机械电子工程
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机械电子工程范文第1篇
1 机械电子工程的概念
机械电子工程是20世纪70年代由日本提出的用于描述机械工程和电子工程一体化的一个技术术语。这个词的英文名字是取C械学的前半部分和电子学的后半部分组合而成的。
在工业发达国家，人们已经意识到，未来的工业系统，尤其是先进的机电系统的设计，制造和运行，将属于那些懂得怎么样去优化机械和电子系统之间联系的人，在这些系统中，信息将起着至关重要的作用；人工智能、专家系统、智能机器人将构成未来机械电子系统的驱动、监测、控制、和诊断的主导技术。
机械电子工程的本质是：机械与电子技术的规划应用和有效的结合，以构成一个最优的产品或系统。在激烈竞争的环境中，只有将电子学和机械工程有效的结合在一起生产出来的产品才更具有竞争力。
2 机械电子工程的应用
在制造业的广大领域中，采用机械电子方法设计的优点是：制造系统的结构易于改变，且产品的质量可以顺利的上升档次。日本人认为产品革新的未来属于那些能将电子系统和机械系统有机结合在一起的人，并已经在这些方面取得了卓有成效。日本的公司充分考虑市场需求，将机械电子方法用于高速纺织机械、计量和监测系统以及诸如集成电路自动检测等具有特殊用途的机械的设计中，并开创了新的局面。机械电子工程在产品中的应用从目前情况来看，有以下两类产品：1将现有产品进行机械电子改造以提高其性能；2用机械电子方法设计开发全新的产品。
3 机械电子工程的设计
在工程设计中，机械电子方法能将系统的大量材料和信息集中起来，使系统具有更高的性能、更强的灵活性。因此，要做到万无一失，机械电子工程的设计必须包括初步设计和具体设计两个阶段。用机械电子方法进行工程设计的核心是将电子技术和计算机技术与机械系统有机的结合在一起。对现有产品或系统，也常用机械电子方法来改善其性能。工程设计的机械电子方法与系统结构的配置有关，在这种方法中，可以实现各种技术的集成，并对其进行评估。为达到这个目的，通常采用一种基于信息的自顶向下策略，就可以将系统分解成一些模块。例如：环境模块、装配模块、测量模块、通讯模块、处理器模块、软件模块、执行模块、界面模块等。从初级阶段的概念来说，在每一阶段都定义其下一级的模块子集，最终，整个系统中的每个部件的设计，都可以从该部件与其他部件的相关处着手。
4 测量系统
测量系统的任务是获取机械电子系统中需要的各种状态信息，并根据这些信息来控制系统的运行。将传感器配合某些特定功能的电路，可以构成一个测量系统。在测量系统中，由于测量的范围不同，并且测量系统的任一环节都可能存在内部的噪音或者外界的干扰，使测量系统的性能受到影响，因此也需要一些指标来表示测量系统的性能如：精度、稳定性、输入输出特性等等。对于测量系统的设计来说，机械电子系统中的测量系统大多是自动测量系统，他爸检测、数据处理、故障诊断和报警、校验等技术结合在一起。往往是多个敏感器件、多路信号有机的构成一个测量系统，而不是若干台仪器仪表的简单合并。简单系统往往采用直接连接。通用总线系统主要用于计算机和各种常规外部设备及I/O部件，构成通用计算机系统。测量系统的设计是为了保证能够得到所需要的信息，因此测量系统是设计中的一个重要环节。
5 传感器和转换器
在很多测量系统中，传感器和转换器都是用来提供系统状态信息的。传感器是在测量系统中，对所测物理参数发生响应的器件。转换器是能吧信息和能量从系统某一部分传送到系统另一部分的器件。在传送过程中的同时，能量形式也可能发生变化。在使用时通常不作区分。其分类可按功能分为：位移、速度、加速度、几何量、质量、力、等等。根据性能分：可以用精度、稳定性、线性度、灵敏度、量程等静态性能和响应特性的动态指标来评估。根据输出信号分：模拟量输出、数字量输出、频率输出、代码输出等等。在选用传感器或转换器时，用什么样的输出信号形式并不重要，因为用模/数转换器和数模转换器都可以获得多需形式。重要的是测量元件的功能和系统的总体性能指标必须满足需求。
6 微处理器
控制和信息处理是机械电子系统两种主要功能，期通常是由微处理器系统实现的。去其他控制和处理方式相比，微处理器有许多优势，其中最重要的是如下机电：1可存储、可编程控制2数字处理3工作速度4设计的灵活性5集成化6费用低。对于嵌入式微机系统的设计方法有：1基于模板的设计2基于模块的设计3基于芯片的设计。
参考文献
[1]蔡自兴，智能控制基础与应用，国防工业出版社，1998
机械电子工程范文第2篇
关键词：控制工程；机械电子；应用
在我国社会经济持续发展和科学技术不断完善的基础上，机械电子工程的技术水平不断提升，技术的需求量随之增加，逐渐向智能化、多元化方向发展。在这个背景下，控制工程在机械电子工程中体现了较高的应用价值。为此，要在关注机械电子工程的基础上，要对电子技术和机械控制技术进行持续的研究，将控制工程合理应用到机械电子工程中，保证机械电子工程持续稳定发展[1-3]。
1控制工程的基本作用
控制工程空间结构简单，操作较为便捷，具有极强的应用性以及操作性，在使用过程中性能良好，能及时处理一些复杂问题，分析以及论证综合机械技术，实现良好的控制效果。另外，现阶段的控制理论主要是以空间线性工程为依据，分析并讨论非线性和多输出等问题，制定解决策略，在机械工程中发挥着重要作用，为控制工程的具体运用提供了一定的技术支持，促进了科学化生产[4-5]。
2控制工程在机械电子工程中的应用
结合之前传统机械电子工程在实际发展过程中的状况可知，控制工程在机械电子工程中已经得到了比较普遍的运用，例如数控机床以及智能控制系统等，这对促进企业健康稳定发展发挥着重要作用，同时还能进一步提高企业的经济效益[6]。具体来说，控制工程在机械电子工程中的应用体现在以下三个方面。
2.1在数控机床中的应用
控制工程在数控机床中的应用较为典型。数控机床是由较为复杂的电子网络组成的，不同的网络连接成复杂的网络交互系统。控制工程具有多功能特点的电子系统，能合理应用电子信息技术分析和处理各种数控机床应用问题，通过有效处理大规模数据信息，进行自我辨识以及自我学习，为数据的产生提供相应的自动化设备支持，使其生产成本降低，保证企业的经济效益[7-8]。
2.2在加工制作中的应用
如今，随着我国科学技术的快速发展，机械加工越来越完善，并向着多元化的方向发展，传统加工模式的问题逐渐暴露，已经无法满足时展的需要。面对这种情况，必须找到一个更先进和可靠的制作方法，促进工作效率的提高，提升企业自身的经济效益和社会效益。机械工程的数据处理速度快，操作简单，将控制工程合理应用到机械加工中，可以提高产品的整体质量，降低企业的成本[9-11]。在实际操作时，可以将其编码直接输入机器，保证其实现自动化的加工制作，提高企业的整体效益。
2.3在智能控制系统中的应用
将云计算技术和人工智能技术相互结合，可以建立系统化的智能控制系统，保证生产过程中的智能化控制以及操作。通过应用智能控制系统，对相关机械设备进行模拟操作，使机械电子工程代替人工进行数据的操控，模拟人的思维来管理数据，从而提高企业的整体工作效率[12-13]。此外，电子网络控制是一种比较简单的方式，能实现对大规模数据的处理，让生产模式持续优化。
机械电子工程范文第3篇
在高速发展的社会时代，我国的经济和科学技术也在不断发展，机械电子工程涉及到我国各个行业领域，目前在研究上取得一定的成果，推动了教育,科研等方面的快速发展，它是衡量我国对外贸易的重要标志。然而我国机械电子工程技术设计过程还不够完善，还存在诸多问题亟待解决。本文主要对机械电子工程中的技术要点以及技术的应用进行浅谈，希望给相关工程人员提供参考。
关键词：
机械电子；工程设计；技术要点
众所周知，电子工程是由聚集电路、系统、数字信号处理、教育等多方面的综合性学科，是推动我国经济增长的主要力量。近些年来，电子工程快速发展，在教育和科研等多方面取得很大的成功，其水平达到了一个新的高度，但是电子工程在发展的过程中难免产生一些问题，并且其设计人员应该储备一定的知识，在设计方案中能发现问题，并采取解决措施，在此基础上优化设计方法。
1EDA 技术的发展介绍
EDA 技术在机械电子工程设计当中发挥了重大的作用，其构成部件主要包括下载器、适配器、编译器、综合器等，每个部件发挥着特定的功能，EDA 技术的主要载体是可以进行大规模编程的逻辑器件，硬件描述语言是 EDA 技术在编辑中的表达方式。EDA 技术拥有公开优势和描述范围广的优点，其自动化程度高，同时，在设计方案中有很高的辅助作用，减轻设计者在后期交流、修改和保存中的压力，能够快速解决在设计工程中出现的错误，方便操作者的调试。也正是因为 EDA 技术拥有很多的优势，因此逐渐被人们关注，但是迄今为人们对机械电子工程持有不同的态度和观点，人们质疑 EDA 技术认识不够，同时又由于 EDA 技术没有确切的定义及其机械电子工程的使用涉及到多种领域，因此电子工程将面临诸多的挑战。
2机械电子设计要点
2.1仿真技术
机械电子工程设计方案完成后通过一个系统的结构模拟，对设计方案的可行性进行分析的一门技术便称为仿真技术，其作用在于对设计方案在实际应用的模拟，通过建立数学模型及进行处理，发现设计方案的是否合理和科学，验证设计方案，避免在实际操作应用中出现一些可控性的问题，保证方案在实际中的应用，同时，EDA 技术还具有对电路结构和性能，各个电路的实际结构等进行检测和分析。
2.2对电路特性进行有效分析
对电路特性进行有效分析能决定设计方案在应用中的有效性高低，是 EDA 技术中不可或缺的部分，它决定设计方案能否在实际中得以应用，机械电子工程设计方案中所有的理论分析是通过 EDA 技术对电路特性进行有效分析，从获取其数据测试结果和特性分析来判断设计方案的可行性，因此在数据测试和特性分析这两方面必须保证其准确性高。在传统的电子工程设计方法中，其技术相对落后，从而在数据测试和特性分析等方面不能确保其准确度和电路测试的实际精度，可能对产品后期使用的稳定性有所影响。但是，EDA 技术能够精密准确的测试，确保该测量的准确度在一个较高的水平，在电路特性分析中具有系统性和全面性的优点，因此能够避免设计方案出现结构性的错误，确保机械电子工程设计方案在应用拥有较高可靠性和科学性。
2.3优化设计
EDA 技术可以测量电子工程在实际情况中的确切环境温度和其他数据，能对电子工程工作所需要的环境进行全面的检查及反馈分析结果，优化设计就是利用 EDA 技术，保证电子工程的正常使用外拥有最适宜的环境温度计和容差，提高方案的有效性，保证其可以正常的实施。设计者可以通过检查和分析结果对电子工程设计方案进行调整优化，完善设计方案，但是传统的机械电子设计检查技术无法达到此要求，不能保证其准确性及完整性，无法发现设计方案中存在的问题，难以使电子工程在实际应用中发挥最大的优势，提高其效率，可见，优化设计必须的使用 EDA 技术。
2.4机械结构要注意防止静电
机械结构是以一定的理论为依据，根据实际需求从而设计出具体的结构图的一种方案，应用于实物，最终要求达到设计方案中的结构构思。随着社会的发展，电子产品以轻、薄占极大的发展优势，因此，就必须对集成电路元件加以严格的管理，提高技术要求，基础的工作就是缩小线路和密集的电子组件排列的工作，减小集成电路占据较大的空间。机械就是用一定的理论作为支撑，设计者根据构思画出机械结构图，该机械结构图要满足实际方案且可以在具体实施中应用。而造成电子组件毁坏的致命因素是静电电场和静电电流，该破坏因素会影响到周围绝体元器件，致使元器件敏感度减低，从而产生许多安全隐患，因此，机械结构图一定的检查是否产生静电，及时修改机构设计图。
3EDA 技术在机械电子工程设计中的应用
随着社会的进步，机械电子工程的应用渗透到多个领域，同时吸引了许多机械工程人员参与其研究。与传统的机械电子工程相比，EDA 技术能满足广泛的生产需求，而传统的机械工程适用领域比较狭窄，仅仅只能在要求较低的基础领域才能发挥其优势，其无法引领世界电子工程技术的发展，俗话说，适者生存，传统的机械电子工程在科技进步的工程中将被遗弃，新型技术机械工程将引领我国电子工程的发展，恰好 EDA 技术的最大优势就是在于它的应用领域传统能填补传统机械工程中的欠缺，因此，EDA 技术在机械电子工程有很大的发展前景。
4结语
总之，EDA 技术在机械电子工程、社会发展和科技进步中有着不可忽视的功劳，其应用范围广，可行性高，适合社会的发展需求，因此我们应该推广 EDA 技术的使用与开发。为了满足社会的进步，与时俱进，设计人员必须要严格的按照设计流程进行，对设计方案进行仿真性检验、电路特性进行有效分析、优化设计，对电路进行分析，检查是否会产生静电；再者，必须大力支持从事机械电子技术人的工作人员，号召更多学者参与电子工程的研究发，尽可能弥补现有技术的不足，推动电子工程技术的改革与发展。
参考文献:
[1]杜景明.对机械电子工程的探究[J].科技创新与应用，2014（07：）90.
[2]潘雍，傅明星，于晨.机械电子工程综述[J].机电工程，2014（05）：553-558.
机械电子工程范文第4篇
关键词：工程机械；电子节能；控制技术
前言
近年来，国内经济不断发展，人们对工程机械性能、能耗、操作方便性以及作业效率提出了更高的要求。目前，国内的机械设备节能技术还和其他国家有着很大的差距，仅仅能够实现局部节能控制，浪费掉大量的能源。针对这种情况，本文提出新的节能理念和节能控制系统，希望能够使国内现在的现状得到改变，早日跟上时展的脚步。
1. 工程机械电子广义节能
1.1 工程机械最为典型的功率流程图
在工程机械工作时，机械设备主要是通过能量之间的相互转换、能量传递以及能量对外做功三个过程完成的。对工程机械的节能系统进行研究，必须清楚机械设备功率流程[1]。
柴油发动机的做功过程，主要是由柴油的化学能转换为机械设备机械能的一个过程，目前，国内使用全程进行调速、电控喷油等形式，进行柴油机械设备之间的耗能和能量转换控制。液压水泵将柴油的化学能转换为液压能，现在主要采用恒定功率控制、压力切断以及流量控制等，改善液压水泵的设备之间的耗能和能量转换控制。
柴油机和液压水泵分别为能量的供应方和需求方，为了改善两者之间的供应关系，对于柴油发动机和液压水泵，采用转速感应控制和做功极限控制，从而调整两者之间的做功特性和耗能特性。液压阀的控制系统由操作人员掌握，液压阀的显示状态可以表现出操作的意图和流量的需求[2]，因此，液压泵和液压阀之间存在供需关系。为了适应能量之间的供需关系，采用负流量控制。液压泵输出的液压能被发动机所吸收，转化为机械能进行做功。
1.2 广义节能理念分析
把工程机械的能量转化为动能，并对外界进行做功的功率被称为有用功率。机械设备都是多个执行结构一起进行协同作业，因此主要有两个因素影响着做功的效率，能量之间的传递和能量的分配。现在国内研究人员一直都在研究能量的传递和供需关系之间进行协调，忽视了能量在各个执行系统的分配情况。因此，进行工程机械各个执行系统直接能源的控制，对于节能控制的研究是有很大帮助的。
从上文的分析可以看出，广义节能理念主要可以分为以下几个部分：效率与动能之间分配、功率之间的分配以及施工作业效率。
1.3 对工程机械的整体节能控制进行研究
为了研究广义节能理念，就必须把机械设备作业效率作为研究对象，把节能技术、执行作业结构以及作业的效率保持在同一个节能目的下进行分析研究。
整体节能指标就是单位时间内的耗油量、单位时间内做的有用功，等于有效功率和耗油量的比值，将节能技术、执行作业结构以及作业的效率三方面内容作为，评价设备性能和设备节能特性[3]。
如下图所示，整体的节能控制目标可以分为协调作业目标、作业效率目标和传统作业目标三类，每个节能目标又可以分为若干个小的节能目标，这样的节能结构具有以下优点；（1）各个执行机构的控制目标保持一致性。（2）把整体的节能目标作为最终目的，能够实现全局的节能和科学合理控制。（3）把作业的效率和经济效益作为节能的前提。（4）节能评价的指标更合理，更具有说服力。
2. 工程机械全局采取电子节能控制系统
以往的工程机械节能控制技术已经取得了局部的成效，因此，只有摆开以往的节能控制技术范畴才能取到更好的成效。可以通过下面几种方法进行以往节能技术的突破：（1）突破以往固定节能参数，采用分工况的措施进行节能执行结构的调整。（2）清楚操作人员的意图，建立科学合理的作业管理体系。要想实现这些技术的突破，就必须建立完善的电子控制执行层和分配式执行层，建立全新的工程机械电子节能系统[4]。
2.1 全新的电子功率控制节能系统
使用电控喷油柴油机、电比例液压泵、电比例液压发动机等，建立全新的电子功率控制节能系统。采用立全新的电子功率控制系统，可以控制设备中能量的传递和元件之间的转换，提升硬件使用效率，以及功能最小化，这样就可以使智能控制系统更有效的被使用。
2.2 建立电子分布式控制系统
建立电子分布式控制系统，对机械设备的功率系统、液压系统进行控制，因为控制系统需要处理液压系统的压力信息，对其信息响应速度提出了较高要求，但是在现阶段技术条件之下，还无法对压力信息及时处理；针对这种情况，就需要设立独立的液压泵控制器、液压阀控制器以及发动机控制器，把各个独立的控制器和总控制器进行连接，建立总线控制系统，进行分布式控制。
如下图所示，机械设备发动机根据设备的运输参数和用户控制耗油量，并把相关的数据发送到总控制系统，由总控制系统发号控制指令；液压泵要根据泵出口处压力表的显示数据，对液压泵的排量进行调节，把相关的数据发送到总控制系统，从总控制系统接收其他控制系统的指令。液压阀接收操作人员的控制，对液压阀进行控制，并把液压阀的相关数据传送给总控制系统，由总控制系统接收其他控制系统的操作指令进行控制[5]。
使用总线分布进行执行系统控制，能很大程度的提升控制系统处理信息数据的效率和速度，实现全线电子系统控制机械设备的能源消耗，从而达到节能的目的。
结束语
由上文可以看出，传统的节能控制系统存在很多问题，只能进行局部的能源控制，因此，建立工程机械电子全线节能控制系统是很有必要的。此种技术设计的全线电子节能控制系统和分布式节能控制系统，实现了动态功率和动态工况的节能控制，为以后机械设备的节能控制技术的发展，起到了较大的推动作用。
参考文献
[1] 杨哲.工程机械电子节能控制技术研究[J].中国市场，2014，（27）：126-127.
[2] 陈德毅.工程机械电子节能控制技术研究[J].建筑界，2013，（06）：185-186.
[3] 邬刚.工程机械电子节能控制技术研究[J].中国科技信息， 2013，（12）：203-204.
机械电子工程范文第5篇
关键词：网络工程；物联网；机械电子工程；生产
引言
计算机的诞生，大大的帮助人们减少了计算的工作量，渐渐地，人们开始想办法把计算机连接在一起，于是网络便这样诞生了。网络就像是一张大网一样把我们个人使用的或者公司企业使用的计算机连接在一起，使得计算机互相之间可以联系沟通。网络的产生，帮助人们足不出户便可以了解世界，了解发生在我们周围甚至很远的地方发生的事情。网络的大力发展催生了很多跟网络相关的技术，每一个技术都能改变人们的生活方式。于是人们开始想象能否给生活中的每个物品一个单一的“身份证号”，这样就可以把每个物品都连接到互联网中，应用互联网的便利来控制生活中的每个物品。于是物联网就这样诞生了，物联网旨在连接我们生活中的每一个物件。渐渐地，工业生产也开始接触物联网，便发现物联网可以精准的控制生产，远胜于人力。尤其是一些精密机械电子工程的生产过程。
一、计算机网络
世界上第一台计算机在1946年诞生后，由于计算机造价昂贵，计算机还不能大量生产，于是早期的计算机就设计成一个计算机跟若干个终端连在一起，这样大家就可以共用一台计算机，节省资源，早期的计算机网络就是这样为了节省成本形成的。后来，计算机的大量普及，使得大家都渴望从别人那里取得资源，于是互相连接起来的愿望变得很强烈，计算机就这样被一个一个互相连接在一起。逐渐形成我们现在使用的互联网，我们坐在自己的办公室便可知道世界上每个连接在互联网中计算机发出的消息。
二、物联网
互联网的大力发展，促使了物联网的形成，物联网的形成起因是为了方便把家用甚至一些电子器件能够连接在互联网中，是的人力可以借助互联网的力量去远程管理这些物件，甚至能从物件那里得到一些反馈信息，从而人们可以更好的分析得到的信息从而给这些物件一些控制信息，使得它们能够更好的运作。比如说像如果我们给每个行驶在路上的汽车安装一个传感器，使得这个汽车能够随时收集自己周围的信息，然后把这些信息通过网络发送给控制中心，控制中心便能够根据它发来的信息从而生成一些控制信息发回给他。这样做的最终结果便是可以实现汽车的自动驾驶。也许未来的某一天我们可以从驾驶室中彻底解放出来，我们只要给汽车一个指令，汽车便能够按照我们想去的地方，寻求最佳路线，自己把我们送到我们想去的目的地。
三、机械电子工程
机械电子工程也被称作机电一体，是一种将机械工程与电子工程自动化结合在一起的系统。我们生活中很多像机械电子工程的产物，比如说自动贩卖机，自动售票机，无人驾驶磁悬浮等等。日本将这项技术实现的非常淋漓尽致，日本的街头非常非常多自动贩卖机，人们几乎可能从自动贩卖机买到想要的大部分东西。但是这个系统是一个跨学科的技术，对于机械工程，电子工程，自动化，计算机网络，物联网等都有非常高的要求，需要这几个学科很好的配合起来才能完成一项工程。
四、物联网在机械电子工程中的应用
将物联网应用到机械电子工程中，不管是在生产过程中还是在应用中都有非常好的效果。比如说在应用中的贩卖机，以及电子售票机等，如果都可以用自动化的方式解决，那么将极大的解放劳动力，是的人力从这些繁琐的重复劳动中解放出来，更加专注在更加高级的脑力劳动，计算机不能代替的工作中。如果是被应用在电子机械生产中，那将比人力更加的精准，比如说，富士康现在很大部分的手机代工生产中就用到了机械自动化，从而近几年的富士康劳动力被解雇了好多，甚至达到了百分之六七十的人都被解雇了，这样就使得这一部分人能够出来寻求更加高级的工作，更加需要人而不是机器的工作，从而促进人类的进步与发展。
五、结语
计算机，网络，互联网，物联网的极大发展给生活中的方方面面提供了生长的温床与沃土。使得更多的技术能够在这些高新技术的帮助下得到更好的发展。机械电子工程就是应用物联网发展的一个非常好的事例。现在的技术，小到贩卖机，达到遥感卫星等等，都有用到机械自动化，可以说机械自动化带领人类走向了一个更高的阶层。
参考文献
[1]从风廷，迟建山，主编，组合机床设计，第二版，上海：科学技术出版社1993.
[2]肖斌，薛丽敏，李照顺，对人工智能发展新方向的思考[J]，信息技术2009.
