建立机电一体化模型的方法

第一篇：建立机电一体化模型的方法

建立机电一体化模型的方法

Bassam A.Hussein 生产质量工程系，挪威科技大学（NTNU）

特龙赫姆，挪威 1997年12月3日

摘要

为了模拟机电一体化系统的物理和逻辑性能，本篇论文提出了一个基于利用多维数组的统一方法。一个机电一体化系统模型包括两个相互作用的子模型。一个子模型描述在物理系统中与能量流动有关的方面，另一个子模型描述在控制系统中与信息流动有关的方面。基于建模方法的多维数组提供给我们一个在子系统中使用一个术语和相同建模形式的可能性。使用相同形式的结果是机电一体化系统的仿真能够被执行通过使用一个仿真环境。

关键词：机械电子工程，系统，建模

1.导言

机电一体化系统包括机械工程和电子技术的协同综合，在设计方面的智能电脑控制，工业产品的制造和工序。机电一体化系统的成分必须同时被设计，也就是说，通过每条规则强加在这个系统的约束必须在非常早的阶段被考虑到。因此，合适的系统设计应该很大程度地依赖于模型的使用和贯穿在设计与原型阶段的仿真模拟。在一个机电一体化系统的集成通过硬件成分的组合组成一个物理系统，通过信息加工系统的集成组成一个智能控制系统被执行。那时机电一体化系统是基于控制系统到物理系统应用电脑的结果。控制系统被设计来在正确的时间执行命令为了选择、加强和监督物理系统的行为。唯一可能的方法来保证这些控制功能将在我们真正建造它之前保持整个系统在正确界限之内的行为。为了创造一个考虑到被硬件、软件成分强加的约束真正的系统模型。这意味着一个真正系统的模型必须是足够强有力地捕捉所有机电一体化系统的性能。那包括动态的，静态的，离散的时间，逻辑的和真正系统的性能的成本。我们相信一个任务不服从任何破碎的建模方法。在这篇论文我们提出了一个统一的机电一体化系统的建模方法。这个统一的方法利用几何学的物体或多维数组来明确地表达机电一体化系统的模型。这个基于建模方法的多维数组为我们提供了对很多种类的系统使用相同形式的可能。【2，3，4，9】使用相同形式的结果是机电一体化系统的模拟能够通过仅仅一个模拟环境被执行。

2.模型结构

直观来讲，一个描述给定系统的动态行为不能够被用来调查相同系统的静态行为。因此，为了熟知所有方面，我们需要很多模型，它们中的每一个都包括了这个真实系统的一些方面。

我们将会把机电一体化系统模型视为一系列连接着的子模型，每个子模型与一些可实现的方面相一致。在这点上，连接着的项目被用来强调在子模型中变量的依赖性。贯穿这个建模的过程，我们应该分辨以下概念，请见图1。

分解：为了处理复杂的机电一体化系统，它们应该被分成若干个子系统。这种分解用一种多级的方法执行，直到我们明白组成整个系统的基本成分。这个原始的系统模型：是系统在断开状态时的一种描述。当联系这些成分的纽带被移除后，它表达了在独立的成分中变量间的关系。通过这个模型，我们隔离了在每个成分中一个特定的行为，静态的，动态的，等等。两个局部的变量定义了一个给定成分的局部行为。连接的系统模型：是考虑到外部约束后的对相同系统的一种描述。在系统中内部的约束通过局部联系或直接相关的变量，也通过间接地有联系的系统的变量被给出。连接着的系统模型与真实系统的真实结构是相似的。

应用的来源由于系统与其所处环境间的相互影响而聚集。他们能够被视为强加在系统上的外部约束或者甚至是在系统成分中以存储的能量为形式的内在的约束。3.应用举例

思考一下，制造系统展现在图2中。

系统包括一个由直流发动机提供动力的钻孔主轴。钻孔主轴向前馈入的请求通过一个液压的线形的促动器。液压促动器由一个即时的液压泵提供动力。在液压电路中体积的流动被一个伺服系统控制。

上述的制造系统有以下规格：钻孔主轴的位置被三个微型断路器感应。断路器（B）表明钻孔主轴在后面的位置。在后面的位置快速阶段阀将被打开为了允许一个快速地向前运动（F），信号（S）将打开主轴发动机。断路器（M）表明钻孔主轴已抵达馈入位置。在这个位置快速阶段阀将会被关掉为了开启一个被控的馈入向前运动。这个运动被伺服系统调节。断路器（€）表明钻孔主轴已经到达它的末位置。在这个位置向后运动（R）将会开始，同时快速阶段阀将会被开启为了允许一个快速向后地运动。它也指定在钻孔工作期间主轴发动机的转速应该保持在每分钟3000转，向前馈入速度在全负荷的情况下必须保持在2cm/sec。我们的目标是使用多维数组为给定系统建立一个完整的模型。在模型上执行必要的实验来验证规格是令人满意的。

3.1物理系统建模

当建立物理系统模型的时候，我们关心建立处于系统内部的物理变量的演变。分解的物理系统在图3中展示。

基本的物理成分组分成三个种类：广泛的电阻器，例如电阻器，机械阻尼和液压电阻器。广泛的电容器，例如电容器，机械弹簧和液压水库。广泛的感应器，例如电感应器，机械质量和液压感应器。把物理系统分解成子系统再到基础的成分将会给我们提供在每个子系统内部的物理数量的演变的敏锐的洞察力，让步于更好地对模式和情况在每个子系统中能够达到的理解。有这样的洞察力的优势将在一个局部控制系统的设计阶段变得可见。

建模可以被认为是与分解相反的程序。区别在于，在分解中，我们把系统分成独立的物理实体，而在建模中，我们重新连接了这些物理实体的模型。因此，建模可以被视为连接的程序。

在建模中，我们在本层次的底部开始，逐渐上移。在每个阶段，我们从一个原始的系统模型传播到一个链接的系统模型。在随后的阶段中，这个原始的系统模型将会通过前一阶段聚合连接的系统模型如图4所示建立起来。

在每一个子系统的底部水平，原始的系统模型将会通过利用统治方程或每个独立成分的基本法则建立起来。基本法则，像牛顿定律或欧姆定律，描述了成分的局部行为。与每个子系统的界线中内部约束相似的直接和间接的联系定义了从原始系统模型到已连接系统模型的转变。因为像直流伺服电动机那样有线性联系的系统，内部约束由一个连接物体、高速物体（V）给出的。高速物体是一个二维数组，数组里的行与原始系统（局部变量）的变量相一致，列与连接的系统（全部变量）的变量相一致。因此，高速物体是从连接系统模型的全部变量到原始系统模型的局部变量的转换。

通过斜对地液压子系统和钻孔主轴聚合连接系统，物理模型建立起来。建立物理系统模型需要一系列所有不同的代数方程【7】。在一个情况空间形式，物理系统的行为由y=~（A，x，u，~）给出，在一系列首要的情况变量中，在一系列输入资源中，在真实或虚假的物理特定控制功能的情况过渡模型中。3.2控制系统模型

在一个控制算法被设计和实行之前，我们需要一个它所要求的性能或行为的描述。一个精确、综合的控制系统的性能的数学模型能够通过使用逻辑符号被表达出来。数学模型提供给我们揭示控制系统中的不一致和冲突及验证控制系统要求的设计规格的方法。为了执行在问题描述中所有的控制功能，控制系统应该被分为三个子系统。一个过程控制子系统，将会对开始、停止对不同的物理实体和两个连续的控制器的命令负责。一个在液压子系统中对伺服系统的控制为了调节、馈入液压促动器向前的运动。第二个对伺服电动机的控制器是为了调节转轴发动机的生硬的速度。分解过程如图5所示。

每个子系统的功能通过一系列的逻辑争论或规则被描述出来。这些逻辑争论的每个都能被视为能够分解成许多派系的逻辑成分的子系统。这些成分能够简直是能假定真实或虚假状态的局部变量的任何事物（10）。这些成分提出了非特异性的控制功能的原始系统模型。建立控制系统模型的程序也将沿着层次向上移动，直到获得如图6所示的全部模型。

在原始系统模型中，局部变量间的联系通过三个连接词来定义。在古典逻辑中，它们指的是基础的逻辑连接词。基本逻辑连接词组包括：连接（AND），分离（OR）和否定（NOT）。我们通过使用上述逻辑连接词聚集在原始系统的局部变量传播到连接的系统模型。一个连接的子系统就是一个通过多维数组形式表达的逻辑争论的真实形式。在那个数组里轴的数量应该和变量的数量相等，因此所有重复的轴必须通过捆绑的方法混合在一起。连接的系统在通过连接各自独立的成分把内部约束强加在结构上之后表达所有可能的系统状态。控制系统的行为能够通过S=f（p,i,n)形式提出来。这是一系列由于和环境相互作用的外部约束的输入变量，这是通过多维数组形式表达的控制系统的过渡模型情况，一系列的输出变量。指标（n）是时间指标的类似物，因为它指定了给定状态的顺序。3.3整个系统的模型

因为两个系统利用内部的不同的信号种类，直观来讲，在物理和控制系统中唯一可能的接口将会在外部取代，通过依靠有影响的资源环境。在上述的制造系统，我们可以分辨物理和控制系统的两种接口。离散的接口：当控制系统的目的是协调不同步的任务来满足系统需求时取代过程控制器。例如，当一个事件由过程控制器提出的要求“开启主轴发动机”，主轴发动机开始旋转，旋转本身的进程由更低水平的控制器（连续的控制器）控制。连续的接口：当控制系统的目的是在给定界限内保持物理系统的行为时，例如实施速度控制，局部的取代更低水平的控制计划。这样合成的系统模型被认为是一个混合的系统模型。识别混合系统的特征是它们合并了连续动态行为，ie，被有影响的管理的物理数量的进化，代数方程（y=f(A,x,u,r))被逻辑方程(S=f(p,i,n))管理的离散事件的动态行为。一个完整的模型可以通过聚集物理系统模型和控制系统模型的简单接口获得。接口将有两个简单的无记忆的绘图功能（a)和（p）【1】来组成。第一个图（a）将控制器输出转化为一个即时的增值的输入到物理系统中，如下：u(i)=a(sn)。第二个图（p）将物理系统输出转化为一系列的输入逻辑变量来控制系统，如下：i=p(y(r))，如图7所示。

我们迄今为止所获得的是通过使用数组建立一个一致、完整的机电一体化系统模型的数学描述来确定整个系统的性能。在子模型中的接口通过使用建议的绘图功能尽可能简单的保持着。4.模拟

考虑一下整个系统在休息时和钻孔主轴在后面位置时，使用者仅仅按一下开启键就可以。从断路器和物理系统的接口处的输入信号的组合将会使控制系统获得一个新的状态，最终一个新的输出逻辑变量生成。输出信号的结合将会使钻孔主轴在快速阶段运动（不被控制的运动）中开始向前移动。同时，主轴发动机将会打开，开始旋转。然而，因为主轴发动机没有到达馈入位置，这个旋转速率将会通过伺服发动机控制算法保持不受影响。主轴发动机生硬的转速模拟如图8所示。

从图8中我们可以知道，主轴发动机将会在约短暂的5秒过后获得一个即使的3171r.p.m.的旋转速率。主轴发动机假定在主轴上零负模拟，这是因为钻孔主轴还没到达馈入位置。控制系统的目标将是在全负载的情况下保持主轴发动机在3000r.p.m.。线形速率和不同的液压促动器的压力的模拟如图9所示。它显示了促动器的快速阶段周转率大约是6cm/sec。

这个系统将会在界限内继续如图8所示运行，直到它接受新系列的输入资源。当钻孔主轴达到M位置时这些将会开始。

由于这个信号从不再休息的物理系统的接口处生成，从微型断路器的新系列信号处结合。控制系统将会获得一个新的信号。通过绘图功能生成一系列待翻译的输出信号，转化成新的输入的物理信号。这样的话，钻孔主轴将会从快速阶段运动（6cmkec)到一个控制的馈入向前运动，用这样的方式向前馈入运动将会保持在2cm/sec，主轴发动机的旋转速率在全负载的情况下应该从3173r.p.m.减到3000r.p.m以内。促动器线形周转率将会被伺服系统控制算法所控制。钻孔主轴发动机将被伺服发动机控制器算法所控制。假定伺服发动机与余弦负载扭矩所给的（q=2xcost)，液压气缸与所给的（F~=0.0sxcost)负载有关。模拟结果如图10和图11所示。

模拟显示了主轴发动机和促动器汽缸的输出速度保持在特定的控制算法的界限之内。5.结论

利用多维数组建立机电一体化模型的系统方法已经在本篇论文被提出。数组方法提供给我们一个真实系统的强有力的数学方法。通过利用多维数组，我们建立起两个体现机电一体化系统的物理的、逻辑的性能。这两个子模型的接口通过使用一个简单的绘图功能尽可能简单地保持着。6.参考文献 Antsaklis, et.al.1993年，混合动力系统建模与自主控制系统，混合动力系统车间，丹麦技术大学。

Bjrarke, 0., 1989年制造系统理论----ClRP大会一个调查纸基调纸，特隆赫姆几何方法来连接，Tapir-Trondheim

Franksen, Ole I., 1992年，几何逻辑，从真值表嵌套数组，第四届国际研讨会上系统的分析和模拟，柏林

Harashima, et.al.1996年，机电一体化是什么，为什么，怎么样？ 机电一体化，第一卷

Hussein, B.A., 1997年，机电一体化系统的建模，师大的报告，挪威特隆赫姆

Isermann, R., 1996年，机电一体化系统的建模与设计方法，机电一体化，第一卷，IEEE / ASME标准

Mprller, G.L, 1995年，阵列技术为基础的逻辑，电力工程部门博士论文，丹麦科技大学

第二篇：机电一体化

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）。

第三篇：机电一体化

1.机电一体化系统组成要素：（1）机

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。

第四篇：机电一体化

第四章机电系统教学试验台

1、机电系统教学实验台的用途（教学实验设备）。

2、机电系统教学实验台的特点（模拟的自动化生产线，集机械、气动、PLC控制、交流调速和传感器等技术为一体）。

3、机电系统教学实验台的转台上设四个工位（第一工位:机械手上下料）；（工位二至四工位:加工工位）。

4、机电系统教学实验台的自动循环过程:

阻挡块升起→机械手卸料 →阻挡块下降→机械手取料 →机械手上料→ 刀具旋转、快进→ 刀具工进 →延时停留→ 刀具快退、停转 →工作台定位销松开→ 工作台旋转90°→工作台定位销定位锁紧→推料缸出料。

1）卸料阻挡定位块升起。2）机械手爪抓取已加工工件、提升、旋转至卸料位，松开工件，工件由坡形滑道滑入工件箱内。3）卸料阻挡定位块下降。4）机械手爪转至取料位、下降、抓取工件、上升并旋转至工作台的上料位、下降、放入待加工工件。5）刀具旋转、快进。6）刀具工进。7）刀具延时停留。8）刀具快退、停止。9）旋转工作台定位销松开。10）工作台旋转90°11）工作台定位销定位锁紧。12）推料缸送出一个工件至取料位。

5、机电系统教学实验台由主要的（加工单元）、（旋转工作台）、（搬运机械手）和（料库部分）部件组成。

6、刀具旋转由一台（220V、6W的交流电动机）驱动。

7、气缸的类型有（导杆气缸）、（普通气缸）、（旋转气缸）、（薄形气缸）和（手指缸）五种类型。

8、电磁换向阀使用（汇流板）安装，选用了（两位五通电磁阀）、（三位五通电磁阀）和（两位三通电磁阀）。

9、采用的普通的（空气压缩机），经三联件向系统供给压力空气。

10、常用的空气过滤器有（一次过滤器）和（二次过滤器）两种类型。

11、一次空气过滤器也称（简易滤器）作用：多接于干燥器之后，由（滤网）、（毛毡）、（硅胶）、（焦炭）等材料起吸附过滤作用。

12、二次空气过滤器作用：（各种分水滤气器）附过滤作用。

13、（分水滤气器）与（减压阀）、（油雾器）一起称为气动三大件。

14、油雾器的选用主要根据气动系统所需气体流量（选定通径）及油雾粒径大小来确定。

15、一次油雾器的油雾粒径约办（25~35μm）。

16、二次油雾器的油雾粒径可达（5μm）。

第五篇：《机电一体化》

《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。