机械电子工程导论

机械电子工程导论

机械电子工程导论机械电子工程概览与个人规划

院系: 机电工程学院

专业: 机械电子工程

姓名: 陈瑞锋

学号: 16020521102

2017年7月08日

摘要

机械电子工程是一门综合性较强的学科，业以传统机械为基础，着重现代计算机与信息技术。其知识体系是机械、电子、控制、信息、计算机、人工智能、管理等诸多理论体系的集合。拥有机械技术、电子技术、动控制技术、测传感技术、息处理技术、服驱动技术、系统总体技术等核心技术。机械电子技术的应用广泛，典型的机电一体化产品如数控机。

关键词:机械电子工程、数控机床、职业规划。

目录

摘要 (01)

1 专业研究内容

1.1概述 (03)

1.1.1微机电系统（MEMS） (03)

1.1.2传感与测控技术 (03)

1.1.3数字化加工技术 (03)

2 知识结构体系

2.1知识体系 (03)

2.2主干课程 (04)

3 关键技术

3.1机械技术 (04)

3.2电子技术 (04)

3.3自动控制技术 (04)

3.4检测传感技术 (04)

3.5信息处理技术 (04)

3.6伺服驱动技术 (05)

3.7系统总体技术 (05)

4 应用领域

5 典型机电一体化产品

5.1数控机床 (05)

5.1.1主要特点 (05)

5.1.2基本组成 (06)

6个人规划

6.1专业前景分析 (07)

6.2目标设定 (07)

6.2.1专业能力 (07)

6.2.2综合素质 (07)

6.3行动与方案 (07)

1专业研究内容

1.1概述

机械电子工程主要研究机械制造、电子和计算机科学领域，与这三个学科不同的是，机械电子工程人才应该具有通才的素质，对项目和问题有决策和协调能力。机械电子工程专业可细分为机械电子系统（传动和模拟技术，机器和设备，机器人技术及其运动系统，传感和执行元件技术，测量技术和图像处理等），微型、超微型机械（微系统技术，微型和精密仪器的功能组，微系统的

测量技术等）和生物机械（机器人技术，生物系统，仿生执行技术，控制和设计，控制系统等）。

1.2研究方向

1.1.1微机电系统（MEMS）

MEMS是20世纪末诞生的新兴、前沿和交叉学科，它一诞生就引起各国科学家、政府和产业部门的高度重视，被称为是当今十大科技之一。

1.1.2传感与测控技术

压电式传感器及其测力仪的研究与开发属我国起步最早的学科之一。在压电基础理论与应用方面取得多项具有开创性的理论研究成果，其中压电效应研究已构建成新的理论框架和体系。开发出具有自主知识产权的传感器与测力仪的系列新产品，销往国内外。先后获省部委科技进步奖13项，2000年以来获发明专利5项。在智能测控方面，创建了新的时频分析方法，实现了时频信号的自适应时频分解,其故障特征提取技术处于国际先进水平。开发出具有独立版权“PDM2000设备预知维修和故障诊断系统”，被誉为国内唯一能与进口仪器抗衡的并可替代进口的故障诊断产品。

1.1.3数字化加工技术

本学科自50年代起从事数控技术研究，70年代后期研制成功用于航空工业的大型数控壁板铣床，为国内首创并获1980年全国科学大会奖励。先后承担国家“八五”重点科技攻关、航天部“862”等项目，研制的复杂曲面加工设备已用于生产并出口。所研发的FCS—2000大型火箭发动机喷管五坐标数控仿形机床为“澳星”发射作出突出贡献，1994年获航天工业总公司科技进步一等奖。研发的蜂窝型面数控、数字化配对加工系统和设备为“长征系列火箭”和

“神舟号”飞船关键部件加工作出贡献。研发出具有国际先进水平的天线罩几何厚度及外廓形测量仪，2001年获中国高校科学技术进步一等奖。

2知识结构体系

2.1知识体系

机械电子工程的知识体系来源于学科间的交叉融合。它是机械、电子、控制、信息、计算机、人工智能、管理等诸多理论体系的集合。其特点是知识结构庞大、理论丰富、应用范围广泛。现如今，国内外许多大学的机械电子专业课程主要是由机械工程、电子工程、计算机科学以及控制工程中的部分课程整合而成。

2.2主干课程

电工与电子技术、机械制图、工程力学、机械设计基础、机械原理、机械制造基础、液压与气动技术、机械制造技术基础、电气控制与PLC、单片机原理与接口技术、数控原理与维修、机电一体化系统设计、先进制造技术导论、C 语言程序设计、理论力学、材料力学。

3关键技术

3.1机械技术

作为机械电子工程的支撑学科与关键技术，机械制造技术是其最为重要的影响元素。可以说，它是一个载体或“母体”。机械电子工程可看做是多种技术向机械技术渗透的结果。但是，机械电子产品及系统的设计思维、设计理

念、设计方法与机械制造技术有很大区别。所以，对于机电行业人员来说，从传统的机械思维模式向机电思维模式的转变是尤为重要的[1]。

3.2电子技术

电子技术根据系统要求，应用电子学理论，运用电子器件与机械元件，采用某种控制策略，设计和制造出满足需求并实现特定功能的电路或电子系统，从而投入到机械电子系统或产品之中[1]。

3.3自动控制技术

当代的自动控制技术应用于生产、生活、军事、管理、教育等各个领域。自动控制技术就好比一颗粒子，附到某种物质上，它就具有某种物质特定的性质。在机械电子工程中，自动控制技术是控制理论的实践应用，其通过系统已存在的硬件设备和软件系统，结合多种技术，选择控制方式来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标[1]。

3.4检测传感技术

检测是指在各类生产、科研、实验等领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时地对一些参量进行定性检查和定量测量。检测传感技术的日益发展提升了机械电子工程的智能化水平，它的精度将直接影响系统的响应特性[1]。

3.5信息处理技术

为了更进一步地发展机械电子工程，必须提高信息处理设备的可靠性、加快处理速度，并解决抗干扰及标准化问题[1]。

3.6伺服驱动技术