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1、摘 要机电控制系统涉及到了机械设计、机械制造、自动控制和机械传动等多门课程的知识，这些知识也是机电产品设计的基础。尽管在学习机电控制系统之前，这些课程的教学环节已完成，但在具体一个机电系统中某个专题知识的回顾和加深是有必要的，本课题研究的是机电控制综合实验装置的结构设计，检测系统、驱动系统及控制系统设计，还要设计实验内容。该装置里面包含了集成了机械、电气传动、气动等技术。我们要了解各种技术的原理和使用方法，同时为机电系统综合性的实验和设计奠定基础。该实验装置采用模块化结构，可以完成机电控制专题性和综合性两大系列实验，实验过程采用演示性及设计性相结合的方法，可以较好地满足机电控制装置的综合性和设
2、计性的实验要求。同时，综合性实验可以让学生全面巩固理论知识、提高基本操作技能、强化学生创新能力的桥梁，是培养机械工程专业人才不可或缺的教学环节。关键词：机电控制；综合装置；模块化；多样化AbstractElectromechanical control system involved the knowledge of many courses, such as mechanical design, mechanical manufacturing, automatic control and mechanical transmission. This knowledge is the basi
3、s of mechanical electric product design. Before learning electromechanical control system, the teaching of these courses has been completed, but it is necessary to review and deepen the knowledge of a particular subject in a specific mechanical and electrical systems. This research project investiga
4、tes the design of the electromechanical control integrated experimental device structure, detection system, drive system and the design of control system, and designs the experiment content. The device contains integrated machine, electromechanical transmission and pneumatic technology. We need to u
5、nderstand the principles and usages of a variety of techniques, as well as lay the foundation for comprehensive experiment and design of electromechanical systems. The experimental device adopts modular structure, which can complete topicality and integrity two series of experiments of electromechan
6、ical control. The experiment combines the method of demonstration and design, which can meet the experimental requirements of integrity and design of electromechanical control device. Meanwhile, comprehensive experiment allows students to fully consolidate the theoretical knowledge and to improve ba
7、sic skills, to strengthen the bridge of the students creative ability, which is an integral part for training the mechanical engineering professionals.Key words: Electromechanical control; integrated device; modularity; diversify 桂林电子科技大学信息科技学院实训设计（论文）说明书 第 1 页 共 26 页引言机电控制技术是在机械工程和电子工程技术的基础上发展起来，由机
8、械结合微电子技术、信息技术、传感器技术等而形成的一门新的学科。机电控制给传统的机械产业带来了根本性的变革和巨大的效益，使产业结构、生产方式和管理体制发生了深刻的变化，社会对机械电子工程专业化的人才需求很大大，为此许多院校设置了相关的专业课程。相对于本科的教学而言，要培养学生成为机电控制实用型人才，除了设置机械设计与制造、传感器技术与应用、微电子技术、自动控制、电力电子与应用等专业知识的课程以外，也设置了机电控制系统综合性课程，用于培养学生对机械电子工程产品的设计能力。从各大高校实际情况来看，机械类课程和电类课程的基础实验相对比较完善，而机电结合的机电控制综合实验教学则要相对薄弱很多，缺乏具有机
9、电控制特色的实验教学装置和实验教学体系，这不利于学生的应变能力和创新能力的培养。为此本课题对机电控制综合实验的实验教学内容深入研究，研制了一套相应的机电控制综合实验装置，编写了实验指导书，能更好地满足机电控制实验教学的需要。1 机电控制综合实验装置介绍1.1 机电控制综合实验装置的设计由来 国外如美国、澳大利亚等大学都早已开设了机电综合实验，国内高校机电类专业课程的开设比较普遍，但相关实验的开设并不令人满意。各大高校都意识到了机电控制实验对专业课程教学的重要性，也开展了一系列的研究，但真正应用的不是很多。这主要有二个方面的原因，一方面高校教师偏重于机电类实验教学的理论研究，真正着手实验平台开发
10、的不多；另一方面教学仪器生产企业把一些机电类产品小型化而成为机电类实验平台，其平台可以作为实验设备，但往往缺乏系统的实验方法和实验过程指导。同时设计性实验的设置也不够合理。机构设计不考虑其结构，而零部件设计又没有和机构设计联系起来，使大多数学生对本专业课程没有统一的认识，且不利于对学生综合能力的培养。为此，我们以创新设计为根本，以从整体上提高和优化学生的知识、能力及素质，特别是设计思想、设计方法与创新思维能力为目的，设计出本套综合实验装置。1.2 机电综合实验装置的概述本实验装置可为机械电子工程专业学生做出多项实验，很大一方面丰富了机电控制课程的实验手段和内容。更为重要的是，这套实验装置的设计
11、理念具有很大的开放性，同时允许学生根据学校提供的软、硬件设施自行设计和组合实验项目，大大提高了实验装置的教学潜力，并增强了学生对实验的兴趣和求知的欲望。该设计具有很强的代表性，综合了本专业课程的主要内容，且涉及到了学生以前所学的一些基础知识。我们通过融入新知识和新方法，使两门课程设计结合起来，给学生一个进行系统设计的概念、思路和方法，从而提高学生的综合设计能力。 桂林电子科技大学信息科技学院实训设计（论文）说明书 第 2 页 共 26 页2 机电控制综合实验装置论述2.1 以往机电控制综合实验装置的不足机电综合实验装置有很强的综合性和通用行，在同一个实验装置上，可以做出几门课程相关的实验。综合
12、实验装置以模块为单位，组合灵活，线路比较简单，实验效率会大大的提高，并且集成化的综合实验装置还可以有效充分地利用实验空间，但是，经过长期以来的实验，也发现了一些问题。(1)由于综合实验装置有些模块的线路已经连接好，做实验时不需要大量连线，只需要进行局部插线连接即可，虽然学生可以很容易地完成实验，但学生对实验线路的原理缺乏整体性的认识，对电路的完整性、系统性没有很好的理解，所以实验的效果往往不太理想，大家都是根据实验说明书的步骤做，很少思考为什么。(2)实验内容多为验证性的，设计性、综合性的实验项目所占比例很小，研究性的实验则更少，所以，这些装置只能做一些单元性的、简单的。验证性的实验，缺少有关
13、渗透、扩展相关知识点的设计性、综合性的实验项目。2.2 提高实验效果所采用的方法(1)采用分层次的实验结构 为了充分发挥机电类综合实验装置功能，我们根据其特点，把实验项目分为三个层次。第一层次是以验证型为主的基础实验，主要使学生掌握器件的识别与使用及仪器的基本使用方法，使学生所学理论与实际相结合起来，对装置有个初步概念。第二层是以设计的论证性实验为主，学生首先对实验所要求的性能指标进行分析，然后选择设计方案，挑选不同电路模块、器件、组合、调试电路，完成设计任务。第三层次为研究性的综合型实验项目，在前面实验的基础上，在教师的指导下，学生可以参与完成一半科研设计任务，以培养学生的科研和实践创新能力
14、。(2)重新编写分层次结构的实验指导书 大多综合实验装置都随机提供使用说明书，多数只适应与其电路模块相对应的简单实验，所以，我们在分析、掌握综合实验装置全部功能的基础上，根据教学大纲要求，结合教学进程以及实验所需时间，重新设置了关于机电方面较为经典的实验作为实验内容，编写实验指导书。我们所编写的实验指导书体现了分层次的实验的指导思想，包括基础性实验、设计性实验和综合性实验项目。2.3 机电综合实验装置的优点优化组合基础实验，大部分实验是与每一模块电路为单位来设置实验项目，每个实验项目都包括了一个相对独立的知识点，实验项目分得比较细碎、凌乱、缺乏系统性，不能做到一装置多项使用的特点。所以，这次我
15、根据任务要求，打乱了说明书上实验项目的原有顺序，进行了优化组合。与交通灯实验为例提供了输出部分，大家可以根据实验所需的要求运用 51 系列单片机编写同时也可以运用 PLC 程序编写，这个可 桂林电子科技大学信息科技学院实训设计（论文）说明书 第 3 页 共 26 页以为论证所写程序是否正确提供了平台，从而提高了实验效果。我们通过融入新知识和新方法，使两门课程设计结合起来，给学生一个进行系统设计的概念、思路和方法，从而提高学生的综合设计能力，锻炼了学生的课题调研能力，对工程问题的分析能力；方案论证能力；工程问题的解决能力，包括机械设计、机械加工、软硬件设计等；调试能力，包括基本设备使用、调试方法和技巧等；团队协作能力，综合实验一般是组为单位进行；承受挫折、勇于创新的精神。2.4 机电控制综合实验装置的专题实验（1）直流稳压电源；（2）单片机开发板；（3）交通灯；（4）单双作用气动直接控制；（5）机电传动；（6）负反馈放大器；（7）测速模块。3 直流稳压电源3.1 概述当今社会人们极大的享受着电子设备带
