时间：2022-03-13 23:36:26
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机电一体化技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。
一、机电一体化的基本概念
机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。
（二）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5～6倍。
（三）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。
（四）具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。
（五）调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。
①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。
②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。
③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置，如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。
⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外，机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
二、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
（一）机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础，因此对机械结构提出了更高的要求，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
（二）动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
（三）传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
机电一体化技术主要包括技术原理和使机电一体化产品(或系统)得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群(族)的总称，包括检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、机械技术及系统总体技术等。
1)机械技术。是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。
2)计算机与信息技术。信息交换、存取、运算、判断与决策，人工智能技术，专家系统技术，神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
3)系统技术。即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。
4)自动控制技术。其范围很广，在控制理论指导下进行系统设计，设计后的系统仿真、现场调试、控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
5)传感检测技术。是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程度就越高。
6)伺服传动技术。包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件，对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
二、机电一体化技术的主要发展趋势
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，未来机电一体化技术将朝着智能化、高性能化、网络化、微型化、模块化、绿色化等多方向发展。
2.1智能化
人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视。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。即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。随着制造自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动，并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策。例如，在智能化房屋建设上增加人机对话功能，设置智能I／O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
2.2高性能化
高性能化一般包含高速、高精度、高效率和高可靠性。它采用多CPU结构，以多总线连接，进行高速数据传递，采有精简指令集机，实时多任务操作系统并进行处理。设置多重缓冲器，故障诊断，自动检错、纠错，系统自动恢复等技术保证该机电一体化产品具有高性能。
2.3模块化
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情。例如，研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品，也可以扩大生产规模。这就需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配。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。随着微处理器性能价格比的迅速提高和微机械电子(MEMS)技术的飞速发展，各种机电一体化模块将越来越多地出现在市场上。利用这些模块，可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一体化产品。机电一体化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。
2.4网络化
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、教育以及人们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。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(eolnputerintegratedappliancesystem，ClAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。
2.5微型化
微型机电一体化产品向微米、纳米级发展，体积小、耗能小、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优越性。微机电系统是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
2.6人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。未来的机电一体化将会加速它们与生命机体的相似性，更加注重产品与人的关系(人一机的协调)并与人共生(人一系统一一体化)，更关注适宜人的使用与操作、人的可靠性及安个性问题。
2.7绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化，同时资源减少、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并成为时代的趋势。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。绿色化成了时代的趋势，产品的绿色化更成为适应未来发展的一大特色。
根据上文所述，接口技术在机电一体系统中的分类主要包含机电接口和人机接口两种，对接口技术在机电一体化系统的运用进行具体的分析，也应该根据接口技术的不同类型进行有效的分析。
1机电接口在机电一体化系统中的运用
首先，机电接口被应用在机电一体化系统中能够作为模拟信号的输入接口而存在，通常在机电一体化系统的运行过程中，对于机械系统的运行状态信号的传递是由传感器或者变送器负责，而接收并且模拟机械系统的输出信号的则是机电接口。其原因是由于运行状态的信号多为模拟的电压或者电流信号，而电子系统对这些信号无法做到有效的识别和控制，只有通过机电接口对这些信号进行接收以及模拟，才能通过电子系统对这些信号进行有效的分辨，达到将机械系统和电子系统两者有效结合形成一个整体的目的。其次，机电接口被应用在机电一体化系统中能够作为模拟信号的输出接口而存在，在机电一体化系统的正常运行过程中，不仅电子系统对于机械系统的输出信号无法有效的识别和控制，机械系统对于直接由电子系统的输出信号也无法做到有效的识别和控制，智能有机电接口来实现两者之间的有效连接，机电接口能够对计算机的输出信号转换成机械系统能够识别的模拟电压信号或者模拟电流信号，帮助电子系统实现对机械系统的智能化和信息化控制，完成机电一体化系统正常运行的目的。最后，机电接口能够作为机电一体化系统中的开关信号通道接口而存在。在机电一体化系统的有效运转过程中，不仅要对机械系统和电子系统的实时连接做好接口设置工作，还有许多需要需要处理的开关闭合和断开信号、指示灯的显示与熄灭信号、继电器和接触器的吸合与释放信号等等需要处理，这些信号的模拟、输入以及输出同样需要用到机电接口。因此机电接口也能够作为保证机电一体化系统中的开关信号的正常运转的开关信号通道接口而存在。
2人机接口在机电一体化系统中的运用
人机接口在机电一体化系统中的作用主要是负责将技术人员的指令翻译成相关的信号输送到机电系统中，进行控制指令与动作指令之间的信息交换，保证机电一体化系统能够在工作人员的控制和管理下正常运转。因此人机接口在机电一体化系统中的运用主要是作为拔盘输入接口、键盘输入接口以及键盘输出接口而存在。其中拨盘输入接口的功能主要是负责机电一体化系统中系统参数的修正与控制作用，能够帮助工作人员对机电一体化系统中的诸多参数信息完成相关的调整工作，而键盘输入接口则是作为向电子技系统中的计算机键盘输入和输出接口而存在，其能够帮助电子系统中计算机与键盘之间的有效连接，其中电子系统的键盘又可以分为编码键盘和非编码键盘，两者分别具有不同的优势和劣势，然而总体都能够满足电子系统中计算机正常运转的诸多功能上的要求。
3结语
总体来讲，接口技术在机电一体化系统中的运用主要可以分为机电接口和人机接口在机电一体化系统中的不同运用，帮助机电一体化系统实现诸多不同的功能，以上功概括来讲就是帮助机电一体化系统实现电子系统和机械系统的有效连接，实现两者在连接过程中各个功能模块的连接要求和运转要求，从而有效的提升机电一体化系统的运行效率，提高机电一体化系统的产品质量。
作者：杨志威单位：广东省轻工业高级技工学校
协会深刻认识到，在这轮全球性金融危机和产业结构调整的大潮中，行业结构调整实施越早，转型升级就能越快。作为为下游行业提供加工装备的缝制机械行业，实施结构调整的核心就是产品结构的调整和产品技术的升级，通过调整和升级去满足下游行业的发展需求。而行业产品结构调整的方向就是发展智能、高效的机电一体化缝制设备，实现节能、省人工；产品技术的升级就是提升产品的技术和质量发展水平，推动产品由中低端向中高端升级，提高市场竞争力和品牌影响力。为此，近年来，协会抓住发展机电一体化高效缝制机械这条产品结构调整主线不动摇，推动行业步入增量取代存量的发展新周期，实现了行业平稳复苏和持续发展，取得了较为明显的调整成效。
一、多管齐下引导行业产品结构向
机电一体化方向快速调整
1. 通过编制《行业“十二五”科技开发指南》，明确将光机电一体化技术应用研究列为“十二五”关键领域，将高效电脑平缝机、电子花样机等设备列为优先研发项目，引导企业向光机电一体化产品方向倾斜。
2. 通过协会主办的国际展会鼓励企业展示机电一体化新品。协会将2011、2013CISMA展会主题分别定为“质量、效益、绿色”和“品质、效率、智能”，通过举行优秀新产品评选，以新产品获奖等级来适当减免企业参展摊位费用的举措进行资金奖励，支持鼓励企业创新和展示高效、环保的缝制设备。如，在CISMA2013优秀新产品评选中，获奖的52个产品100%为机电一体化新产品。据协会对参力CISMA2013的40家骨干整机企业展示的产品进行初步统计显示，机电一体化产品的展示比重已经由2011年的60%快速提升至 2013年的90%。
3. 定期举办行业机电一体化技术交流和《机电一体化技术研究与创新优秀论文》征文与评选表彰活动。自2011起，协会依托电子电控专业委员会工作，每年举办机电一体化技术交流，组织行业科技人员开展技术交流；连续举办了两届机电论文征文与评选表彰活动，征集论文上百篇，其中40余篇优秀论文被推荐至各类核心及国家学术期刊上发表。较好的发挥了促进电控技术研究和交流提升的目的。
4. 在国家发改委《产业结构调整指导目录》等产业政策层面，积极将“机电一体化高效节能缝制机械”列为优先和鼓励发展目录，发挥了重要的产业调控和政策导向作用。
通过以上工作引导和推动，行业近年来产品结构调整步伐加快，机电一体化产品占比大幅提升。据协会2013年最新行业统计数据显示，机电一体化高效节能缝制机械总产量占工业缝制机械总量的比例已由2009年的10%提升到目前的49%；平、包、绷等大宗主导产品中机电一体化产品占比由2009年的15%提升到目前的55%。其中，电脑平缝机2013年总产量高达270万台，同比猛增80%，首次超过机械型普通平缝机产量。
二、以实施行业科技支撑计划项目为着力点
推动产品技术升级
为促进行业产品技术升级，创造具有自主知识产权的技术与产品，提升行业整体技术发展水平，在中轻联的组织领导下，协会2008年联合骨干企业向国家科技部申报了《高效节能缝制设备》国家科技支撑计划项目，该项目于2010年正式批准立项实施。三年来，参与典型高效节能缝制设备课题研究的主要企业均已完成了各自负责的高性能电脑平缝机、电子花样机和电控上袖机的整机产品试制、定型及示范生产线的建设。参与伺服控制系统课题研究的主要企业均已各自建成具备标准软硬件接口及灵活定制功能的多轴缝制设备电控系统开发平台，完成了典型产品的测试、定型、优化，建成了年生产能力1万台以上高性能多轴缝制机械伺服控制系统生产示范线。
经攻关成果联合测试，高效电脑平缝机可实现5000针/分钟，电子花样机可实现2800针/分钟、电子上袖机可实现3500针/分钟的最高缝纫速度，产品平均节电30%，效率提升20%以上，机器噪音、振动等各项主要技术性能指标完全达到了国外先进技术水平。同时，该课题还累计14篇，申请专利16项，计算机软件著作权 4项，开发完成面向电子套接机的运动学及动力学仿真分析软件1套，缝制机械参数化设计软件1套，完成制定行业标准8项，参与制修订国际标准1项，国家标准2项。
通过组织实施行业科技支撑计划项目，各参与企业累计配套投入科研资金近1200万元，购置了一批先进高精密的试验仪器与设备，培养了一批既有实践经验又有丰富理论知识的青年科技人才，科研成果在提升各企业自身科研技术实力的同时，也通过新产品的市场配套和示范推广，有力带动了整个行业的技术发展水平。如，北京大豪公司在课题研发过程推出的HSC高压闭环系统、绵阳58所的HDSC全伺服系统、鲍麦克斯公司的MT系列多轴伺服系统、中捷股份公司WR系列系统在国内外市场上配套电子套结机、花样机、曲折缝、锁眼机、自动缝制单元等机器累计逾4万多台，创造产值近10亿元人民币，有效填补了行业中高端缝制设备电控系统领域的空白。
目前该课题已经结题并进入全面验收环节，协会下步重点组织做好科研成果的行业示范和推广，加快行业高效节能缝制设备的全面升级和更新换代。
三、以实施产品质量提升工程为抓手打造
关键词：机电一体化 发展趋势 机械工业
1前言
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。论文 毕业论文
2机电一体化的优点
机电一体化是指在机构的主功能、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 其涵盖“技术”和“产品”两个方面．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+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由纯机械发展到机械电气化．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。机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别是智能化 机电一体化产品的典型例子有：数控加工中心、机器人以及具有检测控制性能的数码相机等。总之．一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成。
3 机电一体化的发展历史
2O世纪6O年代以来．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后．刺激了机械产品与电子技术的结合，再后来计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础 大约到20世纪8O年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认：机电一体化技术和产品得到了极大发展：各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持：2O世纪9O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。
我国是从20世纪8O年代初才开始在这方面研究和应用。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．取得了一定成果，但与欧美、日本等先进国家相比仍有相当差距机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合。它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。
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。
4 机电一体化发展趋势的分析
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：
4．1 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。
4．2 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。
4．3 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、教育等人们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。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliancesystem，CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
4．4 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1cm。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。
4．5 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。
摘要：机电一体化是一项交叉密集型技术，该技术的应用能够促进机械工程领域的发展，本文对机械一体化在该领域的应用进行探究。本文立足于机电一体化内涵等理论，分析机电一体化的多元具体化应用，并对应用趋势进行展望。
关键词：工程机械；机电一体化；应用
引言
伴随着现代社会不断发展，各种科学技术不断进步，完善。各类的学科融合也愈加密切。通过多种学科技术融合发展，极大的促进了工作效率，精化了发展途径。举个例子，就目前来看，机电一体化技术在多种领域的实际技术操作中都应用到。通过其技术的精确性和操作便捷性性等来大力的推进，改良了当前的工业生产，技术，管理层面的模式操作。需要注意的是，目前针对于此的技术操作仍属于初级发展阶段，还需后续不断的研究深化。本文通过对其技术应用的分析为后续的研究发展做先行探索。
一、机电一体化内涵及作用
（一）机电一体化内涵
“机械电子学”，也就是机电一体化的学科表达，机电一体化技术是基于计算机技术进一步发展的新型技术。通过将计算机，机械制造，机械控制技术等技术融合贯通，互相联系。来达成更为高效的操作需求。从上个世纪中期，就有开始将电子技术运用到机械操作中的实例，并取得一定的实践成果。在后来的发展中，电子技术与机械技术不断的融合发展。伴随着机电一体化进程的不断深入，更智能，更高效成为了后续发展的主旋律。以机电一体化为大纲发展，囊括机械制造，电子信息技术，机械控制，系统传感服务等等，逐渐运用到了更多的领域。
（二）机电一体化作用
通过运用机电一体化技术，在机械制造领域来说能够更好的去设计，匹配符合人们需求的机械产品。从而进一步推动当前的机械智能发展。结合实际的运用所需，当前运用机电一体化技术制造的产品多符合轻便，易于操作，携带等特点，能够更好的为人们提供信息服务。伴随着人工智能的不断发展，工业生产自动化，控制自动化，电子产品自动化，以及智能机器人等等不断问世，推动了行业发展。从大环境来看推动了当前的国体经济发展，优化了当前的生产模式。
二、机电一体化技术的应用特点
（一）自动检测
机电一体化技术与计算机操作技术密切相关。通过运用计算机技术来对机电一体化技术进行技术指导，操作指示，同时，计算机技术也运用在机电一体化技术的检测，修正环节。通过对机械制造，机械设计环节的信息采集，数据分析。来对其进行技术检测，针对操作过程中出现的程序错误和异常情况检索，并通过计算机技术演算制定相应的应对方案。以警报预警的形势对外传送，便与操作人员发现处理。在通过计算机技术管理下进行机械制造，机械设计更具有安全性，稳定性与操作便易性。
（二）高精度
作为新型的机电融合技术，机电一体化具有高精度，高效率的特点，在进行机械制造，机械设计之前对其所需数据进行调控配比，保证操作步骤的准确性，极大的提升了操作效率。现代的设计，制造业不断的完善发展自身生产的流程稳定性，准确性。保障了生产准确度，提升整体的操作规范性。举个例子，在进行建筑施工时需要进行混凝土搅拌，其中投入的物料比是一个需要精确度较高的操作。而通过电子计算机技术对其实际的物料比调控，再结合机械按配比投入，保障了混凝土质量。整体而言，此种高精度的操作环节极大的提升了工程建设效率。
（三）低耗能
除此之外，机电一体化技术还有着损耗低的优势，旧式的工程建设过程中，由于缺少计算机的精确管控，不能及时更进管理建设信息，在实际建设中出现问题时需要专业的技术人员进行每个操作环节的技术检测。此种工作模式不仅浪费人工成本，还不能完全保障其检测质量，操作效率低下。而计算机技术下通过即时使用的最低损耗量来进行工程建设，最大限度的降低了物料，建设成本损耗。
三、机电一体化具体应用领域分析
（一）监控领域应用
不仅仅是提升整体的工程建设效率，机电一体化技术还能维护建设过程中的设备运行，通过一体化技术来对工作环境中的建设仪器，设备进行技术，故障检测，一般情况下，当出现检测故障时情况时，检测仪器通过警示，声音，调节亮度等对外播报，便与技术维修人员更快的针对故障部位进行维修，在保障建设效率的同时降低建设损耗。而监控管理过程也能更为直观的了解到建设进程从而依此制定后续的建设方案。
（二）调整施工精度领域应用
在过去传统的工程建设中，在面临建设精确数据时需要进行更多的人工演算，在出现设计误差和偏差情况下，都有可能差之毫厘失之千里。从而影响到整体的工程建设质量。而引入机电一体化技术后，能够更好的对建设施工过程进行精确调控。
（三）节能领域应用
在减少能源损耗，最大限度的运用已有材料方面，机电一体化技术可以很好的通过精确的电子计算来对现有物料配比，分配其建设任务。保持当前的各项建设数值维持在临界工作值，在保证建设效率的同时最大限度的节省了建设生产所需材料。与旧式的工程建设相比，不仅是建设效率的提高，建设材料的节省，还能将当前的建设材料最大限度的使用，将各级建设环节紧密结合。
四、机电一体化应用领域趋势与发展方向
（一）机电一体化的应用趋势
就目前来看，机电一体化技术在今后的网络信息安全维护，微电子技术，传感器方面的应用将会有较好的发展前景。
伴随着当前社会的不断发展，计算机网络，互联网系统受众越来越广。所以，结合时展大环境，将机电一体化技术同网络安全技术捆绑发展。实现一加一大于二的发展建设。在保障机电一体化技术的市场竞争力的同时，更为便易的为网络用户服务，保障其活跃用户黏性。而机电一体化技术与微电子领域相结合，将其使用模式优化，更加灵巧，轻便。除此之外，机电一体化技术与传感器的联合应用，提高了操作精确性。
（二）机电一体化的发展方向
长久来看，机电一体化的今后发展延生方向有微型化，系统化和智能化三类。伴随着当今社会科学技术的不断发展，成熟，人们更倾向于使用便捷，操作简单，轻巧灵便的工具。通过运用机电一体化技术将其与微型设计结合，必将受到人们喜爱，推广。从工程建设方面来看，整体的操作流程繁琐复杂，为了达成对各个操作建设环节的进度了解，从而更好的制定后续的建设方案，采用机电一体化技术对其调控，管理，整合建设施工的各项建设任务。此外，当前网络的不断发展，各项行业，建设设计都讲求人工智能。在人工智能领域，结合机电一体化技术发展，提高生产效率，降低能源损耗。
结语
结合上述，本文文章旨在探讨在工程建设，机电制造，设计中机电一体化技术的合理应用。在了解机电一体化运用技术后将其合理科学的结合到工程建设环节，提高建设效率降低物料损耗，提高建设精确性。在今后的发展过程中可与微型电子，人工智能领域相结合。彰显其良好的发展前景。同时，通过本篇文章的表诉，为后续的研发人员做前行调查。望后续能有更多的专家学者投身于新型机电一体化技术运用不同的建设领域中。促进机械，机电建设行业发展。
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[关键词]机电一体化 技能大赛 中职 机电专业 教学改革 技能实训
中等职业学校技能比赛并不是社会新鲜事物，很多年前它就是我国技术学校、中专和大学内部选拔人才的一种方式，很多劳动模范和技术能手从技能比赛中脱颖而出。随着职业教育不断发展以及企业职业岗位对人才规格、能力要求的提高，传统的中等职业学校对学生的培养方式已经无法满足企业对人才提出的技能要求。所以，在国家教育部的指导下，全国中等职业学校技能大赛作为一种新的制度出现，开拓出一条“以就业为导向，以大赛促专业建设改革”的职业学校，不断提升教学质量的革新之路。
大赛在推进职业教育教学改革方面进行了很多有效的探索和尝试，取得了丰富的经验，得到了学校和社会的认可，逐步形成了“普通教育有高考，职业教育有大赛”以及将技能大赛“覆盖所有中等职业学校、覆盖所有专业、覆盖所有教师、覆盖所有学生”的良好局面。大赛检阅了职业教育的教学成果，同时展示了职教学生的精湛技能、认真负责的职业态度，体现了学生既有专业知识，又有拓展能力和实际操作能力的综合素养。本人作为一名中职学校教师，从事机电专业教学已有6年，连续3年带领学生参加青海省中等职学校技能大赛，经本人指导过的学生在青海省中等职业学校技能大赛中取得了优异的成绩。现在此谈谈机电一体化技能大赛如何为我校机电专业教学指明了方向。
机电一体化技能大赛促进职业教育模式的转变。
技能大赛促进了职业教育人才培养模式的根本转变，体现了职业教育的根本特性，实现了引导职业教育科学发展。它不仅检验了学生的技能水平，检验了学校的师资力量，同时也检验了学校的课程建设和管理水平，是一场从学生到学校的全方位检验。
我校地处青海省互助县，学校坚持以服务为宗旨、以就业为导向的办学方针，在落实“培养我省产业群急需的一线技术工人”这个办学目标上，把“工学结合、校企合作”作为人才培养模式的切入点，尝试探索推进“1+1+1”的办学模式，工学交替，半工半读，把学生技能比赛、学科建设、实习实训基地建设与职业资格取证作为工作重点，提高学生的职业能力与综合素质，帮助学生顺利完成由学生身份到企业员工身份的转变与适应，把学校办成特色鲜明、效果明显、能适应经济发展的技术工人的培养基地。
打造职业教育特色专业，培养技能型人才。
依据机电一体化大赛指导思想，调整课程模块化设置在机电专业教学计划中提出培养目标是“应用型、技能型实用人才”，除此之外，还要增加竞争意识的培养和创造思维的培养，突出职业道德教育，加强综合职业能力和综合素质的培养。另外，要体现使一部分学生毕业后升入高等职业教育继续深造的目标要求。所以，课程设计要通过教育思想、体制、内容、方法、手段的创新，根据我省产业需求进行开发。结合我校情况，将课程设置分为几个模块：文化基础模块、专业理论模块、技能实训模块和岗位训练模块。学生在学完文化基础课和基本专业理论课后，设置钳工、车工、维修电工、电子电器四个技能实训模块。不但要训练学生的动手操作能力，而且要求学生取得相应模块的职业资格等级证书，这样有利于学校培养的学生更贴近于社会经济发展的需求。
根据机电一体化大赛考核内容，提出技能教学方法为使教学过程更加符合当代中专生的特点，突出中等职业学生的职业技能培养，针对机电专业职业技能教学要求，提出技能教学方法。把以学习课程为中心转变为以学会技术、完成任务为中心，以项目形式体现其教学内容。全国大赛机电一体化项目的主要形式就是用PLC编程实现任务控制，所以，我在《PLC技术及应用》课程教学中主要采用项目教学为手段，不断提高学生分析问题、解决问题的能力，结合实际生产控制，制定相应的实训项目，让学生分组完成实训项目，是学生不断提高解决实际问题的能力。以PLC（Fx2n系列）为例，首先让学生用学过的指令实现各种电气控制线路图，模拟实现工业生产控制中的小项目，如电机顺序控制、工业洗衣机、自动轧钢线、邮件分拣系统等；然后在机电气一体化实训台进行分块练习，熟练掌握每一个单元的自动控制功能；最终目标是将各单元组合为能够实现不同生产要求的控制系统。这些技能训练都来自我们身边的生活和生产，学生对教学课题感兴趣，认识到所学的东西非常有用，能解决现实问题，学习热情自然高涨起来，从而学习的自觉性和主动性也随着提高。教师积极利用这一点，引导学生主动思维，开始由教师提出问题，激发学生的兴趣，引导学生分析问题、解决问题，再逐渐转变为学生提出问题、自行分析问题和解决问题。这样，不但提高了学生学习PLC知识的兴趣，而且还提高了学生分析问题和解决问题的能力。
分析机电一体化大赛出题形式，开展实训项目教学。
纵观近几年全国技能大赛机电一体化项目的试题，都是模拟企业中自动化控制要求较高的流水线生产设备设定的控制要求。当然，对这些题目我们在平时教学中不可能遇到，但是对于这样的任务要求，可以拆分为几个子项目进行处理，这就是我们近年来研究的实训项目教学。笔者结合近几年的机电专业课教学实践，将实训内容划分成若干个可独立进行的基本训练单元，每个训练单元对应一个实训项目。以《维修电工》课程为例。这门课有一个明显的特点，就是计算少，理解内容较多，动手能力训练项目较多。那么，如何使学生更快、更容易、更轻松地学好这门课程呢？本人主要采用项目教学法进行学生的技能训练。首先要围绕专业人才培养目标和教学计划要求，根据实训室的具体条件设置维修电工实训项目；接着按照基本技能训练、专业技能训练、综合应用训练模块进行分类（其中综合应用训练项目可独立设置为实训课程，如电机与电器控制），以一个可独立进行的、有完整教学内容的训练单元作为实训项目，并要求有成果展示。学生要根据实训项目的任务要求，包括实训目的、方法、步骤、要求、达到的标准以及所需的仪器、设备、工具、材料等，进行独立的学习和训练。最后，学生完成实训项目并写出实训报告；教师要给出此次实训项目的评价。经过几年的教学摸索，结合平时的实际技能的教学经验，这种项目教学法使教学效果有了明显的提高。
从技能大赛中发现问题，加强教师的实践能力。
随着我省的开发开放，我校不断探索推进“1+1+1”的办学模式，即一年基础理论知识学习、一年动手实践能力培训、一年到企业顶岗实习。在顶岗实习中，学生带着任务按照岗位技能的要求参加锻炼，企业按照准职工进行管理，让学生参与具体的生产实际操作。同时，教师要与学生共同下企业，不仅把学生管理从学校延伸到企业，而且促进了“双师型”教师队伍建设，让学生和教师在企业技术人员的指导下熟悉掌握新知识、新技术和新工艺，在生产实践中得到锻炼，以提高学生的综合素质和职业能力。教师也可以接受新的专业知识和信息，掌握专业技术发展动态，了解企业和社会对本专业的需求。教师从技能大赛中发现问题并在企业实践中寻求学习路径和解决办法，这是提高教师参加企业实践的关键所在。产学研结合是促进教师学习专业知识、提高专业素质和专业能力的有效途径。学校通过校企合作，积极开展技术攻关或产品研发，也可以利用本专业的技术力量，开展科技服务活动，培养教师的科研素质、创新能力和技术应用能力，提高教师的实践能力。
随着科学技术的飞速发展，教育的方法和手段应适应这一发展的需要，传统的纯理论教学已不能适应新的教育目标，加强实践能力和创新能力的教育已势在必行。本论文所探讨的机电一体化课程教学方法及其教学改革策略的应用研究，是结合当前国内中等职业学校机电一体化类课程教学内容设置及其实验实践教学现状而提出来的，能够有效地提高机电一体化类课程的教学效果，对于这一类的理论知识多且深、动手实践能力要求高的课程而言，必须要不断加强实验实践教学的份量，而本论文也是重点探讨如何开展实践动手能力的训练，对于进一步提高机电一体化类课程的实验实践教学效果无论是在理论方面还是在实践方面都具有较好的借鉴和指导意义。
技能大赛是对我国职业教育成果的大检阅，它不仅引导人们重新认识职业教育，而且让社会重视和支持职业教育。中职学校以此促进教育模式改革、课程教学改革、人才培养、“双师型”教师队伍建设和实训基地建设，形成了“普教有高考，职教有大赛”的新局面。
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关键词：机电一体化系统；设计；方法论
引言
机电设备往往是多工程应用领域综合产品，需要研发人员及从业使用人员具备多学科的背景知识。机电一体化系统设计方法论从系统全局的角度出发，全面阐述机电一体化的设备设计过程，对于研发机电设备具有极其重要的指导意义。在当今工业4.0背景下，机电一体化系统设计方法论被赋予了更多时代使命，需要解决更多实际问题。国内外学者的相关理论研究成果早已层出不穷，本文将研究分析国内外关于机电一体化系统设计方法论的发展现状。
1机电一体化系统设计方法论的发展阶段
机电一体化系统设计方法论与机电一体化的发展密切相关，而机电一体化的发展历史目前可以分为四个阶段。1950—1970年代，在第三次工业革命的大背景下，伴随着计算机技术的发展，机电一体化已处于萌芽阶段，但相关产品和技术没有获得成功与认可。1970—1990年代，得益于集成电路和微型计算机技术的发展，控制和通讯等技术得到突破性进展，同时自动化水平大大提高，机电一体化已形成独立学科，处于初步发展阶段。1990—2010年代，由于计算机、自动化等技术进一步极速发展，光学、智能算法等更多领域知识融入机电一体化学科，机电一体化处于高速发展阶段。2010年至今，在工业4.0的大背景下，由于计算机数字仿真、网络信息等技术的迅速发展，机电一体化技术处于繁荣发展阶段，将对社会生产力作出更大贡献。相应地，机电一体化系统设计方法论也随着机电一体化技术的发展而出现。从1970年代开始，最初的理论研究集中在如何定义机电一体化系统，主要观点来自欧美和日本。从1980年代末期学者开始对机电一体化进行系统设计方法论研究，主要是从系统的组成划分角度出发，更加注重各部分的功能描述、物理特性及其相互间的逻辑关系，使人们更加深入了解机电一体化系统。1990年代开始，由于计算机技术的极速发展与大规模普及，机电一体化系统设计方法论开始有了新的发展方向，主要是从基于系统建模技术的仿真平台出发，能够模拟机电一体化系统，大幅节省机电产品研发周期与成本。
2机电一体化系统设计方法论的主要观点
表1～3列出了机电一体化系统设计方法论发展各个阶段对应的主要观点。不难看出，表1是各国研究组织对机电一体化的定义，其从最初的机械与电子简单相叠加，发展到包含机械、电子、电气、通讯、控制、网络等多学科交叉融合，并且直到现在仍在不断更新，一直在反映着工业科技和理论研究的最新方向，但缺点是未能对机电一体化系统设计方法论进行深入的研究。相比于表1对应的仅仅定义机电一体化阶段，表2对机电一体化系统进行了深入的设计方法论研究，都各自提出了自己的设计理论，更加全面地阐述了机电一体化系统设计的内涵。例如德国达姆施塔特大学的RolfIsermann在自己的研究论文里提出机电系统设计五块论，把机电一体化系统比作人，由五个部分组成，包括控制、动力、传感、操作和结构，分别对应大脑、心脏、五官、四肢及躯体，不过缺点是对各部分的特点和融合设计考虑较少。表2中的方法论缺点在于太偏重于理论方面研究，虽然尝试着引入数学物理模型，但不能较好地描述实际系统，面对日益复杂的机电系统越来越吃力。如表3所示，由于计算机仿真技术在现代工业产品设计中起到了越来越大的作用，而仿真软件平台的核心技术理论在于建模，研究者纷纷提出基于各自建模理论的机电仿真设计平台或系统设计方法论，部分软件在机电设计领域得到了广泛应用和商业化，例如20-Sim、AMESim和Dymola等。
3机电一体化设计方法论发展趋势预测
从机电一体化系统设计方法论的发展来看，未来方向会越来越围绕计算机仿真为核心来建设，主要发展趋势如下：
3.1多个软件联合仿真成为方法论关键技术
在计算机技术日益进步的今天，很多商业机电仿真软件建模模型库更加接近物理实际，算法更加丰富，界面更利于互动，操作更加容易，兼容性和稳定性更好，功能越来越强大，但是在多学科仿真方面还不够完善。而机电产品往往涉及到机械、电气、电子、气动、液压、热力学、磁场、光学等多学科，目前单一的仿真软件无法擅长上述所有学科建模，因此将各机电软件自身最擅长的学科联合起来，取长补短，对机电系统进行联合仿真，提出相应方法论，可以达到最佳效果。
3.2方法论更加注重机电系统各组成部分逻辑
由于仿真软件模型越来越能反映实际物理模型，机电系统模型更加真实，方法论对于基于纯数学工具建立机电模型的能力要求在逐步削弱，而基于机电仿真的设计方法论会更加注重机电系统各组成部分的逻辑建设，使各软件或各理论模型更加融会贯通地结合。
3.3方法论更加注重机电系统最优化设计
方法论应在系统设计的各个阶段提出评价方法，利于优化设计评估。由于机电仿真软件功能的强大，进行机电设计时可以利用软件自带的优化算法，在关键设计阶段不断进行优化。或者直接提出相应的系统优化方法，在设计流程中，把仿真和试验作为其中的工具或步骤，来达到高效优化的目的。
3.4方法论更加注重机电系统创新设计
借助于计算机仿真，机电一体化系统设计方法论能够更加快速地融合各学科知识，机电系统设计的周期必然变短，方案种类变多，创新元素也必然更容易产生、表达和实现，从而能更加高效地实现整个机电系统创新设计。
3.5工业4.0将会在方法论中得到体现
工业4.0的重要特征是大数据化，本质上是广义工业智能物联网信息共享交互，这也将在机电一体化系统设计方法论的发展中成为必然趋势。例如方法论可以在设计、验证、优化过程中每一个步骤都被数据化记录，和机电产品在生产、运维和退役过程中表现出来的性能优缺点数据进行双向物联，可以在实际生产应用中预测问题、解决问题以及优化设计。
4结语
【论文关键词】机电一体化教学改革专业特色
【论文摘要】针对机电一体化专业教学不能满足经济快速发展的需求这一现状，提出了以实践为导向的机电一体化教学改革。阐述了机电教学改革的必要性、思路和方法，提出在实践环节深化改革，在专业培养方案上努力突出专业特色的重要性，淡化了原专业课和专业基础课的界限，对课程实践教学进行了改革，体现了机电教学的特色。
（一）引言
随着现代化工业生产的发展，由气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科的强烈相互渗透而形成的机电一体化技术，已成为当今工业科技的重要组成部分。长期以来机电专业基本上是按照传统的理论体系以学科为核心来组织教学，把传授系统的理论知识作为组织教学的出发点，作为教学过程的主线和质量考核的主要标准，对学生系统地掌握理论知识，开发设计产品是有利的。但是也存在不足之处，学生毕业后大部分被分配在生产第一线，所从事的工作不是研究、设计、开发、决策等，而是操作设备、制定工艺、筹划工装卡具、调整试车、查找故障和排除故障，在学校学的知识相当一部分用不上，而现场工作所必需的工作能力又不具备。
（二）改革的必要性
随着国民经济的增长，社会对人才的需求也开始增长，社会对人才特别是机电一体化专业人才的知识结构提出了新的要求。旧的办学模式在人才培养的方法和途径上受到很大的制约，无论是人才的培养规格、课程体系的设置，还是实践性教学体系的安排，都没有完全摆脱传统教育的模式，呈现出本科教育的“压缩版”，使毕业生在理论研究的领域里“缺乏理论”，在技术应用领域内“缺乏应用”。有的专业由于课时设置不合理、教学方法陈旧等诸多原因，学生理论知识学习不扎实，又缺乏必要的社会实践与动手能力，以至于课程结束后，了解的只是一些课本上的理论知识。在当前的教学中主要存在以下几方面问题：1.学时太少。随着教学改革的深入，机电专业课程和其它的专业课一样，教学课时被明显的缩减，存在着教学内容多、课时少的矛盾，如何在较短的时间内最大程度的提高教学质量是教学面临的一大难题。2.教学模式单一。传统的教学模式，往往只注重理论教学，在电机知识的介绍中，概念抽象，理论繁琐，跟数学、物理及电路等相关课程的联系很紧密。在电气控制电路的原理分析、基本控制环节的设计、设计思想的叙述一般都较清楚。但由于原理图多、文字叙述较抽象，学生又无实物接触，在学习过程中普遍感到枯燥乏味，而且有关安装位置图、面板开孔图、电气接线图及安装、调试等工艺设计方面几乎均未涉足，理论教学与实际的控制系统设计、制造要求存在着一定的差距。3.理论与实践环节脱节。近年来PLC技术的迅速的发展，被广泛地应用于多种场合，基于PLC的实验系统无论其运行过程还是运行结果只能通过对控制对象的观察得以了解，因此PLC教学的实践环节更应强调对象模型的实例化与控制流程的动态演示。但受控对象往往由于其体积大、重量重、价格高、维护难等因素，难以大量装备于实验室，学生在实验过程中无法感受到工程实践中的趣味性、知识性和实验成功后的成就感，在很大程度上挫伤了学生的积极性。4.生源整体素质下降。由于连年大幅扩招，生源整体素质有所下降，在接受能力和学习的积极性等方面都比过去的相对降低，许多基础课的学习不够扎实，给本课程的教学带来了很大的困难。
（三）改革的思路
1.制定适应新形势的教学内容。制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划，遵循国家、省教委的有关文件精神，以综合素质培养为基础，以能力培养为主线。围绕培养目标，对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排，力求整体优化，培养实用的职业技术人才。（1）关于“机电一体化”内涵的认识。机电一体化技术从学科角度来看，它是集机械技术、微电子技术、计算机技术、电气技术、信息技术的有机统一体，而不是机械技术、电气技术的简单组合体；从机电一体化技术的成果或最终体现来看，它则是在计算机控制下由机械本体、电、气、液压以及光电器件组成的产品或设备，是一个自动化的工作系统。（2）培养目标。机电一体化专业应培养德、智、体、美、劳全面发展，热爱祖国，热爱本职岗位，具有不断追求新知识、实事求是、独立思考、勇于创新、踏实苦干的精神，掌握基本文化科学知识和机电一体化专业必需的基本理论、基本技能，对现代机电一体化产品结构调整有较强适应能力的应用型高级技术人员、技艺型操作维护人员。
2.先进教学手段的应用。（1）运用多媒体进行直观教学。课程中的原理图、梯形图、程序及电路图较多，利用Authorware、Powerpiont制作成多媒体课件，集文字、图片、动画和声音于一体，不仅仅大大减少了老师课堂上画图的时间，而且学生兴趣倍加，容易理解，提高了教学效率，增大了课堂教学的信息量。（2）联系生活，启发学生思维。课堂教学重在理论联系实际，运用生活中的实例，既有助于学生对理论知识的掌握，又有益于提高学生的兴趣和对实际问题的思考能力。如在讲解三相异步电机的变频调速时，结合变频空调原理和特点，来分析变频空调与普通空调之间的区别，从而阐述变频调速的优点，学生增加了生活知识和学习的趣味性。（3）与时俱进，激发学生的求知欲。教师应该与时俱进，了解课程最新的技术动态，并把它传授给学生，只有这样才能激发学生的求知欲，真正的把课教好。如在介绍直流电机中，运用高速磁悬浮列车的例子给学生进行了讲解，从而大大提高了学生的兴趣、求知欲和学习的动力。
3.改革优化实践环节。实践教学是技术应用能力形成的重要环节，也是高职专业教育教学的重点。为了培养学生专业技术能力，改革传统的实践教学模式，将实践教学分为三个阶段进行：（1）实验技能训练。实验技能训练主要包括专业基础课和专业课中的实验，使学生掌握基本实验仪器的使用，基本数据的测量、采集和基本实验方法的运用。（2）单项技能训练。单项技能训练主要包括金工实习、数控实训等，学生进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、数控铣、加工中心的编程和操作)的训练。通过训练使学生掌握相应的技能，参加职业资格考核取得数控工艺员或数控车、铣、加工中心操作工等级职业资格证书。（3）综合技能训练。综合技能训练主要包括生产实习、顶岗实习等，学在实训中，采用边教、边学、边做的教学方法，通过典型零件数控加工案例引导教学设计，针对实际零件数控加工任务讨论工艺解决方案，并在加工现场实施，形成不同零件加工效果的直观比较和认识，以合作完成实训教学过程。融“理论、示范、练习、反馈”于一体，将“教、学、做”合而为一。有效培养学生的技术应用能力。生根据实际生产任务，在不同的岗位上完成实践任务，毕业后实现“零距离上岗”。
（四）建设特色课程
在课程设置上根据对企业人才需求情况和对近几年毕业生就业情况的调查，以工作过程为导向，以工作任务或产品为载体，根据学生就业岗位群的任职要求，参照相关的职业资格标准，通过与企业有关人员共同论证，进行课程设置。课程内容的确立与工作过程各阶段的任务密切相关，在与企业的深度耦合中，通过对职业岗位群从业人员和与职业岗位群有关的人员及专家进行调查，通过对在职业岗位上工作的学生的描述，经过分析、归纳、整理、综合，确立职业岗位工作过程中不同阶段的工作任务，将工作任务和内容转化为学习领域的课程内容，通过对工作过程各阶段的各级工作任务的使用频率和难易程度进行分析，确定适用于不同层次的专业核心课程内容和学时安排。
关键词 高职 机电类专业 毕业设计-顶岗实习一体化
中图分类号：G642 文献标识码：A
Graduation Design Guidance and Practice of Mechanical and
Electrical Majors in Higher Vocational Schools
CAO Jianjun
(Changzhou Textile Garment Institute, Changzhou, Jiangsu 213164)
AbstractThis paper analyzes the importance of graduation designs in mechanical and electrical majors for higher vocational education, summarizes experience of guiding graduation designs in mechanical and electrical majors adopted mode of Integration of graduation design and working practice, and characteristics of graduation designs in mechanical and electrical majors for higher vocational education were embodied.
Key wordshigher vocational education; mechanical and electrical majors; integration of graduation design and working practice
1 高职机电类专业毕业设计（论文）的目的与意义
2004年教育部办公厅14号文《关于加强普通高等学校毕业设计（论文）工作的通知》指出，毕业设计（论文）是实现培养目标的重要教学环节。其在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面，具有不可替代的作用，是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现，是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。①
机电类专业是高职教育中专业技术性强、就业行业口径最宽专业之一,专业技术性、综合性突出，其毕业设计是专业技术与行业企业生产实践的综合，是各单项技术、单项技能的综合运用，是培养学生发现技术问题，从文献、技术资料、生产实践和调查研究中获取信息，分析问题、并解决问题能力的关键教学环节。另外对提高学生写作基本技能，提高学生综合素质有着重要作用，可为学生的可持续发展提供源动力。
2 机电类专业毕业设计工作指导与实践
笔者自2005年以来，一直担任我校机电一体化技术专业、电气自动化技术专毕业设计指导教师，并负责毕业设计的管理工作，对于采用“毕业设计+顶岗实习” 一体化模式，介绍一下我们的做法。
2.1 毕业设计与顶岗实习一体化
（1）时间安排一体。高职教育一般三年制，时间短，教学课程多，把毕业设计安排在顶岗实习期间，学生边顶岗，边毕业设计，时间上得到了保证。
（2）毕业设计、顶岗实习指导教师一体。顶岗实习期间，学生是双重身份，既是企业新员工，又是学校学生。毕业设计指导教师同时也是顶岗实习指导教师，在进行毕业设计指导同时，进行学生岗位指导，使其更好的适应工作岗位。
（3）毕业设计课题内容与岗位工作一体。一般来说，课题由指导教师与学生一起探讨确定。常见课题可分为以下几类情况：层次较高的技术应用设计类，比如：RS智能绕丝机电气系统的设计、钢铁生产火焰切割机PLC改造、基于TPC7062K触摸屏的微生物发酵PLC控制系统等；装配调试类: 高铁用电器组件的装配、单晶炉控制系统安装与调试、橇装式加油机的安装与调试等；维护管理类：变电所系统管理及维护、英派斯跑步机使用及维护等；操作生产类：包装机操作与维护、电缆生产操作流程、计算机主板SMT的生产工艺流程、二极管生产工艺等；技术文献类：硬盘原理及其修复技术、机电一体化在纺织行业的应用与发展等。
可见，每一个课题均涉及不同的行业、企业，且与岗位工作密切相关。在毕业设计+顶岗实习一体化模式下，毕业论文内容与企业行业实际相结合，体现了工学结合的教改思路，体现了教学过程的实践性、开放性和职业性。②
2.2 校内师生双选、校企共同指导
校内指导教师实行双选，教研室公示每位指导教师的基本情况、擅长的领域，学生选择适合的老师, 而教师选择专业和方向对口的学生。教研室根据学生工作单位、学生岗位、教师指导人数集中协调，确定每位学生的校内指导教师。企业教师一般由企业安排的师傅、班组长、部门负责人担当，学生把相关师傅信息上报给校内指导教师，校内指导教师在走访学生时，要与企业师傅详细交流，了解学生顶岗实习、毕业设计的详细情况。
2.3 规范毕业设计格式标准
高职毕业设计论文，虽然在内容深度上降低了要求，但在逻辑性、规范性方面对培养学生文字书写、表达水平，提升学生文案处理能力方面具有重要意义。高职毕业设计格式一直没有自己独到标准，一直以来都向本科设计看齐。我们在本科院校的基础上，加以调整，形成自己的格式标准。实施中，适当降低语句表达要求，但是论文层次、逻辑条理、文字格式、图表格式严格按照标准执行，培养学生严谨、一丝不苟的工作作风。
2.4 多形式组织答辩
提高教师服务意识，采用多样化的答辩方式。大部分在学校周边参加顶岗实习学生，返校参加集中答辩。人数相对较多的企业学生，可以申请企业现场答辩，教研室业余时间组织教师深入企业，与企业师傅共同进行。个别学生因参军、异地工作，采用书面答辩方式，提交答辩报告。
2.5 立体化指导、检查监督
毕业设计过程中，指导教师采用电话、QQ、飞信、Email等方式加强联系指导、督促，要求学生严格按毕业设计工作计划实施，学生要定期向指导教师汇报阶段成果。规定指导教师要利用业余时间，走访学生。教研室统一组织中期检查，加强检查监督，每月要求指导教师上报指导学生状态数据，如所指导的学生工作单位、工作岗位、企业指导师傅及电话、课题名称、进度等信息，督促教师加强指导。
同时，学校组织实施“百名教师下百企业”专项毕业工作检查，组织教师们交叉检查学生设计情况及教师指导情况。学校教务对每届毕业设计论文开展抽查、优秀论文评选活动，优秀论文推荐参加省级评选，起到了很好的监督、促进作用。
3 成效及思考
采用一体化的毕业设计模式，大大提高了学生毕业设计的积极性，打破由教师出题，学生择题，理论完善，缺乏实践的传统毕业设计模式，较好地实现了每人一题，起到了师生互动交流及教学相长效果。这样培养出来的学生，独立思考能力强，专业发展潜力大，近年来的毕业生就业跟踪调查，充分证明了这一点。
“毕业设计+顶岗实习” 一体化模式，适应高职学生现状，可操作性强，也体现了机电专业毕业设计的高职特色，对实现专业目标培养目标起到了很好的促进。然而，从最终形成的文章上来看，内容上包括学生顶岗实习工作，又不仅是学生简单的劳作总结，而是结合行业、岗位、工作内容及专业技术的再学习、再提升、再应用。这种总结性、应用性的文章书写过程，帮助学生在平凡、简单的岗位上，充分认识自己所从事的工作意义，更深入的了解企业、了解行业，从而更好地实现专业技术、职业技能的应用。但是，笔者认为，这样的文章深度、广度、设计性、原创性存在不足，严格意义上说，不能叫设计，笔者个人认为称之为顶岗实结更为合适。
可以这么说，通过机电类专业毕业设计教学环节，提升了学生技术、技能、管理的可持续发展力，为其事业进一步发展和提升打好了基础。希望不久将来，高等职业技术教育的毕业设计能够形成自己的标准及规范，更好地指导一线教学实践。
参考文献
关键词：机电一体化列车车辆检修 计算机系统
中图分类号：TV85文献标识码： A
一、机电一体化概念
“机电一体化”名称是日本安川电机公司在19世纪60年代末的商业注册时创用的，由机械学(mechanic)词头和电子学((electronics)词尾组合而成mechatronics。目前已在世界范围内得到认同，成为一正式英文名词。机电一体化是指在机构的主功能、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、高叮靠性、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上程技术。其中，机电一体化涵盖技术和产品两个方面，各种技术的相勺_关系如图1所示。机械一体化产品小仅是人类肢体的延仲，还是人类感官与头脑的延仲，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。
图1 机电一体化技术
二、机电一体化在铁路车辆中的应用
早在18世纪，铁路开始之初，铁路车辆设计主要由机械工程师完成，并无电子学或反馈控制的引入。铁路行业属于成本密集型，轨道基础设施的铺造和维护、新车的研制与维修等都是大资金投入，都制约着铁路行业，让其谨慎前行。为提高铁路与其他交通模式的竞争力，铁路系统应逐步降低成本和能耗，这即意味着车辆应更加轻巧，机械结构更加简易
铁路车辆悬挂发展的前125年，其特性都是利用试验方法来表征。
1809年，车辆转向架就已独立命名，但欧洲花了将近40年才在公共铁路中使其规律化。自从19世纪60年代车辆动力学的出现，车辆悬挂系统的有效分析才算真正开始，计算机也越来越多地应用于完整车辆性能的分析和预测中，并在机械结构上获得了独特创新，如交叉支承、迫导向转向架和单轴转向架等。“主动悬挂”的到来，才真正预示着车辆设计进入“机电一体化设计阶段。
1、摆式列车
摆式列车，是一种特殊主动二系悬挂实例，其倾摆机构是机电一体化的典型结构，是小半径曲线线路提速车辆的最佳选择，可使车辆在普通路轨上的弯曲路段高速驶过而无需减速。欧洲国家大部分都发展了此类车辆，意大利的Pendolino,瑞典的X2000、西班牙的Talgo,德国VT611动车组以及瑞士的SIG。
图2典型摆式列车截面 图3摆式列车设计发展
摆式车辆通过曲线时，主动向曲线内侧倾斜，降低乘客所感受的离心加速度。图2是瑞典ADtranz设计的X2000车辆截面图，车辆两侧空簧作为二系悬挂，安装于倾摆摇枕之上，通过倾斜摆杆与转向架连接，形成倾摆运动。倾斜摆杆能有效倾斜车体，且倾斜中心在车体地板面上。在欧洲，极力推荐采用机电作动器来取代早期使用的液压作动器。图3是意大利Pendolino截面，由Fiat提出，2000年用于瑞典，2001年用于英国。早期采用两钢弹簧簧作二系，液压作动器垂直安装于车辆中，受电弓通过一机械结构与转向架相连，以避免与车体一同倾斜而导致的弓网离线问题。在SIG设计上，中间安装一个大囊式空簧作为二系，用环形滚轴梁取代机械倾摆杆，设计独立控制作动器对受电弓进行倾摆补偿，作动器选择上主要采用快速响应的机电作动器。
倾摆“硬件”―机械结构在小断地改进，那么倾摆“软件”―倾摆控制策略又是如何改变的呢？现代的控制理论发展都很成熟，关键在于软硬件与实际错综复杂上况的配合，尤其对于控制系统的输入提取刚开始，采用最直观的控制方法，在车体上安装加速度传感器，计算横向加速度调节量，驱动同向的作动器，采用经典的负反馈逐步调节。但突然消失的横向加速度会使乘客感觉车辆存在运动问题，且倾摆机构在缓和曲线段反应慢。其后，则将加速度传感器装于不倾斜的结构―转向架上，在反馈环中测试倾摆角再提供倾摆角度命令信号，抵消60一70%的曲线通过时叠加的离心加速度。但传感器测试值包括曲线加速度以及由轨道小平顺引起的横向加速度，则需要滤波，否则将影响直线运行乘坐舒适度。此策略由会导致曲线进入区段的判定延迟。最后，利用车端信号的提前预测设计，以避免此问题的发生，较合理地实现了和机电一体化设计。
2、主动二系悬挂
若不大改变车辆结构，又要更进一步改善更高速车辆对轨道不平顺的响应，提高乘坐质量，则关键设计是车辆二系悬挂的阻尼设计，目前较多应用机电控制，使普通的阻尼器变为阻尼可变且可控的减振器，“天棚阻尼”就是一典型设计。天棚阻尼控制是由美国D. Karnopp教授提出，是对车辆横向振动进行控制。假设在车体和一个“固定墙”之间安装一个虚拟的“天棚减振器”(如图4所示)，这个虚拟减振器在列车运行时始终提供这样的阻尼力:力的大小只与车体绝对速度有关，与转向架和车体之间的相对速度无关、“天棚阻尼”控制因不需要建立系统的数学模型且极易实现，从而得到广泛应用。
图4天棚阻尼控制原理图
可变阻尼减振器阻尼的调节通常有两种方法―---调节减振器的节流孔大小和液体黏度大小，实际操作中，则因控制策略和执行机构的不同，而产生了不同类型的主动、半半动悬挂方式，尤其在日本、法国、瑞典(ABB)和英国等研究较多。目前，最优控制、鲁棒控制、自适应控制和智能控制等现代控制理论都在逐步应用于车辆悬挂控制，电磁作动器以及磁流变作动器等也都不断改进，软硬件同步发展和应用，不断提升着车辆机电一体化水平。
当下机电一体化设计理念最创新的当属主动车轮的设计。近两个世纪的车辆布置，都是1个车体、2个转向架和4个轮轴固接轮对(固接式），固定的结构始终存在一世界难题―蛇行，一二系悬挂系统也仅是抑制运动失稳，调优车体内部乘坐舒适度。而主动车轮/独立车轮/轮对的构想，打破了原有机械结构，两车轮旋转独立，分别控制，直线运行与曲线通过同时兼顾，运用了更多的机电控制。但，因车辆速度提升限制、控制硬件―传感器、控制器与作动器的相互协调问题、机电一体化单元的可靠性、复杂的车辆运行工况的难以预测问题以及车辆单元部件的繁多等，目前此设计应用推广范围尚窄。
另外，车辆的牵引和制动系统，这部分与电力电子更加相关，电力驱动、交流电机、轮毂电机以及电力再生设备都是高度集成，功能性强，都尝试利用先进的电力控制来操作轮轨粘滑特性，整合控制系统来优化对接触斑的利用。更加特殊的磁悬浮车辆中，更加繁杂地运用了机电一体化思想，将电、磁、机都很好的结合在一起，但此设计的社会价值和经济价值一直受到质疑，有待技术的逐步成熟来缓解。当然，除了铁路车辆本身，与之相配套的设备，如线路、售票系统(铁路客票制票机和移动补票系统等)、车站以及车辆维修基地等，都有机电一体化系统的参与。
三、车辆检修管理信息系统数据库设计
1、数据库系统及其结构
建立数据库是开发车辆检修管理信息、系统的基础。数据库、数据库系统、数据库管理系统、数据库应用系统是数据库技术最基本的4个概念。
数据库(database,DB)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，随着信息技术和市场的发展，数据管理不再仅仅是存储和管理数据，而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。数据库有很多种类型，比如最简单的存储有各种数据的表格以及能够进行海量数据存储的大型数据库系统。
数据库系统(database systems,DBS)是由数据库及其管理软件组成的系统。它是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。
数据库管理系统(database management system,DBMS)是一种操纵和管理数据库的系统软件，是数据库系统的核心。它是位于用户和操作系统之间的一个数据管理软件。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过DBMS访问数据库中的数据，数据库管理员也通过DBMS进行数据库的维护工作。
数据库应用系统(database application system,DBAS)是指系统开发人员利用数据库系统资源开发出来的面向某一类事件应用的应用软件系统，如工资管理系统、本文的车辆检修管理信息系统等.
图5数据库系统示意图
2、数据库结构设计
合理的数据库结构设计能够提高系统的运行效率，保障数据的完整性及一致性，是系统实现的有力保障。通过上一章的需求分析，结合结构设计的步骤要求，在确定了本系统中的实体后，所设计的车辆检修管理信息系统的数据库结构图如图6所示。
图6系统数据库设结构图
由图6可知，在MySQL数据库中建立并存放了5个表，信息表(liewei -info )、菜单信息表(menu- info )、检修计划表C overhaulplan_ info )、系统用户表(user-info)和用户菜单表分别是:列位(user-menu)。
1）列位信息表(liewei info )
列位信息表存放了列位管理、调车管理、入库管理、出库管理及移库管理所包含的数据项，例如列位号，车号，在停车状态，列车出入库时间等。该表结构如表1所示。
表1列位信息表
2）菜单信息表(menu -info)
菜单信息表存放系统所有菜单，包括名称、id、点击后的对应操作等。该表结构如表2所示。
表2菜单信息表
3）检修计划表(overhaulplan-info )
检修计划表存放关于检修计划的相关数据项，比如列车号、修程、受检停车列位、承修班组、工单号等。
表3计划检修表
4）系统用户表(user info)
系统用户表存放系统用户信息，包括用户类型、账号(工号)及密码。
表4系统用户表
5）用户菜单表(user menu
用户菜单表存放用户各自拥有的菜单，也就是对系统的操作权限。
表5用户菜单表
结语：
随着我国轨道交通规模的不断扩大，一方面车辆检修工作量会越来越大，另一方面，为运营安全提供保障作用的车辆检修工作的重要性更加突出。而传统的车辆检修模式是按照规定的固定周期进行的周而复始的计划检修模式，检修工作监管不力，检修效率低，流程的随意性大。因此，有必要建立一套完整的车辆检修管理信息系统，并将其运用到车辆段的检修工作中去，进行系统管理，以期提高车辆检修效率及质量，保障车辆运行安全，提升车辆运行品质。
参考文献：
[1]许平洋.基于可靠性的城轨车辆维修模式及应用.电力机车与城轨车辆，2008.06.
[2]冷庆君.我国轨道交通车辆检修模式及建议.我国轨道车辆，2011.01
论文摘 要： 概括说明机械电子控制产业发展的情况，重点介绍计算机技术在机械电子控制产业领域以及工业生产制造和人们日常生活中的广泛应用。
0 引言
现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革，同时给相关生产产业带来了巨大的影响，提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展，以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。
1 计算机技术与机电控制技术的发展概况
1.1 计算机控制理论的形成与技术的发展
忽略数字信号的量化效应，可以将计算机控制系统看成采样控制系统，在这一系统中，将其中连续的环节离散化，则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中，使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统，控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论，逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。
自世界第一台电子计算机问世后，计算机首先被用来自动检测化工生产过程的过程参量并进行相关的数据处理，同时也研究了计算机的开环控制。到二十世纪六十年代，出现了用于过程控制的计算机，实现了直接数字控制。后经集中式计算机控制系统发展到现在的以微处理器为核心的分层式控制系统控制，通过计算机对生产过程进行集中监视、操作和管理控制等。伴随着计算机处理器等技术的发展，计算机控制技术也随之发生相应的变革，最终应用到工业生产中并对其产生巨大影响。
1.2 机械和电子控制技术的发展和现状
在生产、科研等诸多领域里，有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前，工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内，初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现，直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化，同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展，且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有pid控制，pid是经典控制理论的代表，它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势，形成了自适应pid和非线性pid等更利于控制的变种pid控制器。另外还有模糊控制（flc）、变结构控制等，均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。
2 机电一体化的发展及在工业上的广泛应用
2.1 机电一体化的简介和生产应用
机电一体化是指在机构的主功能、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计算机软件系统集合起来所构成的系统总称，综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床，通过相应的数控技术，在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多cpu和多主线的体系结构，丰富了数控功能，也提高了生产效率。
柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用，是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上，它可以随机地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，更适用于多品种，小批量等的离散零件的批量生产。
交流传动技术的发展也是随着电子技术和计算机技术的发展在工业上有了重要的应用，尤其是在钢铁工业中，使复杂的矢量控制技术得以实现，无论是大容量电机还是小容量电机现均可使同步电机或者异步电机实现可逆滑调速。也使交流传动系统在轧钢生产中得到广泛的应用。
可编程控制器（plc）是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题，逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着plc技术的进步，其应用领域更是不断扩大，可采集存储数据，还可对控制系统进行监控。plc能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外，随着工厂网络自动化的发展，plc可实现通信及联网功能，更有助于工业生产的控制过程的监控。如今，plc技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。
2.2 计算机在机械和电子控制产业的应用实例
计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合，不断使相关的新技术应用到更多的领域中去，这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产，更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。
plc实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展，人类活动的范围不断扩大，机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，并从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
农业方面，机械作业过程中驾驶室内的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡，以此来改善人机交互界面。这种智能化显示终端又被称为虚拟化仪器显示终端（virtual display terminal），它代表了当代仪器与控制装置发展的主流方向。它可通过屏幕任意选择显示机组中不同部分的终端信息，在屏幕上按操作者的需求，调用数据库信息，显示数据、图形、语音等多媒体信息。另外，还可以将数据信息动态存入类似信用卡尺寸大小的高密度智能化数据存储卡，将农业作业过程的数据信息通过智能卡带回办公室，由计算机应用高级软件进行处理。也可以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控制终端，实现自动控制农机的操作。
plc在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关，投入的硬币值由plc驱动数码管显示，经过光传感器识别，通过判断，进行下一步操作，经过plc的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活，也使plc的应用更加广泛。
交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用plc技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间，这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。
电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程，最初的横机是手动横机，只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中，通过电脑的自动控制，设计人员可对编织花型进行数字化设计，通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作，由计算机指令控制系统完成整个设计的编织，极大地提高了工业生产效率。
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，以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势。
3 总结
在机械生产领域，电子技术和计算机技术的融入发展，机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术，使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。
参考文献：
[1]张东宝，工程机械与控制技术[m].筑路机械与施工机械化，2007.
[2]马增强等，数据采集系统的研究，微计算机信息，1998.
[3]王立新，浅谈数控技术的发展趋势[j].赤峰学院学报，2007.
[4]杨明等，机电一体化的研究现状及发展趋势，农机化研究，2006.
