機電一體化論文論文精選(九篇)

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第1篇：機電一體化論文論文范文

【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術(shù)特征，研究了國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，指出了未來發(fā)展前景和一些重要技術(shù)熱點。

近些年來，光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機電一體化技術(shù)成為當今機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術(shù)特征

光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強，操作更方便

光機電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5融合了多種學科新技術(shù)，衍生出許多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品

光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學科和專業(yè)知識，包括數(shù)學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統(tǒng)工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術(shù)揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢

光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學科、領(lǐng)域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計算機將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術(shù)中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。

參考文獻

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[3]宋云奪編譯.光機電一體化業(yè)的未來.光機電信息，2003（12）

第2篇：機電一體化論文論文范文

首先高職高專院校教育的重點是以動手能力、實踐能力、崗位職業(yè)能力為主，并且企業(yè)現(xiàn)在需要的是“到崗就能上手”的人員，而會計從業(yè)資格證必考科目會計電算化以實際操作為主，因此會計電算化要求學生在較扎實的理論知識基礎(chǔ)上熟悉軟件的操作與基本維護。同時高職高專院校的學生普遍對于純理論課程學習興趣不高，適合動手操作，所以在會計電算化的教學中實施“教學做”一體化有其必要性。既有助于學生取得會計從業(yè)資格證，又有助于調(diào)動學生學習的積極性，由被動學習向主動學習轉(zhuǎn)變，提高學生的實踐能力和崗位職業(yè)能力，增強學生實際應(yīng)用水平，實現(xiàn)與企業(yè)工作無縫對接，符合社會對人才的需求。

2會計電算化“教學做”一體化模式探索

會計電算化“教學做”一體化中依據(jù)會計實際工作崗位典型工作任務(wù)，結(jié)合財務(wù)軟件自身系統(tǒng)，多采用任務(wù)驅(qū)動法，對所學內(nèi)容多采用項目模塊化教學。在實際教學過程中，以企業(yè)真實業(yè)務(wù)為載體，設(shè)置教學情境，提出任務(wù)要求，老師講解同時學生分角色進行操作。最后進行綜合模擬實訓練習，這樣更易被學生接受，能激發(fā)他們的學習興趣，提高課堂教學效果。

3會計電算化“教學做”一體化的實施

3.1建立一體化的教學環(huán)境實施會計電算化一體化教學需要相應(yīng)的硬件和軟件，這需要學校在資金上給予支持，需要配備電算化多媒體機房，保證學生人手一臺電腦，每臺電腦上裝上相應(yīng)的會計核算軟件，同時配備多媒體投影儀、音響、話筒，方便教師演示操作，同時學生跟著做。要有專人負責，定期清理維護電腦，保障課堂使用。

3.2建設(shè)一體化教學的師資要實現(xiàn)“教學做”一體化的軟條件是培養(yǎng)或擁有合格的雙師型教師。會計電算化的教學是以學生為主，教師為主導(dǎo)，教師是學生的領(lǐng)路人，給學生提供咨詢幫助，教師的素質(zhì)能力高低直接影響到教學質(zhì)量的高低。雙師型教師不單單有雙證就可以，同時要具有較強的專業(yè)知識和業(yè)務(wù)實踐能力，不僅能講授理論知識，也能指導(dǎo)學生實踐操作。因此需要學校加強師資的培訓，可以利用校企合作，讓會計專業(yè)老師定期到企業(yè)參加實踐活動；或是聘用既有實踐經(jīng)驗又有豐富的理論知識的企業(yè)會計工作人員兼職會計電算化實訓指導(dǎo)教師。

3.3改進課堂教學組織“教學做”一體化教學模式使學生由被動地接受知識向主動學習、手腦并用轉(zhuǎn)變，為了提高學生的學習興趣和動手能力，需要改進課堂教學模式?？梢詫嗉壨瑢W進行小組分配，每組有一個或幾個專業(yè)知識扎實動手能力強的學生，實現(xiàn)小組成員相互幫助，培養(yǎng)學生的自主學習能力，以“先進”帶動“后進”，不讓一個學生掉隊。在教學過程中實行模塊化教學，分崗分角色實訓，使學生對會計工作有一個完整的認識，熟悉并能處理各個崗位之間的關(guān)系。對于進度較慢的學生，課余時間機房可以免費開放，供大家學習。鼓勵學生參加會計電算化類技能大賽和考證，比如會計信息化技能大賽，達到以賽促學，以賽促教的目的，提高學生學習的主動性和應(yīng)變能力，提升學生的綜合素質(zhì)。

3.4改革考核評價體系會計電算化是一門實踐性很強的課程，培養(yǎng)的是學生的上機操作能力，考核應(yīng)采用過程考核與目標考核相結(jié)合的方式。過程考核注重平時教學任務(wù)完成情況和學生對知識點的掌握情況，促進知識和技能在平時的積累，檢驗學生學習態(tài)度和對會計電算化軟件操作規(guī)范和熟練度。目標考核，即結(jié)果性考核，采用閉卷與上機模擬賬套考試相結(jié)合的方式，但是以上機考試為主，兼顧學生理論知識儲備與實踐操作能力。

第3篇：機電一體化論文論文范文

1.1工業(yè)機器人。工業(yè)機器人的出現(xiàn)在一定程度上可替代人的勞動，對于高輻射、高噪聲污染、高濃度有害氣體的工作場合來說，工業(yè)機器人是一個理想的選擇。工業(yè)機器人的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，第一代工業(yè)機器人智能化程度較低，只能通過預(yù)設(shè)的程序進行簡單的重復(fù)動作，無法應(yīng)對多變的工作環(huán)境和工作崗位。隨著科技的發(fā)展，在第一代機器人的基礎(chǔ)上通過各種傳感器的應(yīng)用使其可通過對環(huán)境信息的獲取、分析、處理并反饋給動作單元，從而進行一些適應(yīng)性的工作，這種機器人雖然智能化程度較低，但已經(jīng)在一些特定的領(lǐng)域得以成功應(yīng)用。在機電一體化技術(shù)相對成熟的今天，第三代機器人的智能化水平已經(jīng)得到了較大的提升，其可以通過強大的傳感原件收集信息數(shù)據(jù)，并根據(jù)實際情況作出類似于人腦的判斷，因此可以在多種環(huán)境下進行獨立作業(yè)，但成本較高，在一定程度上限制了實際應(yīng)用。

1.2分布式控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的，是通過一臺中央計算機對負責現(xiàn)場測控的多臺計算機進行控制和指揮，由于其強大的功能和安全性，使其成為當前大型機電一體化系統(tǒng)的主流技術(shù)。根據(jù)實際情況分布式控制系統(tǒng)的層級可分為兩級、三級或更多級，通過中央計算機完成對現(xiàn)場生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控、管理和操作控制等，同時，隨著測控技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，分布式控制系統(tǒng)還可以對生產(chǎn)過程實現(xiàn)實時調(diào)度、在線最優(yōu)化、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理等功能，成為一種集測、控、管于一體的綜合系統(tǒng)，具有功能豐富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于維護和可擴展等優(yōu)點，因此使系統(tǒng)的可靠性大幅提高。

2機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1人工智能化。人工智能就是使工業(yè)機器人或數(shù)控機床模擬人腦的智力，使其在生產(chǎn)過程中具備一定的推理判斷、邏輯思維和自主決策的能力，可大幅提升工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化程度，甚至實現(xiàn)真正的無人值守，對于降低人力成本，提高加工精度和工作效率具有十分重要的意義。目前，人工智能已經(jīng)不只是停留在概念上，因此可預(yù)見機電一體化技術(shù)將向著人工智能化的方向發(fā)展。雖然以當前的科學技術(shù)水平不可能使機器人或數(shù)控機床完全具備人類的思維模式和智力特點，但在工業(yè)生產(chǎn)中，使這些機電一體化設(shè)備具備部分人類的職能是完全可以通過先進的技術(shù)達到的。

2.2網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給機電一體化設(shè)備遠程監(jiān)視和遠程控制提供了便利條件，因此，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與機電一體化技術(shù)結(jié)合起來將是機電一體化技術(shù)發(fā)展的重點。在生產(chǎn)過程中，操作人員需要在車間內(nèi)來回走動，對設(shè)備的狀態(tài)進行掌握，并對機床的操作面板進行操作，通過在機電一體化設(shè)備與控制終端之間建立通信協(xié)議，并通過光纖等介質(zhì)實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳遞，即可實現(xiàn)遠程監(jiān)視和操作，降低工人的勞動量，并且各種控制系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，理論上來說都是建立在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上的。

2.3環(huán)?；Ｔ谌祟惿鐣l(fā)展的最近幾十年里，雖然經(jīng)濟得到了迅猛的發(fā)展，人們生活水平得到了顯著的提高，然而以犧牲資源和環(huán)境為代價的發(fā)展模式使得人類賴以生存的環(huán)境遭到嚴重的污染，因此，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提出的今天，發(fā)展任何技術(shù)都應(yīng)當以對環(huán)境友好作為前提，否則就是沒有前途的，故環(huán)保化是機電一體化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。在機電一體化應(yīng)用過程中，通過對資源的高效利用，并在制造過程中做到達標排放甚至零排放，產(chǎn)品在使用過程中對生態(tài)環(huán)境不造成影響，即便報廢后也可對其進行有效回收利用，這就是機電一體化技術(shù)環(huán)?；木唧w表現(xiàn)形式，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

2.4模塊化。由于機電一體化裝置的制造商較多，為降低系統(tǒng)升級改造的成本，并為維修提供便利，模塊化將是一個非常有前途的研究方向。通過對功能單元進行模塊化改造，可在需要增加或改變功能時直接將對應(yīng)的功能模塊進行組裝或更換，即便出現(xiàn)故障，只需將損害的模塊進行更換即可，工作效率極高，通用性的增強為企業(yè)節(jié)約了大量的成本。

2.5自帶能源化。機電一體化對電力的要求較高，如果沒有充足的電能供應(yīng)就會影響生產(chǎn)效率，甚至由于停電造成數(shù)據(jù)的丟失等，因此通過設(shè)備自帶動力能源系統(tǒng)可始終保持充足的電力供應(yīng)，使系統(tǒng)運行更流暢。

3結(jié)語

第4篇：機電一體化論文論文范文

1帶式輸送機

帶式輸送機是機電一體化技術(shù)的重要組成部分，在采煤中發(fā)揮著重要作用，能夠?qū)⒉珊玫拿禾繌木螺斔偷降孛妫瑯O大的提高了開采效率。我國在煤炭機電一體化應(yīng)用過程中，經(jīng)歷了一段摸索階段，開始采用多帶式輸送機，這種機器運輸容量小、輸送距離較短，在運行中容易出現(xiàn)故障，并且穩(wěn)定性也不高，所以，在使用過程中，并沒有發(fā)揮重大效用。之后，我國一些科研機構(gòu)專門分析了這種輸送機的缺點，并全面考察了礦井內(nèi)部的作業(yè)環(huán)境，對其做了全面改動，增加了一些軟啟動及制動裝置，有效克服了使用中不足，提高了運作效率。目前，經(jīng)過改造后的傳送機已經(jīng)被廣泛采用在各大型煤礦中，不僅提高了開采效率，而且提高了施工安全性。

2采煤機

機電一體化技術(shù)也應(yīng)用在采煤機上，使其牽引方式得到優(yōu)化，不僅提高了機器的使用期限，而且提高了其安全性能。通過采用機電一體化技術(shù)，采煤機由傳統(tǒng)的液壓式牽引方式，轉(zhuǎn)化為電動式牽引方式，有效提高了開采效率，同時也提高了煤炭開采量。采煤機經(jīng)過機電一體化改造，有效降低了采煤過程中機器受到的阻力，并且能夠和其它裝置配合運作，不僅提高了資源利用效率，而且避免了資源浪費。此外，采用機電一體化技術(shù)之后，能夠使采煤機在坡度較大的情況下，通過采用防滑裝置，實現(xiàn)煤炭開采，從而擴展了其使用范圍，也提升了其荷載能力。在煤炭開采中，零件損耗一直是影響開采效率的主要因素，使用液壓牽引方式，會使采煤機在運作過程中受到嚴重磨損，并且運作速度越大，磨損越嚴重；當零件磨損到機器無法運作時，便需要更換零件，才能保持機器正常運作。這不僅加大了開采成本，而且浪費了時間，不僅不利于開采效率，也不利于開采質(zhì)量。而采用了電動牽引方式之后，有效避免了上述情況，極大的提高了開采效率，節(jié)省了開采成本。

3提升機

目前，在煤礦開采中，提升機是機電一體化技術(shù)應(yīng)用最成功的一個，已經(jīng)全面實現(xiàn)了自動化及數(shù)字化控制。內(nèi)裝式提升機便是眾最典型的代表，在機電一體化技術(shù)應(yīng)用方面，它將驅(qū)動裝置和滾筒裝置有機的結(jié)合自一起，不僅提高了運作效率，而且簡化了操作步驟。提升機采用了機電一體化技術(shù)之后，能夠?qū)ψ陨磉\行狀況自動檢測，并定期對運行情況進行分析，以發(fā)現(xiàn)一些異?，F(xiàn)象；這種自動檢測方式，不僅為維修提供故障來源，而且提高了機器運行穩(wěn)定性及安全性，同時還節(jié)省了維修成本，對于煤炭生產(chǎn)具有重要意義。此外，提升機采用機電一體化技術(shù)之后，有效簡化了操作設(shè)備，提高了兼容性能，使得運行更加安全，提升速度更加穩(wěn)定，也更加安全，從而有效提高了可操作性。另外，提升機采用全數(shù)字型操作之后，將計算機優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，使得檢測系統(tǒng)更加完善，已經(jīng)被許多大型煤炭開采企業(yè)所采用。

4電控液壓支架

我國電控液壓支架在煤炭開采中使用時間不是很長，所以在使用時，常出現(xiàn)一些問題，嚴重影響了開采效率。如許多煤礦中使用的電控液壓支架，結(jié)構(gòu)簡單，功能有限，并沒有較廣的使用范圍。因此，應(yīng)將支架技術(shù)和計算機有效結(jié)合在一起，使得支架和頂板之間的距離控制在合理范圍之內(nèi)，以減少零部件之間相互摩擦，進而提高支架使用壽命。

二、結(jié)語

第5篇：機電一體化論文論文范文

可以說，機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)，將會是我國現(xiàn)代工程技術(shù)水平的重要體現(xiàn)，更是工程機械主要的發(fā)展趨勢。而這一技術(shù)無論是對工程施工質(zhì)量，還是工程機械的使用性能好壞，都有著關(guān)鍵的影響與意義。在實際的施工過程中，工程機械作為一種不可或缺的設(shè)備，隨著施工單位對于機械設(shè)備的自動化要求越來越高，原有的工程機械技術(shù)已經(jīng)無法再滿足工程施工技術(shù)需求。因此，通過在工程機械設(shè)備中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，使其充分發(fā)揮自身高效、安全的實用性，確保在預(yù)期時間內(nèi)完成工程任務(wù)，同時保障工程項目建設(shè)質(zhì)量，降低工程建設(shè)成本。下面，就詳細闡釋了機電一體化技術(shù)在工程機械中應(yīng)用的必要性，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，由于當前大部分工程規(guī)模普遍較大，這就對工程機械設(shè)備的生產(chǎn)效率有著較大的要求，而機電一體化的工程機械能夠有效提高施工效率，能夠確保在規(guī)定時間內(nèi)，交付工程項目。其次，在現(xiàn)代工程施工中，各大施工單位對于工程機械的耗能量有著明確的要求，通常都是希望在完成施工任務(wù)的前提下，又可以降低能耗量，真正實現(xiàn)節(jié)約能源，降低施工成本的根本目標。再者，如果工程機械設(shè)備的自動化程度越高，這就說明對于工程施工難度也就越高，在實際施工中，有很多分項工程項目是需要應(yīng)用到大量工程機械。反之，若是這些機械設(shè)備的自動化程度較差，就無法充分保障機械施工質(zhì)量。此外，在工程施工過程中，通常使用的工程機械設(shè)備自動化程度非常高時，一般就不會需要浪費大量的人力，甚至有些施工工作完全不用勞動力完成。并且，機電一體化技術(shù)的工程機械實際操作起來十分簡單，只需一、兩個操作人員即可，這就為施工單位節(jié)省了一部分的勞動力成本。最后，在工程機械設(shè)備應(yīng)用一體化技術(shù)，不僅能夠大大提高其使用壽命，還有效降低了運行故障的發(fā)生率，在充分保障工程施工質(zhì)量的同時，還減少了一定的設(shè)備維修費用。通常上文幾點描述，我們也不難看出，傳統(tǒng)的工程機械技術(shù)已經(jīng)無法在滿足于現(xiàn)代化工程的施工需要，而機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)，徹底解決了這些問題，尤其是在工程機械設(shè)備中占據(jù)十分重要的地位，達到了非常理想的施工效果。

2機電一體化在電力變壓器繞線機的應(yīng)用

電力變壓器的環(huán)型鐵心使用高導(dǎo)磁率的硅鋼帶繞置。用環(huán)型鐵心繞制的電力變壓器，具有低損耗、低躁聲、漏磁小的特點，是近幾年電力行業(yè)推廣使用的電力變壓器。電力變壓器繞線機是制造這種電力變壓器的專用設(shè)備。該繞線機可以繞制100kW以下的電力變壓器的三相繞組。該設(shè)備能夠根據(jù)繞組導(dǎo)線的線徑調(diào)整繞制的速度；具有緩慢起動、停止的功能，以防止繞線機因快速起動造成斷線的現(xiàn)象；能夠自動記錄繞組的繞制匝數(shù)；能夠預(yù)置繞制匝數(shù)，當實際繞制匝數(shù)等于預(yù)置繞制匝數(shù)時，繞線機能夠自動停車?？梢哉f，在變壓器繞線機中運用機電一體化，極大的提高了其運行效率和質(zhì)量。其中，機電一體化繞線機的控制系統(tǒng)是由可編程序控制器和變頻器組成。其控制面板包適各種按鈕、選擇開關(guān)，用于給PLC輸入控制信號。繞組匝數(shù)的預(yù)置使用4位撥碼盤，將4位十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成16位二進制數(shù)，送到PLC的輸入口。旋轉(zhuǎn)編碼器將轉(zhuǎn)數(shù)脈沖送到PLC的輸入口，從而測定繞組的實際繞制匝數(shù)。旋轉(zhuǎn)編碼器將主軸電動機轉(zhuǎn)數(shù)變?yōu)槊}沖計數(shù)信號，作為比較數(shù)據(jù)。在這樣的控制系統(tǒng)下，變壓器的繞線機實現(xiàn)了較高的自動化和智能化，生產(chǎn)效率有了顯著提升。

3機電一體化的主要發(fā)展方向

3.1智能化。機電一體化產(chǎn)品的智能化主要是使高性能、高速的微處理實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用代表。智能化通過對機器行為的描述，在控制理論科學的基礎(chǔ)上，應(yīng)用人工智能、運籌學、模糊數(shù)學、計算機科學、生理學、心理學等新思想和新方法，使機器具有邏輯思維、判斷推理最終能夠自主決策。

3.2模塊化。模塊化是機電一體化技術(shù)中的一項重要而艱巨的工程。機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多的現(xiàn)實情況使得相關(guān)單位制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配，企業(yè)研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、電氣接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元，在這些標準單元的基礎(chǔ)上就可迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。

第6篇：機電一體化論文論文范文

選題是畢業(yè)設(shè)計工作的龍頭，選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要因素，精心挑選畢業(yè)設(shè)計題目，是搞好畢業(yè)設(shè)計的第一步。結(jié)合我校實際情況，我認為當前選題工作存在著一些問題：1、有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠；2、有的選題對學生顯得難度較高,工作量過大；3、有的選題雖然有較高的研究價值，但學生由于怕難或者因就業(yè)等原因而不愿選；4、有的選題雖然取自實際生產(chǎn)，但學生并不能完全弄明白生產(chǎn)實際的具體情況，設(shè)計就有脫離實際的情況出現(xiàn)；5、有的選題雖然很好，但是學生都選同一類型的題目，相互之間，互相借鑒的比重太大，使的設(shè)計變相的成了一種具體的形式，另外，不同指導(dǎo)教師之間和不同的學生之間設(shè)計題目在難度和份量上也存在一定差異。

針對以上問題,可以從三個方面綜合考慮選題。

（1)畢業(yè)設(shè)計選題要盡可能做到一人一題，相互之間的共性盡可能少一些，這樣就可以避免學生之間互相抄襲、引用，讓他們能夠真正從設(shè)計的角度去思考問題，達到鍛煉和學習解決實際問題的能力，達到這個教學環(huán)節(jié)實施的意義。

(2)畢業(yè)設(shè)計選題要盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實際和工程應(yīng)用的研究。這樣有利于調(diào)動學生的積極性,由于是真做實干,他們就會主動去了解、熟悉有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的實際情況，積極主動的去分析實際問題，找到解決問題的方法和途徑，使學生的綜合能力得到提高。因此,我們在為2004級機電一體化專業(yè)的學生選題時,選擇了“20Kg鋁錠自動裝箱系統(tǒng)的設(shè)計”，“擦黑板機械人的設(shè)計”，“簡易倪紅燈控制系統(tǒng)的設(shè)計”,“十層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計”，“電子搶答器的設(shè)計”等新穎的又結(jié)合生產(chǎn)、生活實際的設(shè)計題目，這些題目不僅能夠反映當代科技發(fā)展水平，而且能夠讓學生能進一步了解、把握國內(nèi)外在機電一體化領(lǐng)域的一些最新成果和發(fā)展動態(tài)，使學生能夠積極主動的參與到實際課題的研究中來。

(3)要考慮完成課題的客觀條件。學校畢業(yè)設(shè)計經(jīng)費、教學試驗條件都有限,不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業(yè)設(shè)計,必須根據(jù)客觀條件來選擇設(shè)計題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗設(shè)施和足夠的經(jīng)費等,因此我們在選題時,一般選用能為學生提供可用的儀器設(shè)備,試驗場地等條件的科研課題,這樣可以為學生做畢業(yè)設(shè)計時提供可以直接操作，鍛煉自己的動手能力的機會。

（4)要有適當?shù)碾y度和深度。舉例說我們選擇“擦黑板機械人的設(shè)計”課題時,考慮到該課題涉及了機械原理、系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)電、模電、單片機、微機原理、匯編等多個領(lǐng)域,涉及的知識面較廣,設(shè)計工作量較大,有一定的深度,學生可以通過綜合應(yīng)用所學的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,在規(guī)定的時間內(nèi)得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學生在有限的畢業(yè)設(shè)計工作時間內(nèi)，經(jīng)過努力能完成任務(wù)或做出階段性結(jié)果，我們安排了兩個同學參加,在掌握總體設(shè)計思路的基礎(chǔ)上,分別進行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟件設(shè)計等不同部分的的設(shè)計工作，讓每一位同學都各有側(cè)重點地進行研究，經(jīng)過兩位同學的分工合作，最終完成了整個畢業(yè)設(shè)計題目的設(shè)計任務(wù)，效果良好。

3加強教學督導(dǎo),落實開題環(huán)節(jié)

為了提高畢業(yè)設(shè)計的教學質(zhì)量，我們借鑒了研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法,在本科畢業(yè)設(shè)計教學中加入開題環(huán)節(jié)，其目的是：1、通過開題環(huán)節(jié)可以盡早發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計題目是否滿足專業(yè)要求，學生能夠完成的可能性有多大，能否涵概所學專業(yè)的所有知識等基本問題。2、通過落實開題環(huán)節(jié)，還可以強化學生通過查閱文獻資料，廣泛獲取信息的能力，培養(yǎng)學生提出問題、擬定實驗研究方案和設(shè)計方案，進行科學實驗與測試，對數(shù)據(jù)進行整理與分析，撰寫實驗報告、畢業(yè)論文的能力，同時也是對學生的書面表達和口頭表述的能力的培養(yǎng)，是落實和加強對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的有效手段。具體的實施辦法是：

（1）明確落實開題環(huán)節(jié)的必要性。開題的意義在于完善論文設(shè)計方案,使論文設(shè)計方案更加系統(tǒng)化。學生通過收集設(shè)計資料的相關(guān)信息，聽取各方意見，可以明確自己的設(shè)計思路，堅定設(shè)計者的信心。一般說來，將思考的東西正式地講出來和寫出來，會比原來所思考的更有升華的意味，因為從“思”到“說”和“寫”,其間加入了邏輯的創(chuàng)造過程。因為在撰寫開題報告時,就要求學生能夠弄清楚設(shè)計題目的來龍去脈，從而使學生明確畢業(yè)設(shè)計課題的目的和要求，讓他們對題目有更深刻理解與認識，會使原來的設(shè)計思路更加完善和系統(tǒng)，令他們對自己的工作做到“胸有成竹”，減少盲目性,避免出現(xiàn)不知從何處入手的尷尬局面。

（2）開題環(huán)節(jié)的組織和實施。我們要求學生在開題會之前,，要按規(guī)范書寫開題報告。在開題的時候，學生須持經(jīng)指導(dǎo)老師簽字同意的開題報告書、任務(wù)書及其它相關(guān)資料上臺匯報。主要匯報選題的目標和意義、擬采取的技術(shù)路線和方法、工作基礎(chǔ)、預(yù)期成果和工作計劃等要求的內(nèi)容，要求學生自述10分鐘，然后評審小組根據(jù)學生的自述和開題報告書及其它文本內(nèi)容，對學生畢業(yè)設(shè)計題目是否達到專業(yè)培養(yǎng)目標要求和完成論文設(shè)計的可行性進行考核,并對畢業(yè)設(shè)計題目的設(shè)計廣度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。

4采取有效措施,加強過程指導(dǎo)

為了提高我們機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的教學質(zhì)量，我們探索出了一條適用于畢業(yè)設(shè)計的全環(huán)節(jié)教學質(zhì)量監(jiān)控的方法。具體的措施是：1、設(shè)定學生的設(shè)計出勤表，要求學生在規(guī)定的時間內(nèi)簽到，這樣做的目的是可以很好的掌握學生的設(shè)計進度，督促和指導(dǎo)學生按時完成設(shè)計。2、成立設(shè)計指導(dǎo)小組，小組成員盡可能包含所有專業(yè)特長的教師。小組內(nèi)的每一位老師都可以對小組內(nèi)的學生進行自己專長方面的專業(yè)指導(dǎo)，這樣可以提高指導(dǎo)設(shè)計者的綜合能力，使畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容準確專業(yè)。3、開展設(shè)計小組例會制度，即每個設(shè)計小組每周開一次例會，主要工作是：要求學生把一周設(shè)計的心得體會在例會上發(fā)言，匯報設(shè)計進度，并提出設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學生的設(shè)計進度，及時發(fā)現(xiàn)問題，并能及時糾正；另一方面，可以促進教師之間相互交流學習，使教師教學水平共同提高。通過對我校畢業(yè)設(shè)計工作的綜合考核，這種工作方式完全實現(xiàn)了對整個設(shè)計過程的檢測，保證了教學質(zhì)量。

5嚴格考評,保證答辯的質(zhì)量

答辯是畢業(yè)設(shè)計工作的最后一個環(huán)節(jié)，是全面檢查和評估畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要手段。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業(yè)設(shè)計。我校的具體情況是：根據(jù)不同的專業(yè)成立若干答辯分委會，分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔任。為了加強教學督導(dǎo)作用，我校專門設(shè)立教學督導(dǎo)組，成員都是離退休的老教授，在答辯期間分別派到各個小組指導(dǎo)答辯工作。

畢業(yè)答辯前首先是對學生的畢業(yè)論文進行盲審,要求由除指導(dǎo)教師外的答辯小組2名以上教師認真審查評閱，寫出評閱意見與評分，盲審不通過的不準予參加畢業(yè)答辯，以此來審查學生的答辯資格。通過的同學要準備答辯的ppt，把畢業(yè)論文的結(jié)構(gòu)、主要完成部分及設(shè)計的結(jié)果等內(nèi)容準備出來。答辯時,要求每位同學的答辯自述時間應(yīng)控制在15-20分鐘左右,教師提問20分鐘為左右。在答辯過程中要有專人對學生所提的問題進行記錄，對答辯情況進行匯總。答辯完成后，要求所有答辯小組的成員對各個學生的答辯情況進行決議，給出畢業(yè)答辯成績。畢業(yè)設(shè)計成績評定必須堅持標準,嚴格要求?！皟?yōu)秀”的比例應(yīng)嚴格控制在本專業(yè)參加答辯總?cè)藬?shù)的15%以內(nèi),優(yōu)良比例應(yīng)嚴格控制在60%以內(nèi)。

畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量,除了本身的學術(shù)水平、應(yīng)用價值另外,還應(yīng)考察學生解決實際問題的能力、對知識的綜合應(yīng)用能力、在工作中查閱處理信息和應(yīng)用各種工具的能力、撰寫科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協(xié)作能力等。對畢業(yè)設(shè)計擬評“優(yōu)秀”的學生,要求參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業(yè)設(shè)計平時不認真、小組答辯成績較差的學生,由相關(guān)分委會組織復(fù)答辯后視情況決定是否給予通過。答辯委員會要辦事公正,治學嚴謹,嚴把質(zhì)量關(guān),對畢業(yè)設(shè)計達不到教學要求的,決不姑息。

6結(jié)論

要想搞好畢業(yè)設(shè)計工作,關(guān)鍵的是要做到“五個到位”,即認識到位、經(jīng)費投入到位、指導(dǎo)教師到位、學生到位和管理工作到位。另外,,消除學生畢業(yè)前的各種干擾,專心做好畢業(yè)設(shè)計,是本階段學生思想政治工作的重點。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業(yè)設(shè)計。正確認識畢業(yè)設(shè)計的重要性將有利于保障和提高教學質(zhì)量，實現(xiàn)為社會輸入合格人才的要求。

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第7篇：機電一體化論文論文范文

（1）設(shè)計題目、內(nèi)容不規(guī)范，要求不統(tǒng)一。

由于每屆或每班的指導(dǎo)教師不同，設(shè)計題目、內(nèi)容、要求、難易程度偏離太大。如有數(shù)控機床改造設(shè)計、伺服系統(tǒng)控制設(shè)計、交通燈控制設(shè)計等，要求、工作量也不相同。有的設(shè)計任務(wù)偏難，有的設(shè)計任務(wù)又太簡單。

（2）設(shè)計資料缺乏。

由于機電一體化是一門新興的技術(shù)和專業(yè)，這方面的知識內(nèi)容都在相關(guān)的雜志刊物登載，書籍相對少一些。要進行課程設(shè)計，收集這方面的資料較困難。沒有現(xiàn)成的資料匯編及設(shè)計手冊，學生要花費較多的時間找資料，往往是教師幫助尋找資料。而且沒有像機械零件設(shè)計那樣的系統(tǒng)完整的課程設(shè)計指導(dǎo)書。在設(shè)計中盲目性較大。

（3）師資不足。

最早幾年機電專業(yè)方向只有一個班或兩個班，指導(dǎo)教師有2~4人即可。一般由主講或熟悉機電一體化控制系統(tǒng)課程的教師指導(dǎo)。近幾年隨著學生的擴招，機電專業(yè)擴展到4~5個班，指導(dǎo)教師需要8~10人，明顯不夠，因此有必要進行培養(yǎng)。

2機電一體化課程設(shè)計改進措施

（1）編寫合適的機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書，配齊設(shè)計資料。

到目前為止未見過公開出版的機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書，所以有必要編寫合適的機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書，并收集較全的資料進行匯編，與指導(dǎo)書匯編成冊。

（2）規(guī)范設(shè)計題目，統(tǒng)一要求。

規(guī)范設(shè)計題目不是整個設(shè)計都用同一個題目，而是在一個范圍內(nèi)選擇題目，教師根據(jù)所選的題目按統(tǒng)一的要求下達任務(wù)書。設(shè)計題目一般以簡易數(shù)控機床設(shè)計、數(shù)控機床改造設(shè)計、機器人及控制設(shè)計較為合適。在市場上可見的機電產(chǎn)品多得很，不是所有的機電產(chǎn)品都適合做題目，因其難易程度是不同的。機電專業(yè)的課程設(shè)置是以機床設(shè)計、機器人設(shè)計控制為典型產(chǎn)品的，在機電一體化課程設(shè)計中要反映課程設(shè)置的內(nèi)容。機電專業(yè)方向課程有機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、計算機控制技術(shù)、機械制造裝備設(shè)計、機器人導(dǎo)論等課程。這些課程的內(nèi)容在電的方面主要介紹了以計算機為核心的控制系統(tǒng)；機械方面介紹了機械運動、機械傳動、機械結(jié)構(gòu)及相關(guān)的標準部件，如滾動導(dǎo)軌、滾珠絲杠等。在選題及設(shè)計中要反映上述的內(nèi)容。因此規(guī)范化的題目主要為數(shù)控車床（或銑床、鉆床等）設(shè)計、車床（或銑床、鉆床等）數(shù)控化改造設(shè)計、或是工業(yè)機器人及控制設(shè)計。這些都具有一定的機械部分內(nèi)容，如數(shù)控機床進給軸傳動部件，機器人的腰身、手臂運動部件及滾珠絲杠、導(dǎo)軌的應(yīng)用等。電的方面包含數(shù)控系統(tǒng)電路設(shè)計，計算機控制系統(tǒng)設(shè)計及對機械部分的控制；從而實現(xiàn)了機電結(jié)合。對規(guī)范化的題目、要求及上述設(shè)計內(nèi)容都已編入指導(dǎo)書中。

（3）指導(dǎo)教師的培養(yǎng)。

首先被培訓的教師可以跟班聽課，熟悉掌握相關(guān)的課程內(nèi)容，然后在機電一體化課程設(shè)計進行中跟班輔導(dǎo)，以培養(yǎng)出合格的指導(dǎo)教師。

（4）加強督察。

當指導(dǎo)教師接到指導(dǎo)課程設(shè)計任務(wù)后，首先拿到機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書，根據(jù)要求寫出課程設(shè)計任務(wù)書；并由教研室主任或院教學指導(dǎo)委員會審查，合格才可向?qū)W生下達任務(wù)。指導(dǎo)中，教師要填寫指導(dǎo)日志，隨時記錄指導(dǎo)中的難點、及出現(xiàn)的問題和解決方法，并進行小結(jié)，以便下一次指導(dǎo)時提高設(shè)計水平。

3機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書主要內(nèi)容

3.1設(shè)計題目確定及要求

3.2總體方案確定

（1）總體方案設(shè)計；

（2）繪制總體方案圖。

3.3伺服系統(tǒng)機械傳動部件設(shè)計

（1）切削力計算；

（2）滾動絲杠螺母副的計算與選型；

（3）伺服系統(tǒng)傳動設(shè)計；

（4）步進電機當量扭矩計算及選型；

（5）機械傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計（繪制一個軸的機械裝配圖）。

3.4控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

（1）確定控制系統(tǒng)方案及繪制系統(tǒng)框圖；

（2）單片機的選用；

（3）存儲器的選用與擴展；

（4）譯碼電路設(shè)計；

（5）接口電路設(shè)計；

（6）繪制控制系統(tǒng)硬件電路原理圖。

3.5基本的參考圖表匯編。

4近一屆學生機電一體化課程設(shè)計進行情況

4.1教師配備

近一屆機電專業(yè)學生，每屆有四個班進行機電一體化課程設(shè)計，共配備6名教師；其中有四名為獨立指導(dǎo)教師，兩名為輔導(dǎo)教師，為培養(yǎng)新的指導(dǎo)教師儲備力量。

4.2指導(dǎo)書的使用及設(shè)計過程

設(shè)計學生和指導(dǎo)教師每人一份機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書。教師按照要求寫出機電一體化課程設(shè)計任務(wù)書，并經(jīng)研究所長審查后發(fā)給學生。設(shè)計題目主要有CA6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計、C6132普通車床數(shù)控化改造設(shè)計。在同一個題目的學生中，要求設(shè)計進給軸部件時，一部分學生設(shè)計X軸進給部件，另一部分學生設(shè)計Z軸進給部件。整個過程根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的題目、要求和機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書給出的設(shè)計步驟、方法，先進行總體方案設(shè)計，再進行機械傳動部件設(shè)計，最后進行CNC硬件電路設(shè)計。整個過程經(jīng)過了機械、電子兩方面的訓練，實現(xiàn)了機電結(jié)合，達到預(yù)期效果。

4.3填寫指導(dǎo)日志

教師在指導(dǎo)設(shè)計的過程中，及時填寫指導(dǎo)日志，記錄設(shè)計中的難點、問題，并進行小結(jié)。

5本文總結(jié)

第8篇：機電一體化論文論文范文

關(guān)鍵詞：機電一體化仿真容錯糾錯

一、引言

現(xiàn)代機電產(chǎn)品正朝著集成化、自動化、智能化的方向發(fā)展，有的機電產(chǎn)品對人的依賴性越來越小，發(fā)生故障根本不可能由人去維修，有的機電產(chǎn)品形成大系統(tǒng)，一旦發(fā)生故障可能導(dǎo)致重大事故，并造成巨大經(jīng)濟損失。例如：美國發(fā)射的“勇氣”號火星車和“機遇”號火星車，在太空飛行半年之久，一旦有了故障靠人去診斷和維修是根本不可能的;2008年8月巴西一枚VLS-3型衛(wèi)星運載火箭，在接受最后檢測時突然爆炸，導(dǎo)致現(xiàn)場21人被炸死，另有20多人身受重傷。

這些集成化、自動化、智能化的機電系統(tǒng)發(fā)生故障的隨機性很強，往往難以預(yù)料，但工程實踐表明除了少數(shù)突發(fā)故障以外，大多數(shù)故障是一個漸進的過程。如果早期發(fā)現(xiàn)，及時采取恰當?shù)拇胧┦峭耆梢苑乐沟?，機電產(chǎn)品容錯糾錯設(shè)計與仿真技術(shù)研究以及容錯技術(shù)的應(yīng)用正是順應(yīng)了這種需求。

容錯技術(shù)為提高系統(tǒng)的可靠性開辟了一條新的途徑。雖然人們無法保證所設(shè)計的系統(tǒng)各個構(gòu)成環(huán)節(jié)的絕對可靠，但若把容錯的概念引入到機電產(chǎn)品，可以使各個故障因素對產(chǎn)品性能的影響被顯著削弱，這就意味著間接地提高了產(chǎn)品的可靠性。研究和應(yīng)用容錯技術(shù)，對于保障機電系統(tǒng)運行的連續(xù)性和安全性，減少安全事故，提高現(xiàn)代機電產(chǎn)品的經(jīng)濟效益和社會效益，具有非常重要的意義。

二、仿生硬件容錯研究現(xiàn)狀

隨著電路系統(tǒng)功能的復(fù)雜化，傳統(tǒng)的硬件容錯技術(shù)越來越不能滿足日益龐大的電路系統(tǒng)要求。為了提高系統(tǒng)可靠性，人們提出了動態(tài)地對故障進行自檢測、自修復(fù)的要求，并努力尋找新的容錯設(shè)計方法。早在20世紀50年代末，計算機之父馮•諾依曼就提出了研制具有自繁殖與自修復(fù)能力通用機器的偉大構(gòu)想。

研究人員從自然界得到靈感，將自然計算(如進化計算，胚胎理論等)引入到硬件設(shè)計中從而形成仿生硬件(Bio-inspiredHardware，BHW)。仿生硬件的概念最初是由瑞士聯(lián)邦工學院于1992年提出的，雖然歷史不長，但其發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在已經(jīng)成為國際上的研究熱點之一。仿生硬件早期也稱為進化硬件(EvolvableHardware，EHW)。A.Thompson等人較早提出了EHW應(yīng)用于容錯方面的想法。仿生硬件是一種能根據(jù)外部環(huán)境的變化而自主地、動態(tài)地改變自身的結(jié)構(gòu)和行為以適應(yīng)其生存環(huán)境的硬件電路，它可以像生物一樣具有硬件自適應(yīng)、自組織、自修復(fù)特性。采用仿生硬件實現(xiàn)的容錯，不需要顯式冗余，而是利用進化本身固有容錯的特性，這種特性帶來的優(yōu)勢是傳統(tǒng)方法通過靜態(tài)冗余實現(xiàn)容錯所不能比擬的。

三、仿生硬件的容錯技術(shù)新思路

基于仿生硬件的容錯研究，對建立借鑒生物進化機制的硬件容錯新理論、新模型和新方法，提高硬件系統(tǒng)的可靠性，具有至關(guān)重要的意義。

(一)胚胎型仿生硬件的容錯體系結(jié)構(gòu)和容錯原理

仿生硬件可以分為進化型和胚胎型，其中胚胎型仿生硬件也稱為胚胎電子系統(tǒng)，是模仿生物的多細胞容錯機制實現(xiàn)的硬件。

胚胎型仿生硬件的容錯體系結(jié)構(gòu)，主要由胚胎細胞、開關(guān)陣和線軌組成。開關(guān)陣根據(jù)可編程連線的控制信號完成開關(guān)閉合，控制線軌內(nèi)各線段的使用。胚胎細胞包含存儲器、坐標發(fā)生器、I/O換向塊、功能單元、直接連線、可編程連線、控制模塊等。存儲器用于保存配置數(shù)據(jù)位串，并根據(jù)細胞狀態(tài)和坐標發(fā)生器計算出的結(jié)果，從配置位串中提取一段經(jīng)譯碼后對胚胎電子細胞的換向塊和功能單元進行配置。坐標發(fā)生器根據(jù)每個細胞最近兩側(cè)(左側(cè)和下側(cè))鄰居細胞的坐標為其分配坐標。I/O換向塊為細胞功能單元間的可編程連線提供控制信號。功能單元用于實現(xiàn)一個n輸入的布爾函數(shù)，用于實現(xiàn)所需的細胞功能。直接連線負責功能單元之間的相互通信。可編程連線傳遞控制信號控制開關(guān)陣。控制模塊完成細胞的工作狀態(tài)檢測、故障診斷、控制細胞冗余切換。

(二)胚胎型仿生硬件實現(xiàn)容錯的策略

為了實現(xiàn)對故障細胞的容錯，常用的容錯策略有兩種：行(列)取消和細胞取消策略，通過記錄有錯的單元位置，重新布線，用其他備用的單元來代替。

但是對于連線資源故障，這些策略并未給出相應(yīng)的對策。在深入研究胚胎仿生硬件容錯體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文提出一種針對線軌故障的容錯策略。

1.行(列)取消策略。在行(列)取消中，若一個細胞出錯，則它所在行(列)的所有細胞都將被取消，而該行(列)細胞的功能將被其上一行(右一列)的細胞所代替，即當一個細胞出錯時，細胞所在行(列)上移(右移)到一個備用行(備用列)來代替它當前的工作。

2.細胞取消策略。在細胞取消中，用備用細胞代替故障細胞分兩個階段。當某一行的出錯細胞數(shù)超過備用細胞數(shù)時，整行被取消，行細胞上移，用備用行取代出錯行的功能。

(三)胚胎型仿生硬件實現(xiàn)容錯的流程

胚胎型仿生硬件容錯的流程為：

(1)根據(jù)設(shè)計需求選擇器件，確定硬件設(shè)計方案；

(2)以電路結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)等作為染色體進行編碼，按照進化算法的進化模式對系統(tǒng)進行進化操作；

(3)一般以電路的功能與預(yù)期結(jié)果的符合程度作為個體的適應(yīng)度。根據(jù)給定的輸入條件或測試集，通過基于電路模型的仿真測試或?qū)崪y計算群體中的每個個體的適應(yīng)度；

(四)胚胎型仿生硬件內(nèi)部錯誤檢測機制

錯誤檢測是胚胎型仿生硬件實現(xiàn)容錯的前提，本文在此著重研究針對細胞故障的錯誤檢測機制。

基于細胞功能單元的三模冗余與多數(shù)表決器電路實現(xiàn)是硬件容錯常用的冗余容錯策略。

多數(shù)表決器判斷輸出多數(shù)細胞模塊的信號，但并不能判斷出具體哪個細胞出現(xiàn)了錯誤，也就沒法啟動對出錯細胞的重啟動或重構(gòu)來修復(fù)該細胞。為了能檢測出錯細胞的具置，從而修復(fù)該細胞，進一步提高三模冗余的可靠性，需要設(shè)計相應(yīng)的差錯檢測器。

參考文獻：

[1]高金吉，裝備系統(tǒng)故障自愈原理研究.中國工程科學，2009(5).

第9篇：機電一體化論文論文范文

①教學內(nèi)容改革的指導(dǎo)思想。改革理論課堂內(nèi)容教學以灌輸知識為主、實驗教學內(nèi)容以驗證/簡單設(shè)計為主的弊端，在實際中把握“立足測控專業(yè)基礎(chǔ)、緊跟測控技術(shù)發(fā)展前沿”的思想，以點帶面，加強教學內(nèi)容及方法的改革，從以往單一的傳授知識為主過渡到教學內(nèi)容上知識、能力與思維培養(yǎng)的并重，立足于調(diào)動學生主觀能動性，變學生“要我學”為“我要學”，把學生從應(yīng)試學習中解放出來，全面激發(fā)學生的潛能。②教學內(nèi)容改革的具體做法。選用及編寫合適的教材，制作相應(yīng)的課件，強調(diào)工程應(yīng)用實例的分析。根據(jù)實際需求，對課本內(nèi)容進行整合、優(yōu)化，滿足理論知識夠用、強調(diào)工程實踐教學。據(jù)此將機電一體化原理課程分成三個模塊：機械傳動設(shè)計、伺服驅(qū)動（三大電機）部分、機電系統(tǒng)實現(xiàn)（軟件、硬件設(shè)計），根據(jù)各專業(yè)畢業(yè)生工作實際對三個模塊的課時、上機次數(shù)、作業(yè)量等進行分配。

2教學方法與教學手段改革

2.1教學方法改革①教學方法靈活多樣。采用傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代教學方法相結(jié)合的形式，從單一的課堂授課模式轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂講授輔以圖片、錄像、投影、課件、實驗等靈活多樣的多位一體的新型教學模式，加強理論知識與實踐相結(jié)合，使學生能更直觀、更形象地掌握知識，加深對機電一體化原理書本理論知識的理解與運用。②現(xiàn)代教育技術(shù)的運用。合理利用多媒體給學生上課，為了形象化的讓學生更易接受所學理論知識，課堂上還要穿插些圖片、幻燈片等。根據(jù)專業(yè)實驗課的特點，理論部分略講，主要講操作中的注意事項，這樣留出充分的時間讓學生動手操作；除此外，還要安排自組裝實驗，培養(yǎng)同學們的動手興趣及能力。③創(chuàng)新性教學。將課堂教學與實踐鍛煉相結(jié)合，在教學過程中涉及到實際工程應(yīng)用的課程內(nèi)容，布置學生在課外時間進行實訓，并對實訓成果進行評比，提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。④師生互動教學。教師授課中，善于提出問題，學生可進行討論或爭論，提出解決方案，教師適時引導(dǎo)，使學生從中領(lǐng)會教師思路，學會分析解決問題的能力。這種方法體現(xiàn)了以學生為主體的教育理念。

2.2教學手段改革①組織老師進行本課程網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學手段，將本課程的教學課程和習題集等資源逐步公開在校園網(wǎng)上，學生在課外可自主下載學習。②在教學內(nèi)容上側(cè)重應(yīng)用，對于基本理論部分要少而精，多結(jié)合實例進行教學，并在教學過程中補充學科前沿內(nèi)容，拓展學生的知識面，加強學生的工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。③進一步充實多媒體課件的內(nèi)容，并進一步制作網(wǎng)絡(luò)教學課程，網(wǎng)上系統(tǒng)庫，網(wǎng)上答疑輔導(dǎo)信息平臺等多種手段，彌補課件教學的不足之處。④加強實踐性教學環(huán)境的建設(shè)，完善課程設(shè)計的內(nèi)容，開設(shè)設(shè)計性實驗、開放性實驗，讓學生自主構(gòu)建簡單的機電一體化系統(tǒng)，培養(yǎng)學生動手能力和獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力。

3優(yōu)化教學資源，建設(shè)高水平教材

3.1教學資源優(yōu)化。①理論教學資源的優(yōu)化。a協(xié)調(diào)整合校內(nèi)外資源，加強機電一體化原理課程的習題、試題庫及網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)；b邀請國內(nèi)外一流的專家學者，開設(shè)基于多學科交叉產(chǎn)生創(chuàng)新意識的機電系統(tǒng)設(shè)計方面的系列講座。②重新整合實踐教學資源。a設(shè)計采用MATLAB、LabView等軟件組成綜合實驗平臺，在其上做相關(guān)機電一體化系統(tǒng)的仿真、驗證實驗；設(shè)計綜合性、設(shè)計性及開放性實驗并編寫相應(yīng)的程序和調(diào)試。b將科學研究積累的資源進一步轉(zhuǎn)化為提升以本科教育為核心的人才培養(yǎng)質(zhì)量的平臺，構(gòu)建不同層次的開發(fā)、測試、控制平臺；c把握學科發(fā)展動態(tài)，分層次、有重點、創(chuàng)特色地開展普及性和專題性工程實踐與科技創(chuàng)新活動，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力和技巧，提升學生綜合性、創(chuàng)新性思維能力。

3.2教材建設(shè)。①設(shè)立專項配套資金，鼓勵教師從教學、科研成果中提煉素材；②提高認識，加強領(lǐng)導(dǎo)，定期研究教材建設(shè)工作；③組織高學術(shù)水平一線教師與相關(guān)企業(yè)高水平專家一起，編寫以傳授機電控制原理、知識為主，輔以培養(yǎng)思維、啟迪智慧模塊的，能培養(yǎng)創(chuàng)新思維人才的優(yōu)秀教材輔助學習材料。

4成績評價方式和課程評價體系改革

采用考試、實驗、大作業(yè)并重的方式改進成績評價方式，建成并完善以提高學生工程實踐能力為指標的課程評價體系，設(shè)計綜合成績評價體系，并進行模擬考核加以改進。可采用考試、實驗、大作業(yè)并重的考核方式，結(jié)合教師的科研項目，提出一個關(guān)于機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的大作業(yè)。對授課教師授課效果的評價，既注重知識的獲取更注重學生工程能力的提高。

5課程建設(shè)體系的主要特色及效果