发布时间：2023-10-11 16:23:32
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的机电一体化原理样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
一、现场参观并进行实际操作，促进学生的理解和记忆
技工院校机电专业学生在初期学习电力拖动课程的时候，教师可以带他们去工厂车间里参观一下各种机床的电力线路，现场参观是《电力拖动》课程教学必不可少的环节，通过参观让他们在实际操作场合领会电力拖动课程的一些基本内涵，看看电动机怎样通过电器元件连接带动运转，实现所需的控制要求。在教学参观之前，教师要让学生了解参观的目的并带着问题参观，参观时要将学生分组，每小组6～8人为宜，在参观过程中，教师要对照各部位仔细讲解各部件的作用以及机械的构造，并告诉学生各主要电器的作用。同时，开动机床作操纵演示，在实际操作中讲解各部件的控制要求。通过现场参观演示，使学生在视觉上获得感性认识，了解学习电力拖动的重要性。只有这样，才能让从未接触过机床、电器元件的学生掌握电力拖动的相关知识，因为这些知识，仅通过教师的语言描述很难理解，通过参观的视觉呈现加上言语讲解，对于学生学习和掌握电力拖动课程内容非常有效。另外，去工厂车间里参观对“常用生产机械控制线路”课程学习也帮助很大，由于“常用生产机械控制线路”电气控制线路比较复杂，我们在做教学分析的时候，一定要考虑机械传动部件以及实际的车床结构等。还有，学习后续机床线路的维修，也必须了解机床的工作流程以及结构、用途，了解这些，才能够根据故障现象，为维修机床线路提供思路，根据机床的动作过程，结合现场实际情况，尽快找出故障点。
二、在理论课教学中，注意学生兴趣的培养
在理论课教学中，要注意学生和兴趣的培养，教师应合理安排好每一节课的教学内容，特别是第一节课的教学内容则更加重要。第一节课的教学质量，直接影响着学生对于这门课的兴趣。因此，教师应注意上好第一节课，培养学生对本课程的兴趣，“兴趣是最好的老师”，只有将学生的兴趣吸引过来，学习效率才会有所提高。同时，在理论课教学中，可以使用各种各样的实物、挂图等教具，是学生在学习过程中建立直观感性认识。例如：我们讲常用低压电器时，可以拿一个实物作为辅助教学发给每个学生，使同学们通过其外形、结构、型号，加深对电器元件的了解，并通过选用、维修、调试，进一步掌握其工作原理，使学生尽快掌握低压电器选、装、调、修的能力。当教学“电气控制系统典型线路”时，我们为了将典型控制线路工作原理讲清楚，可以用示教线路板做通电演示，在演示过程中，让学生对各电路元件动作顺序、动作过程反复、仔细观察，并且记录观察结果，仔细对照分析观察结果，通过这种方法，典型控制线路的原理就能很快理解和掌握。
三、实践一理论一再实践，理论与教学相结合
在教学过程中，学生不仅要掌握理论知识，还要将理论应用于实践，通过实际操作发现问题、分析问题、解决问题，所以，在实际操作过程中，应注意以下几点：首先，应注意示范演示。示范演示教学要求教师的操作技能必须过硬。因为这是一种直观性教学形式，教师的示范演示，可以使教学更加直观、具体、形象、生动，通过教师的示范教学，学生易于理解和接受教学内容。通过教师的示范教学，学生可以形象地在头脑中重现示范操作内容，然后再模仿练习。因此，教师的示范演示，一定要边示范，边讲解，严格地按照教材讲做一致，教师在演示过程中，可以重复演示、慢速演示、重点演示等，这样，有利于在教学中帮助学生全面掌握重点、难点。其次，要注意巡回指导。学生在掌握基本控制线路原理和低压电器知识基础上，可以在控制板上安装、接线。在学生进行安装前，教师应把安装工艺要求和安装注意事项告诉学生，之后，学生就可以亲自动手进行电气配盘。在电气配盘过程中，教师应加强巡回指导，提醒学生安全第一，一定要严格按照操作规程操作，以防意外发生。另外，巡回指导目的要明确，指导方式要灵活，在巡回指导过程中，要注意观察学生是否按要求进行操作，如果发现学生未按要求进行操作，要帮助学生独立纠正错误，并分析错误产生的原因，如果在巡回指导中发现许多学生犯同一类型的错误，要中止实习，然后针对问题教师进行集体指导。最后，要注意总结指导。在实习中课后小结非常重要，精彩的课后总结，不但可以促进学生的理解和记忆，还可以起到画龙点睛的作用。课后总结指导要注意以下几点，第一，对操作中的注意事项以及课题的重点、难点要重点说明，第二，简评上课学习情况，对于学生中存在的普遍问题要重点点评，告知大家引以为戒，对于表现好的学生给与表扬；第三，告诉学生实习过程是一个实践一理论一再实践的过程，在实习中要做到理论与教学相结合，促进知识与能力的全面提升。
根据笔者的调查分析，很多新毕业的走向社会、进入岗位的中专生或大专生，往往具有较强的理论基础知识，但是实际操作能力方面比较欠缺。他们有的不具备独立思考、自主完成任务的能力，很容易会被公司辞退。这时就会感受到在学校学习期间实行实训与理论教学一体化的重要性，也说明了实训与理论相结合的教学方法是当前培养技能型人才的必然的途径，它能为学生的未来提供一个更好的发展空间。目前，实训与理论一体化的教学模式已经被越来越多的技工学校的师生所接收。
1 实训与理论教学一体化是培养高素质技能型人才的客观需求
在一般的技工院校中，传统的教学模式是先进行理论课的讲解，再进行实验实训课的实践。但是，由于近些年来技工学校招生时对学生的要求在下降，导致学生的文化素质不能与原来的学生相比，达不到应有的水平。如果教学的时候还是按照书本和一般的传统模式来讲课的话，学生很可能就会“左耳朵进，右耳朵出”，跟不上教师的进度。由于理论课和实践课不是在同一时段的，一般情况下，实践课都安排在理论课后。根据上文的分析可以得知，当开展实践课程的时候，学生对理论知识的了解估计已经忘记得差不多了，所以实践课对学生的学习起不到一点儿实际有效的巩固作用。而采用实训教学与理论教学一体化教学，学生在学习理论课的同时去展开实践课，自己亲自动手做实验及实训，理论知识就可以得到同步的巩固，并且还具有深刻的印象，有助于记忆的牢固。
2 电工基础实训与理论教学一体化的实现
一体化教学模式的形成，既是技工院校电工电子专业的一次课程改革，又响应了国家对高技能人才培养的客观的需求，并且还可以提升学生对电工基础这门课程的兴趣，使学生的学习效果得到较大的改善，培养了学生的综合素质。
2.1 实践课程可以使书本上较为抽象的理论知识具体化
在本文的开头，笔者已经说过电工基础这门课程中包含有很多晦涩难懂的概念、定义和结论。对于这些知识的讲解，教师不可能用实验的方法得出，并且讲解给学生听，时间长了，学生对学过的定义、概念会产生混淆，有的学生可能从来都没有听懂过。教师在讲解一些难以理解的概念的时候可以采用比喻的方法，将抽象的概念具体化，以最清晰的表达告诉学生。比如在学习电流这一章的时候，教师不能把电位差这个概念以实验的形式表现出来，一般都会以水位差作为引导，把电位差与水位差的概念加以比较，来突出电位差的概念，因为水位差这个概念大家都熟悉并且了解。
把抽象的概念以具体的事务表现出来，加深学生对不熟悉概念的理解，还在一定程度上帮助学生加强了记忆。在教学的过程中，教师还可以根据情况给学生提出一些新的问题，让他们积极思考，开发大脑的智慧，让他们形成创新意识和自主学习的习惯。
2.2 实践课程使理论知识变得更直观化，有利于学生接受和理解
相信学生在小的时候有因为好奇而拆掉家里的收音机、电视机，被家长责备的情况。是的，我们不了解内部结构，只看表面或者只听别人说，是永远都不会了解的。从一体化的教学角度来说，动手拆是实践，听说或看是理论。电工专业的学生需要了解各个机器的内部结构。但是，一些技工院校实验实习条件并不一定十分好，有时候学生只能根据课本上的语言描述或插图自己去想象，这种做法显而易见是起不到多大作用的，即使当时记住了，以后也会忘记。因此，技工院校应积极创造条件，加大实验实习的投入，让学生在上理论课程的时候能对照相关仪器设备进行实物的记忆。同时建议搜集一些不太贵重的仪器设备让学生进行拆装，锻炼学生的实际操作能力。这种教学模式推广以后，学生应该会有很大的兴趣。
2.3 可以安排学生进工厂实习，锻炼学生独立自主的动手能力
技工院校一般是向工厂输送一些具有实际操作能力的技术工人，工厂无疑是最好的实习的地方。学校可以联系当地的企业，让学生在厂里面实习，可以进一步对书本上的理论知识进行巩固，锻炼自己的实际操作能力。厂里面也是一个小的社会，学生在工厂里实习的同时也是对社会的一种适应，提高人与人之间的交流能力。
3 实训与理论教学一体化在电工基础中的具体应用
3.1 将教室与实验室结合在一起，变为一体化的大教室
这种一体化的大教室既可以上理论课，也可以上实验课。把机器搬进教室，进行现场的拆分讲解，这种教学把理论与实践糅合在一起，大大增加了学生的兴趣。在一体化教室里面还可以添加多媒体设备，把需要讲解的课程以图片、录像、声音等形式展现出来。现在电影行业发展很快，技工学校或许也可以将3D技术应用于教学中，像经常看的科幻大片里所表现的那样，将仪器图像以立体化的形式展现出来。当然，这是以后可能出现的，至少，笔者还没有见到过。这种教学方式使学生不再乏味，能够积极地参与到学习和实践中去。
3.2 理论知识和操作技能的传授中应用一体化的教学
技工院校对于电工基础的教学一般都基于传统化，把理论基础课和实验课分开来讲解，大部分学校都是采用一个教师讲授理论课，另一个教师传授实验基本技能。一般情况下，教师讲授的课程会有一部分的重合，这样就造成时间上的浪费。并且实验课教师和理论课教师之间的交流会过少，对新的知识、新的技术不能立刻接触到，这就造成了教师职业水平的降低。可以实现理论知识和操作技能在传授中的一体化，用同一个教师负责理论和实验的全部课程，实现学生与教师面对面的直接交流，学生动手操作，提出自己的疑问，教师给予技术指导，并且回答学生的疑问，让学生自己动手发现问题、解决问题，实现学生与教师共同进步、全面发展的教学模式。
4 结语
电工基础课程实训与理论教学一体化是社会发展、学校教学模式改革的必定趋势。一体化的教学模式可以提高学生对电工电子专业的兴趣，减少因理论基础科的枯燥无聊而给学生带来的负面影响。一体化的教学要求教师在教学过程中付出更多的心血，要从教材、教法到教学方式和教学手段中突出实践性的指导思想。一体化的教学模式对学生来说，可以提高学生动手实践的能力，由学生自己去探索去研究，充分发挥自己的聪明才智。
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关键词： 机电一体化；电机；控制；保护
中图分类号：TH39 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）1210154-01
机电一体化技术的发展历程与现状
1.1 机电一体化的发展历程
机电一体化技术的发展有三个阶段，即发展初级阶段、蓬勃发展阶段和智能化发展阶段。最初早在20实际60年代人们开始利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。而由于军事和工业发展的需求，当时的人们对于这方面开始重视，由于当时电子技术水平发展不够，技术结合与运用还没有得到深入发展。到上个世纪七八十年，计算机技术和通信技术开始快速的发展为机电一体化的发展奠定了技术基础。到了90年代后期，机电一体化进入深入发展时期，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。此外，由于神经网络技术、人工智能技术、光纤技术等领域巨大进步，为机电一体化技术的发展创造了更好的条件。从数控机床的问世到微电子技术的全新发展，进而可编程序控制器、电力电子等的发展为机电一体化提供了坚强基础，最后激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机电一体化跃上新台阶。
1.2 机电一体化技术发展现状
近些年来，机电一体化技术有了更全面的进步，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予自动显示记录、自动处理信息、自动检测、自动调节与控制自动诊断与保护等许多新的功能。目前一些电动的实际运行中依然存在着一定的问题，比如执行机构机构多、定位精度低、结构复杂、可靠性差等问题，因而对于这种情况，采用机电一体化技术，将伺服电机、阀门、控制器合为一体，采用模糊神经网络，通过内置变频器，实现阀门的高效控制。
2 机电一体化中电动机构的组成及工作原理
2.1 电机执行机构的组成
目前较常用的主要是交流电动机，它可分为三相异步电动机、单相交流电动机两，前一种比较多的用在工业上，而后一种通常用在民用电器上。从电机的结构上看，主要分为控制部分和执行驱动部分，控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组成；执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器[1]。
2.2 电机的工作原理
电机执行机构系统通过电流与电压传感器和位置传感器的检测，得出逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，然后由A/D转换后送入单片机。单片机通过控制PWM波发生器的作用，最后实现电机的运行控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。对于电动机运行原理的分析，这里主要针对工业中应用的三相异步电动机的原理进行探讨。电动机转动的基本工作原理是三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场，转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。
3 机电一体化中电机阀位及速度控制与运行维护
3.1 电机阀位及速度控制
实现电机执行机构的阀位和速度的控制需要解决的关键性技术问题主要有五个方面，分别是阀门柔性开关的控制、阀位的极限位置的判断、电机保护的实现、准确定位与模拟信号的隔离。对于机电一体化中电机阀门位和速度的控制，微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过计算得出输出力矩，如果输出力矩达到或大于设定的力矩，那么就会自动降低运行速度。在传统电机的执行机构中，阀位的极限位置的检测是通过机械式限位开关获得的。电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，就会自动电机的供电电源。
电机的运行控制与加速度的大小、时间长短、当前位置、速度控制给定位置以及运行速度有关。在机电一体化中电机采用的是双环控制方案，外环为位置环，内环为速度环。外环是通过当前位置速度的设定将速度给定发生器向内环提供速度的设定值。内环是将当前速度与速度给定与发生器的设定速度进行比较，依靠速度调节器改变PWM波发生器载波频率，以实现电机的转速调节。
3.2 机电一体化中电机的运行维护
【关键词】机电一体化；控制系统；原理；分类；应用；分析
0.引言
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息机电一体化技术传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术，是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
控制系统在机电一体化系统中处于核心地位，主要用于信息处理和动作控制，通过计算机接口与外部设备和相应驱动设备相连接，协调机电一体化系统各部位的运转。
1.控制系统的组成及工作原理
控制系统由控制装置、执行机构、被控对象和传感与检测装置组成，各设备之间通过标准接口连接，形成控制回路。主要工作方式为：首先输入指定信号，设置控制参数，并通过传感与检测装置接收外界信号，然后传递至控制器进行信息处理，将分析结构传递至执行机构，执行机构进行动作运转，将指定作用于被控对象，使得被控对象处于控制器设计状态，最终通过被控对象输出被控参数，进而实现机电一体化系统控制的目的。
2.控制系统分类
2.1按照控制系统所依据的判断原则中是否存在被控对象的运行函数，可以将控制系统分为顺序控制系统和反馈控制系统
2.1.1顺序控制系统
其运行原理是：通过对时间、运行逻辑、外部条件等参数进行分析，输出具体的被控对象运行步骤，属于开环控制系统。优势在于操作简单、运行成本低、维护成本低，但是其操作精度过低，并且对外界环境的不利因素和干扰过于敏感。
2.1.2反馈控制系统
其运行原理是：通过传感器接收被控对象的运行状态参数，实时反馈给控制器，然后进行运行状态调整，属于闭环控制系统。虽然该结构的运行成本高且维修复杂，但是该系统的运行精度高、且动态调整性能好，对外界干扰的抵抗能力也较强。
2.2按照控制系统输出信号的变化规律可将控制系统分为镇定控制系统、随动控制系统和程序控制系统
（1）镇定控制系统的特点在于不受外界干扰，输出信号维持系统设定参数，主要用于恒温系统、恒定速度系统等机电一体化系统的控制。
（2）随动系统即跟踪系统，特点在于系统的输出信号可以在一定范围内进行任意变化，不需遵循一定的规律，因此信号输出不存在固定函数，设备的动作需要无间断的进行精确指令发送，对系统的运行和分析能力要求极高，常用于瞄准设备、无定向探测设备等。
（3）程序控制系统即过程控制系统，特点在于按照提前设定的函数进行输出信号的变化，信号的输出属于预先设定信号，但是信号的变化按照固定函数进行，常用于车床等预先已知动作变化规律的机电一体化设备中。
3.机电一体化控制系统原则
机电一体化控制系统的种类繁多，但是其控制基本特点及原则都是一致的。主要有以下三方面：
3.1准确性
在进行系统调控过程中，输出制定与设计指令之间的偏差不能超出允许范围内，并且在不影响控制稳定性的基础上不断减小误差。准确度决定着加工产品的精度，也关系着控制系统的最终效果。
3.2稳定性
保持系统稳定的意义在于保障产品质量与预期设计相同，并且在外界存在干扰的情况下，不会引起产品质量降低。尤其是闭环控制系统的反馈机制，容易受到参数不匹配的影响，导致系统震荡进而影响工作能力。
3.3快速性
快速性的含义是系统消除偏差值的速度以及处理异常信号的速度必须快，因为当系统存在偏差值时会导致系统无法运行或产品质量降低，因此必须在短时间内快速消除系统偏差，保障系统稳定性。
4.机电一体化设计应用及发展方向
4.1机电一体化控制系统设计应用
机电一体化控制系统在机械制造业中应用广泛，典型的设计应用有以下几点：
（1）挖掘机的制造过程中，通过模拟控制理论及控制系统，检测液压系统中泵的输油压力、控制压力和其它参数，进而将运行参数输入到控制系统中，调整挖掘机控制器工作方式，实现控制系统的设计应用。
（2）压缩机的制造过程中，通过控制系统检测震动轮内部偏心块震动曲线，进而分析震动轮加速度，通过傅里叶变换等方式，求解地面压实数据，最终实现压缩机工作模式调整的目的。
（3）在国外的大型起重机械制造领域，已经开始使用控制系统的模糊控制功能，将实践经验和理论操作参数项结合，通过微处理技术使得控制系统可以像人工操作一样自如，效率和安全性能更高。
4.2机电一体化控制系统应用方向
机电一体化控制系统实现了机电设备的智能化发展，随着光学、通信、微电子以及机械等技术的发展，控制系统的发展方向也不断细化，此外，人工智能、光纤和神经网络技术的出现，也大幅提升了机电一体化控制系统的性能。当前，机电一体化控制系统的应用发展方向主要有以下几个方面：
4.2.1模块化
模块化系统设备的模块化属于机电一体化发展的重要进步，由于当前整个一体化系统设备来自于不同的生产厂家和设备制造商，因而需要对信号接口、转换接口、电气接口等连接部位进行标准设定，而模块化使得单独控制设备得以通用于任何一个机电一体化系统中，为行业发展和交流扫除了设备参数不同的障碍。
4.2.2智能化
智能化的发展得益于人工智能、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技术的发展，赋予机电一体化控制系统自主分析和控制能力，极大的解放了生产力，降低了操作繁琐程度。但是，这一目标的实现需要高标准的硬件设备和高速运转的计算机技术来支撑。
4.2.3网络化
网络的发展使得科技的传播范围不断扩展，对于机电一体化控制系统而言，只要机电一体化控制系统的性能足够优越，便能够迅速的被国际市场所认可，因此，不断扩张的市场规模有利于刺激行业的进步和科研的深入探索，进而实现机电一体化控制系统性能的快速提升。
4.2.4环境化
环保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控制产品，符合当前的环保要求。机电一体化产品的绿色化主要是指设备在使用时不会对环境产生污染，设备报废后能够回收利用。
5.结束语
当前机电一体化控制系统已经在机械设备制造行业广泛使用，其优越的性能和便捷的操作使得用户在进行机电设备选择是更倾向于此类设备。虽然机电一体化控制系统的发展已经非常完备，各类辅助设备和控制软件也非常的完善，但是应该看到当前实际应用中的不足与缺陷，从最优化角度出发，将机电一体化控制系统继续的细分和具体化，面向各具体领域，开发针对性强、实用性高的一体化设备控制系统。对机电一体化控制系统的研究也应立足当前，不断提升计算机技术与机械制造技术，为我国机电一体化控制系统的发展贡献应有的力量。
【参考文献】
[1]胡玉琴.机电一体化控制系统设计方案研究[J].科技与生活，2011（9）：203-203.
关键词：智能 进程核心技术 发展 绿色 机电一体化 发展趋势
1 机电一体化概述
机电一体化就是将微电子技术引入机械的主功能、动力功能、控制功能、信息功能的研究，并且将机械设备和电子设备通过软件有机结合而构成的系统的总称。机电一体化的目的是在科学专业化和深度专业之间达到平衡和两者的集合，让系统工程以及解决问题方法出现突破。
“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。首先，机电一体化技术并非机械技术、微电子技术以及其它新技术机械的组合或拼凑，而是基于一定的技术研究，将机械、微电子元素有机整合而成的一种综合技术。它的发展进程有别于机械加电气所形成的机械电气化的发展过程。某些机械部件的原有功能可以通过机电一体化中的微电子装置代替，这种装置的应用在一定程度上丰富了机电系统功能，而且机电一体化产品的智能特征改善了机械性能。智能化是机电一体化与机械电气化的本质区别。
2 机电一体化的特点
2.1 具有综合性 从某种意义上讲，机电一体化技术可谓是一种跨学科的边缘科学，它将微电子、计算机等多门技术整合于机械主体构造中，使之形成一套一体化的系统。这套机电一体化系统综合了多门学科的技术优势，这些技术协调运作，彼此取长补短，使整个机电系统的性能得到最大发挥。可以说，机电一体化技术是具有综合性的高水平技术。
2.2 广而强的应用性 机电一体化的目的是基于机械的主体构造通过机电产品的开发，完善机电功能，实现过程控制。机电一体化是当前机械系统的一个主流发展趋势，它与机械系统能够有机融合，打破了行业的限制。智能化是机电一体化的主要特点，计算机技术的引入为智能化开辟了广阔的发展空间。
2.3 多层次的系统化 从本质上讲，机电一体化就是将计算机技术、智能技术等多项技术整合于主体机械，不断优化机械的主体功能，使其形成一套完整的系统。机电一体化注重各种技术（尤其是微电子技术与精密机械技术）的集成，强调主体结构的层次化和系统化。无论从单参数、单击控制到多参数、多级控制，还是从单件单品生产工艺到流畅、自动化的生产线，直至完成整个机电系统的设计，各个层次的开发和应用都会涉及智能化的机电一体化技术。
2.4 整体的最优化 基于系统工程的设计理念，将智能技术、计算机技术等多项技术有机整合，形成整体优势，以提高机电系统的主体性能，提高运行效率和附加值，同时达到节能降耗的目的，保护生态环境。比如，应用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高端机电一体化系统后，企业就要及时更新观念，将机电一体化概念引入生产系统，不断优化生产流程，以压缩生产周期，满足不断增长的社会需求。
2.5 使用简易化 从产品开发来看，机电一体化技术主要包括技术原理和使机电一体化系统和产品得以实现。作为开发者，除了要具备扎实的理论基础，对于技术架构也要有丰富的积淀，要有创新精神。从用户角度来讲，无需深入学习机电一体化系统的技术原理，只要掌握机电系统的操作规程，能够确保系统操作正确、合规，在人机磨合的过程中形成协作关系即可。
2.6 提高了安全性 机电一体化系统的智能技术使系统具备自我保护功能，可以有效规避运行中的故障或风险，确保系统稳定、安全地运行。一些高端机电一体化系统已实现了全自动操作，而且被广泛应用在海底、高空等恶劣的作业环境中。
2.7 具有高可靠性、高稳定性和长寿命 机电一体化系统发生机械磨损的程度非常小，因而故障少，运行时稳定可靠，系统的服务年限比普通机电系统长。而且某些自诊断、自修复的机电一体化系统甚至可以实现“零故障”。
2.8 具有柔性 柔性是机电一体化系统的特点。根据需要的变化，用机电一体化技术无需改装系统就可以及时地对系统的结构和生产过程作必要的处理，从系统的观点出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智能、调整、修改，因此机电一体化技术是解决多品种、小批量生产的重要途径。
3 机电一体化的发展状况及现状分析
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：①20世纪60年代以前，利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能的初级发展阶段；②20世纪70～80年代以大规模、超大规模集成电路和微型计算机为代表的蓬勃发展阶段；③20世纪90年代后期，机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。现阶段，光学、通信技术等领域正循着机电一体化的发展步伐大踏步迈进，微细加工技术开始在机电行业初露锋芒，光学、通信技术的融入使机电一体化由最初单一的模式逐步衍生出光机电一体化、微机电一体化等多个分支。另一方面，我国现阶段在光纤、人工智能和神经网络等技术领域发展较快，这对机电一体化技术的发展有一定的促进作用。在未来的技术研究领域，机电一体化将有望形成完整的基础科学体系。
4 机电一体化技术未来的发展
4.1 智能化 智能化是当前机电一体化技术领域的一个未来发展趋势。智能化是运用控制理论，将计算机科学、混沌动力学、模糊数学、人工智能、心理学、生理学以及运筹学等多个学科有机整合，智能模拟人类的逻辑思维、判断推理和自主决策等能力，以便得到更高的控制目标。按照目前人工智能技术的研究状况，未来时间将有可能发展高性能、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，这是人工智能技术研究的一个必然的发展趋势。
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，需要针对各个研究项目制定不同的标准，各部件、单元或借口才能很好的完成配型。但是由于该技术领域存在利益纷争，当前国内外尚未形成一套统一的标准。但是模块化的生产理念已逐渐被机电生产领域认可，在未来的机电一体化研究领域，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
4.3 网络化 网络技术在上世纪九十年代风靡全球，带动了科技研究、工业生产、政治、军事、教育等众多领域的技术研究或经济模式的革新。机电一体化产品的市场前景是广阔的，产品一经研发，配以网络技术辅助推广，必将在短时间内成为业界瞩目的焦点。基于网络技术的远程控制终端设备就属于机电一体化产品其中的一类。另外，现场总线和局域网技术在机电领域的应用，恰恰是机电一体化产品网络化发展趋势的最好印证。
4.4 微型化 微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，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，但其技术应用尚存在微机械技术这一发展瓶颈，在未来的发展进程中还有待进一步研究。
4.5 绿色化 绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，资源利用率大幅提高，有利于节约生产成本，而且健康环保，对生态环境的影响程度较小。无论是生产成本角度来考虑，还是从生态保护的角度来分析，机电一体化产品绿色化已是机电研究领域的必然趋势，具有广阔的开发前景。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。
4.6 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。另外，通信功能除了rs232外，还有rs485、dcs人格化。
5 结语
机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科学技术的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的理论基础，也是机电一体化技术的方法论。微电子技术的发展，半导体大规模集成电路制造技术的进步，则为机电一体化技术奠定了物质基础。现代产品的机电一体化进入到实用阶段。机械工程及自动化专业人员掌握机电一体化技术与应用中的理论和方法对今后的工作是非常有用的。
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机电一体化技术这门课程是机电一体化专业的必修课程。课程除了正常的实验环节之外，需要进行机电一体化设计。以往的做法是布置课题后，由学生进行机电结合设备的参数设计和CAD绘图设计，并将设计内容熟练掌握。通过答辩验证学生的课程设计结果。在建立仿真实验室后，在课程设计的内容上，增加了利用仿真软件进行电机驱动电路设计，并进行仿真的环节。其做法是，教师布置并讲解电机驱动的相关电路，学生根据驱动原理设计与机电一体化结构设计相配套的驱动电路，然后进行仿真。所设计的驱动电路，采用PROTEUS完成。按下S1、S2、S3键盘，电机分别完成正转、反转和停转控制。学生在设计前，必须复习步进电机的驱动原理。就是步进电机是将单片机的电脉冲转换成步距角进行旋转运动的装置。一个脉冲，步进电机转一个步距角。而脉冲的频率决定步进电机的转动速度。步进电机的驱动脉冲是分时由脉冲分配器供給的。
2机电一体化仿真设计过程
学生设计好教师要求的软件和电路图后，必须使用PROTEUS程序调用KEILC51程序进行联调。KEILC51可以根据PROTEUS程序的调试结果进行修改，直到两软件将PROTEUS所设计的硬件电路和KEILC51程序所代表的软件程序完美地被结合到一起，并符合所要求的设计要求后，整个设计过程结束。学生要能够完整地设计所要求的电路，并根据电路特点进行编程。所谓的电路特点的掌握，就是机电一体化设计中自动控制理论所需达到和掌握的知识。这些知识中，确定为核心与必须学生掌握的部分，包括步进电机转向原理的掌握、步距角与电机脉冲数的关系、步进电机与直流伺服电机和交流伺服电机的控制特点上的区别与联系、步进电机环形脉冲分配的顺序和特点、C程序设计流程图与编程语句中需要解决与注意的几大问题等等。
随着城镇化进程的加快，越来越多的土建工程、交通工程随之而生。但是随着工程项目的增多，各种资源问题、效率问题也都随之而来。原因是工程技术的发展不能满足工程项目的要求，普通的工程技术已经不能够满足现代工程对技术的要求。为此，随着科学技术的发展，先进的科学技术被应用于现代工程上，出现了机电一体化。机电一体化不仅是为了满足现代工程对技术的要求，也是时展的产物。机电一体化能够有效的减少施工现场大型设备的使用，减少大型机械设备在施工现场所占的空间，并实现了设备的自动化。本文将对机电一体化进行具体研究，并分析其对现代工程的影响。
关键词:
机电一体化；现代工程；影响
机电一体化作为现代化的产物，因为其工作效率高、操作简单的优点被广泛的应用在施工现场和传播，促进了我国现代工程的发展。所谓的机电一体化就是从一个比较全面的角度出发，沿着系统的方向，将工程中可能用到的技术，例如电气技术、机械技术等有机的结合在一起，在进行了全面的概括之后，在逐一对其内部具体的技术进行细化，完善各技术的功能。机电一体化作为时展的潮流，有关大学也专门开设了机电一体化的相关专业，培养新技术的新人才。
1机电一体化发展历程
机电一体化理念最初被提出是在1950年，当时的观念还不太成熟，主要是科学家自发组织的，为了提高产品的质量和用途，尝试着将电子技术运用到机械设备中，初步的尝试成功的提高了设备的工作效率，但是由于当时的社会环境常年处于战争时期，经济发展不稳定，且科研人员少，再加上电子技术的发展也仅仅处于初始发展阶段，机电一体化的理念并没有被广泛宣传，更别说得到人们广泛认可了。在一定程度上，战争期间对机械设备的依赖也促进了机电一体化的发展，但发展方面仅停留在战争机械方面。在后来战争结束后，机电一体化的对象才逐渐由战争机械转移到民用机械，并促进了战后经济的恢复。
2机电一体化的发展趋势
后来在民用机械的发展中，机电一体化应用最广泛的领域就是工程机械，随着社会的发展，加上有稳定的社会、科学技术支持，机电一体化的发展逐渐走上了正轨，并逐步开展全面发展工作。以下对机电一体化的发展做详细介绍。
(1)智能化发展。机电一体化在发展的过程中融入了计算机技术，借助计算机的工作原理的成果，成功在其自身中运用计算机通信技术，实现机电一体化的智能化发展。机电一体化的智能化发展就是。在其编制过程中，加入人们的思维，对各项技术进行整合编制，实现自动化控制。有关研发人员在进行研发时应该注意要将机电一体化的各项技术考虑全面，而且在编制过程中要加入心里学科，在其自动化技术上需要根据人们的心理进行编制。
(2)区域化发展。在现代社会，机电一体化作为应时代而产生的新型技术，其区域性发展是必然的。随着我国城镇化进程加快，各区域的发展都离不开科学技术的支持。机电一体化实现了全面的工程技术的综合，并且具有自动化基础，其在工程机械领域起着非常重要的作用，将会带动现代工程的发展，促进我国的城市化发展。
(3)网络化发展。在如今信息化的社会，信息化的发展将人类带入了一个更加方便的社会，作为信息化发展的产物，手机、电脑在人类的生活与工作中都发挥着不小的作用。不仅如此，信息化的发展对工程机械领域也有所影响。网络通信技术在机电一体化发展的过程中，能够使相关技术人员对现场的机械设备进行实时监控，能够及时的发现问题，既提高了工作效率也在一定程度上保证了施工人员的安全。
3机电一体化在现代工程中的应用及影响
机电一体化由于其全面性、高效率性的特点在现代工程中得以广泛应用。特别是在电子技术方面，在机电一体化发展初期，就是电子技术与机械设备相结合，实现了机电一体化。现如今，机电一体化对电子技术的影响也最为广泛。机电一体化的应用实现了电子技术机械的可操作性、安全性。促进了电子技术的发展。机电一体化对现代工程的影响贯穿整个施工过程。以下将分为施工前、施工中两个方面分别介绍机电一体化对现代工程的影响。
3．1机电一体化在工程施工前的影响
(1)使施工需要准备的数据更加具有科学性。在施工前需要施工的要求设计施工图纸，同时也需要和实际施工现场相结合。有了机电一体化技术，有关图纸设计人员在进行现场勘察时，能够利用准确性能高的精准仪器对工程的关键部位进行实际测量，确保图纸的可操作性并减少图纸与施工现场的误差。这样能够有效的提高图纸的精度和质量。
(2)为选择施工单位和施工材料提供了相应依据。施工单位进行投标时，需要根据设计图纸编制工程预算和施工组织设计。施工单位在进行施工组织设计工作的时候，可以根据高精度的检测仪器对现场进行精准的测量，这样能够减少施工与设计的误差，使施工设计更加规范。有关建设单位在进行招标时可以通过观察投标单位所提交的施工组织设计的规范性来判断这个施工单位对机电一体化技术的应用，甚至可以看出整个施工单位的资质。而施工单位对施工材料的选择也是这个原理，要选取与机电一体化设备相适应的施工材料，能够在双重方面提高工程的质量。
3．2机电一体化在工程施工中的影响
(1)在施工过程中对机电一体化技术的应用提高了施工工艺。随着经济的发展，人们的生活水平有了显著的提高。对现代建筑的要求也有了提高，不再仅仅满足于过去御寒的基本要求，而是在此基础上，更加注重房屋建筑的环保性能、舒适性、采光性等多方面的高品质要求。机电一体化技术的应用就能够满足人们对房屋建筑的高品质要求。由于机电一体化操作起来在很大程度上符合人们的思维方式，产出的建筑物也比较美观。
(2)提高工程的准确度和速度。由于机电一体化综合了各方面的工程技术，并实现机械自动化，其在施工过程中的应用有效的提高了施工的效率，节省了施工时间，缩短了工期，减少了因为延误工期而赔偿的费用;运用了机电一体化的设备操作起来更加灵活，施工单位不用话费时间和成本去培养专门的设备操作人员;机电一体化的运用让机械设备的操作结果更加精准，减少了与设计图纸之间的误差，提高了工程的质量。
(3)机电一体化技术大都实现了自动化或者半自动化，加上其中计算机技术的应用，机械设备在施工现场的监测过程中，如果发现施工人员或者施工技术出现了问题，能够启动自动报警工能，这样一来，能够有效的减少施工人员的危险和减少施工过程中的质量问题，即使在出现质量问题后，由于机电一体化设备的自动报警，有关人员能够在第一时间内做出应对措施，减少了施工单位因为时间问题造成的损失。
(4)机电一体化之所以能够提高工程的施工效率时因为在使用了机电一体化技术后，减少了对施工材料、能源的损耗，加上其操作技术快，二者都促进了机电一体化高效率的性质。这样一来，机电一体化能够减少施工过程中施工材料的损耗，既节约了成本也保护了环境。同时随着机电一体化技术的发展，新型环保型建筑材料也得到了发展，被广泛应用于工程中，减少了对环境的发展，实现了经济的可持续性发展。同时机电一体化的智能化、区域化、网络化发展都也促进了经济的发展。
4结束语
正如上边所说的，机电一体化技术作为时展的产物，应时展潮流，为工程项目的建设做出了巨大贡献。同时和经济的发展二者相辅相成，经济的发展为机电一体化技术的研究提供经济支持，机电一体化技术的发展为工程项目提供了新科技，提高工程的质量和速度，又促进了经济的发展。二者之间和谐发展促进了社会的稳定，有关科技研发人员应该继续支持，研发出更高效的技术。
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关键词：机电一体化；学生实践能力；强化
随着社会的迅猛发展，高科技目前已经运用到各个领域中，机电一体化技术作为高科技与机械相融合的产物，能够有效地提升劳动生产率。机电一体化专业人才主要从事的是产品生产的机械制造、安装调试、设备运行、管理维护等实践性较强的工作。机电一体化的人才不仅仅需要掌握一定的专业知识，更重要的是实践操作技能。可以说，学生机电一体化实践能力直接影响着其未来的就业情况。因此，教师应结合学科的特点，整合一切力量，加强学生的实践能力培养。在此，笔者结合自己多年的教学经验，粗略谈一下如何在机电一体化教学中强化学生的实践能力。
一、构建利于学生实践能力培养的课程体系
实践性的课程体系是强化学生实践能力培养的基础。一般的机电一体化课程体系较为追求知识的系统性和完善性而忽略了实践性、可操作性，不利于学生动手操作实践能力的培养。机电一体化教学涉及内容较多，如：计算机、电气控制等，需要较强的信息和控制能力，而这些的实现不仅仅需要一定的专业知识，更重要的是学生的实际操作能力，而想让学生在有限的教学时间内掌握两种知识并融合使用，只有通过实践来完成。因此，教师应结合学生和学校的实际情况，以培养学生实践能力为中心来整合、优化机电一体化课程，从而构建实践性强的课程体系，推动机电一体化教学内容的单一、完善转向多元化、综合性、实践性。如：笔者在教学过程中，将机械专业的机械工程材料、机械原理、机械零件设计等内容与电工专业的电工技术基础、电子技术基础、电工电子仪表与测量、电机与变压器、电力拖动、可编程控制器与自动控制原理等知识加之计算机知识分别设成三个板块，即：机械知识、电气知识、计算机知识，进而以这些知识为中心点开展教学，增强学生对每块知识的实践技能，最后相融合渗透，引导学生尝试着自己动手探究、实践。
二、加强机电一体化实验室和实习基地的建设
实验室、实习基地是学校建设的重要组成部分，更是学生锻炼、动手操作的重要途径之一。然而，学校大都将建设的重心放在了教学手段、教学工具的更新上，诸如：多媒体、模拟现场教学等等，以此来调动学生学习的积极性，同时也更直接地、更清晰地让学生了解和认知专业知识。然而，机电一体化属于技术性很强的学科，想要增强实践性，实验室、实习基地等是必不可少的。因此，学校应加强和完善对实验室以及实习基地的建设，即：要配制先进的控制电路等电控系统、现代检测诊断仪器设备等机电一体化相关的设施，借以来确保每位学生的动手操作性，进而实现强化学生实践能力的目的。此外，学校还可以结合专业特点，与企业相结合，开展“校企”实习基地，即：与相关的企业签订合同，让本校的学生去企业实习，充分运用社会实践资源来为学生创造实践的平台，让学生更清楚、更深入地了解专业技能。如：笔者在教学过程中采取的方式是将三年学习时间分为两个部分，即：第一年和第二年学习掌握专业知识，对于一些实践活动，在实验室进行；第三年则让学生去相关企业实习，“真枪实弹”地去体验专业知识的实用性、操作步骤等，深化学生的实践能力培养。
三、开展多元化的实践教学
实践教学是机电一体化课程教学的核心内容，也是强化学生实践能力的关键。针对机电一体化内容范畴广、实践教学内容不一、学生个性特征明显等特点，笔者认为应开展多元化的实践教学，借以来充分调动全体学生的参与性，同时最大限度地实现增强学生实践能力的目的。首先，创新考核体制，采取多元化的评价体系：将理论知识、实践操作技能、平时实践情况、创新情况、自主参与实践情况等都融入考核体系中来，以此来约束和激励学生参与实践的行为。其次，任务驱动教学法、学生合作教学法、探究教学法融合使用，即：结合教学内容提出教学任务；让学生自主或者合作探究式地尝试着操作；引导学生在实践中分析、总结相关理论知识，同时也可以让学生结合相关理论知识进行实践，实践与理论相结合开展教学活动，促使学生理论与实践的双重掌握，推动学生对知识与实践的灵活掌握与运用。这样多元化、多角度地开展实践教学来充分调动全体学生的实践参与性，进而让每位学生都能够在实践教学中得以发展。
总之，机电一体化专业是社会经济体制迅猛发展下的必然产物。现如今工业企业都进入了高科技的应用时代，需要较多的机电一体化专业人才。我们作为教师应结合市场经济的发展需求，不断探究强化学生机电一体化实践能力的教学途径，从而确保学生学习与专业工作岗位的“零距离”接触。
参考文献：
[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京：科学出版社，2004.
