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1寬頻帶、多波段、離功率
當前和將來對電子設備的其它要求是:(1)寬頻帶,如要求射電望遠鏡的工作頻率從200MHz到8.8GHz,甚至更寬;(2)多波段,如要求同一天線可工作在幾個波段;(3)高功率,如衛星上的設備,則希望在體積不變的情況下,發射功率盡可能的大。這三個要求給電子設備的設計與制造帶來了新的問題和更大的難度。辟如,場耦合關系更加復雜,加工精度要求更高,需要進行新材料、新結構與新理論的探索和研究。
2離密度、小型化
電子設備正向著體積更小、密度更大、功耗更低的方向發展,如電子設備組裝的密度越來越大,而且由二維組裝向三維組裝的方向發展。與此相應地,設備的體積卻越來越小。
3智能化
即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能,設置智能I/O接口和智能工藝數據庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展,為電子機械技術發展開辟了廣闊天地。
4快速響應與準確定位
對設備的機動性與反應速度的要求也越來越高,而且在要求快速跟蹤的同時,還應能夠精確定位。例如,某艦載雷達天線座與穩定平臺,要求其具有極高的快速性、低速平穩性以及定位精確性。
5數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求電子機械技術產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
6集成化
集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合,又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率,應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次,使系統功能分散,并使各部分協調而又安全地運轉。然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來,使其性能最優、功能最強67網絡化
由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是電子機械技術產品,現場總線和局域網技術,使家用電器網絡化成為可能,利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統,使人們在家里可充分享受各種髙技術帶來的好處。因此機電一體化產品夫疑應朝網絡化方向發展。
8人性化
電子機械技術產品的最終使用對象是人,如何給電子機械技術產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要,電子機械技術產品除了完善的性能外,還要求在色彩、造型等方面與環境相協調,使用這些產品,對人來說還是一種藝術享受,如家用機器人的最髙境界就是人機一體化。
電子機械技術的創新,對于現代機械設備的科學應用與管理都是具有重要作用的,同時機械設備應用技術的科學創新也是有一定促進作用的。電子機械技術與機械設備應用技術是相互影響、相互促進的關系,兩者之間的科學創新是建立在現代科學技術應用的基礎上,并結合和借鑒世界先機的技術理論,才能有效保證兩者的共同科學創新發展。
關鍵詞:航空電子 設備故障 診斷
0引言
當今的軍事領域,對武器裝備的可靠性、保障性和可維修性有了更高的要求,而且隨著現代工業及科學技術的迅速發展,特別是計算機技術的發展,設備的結構越來越復雜,自動化程度也越來越高,不僅同一設備的不同部分之間互相關聯,緊密耦合,而且不同設備之間也存在著緊密的聯系,在運行過程中形成一個整體。因此,一處故障可能引起一系列連鎖反應,導致整個設備甚至整個過程不能正常運行, 輕者造成停機,重者會產生嚴重的后果甚至災難性的人員傷亡,這就要求現代設備系統具有很高的安全性和可靠性。目前,設備的狀態監測與故障診斷已成為現代航空、航天和國防建設中的重要內容,不容忽視。
1、航空設備故障預測和健康管理系統
由于航空設備的特殊性,其故障預測和健康管理系統原則上應分為機載部分和地面部分,機載部分的功能與地面部分的功能顯然應有所區別。飛機在執行任務的過程中,機載部分自動進行狀態監控和管理,自動記錄和分析飛機及各系統的狀態,并進行狀態的預測、故障的檢測和隔離,根據預測和狀態信息完成系統重構,上述信息可在空中通過無線通信傳遞給地面保障中心系統或存儲在黑匣子內;地面部分則側重于維修決策,根據信息進一步確定故障部位,制定維修方案。根據機載部分和地面部分特點,機載部分應具有以下功能:狀態監測功能,數據存儲功能,分系統功能級故障預測功能,提供分系統故障對飛行任務的影響評估或警示。地面部分的功能應具有以下特點:數據傳輸與存儲功能,狀態顯示功能,分系統功能級故障診斷與分系統部件級故障診斷功能,提出維修方案和維修規范。故障診斷系統是根據診斷對象故障的特點,利用現有的故障診斷技術研制而成的自動化診斷裝置。故障診斷的各種理論與方法的研究最終都必須落實到具體的診斷裝置或診斷系統的研制上,只有診斷系統的研制成功才能產生真正的經濟效益。
2、NFF的診斷與排除
在航空維修工作中經常會碰到這樣的情況:飛行員反映空中出現某個故障,但地面檢查中卻不能復現;機務準備通電中發現某機件有故障,但再次通電時故障現象消失;甚至有些諸如“轉速急降”的危險性信號都是時有時無,給地勤人員排故造成很大困難。實際上,這就是所謂的“未發現故障”(NOFault found,NFF),它是航空維修工作中較為常見的一個問題。
進行NFF的診斷,需要預先收集大量的相關信息、資料和統計數據等。電子產品或設備的性能特征如電流、電壓、電阻等是反映其正?;蚬收蠣顟B的重要參數,通過監測這些本質參數的變化來發現故障,已成為當前應用最廣泛、置信度最高的故障診斷方法。典型的方法包括電子產品的機上測試(BIT)以及非電子產品功能系統的故障診斷等。在航空裝備維護工作中經常測量大量的電壓、電阻等數據,基于本質參數的方法可以用在目前對監測發動機工作狀態的各種傳感器進行NFF預測與健康管理,這些傳感器包括滑油溫度傳感器、滑油壓力傳感器、金屬屑傳感器等。它們用電壓、電阻等形式隨時檢測發動機相關工作狀態,評價發動機性能指標,有時的自身失效或工作狀態變化就會導致發動機誤報故障或發生NFF。將這些數據分門別類加以統計,用時間序列分析方法建立差分方程形式的數學模型,再根據模型或得出的曲線趨勢圖進行分析研究,可較好地掌握機件設備的歷史工作狀況,發現或預防NFF,并對下一步的工作做出維修建議,成為當前航空裝備保障的新趨勢。
隨著飛機的更新換代和使用時間的增長,要重點關注導航系統、飛控系統和其它自動控制系統電子設備故障和老舊飛機線路引起的潛在性、危險性故障。因此,為了預防或減少NFF的發生,應采取以下措施手段:表面引發的偶然故障是由根本的故障缺陷導致的,因此生產商首先應努力克服硬件或軟件的設計缺陷,將故障隱患降到最低限度。
建立相關的數據庫,將容易發生NFF的故障進行技術統計分析,以便在某些工作時機根據對該機件的性能檢測決定是否提前更換該件,從而降低NFF的發生。出現重要系統、重要故障時,要全面、系統地分析故障發生時的環境特點及飛機所處高度、速度、姿態等參數,及時檢測線路,認真研究電路圖。尤其應加強空地之間的聯系和信息交換,確定該設備是否空地使用不一致或不同,以便能創造故障復現的條件。
3、結論與展望
3.1新的故障診斷方法的研究
主要是將一些新的理論應用到電子設備的故障診斷之中。如小波變換方法,信息融合方法及基于Agent的診斷方法等。隨著新理論的不斷發展,這方面的工作仍是故障診斷的重要內容之一。
3.2故障信息獲取的手段和方法的研究
故障信息的準確獲取是故障診斷是否成功的關鍵之一。像多傳感器信息融合在故障診斷中的應用,一個重要的方面就是如何從不同角度獲取故障信息。對電子設備來說,除了電壓和溫度信號外,能否從其它方面獲得故障信息,如電磁場信息等,這也是有待深入研究的內容之一。
3.3遠程故障診斷的研究
在軍事領域,如果各種戰傷的武器設備在現場夠得到及時的維修,對提高裝備的戰斗出動強度、補充戰斗實力和保持一定的持續戰斗力都有重要的意義。而現在的戰傷搶修都是由專業的維修人員在野戰條件下就地組織實施。利用遠程故障專家系統可以獲得遠離戰場的專家的指導,有效地提高維修效率和速度。故障診斷是一門實用性很強的技術,因此只有在實際應用中才能體現它的價值。
目前在理論研究方面雖有不少進展,但真正在工程實踐中成功應用的實例還較少。特別是真正實用準確的電子設備故障診斷系統。因此,如何將先進的故障診斷理論與方法應用到實際中去還有待深入的研究。再者對于一個大型復雜航空電子設備進行故障診斷分析時,傳統故障診斷和智能故障診斷技術必須是相互彌補。只有這樣以傳統故障診斷技術為基礎,綜合利用智能故障診斷技術,構造高效而智能化的故障診斷平臺,才是大型航空電子設備診斷和維修的一個很有前途的發展方向。
參考文獻:
[1]朱大奇.基于知識的故障診斷方法綜述[J].安徽工業大學學報,2002,19.
電子信息技術是研究信息產生、采集、存儲、變換、傳遞、處理過程及廣泛利用的新興科技領域。電子信息技術的應用主要是通過計算機的軟件、硬件、應用程序的開發、通訊和網絡等技術形式實現的。隨著以計算機為代表的現代信息技術的進步與發展,電子信息技術的應用范圍在不斷擴大,在很大程度上改變了人們生產、工作和生活的方式,農業生產也不例外。電子信息技術作為全球發展最快的現代科技之一,將其應用在農業機械等領域,將會在很大程度上優化農業信息資源的處理和應用效率與流程,更好的指導現代農業的生產與銷售,對促進我國農業的信息化、現代化將會起到不可替代的作用。
2電子信息技術在農業機械應用中存在的問題
2.1對電子信息技術在農業機械領域的應用不夠重視
目前,雖然很多組織和人員已經認識到了電子信息技術對我國現代農業發展的重要作用和意義,但是電子信息技術的應用主要體現在農業網站建設、農業氣象預報等領域,對于電子信息技術在農業機械領域的應用還不夠重視,缺乏細致、深入的研究,使得電子信息技術對我國現代農業的促進作用未能充分發揮出來,形成了我國目前與發達國家之間在農業機械信息化方面的較大差距,這已經成為目前需要亟待解決的問題。
2.2對農業機械信息化的研究和投入相對不足
電子信息技術屬于高新技術,尤其是在農業機械領域的應用,需要投入大量的資金和實驗設備作保障,并配備大量研究型和技術型的高素質人才。從目前看來,我國目前在該方面的投入還是遠遠不夠的,也就在一定程度上限制了農業機械信息化的研究范圍和研究深度。
2.3技術研究與實際應用相脫節
與發達國家相比,我國農業機械的信息化水平低、技術更新緩慢、實用性不強等問題在很大程度上制約了農業機械的生產效率和綜合職能的發揮。具體說來,這與相關技術研究與農業機械的實際應用相脫節有很大的關系。例如,很多農業機械只適合在我國的平原地區使用,而對于丘陵或山地地區農業機械的信息技術的研究成果相對較少,不利于在更大范圍上對農民和農業問題的指導。
3電子信息技術在農業機械上的具體應用
農業機械的信息化、智能化需要大量不同類型的信息采集傳感器,進而建立農業機械各個部件之間的通信,更好的滿足農業機械在各種工作環境和結構設計中的不同需求。同時,很多機械在設計與裝配環節需要電子、信息、機械、管理等多種學科技術的集成支持。具體到電子信息技術在農業機械上的應用,主要有以下四點。
3.1農業機械內部的電子裝備技術
電子裝配技術已經在西方國家的大中型農業機械上得到了廣泛的應用,如在機械內部電子監視與控制系統中的應用等。目前,拖拉機等現代農業機械的電子信息化技術越來越趨向于智能化、網絡化,分布式控制技術得到了有效發展。對于一些大型拖拉機等現代農業機械來說,其內部系統涉及到ECU(電子控制單元),實際上是一個智能化的計算機控制終端,具有獨立的信息處理與控制功能和標準設計的接口,使用了網絡通信協議和控制局域網絡等技術。
3.2農業機械間的總線通信技術
隨著以拖拉機為代表的各種農業機械上智能化電子控制單元的發展,迫切需要將其實現標準化和通用化的設計。通常情況下,可以在農業機械的駕駛室內安裝適用于不同機型的通用型的智能顯示終端,并通過光纖電纜或雙絞線來構筑數據通信線路。它是基于CAN總線技術的串行總線結構,各種農業機械的部件和電子控制單元都被設計成具有與總線掛接的標準接口,這樣可以保證農業機械內部的各個ECU都能夠實現與中央控制器及其顯示部件之間的信息交換,并準確、及時的接受相關控制命令。同時,標準接口也有助于不同農業機械或零部件之間的信息數據的傳遞和交換,這對農業機械之間、農業機械中央控制器與農場計算機之間的串行通信顯然是非常有利的。為了充分保證以拖拉機為代表的農業機械在電子系統內部具有更好的兼容性和通用性,需要在行業內部構建具有通用性質的總線通信設計標準,這對農業機械用戶在更大范圍內乃至全球市場的采購提供了可能,也便于不同農業機械之間的配套連接與使用。通用標準的建立,對農業機械制造商也是非常有利的,它可以使廠家將關注的中心只放在ECU用戶一側與機器控制相關的設計或者建立具有閉環性質的控制系統,不需要制造廠全面了解不同設備之間、不同設備與不同部件之間的接口配套問題。從上世紀末開始,國際化標準組織就開始致力于國際標準的制定工作,拖拉機的國際標準的制定主要是以DIN9684為基礎的。
3.3機群調度與管理決策支持技術
在西方的一些大型農場,已實現了農場辦公室計算機與移動作業機械間無線連接,開始建立通過無線通信進行數據交換的管理信息系統。這就可以使得管理者通過農場管理中心的計算機對在田間作業的農業機械進行隨著的監控和管理,對于田間作業數據等資料可以進行遠程調用,并直接存入相應的數據庫中,大大提高了數據采集、分析與應用的效率。例如,管理者可以借助計算機的信息處理、專家知識庫等技術對農業生產進行科學的決策和管理,制定詳細的農業生產方案,并通過無線通信技術傳遞給田間作業的農業機械,當機械發生故障時,機械使用者也可以借助于計算機分析功能和診斷技術,采取有針對性的處理程序。
3.4人機接口技術
無論是傳統農業機械還是現代農業機械,都離不開人的操作和控制。目前,農業機械駕駛室中的儀表盤開始逐漸退出歷史舞臺,有逐步被電子監視儀取代的歷史趨勢,即變單一的數據顯示方式為智能化顯示終端的信息顯示,這對改進人與機器的交互界面是非常有幫助的。目前,智能化顯示終端已經代表了農業機械儀器及其控制裝置發展的方向和主流,也被稱作是虛擬化的儀器顯示終端,實際上是帶有液晶顯示器的計算機裝置。它可以根據機械操作者的各種要求,通過屏幕顯示農業機械的不同子系統的終端信息,并通過數據庫技術,對相關圖形、數據等多媒體信息進行有效顯示;同時,智能化顯示終端可以對田間信息等進行動態、及時的智能存儲,便于在辦公室內通過相應的計算機軟件對相關信息進行分析,以便更好的進行田間管理和農業機械在技術和應用上的改進。
4加強電子信息技術在農業機械發展中應用的對策與措施
4.1強化農民的信息意識和農業機械應用能力
作為現代農業的踐行者,新時期的農民也只有不斷提高自身的知識水平,增強農業機械的應用能力,才能使自己更好的適應現代農業的各項要求。因此,相關部門要結合當地農民的知識和技能現狀,通過有針對性的教育與培訓活動,做好農業機械的后續維修等服務活動,一是要增強農民的信息化意識,降低現代農業機械在農村市場推廣的難度,二是提高農民對現代信息化農業機械的應用能力,避免農民擔心用不了現代農業機械等問題,全面提升農民的綜合素質。
4.2加大農業機械信息化的科研與開發投入
目前,電子信息技術雖然在農業機械應用領域取得了一定的科研成果,但是相對于發達國家的機械化水平還是遠遠不夠的。因此,國家相關部門應當加大對高校等科研機構的投入,使電子信息技術能夠在我國農業機械的科研方面發揮更大的作用。
4.3實現與“三農”問題的有效鏈接
農業機械的研究與發展,需要緊貼我國“三農”問題的各種實際,提高農業機械在開發、銷售、使用、維修服務等環節的信息化質量,提高農業機械在組織管理上的水平,從而使電子信息技術及農業機械的科研成果能夠更好的貼近我國農業、農民和農村的實際,便于各項科研成果的推廣和使用。
[關鍵詞]電子電氣產品 機械結構 設計
中圖分類號:TP750 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)19-0315-01
前言
在進行電子電氣產品的設計時,合理的機械結構設計是其中一項重要的組成部分,而通常情況下,電子電氣的機箱與機柜以及儀器儀表的外殼部分都屬于機械結構的基本范疇之內,而產品的機械結構通常會為電子電氣部分提供有效的安裝與支撐以及聯接傳動等功能,為電氣產品中的各個零部件與電氣的連接與元器件之間提供良好的兼容性。
一、電子電氣產品機械結構的基本設計要求
(一)機械結構的尺寸與強度要求
在進行電子電氣產品機械結構的基本設計時,要求設計人員必須嚴格依據電子電氣的原件與各種裝置所需要的實際空間,來確定將電子電氣產品機械結構的基本尺寸,尺寸系列需要依照通用的標準以及實際的定型尺寸,并充分的考慮產品的標準化與互換性。而機械結構的強度要求則需要設計人員必須根據產品的負荷大小以及產品實際的抗沖擊能力,來進行相應的強度設計檢驗,并充分的結合結構件的連接方式,采用恰當的結構形式來進一步提高電子電氣產品機械結構件的強度[1]。
(二) 機械結構的安裝與防護要求
合理的機械結構安裝通常需要充分考慮用戶的實際需要,合理改變其安裝方式,并要求選擇恰當的固定方式與鎖緊方式,確保機械機構安裝能夠更加符合電器標準與要求,而在電子電氣產品機械結構的外殼防護方面,則必須依據設備的實際使用環境與設備對于防塵防雨的要求,來進一步確定其防護等級,通常情況下,戶外設備以及在惡劣環境下使用的機械設備的防護等級較高。
(三) 機械結構的散熱與布線要求
這就要求我們必須依據設備的實際負荷情況以及發熱量的大小來進行合理的通風散熱設計。當機殼中所形成的熱量過大時,則需要我們采用合理的散熱風機與冷卻裝置來對其進行有效的散熱工作,而當機殼中所產生的熱量較小時,則可以使用散熱板來實現散熱工作。此外,配線布線是實現電子電氣產品中電氣連接的重要途徑,在進行各個部件與功能模塊的空間布置方面,要求我們必須充分的考慮元氣件的電氣連接情況,并對接線走線的布局和位置進行正確的連接,為了有效的解決各個線路之間的干擾,就要求我們在進行布線活動之前,將線路進行有效的分類,把高功率與低功率的線路分為兩個部分,促使總體的布線情況負荷電氣的實際需要。
二、電子電氣產品結構的工藝性設計要求
工藝通常指的是將產品的原材料與半成品來轉變成相應的成品的過程與手段,是把具體的實踐經驗轉變成理論化的過程。任何的產品在生產過程中都要充分的考慮其工藝的可行性以及市場的經濟效益特征,而作為電子電氣產品中的重要結構部分,其機械結構通常也可以作為一個獨立的產品來進行相應的研發與生產以及銷售工作。現階段,我國已經有許多的企業與廠家將機械產品中的機箱機柜以及儀器儀表的外殼等作為自己的產品來進行研發與生產銷售,這就要求其必須充分的考慮機械產品加工裝配的難易程度以及外購和外協的可行性需求,同時要考慮機械結構的標準化需求與通用化需求,確保機械結構能夠具備一定的系列化以及結構的繼承性,并要求其能夠依據企業中所擁有的設備情況以及實際的加工水平,來對其制定相應的加工文件。
三、電子電氣產品機械結構中的電磁兼容設計
(一)電磁兼容設計要點
所謂的電磁兼容是指在有限的時間與空間以及頻譜資源的背景下,促使各種系統和設備之間能夠有效的實現共存,且不允許其發生性能的降低與降級現象。通常情況下,電磁的兼容主要包括電磁敏感與電磁干擾兩個方面,電磁敏感所研究的主要是電氣產品自身所具有的抗干擾能力,而電磁干擾則主要研究的是促使產品免受干擾的有效措施。一般來說,電磁干擾往往需要具備三個基本要素,第一是要求其必須有充分的電磁騷擾源,第二是要求其必須具備有效的電磁敏感設備,第三是要求其必須要具備一定的電磁傳播通道。因此,要想有效的解決電磁干擾問題,就要求我們必須合理的從這三個方面入手來對干擾源進行有效的抑制,從而切斷干擾因素的傳播途徑,促使敏感設備的抗干擾能力得到更好的提高。
(二)電磁兼容的接地設計
電磁兼容的接地設計通常分為機殼接地與信號接地等形式,其中機殼的接地是為了能夠有效的實現設備的安全接地,從而對操作人員進行充分的安全保護,并能夠進一步將因靜電積累而成的電荷進行有效的泄放,避免因電位的升高而造成的機械放電,確保設備的安全性。而設備的信號接地則是為了為設備提供全部或者部分的電路電平參考平面,其中最理想的接地平面指的是零阻抗力與零電位的物理實體,其能夠有效的保證任何的電流在通過它時都不會產生壓降。
1、 接地線的線徑與長度設計:接地導線的截面大小通常需要依據導線中可能出現的電流大小來進行設置。當系統的工作波長較小,且小到能夠與接地線的長度相比時,就會形成一定的駐波,使得這個時候的接地線就成為了一根終端短路的傳輸線,起不到有效的作用。而在電廠與變電站中的電磁干擾通常來源于高壓的工頻干擾,當電器完成接點的吸收與釋放之后,沖擊電流就會產生一定的電磁干擾,所以說,機柜機箱的接地線長度一定要和干擾波相匹配[2]。
2、 接地線的接地電阻設計:要求系統的接地電阻要小,一般情況下要求其小于0.01歐姆,這就要求我們進行接地線的搭接工作。搭接通常指的是在兩個金屬面之間,建立起有效的低阻抗通道,促使搭接完成后的兩個金屬面能夠成為一個等電位面,從而實現電路與機殼以及接地系統之間的有效連接,使其在很大程度上能夠呈現出電感性。同時要求其無論進行怎樣的線路搭接,都要求接觸面必須沒有漆塑和氧化膜,并確保接觸面良好以及接觸電阻要小[3]。
(三)電磁兼容的屏蔽設計
屏蔽功能可以有效的抑制由空氣來進行傳播活動的電磁波干擾,并能有效的將電磁波的輻射限制在一定的范圍之內,同時也能合理的避免外來輻射的影響。電磁兼容的屏蔽設計主要包括磁場屏蔽、電場屏蔽以及電磁場屏蔽這三個重要的方面,其中磁場屏蔽主要是依靠具有低磁阻的高導磁率材料來將磁通進行有效的分路設計,使得屏蔽體內部的磁場能夠得到有效的降低。而電場屏蔽則主要是為了降低耦合電容,要求屏蔽版要有良好的接地,且屏蔽體的形狀最好能夠實現全封閉,從而獲得更好的屏蔽效果。電磁場的屏蔽則通常會與反射損耗以及干擾源頻率都有直接的關系,在進行屏蔽設計時,通常需要對其進行全面的綜合考慮。
四、結語
對電子電氣產品的機械結構進行良好的設計活動,不但能夠直接的關系到電子電氣產品的性能情況,而且可以有效的提高整個電子電氣設備的使用性能,從而進一步提高產品的附加值,本文中就電子電氣產品結構設計中所涉及的相應問題進行探討分析,來為電子電氣產品的結構優化與性能提高提供有效的理論依據。
參考文獻
[1] Altium為電子產品設計提供平價且高度集成的數據管理方案[J].單片機與嵌入式系統應用,2011,(8):87.
[關鍵詞]機械電子工程;技術要點;技術應用
中圖分類號:TH122 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)25-0163-01
機械電子工程是一種代表性的高新技術,是現代科技高速發展的重要產物。當前世界各國都在大力研究機械電子工程,并投入了大量的資金。機械電子工程在我國也是一項重要的現代化產業,在提升我國綜合國力和國際競爭力上發揮著重要的作用。因此,我們有必要對機械電子工程的設計問題進行分析。
1、機械電子工程中的技術要點
在機械電子工程設計中,EDA技術是一種新技術,是機械電子工程設計中非常重要的技術。在實際應用過程中,EDA技術的主要載體是能進行大規模編程的邏輯器件,在進行編程的時候,使用硬件描述語言的表達方式。在 EDA 技術應用的過程中,需要利用計算機和可編程邏輯器件等,作為開發軟件或試驗軟件,對特定的目標芯片進行適配編譯和邏輯映射,最終形成電子新系統或專用集成芯片。EDA技術的發展是在電子電路CAD技術上形成的計算機軟件系統。EDA 技術的組成部件是編譯器、綜合器、下載器和適配器,對于綜合器,是用來將設計師的設計文件進行轉換,成為該系統的門級描述,綜合器的作用其實就是能將硬件和軟件進行相互連接[1]。對于適配器,是能生成最終下載文件,并能將其安排到指定對的器件中。
目前,在機械電子工程設計方面,主要的核心技術就是EDA技術,其主要是因為在EDA技術中應用的是HDL高級語言,HDL高級語言可以實現公開利用、描述范圍廣,在進行機械電子設計中,能起到非常多的輔助作用,在進行后期交流、修改和保存的過中也十分方便,且該語言能對現有的已經完成的設計方案進行自動在線升級。另外,EDA技術有著非常高的自動化程度,對一些常規的仿真、糾錯等工作能夠快速完成。
2、EDA技術在機械電子工程設計中的主要應用
2.1 仿真分析
在確定機械電子工程的設計方案后,就要通過科學的系統仿真或者結構模擬,對設計方案的科學性、合理性以及可行性進行分析和研究。通過分析和研究,才能保證在后續實踐中,設計方案的順利應用。而在電子設計中應用EDA 技術進行仿真分析能夠為偽真分析提供良好的技術支持,EDA技術進行的仿真分析,是通過各個環節當中的傳遞函數進行數學建模來實現的,經過構建和仿真系統,能準確驗證一些理論和構思的合理性,能夠很好的對設計方案進行推廣和使用。另外,EDA技術在完成仿真分析后,能夠對各個電路的實際結構、電路結構的正確性以及性能指標進行分析。這種采用EDA技術進行的仿真能夠使我國的機械電子工程設計水平得到很大的提高。
2.2 電路特性優化設計
對設計方案進行優化,主要目的是保證電子元件在實際應用過程中的穩定性和可靠性,而要想實現這一目標就要能夠保證其有最佳的容差和工作環境溫度。在實際工作中,要對電子元件的實際容差以及環境溫度進行全面勘測和分析,而傳統的電子工程設計方法是很難實現這一點的,并且還會導致所得到的設計方案存在某些漏洞和誤差,從而不能有效保障電子元件的實際容差和工作環境溫度。通過EDA技術對電路特性進行優化設計能夠有效解決這一問題,其主要原因是EDA技術能夠對溫度進行統計分析,進而根據統計分析結果確定最佳電子元件參數和電路結構圖,并獲得相應的環境溫度[2]。由此看來,EDA技術對電路特性的優化設計,不僅能能對機械電子工程設計方案進行優化、完善,還能夠保證電子元件在實際工作環境中的穩定性。
2.3 EDA技術對電路特性進行有效分析
對電路特性進行有效分析,是EDA技術中非常重要的部分,其中主要原因是因為在機械電子工程方案設計過程中,基本上所有的理論分析都是在數據測試和特性分析的基礎上來進行的,所以在數據測試和特性分析方面所獲得的數據必須保證其準確性和及時性。而傳統的電子工程設計方法,由于受到多方影響,使得其在數據測試和特性分析等方面存在問題,不能保證電路測試的實際精度,甚至對產品后期使用的穩定性有所影響。而EDA技術對電路特性進行分析,能夠對整個系統進行全面的、精確的測試,避免設計方案出現結構性的差異,保證了機械電子工程設計方案的合理性和科學性。
2.4 在機械結構中要防止靜電發生
近年來,電子產品的發展主要是以輕薄為發展趨勢,而愈加縮小的線路和密集的電子元件排列,對靜電的防治有著更高的要求,靜電電流會對電子元件造成致命的毀壞。靜電電場對周邊電荷的吸引力,會導致集成電路的燒毀,所以,在實際工作中,工作人員要做好靜電防護工作,降低靜電發生的概率。
3、電子工程設計過程中存在的問題
3.1 缺乏特定的人才教育
我國從事機械電子工程行業的設計人員較多,但是機械電子工程行業需要設計人員應有廣泛的視野,對于先進的知識清晰了解。我國高校中機械電子工程專業的學生也較多,造成這些學生無法接受系統型管理,呈現出分散式特點。
3.2 缺乏系統性的未來發展規劃
我國機械電子工程企業在實際建設中都較為獨立,企業間的溝通交流較少,造成整個機械電子工程行業并無法將有效信息資源共享,我國機械電子工程企已經長時間保持著這種發展模式,造成我國機械電子工程設計理念無法更新。
3.3 缺乏對于設計成果的保護
目前,我國機械電子市場存在大量的虛假產品,甚至出現了仿冒他人產品的問題,造成我國機械電子市場出現這種情況的較多,但是主要是我國對于電子設計成果的保護法律較為缺乏,機械電子工程設計人員設計出的成果沒有受到保護,在而就是我國從事機械電子工程設計的人員缺乏成果保護意義,因此經常出現假冒產品的設計。
結語
機械電子工程的發展極大的推動了我國科技的發展和進步,當前我國的機械電子工程人員一直在不斷增加,但工程人員的綜合能力和素質還有待提高,并且機械電子技術在應用過程中也存在很多問題。本文通過對機械電子工程的技術要點和應用進行研究,希望可以給機械電子工程的發展帶來幫助。
參考文獻