电子机械工程论文范文

导语：如何才能写好一篇电子机械工程论文，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。

篇1

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

篇2

论文摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状，分析了机电一体化技术的发展趋势。

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，导致了工程领域的技术革命与改造。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、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“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 机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。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。

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、通信技术等进入了机电一体化，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。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，不取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

3 机电一体化的发展趋势

3.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

3.2 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

3.3 网络化

20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

3.4 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.5 绿色化

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

3.6 系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

结语

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献

[1]李建勇．机电一体化技术．北京：科学出版社，2004．

篇3

关键词：通信设备；机箱；电磁兼容性；电磁效能；结构设计

中图分类号：TP23；O441．5 文献标识码：A

引言

随着信息技术的发展，电气化及自动化水平的不断提高，电磁环境日益复杂多变，干扰引发的问题在航空、航天、船舶等军工领域的通信设备研制中更加突出，这就需要进行电磁兼容的设计与研究。通信设备要求具有抵御外界电磁干扰的能力，并最大限度地避免设备自身对周围环境的电磁污染，因此，有必要进行深入的分析研究，各种措施综合、统一起来，探索出新的途径。为了达到理想的电磁屏蔽效果，分析电磁干扰源、耦合途径和敏感设备，采取有效的技术手段，抑制干扰源、消除或减弱干扰的耦合，低敏感设备对干扰的响应或增加电磁敏感性电平。对于通信设备机箱采取电磁屏蔽、接地和滤波等措施，使其达到设计要求。结构上的电磁屏蔽设计即利用屏蔽材料切断辐射骚扰的传播途径，阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播［1］。屏蔽，就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。影响屏蔽体屏蔽效能的两个重要因素：一是保证屏蔽体的电连续性，二是不能有直接穿透屏蔽体的导体。通信设备机箱采用屏蔽、接地、轴流风机和通风孔处加通风波导、使用滤波器以及采用高性能电源线滤波等方法，对电磁干扰进行有效的抑制。

1机箱结构

通信设备机箱整体布局见图1所示，由箱体、前面板和盖板组成。机箱内部设备电源布置在左侧，采取滤波措施。机箱内部右侧安装一个小插箱，内装既有干扰源又有敏感源的印制板插件，插件安装在插箱左右两排上下共4个。前面板的背面安装铰链和两侧下部装小转轴，具有上下旋转打开功能，便于内部插件插拔操作。机箱箱体后部安装一个轴流风机、转接插座和接地柱等。在机箱材料的选择上，需考虑电场、磁场二者的兼容问题，近场区设计屏蔽时，对电场和磁场的屏蔽要分别考虑。使用高导电材料屏蔽电场，屏蔽体与骚扰源尽量靠近，使用高导磁材料屏蔽磁场，屏蔽体与骚扰源尽量远离。屏蔽效能通常与材料的导电性和导磁性密切相关，材料的导电性和导磁性越好屏蔽效果越佳。机箱的箱体、面板和盖板采用铝合金材料，经过导电氧化处理，具有良好的导电性能。箱体由铝合金板材折弯后，焊接拼装而成［2］。

2机箱的电磁屏蔽设计

在结构设计的初始阶段应该综合考虑整机采取的电磁屏蔽措施，合理布局、接地、选择和设置屏蔽材料等，使可能产生的电磁干扰的各个部分分开布置，减小相互电磁干扰。在功能和结构设计的同时进行电磁兼容设计，从电路板布局、线路设计、元器件选取和布置、机箱内部线缆布置、屏蔽、滤波等，每个环节都要考虑设备的电磁兼容性。通信设备机箱采用屏蔽、接地、轴流风机和通风孔处加通风波导、使用滤波器以及采用高性能电源线滤波等方法，进行电磁兼容设计。2．1前面板的电磁屏蔽机箱前面板中心安装液晶显示屏，右侧安装薄膜键盘，左侧设有电源开关和指示灯等。前面板采用铝板加工而成，经过导电氧化处理。在液晶显示屏的前部安装屏蔽玻璃，屏蔽玻璃是在透明玻璃中间嵌入一层250目的编织金属丝网，在屏蔽玻璃四周丝网延长15mm，用小压板将屏蔽玻璃周边的丝网与面板压紧，达到良好的表面接触，在液晶显示屏的后部两边设计压条将液晶显示屏、屏蔽玻璃和面板压紧固定。前面板右侧安装的薄膜键盘后部装有挡板，挡板将薄膜键盘后部包上并与面板压牢。前面板左侧上部安装指示灯，面板指示灯位置开孔设计成外小内大台阶式孔，既能显示又能达到屏蔽效果。前面板左侧下部的电源开关和插座与面板接触表面安装铝镀银导电衬垫。2．2箱体的电磁屏蔽机箱箱体的电磁屏蔽主要是解决非闭合接合面不平整，闭合接缝焊接质量不好、螺钉等紧固件距离不合理或存在缝隙等原因造成电磁泄漏，屏蔽效能下降［3］。为了提高机箱的屏蔽效能，尽量减小机箱结构上的电不连续性，减小辐射泄漏。在机箱的箱体与前面板接触表面处开有凹槽，槽内填入带有橡胶芯的金属编织丝网衬垫。前面板当旋转关闭时与箱体接触表面紧密和电连续。箱体左右两侧面开有通风孔，在通风孔内侧装有金属屏蔽丝网。箱体后部内侧装有通风散热的轴流风机和钢制蜂窝式通风波导板。箱体后部安装的连接器插座与箱体接触表面安装铝镀银导电衬垫。2．3盖板的电磁屏蔽通信设备需要测试和维修，在结构上设计盖板便于打开，盖板的材料采用铝合金板材并导电氧化处理，在盖板与箱体的接触表面粘铍青铜指形簧片，达到良好的电连续接触。盖板中部开有2处通风孔，在通风孔内侧装有金属屏蔽丝网，既满足通风散热又能达到电磁屏蔽效果。2．4电源抗干扰措施综合考虑电源模块在机箱内的布局，将其放置在机箱左侧单独空间位置，减小干扰。采取正确的滤波器安装方法，在电源插座内就近位置安装电源滤波器。2．5机箱接地机箱接地设计既能提高设备抗干扰又能减小电磁发射。接地分为保护性接地和功能性接地等形式。机箱采取的保护性接地措施为在箱体后部设有接地柱，用接地线对其接地连接，接地给系统提供一个参考的等电位面。功能性接地包括EMC的接地等，EMC的接地考虑相关频率范围的等电位连接，机箱内安装的各种模块和器件等和箱体接触表面相互电连接，形成一条低阻抗路径，使整个机箱等电位，达到电磁兼容效果。

3滤波设计

滤波是滤除沿导线传入和传出设备的骚扰频谱，并将这些骚扰减小到不超过给定规范值的一种方法。滤波包括电源线滤波和信号线滤波两种。因为设备或系统上的外接电缆是最有效的干扰接收与发射天线，吸收空间的电磁干扰，外界的干扰信号经过外接电缆的传导进入设备内部形成干扰。滤除这些骚扰频谱的办法是：在相应的位置安装高性能滤波器，例如，为有效抑制干扰需在通信设备电源线输入处安装使用高性能电源滤波器。为达到预期的滤波效果，要求最大限度的隔离滤波器的输入线与输出线，不能捆扎在一起。滤波器的金属外壳和机箱壳体要紧密搭接，接触面积越大越好，以保证良好的低阻抗接地通道，不能采用单根线将滤波器接地的方式［4］。在滤波技术中，最重要的两种干扰方式是共模干扰和差模干扰。对于不同的干扰，采取不同滤波器件和滤波措施，实现更好的对干扰频率的滤波效果。导线或电缆穿过屏蔽机箱时，在导线或电缆上套一个铁氧体磁环，能抑制电缆上的干扰。铁氧体磁环应用在PCB板、电源线、信号线上，适合吸收开关瞬态或寄生响应而产生的高频振荡，1MHz以上抑制效果更好。铁氧体磁环的选择体积越大效果越好，长而细比短而粗好，内径越小，效果越好。铁氧体磁环的安装尽量靠近干扰源，在进出屏蔽机箱的导线上安装时，应该靠近机箱电缆端头。

4试验验证

通过对通信设备采取合理布局、屏蔽、接地、滤波等电磁兼容措施，按照相关的电磁兼容标准和指标进行试验测试，表明方法有效，符合指标要求。以下所示为对电场辐射发射RE102（垂直极化）和RE102（水平极化）的试验，测试曲线见图2和图3。5结束语上面对通信设备机箱通过结构形式的合理设计、材料的选择、合理布置以及良好的接地、滤波等措施后，经试验测试符合指标要求，达到电磁兼容效果。通信设备的电磁兼容设计是实现设备或系统规定功能使系统效能得以充分发挥的重要保证。

参考文献：

［1］区健昌．电子设备的电磁兼容结构设计理论与实践［M］．北京：电子工业出版社，2010．

［2］程华．磁屏蔽在电子机箱设计中的应用［J］．甘肃科技，2015，8：47－50．

［3］吕文红．电磁兼容原理及应用教程（第2版）［M］．北京：清华大学出版社，2008．