机电综合实验系统的建设与实践研究

牛军

摘 要： 本文主要介绍通过运用少量资金建设系统化的工业等级机电综合实验系统的最佳方式，并通过综合分析使用建设的必要性、具体应用、使用优势内容，使综合实验系统建设更加特色化，发挥最优效果，优化实验教学过程，提高学生的知识掌握能力，带动学科产业化发展进程。

关键词： 机电综合 实验系统 建设与实践 研究

为有效提高设备的投资及利用效率，在实验室建设投资过程中，需要在考虑社会效益和经济效益的前提下，做好投资对学科建设的基本需求评定。可以让有限的资金发挥最大优势，创造出最大利益价值，最终让投资更具特色性，简化机械系统设计，并在综合机电发展中体现其优势，简化机械系统的具体设计流程，通过运用少数量的电子技术，精准地控制机械系统，最终改善系统的运行品质，降低成本。

一、机电综合系统建设的必要性

目前机电综合系统的应用已成为当前机电人才培养的重要基地，同时机械类宽口径培养方案的出台及实施，根据调查获悉，目前机械工程的电子专业已然成为新的人才培养方向，并获得广大教育工作者的认同。鉴于实验教学作为工科教学的关键性教学环节，实验场地与设备的优化建设已然成为当前办学的必备条件，但是目前建设中获悉机电综合实验条件还不能达到既定要求，主要体现在以下几个方面：第一，设计性实验项目偏少；第二，综合性实验项目偏少；第三，实验性项目少，必然导致教学精细度低，很多细节内容无法触及；第四，与此同时开出的实验设备数目随之减少，故此，不利于提高机体综合性人才的素养。基于此，加强机电综合实验建设变得势在必行。但是由于实验项目较多，因此资金缺口较大，因此有效利用现有资源解决投资问题变得尤为重要，并将成为实验室建设中有待解决的问题。

二、教学系统的建设与应用

（一）基本教师实验建设要求

实验系统局部建设中，学生可以通过知识开展多项局部实验。如可以借助接口实验、测试实验和数据分析等实验项目控制整个实验过程。在系统化模块结构中，学生在情趣获悉各个电器和机械模块接口规范的过程中契合具体设计学原理，并通过实验逐步获悉机电系统中各个模块间的相互影响关系。机电综合实验主要是让学生对伺服系统有初步了解，通过实验学生不仅能清楚地了解整个机电系统的组成原理和控制原理等内容，更能在输入控制命令后，通过采样分析输出状况，获得机械平台对控制命令的具体响应状况，然后手动调整或者修改控制系统的PID参数，进而改变系统的整体控制性能，让细节工作台的输出响应得到新的调整，并通过优化系统状况，让输出平台得到改善。综合实验中，学生通过分解控制对象，在观察分解后系统运动变化发展状况的基础上，不断分析变化产生的原因。或者通过调查和改变伺服控制参数、实验系统等相关数据指标，对适用机电车控系统的底层构造和技术特征做基本探究，以上操作是无法利用整套产品完成的。故需借助局域网络技术，在试验终端组多名学生共同努力下设计出独立的控制程序，然后将这些内容全部下载到工控机与伺服系统内，通过独立观看、分析编制、控制程序等，满足执行效果。

（二）自选设计性实验

学生可以在此期间借助已经有实验模块，选择自我控制的对象，借此构造出小型测控系统，其中包括温度控制、轨迹控制，学生能够在此期间设计并且制造出电梯实验模型和电路控制系统，并将上述系统全部应用在教学实验过程中。部分学生对这类实用性实验技术产生比较浓厚的学习兴趣，故会在课下积极主动地查阅资料，目的是扩大自己的知识面。

三、综合实践系统建设的利

综合实验系统的建设标准需要达到适用性工业化技术标准，所以单次投资加大。综合性实验系统需要自己进行设计、选材和安装，因而技术含量较高，建设任务较重，相较于成套产品添置有较大的难度，并且风险性比较大。由于综合实践系统具有的柔性和模块化结构，能够随时随地重新组合或者添加新模块，并在此期间整修或者调整部门模块，最终适应科研论证的要求。该系统在满足实践教学活动的前提下，对科研或者对外服务等方面有新的要求，故此有如下的优越性：

第一，能够提供十几种不同的实施方案，最终在丰富教学环节和教学内容的前提下，服务教学活动，并将服务应用于科研及对外技术。第二，打破传统实验教学新模式，学生在实验过程中能够获得教学的实验知识和技能，培养学生对知识的综合运用能力。第三，技术的发展与推进，带来综合实验系统不断升级和完善，有效规避单台设备落后带来的整体设备落后或者问题，最终导致大部分零件保有使用功能，整体机器被报废。

工业技术等级设计基础上，开展机电综合实验系统安装和制作的建设方案，是推进机电实验室建设的基础，不仅有利于提高教学质量及获取短期投资效益，还能在此基础上加快科研论证速度，最终有助于推荐学科建设，让高效的实验条件更能满足教学活动需求，提高人才质量，让人才不仅掌握理论知识，更能将理论知识应用到实际生活和生产中。

参考文献：

[1]阮源萍，章慧.强化研究技能训练与创新实践能力培养——《研究生综合实验》课程介绍[A].中国化学会第27届学术年会第17分会场摘要集[C]，2010.

[2]王华香.以“任务为驱动”的高校实验教学模式研究[J].徐州工程学院学报，2006.08.

[3]鞠勇.面向实际工程应用的PLC实验室建设[J].实验室研究与探索，2002（01）.

[4]沈世斌.对提高实验教学质量的思考[J].南京工程学院学报（社会科学版），2004（01）.

[5]吕明，黄学辉.水中和.综合性、设计性、探究性实验与学生创新能力的培养[J].中国水运（学术版），2007（11）.