机电一体化科技论文范文精选

［摘要］“3+4”人才培养模式致力于本科层次的高技术技能人才培养，对于加快构建现代职业教育体系具有重要作用。文章通过比较“3+4”模式与传统人才培养在培养目标、岗位职业能力、课程体系方面的差异，认为必须完善“3+4”培养方案，明确培养目标；制定“3+4”课程标准，保证教学质量；确定“3+4”考核机制，科学评价方式；建立“3+4”教师培训制度，优化师资队伍。

［关键词］职业教育;“3+4”培养模式;对比

随着改革开放和市场经济的进一步发展，职业教育对专科层次以上人才的需求度越来越高。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》提出构建“体现终身教育理念、中等和高等职业教育协调发展的现代职业教育体系”。2012年，江苏省着手试点“3+4”七年一贯制项目，即3年中职与4年本科分段培养人才。“3+4”培养模式致力于培养本科层次的高技术技能人才，对于江苏省加快构建现代职业教育体系具有重要意义。“3+4”是一个新生事物，通过其与传统人才培养模式的比较，可以更好地明确“3+4”人才培养模式的独特性，并从传统模式中获得经验与启示。

一、培养目标的比较

（一）三年制中职培养目标：技能人才和高素质劳动者

三年制中职注重学生操作技能的形成，以培养技能型人才与高素质劳动者为主，要求学生能够在生产、服务一线工作，具有较强的职业能力；具备良好的职业道德，热爱自己所从事的岗位；有健康的体魄与较高的心理素质，有一定的创新意识与能力。例如，三年制中职机电技术应用专业的人才培养目标可以描述为：“培养服务社会主义现代化建设，能够从事机电设备、生产线安装、调试、运行、检测、维修及营销等工作，有良好职业道德与职业能力，德智体美劳全面发展的技能型人才与高素质劳动者。”

（二）五年制高职培养目标：技术技能人才

五年制高职在三年制中职的基础上，对学生的专业理论知识有一定要求，培养出来的人才不仅要会操作，还要具备一定的理论知识并能运用于实践。因此，五年制高职的目标是培养掌握本专业基本理论知识与专业技能，有较高综合能力，能服务于生产、建设、管理、服务等第一线工作的高技术技能人才。例如，五年制高职机电一体化技术专业的人才培养目标可以描述为“：掌握机电一体化专业基本的理论知识，具备较高的专业能力与操作技能，有良好的职业道德，能够从事机电一体化设备操作、安装、调试、维护、检修与技术改造等技术技能型专门人才。”

1机电一体化的基本概念论述

本小节主要从机电一体化的相关基本概念、机电一体化技术的基本特征、机电一体化的最新发展趋势等三个方面对机电一体化技术做较为全面的介绍，接下来详细介绍。

1.1机电一体化的基本概念

机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域，其定义版本较多，其中一种较为权威的定义表述如下：机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中，应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等，把机械系统的控制中心进行集成化，并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信，一般来说，机电一体化技术也是一门交叉学科技术，涉及到的主要技术有通信技术，机械技术，微电子技术，电力电子技术等，机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来，形成一个整体并内嵌入机械系统中。

1.2机电一体化技术的基本特征

机电一体化技术作为一门应用广泛的技术，有其自身的特点，通过实际调查总结和查阅相关资料，本文总结出了机电一体化技术的3个主要特点，接下来详细说明如下。（1）应用的广泛性：机电一体化技术由于涉及的技术较多，是一门涉及多学科的交叉技术，正是由于这一特点，使得机电一体化技术应用十分广泛，已经远远超出了机械工程的应用范畴，当然，本文的研究重点还是放在机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。（2）具有很强的逻辑性：由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合，应用到机械领域中，把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体，也就是形成一个统一的整体，从这个层面来说，机电一体化技术具有很强的逻辑性，或者说拥有很强的系统性。（3）机电一体化具有很强的最优化建模理论：机电一体化技术经过多年的发展，已经形成完整的最优化理论体系，相关算法可以参阅相关文献，限于论文篇幅，在这里不再累述。

1.3机电一体化技术的最新发展趋势

经过多年的发展，机电一体化技术已经形成了自己的理论体系，随着我国高新技术不断发展，越来越多的新技术被应用到机电一体化技术上，机电一体化的最新的发展趋势是控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术，机电一体化技术也朝着无线控制、高速控制、精确控制的方向发展。

[摘 要]机电一体化作为一门独立的学科，是机械装置结合电子化设计，运用软件程序控制机械设备，使机械结构、机械动力等等控制功能实现整合。在机电一体化的创新设计理论中，产品概念设计理论研究是不同忽视的。本论文针对机电一体化产品概念设计理论研究现状以及发展展望进行探讨。

[关键词]机电一体化 概念设计 理论研究

中图分类号：T9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0047-01

机电一体化技术是以其产品为载体而体现出来，是机电一体化技术发展至今的技术水平体现。机电一体化产品设计人员，要使产品设计符合机电一体化技术要求，并富于时代感，就要对于产品设计技术以掌握，并具备多种技术融合的技术能力。面对机电一体化产品的技术先进性和复杂性，就要将符合当代机电一体化技术发展的产品设计理论建立起来。

一、机电一体化产品概念设计理论构建的意义

在机电一体化产品设计中，概念设计对于产品质量起到至关重要的作用。作为产品设计中的重要阶段，对于产品质量的决定程度可以达到70%以上。要获得性能优异的机电一体化产品，就要将机电一体化产品概念确定下来，制定出相应的设计方案和设计技术方法。概念设计理论首先是基于概念设计思想而建立起来的，在其基础上还先后出现了多种阶段性设计理论，如TRIZ设计、公理化设计QFD设计理论等等，对于机电一体化技术发展进程中所获得的创新设计成果发挥了重要的推动作用。

在机械工程研究领域中，这些理论被运用于其中，进行组合设计而形成了技术综合性较强的设计产品，由此而促进了机电一体化系统的多种学科交叉。系统的继承性决定了其设计的复杂性，多门科学技术的融合，使得原有的单一化设计理论不再适应目前的科技发展需求。那么，在机电一体化产品概念设计理论研究中，就要从机电一体化系统自身的性能出发，结合设计目标而建立起完整的概念设计理论，以对创新设计的机电一体化产品以指导。与此同时，还要在机电一体化产品设计概念理论建立起来之后，结合相关学科，以使理论研究逐渐扩展。

二、机电一体化产品概念设计理论研究现状

[摘 要]《机电一体化》课程课堂教学存在一些问题。教师需从结合学生兴奋点，注重培养学习兴趣；结合专业培养目标，激发学生科研兴趣以及结合课程实训和课外制作，树立系统研发观念等三个角度进行实践与探讨。从学生学习和实践的结果看，这些探索与改革在学生兴趣培养、科研兴趣提升和系统化的实践能力提高方面取得了显著的效果。

[关键词]农业机械化专业 授课方法 机电一体化 教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）21-0132-02

我国正处于传统农业向现代农业的快速转变阶段，其标志就是以技术及装备为表现形式，通过现代工业技术装备及农业机械化、电气化和信息化等先进技术的应用，最大限度地提高生产效率，节约生产成本，增加农产品产出，降低能源消耗和环境污染。我国现代农业装备技术还处于起步阶段，迫切需要培养掌握现代农业装备技术的新型农机人才，我国高度重视现代农业的技术与农艺的更新，推动农机装备人才的培养与创新，缩短与国外同行业之间的技术差距，从而实现我国现代农业的快速发展与超越。

机电一体化技术是一门新型的交叉学科，是目前许多高等院校工科学生必修的专业基础课，但在我国开设此课程还不足十年的时间，特别是在农业机械化专业的开设更是一个新生事物。《机电一体化》是山东农业大学机械与电子工程学院机电一体化类和农业机械化及其自动化类学生的主干课程之一，是今后设计与研究工作的重要技术基础。由于机电一体化设计课程涉及的知识面和内容覆盖广，机械层面、数据层面和控制参数层面的内容交错、关系复杂，需将理论知识与实践知识紧密结合。对大多数学生而言课程内容繁多，系统性差，难以融会贯通，同时也存在教师难教、内容难整合的情况。笔者在讲授机电一体化课程时，通过对课堂教学内容进行改革、教学相长地引导和加强实践环节训练等方面进行探索和总结，取得了较为显著的效果。

一、机电一体化课程特色与农机专业教学相关问题

（一）理论教学内容筛选非常重要

机电一体化（英文名称为Mechatronics）是在机械技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、传感与测试技术、接口与总线技术、伺服驱动技术、系统总体技术等学科群体的基础上集成创新的综合叉学科。机电一体化技术的突出特点在于通过各种技术的有机融合，实现产品内部各组成部分的有机匹配和外部整体效能最佳的一种新型集成创新技术。由于机电一体化课程内容非常丰富、涉及面大，在一个学期中学习其全部内容是不现实的。另外，机电一体化和相关技术发展迅速，特别是新型MEMS传感器、新型总线技术、新型电液气的伺服驱动等技术的出现，这就使得在课程内容的组织和取舍上必须加以科学地优选，以特别处理好基本原理、基本模块与学科前沿最新技术的相互促进、共同发展的关系，确定学生应在学习期间掌握哪些基本原理、基本技术就既能使学生掌握基本思想方法和具体技术，又能了解学科发展动态，便于学生课下无障碍自学，这对学生创造力的培养是非常关键的。因此理论教学内容的筛选是非常重要和必要的。

摘要：主要对国内外机电一体化的发展阶段以及机电一体化系统设计方法论的国内外发展阶段进行了阐述，分类讨论了机电一体化系统设计方法论的主要观点，预测了今后方法论的发展趋势。

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。

摘要：“机电一体化”新专业学生的培养目标定位应归口于电气自动化技术专业，且须按照“机、电、计算机”三分天下的格局安排教学。

关健词：机电一体化；可持续发展；培养目标；定位

作者简介：高安邦，淮安信息职业技术学院特聘教授，原哈尔滨理工大学硕士生导师、教授。

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号：1001-7518（2008）04-0041-03

一、机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路

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，促进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，已使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系都发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展新阶段。

“机电一体化”就是将机械、电子与信息技术进行有机结合，以实现工业产品和生产过程整体最优化的一种高新技术。它的发展，使传统的机械如虎添翼，超越了操作机械和动力机械的范畴，进入了智能化、柔性化、信息化、多功能化、全自动化、绿色化、微机数字化和远程网络化控制的新时代，不仅极大地解放了人类的体力劳动，还极大地解放了人类的脑力劳动。因此，“机电一体化”已成为当今世界工业发展的主要趋势，也带动了传统机械工业的一场新的革命。其典型产品为：数控机床、智能机器人、新型武器装备和作战指挥系统、高精尖的航空航天飞行器、以及用微电子（尤其微机）技术装置了的自动化生产设备、动力设备、交通运输设备、生产过程自动化设备、通信设备、办公设备和家用电器等等。这些都是当今世界高新技术的核心和应用成果的集中体现。机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路,而世界各国都将“机电一体化”前沿技术作为国家高新技术发展的重要方向。我国高新技术研究发展计划纲要，即863计划也将“机电一体化前沿技术作为国家高新技术重要发展领域。和世界上先进的发达国家相比，我国目前的“机电一体化”技术整体水平还相对落后。要开发大西北、振兴东北老工业基地、富民强国奔小康、实现中华民族的伟大复兴，就必须要刻不容缓地紧紧抓住这历史赋予的大好发展机遇，大力发展我国的“机电一体化”技术，抢占“机电一体化”前沿技术的制高点，加快提高我国的综合实力。而建立在高新技术发展基础之上的“机电一体化”新专业大学生的培养目标定位必然是、也必须是要造就出大批高素质、高技能复合型机电创新人才。尤其是当前国家要重点和优先发展的高职院的任务也不是培养普通的熟练工和劳动力，高职教育特定的培养目标，是面向生产、建设、服务和管理第一线需要的技术应用性人才，尤其是当前加快发展先进制造业和现代服务业急需的高技能人才（未来的蓝领人才）。这也是我国当前教育工作的头等大事，更是我们职业教育工作者神圣而光荣的责任和义务！

二、“机电一体化”新专业理应归口于电气自动化技术专业

东北大学

资源与土木工程学院：建筑学 2名、岩土工程 2名、地图制图学与地理信息工程 2名、矿产普查与勘探 2名、建筑与土木工程 2名。

3S与数字矿山研究所 ：部分专业

理学院：有机化学 1名、系统理论 1名、系统分析与集成 2名、一般力学与力学基础 2名、材料物理与化学 8名、化学工程 5名（专业型）。

体育部：体育人文社会学2名、体育教学2名（专业型）。

人文学院：外国哲学3名、伦理学 3名、政治经济学2名、环境与资源保护法学 1名、马克思主义基本原理4名、科学技术史1名。

中南大学

航空航天学院：报考专业为工学门类航空宇航科学与技术（含飞行器设计、航空宇航推进理论与工程、航空宇航制造工程）、力学、机械工程、信息科学与工程、材料科学与工程专业。

【摘要】本文以电气工程及其自动化专业规范为研究对象，通过对具备专业规范的电气工程专业特色部分进行分析和论述，详细介绍电气工程专业的发展概况、培养目标、学科内涵、知识体系、知识结构和专业办学条件等。并在专业规范研究基础上为电气工程及其自动化专业的发展提出相关的学科发展建议，推动电气工程及其自动化专业学科的发展。

【关键词】电气工程；办学条件；专业规范

一、电气工程专业教育概论

电气工程及其自动化专业，主要包含计算机技术、电力电子技术、机电一体化技术和网络控制技术等众多领域，是综合性相对较强的学科，具有机电相结合、元件与系统相结合、强弱电相结合、电工技术与电子技术相结合、软硬件结合等突出特点，使学生掌握系统控制、电工电子、电气自动化装置、电力系统自动化和电气控制技术等多方面的基本技能。

该专业主要培养能掌握电气工程专业知识和工程技术基础知识，具备分析和控制电气工程技术问题的能力的高级工程专业技术人才。电气工程及其自动化专业的宗旨是为社会培养出能在电气工程及其自动化、经济管理和计算机技术应用等领域工作的过硬综合素质高级技术专业人才。本文涉及的电气工程专业一般是包含电气工程和自动化专业的。中国电力工业目前处于高速发展阶段，对于电气工程人才有大量需求，因此我国电气工程领域对培养相应的人才非常重视，并且我国主要的工科大学在教育和科研上对电气工程专业的投入比重相对较大。

二、电气工程专业的学科内涵

中国电气工程专业的研究对象是电能，主要研究电能从产生到利用各个阶段的规律的专业。其理论基础主要是电磁理论。电能从产生到利用的各个环节中需要充分掌握和利用电信息，因此电信息技术的研究是电气工程和自动化专业的不可或缺的内容。

同时，现代通信和计算机载体主要是电信息。所以电信息技术的研究也属于电类专业，其中电气工程是专业母体。电气工程是基础性的学科，因此具有较强的学科派生和交叉能力。如其与生命科学的交叉造就了新的专业―生物医学工程和生物电磁学；电气工程同材料科学的结合造就了纳米电工技术和超导电工技术；电气工程同电子科学的结合造就了电力电子技术，而后者也进一步推动了电气工程的发展，并且逐渐发展成为电气工程的一个分支。电气工程专业的范围主要有电电力系统运行和控制、电气装备制造与应用以及电工基础理论三部分电气工程的基础，是以电磁场理论和电路理论为主的电工理论。他们属于电磁学的发展外延。

摘 要：机电一体化通俗上来讲即将电子技术应用于传播控制、信息生成与流通，能源组织等，从构成上来说即是将电子技术和机械相融合，让二者的优势共同促进共同发展，变成统一体。科技水平进一步提高以来，机电一体化作为一门新型的学科，其将各种自动控制技术、电力电子技术以及接口技术和机械技术等群体技术集于一体，使得系统工程技术高质、低耗、多用及可靠的特定价值得以实现。本文就针对机电一体化系统中电机的控制与保护展开讨论。

关键词：机电一体化；电机控制

中图分类号： TH-39 文献标识码： A 文章编号：

1机电一体化的发展

机电一体化在20世纪70年代是初始研究探索的时期，此阶段研究者通过尝试各种科学试验来提高机电器械的运作效率和质量。尤其在第二次世界大战时期，战争促进了电子技术与机械的相互渗透融合，当时目的是为了战争服务，而战争结束后技术优势和特点逐渐转为为民众服务。加快了使用地区人民生产生活回归正常轨道。但由于尚处于技术发展的初级阶段，性能和质量并不是特别完善，而适合产业发展的外在环境条件尚不充分，因此其进一步发展受到局限。后来网络通信技术和控制、传播技术的推广带来微型计算机和集成电路等技术的使用等成为了电子技术和机械技术相融合的前提性条件甚至决定性条件，对促进机电一体化事业功不可没。90年代以后，机电一体化的发展出现新的进程，有一下两点：第一，学术界同仁始进一步关注机电一体化进程的研究，由此扩展出新的相关学科和研究重点，如出现了光机电一体化以及微机电一体化等等;第二神经网络技术、光纤技术等新的研究对象兴起后为机电一体化技术的推广传播提供了技术等方面的支持。

2 机电一体化技术的主要应用领域

目前机电一体化技术应用最广泛的领域即数控机床和自动机与自动生产线这两方面。数控机床及相应的数控技术经过 40 年的发展，在功能、操作、结构和控制精度上都有迅速提高，具体表现有：机电一体化采用开放性设计，即硬件体系结构和功能模块为符合接口标准，应具有兼容性、层次性，能最大限度地提高用户的收益；机电一体化能实现多过程、多通道控制，即同一台机床能同时控制或独立加工多种机床的和多台机床的能力；机电一体化的应用最终可以将物料搬运、机械手等控制、刀具破损检测都集成到系统中去；以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置；系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。当前机电一体化技术应用的又一具体体现主要为在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动化设备、自动机械及自动生产线等。如：邮政信函自动分捡处理生产线；各种印刷包装、高速香烟、易拉罐生产线等；这些自动机或生产线中广泛应用了传感技术与现代电子技术。近十年来，我国技术水平迅猛增长，已超过了发达国家的水平。

3 机电一体化中的电机控制与保护

【论文关键词】人才培养 机械电子工程 三维课程体系 创新模式

【论文摘 要】机械电子工程是机械、电子、计算机和自动控制等技术有机结合的一门复合技术,常被称为机电一体化技术,它代表着机械工程技术革命的前沿方向。其发展基础是要有

1.创新人才培养模式的内涵和要求

所谓创新人才培养模式,是指在新的教育思想和新的教育理论指导下,以培养具有创新能力的全面发展复合型人才为基本取向的教育教学内容和方法体系的总称。按照人才培养模式的内涵,创新人才培养模式在培养目标、专业设置、课程体系、教学方法等方面有其特有的要求。

1.1培养目标要求

培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的高级专门人才,重点突出培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。

1.2专业设置要求

按照“厚基础、宽专业”的要求,厚实公共基础、专业基础、人文社会科学基础,设置大学科、宽口径的专业,从根本上改变传统的专业面过窄的局面。