機電綜合實驗系統的建設與實踐研究

牛軍

摘 要： 本文主要介紹通過運用少量資金建設系統化的工業等級機電綜合實驗系統的最佳方式，并通過綜合分析使用建設的必要性、具體應用、使用優勢內容，使綜合實驗系統建設更加特色化，發揮最優效果，優化實驗教學過程，提高學生的知識掌握能力，帶動學科產業化發展進程。

關鍵詞： 機電綜合 實驗系統 建設與實踐 研究

為有效提高設備的投資及利用效率，在實驗室建設投資過程中，需要在考慮社會效益和經濟效益的前提下，做好投資對學科建設的基本需求評定。可以讓有限的資金發揮最大優勢，創造出最大利益價值，最終讓投資更具特色性，簡化機械系統設計，并在綜合機電發展中體現其優勢，簡化機械系統的具體設計流程，通過運用少數量的電子技術，精準地控制機械系統，最終改善系統的運行品質，降低成本。

一、機電綜合系統建設的必要性

目前機電綜合系統的應用已成為當前機電人才培養的重要基地，同時機械類寬口徑培養方案的出臺及實施，根據調查獲悉，目前機械工程的電子專業已然成為新的人才培養方向，并獲得廣大教育工作者的認同。鑒于實驗教學作為工科教學的關鍵性教學環節，實驗場地與設備的優化建設已然成為當前辦學的必備條件，但是目前建設中獲悉機電綜合實驗條件還不能達到既定要求，主要體現在以下幾個方面：第一，設計性實驗項目偏少；第二，綜合性實驗項目偏少；第三，實驗性項目少，必然導致教學精細度低，很多細節內容無法觸及；第四，與此同時開出的實驗設備數目隨之減少，故此，不利于提高機體綜合性人才的素養。基于此，加強機電綜合實驗建設變得勢在必行。但是由于實驗項目較多，因此資金缺口較大，因此有效利用現有資源解決投資問題變得尤為重要，并將成為實驗室建設中有待解決的問題。

二、教學系統的建設與應用

（一）基本教師實驗建設要求

實驗系統局部建設中，學生可以通過知識開展多項局部實驗。如可以借助接口實驗、測試實驗和數據分析等實驗項目控制整個實驗過程。在系統化模塊結構中，學生在情趣獲悉各個電器和機械模塊接口規范的過程中契合具體設計學原理，并通過實驗逐步獲悉機電系統中各個模塊間的相互影響關系。機電綜合實驗主要是讓學生對伺服系統有初步了解，通過實驗學生不僅能清楚地了解整個機電系統的組成原理和控制原理等內容，更能在輸入控制命令后，通過采樣分析輸出狀況，獲得機械平臺對控制命令的具體響應狀況，然后手動調整或者修改控制系統的PID參數，進而改變系統的整體控制性能，讓細節工作臺的輸出響應得到新的調整，并通過優化系統狀況，讓輸出平臺得到改善。綜合實驗中，學生通過分解控制對象，在觀察分解后系統運動變化發展狀況的基礎上，不斷分析變化產生的原因。或者通過調查和改變伺服控制參數、實驗系統等相關數據指標，對適用機電車控系統的底層構造和技術特征做基本探究，以上操作是無法利用整套產品完成的。故需借助局域網絡技術，在試驗終端組多名學生共同努力下設計出獨立的控制程序，然后將這些內容全部下載到工控機與伺服系統內，通過獨立觀看、分析編制、控制程序等，滿足執行效果。

（二）自選設計性實驗

學生可以在此期間借助已經有實驗模塊，選擇自我控制的對象，借此構造出小型測控系統，其中包括溫度控制、軌跡控制，學生能夠在此期間設計并且制造出電梯實驗模型和電路控制系統，并將上述系統全部應用在教學實驗過程中。部分學生對這類實用性實驗技術產生比較濃厚的學習興趣，故會在課下積極主動地查閱資料，目的是擴大自己的知識面。

三、綜合實踐系統建設的利

綜合實驗系統的建設標準需要達到適用性工業化技術標準，所以單次投資加大。綜合性實驗系統需要自己進行設計、選材和安裝，因而技術含量較高，建設任務較重，相較于成套產品添置有較大的難度，并且風險性比較大。由于綜合實踐系統具有的柔性和模塊化結構，能夠隨時隨地重新組合或者添加新模塊，并在此期間整修或者調整部門模塊，最終適應科研論證的要求。該系統在滿足實踐教學活動的前提下，對科研或者對外服務等方面有新的要求，故此有如下的優越性：

第一，能夠提供十幾種不同的實施方案，最終在豐富教學環節和教學內容的前提下，服務教學活動，并將服務應用于科研及對外技術。第二，打破傳統實驗教學新模式，學生在實驗過程中能夠獲得教學的實驗知識和技能，培養學生對知識的綜合運用能力。第三，技術的發展與推進，帶來綜合實驗系統不斷升級和完善，有效規避單臺設備落后帶來的整體設備落后或者問題，最終導致大部分零件保有使用功能，整體機器被報廢。

工業技術等級設計基礎上，開展機電綜合實驗系統安裝和制作的建設方案，是推進機電實驗室建設的基礎，不僅有利于提高教學質量及獲取短期投資效益，還能在此基礎上加快科研論證速度，最終有助于推薦學科建設，讓高效的實驗條件更能滿足教學活動需求，提高人才質量，讓人才不僅掌握理論知識，更能將理論知識應用到實際生活和生產中。

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