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机电一体化实践报告3000字篇一

11.三种运动循环图绘制方法及特点：

固定监测点上的光强则变化械单元，包括机械本体、机械传动机构、机械支承、机械连接。（2）动力单元：为系统提供能量和动力，使系统正常雨转的动力装置。动力单元由动力源和动力机组成，并分为电、液、气。（3）传感单元：（4）控制单元（5）执行单元 2.对控制电动机的基本要求有：（1）

性能密度大，即惯量小、动力大、体积小、质量轻。（2）快速性好，即加速转矩大，频响特性好。（3）位置控制精度高、调速范围宽、低速运行平稳无爬行现象、分辨率高、振动噪声小。（4）适应启、停频繁的工作要求。（5）可靠性性高、寿命长。

3.计算题：三相步进电机，转子齿数

z=100，步距角=360/100*3=1.2转数若为120r/min，脉冲频率-720/1.2=600 4.转速图的构成：（1）转动轴格线（2）

转速格线（3）转速点（4）传动线。5.转速图的拟定步骤：（1）j计算变速范围rn、公比 ф。（2）确定变速组的数目。（3）确定传动顺序。（4）确定扩大顺序（5）确定是否需要加定比传动副（6）拟定转速图a.画传动轴格线b。画转速格线c.标出转速值d.确定最大传动比e.画出个变速组的其他传动线f.画全传动线。

6.转速图拟定的原则：（1）变速组数

及传动副数的确定（2）传动顺序的确定（3）扩大顺序的确定（4）变速组中的极限传动比及变速范围（5）合理分配传动比的数值 7.伺服机械传动系统按控制方式的不同可分为开环控制伺服机械传动系统、半闭环控制伺服机械传动系统和闭环控制伺服机械传动系统。

8.滚珠的循环方式：滚珠丝杠副中滚

珠的循环方式有内循环和外循环两种。

9.执行系统的组成：（1）执行构件（2）

执行机构

10.传感器的组成：敏感元件、转换元

件、基本转换电路。（1）直线式。绘制方法：将系统在一个运动循环中各执行构件个行程 区段的起止时间和先后顺序按比例绘制在直线坐标轴上。特点：绘制方法简单，能清楚表示一个运动循环中各执行构件运动的顺序和时间关系；直接性差，不能显示各执行构件的运动规律。（2）圆周式。绘制方法：以及坐标系圆点为圆心做若干同心圆，每个圆环代表一个执行构件，由各相应圆环引径向直线表示各执行构件不同运动状态的起始和终止位置。特点：能比较直观地看出各执行机构主动件在主轴或分配轴上的相位；当执行机构多时，同心圆环太多，不直观，无法小时各执行构件的运动规律。（3）直角坐标式。绘制方法：用横坐标表示系统主轴或分配轴转角，纵坐标表示各执行构件的角位移或线位移，各区段之间用直线相连。特点：不就能清楚的表示各执行构件动作的先后顺序，而且能表示各执行构件在各区段的运动状态。

12.传感器的概念：是机电一体化系统

中采集和转换信息的重要装置，它主要用于检测机电一体化系统自身、作业对象和环境的状态，为有效地控制机电一体化系统的动作提供信息。分内部传感器和外部传感器。胺检测转换形式可将传感器分为开关型、模拟型和数字型。

13.传感器技术的主要发展趋势是：开

展基础研究，发现新现象，积极开发传感器的新材料和新工艺，实现传感器的集成化、功能化与智能化。14.光栅传感器的工作原理：光栅传感

器的基本工作原理是那个光栅的莫尔条纹现象进行测量的，当指示光栅在其自身的平面内倾斜一个很小的角度 时，两块光栅的刻线相交，当平行光垂直照射光栅是，在光栅的另一面就产生了明暗相间的干涉条纹，这就是莫尔条纹。15.莫尔条纹的特性：（1）莫尔条纹运

动与光栅运动具有对应关系，当光栅移动一个栅距w时，莫尔条纹也相应准确地移动一个条纹宽度bm，一周；光栅反向移动时，莫尔条纹移动方向也随之改变，两者一一对应。通过读出移过的莫尔条纹数目n，即可知道光栅移过多少栅距，也就知道运动元件的准确位移l。即l=n*w（2）莫尔条纹有放大作用（3）莫尔条纹能均化误差。

16.感应同步器的工作原理即电

磁感应：当滑尺正弦组用一定频率的交流电压激磁时，将产生同步频率的交变磁通，这个交变磁通与定子绕组耦合，在定子绕组上感应出同频率的感应电势，感应电势的幅值与两绕组相对位置有关。

17.感应同步器测量系统可采用

两种激磁方式：一种是以滑尺激磁，有定尺绕组取出感应电势信号，另一种是以定尺激磁，由滑尺绕组取出感应电势信号。目前多采用第一种激磁方式，信号的处理方式又分为鉴幅型和鉴相型两种。

18.感应同步器定子绕组的感应

电势随滑尺的相对移动呈现周期性的变化，定尺绕组的感应电视是一个能反映滑尺相对位移的交变电势。

19.热电偶的基本工作原理是基

于物体的热电效应。将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，当两节点温度不等时，回路中就会产生电动势，这一现象成为热电效应，该电动势称为热电势。热电势的大小于两种导体的材料的性质及接点温度有关。两个接点，温度高的一个称为工作端或热端t，工作时将它置于被测温度场中；另一个称为自由端或冷端t0，工作时将冷端置于某以恒定温度。有着两种不同导体组合并将温度转换成热电势的传感器称为热电偶。

机电一体化实践报告3000字篇二

《机电一体化》专业教学计划

一、专业培养目标

机电一体化专业培养适应我国现代化建设要求的,德、智、体、美全面发展，具有必备的基础理论知识、专门知识、创业精神和良好的职业道德，掌握从事机电一体化设备管理与维护等领域实际工作的基本能力和基本技能，具备较快适应机电一体化设备的安装、调试、操作、维护等工作岗位需求的高等技术应用性专门人才

专业培养目标按分阶段培养的原则进行，阶段培养分为三个阶段：第一学年为文化素质教育阶段，达到拓宽学生文化基础的培养目标。第二学年为专业成才教育阶段，达到完善学生的素质结构、养成终身教育的培养目标。第三学年为创新立业教育阶段，通过本专业主干专业课的学习和相应的实训、实习及毕业设计等实践教学环节的实施，达到“技术岗位型”的高级应用性人才，为学生就业创造优势。三阶段培养目标力求突出高等职业教育强化基础注重实用的特色，分期分步实现本专业要求的知识、能力和素质培养目标。

二、就业方向及工作岗位

机电一体化专业毕业生，主要到建材工业生产企业等单位等部门，从事本专业设计、制造、开发、应用、运行管理和经营销售等方面工作的实用型专业技术人才。

（1）从事机电一体化设备的运行管理、维护、维修工作；

（2）从事的机电一体化技术革新与改造、安装调试工作；

（3）从事一般机电一体化产品的设计、开发、应用工作；

三、学历层次及修业年限

学历层次：大学专科

学制：全日制三年

四、人才培养规格

1．知识结构

（1）具有马列主义、毛泽东思想、邓小平理论基础；

（2）具有一定的科学文化素养，掌握本专业必需的机械基础、电工、电子技术理论；

（3）掌握本专业一定的专业基础理论知识；

（4）掌握可编程控制、单片机基础理论；

（5）具有一定的计 算机应用基础知识和较强的专业英语水平。

2．能力结构

（1）具有机械加工、钳工、电气钳工中级操作能力；

（2）具有机电一体化设备一般零部件的设计能力；

（3）具有解决生产技术问题和从事生产组织，设备、技术管理的能力；

（4）具有机电一体化设备操作能力 ；

（5）具有可编程控制、计算机绘图及计算机应用能力；

（6）获得大学英语四级等级考试证书（选）；

（7）具有专业生产技术及组织协调能力。

（8）获取全国计算机等级二级证书（选）；

（9）获取电工中级工等级证书；

（10）获取创新证书；

3．素质结构

（1）具有适应社会经济发展的创新精神、创业立业能力；

（2）具有机械电子产品生产与运用整体质量控制意识，各部门间协调合作能力；

（3）具有获取、处理、应用信息的能力；

（4）具有适应职业变化的终身学习的能力 ；

（5）具有自觉学法、懂法、守法意识，用法律维护企业、个人合法权益的能力。

（6）具有良好的社会公德、职业道德、行为规范；

（7）具有马列主义、毛泽东思想、邓小平理论基础；

（8）具有一定的科学文化素养。

五、专业主要课程主要内容简介

1、液压与气动技术：主要讲授各类液压泵、液压马达、液压缸、液压辅助元件及液压控制阀的结构、工作原理、性能及选用，各类液压控制回路和液压传动系统的功能、工作原理及组成，液压系统cad、液压伺服系统工作原理、液压系统的安装和调试、常见故障的分析和排除方法以及液压设备的维护保养常识及相关的实验、实训等。通过本课程的学习，使学生掌握主要液压元件的工作原理、图形符号、结构特点、性能和使用；掌握常用基本液压回路，熟悉典型液压系统，具有初步分析液压系统的能力；能拟定简单的液压系统原理图，计算液压系统的主要参数和合理选用液压元件；正确使用和维护液压设备。课程的特点是：实用性强，注重技术应用能力的培养。

2、机械制造技术：主要讲授金属切削原理的基本理论，机械加工与装配工艺规程的制订，各种典型表面的加工方法，加工精度表面质量的分析，精密与超精密加工以及特种加工，制造系统与现代制造技术等，简明扼要地介绍了传统机械制造技术的基本内容和现代制造技术的发展及相关的实训、实习等。通过本课程的教学，使学生熟悉机械加工与装配工艺规程的制订方法，基本掌握加工精度和表面质量分析的理论基础及方法步骤，初步接触现代制造技术。

3、电气控制技术：主要讲授继电接触器控制系统，典型机械设备的电气控制线路，电气控制系统的设计方法，使学生熟悉常用控制电器的结构、用途及型号，能正确使用和选用；熟悉典型生产设备电气控制系统，具有一般电气控制线路的分析、设计能力。

4、自动检测技术：本课程是机电专业的一门实践性很强的专业基础课。主要内容是：传感器的应用、分类和发展，传感器和测量的基本知识，传感器的一般特性，传感器中的弹性敏感元件，常用传感器，描述测试系统特性的主要参数及测试系统的组成，用于信号中间转换的电桥电路、调制与解调、滤波电路、电荷放大器、光线示波器、x-y记录仪、磁带记录器，测试信号的时域分析、幅值域分析、频率域与分析、机械振动状态测试、机械动态特性测试、回转轴误差运动测量、部件移动距离的测量、应变的测试、力的测试、噪音的测试方法及测试仪器及实验等。通过本课程的学习，使学生熟悉传感器与检测技术的基本理论，并初步具有正确选用传感器和组成测试电路的能力。

6、可编程控制器及应用：主要讲授plc的功能、结构和工作原理，plc程序编制，plc应用举例和plc应用设计。使学生具有plc的选用、接口设计及编程的能力。

六、实践教学

1．电工电子学实训：安排电工基本操作技能强化训练。要求学生会读电路图，掌握分析电路故障并排查的方法，会进行电路测试，能正确使用电工工具和电工仪表。通过在校内电子演练场进行有指导的电子电路基本工艺操作和读图、安装、调试、维修、简单设计、技术资料的整理分析等实践锻炼，使学生初步了解工程设计，科学实践的基本方法。为学生顺利获取电工中级工等级证书做好准备。

2．机械设计基础课程设计：通过机械设计基础实训，使学生熟悉常用机构的工作原理、运动特性及其应用，熟悉通用机械零件的工作原理、特点、结构、标准，掌握通用机械零件选用和设计的基本方法，初步具有运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力，初步具有设计通用机械零件和简单机械传动装置的能力，为以后工作打下坚实的基础。

3．生产认识实习：专业认识实习是机电专业的重要的实践教学环节，是培养既有扎实的理论基础，又有较强动手能力人才的重要手段，为今后打下坚实的基础。实训内容是：车工、铣工、刨工、磨工、钳工、焊工。实训的主要任务是：基本掌握车、铣、刨、磨、钳、焊等所用设备、工具的使用方法和上述工种的基本操作方法；养成安全生产和文明生产的习惯；培养良好的职业道德。

4．钳工与机工实习：金工实训是机电专业的重要的实践教学环节，是培养既有扎实的理论基础，又有较强动手能力人才的重要手段，为今后打下坚实的基础。实训内容是：车工、铣工、刨工、磨工、钳工、焊工。实训的主要任务是：基本掌握车、铣、刨、磨、钳、焊等所用设备、工具的使用方法和上述工种的基本操作方法；养成安全生产和文明生产的习惯；培养良好的职业道德。

5．单片机技能实训：通过单片机技能实训使学生掌握微机技术基础，微型计算机的结构和原理，指令系统，汇编语言程序设计，定时器／计数器接口，串行接口，中断系统，系统扩展及接口技术，典型应用系统等，为计算机的工程应用打下基础。

6．可编程控制器实训：可编程控制器实训是plc课程主要的实践教学环节。通过实训及plc编程软件的使用，使学生加深对控制线路工作原理的理解，掌握电气控制设备的使用及维修、plc应用等基本技能，熟悉各种常用低压电器的工作原理及使用方法；熟练

掌握如何将电气原理图转换成安装接线图的基本技能；初步掌握plc编程软件的使用方法。为今后从事工程技术工作打下必要的基础。

7．毕业实习：：了解机械加工车间、机电一体化设备的生产组织及其管理和职能；熟悉机电一体化设备的运行、维护及规章、制度；了解机电行业新技术、新工艺、新设备。为今后工作打下一定的基础。学生在此期间，还要根据需要，进行有关技能鉴定的考核。

8、毕业设计与答辩： 根据技术的发展和社会应用的需求，由学院或学生选择课题进行就业前的综合性实训，对学生的综合应用能力进行锻炼和考核，为学生的就业奠定基础。

七、必要的说明

课程设置四大类：文化基础课，专业课，实践教学，限选课。

本教学计划总学时：2454学时 ；其中基础课理论教学692学时；专业课理论教学770学时；实践教学992学时；选修课5学时。文化基础课9门；专业课18门；实践课8门。总课时与实践教学之比接近10：4。

机电一体化实践报告3000字篇三

培养目标：培养学生具有计算机办公软件操作能力、机械装配图和电气原理图识图能力，会用计算机进行autocad绘图，能正确使用仪器、仪表对机电设备进行机械与电气检查、故障排除，能读懂可编程控制器（plc）的指令，并根据工作任务编写一般程序，会操作机床对常用机械零件进行简单加工，能对机电设备进行装配、调试与维护的专业技能型人才。

主要课程：电工上岗技术、电子技术、机械知识与制图、autocad绘图、电动机与变压器、电力拖动与控制、可编程控制器(plc)技术、变频器应用技术等、数控机床操作与维修、电梯技术。就业岗位：机电产品的组装、调试、维护技术员、销售及管理人员等。

技能证书：计算机办公软件应用（中级）、电工操作证（上岗证）、维修电工（中级）。

开学时间：2012年8月25日 学

制：三年

招生对象：全国高中、职中、中专、中技应（往）届毕业生

毕业发证：高级技工学生入校取得成人大专录取资格后方交纳成人大专学3000元/年，毕业颁发高级技工毕业证书和成人大专毕业证书及相关工种国家高级职业资格证。未获得成人大专录取资格毕业颁发高级技工毕业证书和相关工种国家高级职业资格证。

特别说明： 旅游与酒店管理、中国名菜制作与营养保健、西餐技术与经营管理等专业不招收haa阳性者。

报名办法：我校面向全国招生，学生可通过以下途径办理报名和缴交学费手续：

方法一：持毕业证和户口簿（或身份证）直接到我校招生办报名及缴费（节假日照常办公）；

方法二：登陆我校招生网（http://）进行网上报名，确认报名成功后可直接到学校缴交学费，或通过银行汇款的方式办理缴费手续，汇款后将汇款凭证传真至我校招生办（020-36095908）。

机电一体化实践报告3000字篇四

机电一体化

机电一体化又称机械电子学，英语称为mechatronics，它是由英文机械学mechanics的前半部分与电子学electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。

具体内容

（1）机械技术

（2）计算机与信息技术

（3）系统技术

（4）自动控制技术

（5）传感检测技术

（6）伺服传动技术

阶段

1、模型阶段

2、测试阶段

3、原型阶段

组成要素与四大原则

1.五大组成要素

2.四大原则 选型与设计

课程简介

就业前景

发展方向

光机电一体化技术

具体内容

（1）机械技术

（2）计算机与信息技术

（3）系统技术

（4）自动控制技术

（5）传感检测技术

（6）伺服传动技术 阶段

模型阶段

测试阶段

原型阶段

组成要素与四大原则

1.五大组成要素 2.四大原则 选型与设计 课程简介 就业前景 发展方向

光机电一体化技术 展开

定义：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。

中国机电设计迈入plm全新阶段，正挑战着了前所未有的，不可预测的难题，一个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的光环，唯有camel view 能够胜任军统三国，光复旧业的重任，此时数系科技与德国ixtronics gmbh公司携手共同开拓机电设计领域的新篇章，camel view 作为机电一体化设计系统，从产品的概念设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的，流程化的、规范化的，在满足用户设计的前提下，数值实验的仿真与结果的验证无不精确化，支持复杂环境下，多工况，多耦合场设计。

编辑本段介绍

研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械 装置中的一种复合化技术。俗称机电一体化。机械电子学(mechatronics)是由机械学(mechanics)和电子学(electronics)两个词结合而成的新词。其全称为机械电子工程学，英语为mechanical and electronical engineering。机

机电一体化

械电子学主要研究目的是把机械技术与微电子技术和信息技术有机地结合为一体，实现整个系统的最优化。机械电子学可以充分发挥机械技术、微电子技术和信息技术的各自的长处和特点，促进机械产品的更新换代。机械电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。较高级的系统不但有硬件，而且还有相应的软件,利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能,使机械系统增加柔性。典型的机械电子系统有数控机床、加工中心、工业机器人等。机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外，还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。

编辑本段内容 具体内容

（1）机械技术

机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技

机电一体化

术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。

（2）计算机与信息技术

其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

（3）系统技术

系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。

（4）自动控制技术

其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

机电一体化

（5）传感检测技术

传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。

（6）伺服传动技术

包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

编辑本段阶段 模型阶段

模型阶段，所有的系统组件都能够被最优化；

在仿真计算的帮助下，可以测试和分析这些组件的适用性；监测响应频率；

对模型进行分析。此外，还能够生成一个物理/拓扑系统模型，包括机械、液压和控制导向组件。有必要有一个模型工具，这个工具支持机电一体化系统的物理模型，即当有实物和节点时，这些模型能够以1：1来测试，并且原型设计研究阶段可以在严酷的实时条件下进行。

测试阶段

在系统运行完模型阶段之后，所产生的具体的性能数据可以通过试验台验证。这

机电一体化

样就可以测试和检验该系统有关参数波动的鲁棒性，功率储备及连续运行的特征。这样做的话，用户可以进行测试或者使用camel-view testrig进行硬件在回路（的测试）。要进行硬件在回路测试，相关装置的物理特性需要详细确认，这些装置必须是建立在测试平台的基础之上。识别经过测试平台上测试过的组件，容许这些组件在模型中被识别，并确保整个以系统为基础的仿真分析布局。

原型阶段

成功的测试之后，就会建立一个原型。这里要特别关注的是模型特性，这些特性特指通过特别费力的仿真所决定的特性，比如组件损耗（性能）。这些数据结果，为模型基础性分析提供服务，同时为进一步研发提供知识基础。

编辑本段组成要素与四大原则 1.五大组成要素

一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。机械本体（结构组成要素）是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。动力驱动部分（动力组成要素）依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分（感知组成要素）对系统的运行

机电一体化

所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分（职能组成要素）将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。执行机构（运动组成要素）<根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。

机电一体化系统一般由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源5个组成部分构成。

2.四大原则

构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。接口耦合：两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量，串行码与并行码，连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行，因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。

能量转换：

两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器，驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。

信息控制：在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高

机电一体化 的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。

运动传递：运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。

三、自动化技术：

所谓自动化技术，是指人类利用各种技术手段和方法来代替人去完成各种测试、分析、判断和控制工作，以现实预期的目标、功能。一个自动化系统通常由多个环节要素组成，以完成信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理及信息的执行等功能，最后实现自动运行目标。

编辑本段选型与设计

控制系统各功能元件的选型与设计：

1．单片机选用intel公司生产的8031单片机

单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开

机电一体化

启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相pwm波发生器所需要的控制信号；处理ipm发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；

2．三相pwm波发生器 pwm波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生pwm波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的pwm波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文中选用mitel公司生产的sa8282作为三相pwm发生器。sa8282是专用大规模集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。

3．智能逆变模块ipm 为了满足执行机构体积小，可靠性高的要求，电机电源采用智能功率模块ipm。该执行机构主要适用功率小于5．5kw的三相异步电机，其额定电压为380v，功率因数为0．75。经计算可知，选用日本产的智能功率模块pm50rsa120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体，并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出，是一种高性能的功率开关器件。

4．位置检测电路 位置检测电路是执行机构的重要组成部分，它的功能是提供准确的机电一体化

位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行，但它是有触点的，寿命也不可能很长，精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感器，这种传感器是无触点的，且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。

5、电压、电流及检测 检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩，以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0～50hz，采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流的大小，采用霍尔型电流互感器检测ipm输出的三相电流，对于ipm输出电压的检测采用分压电路。

6)、通讯接口为了实现计算机联网和远程控制，选用max232作为系统的串行通讯接口，max232内部有两个完全相同的电平转换电路，可以把8031串行口输出的ttl电平转换为rs－232标准电平，把其它微机送来的rs－232标准电平转换成ttl电平给8031，实现单片机与其它微机间的通讯。

7．时钟电路时钟电路主要用来提供采样与控

制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。文中选用时钟电路ds128

机电一体化

87。ds12887内部有114字节的用户非易失性ram，可用来存入需长期保存的数据。

8．液晶显示单元 为了实现人机对话功能，选用mgls12832液晶显示模块组成显示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择，可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文字和图形相结合的方式，显示直观、清晰。

9．程序出格自恢复电路为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常，选用max705组成程序出格自恢复电路，监视程序运行。如图2-3所示，该电路由max705、与非门及微分电路组成。工作原理为：一旦程序出格，wdo由高变低，由于微分电路的作用，由“与非”门输入引脚2变为高电平，引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲，使单片机产生一次复位，复位结束后，又由程序通过p1．0口向max705的wdi引脚发正脉冲，使wdo引脚回到高电平，程序出格自恢复电路继续监视程序运行。

编辑本段课程简介

核心课程

机械制图、电气cad工程实践、电工技术基础、工程力学、机械设计基础、机械加工工艺、数控机床编程、单片机原理与应用、电子技术基础、检测与传感技术、液压与气动技术、机床电气控制(电机与电气控制)、plc、电力电子技术、数控加工工艺与编程、数控机床与维修、机电一体化技术（机电控制技术）、自动化控制原理（pc控制与组态）、供配电技术等。

实训课程

电工技术基础实训、金工实习、电子技术基础实训、单片机原理与应用实训、液压传动实训、电力拖动控制线路实训、plc编程实训、数控机床维修实训、毕业实训、职业生涯规划、大学生涯规划、职业环境认知、成功素养拓展、工作能力提升、激情自主创业、求职过程胜出、初涉职场转型等。

专业软件

设计制图：auto cad、ug、solidworks、3ds max等

编程仿真：plc编程setp7（西门子plc组态编程调试软件）、；51单片机编程keil（at89系列、8051内核）仿真proteus（很多单片机支持c++，包括凌阳十六位单片机）；数控编程仿真斯沃数控、宇龙数控仿真系统；维修仿真数控机床维修仿真软件。

pc组态软件：wincc(西门子)、组态王、昆仑组态等。

电子仿真：ni multisim、proteus 等

液压与气动仿真：amesim、msc等

培养目标与就业方向

1、培养学生具有机、电、液一定的理论知识和较强的实践技能。

2．具有机械加工设备的初步操作技能和数控加工、数控编程的能力。

3．具备从事机电技术必需的理论知识和综合职业能力的机电设备、自动化设备和生产线的运行与维护人员，并具有设备改造能力的高等技术综合性应用型人才。

4．能在机电设备制造企业、从事机电产品设计与开发、企业与车间生产技术管理等工作，以及机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理；普通机床的数控化改装等。

编辑本段就业前景

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称.目前实操性人才缺乏,各企业高薪聘请机电一体化专业人才,在深圳地区例如:富士康、三星、华为、等一线企业拥有大量高薪职位就业前景十分广阔.以下由工控行业网为您进行的机电一体专业就业前景的方向分析。

机电一体专业就业方向

1、从事机电一体化液体灌装生产线及商品包装自动化机械运行、维护、管理、技术改造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才.可在大型啤酒、饮料、食品及商品包装生产企业从事现代化自动机与生产线的维护和管理工作,也可在相关的自动机与生产线的生产厂家或设计部门、营销单位从事技术工作.2、机电一体化专业(计算机辅助设计与制造方向)

从事机电产品的计算机辅助设计(cad)与计算机辅助制造(cam),并熟练使用和维修数控加工设备的机电一体化高等技术应用性专门人才.可在模具设计也制造、机械加工、塑料、五金、电子产品、计算机生产等企业从事数控机床的加工工艺设计编程,数控机床的调试、维护及加工操作,从事生产和技术管理工作,也可以从事国内外数控设备的营销工作.3、机电一体化专业(模具cad/cam方向)

从事利用计算机技术和数控加工技术对模具进行设计和制造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才.可在模具、机械、五金、塑料、家电等生产企业从事模具计算机辅助设计与制造等方面的技术工作,也可在企事业单位从事与本专业有关的经营、管理工作.4、机电一体化专业(机电cad技术方向)

在机电一体化产品、设备的设计、制造、维修、管理、技术改造与服务过程中专门从事用电脑绘图设计、信息处理和资料管理的高等技术应用性专门人才.可在机械设计、制造与装备行业、模具制造业,轻工、家用电器、电子制造业从事设计、制造、技术改造、产品营销、设备管理与维护等工作.机电一体专业就业前景

有关研究报告显示机电一体化“一词最早是日本提出的,在上世纪80年代初,日本名古屋大学最早设置了机电一体化专业.如今已改称为”机械电子工程“专业;在高职高专则仍延用机电一体化专业名称.机电一体化专业是精密机械--电子技术(含电力电子)--计算机技术等多门学科交叉融合的产物,属高新技术,也是当前发展最快的技术之一,它是先进制造技术的主要组成部分.它的发展推动了当前制造技术的迅速更新换代,是产品向高、精、快迅速迈进,使劳动生产率迅速提高.由于我国逐渐成为世界制造业基地加上传统企业面临大规模的技术改造与设备更新,国内急需大量先进制造技术专业人才.因此该专业毕业生就业前景很好,而且待遇也高.毕业生主要在各行政、企业、事业单位从事机械、电气工程、常用电器的维修、安装与调试以及技术管理等工作.机电一体化专业就业前景到底怎样呢?市场调研发现机电一体化专业是一个宽口径专业,适应范围很广,学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外,还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试,充分体现重视技能培养的特点.学生毕业后主要面向珠江三角洲各企业、公司,从事加工制造业,家电生产和售后服务,数控加工机床设备使用维护,物业自动化管理系统,机电产品设计、生产、改造、技术支持,以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。[1] 编辑本段发展方向

机电一体化向智能化方向迈进.20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。

关注六个发展方向：

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。未来机电一体化的主要发展方向有：

1．智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、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思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，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，则是完全可能而必要的。

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是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

3．网络化。20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system，cias)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

4．微型化。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(mems)，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，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，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

5．绿色化。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产品，具有远大的发展前途。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。

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。表现之二是通信功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化的人格化有两层含义。一是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。

编辑本段光机电一体化技术

光机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它包括产品和技术两方面：光机电一体化产品是集光学、机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有很高功能和附加值；光机电一体化技术是指其技术原理和使光机电一体化产品得以实现，使用和发展的技术。

光机电一体化技术是由光学，光电子学，电子信息和机械制造及其他相关技术交叉与融合构成的综合性高新技术是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它丰富和拓宽了光机电一体化技术的内涵和外延。