機電綜合實驗系統(tǒng)的建設(shè)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(shè)系統(tǒng)化的工業(yè)等級機電綜合實驗系統(tǒng)的最佳方式，并通過綜合分析使用建設(shè)的必要性、具體應(yīng)用、使用優(yōu)勢內(nèi)容，使綜合實驗系統(tǒng)建設(shè)更加特色化，發(fā)揮最優(yōu)效果，優(yōu)化實驗教學(xué)過程，提高學(xué)生的知識掌握能力，帶動學(xué)科產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。

關(guān)鍵詞： 機電綜合 實驗系統(tǒng) 建設(shè)與實踐 研究

為有效提高設(shè)備的投資及利用效率，在實驗室建設(shè)投資過程中，需要在考慮社會效益和經(jīng)濟效益的前提下，做好投資對學(xué)科建設(shè)的基本需求評定。可以讓有限的資金發(fā)揮最大優(yōu)勢，創(chuàng)造出最大利益價值，最終讓投資更具特色性，簡化機械系統(tǒng)設(shè)計，并在綜合機電發(fā)展中體現(xiàn)其優(yōu)勢，簡化機械系統(tǒng)的具體設(shè)計流程，通過運用少數(shù)量的電子技術(shù)，精準(zhǔn)地控制機械系統(tǒng)，最終改善系統(tǒng)的運行品質(zhì)，降低成本。

一、機電綜合系統(tǒng)建設(shè)的必要性

目前機電綜合系統(tǒng)的應(yīng)用已成為當(dāng)前機電人才培養(yǎng)的重要基地，同時機械類寬口徑培養(yǎng)方案的出臺及實施，根據(jù)調(diào)查獲悉，目前機械工程的電子專業(yè)已然成為新的人才培養(yǎng)方向，并獲得廣大教育工作者的認(rèn)同。鑒于實驗教學(xué)作為工科教學(xué)的關(guān)鍵性教學(xué)環(huán)節(jié)，實驗場地與設(shè)備的優(yōu)化建設(shè)已然成為當(dāng)前辦學(xué)的必備條件，但是目前建設(shè)中獲悉機電綜合實驗條件還不能達(dá)到既定要求，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，設(shè)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(dǎo)致教學(xué)精細(xì)度低，很多細(xì)節(jié)內(nèi)容無法觸及；第四，與此同時開出的實驗設(shè)備數(shù)目隨之減少，故此，不利于提高機體綜合性人才的素養(yǎng)。基于此，加強機電綜合實驗建設(shè)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(xiàn)有資源解決投資問題變得尤為重要，并將成為實驗室建設(shè)中有待解決的問題。

二、教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

（一）基本教師實驗建設(shè)要求

實驗系統(tǒng)局部建設(shè)中，學(xué)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(shù)據(jù)分析等實驗項目控制整個實驗過程。在系統(tǒng)化模塊結(jié)構(gòu)中，學(xué)生在情趣獲悉各個電器和機械模塊接口規(guī)范的過程中契合具體設(shè)計學(xué)原理，并通過實驗逐步獲悉機電系統(tǒng)中各個模塊間的相互影響關(guān)系。機電綜合實驗主要是讓學(xué)生對伺服系統(tǒng)有初步了解，通過實驗學(xué)生不僅能清楚地了解整個機電系統(tǒng)的組成原理和控制原理等內(nèi)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(yīng)狀況，然后手動調(diào)整或者修改控制系統(tǒng)的PID參數(shù)，進(jìn)而改變系統(tǒng)的整體控制性能，讓細(xì)節(jié)工作臺的輸出響應(yīng)得到新的調(diào)整，并通過優(yōu)化系統(tǒng)狀況，讓輸出平臺得到改善。綜合實驗中，學(xué)生通過分解控制對象，在觀察分解后系統(tǒng)運動變化發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，不斷分析變化產(chǎn)生的原因。或者通過調(diào)查和改變伺服控制參數(shù)、實驗系統(tǒng)等相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)，對適用機電車控系統(tǒng)的底層構(gòu)造和技術(shù)特征做基本探究，以上操作是無法利用整套產(chǎn)品完成的。故需借助局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在試驗終端組多名學(xué)生共同努力下設(shè)計出獨立的控制程序，然后將這些內(nèi)容全部下載到工控機與伺服系統(tǒng)內(nèi)，通過獨立觀看、分析編制、控制程序等，滿足執(zhí)行效果。

（二）自選設(shè)計性實驗

學(xué)生可以在此期間借助已經(jīng)有實驗?zāi)K，選擇自我控制的對象，借此構(gòu)造出小型測控系統(tǒng)，其中包括溫度控制、軌跡控制，學(xué)生能夠在此期間設(shè)計并且制造出電梯實驗?zāi)Ｐ秃碗娐房刂葡到y(tǒng)，并將上述系統(tǒng)全部應(yīng)用在教學(xué)實驗過程中。部分學(xué)生對這類實用性實驗技術(shù)產(chǎn)生比較濃厚的學(xué)習(xí)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(tǒng)建設(shè)的利

綜合實驗系統(tǒng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)需要達(dá)到適用性工業(yè)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，所以單次投資加大。綜合性實驗系統(tǒng)需要自己進(jìn)行設(shè)計、選材和安裝，因而技術(shù)含量較高，建設(shè)任務(wù)較重，相較于成套產(chǎn)品添置有較大的難度，并且風(fēng)險性比較大。由于綜合實踐系統(tǒng)具有的柔性和模塊化結(jié)構(gòu)，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(diào)整部門模塊，最終適應(yīng)科研論證的要求。該系統(tǒng)在滿足實踐教學(xué)活動的前提下，對科研或者對外服務(wù)等方面有新的要求，故此有如下的優(yōu)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(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容的前提下，服務(wù)教學(xué)活動，并將服務(wù)應(yīng)用于科研及對外技術(shù)。第二，打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)新模式，學(xué)生在實驗過程中能夠獲得教學(xué)的實驗知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生對知識的綜合運用能力。第三，技術(shù)的發(fā)展與推進(jìn)，帶來綜合實驗系統(tǒng)不斷升級和完善，有效規(guī)避單臺設(shè)備落后帶來的整體設(shè)備落后或者問題，最終導(dǎo)致大部分零件保有使用功能，整體機器被報廢。

工業(yè)技術(shù)等級設(shè)計基礎(chǔ)上，開展機電綜合實驗系統(tǒng)安裝和制作的建設(shè)方案，是推進(jìn)機電實驗室建設(shè)的基礎(chǔ)，不僅有利于提高教學(xué)質(zhì)量及獲取短期投資效益，還能在此基礎(chǔ)上加快科研論證速度，最終有助于推薦學(xué)科建設(shè)，讓高效的實驗條件更能滿足教學(xué)活動需求，提高人才質(zhì)量，讓人才不僅掌握理論知識，更能將理論知識應(yīng)用到實際生活和生產(chǎn)中。

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