机械电子论文范例6篇

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机械电子论文

机械电子论文范文1

1.1广义节能的定义

作业效率的定义是工程机械在单位时间内的作业量。提高作业效率往往会降低节能性。因此要比较节能性要在相同的作业效率下比较,这样的结果才是可信的。由以上分析可知,节能不只是取决于功率传递的效率和功率供求两方的动态匹配,还决定于不同功率流之间的有效配合,作业效率高低也会影响节能效果。

1.2以柴油机为例的工程机械功率流控制现状

从能量转换的定义上分析,工程机械的工作过程是不同能量形式相互转换、传递和对外输出功率的过程。想要分析工程机械的节能效果就要分析其功率流。对于使用柴油机当做动力源的工程机械,输出的动力最终来自储存在柴油中的化学能。柴油机将柴油的化学能转换为机械能,以转速和转矩的形式表达出来。这是柴油机的基本能量转换过程。目前采用的柴油机节能方法是全程调速或电控喷油等控制技术,这些技术能够有效地改善柴油机工作性能,降低油耗。采用液压泵吸取柴油机的机械能并将其转变为液压能,以流量和压力的形式表现出来,一般采用恒定功率控制、压力切断、正流量控制等控制策略改善泵的工作性能。柴油机是能量的供方,而液压泵是能量的需方,实际工作中对柴油机和液压泵使用转速感应控制或功率极限载荷控制等方法,以改变二者联合工作时的高能耗现状。而液压泵与液压阀是流量的供求双方,其中液压泵供给流量而液压阀需求流量。具体工作过程是液压阀吸取液压泵输出的液压能,然后液压系统的压力和流量等被调节至合理值进而输送给相应的执行机构。这个过程中大多使用变化流量控制方法以协调运转多执行机构,有些情况也会使用LUDV技术从而减少并联回路中负载变化对流量分配的影响。在这个系统中,液压阀直接由操作者控制。因此,液压泵和液压阀是流量的供方和需方的关系。为了协调这种供需关系,大多使用负流量控制策略或负荷传感控制策略。液压阀输出液压进而被油缸或发动机吸收,并向外输出机械能,机械能以力和位移或转速和转矩的形式表现。这些机械能中的一部分或全部对外界载荷做功,执行机构对外载荷的有效做功组成了有效功率。这就是柴油机工作过程中的功率流过程分析。由此可见,现在的元件效率控制技术、子系统功率控制技术和部件功率控制技术不能协调整机进行节能分析,只能在自己工作范围内达到局部最优值。

2工程机械全局节能控制系统

2.1全局节能控制系统

全局节能对于加强机械工作性能,降低能耗具有重要意义。为了建立广义节能定义下的全局节能控制系统,要将整机和外界负载作为研究对象,并将节能目标设定为传统节能控制技术、多执行机构的协同控制以及作业效率,达到最优节能效果。为了方便对节能效果进行定量分析,可以定义全局节能指标如下:全局节能指标=对外有效功/(油耗×作业时间)=有效功率/油耗从以上定义式可以看出,全局节能指标指的是单位时间单位油耗的工况下机械对外输出的有效功。这个定义考虑了传统节能控制技术、多执行机构的协同控制以及作业效率三个方面的内容,能够全面地评价工程机械能耗特性。全局节能目标的实现可以划分为三个小目标,即协同作业目标,作业效率目标以及传统节能目标。每个小目标还可以再往下细化为系统目标,部件目标和元件目标,对工程机械里面每个部件的协同作业情况,作业效率情况和能耗情况进行实时的控制,从而达到实现全局节能的效果。

2.2全电控系统电子节能控制技术

传统的节能控制已经能够达到局部最优,因此要想取得更大的节能成果只能突破传统节能控制技术,可以从以下三个方面实现:①改变固定参数功率匹配方法,实现不同工况下的动态功率匹配;②使用作业模式识别技术,即在不同作业模式的动态功率分配系统;③以操控人员的操作意图为出发点,建立不同操作模式的作业效率管理系统。以上目标的实现可以通过全电控节能控制技术和分布式节能控制技术来改善传统节能控制效果。

2.2.1全电控节能控制技术

全电控节能控制技术的实现使用电控喷油柴油机和电比例液压泵、电比例控制阀、电比例液压发动机。在全电控的能量传递条件下能够达到硬件功能的最小化的效果,增加硬件的通用化程度,达到更深入的感知和更全面的智能控制效果。因为电控系统中的控制功能和专用功能是由系统软件实现的,所以在机械工作过程中根据实时工况和操作意图在线调节控制参数,实现参数匹配柔性化,以获取更好的、全面的、广泛的节能效果。

2.2.2分布式节能控制技术

全电控节能控制技术虽然能够实现对整机节能的控制,但是控制程序需要处理液压系统的实时压力信号,要求控制系统有很高的响应速度,目前技术水平仍然难以满足对压力信号实时处理的要求。为加快对机器运转数据处理速度,可以开发基于总线的液压泵控制器、液压阀控制器和发动机控制器,也就是说每个控制器都连接了高速总线,加快处理速度。发动机控制器根据发动机的实时工况数据和用户操作意图改变发动机喷油多少,并将处理数据输送到总线,同时从总线上收取其他控制器的控制命令;液压泵控制器和液压阀控制器也执行类似的操作。基于总线的分布式控制系统可以有效地增加控制信息的运算和传送速度,满足全电控节能控制系统对数据处理速度的要求。

3结论

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一、机械电子工程的发展与特征

(一)发展历程

在机械电子工程发展初期,主要体现为手工制作,生产力水平较低,资源技术等对其发展产生制约。为了提升生产效率,逐渐朝着机械工业方向发展。在生产线阶段,机械工程己逐渐发展到流水线生产,实现标准化大批量生产,.这一生产模式使劳动力得到解放,生产力水平大大提升,同时生产效率也得到提高。但是仍然存在一些不足,比如,部分生产仍就以进口为主,生产成本较大,在市场方面缺少适应力舀灵活性较差,难以满足不断变化的市场需求。

在机械电子产业发展阶段中,产品生产能够适应市场的需求,对于不断变化的产品需求产业化发展能够满足。

(二)机械电子工程主要特征

机械电子工程是复杂综合性学科,同各类学科之间都有着密切的联系。机械电子工程发展要以计算机、电子以及机械为基础,结合其他学科做出合理、科学的设计。在设计的过程中,要求每一个模块都能够实现有机结合,进而使得各个模块都能将其最大优势发挥出来。机械电子产品内部结构简单明了,并不复杂,无需复杂原件的投入,这样能在一定程度上使产品性能得到提升,进而扩大消费市场,

二、人工智能简述

人工智能是一门复杂,并且综合性较强的学科,所涉及到的学科比较多。也可以说,21世纪人工智能是最伟大学科之一。人工智能实现了对人的智能模拟,并且能通过计算机使认得智能化得到进一步的延伸,人工智能这门学科有着较好的发展潜力。人工智能在发展的过程中主要经历下列几个阶段。

初步阶段。人工智能在17世纪开始发生萌芽,法国在这一阶段成功诞生世界上的第一部计算机,这一计算器只是单纯的能进行加法简单运算,但是仍就轰动世界,进而在世界范围内,对这项技术开始进一步研究。在最初阶段,人工智能并没有明显的进展,主要是在实践的过程中积累与总结知识,这为今后人工智能发展奠定坚实的基础。

发展初始阶段。美国人在二十世纪首次提出人工智能专业用语。在这个发展阶段,人工智能主要以证明与阐释为主要体现,在这一时期对于人工智能的研究就是首要任务。

发展起伏阶段。随着人们对于人工智能的不断深入研究,人工智能也处于持续的发展阶段,但是在实践过程中发现,要想使人工智能模仿和人类思维同步是非常困难的。大部分对于人工智能的科学研究仅仅是停留于简单映射层面,.对于逻辑思维的研究仍就没有突破性进展。不论怎么说,在发展的起伏阶段,人功能智能也在发展中得到了技术创新,特别是在系统方面、计算机机器人以及语言掌握方面取得了较大的成就.

起伏阶段发展以后。在这一阶段,人工智能的相关研究得到了发展,尤其是第五届国际人工智能联合会议的召开,人工智能逐渐朝着知识层面的方向发展,大部分的人工智能研都会结合相应的知识工程,在这个阶段中,人工智能发展的高度是前所未有的,在一定程度上促进了人工智能应用于实际工程中。

稳步发展阶段。随着互联网技术的快速发展,对于人工智能研究方向发生重大转变,由原本的单一主体朝着集中统一主体的方向发展。关于人工智能在实际中的运用以及研究,受到了互联网技术的影响。网络的普及与快速发展,在一定程度上促进了信息化的发展,信息在传送方面发生率重大性变革。在人们逐渐进入信息化社会后,在信息有效处理方面人工智能的发展起到了重要的作用,在模拟设计方面,机械电子工程的发展需要人工智能的大力支持。

三、机械电子工程与人工智能之间的关系

随着我国社会经济的持续发展,社会不断的进步,对于信息人们越来越重视。在21世纪,互联网技术得到快速发展,同时信息的传递也逐渐注入新鲜血液。互联网应用的普及说明人们正朝着信息时代的方向迈进,在社会逐步信息化以后,更加需要有人工智能这一技术的支持,特别是机械电子工程发展中有着重要作用,机械电子系统本身缺少一定的稳定性,这样在机械电子工程设计方面就有着较大阻碍存在。在现代社会中,信息的处理量持续增大,并且较为复杂,有些时候需要同时对不同类型的信息进行处理,所以需要采取人工智能的支持才能完成信息处理。人工智能主要包含模糊推理系统、神经网络系统这种两种方法。神经网络系统倾向于对人脑结构的综合分析,模糊推理系统更加重视对于语言信号的分析与理解。随着现代社会的发展,仅仅采取单一的人工智能方法,明显己经无法适应目前社会中不断变化的市场需求,所以,对于人工智能相关问题的研究正逐渐朝着多方位、全面的人工智能方向转变。多方位全面人工智能系统通过模糊推理系统和神经网络系统相互统一的方式,扬长补短,将二者有效的结合起来,使得二者的优势得到最大程度的发挥。

总结

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1.1设计原理

机械总轴传动系统是一个以机械长轴为各个独立的驱动单元提供动力的系统,机械总轴系统中,由于各个连接装置的阻尼系统,弹性系数,衰减系统等参数取决于机械总轴本身,这些参数不容易更改,机械总轴的传动范围和距离都会受到总轴本身的制约,系统一旦建成,系统修改必然需要进行机械部分的改动,使得机械总轴在各个方面的应用受到了限制。而电子虚拟总轴控制方式,其控制原理图如图所示,它真实地模拟了机械总轴的物理特性,得出与机械总轴相似的运动同步特性,由于虚拟总轴部分采用软件实现,相对于机械总轴,更容易调节系统的参数,使系统不需要进行大修改就能适用于更多的场合,且通过参数调节,可以避免系统发生谐振现象。每个分区单元均为独立的驱动器单元,通过简单的线路连接即可实现系统的增容,使系统的扩展变得简单,具有较大的灵活性。虚拟总轴输入信号经过虚拟总轴作用后,得出单元驱动器的参考信号,即参考输入线速度和参考位置,将参考输入线速度和参考位置发送给驱动器,驱动器将接收到一致的信号。驱动器以编码器作为当前自身速度和位置的采集装置,不断对自身的线速度和位置进行速度和位置上的调整,永远跟踪虚拟总轴的速度和位置。每个驱动器均采取此方式跟踪虚拟总轴,从而实现众多电机的同步运行。各个驱动单元之间没有耦合,任一单元的扰动不会影响其他单元的工作状态,当单个电机发生扰动时,驱动器会根据电机输出量的反馈值进行速度和位置的调整,保证电机从速度和位置上跟随虚拟总轴,从而消除电机运行扰动。

1.2变频器的硬件设置和参数设置

控制器PLC-200与西门子变频器MM440之间采用数字量I/O和模拟量I/O连接作为控制手段,变频器采用数字量I/O控制正反转,模拟量I/O控制速度,模拟量输出为标准电压为0~10V,对应变频器控制电压速度为设定值P1080~P1082,即0~50Hz即0~1415r/min。当正传控制端Q0.0或反转控制端Q0.1口为1,且模拟量输出不为0时,电机启动,方向由控制端口决定,当正反转端口同时为1时,电机自由停车,相当于没有输出状态。另外,当I0.2为1时,表示变频器处于故障状态,此状态会反映到PLC-200,继而反映到上位机。当接线完成后,还必须对变频器内部参数进行设置,由于使用的电机为三相异步电动机,另外变频器外接制动电阻。

2实验与结果分析

2.1实验平台

是以本论文中的同步控制系统作为控制系统,控制对象是三台卷扬机和三个吊杆组成的简易平台,吊杆加上不同重量的砝码来模拟在同步控制过程中负载大小不同的场景。

2.2实验步骤

1)把两个电机所驱动的横杆移动到0位并调节两杆处于平衡状态。

2)把配重100kg放到2号电机所驱动的吊杆上,1号电机驱动的吊杆无配重

3)从上位机设置参数,令2台电机按0.09m/s的速度从0mm走到1500mm,然后再从1500mm回到0mm。从上升和下降角度来分辨电机是否实现同步。

4)利用PLC-200监控软件以800ms的采样频率监控编码器数据,并将其转换为毫米数后记录于表格上。

5)实验数据分析,并把表格数据绘制成图,观察是否达到同步效果。

2.3实验结果

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关键词: 行业特色; 高校; 文献; 获取

中图分类号: G633.51 文献标识码: A 文章编号: 1009-8631(2013)03-0040-02

一、行业特色高校及读者文献需求

行业特色高校大多源于上世纪50年代院系调整时出现的,主要根据国民经济建设的需要整合了全国高校有关专业组建的单科性院校发展起来的。行业特色高校原来由行业管理,后因管理体制的变化,从行业中分离出来,但仍然具有显著行业办学特色与突出的学科优势。[1]行业特色高校读者主要指此类高校教学科研师生。南理工从哈军工炮兵系分建而来,历经国防科委、兵器工业部、机械电子工业部、兵器工业总公司、国防科工委等部委管理,现直属工业和信息化部,具有兵器科学与技术等特色学科和专业,是一所典型的具有行业背景的特色型高校。

行业特色高校在行业科技和学科特色化办学过程中、专业设置等因素影响下,出于自身发展需要,高校依旧保持行业办学的鲜明特色,继续承担着行业技术创新和产业技术升级改造的任务,其教学、人才培养及科研课题、技术研发的重点依然主要围绕和服务于行业发展需要。因此行业特色高校教学科研师生对文献需求主要围绕本校优势学科进行,对文献资源需求也具有鲜明的行业特色。[2]

二、南理工图书馆馆藏资源情况

1.基本馆藏资源

南理工图书馆馆藏资源包括馆藏书刊、中文数据库、外文数据库、多媒体资料、本校学位论文、非书资料平台、CALIS外文期刊网、机构知识库、本馆特色资源等,以教学参考书、科研用书为主体,基本覆盖了学校各个学科专业,如机械工程、化学化工、通信工程、自动化、材料科学与工程、经管与人文、法学等。截止2012年底,馆藏纸质文献中外文图书、中外文期刊213余万册(件),中外文报纸100余种。电子文献资源有100多个中英文电子文献数据库,中外文电子文献(含电子图书、期刊、科技报告、会议录、标准、学位论文等)600余万种。

2.馆藏资源特点

南理工图书馆馆藏资源建设相对集中于兵器行业核心。学校兵器科学与技术学科排名全国第一,作为学校特色学科,馆藏资源的特点集中表现在对兵器类文献资源的采集和收藏,在兵器学科领域积累大量特有的文献全文资源,形成了丰富的兵器类文献资源,其种类和册数的拥有量以及文献收藏的时间跨度都位居前列,这是学校在多年行业办学过程中积累的优势文献资源,为学校创新发展和人才培养提供了重要的支撑基础。

3.特色馆藏资源

南理工图书馆通过长期的建设与发展,构建了集多种文献类型、多种载体为一体、纸质及电子资源相互补充、自建资源与共建资源共同发展、相关学科资源协调发展的军工文献信息保障体系。目前,收藏有中外文纸本型军工文献共6200余种,1.5万余册,相关电子数据库资源50余个,主要涉及兵器、航空、航天、军工电子、核能及船舶六大领域,包括国家军用标准数据库以及自建国防科技文献特色数据库等数字化文献资源系统。作为中国兵工学会全国唯一一所文献定点收藏单位,实现了中国兵工学会及其分支机构产生的纸质及电子文献资源的全套完整收藏。特藏中国兵工学会主办和出版的十几种科技或科普期刊,及其下属40余个专业委员会所主办学术会议的会议论文集。

三、文献原文获取途径分析

通过对行业特色高校师生对文献需求分析,可以看出,此类读者需要具有自身行业特色的文献。为满足行业特色高校教学科研师生对文献的需求,不仅需要基本的常规途径和方法,而且需要建立新的途径。

1.本馆资源使用

(1)查阅图书馆的纸质文献

尽管数字图书馆迅速发展,数字资源比例不断加大,但纸质文献仍会长期存在。读者可根据书名、期刊名称、论文名称或掌握的其它相关信息,通过南理工图书馆主页上的馆藏目录检索系统进行查询。还可通过“南京城东高校图书馆联合体”进行查阅,可实现馆际间的纸质图书通借通还。

(2)利用图书馆的数字资源获取原文

高校图书馆数字资源的建设与高校的学科类型密切相关,因此各所高校的数字资源各有特色。南理工的数据库资源能兼顾各学科需要。进行外文文献检索时,读者可先通过SwetsWise外文电子资源整合平台中的篇名查找功能可以检索到相关匹配文章并直接链接到全文(若学校已购买此全文)。

(3)馆际互借及文献传递

信息量的无限增长,读者自身需求的变化以及经费因素的制约,任何图书馆都无法依靠自身的资源来完全满足读者的需求,借助于资源共享馆际互借系统,可弥补单一图书馆数字资源的不足,很多需求就可以得到解决。[3]

南理工的读者可通过下列途径获取本校未购买文献原文。1)国家图书馆。2)中国高等教育文献保障系统(简称CALIS)。3)中国高校人文社会科学文献中心(简称CASHL)。4)读秀知识库。由海量全文数据及资料基本信息组成的超大型数据库。

(4)网络免费资源

在信息高速发达的今天,网络免费资源也是读者获取文献的重要途径。以下为笔者在日常工作中经常使用的几种方法:一是利用Google 等搜索引擎来获取文献全文。二是利用电子论坛获取原文。综合性学术论坛如博研联盟等;专业学科性的论坛如中国科学论文在线系统等。三是利用国内外专利网站。如中国国家知识产权局、美国专利、欧洲专利局等。四是E-mail作者。EI、SCI 等文摘型数据库均提供作者的E-mail地址,这为向作者索取原文提供了方便。

2.其它途径

行业特色高校的特点就是与行业联系紧密,行业高校或研究所等都注重自身特色馆藏资源建设,因此行业特色高校图书馆应加强与同类高校或行业研究所等馆藏机构合作,通过建立行业性图书馆联盟建立良好沟通合作机制,促进馆藏资源利用和共享,以满足本校师生对文献资源的获取需求,促进学校教学和科研发展。[4]

在兵器行业领域,如北理工、中北大学、北方科技信息研究所,西安近代化学研究所(兵器工业204所)等,都积累了具有行业自身特色文献资源。中北大学自建数据库,如兵器科技视频、机构、专家、图片、专著、学术论文等数据库。北方科技信息研究所,隶属于中国兵器工业集团公司,是兵器行业唯一从事科技信息和图书出版的研究所,文献资源建设突出兵器和国防特色,馆藏资源100万册(件),兵器科技出版刊物包括专业核心期刊《情报理论与实践》和《计算机集成制造系统》,以及《现代兵器》、《机器人技术与应用》、《电脑自做》等科技读物。西安近代化学研究所(兵器工业204所)技术图书馆经过多年积累,收集以化学化工、火炸药领域的为主,兼有其它各类专业书籍及国内外各类专业会议论文集。与火炸药专业有关的其它各类技术报告、专利等2万余册。历史悠久、馆藏系统文献资料参考价值极高。对兵器火炸药行业科研生产起到重要作用。

这些单位资源丰富,可以“服务国防、资源互补”为目标,依托成熟的系统平台,充分利用各成员馆藏资源和便捷的网络环境,建立原文传递、馆际互借、资源协调中心,帮助读者方便、快捷地获取更多优质文献资源,为教学科研师生服务。

四、结束语

随着信息时代的发展,行业特色高校读者对文献资源需求和利用将更加广泛和深入,将不再满足于图书馆提供的一般性文献获取服务,图书馆应建立高效的机制,提供问题解决的核心内容方案,及多途径便利获取文献原文的途径。因此行业特色高校图书馆,不仅要加强特色资源的建设,更要建立广泛获取同行业机构文献资源的有利途径和方法,做到服务个性化、机制便利化、途径多样化,满足不同层次需求,适应行业特色高校发展的需要,为行业特色高校读者提供比较专门、系统、完整的服务。

参考文献:

[1] 李爱民.行业特色型高校研究现状评述[J].中国高校科技,2012,(10):54-57.

[2] 张长宽.行业特色高校如何实现可持续发展[N].中国教育报,2008-01-21(006).