机电一体化理论精选(九篇)

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第1篇：机电一体化理论范文

一、机电一体化技术发展历程及其趋势

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意.

(一)"机电一体化"的发展历程

1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;

2.微电子技术为"机电一体化''''''''带来勃勃生机;

3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势

1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.

2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

三、典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。

(一)北京“机电一体化”工作面临的形势

1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度

(1)在700余家北京市属工业系统的企业中，有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。

(2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造；在已改造的近6500台机床设备中，大约有15%需进一步改造。

(3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造；且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。

(4)北京工业系统CAD应用还有较大差距。目前，北京工业品设计，CAD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%；国内先进地区也超过了30%)；CAD的覆盖率才达到11%(而全国CAD应用工程领导小组指出，“八五”期间大中型企业要达到35%，中小型骨干企业要达到15%—20%；到“九五”时，按国务委员宋健的要求，基本上要甩掉绘图板)。

(5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦，尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务，占总任务量的99.5%左右。

(6)工业是全市能源消耗大户。1992年，北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市，1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨，比上海的1.57吨高57%，比天津的2.15吨高14%，比先进的工业化国家高近9倍。因此，北京工业系统节能降耗的任务非常重，而电力电子技术是节能降耗的王牌。

2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。北京市的工业产品大约有3万种，每年约开发试制新产品3000种，更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要，影响了北京工业产品的竞争能力。

1993年，北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种，在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中：机械局系统主要产品约1200种，机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强；仪器仪表总公司系统主要产品350种，机电一体化产品210种，机电一体化产品所占比例为60%；轻工系统主要产品总数为649种，机电一体化、智能化产品15种，机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%；汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元，每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元，不是总成本的1%；与国外约28%的先进水平相差甚远；与国内先进水平相差一半左右。

3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在北京工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

(二)北京“机电一体化”工作的任务

北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。

1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点

(1)大力采用模糊技术，工业炉窑改造应上新台阶

国内外成功的范例表明，应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和PID技术好的多。因此，我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术，到2000年，对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊技术等先进电子信息技术改造完毕，其中采用模糊技术改造要在80%。

(2)积极采用数控技术，机床高备改造要达新水平

对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能，到1995年，北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上，到本世纪末要改造完毕。

(3)努力推广变频调速技术，风机电泵改造要攀新高度

风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后几乎，北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年，应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%；到本世纪末，北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍；采用先进的变频调速技术。

(4)优先应用CAD／CAM技术，工业设计水平提高要有新目标

北京工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前，北京工业系统CAD的应用率为17%，CAD的覆盖率为11%，到1995年应分别达到20%和15%，本世纪末，要力争分别达到55%和45%。

2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标

(1)总体目标：到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种，2000年，应不少于2000种，机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。

(2)单项目标：

·机床数控化率：1995年，产量数控化率达5%，产值数控化率达16%；2000年，分别达12%和40%。

·汽车电子化程度：1995年，平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元，在整车成本中所占比例不低于3%；到2000年分别不少于3000元，不低于8%。

·PLC的开发生产能力：“八五”期间，开发能力要稳居全国首位；“九五”北京要成为全国主要的PLC生产基地之一。

·“电力电子”开发生产能力：“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面，“八五”期间，开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品；交流变频调速装置要达到批量生产程度；高频电子镇流器要能出口创汇；“九五”，北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。

·模糊控制器的开发生产能力：“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地，开发出用于工业炉窑改造，压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来；交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年，空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末，北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。

·其它机电一体化产品的开发生产能力：微机控制多色印刷机要稳居全国第一；电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破，“九五”在品种和产量上全国领先；在“八五”期间，以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力，打出规模效益来；数字化、智能化仪器仪表，自动化装置要上品种、上批量……

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标，那么，到本世纪末，北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中，数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元；“电力电子”的销售额可超过20亿元；PLC模糊控制器等销售额可超过15亿元；汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军，也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。

五、北京发展“机电一体化”的对策

(一)加强统筹安排，协调发展计划

目前，北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时，市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!

(二)强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，北京“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。

“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……

(三)优化发展环境、增大支持力度

优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。

(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”

机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

我们认为，北京“机电一体化”发展，当务之急，重中之重是：

抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等，用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造；

抓紧推广应用经济型数控系统，改造机床设备；开发生产低、中档数控系统；

第2篇：机电一体化理论范文

(一)提高了安全保障

近年来，党和国家一再重申不要带血的煤炭，强力推进本质安全型矿山建设，通过先进的技术手段和智能化设备，达到发生故障时预知预报的目的，减少不必要的伤害，降低发生事故的概率，保证了员工的安全。

(二)增加经济效益和职工的收益

机电一体化设备虽然初期投资大，但是它的应用使设备故障大大降低，处理故障时间大大缩短，分析解决问题的程序大大简化，制定应急措施的能力大大加强。这样煤炭产量较之过去大大增加，企业的经济效益明显提升，同样使员工的劳动收入有所提高，改善了员工的生活质量。

二、基于机电一体化的煤矿设备管理

(一)煤矿的机电一体化模式

在煤矿生产中，应用机电一体化思想，可以将煤矿生产、安全建设以及管理进行有机结合，从而使得管理人员可以实现对于生产、安全等信息的实时采集，及时准确地掌握信息发展变化的趋势，为全面建设数字化煤矿和信息化煤矿奠定坚实的基础。在机电一体化的影响下，煤矿企业应该及时抓住机遇，加大机械化建设的力度，结合计算机技术、网络技术、现代通信技术等，推动煤矿生产的自动化和智能化，实现高产、优质、高效、安全的机电一体化煤矿生产目标。

(二)管理措施

1．做好设备选型

在对煤矿机械设备进行选择时，需要结合煤矿生产的实际需求，从质量、规格、性能、价格等方面进行综合考虑。一方面，要在保证设备质量的前提下，对其性价比进行对比分析，选择生产厂商信誉良好，同时成本相对低廉的机械设备;另一方面，可以从技术性能进行考虑，引进国外先进的机械设备，通过不断的探索和实践，对设备进行合理搭配。这样，不仅能够提高煤矿生产的效率和质量，还可以不断更新煤矿行业陈旧的作业方式，提升煤矿生产过程的安全性和可靠性，提升煤炭产品的质量，更可以带动国内煤矿机械制造行业的发展，加快煤矿机械设备的国产化进程。通过对煤矿设备的合理选型，可以充分满足实际作业环境的需求，在保证煤矿生产正常进行的同时，降低因设备故障引发的安全事故，促进机械设备质量和技术的不断发展，提升煤矿生产的安全性。

2．改进设备性能

煤矿设备的安全性能对于设备管理而言是十分重要的。纵观煤矿生产中的安全事故，很大一部分原因都是由于机械设备缺乏安全性。因此，在保证设备质量和性能的前提下，应该采取相应的措施，改进设备的安全生产性能，尤其对于容易出现设备伤人的部位，更要重点关注，设置相应的安全防护措施。同时，要根据煤矿生产的实际需求，加快对于新型机械设备的研究和开发，不断提升设备的安全性能。而对于煤矿设备的生产厂商而言，同样应该加大设备革新力度，使得设备的性能在煤矿生产中可以得到最大程度的发挥，在保证生产质量的基础上，创造出最大的经济效益。

3．强化安全管理

在机电一体化技术不断发展的带动下，煤矿设备的管理工作在煤矿生产中占据着日益重要的地位，对于机电设备的管理质量直接影响着煤矿生产的质量和水平。因此，为了提高煤矿生产的管理水平，需要从几个方面，制定相应的强化管理措施:其一，人员管理。人员管理是针对煤矿全体人员而言的，在管理中，要实施从上而下，从管理层到基层员工的全员管理，落实生产责任制度，将责任落实到每一个部门，每一个岗位，每一个员工，利用绩效工资等方式，将员工的个人利益与生产责任相互连接，激发员工的工作热情。同时，要加强对于员工的教育和培训，全面提升员工的综合素质。其二，设备管理。要安排专业人员，定期对煤矿设备进行检查和维护，确保每一台设备都处于良好的工作状态或者待机状态，制定健全完善的管理制度，严把设备质量关，避免因设备质量问题引发安全事故。在设备维护中，如果发现设备存在故障或问题，需要进行维修或者更换，要提前制定相应的计划，由专业人员进行维修，确保设备的安全性。其三，系统管理。要结合煤矿生产的特点，构建合理完善的设备管理运行系统，通过系统化的管理和控制，确保设备始终处于良好的运行状态，创造出最大的效益。

三、结语

第3篇：机电一体化理论范文

【关键词】线路保护；电力系统；整定计算

在电力系统中，线路整定是一项复杂的系统工程，它涉及到各个元件之间的保护和协调配合。随着近年来电网规模的不断扩大，线路布置的日益复杂，电力系统线路保护和整定计算也显得越来越繁琐。通过近年来的不断深入研究，线路整定计算自动化程度有了巨大的变化和有效的提高，但是还未曾全面良好的从整定计算人员的复杂计算工作中脱离出来。因此，目前的线路保护和整定计算还是一项复杂的继电保护工作，在工作中具有着工作环境复杂，程序较多，考虑到的因素多和耗费时间长的特点。

一、线路整定计算一体化结构

继电保护在电力系统中有着重要的作用与意义。在电力系统中，线路由于受到自然地、人为的或者设备自身故障等因素造成的某处发生故障，这就需要继电保护装置能够快速及时的运行，并针对这些故障采取隔离、切除、警告的措施来保持配电系统的连续性、可靠性和稳定性，同时能够保证工作人员人身安全、设备安全等。电力线路继电保护整定计算是最为复杂和繁琐的整定计算工作之一，在这项工作之中首先要考虑工程项目周围环境因素、工作程序影响和时间的开销问题。因此在这个过程中就需要广大工作人员不断采用新的科学技术手段去分析和整合，从而减轻工作人员的工作压力和负担，提高工作效率。

二、保护整定计算中存在问题

在一般的线路整定计算过程中，整定计算具有着定制计算偏重于灵敏性，对用户变电所线路选择难以保证输电要求和选择重合闸的质量无法保证的缺陷，这些不完善的设备和缺陷主要表现在以下几个方面：

1、先进技术应用的不够合理

没有实现线路保护整定计算全过程的自动化。目前的线路保护整定计算软件通常只完成了线路零序电流保护、相间距离保护和接地距离保护的整定计算。线路保护装置中其他整定项目的整定，如启动量、控制字等，仍然需要用户通过一定的计算工具完成；整定计算软件的整定结果仍然需要用户手工输入到定值通知单中；通知单已经执行的线路保护新定值仍然需要用户手工录入到线路保护整定计算软件中，作为保护的当前运行定值。这种工作模式需要用户进行大量的手工转换工作，加重了整定计算人员的工作负担。

2、计算方式方面

在零序电流保护、相间距离保护、接地距离保护的整定中，没有考虑实际线路保护装置中这些保护的配置情况。随着微机保护的发展和国外保护的引进，许多线路保护装置都配置了两段式零序保护、反时限零序保护、四段式距离保护等比较特殊的保护。为了提高整定计算工作的效率，提高整定计算结果的正确性和合理性，有必要研制新的线路保护整定计算软件，实现线路保护整定计算全过程的自动化，从根本上将整定计算人员从繁杂的计算工作中解放出来。

三、线路保护整定计算一体化系统结构

线路保护整定计算一体化系统整体结构线路保护整定计算一体化系统由4个子系统构成。系统管理子系统实现电力系统一、二次参数的建立和管理功能。阶段式保护整定计算子系统实现面向线路保护装置的零序电流保护、相间距离保护和接地距离保护的整定计算功能。保护装置整定计算子系统实现所有线路保护装置各个整定项目的整定计算功能。定值通知单管理子系统实现所有线路保护装置定值通知单的管理功能。

一套系统化的线路保护装置通常都是采用多种不同的工作原理构成的保护系统和保护装置，而在线路整定保护一体化系统结构中，所需要的整定计算方法和方式都是通过阶段性保护来完善和控制的。在这种保护系统中，是由于上下两级之间存在着配合和整定复杂的状态，这也就造成了保护之间相互复杂和反复强调的曲面。在目前的高频保护系统中，具有着一套系统化的计算管理模式，只要在电网系统中满足运行变化的限度，便可以进行系统、精确和高效的计算方式。

四、线路保护整定计算的扩展性

随着近年来科学技术的飞速发展，微机技术、信息技术、数字技术和电子技术广泛的应用在电力系统中，这就促使各种新型号、新结构和新材料的线路保护装置的不断推出和迅速发展，为电力系统的安全可靠发展提供了必然依据，也为电力系统整定计算质量的提高指明了发展方向。新的线路保护装置与已有保护装置相比，无论是整定项目的数目内容，还是基本整定原则之中都存在较大差别。因此，每增加一种新装置都必须针对该装置定义其包含的数据内容编制其对应的整定计算代码，才能够在整定计算系统中对该装置进行数据管理和整定计算。但是如果每新增一种保护装置都必须对整个整定计算系统的代码进行修改和编译，则程序维护的工作量非常大，既要灵活添加各种新增保护装置，又要减小程序维护的工作量最理想的解决方案，就是实现新增保护装置的插件式升级为了实现新增保护装置的插件式升级。在线路保护整定计算一体化系统中采用了建立统一的保护装置数学模型和统一的保护装置接口函数的方法。

五、整定原则

1、阶段式保护整定计算原则

阶段式保护主要指零序电流保护、相间距离保护和接地距离保护。阶段式保护的上、下级保护间存在相互的配合关系，其整定计算比较复杂需要较多的人工干预。通常，阶段式保护的整定计算单独进行不与线路保护装置同时进行。但是在实际电力系统中，不同的线路保护装置配置的阶段式保护的段数性质，投退情况都不相同，在完全不考虑保护装置实际情况的阶段式保护整定是不正确不合理的。

2、数据结构整定计算原则

同一线路同一位置装设的双套保护装置，通常具有许多相同的整定项目称之为共性量，如同一原理的保护等。在实际运行中，不同保护装置的共性量，一般整定为完全相同的定值。在保护装置整定计算子系统中，为了保证不同保护装置的共性量能够具有完全相同的定值，而且在用户对一套保护装置的共性量定值进行调整时，另一套保护装置的定值也自动进行更改。线路保护装置整定计算中间结果采用了以下数据结构，共性量整定结果存储在线路数据结构中，保护装置数据结构只存储保护装置的整定。项目对应的共性量的编号这样不同保护装置的共性量对应。同一数据能够保证总是取得相同的定值，而且当用户修改一套保护装置定值时另一保护装置定值自动修改。

第4篇：机电一体化理论范文

【关键词】机电接口技术；机电一体化；发展；电子技术；机械技术

前言

近年来，经济社会取得了很大的发展，在科学技术方面也取得了很大的成绩，科学技术的不断发展实现了不同学科之间的有效渗透和融合。科学技术的不断渗透和融合在研究方向方面会发生改变，因而出现新的技术。例如，机电一体化技术就是多种学科融为一体的学科。在机电一体化技术中包含着自动控制技术、机械技术、网络技术、计算机技术以及传感技术等，因此，在对机电一体化产品进行设计时，要对多种学科之间的特性进行研究，同时，对这些特性之间的各种物理关系要进行清楚，正确处理好各种关系，对各个学科特性之间的耦合关系和内在联系进行正确分析，能够更好的解决机电一体化产品在设计方面出现的问题。在这种情况下，机电接口技术应运而生，运用这项技术能够更好的将机电和其他领域技术融合在一起，同时，在这个过程中也能对出现的问题进行有效的解决，并且将更好的机电产品研究出来。

1 机电接口技术的内涵

机电接口是机电一体化产品中控制微机和机械装置之间的接口，其产生的基础是机电一体化技术。机电接口根据信息传递的方向不同可以分为控制输量输出接口和信息采集接口。机电一体化产品中比较常用的设备是传感器，在信号输出时，其通常采用的是模拟量的形式，实现一些检测功能，主要是对发电机的转速进行掌握，同时，对差动变压器的位置进行检测。但是，在对控制量进行输出时还存在着一个特殊的形式，就是数字系统。

机电接口技术是对机电系统中的各项组成技术和各项组成部分的子系统的连接问题进行研究，其中包含着对电子技术、机械技术、信息技术等功能技术进行融合的综合系统，这些系统在应用过程中实现了信息能量的融合和交互，同时，对机电系统的设计方面也实现了最优化。

机电接口包含着硬件以及软件两个部分，机电系统在运行过程中和环境以及操作者之间建立了一种非常有效的连接，相应的物理通道在运行过程中要进行能量和信息的输入、转换以及传递。系统信息在转换过程中，要进行交互和调整，并且对机电一体化组成技术要进行综合和协调，促进各个系统能够形成整体，保证各种功能能够实现。

现阶段，机电接口主要分为智能接口、人机接口、机电接口和动力接口。智能系统在应用方面比较复杂，不同的技术会形成不同的信息形式，同时，在使用过程中要根据不同的要求进行相应的改变，智能接口在进行各种信息传递和转换的过程中，要保证不同的技术和子系统能够有机的结合在一起，形成一个完整的系统。人机接口是操作人员和机电系统之间存在的接口，利用这个接口，系统的运行状态能够很好的显示在操作者的眼前，同时，操作者能够对系统进行很好的监控，系统在运行过程中实现了更加人性化的操作。机电接口的主要作用就是有效的连接各种驱动系统，同时，能够将驱动信号转换为执行结构要求的信号，在转换过程中满足了传感器的要求。动力接口能够将动力源和机电系统进行有效的连接，然后给机电系统一定的驱动动力。在机电系统中，动力存在着不同的类型，包括交流电、直流电和液压等，系统在运行过程中动力的类型不同，与之相应的动力接口形式也要不同，这样才能保证系统运行的可靠性。

2 机电一体化发展现状

所谓机电一体化指的是将电子技术与机械技术有机地结合在一起并运用的一种综合技术，在综合应用的过程中需要运用到机械，自动监控、接口、传感测试、信息、电力电子以及电力等多项技术。伴随科学技术的不断发展，计算机技术已经逐渐得到普及，并广泛应用于各个领域与行业中，在各领域与各行业中，机电一体化的运用也逐渐增多。比如机床、量具、低压电器、机器人、量仪、电动传动装置、军事装备、电站控制系统、焊接设备、急用电器等都对机电化一体技术进行了较为广泛的应用，在这种状况下，机电一体化也正朝着网络化、微型化、智能化、模块化、绿色化、系统化等方向发展。

3 机电接口技术对机电一体化发展的影响

近年来，我国的经济得到了快速发展，这种情况下，人们的生活水平也得到了明显的提高，人们对一些事物的要求也在不断提高。经济的快速进步离不开科学技术的发展，传统的机械技术在应用方面已经慢慢出现了不能满足人们日益增长的技术需求。在这种情况下，机电一体化技术应运而生，其中包含了电子技术、机械技术以及信息技术，机电一体化技术的出现更加符合时展的需求。机电一体化技术刚刚开始发展时，其只是将电子技术和机械技术进行了简单的融合，在接口方面非常的方便和简单。但是，随着科学技术的发展和经济建设的不断要求，机电一体化技术也在不断的发展。现在，机电一体化技术已经不再是简单的机电一体化产品，而是慢慢发展成为了一个复杂的系统，在系统内部的接口也越来越复杂。目前，对机电一体化技术的各项组成技术的研究已经实现了深入和成熟发展，但是，研究人员在工作中要对各项组成技术进行简单的研究也不能更好的保证系统的运行，因此，要对其复杂性进行很好的重视。机电一体化技术具有一定的复杂性，在对其进行研究时不能只是单纯的研究其系统设计以及相应的集成理论，这样没有实现对系统进行具体研究的目的。对机电接口技术进行研究能够更好的对机电一体化系统进行研究，并且在设计方面也能更好的将相关的理论进行融合。机电一体化技术在不断发展过程中，正在向着网络化、微型化、智能化以及系统化的方向发展，在不断发展过程中其对接口的要求也越来越高，要保证接口技术和系统技术进行融合，在信息传递方面保证顺畅。

4 结束语

机电接口技术是指机电系统中各项组成技术和各项组成部分的连接接口，其在连接过程中会出现很多的问题，对这些问题进行研究能够更好的促进机电一体化技术的发展。在机电一体化系统中，信息能量要进行不断的融合，同时，也实现了不断的交互，这样能够实现机电系统设计的最优化。机电一体化是将电子技术和机械技术有机结合在一起的综合技术，在综合过程中对机械技术、自动监控技术、接口技术、传感技术、信息技术以及电子技术进行了很好的运用，对机电接口技术进行研究，能够更好的推动机电一体化的发展，同时，也能更好的推动我国经济的发展。

参考文献：

[1]霍志璞.机电系统虚实一体化的创新设计自动化理论与技术研究[D].青岛科技大学，2012（4）.

第5篇：机电一体化理论范文

【关键词】机电一体化；信息网络；人工智能

当前人类已经步入了网络信息时代，互联网的出现使许多原本没有交集的领域相互交织、相互渗透。机电一体化正是计算机网络与微电子技术和机械工程的融合而衍生出来的一个新兴视角。作为机械工业市场的一颗新星，通过改善机械工程领域的技术结构、产品功能、生产方式等问题，机电一体化技术不但提高了社会生产率更为社会经济效益做出了突出贡献。机电一体化的推出，不但提高了生产力、促进了工业发展，也实现了人通过发出指令达到远程控制机械设备的梦想。

1.机电一体化在现代企业中发挥的作用

1.1增强企业市场竞争力

机电一体化简单解释来讲就是通过综合利用微电子技术、计算机技术、机械工程技术以及控制工程技术等各方面因素，对企业的整个生产系统进行资源的合理配置。将数控技术运用于传统制造业是现代科技的一项重要突破，这不单单帮助企业提高了生产效率、缩短了生命周期，也让产品质量和档次得到明显提升，无形中使企业的市场竞争力得到增强。

1.2强化企业问题处理能力

智能技术的出现使高速化、连续化、复杂化的工业企业能够在更短的时间内对技术问题进行处理。专家系统、模糊控制功能和神经网络等智能技术的出现对企业的生产、控制、设备维护和质量诊断等工作的开展提供了极大的方便。将生产测试过程集合成为一个综合的一体化系统，不仅大大增强了各部分工作之间的紧凑性和连贯性，也让企业能对出现问题的阶段做出迅速反应并使其能够有针对性的予以修缮。这种监视集中但控制分散而且故障影响面积较小的操作措施使系统的可靠性显著提高。

1.3实现资源共享

为了保障企业能够提供经营、管理、决策的最有利环境，机电一体化实现了现场仪器与控制室设备的互联，这种控制一体化构想的出现，将人与人、人与生产经营合理的融合成一个整体，使不同厂家之间的产品兼容、互换与共享不再是梦想。这种共享形式的出现极大地提高了企业生产率、人员利用率并在节能减耗上做出了一定贡献。如此以往企业资金周转速度将得到明显提升，这在实现企业整体优化、提升企业综合效益方面都将画上浓墨重彩的一笔。

2.机电一体化的发展现状

机电一体化属于当今的新型控制技术，它的发展大致分为四个阶段。

首先，在电子技术已经开始发展成熟的20世纪中叶，人们为了完善产品性能开始将电子技术应用于工业企业，并取得了较好的成效。加上当时计算机技术日趋成熟人们开始考虑将电子信息技术与工业产业进行融合，由此，1952年第一台数控车床于美国出现，并引起了社会的广泛关注。

到了20世纪中后期，经过了多年的发展与完善，机电一体化技术开始趋于成熟，各国对于该项技术的兴趣得到了极大的提高。从60年代PCL投入生产到70年代汽车工业中机电一体化构想的应用再到80年代数控技术日益成熟，此项技术迅速成为发展机械工业技术的关键。

到了20世纪90年代后期，伴随着光学、电子通信以及细微加工技术的加入，机电一体化开始进入深度发展阶段。编程语言的多样化趋势，PLC在系统结构和编程语言上的质的突破以及多CPU和分布式替代原有单机结构主导市场前端，种种发展现状都让机电一体化技术逐步开始成为数控技术的主导。

90年代后期，人们开始引入信息技术到机电一体化理念，更加智能化、自动化的机械系统让该技术越发受到人们的青睐。就像控制机器人一样，通过微传感器和执行器技术的引入，企业已经开始实现对于机械设备的远程控制。机电一体化在人工智能技术、神经网络技术和光纤技术的迅速兴起下获得了更加广阔的施展空间，这使机电一体化发展成为一门完整的科学体系又迈了一大步。

3.机电一体化的未来发展趋势

经过半个世纪的历练，机电一体化技术已经在各个方面的都得到了很好的完善，通过在数控机床、柔性制造体系、计算机集成制造系统以及工业机器人中的综合应用，机电一体化程度已经成为提高企业集成度、合理优化企业资源发挥企业竞争实力的重要标准。

3.1智能化

人工智能一直是近年来各界研究者关注的重点，通过利用数控设备让机器来代替人类完成一些难度较高的工作是学者们致力研究的热点课题。智能化简单描述起来就是在控制理论的基础上，通过人工智能、运筹学、模糊数学以及心理学等多种科学的综合运用，对机械设备的各种行为进行描述，让机器模拟人类智能从而让机电一体化系统具有推理和判断能力，以便人类能够更加自由的控制设备行为。这不但是机械工业领域研究的重点内容也是社会各个领域关注的焦点。

3.2绿色环保

机电一体化的出现火速赢得大家的好评，究其原因，一方面源于该项技术对于人类物质生活的极大丰富做出了突出贡献，另一方面，机电一体化的实现使得资源过度开发等生态问题得到了有效改善。随着可持续发展理念的提出，人们的环保意识不断增强，对于生态环境的呵护越来越成为人们关注的重点，“绿色环保”将成为未来发展的一大亮点。目前，环保已经被提到日程上来，任何符合环保理念的设计注定被人们所追捧，任何危及社会环境不利于可持续发展建设的产品也注定将被市场所淘汰。因此，在这种全球化大背景下，绿色环保的机电一体化产品的市场将一片繁荣。

3.3网络化

机电一体化系统的火速发展离不开计算机技术的支撑。几年来，计算机网络技术发展日趋完善，人类活动的各个领域均离不开网络的辅助，尤其在实现远程网络控制方面更是对机电一体化技术产生了深远影响。除此之外，为使我国机电一体化技术的发展跟上国际步伐，计算机网络技术的引入至关重要。网络化不单纯需要网络将外界发展信息提供给国内企业更要帮助国内机电一体化产品打开国外市场。就目前发展看来，机电一体化技术已经实现了技术沟通零距离，如果能够实现设备无人值守式运行，那么机电一体化技术势必将为人类的生活提供更多难以预计的便利。

3.4模块化

模块化管理在机电一体化产品的研发中属于比较复杂但实用性很强的工程。对于各个控制单元、动力单元做出相应的标准化衡量，使各单元之间的匹配性能更加良好，保证机电一体化系统下的各个模块能够机密联系是实现模块化发展的首要任务。模块化性能的实现不但可以方便机电一体化产品的应用，也简化了产品装配和维修步骤。由此看来，机电一体化模块将是未来机电一体化产品发展的主要方向，而该模块化目标的实现要以引进大量先进技术和工艺为前提。

4.小结

机电一体化发展至今已经逐渐成为了一门有着自身体系的系统科学，随着科技社会的不断进步，也毕竟被赋予新的内容。在信息技术高速发展的背景下，智能化、系统化、微型化、模块化和绿色环保化将是机电一体化产品发展的主要方向。多种学科下的综合发展才使机电一体化技术得以形成，所以作为各个领域的综合发展的结晶，机电一体化产品有着其他产品所无法比拟的优点。本着以提高社会生产效率、促进工业企业快速发展的目标，机电一体化产品的开发将会成为工业社会发展进步的重要标志。我们需要熟知的是，智能一体化产品的出现必将使人们的生活条件得到极大提升，大力推动机电一体化系统的发展，是促使机械工业企业开辟新领域的必由之路，也是振兴机械工业企业的必由之路。

【参考文献】

[1]方贵盛.机电一体化专业实验室建设与管理[J].实验室研究与探索，2011，30（12）：67-68.

第6篇：机电一体化理论范文

关键词：可编程序控制器;发展历程;重要作用

前言

随着工业生产技术的发展，传统的机械控制生产模式已经不能满足人们对生产生活的需求，因此现代工业已经摒弃传统的生产模式，取而代之的是集成化、规模化的生产为模式。可编程序控制器是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置，并且这种新型控制模式已经深入到了工业生产控制的各个模块，可编程序控制器在机电一体化的设计中也越来越得到了广泛的应用，PLC的应用也将是机电一体化设计发展的趋势。

1.PLC的定义和发展历程

PLC（可编程序控制器）是随着工业发展应运而生的一种以数字运算操作为基础的电子装置，其工作原理是采用可以编制程序的存储器来储存在控制器内部的各种运算及指令，其中包括计算机技术中的顺序运算、逻辑运算、算术运算等。

并通过转换器将人们输入指令转换成机器能够识别机器语言，转换完成后将指令输出最终达到控制机械生产的目的[1]。

上个世纪六十年代可编程序控制器的雏形就已经产生，进入七十年代后PLC技术在国外已经得到了发展，一些中小型的企业已经开始应用。经过几十年的发展，全球经济一体化进程加快的同时，发达国家更加注重了对可编程序控制器知识产权的保护。对于我国PLC技术来说，没有一个从研制开发到生产的过程，而是成套的设备引进来使得可编程序控制器得到广泛的应用。

2.PLC技术在机电一体化设计中的运用

PLC技术与其他的控制器相比，其操作更简单、抗干扰性强、稳定性和可靠性高。基于以上的优点，使得其在化工、电子、交通、机械等工业控制领域的机电一体化设计中得到了广泛的应用。

2.1 PLC技术在机电一体化设计中对运动控制的应用

在机电一体化设计中，PLC主要是实现控制功能，在运动控制方面，它可以有效的控制机械的直线运动和曲线运动甚至是圆周运动。在不同的工业生产中，PLC技术可以体现其不同的应用特点，在电气生产中，PLC技术可以很大程度上提升机械生产的性能，并可将自动化水平大大的增加。在设计运动控制的混凝土搅拌生产中，运用了PLC技术可以在很大程度上保证设备的稳定运行，经过实际研究分析，PLC技术可以有效的控制机械设备故障的发生率，为生产减少了能源的消耗，并提高了生产效率[2]。

2.2 PLC技术在机电一体化设计中对数据控制的应用

在机械加工的生产过程中，PLC会与计算机数据控制器组成一个整体，在控制机械加工运算方式的同时实现对数据的控制，通过窗口软件，技术人员可以自由的对设备间的数据进行共享并控制，从已有的PLC技术发展趋势来看，在今后的机电一体化系统中，基于PLC技术的控制将会占据主导地位。

2.3 PLC技术在机电一体化设计中对生产过程控制的应用

对于PLC技术能否在机电一体化设计中胜任重要的工作，要看PLC技术能否很好的对工业生产中生产过程进行很好的控制，在控制的过程中，技术人员可以根据相关的数据系数做为判定控制是否合格的重要标准，例如电压、电流、温度、压力等相关数据的系数。经过对相关数据系数的当前值和历史值的对比可以在第一时间得知机械生产过程中是否出现了故障及差错，从而保证生产的效率和企业的经济效益。在机械控制方面，PLC技术应用最广泛的控制方式就对生产过程控制[3]。

3.PLC技术在机电一体化设计中应用实例

3.1 PLC技术在供水系统中的应用

PLC技术在各个领域的到了广泛的应用，例如供水控制系统。随着城市居民对供水的大量需求，供水管网的流量必须要随用水量的变化而随机变化才能满足人们不同时间段对水量需要，传统的控制方式不能够控制的相对准确。因此水务企业在供水系统中应用了PLC技术。PLC技术可以保证管网的压力变化不会因为水量的变化而对供水系统产生影响。其工作原理为：当供水设备启动后其中一台水泵在控制器的控制下设定一定的速率升速运行，运行一段时间后，管网压力不断升高以后，可以将当电机的转速稳定在某一值，当用水量增大时电机转速可以随着水量的增加提高到一个新值并稳定。经过控制器的一些列控制可以在一定程度上减少供水过程中的资源浪费，还可以保证供水管道不会因为供水压力的不规律而产生的损害。

3.2 PLC技术在闸门控制系统中的应用

我国大多数的水库闸门控制仍然采用的是相对陈旧串阻启动控制柜，由于近些年技术和经济的不断发展，串阻启动控制柜已经不能体现其控制优势，相反的在串阻启动控制柜越来越展现了其接线工艺复杂、设备占地面积大的劣势。相关技术人员对原有系统的工作原理进行认真研究和现场实际考察，考察结果发现运用PLC技术的 控制器不仅可以改善原有控制器的缺点，还能使闸门升降过程中的动作更加简单，方便操作。其工作原理很简单，只需保证抱闸与电机同步运行

并同时监测变频器故障等信号，将内部指令结合闸位传感信号做成控制软件即可。

4.结语

经过本文以上的研究和论证分析，笔者可以得出以下结论，在机械控制领域PLC已经展现了其优势，并为机电一体化设计做出了贡献，但是在现实的成产生活中，为了能够实现可编程序控制器的强大功能，发挥真正的作用，还需要大家做进一步的努力，首先应该深入的了解控制器所控制的对象，其次应该将PLC技术科学合理的应用在机电一体化设计中。近年来我国机电一体化成为工业发展新亮点，随着我国工业向智能化、网络化发展的趋势，PLC已经展现了其强有力的优势和广阔的发展空间，并且将会为我国的机电一体化进程做出巨大的贡献。

参考文献：

[1]武文佳，丁广鑫，赵明艳，等.基于Solid Works&LabVIEW的虚拟原型机电一体化设计技术研究[D].西安电子科技大学，2012.

第7篇：机电一体化理论范文

在充分调研的基础上，该院对一些课程进行了必要的精减、有机整合和优化提炼，如将画法几何、机械制图、计算机绘图融入到工程制图课中；将工程力学、金属工艺学、公差配合与测量技术、机械设计基础(整合原机械原理、机械零件等课程)合并为机械工程学基础；将加工工艺、夹具整合为工艺工装；将金属切削原理与刀具、金属切削机床整合为机械加工设备。必需的理论教学少而精,舍弃一些繁琐的理论推导、证明，淡化理论知识系统性和完整性，突出实用性、应用性，对没有联系或联系不多的内容进行删除，并能反映新知识、新技术、新工艺和新方法。同时加强现代化教学手段的应用，增加了多媒体教室的使用，提高理论教学单位学时的信息量，向现代化教学手段要学时，加强实践教学，使实践性教学环节的课时比例接近50%。2.教材建设教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，是进行教学的基本工具。该院及时选用或整合、编写了适合高职高专机电一体化技术专业的，能适应社会发展需要的实用性、先进性、综合性强的通俗易懂的高质量教材。实训实践教学是培养学生实际动手能力、创新能力和工程实践能力的重要环节，在合理整合、缩减理论学时的同时，大幅增加实践性教学,努力使教学顺序为“理论学习实践针对实践的理论学习再实践”，机电一体化专业包含了较多直接进入生产领域的必要技能，我们在教学中体现多实践、早实践、实践教学不断线,实习实训大约占学量的1／3～1／2，甚至更多。但训练方法是否科学合理，也对学生技能掌握形成的好坏与快慢关系极大。传统的实践性教学，多以验证理论为主。

除了使学生初步掌握本专业常用的仪器设备的使用方法，学院以综合性试验为主开设实验课,逐步增加综合性和设计性实验的内容，培养学生的综合能力和创新能力。比如学院加大投入力度，引进开发了集机、电、气、计算机控制等为一体的多套教学实训综合设备，充分体现了机电一体化多学科互相结合、互相渗透的特点。实习通常含认识实习、工艺实习、生产实习、CAD技能培训、数控技术培训、金工实习、电工场实习、电子实习、机床电路实习和毕业实习等内容，通过开展技能培训和考评工作，使学生掌握多种基本技能。同时取得车工、钳工、电工、数控机床操作、计算机、计算机绘图等两项以上等级证书或资格证书，建立了以校内多个实训中心为基地、产学研相结合的实践教学体系。该院与江西第五机床厂、铃拖发动机厂、江西发动机厂、南飞集团等单位共同建立了校外实习基地，并不断探索厂校结合的新路子，为专业教学改革创造更好的校外环境，有条件的还可以参加联合科研开发。设计一般包括课程设计、课程大作业及毕业设计等,设计题目逐步结合生产、科研的实际，做到实用性和趣味性相结合。如果没有实际项目,则可模拟实际进行设计和调试，如PLC控制课程设计,该院就提供了很多种模拟装置。毕业设计应以学生为主体，要求掌握综合性的专业实践技能，鼓励学生到生产实践中去寻找课题，由学生自行挑选合作者和制订方案，包括有关业务联系、工程洽谈、选设备、购元件、人力组织等，使学生既锻炼了专业能力，也增强了与社会人际交往的能力。当今在机电领域内，以计算机作为主要技术手段，处理各种数字信息与图形信息，辅助完成从产品设计到加工制造整个过程，相应的软件也日新月异。从学生进校开始，就连续不断地进行计算机和信息技术方面的能力培养，把重点放在培养学生有较为熟练的计算机应用能力上。现代工业的发展既需要基本技能训练也需要综合素质训练。作为机电一体化技术专业学生,除了应具备机电设备(如数控机床、PLC)的操作和一般编程能力；机电设备的安装、调试、维修能力；普通机床的使用能力；机械加工工艺编制能力；计算机操作及应用能力；CAD／CAM/CAPP软件的使用能力；专业外语的使用能力；产品的研发、生产、经营管理、营销等专业能力之外。还应具备良好的职业道德素质、思想作风、工作作风、组织纪律、安全技术、环境保护、文化素质、身心素质及创新意识等等。

教师讲课的逻辑性、幽默感、结合实际的能力、互动能力等对教学质量都有影响。区分学生的不同情况，为一些学有余力的学生增加实训机会，同时我们引入现代化的教学手段，利用音像、电子教材、网络等，并制定有关政策，开放相应实验室、机房等，让学生“吃饱”。对特别拔尖的学生实施专项突出培养，学校创造条件，鼓励他们参加省级国家级的比赛。考试的方法也逐步转向了理论实践结合型，使学生在有限的学时内，增加参与知识应用的机会，掌握获取知识的能力。

作者：岳文闻 谭小文 单位：江西机电职业技术学院

第8篇：机电一体化理论范文

《喜宴》讲述的是远在台湾的父母赶赴美国参加儿子婚礼而引发的一系列问题。影片男主角伟同在纽约定居十年，事业有成，与男友赛门过着幸福的同居日子。而远在台北父母的一次次逼婚，使伟同被逼以“乖乖仔”形象修书一封声称会在美国结婚，怎料父母想赴美亲眼见证儿子成家。无奈，伟同只得拉上来自上海的不得志的女艺术家葳葳 “假结婚”。父母对葳葳相当满意，却对伟同的草率态度不满，为让父母满意尽快返回台北，伟同犹如“拼命三郎”使出了浑身解

数。但人算不如天算，不断的波折使得父母的返台日期一次次推迟，令他和赛门的感情亮起“红灯”，而葳葳又意外怀上了他的孩子。中西方各自的文化特征及文化冲突问题，在复杂的电影情节中展现的淋漓尽致。因此，本文以霍夫斯塔德的文化差异维度理论为基础，分析电影《喜宴》中的跨文化交际问题，唤醒人们的跨文化交际意识，并探讨如何规避跨文化交际中的碰撞、冲突问题。

二、霍夫斯塔德的文化差异维度理论在电影《喜宴》中的体现

根据霍夫斯泰德的文化维度理论，文化差异可用五个文化维度来进行描述和比较。这五个维度分别是个人主义/集体主义、权力距离、回避非确定性、刚性/柔性倾向和短期/长远取向，（汤新煌，2006.08），它们对分析文化冲突的产生具有一定程度的影响。电影《喜宴》体现了东西方文化的各种差异，而霍夫斯塔德的文化差异维度理论是用来衡量不同国家文化差异、价值取向的一个有效架构。

1、个人主义（Individualism）和集体主义（Collectivism）。

霍夫斯塔德在《文化与组织：思维的软件》一书中把个人主义和集体主义定义为：“在个人主义的社会中，人际关系松散，人人各自照顾自己和自己的家庭；相反，在集体主义的社会中，人们从一出生开始就与强大而又具有凝聚力的内部集团结合在一起， 而这种内部集团又对这些忠诚的成员提供终生的保护。”（Hofstede， 1991： 51）

中国是典型的集体主义的国家，强调群体和谐、个人与集体联系紧密，这一思维方式直接体现在中国人的婚姻观念上。中国人在婚姻中重家庭而轻爱情，婚姻不仅仅是个人的事情，而是以家族为单位的“集体”的事情，婚姻的目的很大程度上在于为家族这个“集体”延续香火，传承子嗣。影片中，伟同的父亲始终盼望着伟同能娶妻生子，使自己早日抱上孙子，于是影片中出现了父亲虽然因重病住院却仍念叨着要伟同娶妻生子的场景。为了帮助父亲实现愿望，为了完成自己传宗接代的任务，伟同决定与葳葳结婚。伟同深爱赛门，虽然极不情愿，但为了取悦父母，伟同还是选择了与葳葳结婚。而西方人宣扬天赋人权，主张人人生而平等以及人权神圣不可侵犯，他们认为，婚姻纯属个人私事，任何人都不能干涉，所以他们极其尊重个人选择的自由。片中伟同的同，美国人赛门，一个人在纽约生活，父母并未对他的私生活过多管束，赛门的生活基本与家庭这个“集体”是分离的，所以赛门能够大胆追求自己的幸福，没有太多的顾忌。赛门选择同性恋生活实质就是遵循了西方自由恋爱和爱情至上的观念，仅仅是满足身心需要，而没有对于后代的顾虑，这是个人主义的重要表现。

个人主义和集体主义的不同还体现在中西方对待婚礼的不同态度上。西方婚礼不强调婚礼的隆重性，仅仅是一种证明婚姻合法的手段，在宗教和法律面前的宣誓以示对感情的认真、忠诚。中国人在婚礼问题上则特别强调隆重性、仪式性，并且将这种隆重性与婚姻的稳定和幸福挂钩。影片中，伟同和葳葳原本打算以美国的公证结婚来敷衍了事，但却遭到了父母的强烈反对。影片中母亲说：“结婚是一辈子一次的事情。”这就是中国人心目中婚礼的意义――通过庞大隆重的仪式来强调婚姻的稳定性。并且由于见证人（宾客）多，还有婚姻双方大量的聘礼、嫁妆，以及“不能丢面子”的思想观念，也成为对婚姻长久性的一种无形的压力。有了隆重的婚礼，离婚、不幸福不稳定的婚姻就成了一种罪孽、反面的存在。这些无一不是对集体主义的体现。而婚礼上，伟同的中国朋友和亲戚起哄，罚酒、闹洞房等行为让外国人瞠目结舌，他们觉的这简直是疯狂至极，不可理喻。西方以尊重个体为出发点，而东方却是以尊重整体牺牲个人为宗旨的。闹洞房就是牺牲了新郎新娘的个人意志而取悦于整体意志的集中表现。

2、权力距离（Power distance）。

霍夫斯塔德提出的第二个文化差异维度是权利距离。任何一个社会中都存在着各种各样的不平等现象，霍氏的权利距离指的正是人们对权力在社会中不平等的分配状态所能接受的程度（彭世勇，2004.01）。具体地说，“权力距离是指在一个国家的机构和组织中（包括家庭、学校和社区中），掌握权力较少的那部分成员对于权力分配不平衡这一现象能够接受的程度。”（Hofstede， 1991：28）霍氏的研究表明，在权力距离不同的国家中，人们的行为方式表现出很大的差异。

中国文化非常强调“礼”和“上下等级”，要求人们对权利、地位、身份（以及辈分、等级、年龄等）比自己高的人必须要保持尊敬和礼貌。中国人注重传统的君臣，父子，论资排辈，等级森严；而在西方国家则提倡人人平等，长辈与晚辈间地位平等，不计较老少界限，多以朋友相处。影片中最明显的体现就是餐厅老板几十年后仍然不改对伟同父亲的称呼，一朝为上级，一生为上级。另外，伟同也以其管理人员的身份，经常拿工资威胁下属。在家里，其父是一家之主，每次吃饭大家都要等他先动筷子品尝饭菜。这些，都体现了中国文化中人与人之间的等级与距离。

3、不确定性规避（Uncertainty Avoidance）。

来自不同文化背景的人对于社会生活中的各种不确定行为、情况或是前景有着不同的认识。霍夫斯塔德认为，“所谓不确定性回避就是文化成员对于不确定的或是未知的情况所感觉到的恐慌程度。这种不确定性给人们造成的恐慌表现为精神紧张或期盼未来的可预见性。”（Hofstede，1991： 113） 具体表现就是文化成员对于成文和不成文规则的需要。

笔者认为，片中中美两国人对同性恋的不同态度，深刻地体现了这一点。美国是由不同民族构成的移民国家，来自世界各地的民族到达北美大陆后还始终保留着自己的传统观念和处事方式，各民族间的交流、融合使美国文化丰富多彩、兼容并蓄，所以美国人在对待新事物上就显得要开放、主动，对社会生活中的各种不确定行为接受程度很高。尽管并不是所有人都接受同性恋，但总体上他们能尊重同性恋者的选择，同性恋者的合法权益在某种程度上能得到保护，所以，同性恋现象在美国人看来就没有那么奇怪。与之形成鲜明对比的是，中国经历漫长的封建农业社会，自给自足，与外界交流少，再加上封建礼教对人民正常生活的束缚以及中国人对社会生活中的各种不确定行为接受程度较低，所以长期以来中国人民是接受不了同性恋这一较新的事物的。所以现实生活中，中国人大多对同性恋者持怀疑、鄙视的态度，同性恋者得不到应有的尊重，其合法权益也得不到保障。片中中美两国人对同性恋的不同态度，深刻地体现了不同文化背景下的人们对于社会生活中的各种不确定行为、情况或是前景有着不同的认识。

4、男性主义（Masculinity）和女性主义（Femininity）。

根据霍夫斯塔德的文化差异维度理论，社会的男性化和女性化指的是，不同文化的成员有不同的性别意识；不同文化的成员对性别角色有不同的认识。霍氏认为，在男性化社会中，性别角色十分明确，即男性成员应该自信、坚毅，重物质上的成功，女性成员则应该谦虚、温柔，注重生活质量；相反，在女性化的社会中，性别角色常常发生重叠，即男女都应该谦虚、温柔，而且注重生活质量。

男性度与女性度，也称为“刚柔性”，即社会上居于统治地位的价值标准。对于男性文化社会而言，居于统治地位的是男性气概，如自信武断、进取好胜，对于金钱的索取，执着而坦然；而女性社会的文化成员则强调生活的质量、服务、关心他人和养育后代。（宋雯，2009.06）中国不论是在原始社会还是现代文明社会，男人由于其自身的身体条件和社会赋予他们的使命，使他们从小的时候就受到长大之后要担起家庭和社会责任这样的教育。而女人们自小被灌输的思想当中，更多的是教育其如何做一个好女人、好妻子、好母亲。依照性别角色进行家庭分工是家庭模型的一种重要形式，这种家庭模型在每一种文化中都存在（Samovar，2009：62）。中国传统的大男人和男尊女卑思想根深蒂固，认为女人只能在家里做家务事，一切要听从丈夫的，不能有自己的选择。片中伟同的母亲一生的职业都是全职太太，在心理上，更是把丈夫和儿子做为一生的事业，这一切都反映出中国式男性主义主导的社会。

第9篇：机电一体化理论范文

为适应社会需求多样化和激烈的市场竞争的需要，现代制造业面临新的挑战：产品趋向高技术和复杂化；生产方式转向多品种、小批量；生产组织趋向专业化、分散化、社会化；市场趋向全球化；交货周期日益缩短。模块化就是为了顺应这一新形势而出现的一种新设计方法、新标准化形式。它实现了多品种、小批量生产方式与效益的统一，多样化与标准化的统一，专业化生产、社会化协作与缩短交货周期的统一，可加速高新技术的产业化。

模块化产品（系统）的基本特征可归纳为：产品的构成是组合式结构；构成单元是通用（标准）单元。或者用一个简单的公式表达：模块化=组合化+标准化。

组合化是模块化产品的构成形式或构成特点，不同单元的组合可形成功能、性状不同的新产品，而使产品构成呈现柔性化，可适应市场或用户对多样化的需求；构成单元的标准化则是模块化与组合化的区别所在，模块是具有某种确定功能和接口结构的、典型的通用独立单元；正是通用单元才带来了批生产的效益。对模块化最恰当的比喻是中医中药，各味已炮制好的中药，是各具特定性味的“模块”，医生的任务则是根据病人的具体症状，选用中药，配(组合)成治病的药方。设计模块化产品就如同医生开处方，根据用户需求，选用现有的通用模块（或加一些专用模块)组装成产品。可用一个简单的公式来表达:模块化产品=通用模块（不变部分)+专用模块（变动部分）。

作为模块化的全过程，需在系统工程原理和方法指导下，对多个相关系统进行分解，将其中的相同或相似单元分离出来，经标准化处理.以通用单元的形式独立存在，这就是由分解而得到的模块（系列）；把若干通用模块加个别专用模块，按照新系统的要求有机地组合起来，构成具有新功能的新产品（系统）。所以，模块化包含着二个过程：系统“分解”并建立模块系统;模块“组合”并建立新产品系列型谱。

由于模块化具有可简化设计、缩短新产品研制周期、实现部件级的通用互换、有利于专业化批量生产、提高对市场及新技术的适应性、提高产品的质量和可靠性等一系列优点，在发达国家得到了普遍的应用，取得了显著的经济及技术效益。如今它作为一种时髦名词，频繁地出现于各种场合。

2电子设备的模块化结构模式

1921年美国《面板和机架》尺寸系列标准问世，它不仅对成套电子设备的结构尺寸作了规范，而且为电子设备的模块化模式提出了雏型，即把各类大型的柜型装置的整体式内结构，分解为若干标准插箱单元。60年代由德国的AEG公司和西门子公司提出了欧洲系统结构，并以商品形式供应市场。IEC采纳了这一结构模式，陆续推出了IEC297《482.6mm系列机械结构尺寸》系列四个标准，形成了从印制板、插件、插箱到机柜的成系列的模块化结构模式。与此同时，80年代后期，一个模式相同而模数尺寸配置更为合理的IEC917系列标准开始形成。

电子设备典型的模块化结构型式有：

嵌套式层次结构（内插式结构）：IEC297标准所规定的模式。这是目前标准化程度最高、应用最广泛的一种。插件模块并列地插装于插箱，插箱模块分层地插装于机柜中，组成立柜式电子装置。

外插式结构：它的基本单元是具有独立功能的盒式插件模块，把模块直接从外部并列地进行机械和电气的互连，从而构成一套(仪器类）电子装置。它可用若干种基本模块，按不同的功能、容量组装出多种产品。HP公司以18种插件模块，通过快锁互连可迅速组合成几十种不同功能的电子测量系统。

层叠式结构：由具有独立功能的机箱模块，外加电气互连叠装而构成，靠定位机构或外加机械性连接而形成一个整体，这类结构特别适用于需要频繁转移的电子设备。如应用于军用通信设备和台式仪器等。

箱形套装式结构：将几种功能模块套装于机箱中构成新产品，箱式仪器多采用这种结构。例如，Inteli486-R型微机由单板计算机、电源、硬盘驱动器、软盘驱动器、扩展器模块等套装于机箱而构成。

装架式结构：将系列化的功能模块安装于标准的机架（安装架）而构成成套电子设备。典型的装架式结构有通信设备的列架式结构，机载电子设备的ATR机箱和安装架等。

拼装式结构：由若干种不同结构形式和功能的模块，通过拼装构成整机I例如，由台身、台面、台上仪表板拼装成的控制台；在柜型结构前面拼装小台面或仪表板等。

g-单元组合式结构：由若干具有独立功能的单元（或装置）组装成的成套装置。例如，单元组合式大型控制台（直列式或折列式），成套的大型计算机系统等。

近年来的一种重要倾向是箱、柜、台结构模式的统一：（a)屏、架、柜的统一：开式的屏架多由闭式的柜所代替，以提高安全性与可靠性；（b)仪器的插箱、插件化：仪器的插件化，便于功能的替换与扩展，易实现功能多样化。仪器的插箱化，既可作为台式仪器单独使用，又易于上架进柜、作为部件构成整机；

(c)控制台结构中引入插箱、插件：随着自动化程度的提高，分散控制逐步转向集中控制.各种集控台上的电气控制部分，直接采用插件--插箱模块系统，以提高标准化系数。

3模块化是系统总体设计的基本方法3.1产品系统总体设计的任务

对于简单产品，一个人就可以完成整机设计。对于复杂产品的设计，受知识、经验和精力的限制，一般是由专家群体协同完成的。在系统工程中，把复杂的研制对象称为系统，即由相互作用和相互依赖的若干单元结合成具有特定功能的有机整体。系统设计的任务在于：根据系统目标和特定环境条件，通过对系统的分解(功能分配、结构布局）和系统的组合（通过接口组成整机），设计出一个合乎需要的、可靠的系统宏模型，作为全面展开详细设计和制造的依据。

系统之所以需要分解：一则是为了简化问题；二是便于各专业的专家平行开展设计；第三，也是制造、装配、调试和维修等的需要。系统组合的任务是，把分立地设计和制造的独立单元，通过接口结构组装成为整机。

作为产品系统来说，当构成系统的组成单元是通用单元时，就可简化其他类似系统的设计和制造，I并取得良好的效益。这种经过通用化（标准化）处理的单元就是模块。所以，系统设计的任务从本质上来说，就是将系统分解为层次与规模不同的模块，和用接口将模块连接成为有特定功能的系统。

系统分解为横块的原则

在系统的分解和组合中，分解得是否适当是关键性的，或者说，如何分解较好，这是个难题。分解不当将给组合带来困难，分解要将以后容易组合为首要条件。系统分解主要应考虑：

(a)以功能为核心进行分解:功能是构成模块的依据也是进行系统分解的基础。（b)分解点应选择在模块内聚集度最大而模块间的结合度最小的地方。聚集度高才可能形成一个模块，结合强度弱些，可简化接口结构，系统既容易组合，又容易拆散(维修）。&)把通用要素从系统中分离出来，经过标准化处理，才可能成为模块。

(d)模块的层次、规模与数量的确定：模块越小越易于处理(设计、修改），但模块数量太多就难于得到最佳综合；如子系统数量少、规模太大，综合虽然简单，但子系统本身的定量处理就变得困难。所以模块的数量与规模是相互矛盾的，有效解决办法是将系统分成层次，每个层次由数量及规模适中的模块组成。大模块由小模块的集成而得。（e)非典型要素的处理方法是，将其附加于某种模块，或适当归类集装于结构模块，或改造成某种专用模块。

3.3系统接的重要性

根据接口的功能，硬件接口可分为机械接口、电气接口、机电接口，各种物理量之间的接口及各种物理量与电量之间的接口。产品的接口系统几乎与产品一样复杂，如果接口不匹配，就达不到整机的预期目标，如果某个接口的可靠性出了问题，产品就会出现故障。总体设计的任务之一就是协调各模块的外部接口，研究各个接口在技术上的成熟程度和可靠性。若从人一机一环境大系统着眼，人一机、机一环境、人一环境之间也是接口问题（广义的），总体设计师需考虑诸如人机功能分配、人机界面及环境等对人生理、心理的适应性，考虑产品的环境适应性等可靠性问题。

接口的标准化、模块化或采用标准的接口(模块），对总体设计是至关重要的，它涉及模块的通用性和互换性，也关系到系统的兼容性、可修改性、可扩展性及系统的研制周期。接口往往表现为一定形态的实体（软件接口除外），因而研究接口及其可靠性是总体结构设计师的重要任务。

运用模块化理论推动机电一体化的发展

日本人提出“21世纪是机电一体化时代”，可以认为，机电一体化水平是一个国家技术、经济发展水平及其现代化的标志，而模块化则是加速机电一体化进程的理论基础和主要方法。4.1模块化是机电一体化产品的基本构成模

机电一体化产品是多学科综合的高技术产品，任何一个专家或任何一个工厂是难于全盘完成其设计和制造任务的，而是由多学科组成的专家集团及多部门通力协作的结晶。这些特点决定了机电一体化产品的构成不是整体式结构，而是组合式结构，这是一个分解一组合过程，将机电一体化产品的功能按需要分解为若干功能块，由若干专家分头设计，由若干工厂分头制造，然后再将功能块组装成产品。然而，如若功能块都是专用的，需一一进行研制，则其效率是极低的，因而机电一体化产品不仅是组合式，而且应把其分解与组合纳入标准化的制约之下，使机电一体化产品由通用功能块（模块)组合而成，即机电一体化产品的构成应是模块化的。

4.2加速机电一体化发展进程的途径

4-2.1技术措施

构成要素的模块化：日本早在70年代就响亮地提出，机电一体化产品系统设计中，应以功能模块为单位构成系统。

模块的系列化：模块系列化的意义在于，使同一种功能模块的品种、规格多样化，以适应各种不同系统和产品的不同需要。例如电源，以不同的功率，不同的电流、电压组合，不同的机理（如整流电源、开关电源、逆变电源等），不同的安装结构，不同的精度等构成系列模块。

接口的标准化与模块化：模块接口的标准化对机电一体化的发展有重要意义，它是模块具有通用性并实现商品化的前提。接口标准化工作应与模块体系的建立同步进行，有的甚至还应“超前”进行，以便规范模块的开发。模块上的直接型接口应采用标准接口，有时同一功能接口.可设若干个，以扩大兼容性，模块之间的间接型接口，则应研制接口模块，目前接口模块常有很好的销路。

构成要素?的集成化、智能化：将一些小的模块集成为较大的模块，把小模块间的外部接口转换成大模块的内部接口，减少整机的接口环节，简化整机组装结构。例如，将传感器与信息处理电路集成为模块，把信息处理电路模块直接做成集成电路块.或把伺服系统集成为模块等。

模块的小型化、精密化：小型化的最直接意义是可以提高在产品组装中的灵活性；另外，还可降低能耗、节约材料、降低成本；以及提高对冲击及高速旋转的适应性。模块的精密化是指提高模块的性能，这对提高机电一体化产品的水平有重要意义。

组织措施

机电一体化是复杂系统，自由发展必然导致重复劳动、低效率、品种膨胀，只有统一部署、全面规划，制订产品模块化体系表，才可能有效地、有序地发展；建立或扶植模块专业生产厂（点），以集中优势的人力、物力、财力，进行高效、低成本、高质量的商品化生产；建立模块化信息网，互通信息，提供咨询，沟通产销，实现技术和资源的共享；关键技术的突破意味着整体水平的提高，应有组织有计划地组织联合攻关，并使之模块化，以便迅速转变为生产力。

模块化是军用电子设备发展的必由之路

战争的特定条件，对军用电子设备的性能及质量提出了苛刻的要求。除要求具有良好的技术性能外，还要求更新周期短，高的可靠性、安全性和经济性，甚至还要充分考虑机动性、可维护性等因素。

综合实现上述诸要求的最有效途径，就是采用模块化结构。所谓新产品一般是以原有技术、原有产品为基础增加部分新技术、新功能而构成。在模块化结构中，原有技术以模块的形式存在.可拿来就用（或进行局部修改）只需研制部分含有新技术的模块，即可构成新产品。所以模块化结构有利于产品功能的修改、扩展、更新，并缩短新产品研制周期；原有模块的设计、制造、组装等均已定型，并经例行试验和实际应用的考核，其可靠性已得到全面验证，只需验证新模块的可靠性，从而大大提高了整机可靠性；模块化产品的组合式结构，易于化整为零和快速组装，可提高军用电子设备的机动性和可维护性；军用电子设备尽管是小批量，但其中的模块是通用部件，可取得批量生产的效益，具有良好的经凡是能用简化画法表示的图形，一律用简化画法表示。取消那些只经下料工序就制成的零件的零件图样，并在装配图中按规定填写标注。更改标法不标准的尺寸、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等。重新绘制那些比例、视图、剖面等选择不合理的图样或视图。

6结束语

当前，人类即将进入信息社会.电子技术将渗透到社会的一切角落，电子行业面临产品品种多、数量大、技术更新快、质量要求高的新情况。随着技术的发展，电路设计日趋简化，小学生就能够组装电视机，但电子机械却日趋复杂化。日本在80年代初曾作过一个调查和预测：在21世纪将为软件工程师和电子到设计现场做好标准化咨询工作，检査已经画完的图样，这样往往能达到事半功倍的效果。以后每隔两三天去一次设计现场，这样就能把图样上的绝大部分问题消灭在萌芽状态，从而减少图样的更改时间，减少由于更改不彻底所引起的错误，并能保持图样的清晰。