机械电子工程特点范文

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1.机械电子工程办学模式及特点

国外的高等工科教育，十分重视微电子技术与机械工程的结合，在高等院校中正式建立机械电子专业的大致有两种类型，一种以机械制造过程机电一体化为方向，如日本的丰桥技术科技入学生产系统工程系和英国勃莱德福的制造系统工程系；另一种以产品机电一体化为方向，如日本的静岗大学光电机械学科。日本名古屋大学电子机械工程系的学者认为：过去是机械工程和电子工程分别作为两个独立的领域，今后，社会和发展形势迫切需要能够掌握机械工程和电子工程两个领域的人才。这个系设有电子机械基础理论、电子机械应用设计、超精密加工、电子机械测量、集成机械工程等5个教研室。日本东京大学机械工程系设计与制造系统专业（相当于我们现在的机械设计与制造专业）的课程设计考虑了培养机电一体化人才的需要。他们认为在机电一体化产品中有关传感技术，数据转换、传递与处理技术，接口技术和计算机的操作与控制技术，以及应用软件等知识，已成为现代机械工程师必须具备的基本知识。因此他们在专业教学中增设了以下一些课程：机械工程学、机构与信息、信息化生产系统、CAD/CAM、自动化、先进制造技术、信号与图象处理、系统管理、机电一体化、系统动力学、机械动力学、工业综述、工业系统以及应用软件技术等。

我国高校机械电子工程专业的设置始于20世纪80年代。最初机电工程专业是依据各校归口行业应急的需要，对原有相关专业进行调整而设置的，教学计划的制定明显带有“机靠电”或“电靠机”的倾向。而课程设置，尤其是体现机电一体化新技术的专业课程设置远跟不上技术发展的速度。尽管如此，由于微电子技术、计算机技术的率先渗透，这一时期系统性教育结合进修性教育培养出的机电一体化人才，在生产实践中，对改造企业的老产品、旧设备和生产线，提高自动化水平和经济效益起到了一定的推动作用。进入20世纪90年代以后，机电一体化人才的培养为了适应经济体制逐步转轨以及学科迅猛发展所带来的变化，许多高校对机械电子工程的专业结构、课程设置、教学内容均进行了大幅度的调整。

上海交通大学精密仪器专业立足于原有专业的改造，彻底更新原有的课程设置体系。该专业教改从优化专业课程设置入手，以“精密机械设计”“传感器”“微机及接口技术”等核心课程为结合点，链接反映学科新兴技术应用的相关课程。如在精密机械设计分支中，增设了“精密机械CAD、仪器CAD”等课程；在传感器分支中，增设了与提高产品质量休戚相关的“仪器可靠性设计”和为加强电路系统设计能力的“精密仪器电路”等课程。与此同时，考虑到近年来光机电一体化系统的研究已经步入产品化阶段，出于光、机、电、智能伺服系统综合设计能力培养的需要，又增设了“仪器光学基础”“自动控制系统”等课程。优化后的课程体系，总体分布趋于合理，较充分地体现了先进性、及时性、实用性的特点，形成了机、电、计算机技术“三足鼎立”之势。

哈尔滨工业大学机械电子工程专业的教学改革自始至终是与学校211工程发展规划以及教改立项研究结合在一起的。为了挖掘内部潜力、调动积极因素、发挥综合优势，哈工大将校内原“精密机械及仪器制造工程”专业、“机电控制及自动化”专业以及机器人研究所、现代生产技术中心合并，重新组合成立了机械电子工程专业。这种集科研、教学、工程实践于一体的教学体系，不仅在师资力量、教学设施上为专业教改奠定了基础，而且合一化机制自身所具有的自动反馈功能，更为及时调整教学环节、更新教学内容提供了保证。重新制定的教学计划中，专业课程的设置具有学时少、针对性强的特点，经适当搭配后，与统设专业基础课组织，不仅形成了“机电控制和自动化”、“机电一体化产品设计和制造”两个专业方向（这与当前机电工程专业机械产品机电一体化和机械制造过程机电一体化分别设置的发展新趋势相吻合），同时，突出了知识传授与工程实际需要的紧密结合。

综上所述，机械电子工程办学模式的共同特点是：

（1）基于机械电子学从理论到实践的不断延伸和扩展，基于机械电子工程综合性人才培养的需要，遵循“宽口径、广适应”的原则，专业方向以机械产品机电一体化和机械制造过程机电一体化两个大方向来划分。

（2）站在市场经济对专业知识结构的总体高度上来权衡课程设置、教学内容与教学时数，摒弃以往单纯强调课程自身完整性的作法。对专业基础课，要削枝强干、精心搭配；对专业课，要反应现代科技水平，突出新、简明、实用。

（3）加强实践性教学环节，探索适应经济新机制的管理方法。提倡三结合，gfl:理论与实践相结合，教学实践与生产实践相结合，实践环节要体现机与电的结合。

2.机械电子工程课程设置

借鉴国内外髙校设置机械电子工程取得的经验和成果，结合我院自身特点及地理优势，总结我院第一届机械电子工程办学经验，在“保证基础、突出主干、注重能力、增强适应性”培养原则的基础上，修改机械电子工程教学计划。建议课程设置如下：

（1）保留通识教育课程。

（2）修改学科基础课程设置。保留机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机电传动与控制、测试传感技术、液压与气动，将互换性与技术测量、工程材料及成型技术与机械制造工程原理整合为一门课，压缩学时：加强电工与电子技术课程，具体将电子技术改为模拟电子技术和数字电子技术，并增加电工部分的电路分析；加强微机原理与接口技术课程，增设计算机辅助设计与制造课程。

（3）修改专业课程设置。保留控制工程基础、机电一体化系统设计；将数控技术与制造系统的计算机控制整合为一，改设为计算机控制技术并增加学时，增设数控机床与编程，增设机器人技术。

（4）合理设置选修课。对任选课可按照“宽而浅”的原则设置课程，组织教学内容，一般每门任选课以20~30学时为宜；对于跨专业的任选课可采用讲座方式，一般每门课程的讲座时间10〜15学时为宜，以拓宽知识面、增加信息量、扩大视野、促进能力与素质的培养提高为目的。

3.机械电子工程实践教学环节

为了在大学的有限时间内，有效地培养学生的综合能力和创新能力，提高学生的素质，除了课堂教学部分的课程设置、教学内容以及教学方法应围绕上述培养目标进行改革外，还应重视实验教学及工程实践教学在人才培养中的重要性。这是因为在实验教学及工程实践教学的过程中，学生将所学的知识用于解决工程实际问题，从而产生从感性认识到理性认识的6跃；通过实验及实践教学，学生提高了学习兴趣，贴近了工程实际，进一步明确了学习目的。尤为重要的是还为提高学生的综合能力和素质，培养学生的创新精神提供了一个合适的环境。基于上述原因，我们对机械电子工程实践教育体系的建设进行了探讨研究。

3.1 机械电子工程实践教学体系

以本科培养方案和教学大纲为依据、以评估要求为标准，建议我院机械电子工程实践分为3个阶段，贯穿于大学四年教学全过程，且每个阶段都有一定的目的与要求，各阶段的基本内容下：第一阶段为实践认知阶段，本阶段教学主要沿工程设计的实际过程展开，使学生通过参观、调研、资料查询检索、采购与经济核算、动手拆装、模型制作、计算机绘图大作业的实践，得到一个真实的较完整的工程经历，强化学生的工程意识，加深对机电结构的感性认知，并结合有关的机电工程导论课使学生对机械电子工程有一个比较全面的了解。

第二阶段是基础实践阶段，使学生通过金工实习、电工电子实习，机械原理与机械设计、机电传动与控制、测试传感技术、液压与气动、微机原理等课程的实验、课程设计和大作业等环节，了解制造与控制的基本工程知识与设计过程，训练学生逐步树立工程观念，提高解决工程实际问题的能力，培养学生的创新意识。

第三阶段是综合实践阶段，把工程设计与机电课程结合起来，进行机械设计与机电控制相结合的综合设计。在这一阶段学生结合专业方向课程的学习，首先通过机电系统综合实验的yii练，然后通过专业课程设计、生产实习、毕业设计，使学生综合解决工程实际问题的初步能力得到系统的培养与锻炼。

在实践时间安排上，除了在学期末安排一段集中时间实施外，基础实验采用单独设课的形式；专业综合实验采用比较灵活的方式，只给学生布置一定的实验任务与最终要求，而完成实验任务的过程则由学生自己确定；在实验进度安排上，只要求学生在规定的某…段时间内（如一个学期内）完成，实验室在规定的时间内对学生完全开放，学生完成实验有较大的灵活性，从而为学生的个性发展与创造性的发挥创建一个适宜的环境。

3.2 机械电子工程综合实验课程设置

针对机械电子工程的特点，建设机电系统综合性实验平台。设计符合新形势下的科学合理的实验教学体系方案，充分突出综合性实验的主体作用，提高共享性、开放程度和效率。

机电系统综合实验是机械电子工程的综合性实验课程，其主要目的是培养学生综合运用已学的力学、机械原理和机械设汁、控制工程、测试技术、微机原理、计算机控制技术等课程知识来提高解决实际工程问题的能力。该课程通过学生亲自、独立完成一系列较有针对性的小设计小制作，使学生在独立工作能力、实验实践以及专业技术知识与技能的综合应用等方面得到比较实在的锻炼和培养。具体题目是从教学、科研、生产实际课题中提炼而出，每种题目由一至两名教师负责辅导，各班学生分为4〜5种不同类型、不同内容的题目。如机械电子的具体综合实验题目可以设为：①单片机实验系统一应用硬件及软件的设计与研制；②爬楼轮椅的设计和实验模型的设计、制作；③单片机控制电梯教学模型；④带闭环控制功能的单相交流伺服电动机调速系统；⑤单相调速电动机控制的机械手；⑥单片机直流电动机控制系统。

在专业综合实验的内容和时间安排上，采用比较灵活的方式，只给学生布置一定的实验任务与最终要求，而完成实验任务与过程则由学生自己确定；在时间安排上，只要求学生在规定的某一段时间内（如一个学期内）完成，实验室在规定的时间内对学生完全开放，学生完成实验有较大的灵活性，为学生的个性发展与创造性的发挥创建一个适宜的环境。同时又可以较好地解决了实验室的设备在集中实验时不够用，空时又闲置着的矛盾，较好地发挥实验设备的效能。

3.3 机械电子工程毕业设计

进入21世纪后，我国社会主义现代化建设进入了更高层次、更快速度的发展时期，需要大量不仅有较深的专业知识，而且知识面更宽、素质全面的高等工程技术人才。机械电子工程要求学生具有较强的工程素质和工程技术综合应用能力，毕业后能胜任机械电子工程方面的设计、制造、研究开发、维护与使用、生产及经营管理等方面的工作。学生毕业后能否适应多项技术工作的需要，是否具有一定的开拓和创新能力，在很大程度上取决毕业设计的效果。为此，毕业设计要着眼于市场，选择科学研究与新产品开发相结合的“实战”题目，将新技术运用融入技能培养之中，同时让同学们接触市场经济知识，使他们在实战演练中不仅增长技术才干，而且感受到市场竞争的严峻。

建议从三年级下学期开始实行导师制，学生可以选择毕业设计的方向和指导教师，结合导师的科研项目，提前进入毕业设计，为保证毕业设计质量打下基础。坚持选择科研项目和有生产应用背景的题目，真题真做，使学生受到严格的工程实践和科研训练。已经签定就业协议的，毕业设计的题目可以征求用人单位的意见，将毕业设计题目与企业生产中的实际问题和教师科研成果联系起来。少数学生的毕业设计可以在用人单位做，由学校和企业的工程技术人员联合指导。学生不仅可以综合应用所学知识，而且可以亲生经历企业实际的工程训练过程，对现实社会有直接的了解，为今后上岗工作奠定基础。

总之，实践性教学体系的改革是专业总体改革的重要组成部分，始终遵循“来源于实际，还原于实际”的指导思想。

4.结语

机械电子工程培养的是复合型应用人才，是从事机电一体化产品设计、制造、运行、试验、开发研究的高级技术人才。要求他们既具有扎实的机械、电子、信息等方面的理论基础，又具有较强的动手能力、工程设计和综合调试能力，从而能综合运用系统理论、机械技术、电子和计算机技术及其现代技术，实现硬件技术和软件技术的巧妙结合，形成优化设计方案，研制出高功能、高质量、高可靠性、低成本的机电产品和系统。要实现上述培养目标，必须从各方面采取措施：

（1）课程设置做适当调整，学生在学习机械类知识的同时，必须加强电类知识、计算机应用和机电接口技术、自动化技术的学习。

（2）加强实践环节，建设机电系统综合实验平台。

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2机械电子工程与人工智能的特点分析

2.1机械电子工程的特点分析

机械电子工程是指在信息技术快速发展的背景下，发展起来的以机械电子工程为核心的柔性制造系统，是以计算机技术、机械工程与电子工程为核心的综合性学科，机械电子工程的特点主要包括以下几个方面：（1)性能丰富，结构简单，机械电子产品与其他产品最大的区别在于不仅性能丰富，而且结构比较简单，传统的机械产品虽然具有较高的性能，但是外形比较笨重，因此机械电子工程在未来具有非常好的应用前景；（2)多技术融合的设计，电子机械工程是综合计算机技术、机械工程以及电子工程等多个相关技术融合设计的，工程师在进行机械电子工程设计的过程中，需要对各种技术、策略进行考虑，并将所有的技术、策略进行整合，以此完成相关产品的设计。

2.2人工智能的特点分析

人工智能是复杂、综合的学科，主要包括哲学、控制论、心理学、信息论以及计算机等，人工智能在社会生产与生活中发挥了非常重要的作用，具有非常广阔的应用前景。人工智能分为不同的发展阶段：（1)初级阶段，人工智能的研究方向主要集中在博弈、证明以及翻译等方面，此阶段在机器人、专家系统、自然语言理解、计算机视觉等方面获得了非常大的成就；（2)第二发展阶段，该阶段主要集中在商业化产品以及知识工程的应用领域，在智能机器、计算机视觉、基础常识、不确定推理以及分布式人工智能等方面获得了很大的成就，第二发展阶段相对平稳，但是平稳的发展阶段已经从原来的单个体向分布式方向发展。在当今社会，人工智能已经成为一种复杂、系统的技术，并且在人类生产和生活中发挥了至关重要的作用，作为一门使用的技术，在推动时代的发展中占据着非常重要的地位。

3机械电子工程和人工智能的整合思路分析

3.1机械电子工程与人工智能的关系分析

机械电子工程具有一定的不稳定性，描述机械电子系统的输入和输出的关系相对困难，传统的描述方式包括：学习并生成知识描述法、建设规则库方法以及数学方程推导法三种，由于传统的描述方法的严密性和精确度不高，并不能够满足曰益复杂系统的实际要求。人工智能在处理信息中具有很大的优势，能够有效解决传统机械电子系统不确定性、不稳定性、复杂性等问题。因此，机械电子工程与人工智能的整合已经成为一种必然趋势。机械电子工程中人工智能技术的应用存在一定的差异性，并不能够对网络系统进行有效的描述，并且系统资料库创建过程中需要进行严密的数学分析，在分析的过程中会出现许多问题，导致网络系统的建设存在许多问题，导致网络系统出现崩溃的现象，这对于机械电子工程系统的发展是非常不利的。人工智能技术创新的工程方式能够帮助机械电子工程系统创建系统资料库，机械电子工程和人工智能之间存在的密切关系，对现代科学技术进行了强化，对于促进机械电子工程的发展具有非常重要的作用。

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传统的机械工程和机械电子工程之间有着非常大的差异，机械电子工程不仅是电子技术和机械工程结合的产物，它还将两者的用于和作用充分的发挥了出来，与此同时，还将电子技术和机械工程两者各自具备的功能先联系在了一起，并增添了与信息的联系，正是因为添加的信息，才机械电子工程逐渐的转变为智能化的机械电子工程。

一、概述

1、人工智能。人工智能是在信息技术的背景下诞生的一种具有综合性的学科，它不仅具有信息技术和计算机技术的基础功能，还能够将其结合各种机械设备、电子设备等的操控进行功能的发挥，从而实现真正意义上的人工智能。人工智能的发展阶段是17～19世纪，其发展的速度非常的慢，但正是因为其发展的速度慢，才使得其经验越来越丰富，使得为未来的人工智能的发展等奠定了非常坚实的基础，以及为技术革新做好了准备。

2、机械电子工程。它是机械工程和电子技术两者相结合的综合性的学科，因为它与电子、机械和信息技术等方面有着密切的关系，所以，机械电子工程的应用领域基本上也是电子、机械和信息技术等方面。而且现在的机械电子工程中，将每一个功能都形成了其自己的模块并发挥其作用。简单来说，现在人们所需求的机械电子产品的内部结构不需要非常的复杂，是需要其具有多元化的产品功能即可。

二、机械电子工程与人工智能的关系

1、人工智能应用的差异性。人工智能的应用主要体现在机械电子工程的网络系统上，着就决定了人工智能是无法通过一般的应用方式实现应用的，只有通过网络系统进行的人工化指令才能够转变，才能够实现智能控制。因此，当机械电子工程中的数据分析等出现问题时，人工智能的控制也会受到一定程度的影响，再加上人工智能技术是建立在机械电子工程上的，其网络系统会发生崩溃，直接导致电子工程的功能发挥受到影响，所以，人工智能在机械电子工程中的应用是具有差异性的。

2、综合性的补充。机械电子工程本身就将机械、电子和信息技术结合在一起并且将其分为单独的模块，因此，机械电子工程的功能具有固定的特点。所以，要想实现机械电子设备的综合，就必须要将人工智能技术的综合发挥出来，让其对机械电子工程的综合起到辅助的作用。目前，我国已经建立出的模型推理系统就是其中一种形式的体现，除此之外，还有神经网络中对人体的神经模仿，也促使了人工智能的水平发展到了更高的一个层面，将这两种人工智能的模式适当的运用到机械电子工程的控制中，才能够将其对模块的控制的完整充分的发挥出来，实现机械电子工程和人工智能的完美融合。

3、不稳定性。机械电子工程本身就具有不稳定性，而且非常的明显。这种不稳定性会对机械电子工程的设备功能产生非常直接的影响。如果说使用传统的方式对其进行调整或者控制，是没有办法将其每一项系统进行准确的精准的控制的。由此可见，机械电子工程的不稳定性会对其设备的作用发挥有着多么重大的影响，但是其不稳定性能够利用人工智能来进行补充，因为人工智能对各种数据有着非常高效和准确的处理技术，因此，机械电子工程能够通过人工智能技术来将其不稳定性进行补充改善。

4、精度控制，机械电子这一类的工程对数据等的控制都具有精确化的特点，但是，当这个系统功能实现的时候，要对系统功能中的数据进行合理的调整才能够在保证整个体统的稳定运行的前提下，满足客观数据的变化要求，以及其系统进度控制能够能加的准确。所以，当机械电子工程无法通过自身的处理来满足这种需求时，就需要依靠人工智能的神经模式来对系统进度进行控制，并且实现和满足这种需求。

总结：机械电子工程的产物在人类的日常生活中已被广泛的使用了，但是，科学技术在不断的发展，使人工智能化的物品的需求量也越来越高，因此，我国将人工智能技术和机械电子工程两者进行了结合，通过人工智能技术的影响，机械电子工程再一次得到了快速的发展，虽然说，现阶段其本身的技术水平还不够高，但其本身存在的某些缺陷和问题都通过人工智能的技术得到了补充和改善，从而保证了机械电子工程的功能能够更充分的发挥出来，并且还将其功能进行了完善和强大，使得我国机械电子工程的发展越来越好。

参 考 文 献

[1]郑福奎. 机械电子工程与人工智能的关系探究[J]. 科技创业家，2012，22：108.

[2]余秋兰. 浅谈机械电子工程与人工智能的关系[J]. 山东工业技术，2015，18：143.

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0引言

随着我国科学技术的不断发展，各行各业针对机械电子产品需求量正在不断提升，同时，人们还希望机械电子产品能够具备智能化且自动化的多元化特点，从而满足于社会发展需求。把智能控制工程应用于机械电子工程当中，是未来我国发展的必然趋势，不仅能有效提升机械电子产品的生产效率，还能有效降低机械电子产品的生产成本，在一定层次上有效提升了机械电子产品的可操作性和实用性，进一步促进了企业实现可持续发展。

1智能控制工程的相关概念

智能控制工程的外文名称是“Intelligentengineering”，在智能控制工程当中包含多样化的智能系统、集计算机理念和信息技术理论相结合的工程，具有着系统性、多样性以及可操作性等特点。随着我国社会经济的飞速发展，在当前社会发展背景下，有很多科学技术都被逐渐研发出来，并且还应用于机械电子工程中，不仅在一定层次上有效提升了机械电子系统的使用效率，更是确保机械电子工程能够顺利开展。但是随着人们生活质量的不断提升，促使人们针对机械电子产品性能要求也越来越高，所以，这就需要机械电子系统当中的每一个部件都能得到有效整改，从而为我国企业发展奠定良好基础[1]。

2机械电子工程的相关概念

机械电子工程外文名称是“MechatronicEngineering”，是属于机械工程演变而来的机械电子工程，最初的机械工程是以人工控制为核心，在其生产能力方面存有较大问题，但是随着电子技术的不断发展，把电子技术应用在机械工程中，在一定层次上有效提升了机械工程的生产效率。现如今，合理运用机械电子工程的方式开展生产活动，能够有效满足各个行业的发展需求，而且相比较传统的机械工程而言，机械电子工程主要是运用机械设备为核心，不仅有效提升了产品性能质量，还增添了信息交流功能，进一步促进电子技术的发展。

3智能控制工程在机械电子工程中的应用

将从集成自动控制的应用、神经网络控制系统以及预测控制技术的应用等方面，针对智能控制工程在机械电子工程中的应用方式，展开较为深入的分析。

3.1集成自动控制的应用

在机械电子工程当中应用最为广泛的一项智能控制技术就是集成自动控制技术，并且该技术还是在信息技术基础之上发展而来，针对信息技术实现创新和优化，能有效完善机械电子工程的控制系统。在机械电子工程当中有效运用集成自动化，还能针对生产过程中的机械电子设备实现统一管理与控制，进而发挥出每一台电子设备的优势，促使各种设备都能实现一同发展，提升每台电子设备的生产效率和生产质量。现如今，集成自动控制技术还可以在运行的过程当中有效整合各种设备的运行情况和生产信息等，从而针对收集到的信息运用有效的控制方式，最终实现多台电子设备的集成控制。随着我国科学技术的不断发展，促使原有集成自动控制系统正在向着柔性自动控制的集成控制系统发展，能够在实际工作当中更加高效的完成产品生产与制造。

3.2神经网络控制系统

所谓“神经网络控制系统”主要是根据人类的神经系统进行模范创设，由于人类神经系统当中存有很多神经元，而人类的大脑可以针对这些神经元进行有效控制，甚至还可以针对全身实现有效控制。由此，神经网络控制系统也是根据这一理念演变而来，虽然神经网络控制系统没有人大脑中的神经元较多，但是也能在一定层次上实现智能操控系统，将通过构建完善的神经网络控制系统，从而针对某一区域的机械电子设备实现有效控制，以此来有效降低人工劳动量，提升控制效率。神经网络控制终端能够针对每一个神经元都进行一同控制和处理，然后在把已经处理过的信息及时反馈给神经元，在由神经元进行分配每一个机械电子设备应当完成的工作。例如：根据目前数控设备的工作现状来看，大部分数控设备都是由人工控制进行完成相关操作内容，在实际工作中缺乏信息识别和处理等功能，但是在该设备中加入神经网络控制系统之后，相关人员只需要在工作中整改系统运行参数，就可以针对整个生产流程加以控制，同时，也不会在运行的过程当中受到人为因素的干扰[2]。

3.3预测控制技术的应用