機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)探析

時(shí)間:2022-10-16 03:04:32

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機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)探析

摘要:機(jī)械電子工程是我國(guó)重要高科技產(chǎn)業(yè),在提升我國(guó)國(guó)際影響力方面有著重要意義。為了推動(dòng)機(jī)械電子工程進(jìn)一步發(fā)展,國(guó)內(nèi)很多學(xué)者和專家都對(duì)其進(jìn)行深入研究。基于此,本文將分析我國(guó)機(jī)電工程在設(shè)計(jì)方面存在的不足及探索機(jī)電工程設(shè)計(jì)要點(diǎn),希望也能為推動(dòng)機(jī)電工程全面發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞:機(jī)械電子工程;設(shè)計(jì);EDA技術(shù)

近年來(lái),我國(guó)機(jī)械電子工程取得較為顯著的發(fā)展,為各行業(yè)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。但是,機(jī)械電子工程在設(shè)計(jì)方面還存在一些問(wèn)題,這會(huì)影響到機(jī)電工程的發(fā)展進(jìn)程。因此,需要正視機(jī)電工程的設(shè)計(jì)問(wèn)題,通過(guò)明確弱點(diǎn)、把握要點(diǎn)來(lái)有效優(yōu)化設(shè)計(jì),進(jìn)而提升機(jī)電設(shè)計(jì)高度,為機(jī)電工程全面發(fā)展清除阻礙。目前,我國(guó)在機(jī)械電子工程理論研究和技術(shù)革新方面取得一定成果,通過(guò)采用E-DA技術(shù)進(jìn)行仿真試驗(yàn)、電路特性分析,能夠有效獲取完善的數(shù)據(jù),能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供全面、準(zhǔn)確的信息,進(jìn)而能夠提升我國(guó)整體機(jī)電設(shè)計(jì)水平,對(duì)提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力有著積極的作用。

1EDA技術(shù)的概述

EDA是電子自動(dòng)化的縮寫,EDA技術(shù)是一種通過(guò)借助硬件的表述語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程的新型設(shè)計(jì)技術(shù),具有可以搭載大規(guī)模編程功能模塊的邏輯器。EDA技術(shù)是通過(guò)融合計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和多種設(shè)備的應(yīng)用,通過(guò)利用計(jì)算機(jī)和可編程邏輯器來(lái)進(jìn)行軟件開發(fā),然后對(duì)目標(biāo)芯片進(jìn)行適配編輯和邏輯映射,進(jìn)而形成電子新系統(tǒng)。EDA技術(shù)是機(jī)械電子工程的新技術(shù),也是非常重要的技術(shù)。EDA技術(shù)是基于電子電路CAD技術(shù)編輯而成的新計(jì)算機(jī)軟件,主要組成部件是編譯器、下載器、綜合器、適配器等[1]。具體來(lái)說(shuō),綜合器的主要作用是能夠鏈接計(jì)算機(jī)的軟件和硬件;適配器能夠生成最終下載文件;編譯器是搭載了大規(guī)模的編程功能,能夠滿足程序編程的需要;下載器則是可以通過(guò)文件下載的方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。EDA技術(shù)是機(jī)電工程的核心技術(shù),通過(guò)應(yīng)用EDA技術(shù)的HDL高級(jí)語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)描述范圍廣的目標(biāo)。另外,通過(guò)使用EDA技術(shù)能夠方便后期交流、修改和保存,具有非常高的自動(dòng)化程度,可以進(jìn)行常規(guī)的仿真、糾錯(cuò)等工作。目前,EDA技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在大型工業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)中,強(qiáng)化機(jī)電工程的技術(shù)研究有助于擴(kuò)展EDA技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

2機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.1整體發(fā)展方向。從整個(gè)發(fā)展方向來(lái)看,機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)存在3個(gè)主要問(wèn)題。1)對(duì)設(shè)計(jì)成果缺少保護(hù)。自主創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的重要力量,但由于我國(guó)還沒(méi)有完善相關(guān)的法律法規(guī),就會(huì)出現(xiàn)很多假冒偽劣產(chǎn)品,導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員的知識(shí)產(chǎn)權(quán)受到侵害,出現(xiàn)市面產(chǎn)品魚龍混雜現(xiàn)象。這樣的局面嚴(yán)重?fù)p害到科研人員的利益,也會(huì)降低機(jī)械電子產(chǎn)品創(chuàng)新性的價(jià)值,給整個(gè)行業(yè)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)積極性造成嚴(yán)重打擊,進(jìn)而阻礙到行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。2)科技人才斷層嚴(yán)重。雖然我國(guó)高校大多都設(shè)置了電子工程技術(shù)專業(yè),并開設(shè)相應(yīng)的專業(yè)課程,但由于高校課程設(shè)置不合理或過(guò)于表面就會(huì)出現(xiàn)學(xué)生只學(xué)了相關(guān)的皮毛知識(shí),導(dǎo)致國(guó)家一直都缺少頂尖的科研人員。不夠重視特定人才教育現(xiàn)狀,就會(huì)導(dǎo)致所有的學(xué)習(xí)都不夠深入,學(xué)生無(wú)法掌握更加專業(yè)的知識(shí),且沒(méi)有形成特定的知識(shí)體系,出現(xiàn)學(xué)習(xí)廣而淺的情況,難以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新。通常來(lái)說(shuō),很多高校都只是將一些較為淺薄的知識(shí)點(diǎn)作為教學(xué)標(biāo)準(zhǔn),忽視對(duì)特定人才的挖掘和培養(yǎng),導(dǎo)致國(guó)內(nèi)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生只接觸到一些表面的知識(shí),沒(méi)有形成系統(tǒng)、完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系,難以獨(dú)自開展機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)工作,這樣就會(huì)對(duì)實(shí)際機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)造成不良影響,設(shè)計(jì)者難以突破原有理論進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新,我國(guó)的電子設(shè)計(jì)水平難以提高。3)缺乏系統(tǒng)規(guī)劃。目前,我國(guó)機(jī)械電子工程大多處于單打獨(dú)斗狀態(tài),在機(jī)械電子工程中,有很多的專業(yè)領(lǐng)域,每個(gè)專業(yè)領(lǐng)域都將涉及到不同的理論體系和原理,由于各領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)不強(qiáng),導(dǎo)致機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)整體發(fā)展規(guī)劃不強(qiáng)。另外,各研究項(xiàng)目的科研人員都采取自己關(guān)起門來(lái)研究的方式,這就難以促進(jìn)機(jī)械電子工程全面發(fā)展。科技具有開放性,只有加強(qiáng)機(jī)電工程各領(lǐng)域間的聯(lián)系,才能促進(jìn)機(jī)電工程更好發(fā)展,才能形成一個(gè)完整的體系。2.2具體細(xì)節(jié)方面。1)機(jī)電工程設(shè)計(jì)者的態(tài)度。創(chuàng)新的機(jī)電作品離不開優(yōu)秀的設(shè)計(jì)者,態(tài)度是設(shè)計(jì)者的有力武器[2],只有全身心投入到機(jī)電工程設(shè)計(jì)中,才能設(shè)計(jì)出創(chuàng)新的作品。但是,隨著急功近利的風(fēng)氣越來(lái)越嚴(yán)重,很多設(shè)計(jì)者也變得更加浮躁,在進(jìn)行作品設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)將利益放在第一位,導(dǎo)致設(shè)計(jì)出來(lái)的作品不夠純粹。2)設(shè)計(jì)人員理念出現(xiàn)偏差。設(shè)計(jì)人員是進(jìn)行機(jī)電工程設(shè)計(jì)的主導(dǎo)者,如果設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念出現(xiàn)偏差,或設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能不高,就會(huì)無(wú)法設(shè)計(jì)出好的作品,這樣一來(lái)就會(huì)嚴(yán)重阻礙到我國(guó)機(jī)電工程健康發(fā)展。例如,在等到設(shè)計(jì)門禁卡的主題后,有些設(shè)計(jì)者會(huì)只考慮門禁卡的出入問(wèn)題,卻忽視了遇到突發(fā)情況的報(bào)警問(wèn)題或當(dāng)門禁卡消磁后該怎樣應(yīng)急,這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的作品性能不夠完善,也就無(wú)法得到客戶的認(rèn)可。3)不確定因素較多。機(jī)電工程屬于不斷創(chuàng)新的科技,很多設(shè)計(jì)人員都只認(rèn)識(shí)基本的工程系統(tǒng),卻缺乏靈活變通的設(shè)計(jì)理念,同時(shí)機(jī)械電子產(chǎn)品中很多設(shè)計(jì)會(huì)存在不確定因素,如果只是按照理論知識(shí)很難完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì),因?yàn)橛泻芏嘣O(shè)計(jì)會(huì)偏離書本理論,這會(huì)給設(shè)計(jì)者增大難度。

3機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1仿真技術(shù)。仿真技術(shù)是利用仿真硬件和軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),然后借助一些數(shù)據(jù)計(jì)算進(jìn)行問(wèn)題求解,能夠反映出系統(tǒng)行為及過(guò)程[3]。在機(jī)電工程設(shè)計(jì)時(shí)采用仿真技術(shù),能夠檢驗(yàn)將要投入運(yùn)營(yíng)的產(chǎn)品的性能,也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題。在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,EDA技術(shù)能夠?yàn)闄z驗(yàn)人員提供改產(chǎn)品的相應(yīng)數(shù)據(jù),還可以通過(guò)建立數(shù)據(jù)模型來(lái)分析電子產(chǎn)品的實(shí)用性。企業(yè)通過(guò)進(jìn)行采用仿真技術(shù)對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),能夠發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在的問(wèn)題,當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)的修正后就可以確保電子產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)投入應(yīng)用的目標(biāo),也方便銷售人員在銷售過(guò)程中分析產(chǎn)品的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),可以提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)采用仿真技術(shù)進(jìn)行分析,能夠提升我國(guó)電子工程設(shè)計(jì)的整體水平。通過(guò)采用EDA技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)預(yù)案使用科學(xué)評(píng)價(jià)體系建立模擬結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的要求,通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行仿真分析,能夠確保后續(xù)設(shè)計(jì)工作的合理性,也能通過(guò)模型來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和改善問(wèn)題,進(jìn)而可以完善相關(guān)設(shè)計(jì)方案,提升機(jī)械電子工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量。3.2有效分析電路特性。進(jìn)行電路分析,可以為電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供完善的電路圖,確保電子產(chǎn)品能夠通電、斷電等基本操作。通常來(lái)說(shuō),會(huì)采用EDA技術(shù)進(jìn)行電路特性分析,它可以采集電路的相關(guān)數(shù)據(jù),并能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效分析,從而可以得出設(shè)計(jì)方案的合理性。在機(jī)械電子工程方案設(shè)計(jì)中,很多理論分析都需要建立在數(shù)據(jù)測(cè)試的基礎(chǔ)上,因此需要確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。在過(guò)去,傳統(tǒng)的測(cè)試方法很難保證數(shù)據(jù)的精確度,導(dǎo)致數(shù)據(jù)測(cè)試和特性分析方面存在一定問(wèn)題,有的還會(huì)影響到電子產(chǎn)品的后期使用。EDA檢測(cè)技術(shù)具有精確度高、數(shù)據(jù)分析能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)更全面的優(yōu)勢(shì),因此,采用EDA技術(shù)進(jìn)行電力特性分析能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員提供更多更準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù),方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和改進(jìn),進(jìn)而提升機(jī)械電子產(chǎn)品的質(zhì)量。另外,采用EDA技術(shù)還能避免設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性差異,為機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)方案合理性提供保障。3.3優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)行設(shè)計(jì)方案優(yōu)化是保證電子元件在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中能夠穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化能夠確保電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。通常來(lái)說(shuō),在實(shí)際工作中很難對(duì)電子元件的實(shí)際容差及環(huán)境溫度進(jìn)行全面測(cè)量,這樣容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案存在漏洞,不能有效保障設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理性。但是,通過(guò)設(shè)計(jì)人員借助EDA技術(shù)來(lái)模擬機(jī)械電子工程的測(cè)量環(huán)境,這樣就能模擬出不同的測(cè)量環(huán)境變化,可以全方位的了解到不同環(huán)境下電子產(chǎn)品的實(shí)際變化。另外,也可以通過(guò)將測(cè)量溫度、容差等調(diào)整輔導(dǎo)最適宜的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化,這樣的方式能夠?qū)⑼獠坑绊懸蛩乇M可能排除,能夠讓機(jī)械電子工程處于正常的環(huán)境下工作,然后就能降低失誤,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)[4]。通過(guò)借助EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)量環(huán)境數(shù)據(jù)變化,可以得到更加全面的測(cè)量數(shù)據(jù)和信息,為設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)方案修改提供數(shù)據(jù)支持,既能保證數(shù)據(jù)的有效性,又能為提高設(shè)計(jì)方案完善性提供最佳電子元件參數(shù)和電路結(jié)構(gòu)圖。3.4注意防止機(jī)械結(jié)構(gòu)靜電。隨著人們對(duì)電子產(chǎn)品的要求越來(lái)越高,在電子產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜的同時(shí),內(nèi)部的集成電路體積將會(huì)越來(lái)越小,這樣才能在其中嵌套更多的微小結(jié)構(gòu),但隨著內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來(lái)越多,怎樣預(yù)防機(jī)械結(jié)構(gòu)靜電問(wèn)題成為新的研究方向。由于電子產(chǎn)品內(nèi)部集成電路結(jié)構(gòu)會(huì)互相影響,就很容易導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)受到靜電問(wèn)題,這樣一來(lái)不僅會(huì)對(duì)電子產(chǎn)品內(nèi)部集成電路造成影響,降低機(jī)械靈敏度和性能,還可能會(huì)傷害到用戶,發(fā)生燒毀等安全事故。因此,進(jìn)行靜電防護(hù)非常有必要。靜電防護(hù)設(shè)計(jì)主要是為了減少靜電對(duì)電子元件造成損害,可以通過(guò)控制靜電生產(chǎn)環(huán)境來(lái)防止靜電產(chǎn)生,如控制電子產(chǎn)品的溫濕度和周圍塵埃,就可以通過(guò)控制環(huán)境因素來(lái)防止靜電發(fā)生,或者制定防止靜電操作規(guī)范、采用防靜電袋包裝印制電板等,這樣就可以降低靜電發(fā)生概率。同時(shí),在進(jìn)行生產(chǎn)和工作中,相關(guān)工作人員需要做好靜電防護(hù)措施,這樣就能有效降低靜電發(fā)生概率。

4結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械電子工程是推動(dòng)我國(guó)科技進(jìn)步的重要產(chǎn)業(yè),它的發(fā)展會(huì)影響到社會(huì)發(fā)展,因此,需要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)的研究,這樣才能提升我國(guó)機(jī)電工程設(shè)水平。隨著在機(jī)電工程中應(yīng)用EDA技術(shù),為機(jī)械電子工程行業(yè)帶來(lái)巨大變化,采用EDA技術(shù)設(shè)計(jì)出來(lái)的電子產(chǎn)品性能完善、專業(yè)程度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn),能夠提高機(jī)電工程工作效率,為電子產(chǎn)品增加更多的附加值。但是,我國(guó)機(jī)電工程設(shè)計(jì)還存在一些問(wèn)題,需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員重視,這樣才能得出更加科學(xué)的優(yōu)化方案,推動(dòng)我國(guó)機(jī)電工程設(shè)計(jì)穩(wěn)定發(fā)展。

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作者:胡利軍 單位:江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院