机械电子工程设计范文第1篇

在高速发展的社会时代，我国的经济和科学技术也在不断发展，机械电子工程涉及到我国各个行业领域，目前在研究上取得一定的成果，推动了教育,科研等方面的快速发展，它是衡量我国对外贸易的重要标志。然而我国机械电子工程技术设计过程还不够完善，还存在诸多问题亟待解决。本文主要对机械电子工程中的技术要点以及技术的应用进行浅谈，希望给相关工程人员提供参考。

关键词：

机械电子；工程设计；技术要点

众所周知，电子工程是由聚集电路、系统、数字信号处理、教育等多方面的综合性学科，是推动我国经济增长的主要力量。近些年来，电子工程快速发展，在教育和科研等多方面取得很大的成功，其水平达到了一个新的高度，但是电子工程在发展的过程中难免产生一些问题，并且其设计人员应该储备一定的知识，在设计方案中能发现问题，并采取解决措施，在此基础上优化设计方法。

1EDA 技术的发展介绍

EDA 技术在机械电子工程设计当中发挥了重大的作用，其构成部件主要包括下载器、适配器、编译器、综合器等，每个部件发挥着特定的功能，EDA 技术的主要载体是可以进行大规模编程的逻辑器件，硬件描述语言是 EDA 技术在编辑中的表达方式。EDA 技术拥有公开优势和描述范围广的优点，其自动化程度高，同时，在设计方案中有很高的辅助作用，减轻设计者在后期交流、修改和保存中的压力，能够快速解决在设计工程中出现的错误，方便操作者的调试。也正是因为 EDA 技术拥有很多的优势，因此逐渐被人们关注，但是迄今为人们对机械电子工程持有不同的态度和观点，人们质疑 EDA 技术认识不够，同时又由于 EDA 技术没有确切的定义及其机械电子工程的使用涉及到多种领域，因此电子工程将面临诸多的挑战。

2机械电子设计要点

2.1仿真技术

机械电子工程设计方案完成后通过一个系统的结构模拟，对设计方案的可行性进行分析的一门技术便称为仿真技术，其作用在于对设计方案在实际应用的模拟，通过建立数学模型及进行处理，发现设计方案的是否合理和科学，验证设计方案，避免在实际操作应用中出现一些可控性的问题，保证方案在实际中的应用，同时，EDA 技术还具有对电路结构和性能，各个电路的实际结构等进行检测和分析。

2.2对电路特性进行有效分析

对电路特性进行有效分析能决定设计方案在应用中的有效性高低，是 EDA 技术中不可或缺的部分，它决定设计方案能否在实际中得以应用，机械电子工程设计方案中所有的理论分析是通过 EDA 技术对电路特性进行有效分析，从获取其数据测试结果和特性分析来判断设计方案的可行性，因此在数据测试和特性分析这两方面必须保证其准确性高。在传统的电子工程设计方法中，其技术相对落后，从而在数据测试和特性分析等方面不能确保其准确度和电路测试的实际精度，可能对产品后期使用的稳定性有所影响。但是，EDA 技术能够精密准确的测试，确保该测量的准确度在一个较高的水平，在电路特性分析中具有系统性和全面性的优点，因此能够避免设计方案出现结构性的错误，确保机械电子工程设计方案在应用拥有较高可靠性和科学性。

2.3优化设计

EDA 技术可以测量电子工程在实际情况中的确切环境温度和其他数据，能对电子工程工作所需要的环境进行全面的检查及反馈分析结果，优化设计就是利用 EDA 技术，保证电子工程的正常使用外拥有最适宜的环境温度计和容差，提高方案的有效性，保证其可以正常的实施。设计者可以通过检查和分析结果对电子工程设计方案进行调整优化，完善设计方案，但是传统的机械电子设计检查技术无法达到此要求，不能保证其准确性及完整性，无法发现设计方案中存在的问题，难以使电子工程在实际应用中发挥最大的优势，提高其效率，可见，优化设计必须的使用 EDA 技术。

2.4机械结构要注意防止静电

机械结构是以一定的理论为依据，根据实际需求从而设计出具体的结构图的一种方案，应用于实物，最终要求达到设计方案中的结构构思。随着社会的发展，电子产品以轻、薄占极大的发展优势，因此，就必须对集成电路元件加以严格的管理，提高技术要求，基础的工作就是缩小线路和密集的电子组件排列的工作，减小集成电路占据较大的空间。机械就是用一定的理论作为支撑，设计者根据构思画出机械结构图，该机械结构图要满足实际方案且可以在具体实施中应用。而造成电子组件毁坏的致命因素是静电电场和静电电流，该破坏因素会影响到周围绝体元器件，致使元器件敏感度减低，从而产生许多安全隐患，因此，机械结构图一定的检查是否产生静电，及时修改机构设计图。

3EDA 技术在机械电子工程设计中的应用

随着社会的进步，机械电子工程的应用渗透到多个领域，同时吸引了许多机械工程人员参与其研究。与传统的机械电子工程相比，EDA 技术能满足广泛的生产需求，而传统的机械工程适用领域比较狭窄，仅仅只能在要求较低的基础领域才能发挥其优势，其无法引领世界电子工程技术的发展，俗话说，适者生存，传统的机械电子工程在科技进步的工程中将被遗弃，新型技术机械工程将引领我国电子工程的发展，恰好 EDA 技术的最大优势就是在于它的应用领域传统能填补传统机械工程中的欠缺，因此，EDA 技术在机械电子工程有很大的发展前景。

4结语

总之，EDA 技术在机械电子工程、社会发展和科技进步中有着不可忽视的功劳，其应用范围广，可行性高，适合社会的发展需求，因此我们应该推广 EDA 技术的使用与开发。为了满足社会的进步，与时俱进，设计人员必须要严格的按照设计流程进行，对设计方案进行仿真性检验、电路特性进行有效分析、优化设计，对电路进行分析，检查是否会产生静电；再者，必须大力支持从事机械电子技术人的工作人员，号召更多学者参与电子工程的研究发，尽可能弥补现有技术的不足，推动电子工程技术的改革与发展。

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.

机械电子工程设计范文第2篇

关键词 机械电子工程 研究生培养 教学改革 模块化教学

中图分类号：G642 文献标识码：A

Modular Design of "Mechanical and Electronic

Engineering" Graduate Course Teaching

SUI Xiuwu， NIU Xuejuan， DU Yuhong， SANG Hongqiang

（Tianjin Polytechnic University， Tianjin 300387）

Abstract To address the basics of mechanical engineering graduate course big difference in disciplines， research areas scattered， weak technological base of electronic problem， this paper Tianjin Polytechnic University's "Mechanical and Electronic Engineering" course teaching reform projects and excellent graduate students in the teaching content will be re-planning to mechatronics design as the main line， the implementation of modular teaching of sensing technology， computer and information technology， automatic control technology， servo drive technology， system integration technology were the basis for the requirements module， high demand module ， demanding three-level design module. Teaching practice over the years shows that the modular design and implement teaching guide students according to their own conditions and needs of a targeted selection of research to learn the content， teaching according to the need， individualized， and achieved very good results.

Key words Mechanical and Electronic Engineering； graduate training； teaching reform； modular teaching

1 机械电子工程教学内容的总体规划

机械工程学科的研究生，大多数来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。

由机械电子系统的构成要素可见，机械电子工程技术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。如图1所示。

图1 机械电子系统的构成要素

因此，机械电子工程的教学将以机械电子工程的原理与系统设计为主线，在上述各关键技术为主要模块深入展开，而在每一关键技术中，又分别设置三个层次的教学内容：基础要求模块、较高要求模块、高要求模块，形成“一纵三横”的模块化结构。模块化教学设计很好地实现了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。

2 “一纵三横”的模块化教学

“一纵”是指按机械电子工程原理与系统设计为主线的纵向结构，具体包括：传感检测技术模块、计算机与信息技术模块、自动控制技术模块、伺服传动技术模块、系统集成技术模块。“三横”是指在每个技术模块中又细分为三个层次的教学内容：基础要求模块、较高要求模块、高要求模块。具体内容如下：

传感检测技术模块：基础要求模块包括传感与测试技术基础知识（传感器的基本构成、传感器的静态数学模型及其静态特性指标、传感器的选用），机电系统最常用的位移检测（光栅传感器、绝对码编码器、增量码编码器），力学量检测（应变式多维测力弹性体、扭矩传感器等），视觉检测（线阵CCD和面阵CCD的基本原理）。较高要求模块包括双目视觉检测的基本原理及标定，触觉传感器（指端应变式触觉传感器、多功能触觉传感器）。高要求模块包括机电测试新技术，现场总线系统，虚拟仪器技术，多传感器数据融合等。

计算机与信息技术模块：基础要求模块包括计算机控制技术基础，计算机控制系统的组成、分类，及常用控制器（工控机、 PLC、单片机），软件方面要求测量数据的预处理，数字滤波，线性化处理，标度变换。较高要求模块包括PLC、单片机的应用高级技巧。高要求模块包括PMAC原理及应用，基于DSP的运动控制及DSP运动控制卡。

自动控制技术模块：基础要求模块包括PID控制算法的基本原理，标准PID算法的改进，数字PID参数的选择。较高要求模块包括模糊控制，模糊控制的定义及特点，模糊控制系统的组成，模糊控制系统的基本原理，应用模糊控制算法解决实际问题。高要求模块包括其它先进控制方法，如智能控制、自适应控制、模型预测控制、神经控制等。

伺服传动技术模块：主要讲解直流电动机、交流电动机、步进电机及其控制。基础要求模块讲解三种电机的基本原理、机械特性及最常用的控制方法。较高要求模块讲解更深一层次的原理，如直流电机的电枢电动势、电磁转矩，交流电机的旋转磁场和定转子的电路分析，变频控制的原理及实现方法，步进电机的磁阻最小原理等。高要求模块讲解三种电机的先进控制技术，如直流电机的双闭环控制、交流电机的矢量控制等。

系统集成技术模块：基础要求模块主讲机电系统各模块之间的级联设计，重点讲解模块之间的电气性能的相互匹配、信号耦合、时序配合、电平转换接口。较高要求模块主讲机电系统的电磁兼容技术，重点讲解接地技术、屏蔽技术、共模干扰的抑制、差模干扰的抑制、供电系统抗干扰、印刷电路板的抗干扰等。高要求模块重点讲解软件抗干扰技术，如软件冗余技术、软件陷阱技术、“看门狗”技术等。

3 以案例为载体，推进模块化教学设计

针对上述的模块化教学内容，设计了针对不同教学内容相应的数字化资源，建设了课程网站，开发了多媒体课件，设计了多个教学案例。在典型的机电一体化的应用领域，将“加工中心”、“工业机器人”、“自动导引车”、“汽车防抱死刹车系统”制作了教学案例，并对一些复杂系统进行了分解设计。采用单片机进行直流电机控制、采用PLC对交流电机进行变频控制，基于MATLAB的模糊控制仿真等案例模块在教学中起到了很好的效果。通过这些案例，是将机械电子工程领域的科研成果及前沿技术引入教学，最大程度地吸引了学生的学习兴趣，激发了研究生的学习动力。

4 结语

以研究生的应用能力、创新能力培养为目标，对机械工程专业的研究生的“机械电子工程”的课程内容进行全面规划，进行模块化设计。形成一条主线贯穿全过程，基本要求、较高要求、高要求三个层次延伸的“一纵三横”的模块化教学，研究生们可以根据自身的知识背景，不同的科研方向需求，进行有针对性的选择，在完成“机电一体化”通用知识教育的基础上，因材施教、因需施教。

模块化教学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，并已在其它相关学科得到了一定的推广。

参考文献

[1] 隋修武.机械电子工程原理与系统设计[M].北京：国防工业出版社，2014.

[2] 王孙安.机械电子工程原理[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3] 武自芳，虞鹤松，王秋才.微机控制系统及其应用（第4版）[M].北京：电子工业出版社，2007.

[4] 王耕，王晓雷等.控制电机及其应用[M].北京：电子工业出版社，2012.

机械电子工程设计范文第3篇

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。

机械电子工程设计范文第4篇

【关键词】新时期；机械电子工程；发展与创新

前言：在现在的经济社会情况下，更多的人越来越关注机械电子工程的发展，这不仅仅是国家重视的话题，同时和我们每个家庭每个人也是密不可分的，在飞速发展生活节奏日益提高的今天，机械电子类产品的更新也对生活的影响起着重大意义，它不仅仅是需要研究的一门学科，也是支撑现代人精神力量的动力，所以，我们有必要意识到机械电子工程的研究与投入是极为重要的，与其发展方向决不能忽视。我们也更加确信以现在的发展速度而言，我国的经济趋势也将会随着机械电子工程的深入研究而突飞猛进。

1.机械电子工程的概述

1.1机械电子工程的产生

人们的生活方式因科技的发展而产生了巨大的变化，同时一个新型产业也随之诞生――机械电子工程。它从最初的产生到后来的不断进步发展是一连串复杂而多变的过程。它的前身是机械工业行业，随着人们的生活水平不断提高，生活方式的不断改变，对机械的需求的也随之不断提高，电子计算机产品的问世，为其能够迅速发展提供了必要条件。在旧有的生活模式下，人们的生产、生活活动主要是依靠手工机械完成。但是社会在进步，人们的生活模式在改变，旧有的生产方式难以跟上社会发展的脚步，必须要舍弃原有的手工机械的生产方式，在信息技术的推动下，将信息技术用于机械行业中，这从根本上推动了机械电子工程的发展。显而易见，机械电子化离不开信息技术，因为有了信息技术，机械电子技术才得以诞生。

1.2机械电子工程介绍

机械电子工程是一项涵盖各类科学的技术，其核心专业是机械电子，同时要结合信息技术、网络、智能化的相关知识，各类学科相互交叉形成的一类科学，这些学科的理论在机械电子工程中得到了广泛的应用。总体来说，机械电子工程包括计算机技术、网络技术等，机械电子工程实现了技术的多元化和技术的融合，其在使用的过程中必须借助其他学科。在对机械电子工程进行设计时，必须要将计算机技术与网络技术以及机械相关的技术融合，将机械中不同的元件组合，完善设计。机械电子工程在设计时运用的知识比较复杂，但是设计比较简单，结构不复杂，而且具有较好的性能。机械电子工程投入生产时的效率高，外形小巧，从而取代了传统的机械。

1.3机械电子工程的特点

机械电子工程和传统的机械工程有着明显的区别，它具有以下几个特点：

第一，电子信息技术的融合。计算机信息技术被应用于机械电子工程的每个环节，它不仅体现在机械的内在结构上，外观设计也有充分的体现，使得机械从里到外都散发着时代的气息。在机械设计方面融入了许多新鲜元素，它不再简单的机械工程，而是引入了多项技术、多种元素的机械设计，让其能更好地满足时代的需要，促进社会主义经济建设更快的发展。

第二，产品设计简单，使用方便。与传统机械相比，机械电子工程在产品设计方面，要求更为苛刻和严格，它要求产品要不同与以往，具有创新性，且使用便捷，可操作性强。对产品之所以要强调创新和可操作性主要是为了能够跟上时展的步伐，也为了能更有利于用户的使用，满足实际需要，对此引来了社会众多消费者的注意。要做到这两点，也绝非易事，对机械师也有了更高的要求。设计者在做产品设计时，要做到两点，一是产品的实用性，二是产品的可接受性，只有做到这两点，该产品才会有市场。除此之外，设计的创新对机械行业的发展也具有巨大的作用，一些传统的机械设计时代淘汰的一个主要原因就是技术缺乏创新，设计太过简单，不具有可操作性，想要的功能根本体现不出来。同时，有不少机械师对机械的工作原理和使用方法并不是十分清楚，这在一定程度上，提高了机械事故发生的可能性。所以，我们有必要加入新鲜元素，不断创新设计理念，从而从本质上推动机械设计的发展，减少或杜绝机械事故的发生。

2.机械电子工程的应用

随着社会需求的不断增加，对机械电子工程的要求也越来越高，从而对其的研究也在不断地深入，其应用领域也在不断增多。传统机械工程受其技术所限，它所应用的领域为有限，大多集中一些基础领域，这些领域对技术的要求不太高，或者比较低端。但是，随着技术的发展与进步，这些基础领域在被淘汰，并逐渐消失。这个过程中，机械电子工程以其技术上的优势，不断地将传统机械工程取代，它的使用范围对传统机械工程的缺陷来说恰好是一个很好补充。机械电子工程的应用领域极广，不似于传统机械工程，只用于那些对技术要求不高的基础领域，它主要应用于改造后的基础领域，和相对比较高级的领域。随着人们对机械电子工程了解的越来越多，研究越来越深入，它所能应用的领域必将越来越多，越来越广。

3.机械电子技术发展与创新

3.1设计思想的发展

计算机信息技术最初应用于机械电子工程中，其主要目的就是提高机械的原有性能，并能让其变得更加小巧，不那么笨拙，它的做法也非常的简单，就是将机器中的某些机械部件用电子部件来替换。到了20世纪九十年代，机械电子系统的设计理念发生了巨大的改变，不再是简单地“替换”，而是开始注重系统的整体优化以及智能化。它的设计思想经历了四个过程，分别是替代、融合、系统优化、智能化。但是我们记住的一点是，现在的设计思想与原有的设计思想并不冲突，我们并没有抛弃原来的设计理念。

3.2与其他前沿技术的结合

3.2.1面向现代医学

现代医学的发展离不开机械电子系统，各类医学诊断、治疗的先进的医学仪器设备都离不开机械电子系统。比如现在大型医院都备有的CT、NMR等。另外，利用机械电子科技开发出的智能机器人，也可以应用到精密的手术中去。机械电子系统还可以实现互联网的远程监控设计，让外地的医生进行远程操控手术。

3.2.2面向现代生物技术

现代生物技术的研究对象十分广泛，大到各类植物、动物、微生物，小到各种生物组织细胞、生物分子和基因问题都是它的研究范围。在研究过程中，不可避免的要绘制各种基因图谱、制造各种生物芯片、进行修补、注入、分离基因等工作。而这些工作的进行毫无例外都需要各类机械电子仪器的辅助才能进行。另外，现代人类进行各种严酷环境例如深水、严寒、外太空等的科学探测，由于人类本身不能长期在此环境下生存，都需要借助机械电子装置和智能仪器的帮助来完成诸如定期自动传输数据、自动检测及故障处理等任务。包括我们现在最前沿的航空航天科技，各类宇宙飞船和空间站的正常运转，他们庞大的系统需要各种机械电子装置的精密配合才能完成发射、运行、返航等重要任务。

4.结语

随着社会的不断发展，科技的不断进步，机械电子工程已经不仅仅是一门科学的研究，它越来越多的应用于社会的各个领域。随着我们对这门科学的重视程度的逐渐加深，对机械电子工程研究的投入就越多，对机械电子工程的研究也就越加深广。它的发展越迅速，应用的领域越宽广，对我们生产生活的影响也就越深入。为了让其更好的服务人类的生活，我们需要投入更多的精力进行机械电子工程的发展研究。

参考文献：

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

[2]王建峰.对机械电子工程的探究[J].科技创新与应用，2014，26：135.

机械电子工程设计范文第5篇

计算机仿真技术中Matlab是一款强大的可视化软件，是MathWorks公司在2009年推出的一套高效率的数值分析软件。它的超强数值分析能力，在工程机械电子电工的模型建设和机械化改造中起到了很好的作用。目标实验在基于Matlab的工程机械电子电工仿真方案中，在矩阵的单位模块下，形成电工的模型结构，对于信号上的链接更加直观，使得数据可以通过数学函数的计算形成具体的图像和音频文件，直接显示在电脑屏幕上，对于一些动态的影像还可以实时扑捉，在图像帧数上也有了很大的提高，可以很清晰地控制工程机械开挖中，现场的施工情况，以备监控的技术人员对工作的整个流程有直观的了解，并且在第一时间做出可行性判断。使用Matlab技术后，其模拟仿真功能可以直接使用在机械设备上，生产方式改良，生产效率提升。基于Matlab的工程机械电子电工仿真实验方案主要是从机械设备使用中降低原材料的消耗和减少对机械自身磨损两个方面入手，通过利用最为合理有效的生产模式将机械的运转情况发挥到最佳状态，利用机械设备中的高强度和稳定性来对生产产品质量进行保证。在基于Matlab的计算机分析程序中，利用计算机高度智能化的相关特点，对生产方式进行逐步优化，通过智能识别系统在自动管理方式上加以改良，不仅凸显了在材料处理中的优势特性，还能达到设计的准确性。拿机床电子加工为例，在利用识别系统进行优化后，机床打磨出的产品原件具有更强的耐磨性，同时设计生产出的样品有更高的使用精度，具有很强的市场竞争能力。接下来就仿真的方法进行简单的叙述。

（1）非线性的仿真实验法非线性关系的模拟仿真是在数据存储的方式上的优化，使得算法出现了差异。计算方式的改变得到的数据可以在实验中加以利用，通常情况下，计算机得出数据存在两种主要的计算类型：在目标函数中利用高斯公式进行计算，得到的函数再进行乘法运算，最终得到的数据与实测数据进行加权求平均，得到的最终数据用在数据参数中，定义为机械适用的函数值。这种方式利用了高斯公式可以对大型数据进行运算的优势，在共轭负数的变化中得到模型的优化方程，利用除权方式有效避免在计算中出现错误。在利用Matlab计算中，仿真方案的研究表现出较好的准确性，计算简便的同时达到了算法的优化。此外，另一种办法是在多个定义域内的函数值进行区域界定，将得到合理区间计算的函数值加以区分，在多个变量的条件下，对目标函数进行计算。这种方式在操作中十分简单，而且计算量很小，在一些小型的算法计算中可以使用，但是在一些大型的机械操作设计中，这类的模拟仿真方式无法发挥出作用，也无法将计算的结果在整套机械设计中体现出来，得出的计算命令较为单一。后期使用中，机械得到的命令较为混乱，无法达到指令清晰的状态。

（2）线性仿真实验法电子电工的仿真研究中，函数的线性问题是最为关键的问题，在设计方案中，如何处理线性和非线性之间的算法关系也是十分重要的。函数在直接函数和间接函数计算后得到的数值可以通过矩阵互换的方式进行推导，在利用多个线性仿真实验结果后可以得到相关的复杂数学模型，在以往电子电工实验中，一些人力无法计算的复杂算法很难得到相应的答案，利用智能化的计算机可以有效的解决这个问题。使用电子电工自带的数值跟踪器，在设定的区域内对函数值进行复核，在迭代方程中，根据函数的模型得到的方程解可以在线性计算中进行使用，最终得到的数据可以在仿真实验中作为设计方案进行使用，大大增加了实验计算的准确性。

2基于Matlab的工程机械计算机电子电工仿真实验分析

基于Matlab的工程机械电子电工仿真实验从编程的方式上进行了修改，不同于以往单一的计算模式，现代化的计算手段更注重对于计算的迭代方式的改变。机械设备效率的提高在实践中很难进行改良，通过仿真实验得到的结果具有很强的指导意义。利用模拟仿真的方式可以使得机械产出的产品具有高效能、低损耗的特点，对于仿真技术中，使用最为广泛的技术为Matlab仿真方案中的遗传算法。遗传算法（GeneticAlgorithm简称GA），是20世纪70年代初期由美国密执根（Michigan）大学霍兰（Holland）教授提出的一种基于Matlab下全新电子电工全带概率仿真方法。GA是一种在人为施工条件下非确定性的拟自然算法，这种算法是根据自然界仿照生物的固有进化规律，对一个大的群体进行随机抽样，观测其繁衍变化以及淘汰机制。其中就会有适者生存，不适者就会被淘汰，使整个群体在繁衍的素质上和种群的数量上都会有很大的提高，时间变长，最终会以一种仿真平衡的态势趋于平衡，并且保持最优配合比。遗传算法具有鲁棒性、自适应性、全局仿真性和隐含并行性。基于Matlab下的实验仿真就是选取这样的实验理念，在优势上有了很大的突显，主要表现在：

（1）工程机械电子电工结构仿真实验：在工程机械生产中，多考虑到机械的方便和使用性，遗传算法在结合Matlab软件后，利用遗传算法中的模量改变和动态模拟，对电子电工中机械运行频率进行改变，在运行过程中利用仿真的模式实现电子机械的波段变化。

（2）可行性分析：在机械的整个框架系统中，模拟了固定模式中的运行，加上基于Matlab下的运转方式，把整个系统的仿真性再次提升，能够在加工材料和零件的加工都有很好的保护作用。

（3）故障诊断：提出了一种新的基于Matlab的遗传算法，并在此基础上实验出一种基于遗传算法和有毒性气体分析的技术，使得工程机械电子电工会在满负荷工作时自动的对整个电路系统起到测试的作用。尽管遗传算法在Matlab指导下已解决工程机械行走系统、转向系统、工作系统的电气控制优化等生产中的许多难题，通过仿真过程，得到最优参数，但还存在许多不足之处。用遗传算法求解线性和非线性仿真问题时，一般采用共轭发散函数法。共轭因子取得过小时，可能造成整个发散函数的极小解不是原目标函数的极小解；共轭因子取得过大时，搜索过程运算量过大。所以对基于Matlab的工程机械电子电工仿真中遗传算法中的一系列问题还有待于进一步研究、讨论。

3结束语