工智能是一门复杂，并且综合性较强的学科，所涉及到的学科比较多。也可以说，21世纪人工智能是最伟大学科之一。人工智能实现了对人的智能模拟，并且能通过计算机使认得智能化得到进一步的延伸，人工智能这门学科有着较好的发展潜力。人工智能在发展的过程中主要经历下列几个阶段。

初步阶段。人工智能在17世纪开始发生萌芽，法国在这一阶段成功诞生世界上的第一部计算机，这一计算器只是单纯的能进行加法简单运算，但是仍就轰动世界，进而在世界范围内，对这项技术开始进一步研究。在最初阶段，人工智能并没有明显的进展，主要是在实践的过程中积累与总结知识，这为今后人工智能发展奠定坚实的基础。

发展初始阶段。美国人在二十世纪首次提出人工智能专业用语。在这个发展阶段，人工智能主要以证明与阐释为主要体现，在这一时期对于人工智能的研究就是首要任务。

发展起伏阶段。随着人们对于人工智能的不断深入研究，人工智能也处于持续的发展阶段，但是在实践过程中发现，要想使人工智能模仿和人类思维同步是非常困难的。大部分对于人工智能的科学研究仅仅是停留于简单映射层面，.对于逻辑思维的研究仍就没有突破性进展。不论怎么说，在发展的起伏阶段，人功能智能也在发展中得到了技术创新，特别是在系统方面、计算机机器人以及语言掌握方面取得了较大的成就.

起伏阶段发展以后。在这一阶段，人工智能的相关研究得到了发展，尤其是第五届国际人工智能联合会议的召开，人工智能逐渐朝着知识层面的方向发展，大部分的人工智能研都会结合相应的知识工程，在这个阶段中，人工智能发展的高度是前所未有的，在一定程度上促进了人工智能应用于实际工程中。

稳步发展阶段。随着互联网技术的快速发展，对于人工智能研究方向发生重大转变，由原本的单一主体朝着集中统一主体的方向发展。关于人工智能在实际中的运用以及研究，受到了互联网技术的影响。网络的普及与快速发展，在一定程度上促进了信息化的发展，信息在传送方面发生率重大性变革。在人们逐渐进入信息化社会后，在信息有效处理方面人工智能的发展起到了重要的作用，在模拟设计方面，机械电子工程的发展需要人工智能的大力支持。

三、机械电子工程与人工智能之间的关系

随着我国社会经济的持续发展，社会不断的进步，对于信息人们越来越重视。在21世纪，互联网技术得到快速发展，同时信息的传递也逐渐注入新鲜血液。互联网应用的普及说明人们正朝着信息时代的方向迈进，在社会逐步信息化以后，更加需要有人工智能这一技术的支持，特别是机械电子工程发展中有着重要作用，机械电子系统本身缺少一定的稳定性，这样在机械电子工程设计方面就有着较大阻碍存在。在现代社会中，信息的处理量持续增大，并且较为复杂，有些时候需要同时对不同类型的信息进行处理，所以需要采取人工智能的支持才能完成信息处理。人工智能主要包含模糊推理系统、神经网络系统这种两种方法。神经网络系统倾向于对人脑结构的综合分析，模糊推理系统更加重视对于语言信号的分析与理解。随着现代社会的发展，仅仅采取单一的人工智能方法，明显己经无法适应目前社会中不断变化的市场需求，所以，对于人工智能相关问题的研究正逐渐朝着多方位、全面的人工智能方向转变。多方位全面人工智能系统通过模糊推理系统和神经网络系统相互统一的方式，扬长补短，将二者有效的结合起来，使得二者的优势得到最大程度的发挥。

总结

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【关键词】电子设计大赛 电子信息 教学

一、引言

全国大学生电子设计竞赛参赛学生的人数从1994年第一届600余名增加到今年第11届14200余名。获全国一等奖的学生队从1994年的11个队，增加到今年的127个队。人数翻了24倍，获奖的队数也翻了11余倍。我们学校参赛的情况也是如此。大赛之所以受到越来越多的学校重视，吸引越来越多的学生参加，规模越来越大，关键在于：大赛开创了一个让全国大学生都能参加的“展示电子设计能力”的巨大舞台。也为高校提供了一个交流“教学改革研究与实践”经验的平台。因此，大赛促进了高校的教学改革，调动了学生自主学习的积极性，让一批优秀人才脱颖而出。

由此可见，学生参加电子设计大赛，既要熟练地掌握电子电路的基本理论和方法，还要具有选用新器件的能力。在电子设计大赛的促进下，课内教学与课外活动应进行有机的结合。我们在这方面做了一些探索性的工作。

二、实验课教学模式的改革

我们将低频、高频、数字逻辑电路等实验课的内容进行整合和优化，成为“电子线路设计与测试”课程，面向信息学院开课。该课程分为三个层次：基础性实验－综合设计性实验－设计研究性实验”。各个层次的教学内容和教学方法是：（1）基础性实验：开设一定数量的验证性实验，包括模拟电路、数字电路以及高频电路三门课程的基础实验。运用EDA进行仿真、比较实验与仿真的结果。（2）综合设计性实验：以集成电路和可编程器件为主，由学生自行设计、装调电子电路，培养学生工程设计能力，启发学生创新设计思维。（3）设计研究性实验：打破多门课程界线，进行综合性、研究性课题设计，如电子系统的设计，CPLD/FPGA的数字应用系统设计，嵌入式系统设计，电子系统自动化设计与仿真。

采用“三开放”的教学方法，即（1）时间开放：学生可以通过上网预约实验时间和实验室，实验仪器1人1组。（2）内容开放：学生完成基本的实验后，可以扩展实验内容。（3）元器件开放：与实验相关的所有元器件发给学生，由学生保管。学生每做完一个实验课题，教师收集学生实验中的问题，组织同学课堂讨论，还可以在课堂上提问，师生共同讨论。理论与实践相结合，学生以自学为主，实验为主，教师现场指导的方法进行教学，同时还用多媒体课件给学生讲授20学时的理论课，介绍电子线路的设计方案、设计思路，新器件和EDA技术的应用以及实验测试方法等问题。

三、实践到理论再到实践的教学方法

1.先理论后实践的缺点

电子类课程理论较难掌握，相当一部分学生成绩较差，分析其原因，课程理论知识比较难只是一方面，最重要的是学生学习兴趣不高，觉得理论知识没有用处。而参加电子设计大赛的同学学习却非常轻松。由于比赛的题目多数都是和实际应用相结合，甚至要求设计一种全新的产品，学生在制作过程中会深刻体会到理论知识在实际应用中的作用，实际问题的解决要靠理论知识来支撑。教师无数次地强调理论知识的重要性也没有学生一次实际经历给他们的印象深刻。

2.实践到理论再到实践的作用及效果

低年级的同学参赛前没有学习电子类课程，相关的知识也只是中学阶段和课外自学获得的，并没有系统性地学习。因此在实际制作过程中，会遇到很多问题无法解决，使他们带着问题学习理论课程，问题解决后，也已掌握大部分的理论内容。因此，在电子课程的教学中，我们采用实践到理论再到实践的教学方法。具体实施如下：

教师在先实践后理论的教学中要起主导作用。主要是调动学生的积极性和学习兴趣。在指导实践过程中，教师对电路原理只做简单的讲解，告知学生如何应用相关组件，并强调在后续的理论课程学习中会学习相关的理论知识。在理论课程教学中，以学生制作过的电路等为实例，结合课程内容详细讲解其工作原理，让学生懂得电路为什么能实现相应的功能。在开始的实践引导下掌握好理论知识，再将理论知识应用到实际中去，是我们的教学目的。理论后的实践是学生自主应用理论知识的过程，这时我们给学生提供的只是场所，由他们自由发挥自己的想象力和创造力，目的明确地设计和制作小产品。

3.与项目教学法相结合

我们在先实践后理论的教学中紧密联系项目教学方法，以实现一定功能的机器人设计和组装作为主要项目，结合电源设计、功放设计和收音机组装等纯电子线路设计，对学生进行基本的电子实践训练。教师全程参与到教学过程中去，从纯粹的知识传授者转变为教学过程的组织者和指导者。

在初始阶段，教师是学生学习的指导者，根据教学目标由教师或师生共同确定教学项目。教师要帮助学生完成信息的收集、计划的制定与论证。由于我们是机电专业，强调机械电子相结合，我们给学生推荐的项目是机器人设计和组装，机器人是典型的机械电子产品，既有机械设计部分，又有电子控制部分，能让学生对机械电子结合有很深的感性认识，能够很好地满足教学要求。

设计制作过程中，教师对学生遇到的问题进行引导解决，对于部分自主学习能力较强的学生，可以鼓励他们自主学习，自行解决问题。解决一个问题学习到的知识远比纯粹的理论讲授印象深得多。

设计制作结束后的评价，以制作结果的性能可靠性作为主要的评价依据，还参考制作过程中对遇到问题的主动解决能力。这种实践主要以激发学生兴趣和学习主动性为目的，因此并不作为成绩记录，让学生无须担心最后的成绩，可以尽情发挥自己的想象力，在教师总的要求下，做出有自己特色的产品来。

四、结语

在实际教学中采用实践到理论再到实践的方法，极大地提高了学生的学习兴趣，开拓了学生视野，激发了学生的思维，使得理论教学变得比较容易，学生的成绩有了显著的提高。但是我们的教学目的不是仅仅为了掌握理论知识，先实践后理论是为了提高学生学习效率，教学的最终目的还是为了实践，因为学生工作后面对的就是对知识的实际应用。

参考文献：

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关键词：电子信息；农业机械；应用分析

现如今社会的发展已经离不开科学技术的参与，科学时代的到来同样也推动了我国农业科学技术的发展与完善，随之，我国的农业机械设备也逐渐走向了电子信息化。众所周知，我们国家的人口在近几年极速上升，这一现象促使我国的农业机械设备的技术不得不改革创新，把有限的土地发挥出无限的潜能。在这样的基础上，电子信息技术与农业机械的结合会给我国的农业发展带来很大的帮助，进一步提升粮食的生产率，保证我国人民的温饱。

1我国电子信息技术在农业机械中的应用现状

面对人口越来越多的现实问题，我国对于粮食的需求量也将变得更大。农业是我国一个较为基础的产业，在面临人口众多的问题上它的责任巨大。所以，在这一发展基础上，提出将电子信息结合到农业生产中去。近几年，电子信息设备已经逐渐的使用到农业的发展上，计算机以及互联网的加入有效的加速了农业机械技术发展的脚步，是农业机械的现代化水平变得更强，对我国农业发展起着巨大的影响作用。

2电子信息技术在农业机械应用中存在哪些问题

2.1对电子信息技术在农业机械中的应用重视程度不够

现如今，我们国家仅有少数人了解并认同电子信息技术对农业机械发展的重要性。所以造成了电子信息技术在农业机械中的应用与发展有着极大的约束性，甚至，仅仅只可以使用在农业天气以及相关网站上。与其他相关农业技术相比较，电子信息技术在农业机械中的应用只能算得上是起步阶段，相关的政府部门也没有投入足够的精力去研究，从而导致了现代化信息技术在农业机械设备中的应用进步速度较为缓慢。

2.2我国对农业机械中应用电子信息技术的研究还不够充分

电子信息技术是近些年才发展起来的一门新兴技术，国家要想把这一技术完全的融合到农业机械中去，就必须增强人力、物力以及资金的投入，同时还应安排专门的技术工作者展开相关研究，但是目前我国面临着这样一个问题，就是我国现如今这类的技术人员数量还不够充足，有的甚至没有达到专业的水准，无法投入农业机械设备的现代化研究中，这一情况很大程度上影响了农业机械信息化前进的速度。

3电子信息技术在农业机械上的具体应用

3.1电子信息技术在农业机械内部的应用

我们平常所说的电子装配技术其实就是电子信息技术在农业机械内部应用的别称。这一技术在许多的发达国家都被应用于大型农业机械设备的制造中。现如今，有些新型的拖拉机也逐渐应用了电子信息技术，进一步迈向了数字化以及信息化。

3.2农业机械间的总线通信技术的应用

对于农业机械设备上都添加智能电子设备，代替人工来掌控机械的运作，不断地走向智能化，要想实现或是更进一步这一目标，就需要一个更高的设计标准。首先就应利用光纤传输通道进入农业机械的内部进行信息传递的工作，同时展开有关操作。

4如何增强电子信息技术在农业机械中的应用

4.1提升农民群众的信息意识以及对于农业机械的应用能力

农民是农业机械最主要的使用人员，所以必须要提升其自身对于机械设备的知识量，从而提升自身对于农业机械的使用水平，进一步融入现如今的信息化农业的发展。所以，有关部门对农民进行定期的相关知识培训是非常有必要的，同时还应该保证农业机械售后服务的及时程度，这样就可以很大程度的提升农民的信息意识，以及对现代化机械设备的掌握能力，从而提升了全体农民群众的信息素养。

4.2增强对农业机械信息化科研的投入力度

随着社会的不断进步，现如今电子信息已经逐渐的走入了农业领域，农业机械设备的电子信息化也越来越普遍，但是相较于很多的发达国家来说还有着很大一段距离。所以，我们国家必须要增强对农业机械信息化的投入力度，实现农业机械电子信息化的全面改革。

4.3实现与三农问题的有效链接

农业机械化的信化的进步是离不开三农问题的参与的。农业机械在发明以及创造这一过程中应当时刻的按照我国的农业发展的实际情况进行不断地调整，实现我国农业机械现代化水平的有效提升，从而使农业机械设备能够更好地应用到农业的生产中去，推动信息化农业机械设备的发展与进步。

5结束语

随着科学的不断进步，电子信息技术在各个领域都得到了很好的发展，在农业领域也不例外。这一结合有效促进了农业生产率的提升、对我国创造现代化的农业机械设备有着很重要的影响作用。要想这一技术更好的发展下去，就必须要在这一领域投入更多的人力以及物力，并且还应培养大量的专业性技术人员，投入到农业机械的研究与创造中去，从而实现我国农业机械现代化发展的基本目的。

引用：

[1]郭晓燕,汪隽,黄鑫,高锐涛,曹玉华.仿生设计学在现代农业机械装备设计中的应用[J].包装工程.2007.

[2]申承均,孔晓军,高曙红.现代设计技术在农业机械工程设计中的应用[J].农机化研究.2006.

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一、课程背景与面向制造业与汽摩产业的项目导学定位

我校针对本科机电类本科专业开设了《机电一体化系统设计》、《机电传动控制》、《数控技术》等机电类课程，于2010年，通过学院组织的广泛调研，参考国内多所重点大学课程设置，对机械工程涉电类专业研究生开设了《伺服驱动与控制技术》课程，体现研究生在机电方向的专业特点，在与本科课程进行衔接印证同时，进行伺服驱动技术的深入研究。

由于我校机械工程学科培养的研究生，择业行业背景主要是广义的制造业，特别是汽车摩托车产业这一特点，因此《伺服驱动与控制技术》课程重点将向这一方向偏重，通过与企业工程案例紧密结合，以面向制造业和汽摩产业的实际工程项目为教学案例，理论联系实际，学以致用，使课堂教学为企业服务，是本课程建设改革的重点方向。

二、基于案例导学的课程教学框架

《伺服驱动与控制技术》是我校机械设计及理论、机械制造及其自动化、车辆工程、机械电子工程、地面武器机动系统工程等专业研究生的专业选修课程，旨在培养学生运用现代计算机技术，解决现代伺服系统的稳态设计、动态设计、总体软硬件设计、伺服系统数字仿真等重要问题的能力。课程理论性和实践性均强，系统地介绍伺服系统传递函数的建立，机械谐振和摩擦对系统的影响与补偿、系统的稳动态设计原则与实现，结合工程实际，培养学生综合运用控制理论、自动控制元件、电机及电力拖动、电子技术等基础知识，熟练掌握伺服系统的原理及应用，掌握时下典型流行伺服系统设计技术和设计方法，能熟练进行基于PLC的运动控制系统、基于PC运动控制卡的运动控制系统的设计，成为一个合格的现代工程设计研究人员。

课程的理论性以及涉及传递函数、稳态设计、机械谐振、动态设计等知识的抽象性，使学生在学习过程中容易感到枯燥乏味，必须借助于工程科研项目的实践性来进行合理疏导，以实现抽象知识的有效串联，激发学生对《伺服驱动与控制技术》课程的学习兴趣，提高在今后工作中不断学习的后劲儿。

在与本科相关知识的衔接上，进一步注重糅合工程设计实例，进行抽象理论的理性化解。如在进行第二章“伺服系统的稳态设计”教学过程中，将伺服系统的稳态设计化为负载的分析计算，再化为力学的分析，进一步化为公式与定理应用的数学现象，一步步抽丝剥茧，简化复杂的伺服系统设计理论和过程，使教师易教，学生易学。解决了现有教学体系中普遍存在的重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题。图1所示为以“伺服系统的稳态设计”章节为例，基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程教学框架。

如图1所示，在进行伺服系统稳态设计章节教学时，简略引入“数控机床开环伺服进给系统的PLC控制”、“PLC在数字伺服电机控制中的应用”等实例进行与本科《机电传动控制》、《机电一体化系统设计》、《数控技术》等课程的知识渗透与验证;引入“BBF-SPG系列主轴伺服驱动系统 刚性攻丝 任意点定位”、“直流伺服电动机控制数控机床工作台”进行负载分析、执行元件选择、检测装置选择、信号转换电路设计等知识点的抽象理论与工程实践的引导与有效梳理;深入引入“摩托车喷漆伺服系统案例”、“高精度交流伺服定剪系统”等实际企业工程项目进行一个伺服系统稳态设计的实际工作流程、快速上手经验、注意禁忌等方面的教学，增强学生的工程实践意识、工程设计能力和工程创新能力，使学生进入企业后能大大缩短企业的二次培养时间，加速人才的成长。

三、教学实施与效果

基于《伺服驱动与控制技术》课程的理论性，以及传递函数、动态设计、线性与非线性补偿等知识点的抽象性，我校《伺服驱动与控制技术》课程在教学中综合运用了辅助基于案例导学的各手段，收到了良好的效果。

1.现场教学。由于课程教学学时有限，现场教学转为开放现场的教学方式。通过基于运动控制系统的现场教学，使学生从系统组件元件软件，建立关于伺服系统的理论与实践紧密结合的综合课程体系。

2.强调创新能力，讨论启发式教学。创新能力的培养是《伺服驱动与控制技术》课程的重中之重，具体方法为结合教师的企业工程背景，安排学生对一个具体伺服系统设计案例，课外广泛搜集网络资料，对此进行消化理解，提出多种方案，进行创新设计，在课堂上提出自己的看法，相互讨论、启发，教师点评其优劣，将学生在课题上的发言及表现能力作为评定其成绩的重要依据。

3.综合运用网络手段。我校《伺服驱动与控制技术》通过网络教学，建立了工程案例库、试题库、作业库，以及专题BBS等功能，充分发挥了信息技术的作用，实现了课程教学资源的全程上网，并做到每三个月对上网资源进行有针对性的更新，学生可以通过重庆理工大学的校园网随时查询有关课程学习的最新参考资料。各专题BBS充分调动了学生学习的主动性和积极性，目前建立的如负载分析BBS、补偿BBS、机械谐振对系统影响及补偿BBS、随动系统传递函数BBS等专题模块都收到了非常好的效果，学生实践应用能力与理论分析能力得到了逐步培养。

四、结语

我校基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程注重使用先进的教学手段，改革考核方法，把教师课堂授课、课堂讨论、课外实践等有机结合起来，充分发挥信息技术的作用，在教学中收到了非常好的教学成效。从进入企业的毕业生反馈看，该课程理论不抽象、实践不生拗，进入企业所接触即为课堂所学所用，大大缩短了企业的二次人才培养。我们在实施过程中，还每学年派1～2名教师外出参加学术交流活动，及时了解兄弟院校在“伺服驱动与控制技术”课程教学与改革方面所取得的成绩和经验，冷静分析，不断总结，期望能为培养符合现代企业要求的伺服技术人才做出贡献。

参考文献：

[1]杜柳青.面向汽摩产业的机械工程类专业特色人才培养――以重庆理工大学机械设计制造及其自动化专业为例[J].西南师范大学学报：自然科学版，2014，8（39）：149-154.

[2]杜柳青，余永维，周康渠，米林.以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究[J].教育教学论坛，2014，（36）：42-44.

[3]生龙，马晓雨，郭云飞，王星亮.研究生《人工智能》课程教学方法改革浅析[J].教育教学论坛，2016，（6）：98-99.

[4]郑传涛，叶玮琳，杜巧玲，王一丁，张大明.电子专业硕士研究生信息论课程教学改革探索[J].教育教学论坛，2016，（6）：131-132.

[5]胡雷，高明，胡茑庆，李俭川，秦国军.研究生课程体系评价方法探索[J].教育教学论坛，2016，（5）：178-181.

篇9

关键词：电力电子；实验；NI ELVIS

作者简介：刘晋（1974-），男，河北涿州人，华北电力大学电气与电子工程学院，讲师；牛印锁（1973-），男，河北定州人，华北电力大学电气与电子工程学院，高级工程师。（北京?102206）

基金项目：本文系华北电力大学2010年教改项目的研究成果。

中图分类号：G642.423?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）21-0084-02

电力电子技术广泛应用于电力系统的发电、输电、配电和用电等领域；同时，在太阳能光伏发电和风力发电等可再生能源发电领域，电动汽车技术、电气节能和电力传动等领域也有广泛的应用。电力电子技术的广泛应用对电力电子技术教学和研究都提出了新的要求和内容。

目前，“电力电子技术”已经成为各个高校电气工程专业重要的专业基础课。由于电力电子技术的实践性强，其实验环节的教学方法和手段对于电力电子教学效果具有重要影响。

本文针对电力电子实验教学的特点，应用NI ELVIS平台进行了电力电子电路实验设计的教学研究，对于该平台的特点和应用进行了介绍，并用实例展示了NI ELVIS平台在电路设计实验教学中的应用。希望能够帮助从事电力电子实验教学的教师开拓教学思路、丰富教学手段、提高教学效果，为该课程的实验教学提供有益的参考和借鉴。

NI ELVIS（教学实验虚拟仪器套件）是一个基于LabVIEW的系统设计与原型创建的工具套件，用于高等院校的工程与科学实验室。使用NI ELVIS，学生们可以在学习以下一些领域中的工程理论知识的同时将它们付诸于实践：电子电路、信号处理、通信、控制系统、机械测量与机械电子等。

一、平台介绍

美国国家仪器公司（NI）的教学实验室虚拟仪器套件 (ELVIS)可用于电路的动手设计及原型设计及实现，平台集成了12款最常用仪器，包括示波器、数字万用表、函数发生器、波特分析仪等，紧凑的结构是实验室及课堂教学的理想实验平台。

ELVIS可通过USB接口与PC连接，实现快速易用的测量采集及显示，它将 NI ELVIS与Multisim的原理图与SPICE仿真环境结合在一起。学生可以将在教科书中学习的电力电子电路应用到Multisim中，从而通过学习电路建模仿真，理解电路的工作原理和控制方法。同时，学生在 Multisim环境中可以使用 ELVIS仪器，在ELVIS实验平台上用实际元器件搭建实际电路，通过Multisim软件，可以将设计电路的仿真结果与实际电路的测量结果进行比较。

在NI ELVIS平台上进行电力电子电路设计实验的基本过程如下：

（1）在Multisim 软件中根据电路性能要求搭建所设计的电路模型。模型中选取的元器件要和实际将要采用的元器件型号一致（可以从Multisim的元件库中进行选择）。模型搭建好后，通过仿真得到各个元件的电压和电流波形，以检验所设计电路的正确性和可行性。

（2）在验证了所设计的电路满足设计要求之后，在Multisim软件中打开NI ELVIS虚拟3D平台，仿真中所设计电路的元器件将以虚拟元器件的形式出现在虚拟平台上。学生可以将虚拟元器件在虚拟平台上进行布置和布线，模拟在实际面包板上进行电路实现。模拟布置和布线完成后，可以在虚拟平台上进行再次仿真，并将仿真结果和Multisim软件中电路模型的仿真结果进行对比。虚拟平台上实现的虚拟电路的布置和连线就是未来在实际ELVIS平台上搭建的电路原型。

（3）进行实际元器件的选购（实验室可以提供一些元器件供学生选择）。根据虚拟电路的结构、元件布置和连线，在实际ELVIS平台上搭建所设计的电路原型，并对电路进行测量，将实际电路测量结果和仿真结果进行对比。给出设计电路的性能评价，并对其进行修改。

（4）应用Multisim软件，将修改后的最终电路生成PCB设计图，并进行元件布置和连线调整，最终生成PCB印刷电路板图，可以完成真正的电路设计和制作。

通过这种模式的实验教学，使得学生通过ELVIS平台将电力电子电路理论和电力电子电路设计与实现的实践过程很好地结合起来，既缩短了电路设计的时间，又大大提高了学生的学习兴趣，是一种比较好的实验教学手段。

二、实验案例

下面以整流和PWM逆变电路实验设计与实现为例，介绍基于NI ELVIS平台的电力电子电路设计实验教学的特点。

图1为单相桥式整流电路的仿真原理图，通过仿真验证设计电路的可行性。图2为虚拟ELVIS面包板示意图，学生可以在电脑上完成元器件的布置和连线。图3为将仿真电路放置到虚拟ELVIS面包板上准备进行元器件的布置和连线。图4为在虚拟平台上搭建的电路。图5为模拟电路在虚拟3D ELVIS平台上的示意图。图6为实际ELVIS平台上的实际电路。

三、总结

本文通过实验案例展示了NI ELVIS平台在电力电子实验教学中的应用，希望能为其他院校该课程的教学和教学改革提供一定启发和有益的参考。

参考文献：

[1]黄智伟.基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M].北京:电子工业出版社,2008.

[2]周润景. Multisim&LabVIEW虚拟仪器设计技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.

[3]张凯,郭栋. LabVIEW虚拟仪器工程设计与开发[M].北京:国防工业出版社,2004.

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关键词：机械制造技术；发展趋势；特征

中图分类号：TH16 文献标识码：A

一、现代机械制造技术及其特征

中国机械工程学会研究提出了未来20年机械工程技术发展路线图。选择了机械工程技术最重要的产品设计、成形制造、智能制造、精密与微纳制造、再制造和仿生制造等6大技术领域，以及在我国机械工业发展中处于基础地位、对主机和成套设备性能产生重大影响的流体传动与控制、轴承、齿轮、模具、刀具五大基础领域，研究、制定了面向2030年的技术路线图。从上述11个领域凝练出影响我国制造业发展的8大机械工程技术问题，即:复杂系统的创意、建模、优化设计技术，零件精确成形技术，大型结构件成形技术，高速精密加工技术，微纳器件与系统（MEMS），智能制造装备，智能化集成化传动技术和数字化工厂。

现代机械制造技术具备以下特征：（1）机械制造科学是由机械、计算机、信息、材料、自动化等学科有机结合而发展起来的一门跨学科的综合科学，它随不同对象和时间而改变功能结构及信息系统。（2）柔性、集成、并行工作。现代机械制造系统具有多功能性和信息密集性，能够制造生产成本与批量无关的产品，能按订单制造，满足产品的个性要求。（3）制造智能化。能够代替熟练工人的技艺，具有学习工程技术人员多年实践经验和知识的能力，并用以解决生产实际问题。智能制造系统能发挥人的创造能力和具有人的智能和技能，强调以人为系统的主导者这一总的概念。在智能制造系统中，智能和集成并列，集成是智能的重要支撑，反过来智能又促进集成水平的提高。（4）设计与工艺一体化。传统的制造工程设计和工艺分步实施，造成了工艺从属于设计、工艺与设计脱离等现象，影响了制造技术的发展。产品设计往往受到工艺条件的制约，受到制造可靠性、加工精度、表面粗糙度、尺寸等限制。因此，设计与工艺必须密切结合，要以工艺为突破口，形成设计与工艺的一体化。（5）精密加工技术是关键。精密和超精密加工技术是衡量先进制造技术水平的重要指标之一。当前，纳米加工技术代表了制造技术的最高精度水平。（6）产品生命周期的全过程。现代制造技术是一个从产品概念开始，到产品形成、使用，一直到处理报废的集成活动和系统。在产品的设计中，不仅要进行结构设计、零件设计、装配设计，而且特别强调拆卸设计。使产品报废处理时，能够进行材料的再循环。节约能源，保护环境。

二、现代机械制造技术的未来发展趋势

（一）精密工程技术

精密工程技术以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;超精密加工的加工精度在2000年已达到01001μm(1nm),在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到010003～010001μm(013～011nm),现在精密工程正向其终极目标――原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。

微型机械是一个新兴的、多学科交叉的高科技领域，面临许多课题，涉及许多关键技术。当一个系统的特征尺寸达到微米级和纳米级时，将会产生许多新的科学问题。例如随着尺寸的减少，表面积与体积之比增加，表面力学、表面物理效应将起主导作用，传统的设计和分析方法将不再适用。为摩擦学、微热力这等问题在微系统中将至关重要。微系统尺度效应研究将有助于微系统的创新。

微型机械不是传统机械直接微型化，它远超出了传统机械的概念和范畴。微型机械在尺度效应、结构、材料、制造方法和工作原理等方面，都与传统机械截然不同。微系统的尺度效应、物理特性研究、设计、制造和测试研究是微系统领域的重要研究内容。

在微系统的研究工作方面，一些国内外研究机构已在微小型化尺寸效应，微细加工工艺、微型机械材料和微型结构件、微型传感器、微型执行器、微型机构测量技术、微量流体控制和微系统集成控制以及应用等方面取得不同程度的阶段性成果。微型机械加工技术是微型机械发展的关键基础技术，其中包括微型机械设计微细加工技术、微型机械组装和封装技术、为系统的表征和测量技术及微系统集成技术。

（二）制造系统的柔性化、集成化和智能化

现代制造技术的发展，使高质量和高效率成为可能。现代制造系统的发展是：NC（数控）FMS（柔性制造系统）CIMS（计算机集成制造系统）IMS（智能制造系统）。计算机集成制造系统是一个工厂的全盘集成制造系统，它借助计算机将经营决策、产品设计、生产准备、零件加工、产品装配、检查和销售等各个自动化子系统有机地综合集成起来，成为高效益、高柔韧性、自动化、智能化的生产系统。先进工业国的柔性制造系统已相当广泛。我国起步较晚，但数控技术和柔性制造技术也已得到较广泛的应用，CIMS（计算机集成制造系统）的研究已取得了相当的成就，并开始在全国进行试点、推广，现已取得了良好的效果和效益。

（三）机械制造的灵捷化

灵捷化是指使生产推向市场准备时间缩为最短，使机械制造厂的机制能灵活转向。未来市场的一个基本特征：不确定性表现为动态多变和不可预期。面对高度不确定的市场，经营上和生产上的灵活性、机敏性变得相当重要。

虚拟制造从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误，提高系统快速响应市场变化的能力。

（四）特种加工技术

特种加工技术是一种直接利用电能、热能、光能、化学能、声能、电化学能来进行加工的方法。它可以加工高强度、高硬度、高脆性、耐高温等难切削材料，以及精密细小和复杂形状的零件。特种加工如电化学加工、电解加工、电子束加工、超声波加工和激光加工、水射流加工等加工方法，已经开始在一些先进的制造厂家中应用。

（五）绿色化趋势

制造业新的课题就是快速实现制造的绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程(绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理)生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。目前绿色制造技术有以下几个方面：

(1)精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。

(2)无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。

(3)快速成形技术快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)等等。

以上这些技术之所以都被归于绿色制造工艺,是因为这些工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的改进对环境起到保护作用。这一切除了工艺革新外,还必须依靠信息技术,通过计算机的模拟、仿真,实现绿色制造。

参考文献

[1]张广琳.浅议机械制造技术及其发展方向[J].科技创业家2012(4).