機(jī)電液系統(tǒng)綜合實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)

劉沛津， 谷立臣， 雷 鵬， 孫 昱

(西安建筑科技大學(xué) 機(jī)械電子技術(shù)研究所，陜西 西安 710055)

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·實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新·

機(jī)電液系統(tǒng)綜合實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)

劉沛津， 谷立臣， 雷 鵬， 孫 昱

(西安建筑科技大學(xué) 機(jī)械電子技術(shù)研究所，陜西 西安 710055)

針對(duì)目前機(jī)械工程專業(yè)研究生教學(xué)及科研訓(xùn)練培養(yǎng)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)缺乏系統(tǒng)性、專業(yè)性及工程應(yīng)用能力不強(qiáng)等問(wèn)題，首先分析了建設(shè)電液系統(tǒng)測(cè)試、診斷與控制綜合實(shí)踐平臺(tái)的必要性，然后提出以專業(yè)領(lǐng)域關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題為主線構(gòu)建突出專業(yè)核心技術(shù)實(shí)驗(yàn)與科研實(shí)踐平臺(tái)的思路和方法，最后通過(guò)機(jī)電液系統(tǒng)綜合實(shí)踐平臺(tái)的研發(fā)過(guò)程、功能特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明了以專業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論為主線構(gòu)建突出專業(yè)核心技術(shù)實(shí)驗(yàn)與科研實(shí)踐平臺(tái)的可行性和實(shí)用性。

機(jī)械工程； 實(shí)驗(yàn)與科研實(shí)踐平臺(tái)； 專業(yè)課程體系； 專業(yè)核心技術(shù)； 機(jī)電液系統(tǒng)

0 引 言

錢(qián)學(xué)森指出：“技術(shù)科學(xué)是人類知識(shí)的新部門(mén)。”而機(jī)械工程學(xué)科是聯(lián)結(jié)自然學(xué)科與工程行為的橋梁。在我國(guó)機(jī)械工程學(xué)科的戰(zhàn)略導(dǎo)向是：要高度重視技術(shù)科學(xué)的發(fā)展和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提高把科技成果轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用的能力[1]。我國(guó)對(duì)機(jī)械工程類學(xué)科人才的培養(yǎng)，往往重于書(shū)本，而輕實(shí)踐，從而導(dǎo)致將理論轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的過(guò)程中出現(xiàn)斷層，尤其高校由于實(shí)驗(yàn)室、儀器設(shè)備等硬件設(shè)施建設(shè)方面欠缺，導(dǎo)致所培養(yǎng)的機(jī)械類研究生無(wú)法鍛煉出機(jī)械學(xué)科系統(tǒng)性的思維及工程應(yīng)用的能力。近幾年，實(shí)驗(yàn)教育資源隨著研究生招生規(guī)模的增加越發(fā)緊張，使學(xué)生在校的工程實(shí)踐機(jī)會(huì)大幅縮短，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的片面化，更加難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械類研究生在校期間的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)目標(biāo)[1-3]。

研究生在本科階段已經(jīng)完成了機(jī)械學(xué)科的基礎(chǔ)課程，但無(wú)法系統(tǒng)、綜合的應(yīng)用，并且缺乏實(shí)踐能力。目前，我國(guó)的研究生教育雖然越來(lái)越重視實(shí)踐的培養(yǎng)，也提出了強(qiáng)化工程應(yīng)用訓(xùn)練的措施，但系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)、綜合性的應(yīng)用、理論上的創(chuàng)新都較為缺乏[4-6]。使研究生往往過(guò)多專注于問(wèn)題的解決方法，而忽視了問(wèn)題載體所表現(xiàn)出來(lái)的根本性問(wèn)題，導(dǎo)致方法難以用于實(shí)際。現(xiàn)行的研究生教學(xué)方法中，同一導(dǎo)師的研究生常常所研究的方向不一，缺乏統(tǒng)一載體，使研究生相互之間的學(xué)術(shù)交流較少，不能形成統(tǒng)一團(tuán)隊(duì)，從而導(dǎo)致工程素質(zhì)培養(yǎng)的缺乏。同時(shí)，研究生的畢業(yè)條件往往是以發(fā)表論文決定，更加使學(xué)生重理論而輕實(shí)踐，使所研究的內(nèi)容無(wú)法產(chǎn)品化，從而缺失了走向工程實(shí)踐的最終環(huán)節(jié)也是最重要的環(huán)節(jié)。因此，在機(jī)械類研究生培養(yǎng)過(guò)程中，通過(guò)專業(yè)化的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，將提供從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能開(kāi)發(fā)、理論研究到產(chǎn)品化多方面的資源，形成教學(xué)科研到實(shí)踐產(chǎn)品的綜合培養(yǎng)體系。

機(jī)械工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)在一方面能夠鍛煉研究生實(shí)驗(yàn)方法和技能，另一方面要培養(yǎng)研究生對(duì)于實(shí)際產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的能力。大學(xué)生在本科階段接受的往往是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，且得到的訓(xùn)練與實(shí)際相距甚遠(yuǎn)，使工程應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)，因此在研究生起始階段如何系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)生系統(tǒng)的應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并對(duì)基本實(shí)驗(yàn)器材的掌握是一個(gè)重要的過(guò)程。隨著學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和技能的掌握，在高年級(jí)階段就需要接受產(chǎn)品化開(kāi)發(fā)能力，及產(chǎn)品性能及可靠性檢驗(yàn)技能訓(xùn)練，使所學(xué)到的理論能夠付諸實(shí)際[7-9]。目前，國(guó)內(nèi)專業(yè)團(tuán)隊(duì)所擁有的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，突出了學(xué)術(shù)水平高、專用性能強(qiáng)的特點(diǎn)，但綜合性、集成性、二次開(kāi)發(fā)能力有限，就某一問(wèn)題所設(shè)計(jì)的平臺(tái)實(shí)驗(yàn)，往往使學(xué)生無(wú)法多角度的看待問(wèn)題，使學(xué)生綜合能力無(wú)法得到鍛煉。作者所在的研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)多年的研究成果和對(duì)機(jī)械學(xué)科發(fā)展方向的把握，以產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，最終建成了具有多學(xué)科共享，開(kāi)放性及實(shí)用性強(qiáng)的研究生專業(yè)實(shí)驗(yàn)與科研實(shí)踐平臺(tái)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)、功能開(kāi)發(fā)、二次開(kāi)發(fā)、研究方向的確定，以產(chǎn)品化為目標(biāo)，使學(xué)生既學(xué)有所長(zhǎng)，又能對(duì)所研究的載體有深入的了解，通過(guò)團(tuán)隊(duì)的配合鍛煉了學(xué)生的合作精神。為此，針對(duì)目前機(jī)械工程專業(yè)研究生實(shí)踐環(huán)節(jié)中有待改進(jìn)的地方，將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)作為培養(yǎng)研究生的最終環(huán)節(jié)，旨在促進(jìn)研究生教學(xué)改革進(jìn)程、強(qiáng)化工程意識(shí)、增加動(dòng)手能力、培養(yǎng)用于創(chuàng)新實(shí)踐與合作精神。

1 結(jié)合機(jī)械學(xué)科研究特點(diǎn)及產(chǎn)品化目標(biāo)建設(shè)實(shí)驗(yàn)與科研實(shí)踐平臺(tái)

機(jī)械工程學(xué)科隨著新興技術(shù)的發(fā)展，不斷吸收物理、化學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)和新發(fā)明，開(kāi)辟了新的方向，從單一機(jī)器運(yùn)動(dòng)理論逐步到人機(jī)交互，再到仿生機(jī)器，機(jī)械工程學(xué)科與自然科學(xué)的高度交叉、融合已成為當(dāng)前機(jī)械與制造科學(xué)研究的重要特點(diǎn)。而其中多過(guò)程、多耦合的復(fù)雜機(jī)電液系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造成為新的科學(xué)發(fā)展方向，如何認(rèn)識(shí)新型機(jī)械在服役過(guò)程中所表現(xiàn)出的“有機(jī)整體”是今后研究的重點(diǎn)，即如何認(rèn)識(shí)復(fù)雜系統(tǒng)在系統(tǒng)層面所表現(xiàn)出的“物質(zhì)流—能量流—信息流”的交互影響，如何在設(shè)計(jì)中將模塊化的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧苫⒂袡C(jī)化的設(shè)計(jì)，如何從全局角度對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估等。總之，從集成科學(xué)的高度設(shè)計(jì)機(jī)電裝備的新思想必將大力促進(jìn)功能更為強(qiáng)大、性能更加優(yōu)越的各類機(jī)電裝備的發(fā)展[1]。

服務(wù)于工業(yè)的各類重大裝備在追求高性能、高效率、高精度的同時(shí)，促使各種裝備系統(tǒng)多技術(shù)單元的高度集成，成為將機(jī)、電、液等多物理過(guò)程融合于載體的復(fù)雜機(jī)電液系統(tǒng)。在完成復(fù)雜多物理過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)能量、物質(zhì)與信息的融合、傳遞、轉(zhuǎn)化和演變，形成強(qiáng)大的功能。因此，機(jī)械學(xué)科綜合實(shí)踐平臺(tái)應(yīng)能體現(xiàn)出復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造工程中某些共性科學(xué)問(wèn)題以及核心技術(shù)的綜合特性。

機(jī)械專業(yè)綜合實(shí)踐平臺(tái)應(yīng)該由重大設(shè)備功能發(fā)生過(guò)程抽象而來(lái)。復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)在功能發(fā)生過(guò)程中除了內(nèi)部因素的影響外，同時(shí)還受到外部因素的影響，需要綜合考慮系統(tǒng)內(nèi)外的交互影響，結(jié)合工程實(shí)際建設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，有助于對(duì)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時(shí)所表現(xiàn)出的共性進(jìn)行研究，并從中提煉出共性理論與核心技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容。

“現(xiàn)代機(jī)電裝備在不斷追求高效率、高精度、高品質(zhì)和極限功能的進(jìn)程中，催生了一系列結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工況極端、信息融通、高效節(jié)能和精確穩(wěn)定的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)。未來(lái)的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)將不斷提升多學(xué)科知識(shí)融合、高新技術(shù)集成的水平[1]。”機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模、分析、設(shè)計(jì)和控制的一般理論和方法是機(jī)械動(dòng)力學(xué)學(xué)科的主要研究范疇, 其總體發(fā)展趨勢(shì)是高速、高精度、非線性、多尺度和多場(chǎng)耦合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué),關(guān)鍵共性技術(shù)主要有：①系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模、分析、設(shè)計(jì)和控制方法；②多領(lǐng)域建模與多學(xué)科優(yōu)化理論與方法；③系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析方法與動(dòng)態(tài)性能匹配技術(shù)；④系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)理論與方法；⑤系統(tǒng)服役性能監(jiān)測(cè)、故障診斷與預(yù)示技術(shù)。機(jī)械工程綜合實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)應(yīng)該考慮這一發(fā)展趨勢(shì)，讓研究者在平臺(tái)上實(shí)踐復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的功能生成與多物理過(guò)程耦合機(jī)制，尋找和發(fā)現(xiàn)復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)集成、融合與演變過(guò)程的規(guī)律，為創(chuàng)造功能極端強(qiáng)化、技術(shù)性能趨于極限的復(fù)雜機(jī)電裝備提供系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的科學(xué)理論與方法。與此同時(shí)，可在深入認(rèn)識(shí)載體運(yùn)行機(jī)理的過(guò)程中，對(duì)以上關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題重點(diǎn)研究，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行規(guī)律開(kāi)發(fā)相應(yīng)方法，拓展實(shí)物開(kāi)發(fā)技能，最終達(dá)到開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的目的。

2 基于機(jī)電液系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)正反問(wèn)題實(shí)踐平臺(tái)構(gòu)建

機(jī)電液系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論中首先強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)，并從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度來(lái)分析系統(tǒng)的功能生成過(guò)程所表現(xiàn)出的動(dòng)力學(xué)行為。在綜合實(shí)踐平臺(tái)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為滿足模擬多種系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)為開(kāi)放式，可通過(guò)多種元件的加入改變系統(tǒng)功能及性能，使不同研究方向的研究生可針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)尋找系統(tǒng)的較優(yōu)結(jié)構(gòu)，來(lái)獲得較優(yōu)的系統(tǒng)行為。

設(shè)計(jì)中首先分析系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)正問(wèn)題，即假設(shè)系統(tǒng)負(fù)載及驅(qū)動(dòng)方式已知，分析其行為模式；在設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)過(guò)程中，課題組為結(jié)合工程實(shí)際，在滿足中型壓力系統(tǒng)性能要求的基礎(chǔ)上，增加負(fù)載模擬系統(tǒng)，通過(guò)物理模擬以及電液模擬對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。可使學(xué)生對(duì)建模、系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和控制方法的認(rèn)識(shí)有實(shí)際的物理效果，而不盲目的追求好的測(cè)試效果，從系統(tǒng)本身了解其系統(tǒng)性能和控制方法，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的科研素質(zhì)。

動(dòng)力學(xué)反問(wèn)題，指由于系統(tǒng)輸出的行為模式是由系統(tǒng)內(nèi)部的信息反饋機(jī)制決定的，若要系統(tǒng)達(dá)到理想行為模式就必須對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部動(dòng)態(tài)信息實(shí)施在線測(cè)量、分析、診斷，利用控制手段來(lái)校正系統(tǒng)的行為模式，即利用在線測(cè)量的反饋信息校正系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為，以期達(dá)到理想。測(cè)試技術(shù)是工程及科研技術(shù)人員所必備的技能，數(shù)據(jù)的采集、分析、診斷是研究生認(rèn)知機(jī)電系統(tǒng)客觀規(guī)律的一個(gè)重要過(guò)程，因此，綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)針對(duì)機(jī)、電、液各子系統(tǒng)都配置了相應(yīng)的傳感器，通過(guò)在線測(cè)量、診斷與反饋控制達(dá)到最優(yōu)的系統(tǒng)行為，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行認(rèn)知，在此基礎(chǔ)上，可對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件開(kāi)發(fā)，并付諸于實(shí)際應(yīng)用。

由此可以看出，復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的共性科學(xué)問(wèn)題：首先是通過(guò)尋找系統(tǒng)的較優(yōu)結(jié)構(gòu)，來(lái)獲得較優(yōu)的系統(tǒng)行為，然后再通過(guò)在線測(cè)量、診斷與反饋控制達(dá)到最優(yōu)的系統(tǒng)行為，正反問(wèn)題互相影響的機(jī)理分析就構(gòu)成了復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基本理論體系；其核心技術(shù)是系統(tǒng)建模、分析、設(shè)計(jì)方法，多源動(dòng)態(tài)信息測(cè)量與分析技術(shù)，系統(tǒng)診斷與控制技術(shù)。

作者所在團(tuán)隊(duì)基于國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“基于多源信息融合的液壓動(dòng)力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、診斷和故障控制理論研究”，在搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的同時(shí)，針對(duì)機(jī)電液系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)正反問(wèn)題的研究，相繼開(kāi)發(fā)出了液壓系統(tǒng)變轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)、典型工況數(shù)字化模擬加載技術(shù)、系統(tǒng)功率動(dòng)態(tài)匹配及圖示化方法、基于電參量信息融合的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)等多項(xiàng)科研成果，并將其開(kāi)發(fā)為軟硬件相適應(yīng)的產(chǎn)品，共獲得了4項(xiàng)發(fā)明專利，發(fā)表了20多篇學(xué)術(shù)論文，涉及機(jī)械動(dòng)力學(xué)，流體傳動(dòng)與控制，傳感技術(shù)與信號(hào)處理，控制理論與方法，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷等多門(mén)研究生學(xué)位課程的綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。目前該平臺(tái)已經(jīng)成為我們研究所全體師生不可或缺的教學(xué)及科研資源，它的主要功能和特點(diǎn)可以概括為：針對(duì)所要研究的機(jī)電液系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)臺(tái)具備以下功能[10-16]，其整體裝配圖見(jiàn)圖1。

圖1 綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)三維裝配圖

(1) 動(dòng)力源功能。實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)有兩套動(dòng)力源，①驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力源，②加載系統(tǒng)動(dòng)力源。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力源由永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪泵組成，加載系統(tǒng)動(dòng)力源由異步變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪泵組成。可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力源內(nèi)、外特性對(duì)比以及跟蹤匹配特性研究，變轉(zhuǎn)速液壓系統(tǒng)伺服控制技術(shù)研究等。

(2) 液壓系統(tǒng)功能。液壓系統(tǒng)為開(kāi)式液壓回路，可實(shí)現(xiàn)節(jié)流、調(diào)壓、換向等基本液壓回路；當(dāng)使用者需要對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能進(jìn)行拓展時(shí)，可利用模塊化結(jié)構(gòu)自主便捷安裝。

(3) 數(shù)據(jù)采集及測(cè)控功能。通過(guò)傳感器、調(diào)理電路及數(shù)據(jù)采集卡，分別對(duì)電參量、機(jī)械參量、液壓參量等運(yùn)行狀態(tài)物理量進(jìn)行監(jiān)測(cè)并存儲(chǔ)至工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)并在線實(shí)時(shí)輸出測(cè)試結(jié)果，能夠在線及離線對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、轉(zhuǎn)換及必要的信號(hào)處理。通過(guò)工控機(jī)及控制元件對(duì)負(fù)載系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使系統(tǒng)能夠完成研究所需工況的改變。

(4) 實(shí)際工況模擬功能。機(jī)電液系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性不僅受其內(nèi)部參數(shù)的影響，對(duì)不同工況的響應(yīng)也有所不同，因此，實(shí)驗(yàn)臺(tái)具備模擬實(shí)際作業(yè)環(huán)境下的典型工況及極端工況，系統(tǒng)必須能夠模擬實(shí)際工況，以綜合研究不同工況下機(jī)電液系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

(5) 運(yùn)行狀態(tài)及故障模擬功能。一般機(jī)電液系統(tǒng)在服役期間，其故障是逐步演化的，在研究過(guò)程中為了準(zhǔn)確辨識(shí)故障產(chǎn)生過(guò)程中系統(tǒng)參數(shù)所反映出的信息特征，需要人為地模擬一些故障，為開(kāi)展系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷方面的研究提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)裝置可以模擬：異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條、匝間短路、定轉(zhuǎn)子碰摩，轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中，液壓元件泄漏、超載溢流、轉(zhuǎn)速波動(dòng)、沖擊震蕩等。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)特點(diǎn)：研究生在學(xué)習(xí)液壓傳動(dòng)及控制、機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、測(cè)試技術(shù)、控制理論、機(jī)電系統(tǒng)控制、信號(hào)處理技術(shù)、機(jī)械故障診斷等課程后，通過(guò)對(duì)機(jī)電液系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的在線檢測(cè)與控制，讓學(xué)生掌握液壓基本元件及回路的結(jié)構(gòu)原理、參數(shù)設(shè)定、基本性能以及運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)與控制的實(shí)驗(yàn)方法、操作技能及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析能力。可體現(xiàn)出復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造工程中共性科學(xué)問(wèn)題以及核心技術(shù)的綜合特性，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是由重大工程裝備典型結(jié)構(gòu)抽象而來(lái)，并從中提煉出共性理論與核心技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因此，特別適合機(jī)電專業(yè)學(xué)生通過(guò)綜合性及專業(yè)性實(shí)驗(yàn)的觀察來(lái)分析系統(tǒng)建模與工程實(shí)際的異同條件，深入思考專業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論與核心技術(shù)的關(guān)系；針對(duì)學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)以及論文研究?jī)?nèi)容節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，適合開(kāi)展研討式學(xué)習(xí)和案例式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

在通過(guò)對(duì)研究生科研能力培養(yǎng)的同時(shí)，我們更加注重對(duì)科研成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)品能力的培養(yǎng)，通過(guò)聯(lián)系校外企業(yè)，要求學(xué)生了解企業(yè)產(chǎn)品需求、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以及技術(shù)改造方面的優(yōu)勢(shì)，將所研究的內(nèi)容開(kāi)發(fā)為實(shí)際技術(shù)及產(chǎn)品，在能夠應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上，付諸企業(yè)，以此達(dá)到培養(yǎng)研究生工程應(yīng)用能力的目的。由于研究生在進(jìn)入企業(yè)前已經(jīng)有針對(duì)性地訓(xùn)練了用綜合性專業(yè)知識(shí)分析技術(shù)難題的能力，進(jìn)入企業(yè)后有利于研究生獨(dú)立分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法和制造工藝，更有利于訓(xùn)練研究生返校后按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范闡述研究?jī)?nèi)容、驗(yàn)證和總結(jié)科學(xué)結(jié)論能力。

3 綜合實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)總結(jié)與展望

機(jī)電液系統(tǒng)測(cè)試、診斷與控制綜合實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)是以機(jī)械工程學(xué)科基礎(chǔ)理論為主線，構(gòu)建出的具有專業(yè)基礎(chǔ)理論的的課程科研教學(xué)平臺(tái)。以課程實(shí)踐為基礎(chǔ)，培養(yǎng)工程應(yīng)用能力及科研能力為過(guò)程，最終達(dá)到開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的目的。建立將多學(xué)科的實(shí)踐環(huán)節(jié)集成于同一綜合實(shí)踐平臺(tái)，有利于學(xué)科專業(yè)課程的交叉融合和相互支撐，使學(xué)生更能深刻理解課程內(nèi)容及綜合應(yīng)用。在建設(shè)過(guò)程中，我們將國(guó)家自然科學(xué)項(xiàng)目所提出的科學(xué)問(wèn)題進(jìn)過(guò)多年轉(zhuǎn)化為實(shí)際研究平臺(tái)，通過(guò)多屆研究生不同層次的努力證明：高校教師的教學(xué)不能僅限于課本的知識(shí)轉(zhuǎn)化，應(yīng)將自身的科研內(nèi)容帶入課堂，，使教學(xué)內(nèi)容得到補(bǔ)充和更新，再將開(kāi)發(fā)綜合、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目直接和開(kāi)展的科研工作掛鉤，使學(xué)生逐步地深入生產(chǎn)實(shí)際，使學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，才能在今后的學(xué)習(xí)中針對(duì)問(wèn)題找方法，從而解決問(wèn)題；在此過(guò)程中，不僅能夠培養(yǎng)出優(yōu)秀的學(xué)生，更能帶動(dòng)青年教師，有利于課題組申報(bào)高水平科研項(xiàng)目、培養(yǎng)高水平師資隊(duì)伍奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。針對(duì)提高專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)問(wèn)題，所提出的校外實(shí)踐模式有利于理工科研究生專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)重點(diǎn)是突出實(shí)驗(yàn)的專業(yè)思想和理論與實(shí)際的聯(lián)系，這樣有助于研究生在企業(yè)從事新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料、新產(chǎn)品研制開(kāi)發(fā)實(shí)踐中提出工程難題和關(guān)鍵技術(shù)作為自己的研究重點(diǎn)。在專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)全過(guò)程中應(yīng)始終營(yíng)造一種進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)品試驗(yàn)的環(huán)境和氛圍，強(qiáng)調(diào)建模仿真與實(shí)際求證相結(jié)合的分析方法，這樣有助于推進(jìn)從注重知識(shí)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)學(xué)習(xí)和能力訓(xùn)練并重、從注重考試成績(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q實(shí)際問(wèn)題能力的研究生培養(yǎng)模式改革。

4 結(jié) 語(yǔ)

以機(jī)械工程專業(yè)領(lǐng)域共性科學(xué)問(wèn)題以及核心技術(shù)構(gòu)建的機(jī)電液系統(tǒng)測(cè)試、診斷與控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能充分體現(xiàn)機(jī)械學(xué)科綜合性、交叉性和設(shè)計(jì)性特點(diǎn)，適合開(kāi)展研討式學(xué)習(xí)和案例啟發(fā)式教學(xué)，并為培養(yǎng)學(xué)生科研到工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)化提供實(shí)際實(shí)踐平臺(tái)。

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Construction of Comprehensive Practice Platform of Mechanical Electrical and Hydraulic System

LIUPei-jin,GULi-chen,LEIPeng,SUNYu

(Research Institute of Mechanical and Electronic Technology,Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055, China)

In view of the problems of lacking experimental procedures and less systematic and professional during the process of teaching and scientific research training for the mechanical engineering graduate students, the necessity of establishing comprehensive practice platform for system test, diagnosis and control of mechanical and electrical hydraulic for graduate students is analyzed in the first place. Secondly, it puts forward research mentality and technique about building outstanding professional core technology comprehensive practice platform, which is based on professional course system. Eventually, the feasibility and practicability of building comprehensive practice platform are illustrated by means of the research and development process, functional characteristics and application example of mechatronic and hydraulic system comprehensive practice platform.

mechanical engineering; experiments and research practice platform; professional course system; professional core technology; mechatronic and hydraulic system

2015-02-27

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51275375)；西安建筑科技大學(xué)支助研究生重點(diǎn)教改項(xiàng)目

劉沛津(1971-)，女，陜西西安人，博士，副教授，研究方向：機(jī)電液一體化技術(shù)。

Tel.：13909182791；E-mail:s343574357@126.com

TP 23

A

1006-7167(2016)01-0137-04