【正文】 綜述了國內(nèi)外機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。因此，我國有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神，以及機電一體化行業(yè)特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。我國用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。機電一體化產(chǎn)品的種類很多,面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。微型化微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù),是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。智能化智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一,也是21世紀(jì)機電一體化的發(fā)展方向。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。信息技術(shù)驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。在人們生活的各個領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，并以蓬勃的生機向前發(fā)展，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)在機電一體化的一些教材過于偏重理論、脫離實際、缺乏實用性、部分教材內(nèi)容陳舊、嚴(yán)重落后于現(xiàn)實，各科教材之間存在銜接性差、內(nèi)容重復(fù)或內(nèi)容脫節(jié)等現(xiàn)象。其次，教學(xué)內(nèi)容落后。按照完成一項工作的基本思路，課程實施應(yīng)具有完整的工作過程：獲取信息——制定計劃——做出決策——實施計劃——檢查控制——評價反饋。電子學(xué)、計算機方面知識可以在學(xué)校里得到充分鍛煉，學(xué)生容易較快成材，成效立竿見影。 機電一體化專業(yè)(模具CAD/CAM方向）從事利用計算機技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)對模具進(jìn)行設(shè)計和制造等工作的機電一體化高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。畢業(yè)生主要在各行政、企業(yè)、事業(yè)單位從事機械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與調(diào)試以及技術(shù)管理等工作。高職機電一體化技術(shù)專業(yè)是為生產(chǎn)第一線的高級技能型崗位培養(yǎng)人才，但是目前我國高職院校培養(yǎng)的機電一體化專業(yè)的學(xué)生與社會、市場的需要還有不小的距離，因此，機電一體化技術(shù)教學(xué)改革勢在必行。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。在采用OTA和OTV的情況下，保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。 保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化在實現(xiàn)繼電保護(hù)的計算機化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。對自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現(xiàn)保護(hù)對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息，只有實現(xiàn)保護(hù)的計算機網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點。這主要是由于缺乏強有力的數(shù)據(jù)通信手段。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機保護(hù)裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本可接受。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。 繼電保護(hù)的未來發(fā)展繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護(hù)裝置。自50年代末，晶體管繼電保護(hù)已在開始研究。若A的反相端電位負(fù)向偏離虛地，也可以重回到正常狀態(tài)。機電一體化的大流量電動執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)當(dāng)前位置與給定位置的差值以及運行速度的大小超前確定減速點的位置及減速段變化速率ki，使閥門在較低的速度下實現(xiàn)精確的微調(diào)和定位，從而將超程降到最低。在傳統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)中，該位置的檢測是通過機械式限位開關(guān)獲得的。14中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文變化速率ki的取值由給定位置、當(dāng)前位置以及運行速度的大小確定。由于大流量閥執(zhí)行機構(gòu)在運行過程中存在加速、勻速、減速等階段。9)程序出格自恢復(fù)電路 為了保證在強干擾下程序出格時系統(tǒng)能夠自動地恢復(fù)正常，選用MAX705組成程序出格自恢復(fù)電路，監(jiān)視程序運行。6)通訊接口 為了實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口，MAX232內(nèi)部有兩個完全相同的電平轉(zhuǎn)換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平，把其它微機送來的RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成TTL電平給8031，實現(xiàn)單片機與其它微機間的通訊。繞線電位器壽命短被淘汰。SA8282是專用大規(guī)模集成電路，具有獨立的標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口，芯片內(nèi)部包含了波形、頻率、幅值等控制信息?？刂撇糠种饕蓡纹瑱C、PWM波發(fā)生器、IPM逆變器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊、整流模塊、輸入輸出通道、故障檢測和報警電路等組成?？磥恚瑱C電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。3 模塊化由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、動力接 6 7中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。帶來勃勃生氣。筆者設(shè)計的大流量電動執(zhí)行機構(gòu)，采用機電一體化技術(shù)，將閥門、伺服電機、控制器合為一體，利用異步電動機直接驅(qū)動閥門的開與關(guān)。該執(zhí)行機構(gòu)將閥門、伺服電機、控制器合為一體，采用8031單片機、變頻技術(shù)實現(xiàn)了閥門的動作速度和位置控制，解決了閥門的精確定位、閥門柔性開關(guān)、極限位置判斷、電機保護(hù)及模擬信號隔離等技術(shù)問題。整個機構(gòu)缺乏完善的保護(hù)和故障診斷措施以及必要的通信手段，系統(tǒng)的安全性較差，不便與計算機聯(lián)網(wǎng)。1．1 機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程,寫下了“機電一體化”歷史的第一頁。2智能化即要求機電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。5 人性化機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。其特征是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這有點類似于活的生物摘要：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。 控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設(shè)計1)單片機 選用INTEL公司生產(chǎn)的8031單片機，它主要通過并行8255口擔(dān)負(fù)控制系統(tǒng)的信號處理：接收系統(tǒng)對轉(zhuǎn)矩、閥門開啟、關(guān)閉及閥門開度等設(shè)定信號，并提供三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號；處理IPM發(fā)出的故障信號和報警信號；處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測信號；提供顯示電動執(zhí)行機構(gòu)的工作狀態(tài)信號；執(zhí)行控制系統(tǒng)來的控制信號，向控制系統(tǒng)反饋信號；2)三相PWM波發(fā)生器 PWM波的產(chǎn)生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。4)位置檢測電路 位置檢測電路是執(zhí)行機構(gòu)的重要組成部分，它的功能是提供準(zhǔn)確的位置信號。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0～50Hz，采用常規(guī)的電流、電壓互感器無法滿足要求。采用組態(tài)顯示方式。速度環(huán)主要將當(dāng)前速度與速度給定發(fā)生器送來的設(shè)定速度相比較，通過速度調(diào)節(jié)器改變PWM波發(fā)生器載波頻率，實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。設(shè)第i段速度的變化速率為ki，則有：式中：Δv為兩段點之間的速度變化值，Δv＝vi＋1－vi； Δt為兩段之間的時間，Δt＝ti＋1－ti。執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)部的微處理器根據(jù)測得的變頻器輸出電壓和電流，通過精確計算，得出其輸出力矩。3)電機保護(hù)的實現(xiàn) 為了防止電機因過熱而燒毀，單片機通過溫度傳感器連續(xù)檢測電機的實際運行溫度，如果溫度傳感器檢測到電機溫度過高，自動切斷供電電源。15V和177。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時代。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。東南大學(xué)研制的微機主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過了多次改進(jìn)和提高?，F(xiàn)在，同微機保護(hù)裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當(dāng)年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護(hù)的時機已經(jīng)成熟，這將是微機保護(hù)的發(fā)展方向之一。它深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域，也為各個工業(yè)領(lǐng)域提供了強有力的通信手段。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。這種用計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理，比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理有較高的可靠性。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁，將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量 20中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解?？傊?，該執(zhí)行機構(gòu)集測量、決斷、執(zhí)行3種功能于一體，順應(yīng)了電動執(zhí)行機構(gòu)的發(fā)展趨勢，它的研制成功給電動執(zhí)行機構(gòu)的研究開發(fā)提供了新的思路。現(xiàn)代化設(shè)備逐漸發(fā)展成為集光、電、機、氣、聲、像、磁、熱等技術(shù)于一體的智能化系統(tǒng)，機電一體化產(chǎn)品幾乎貫穿到國民經(jīng)濟的所有行業(yè)。它的發(fā)展推動了當(dāng)前制造技術(shù)的迅速更新?lián)Q代，是產(chǎn)品向高、精、快迅速邁進(jìn)，使勞動生產(chǎn)率迅速提高?？稍诖笮推【?、飲料、食品及商品包裝生產(chǎn)企業(yè)從事現(xiàn)代化自動機與生產(chǎn)線的維護(hù)和管理工作，也可在相關(guān)的自動機與生產(chǎn)線的生產(chǎn)廠家或設(shè)計部門、營銷單位從事技術(shù)工作。這顯然與機械電子工程專業(yè)的內(nèi)涵不相符，也是對機電一體化技術(shù)發(fā)展總趨勢認(rèn)識不足的一種表現(xiàn)?，F(xiàn)在許多由機械院系主導(dǎo)的機械電子工程專業(yè)，是以數(shù)控技術(shù)為主要培養(yǎng)和發(fā)展方向的，這順應(yīng)了社會發(fā)展的一種需要，但體現(xiàn)的是把機電一體化技術(shù)狹義化。通過一個周期的實施，總結(jié)出課程實施要重點從教學(xué)組織模式、師資團(tuán)隊建設(shè)及學(xué)習(xí)工作環(huán)境建設(shè)三方面考慮，才能保證課程構(gòu)建和實施均能取得成功。當(dāng)前高職機電一體化教育存在的問題 課程設(shè)置不合理當(dāng)前高職院校課程設(shè)置不合理主要表現(xiàn)在兩個方面：首先，重理論輕實踐。很多學(xué)校的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容將重點放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識，開發(fā)設(shè)計產(chǎn)品是有利的。一些老教師知識結(jié)構(gòu)陳舊且更新緩慢，還有一些年輕教師也是剛從學(xué)校畢業(yè)，缺乏足夠的實踐經(jīng)驗，都不能很好的教授學(xué)生以適應(yīng)社會工作需要的知識和實踐技能第三篇：機電一體化畢業(yè)論文機 電 一 體 化 的 發(fā) 展 和 應(yīng) 用長春工業(yè)大學(xué)機電一體化2009級阿拉騰那木日內(nèi)容摘要 ；現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展?！⑿突?。系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能,加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。第2代機器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件,能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息,通過計算機處理、分析,做出一定的判斷,對動作進(jìn)行反饋控制,表現(xiàn)出低級智能,已開始走向?qū)嵱没?。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強,一般除R S232等常用通信方式外,實現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復(fù)雜而重要的事,它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。各自都有一套自己的發(fā)展策略。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。關(guān)鍵詞：機電一體化，技術(shù)，應(yīng)用。突出發(fā)展重點，兼顧“兩個層次”機電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為?？傊?，機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟我國機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否