机电一体化专业特点（精选9篇）
1、就业领域最宽的专业
学生毕业后主要面向各企业、公司，从事加工制造业，家电生产和售后服务，数控加工机床设备使用维护，物业自动化管理系统，机电产品设计、生产、改造、技术支持，以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。也可在机关、事业单位工作。
2、专业口径最大的专业
机电一体化专业是一个宽口径专业，适应范围很广，学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外，还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试，充分体现重视技能培养的特点。
3、技能操作性最强的专业
（1）全国计算机一级证书（或其他同等级证书）
（2）外语水平等级考试初级证书（或其他同等级证书）（3）CAD职业技术培训中级证书
机电一体化技术是机械技术与电子技术结合的产物, 机电一体化包括:计算机技术、信息技术、微电子技术以及光学技术、液压技术等多学科技术, 通过多技术的综合运用能够实现对多功能系统进行合理布局与配置, 实现了生产的低能耗、多功能、高质量的要求, 促进了生产系统的最优化发展。当然机电一体化技术并不是所有技术的重合叠加, 而是对所有技术系统化运用, 实现各个技术的综合整合, 机电一体化设备主要包括:执行部分、动力控制以及机械本身三个部分, 而机电一体化系统则主要包括:磁、光、气、液、电、机等。概括来讲:机电一体化技术就是在对计算机信息处理、控制以及可驱动原件特性等技术进行充分应用的一门现代化的高科技技术。
2 机电一体化设备故障特点分析
机电一体化设备关系到企业正常的生产, 因此一旦企业的机电一体化设备发生故障, 就会影响到企业的生产, 给企业的经济带来一定的损失, 因此做好机电一体化设备的故障维修工作是实现企业安全生产的必要手段。机电一体化设备包含的零部件非常的多, 而且这些零部件具有很高的科技含量, 其大部分与电子技术相关, 因此相对于机械设备相比, 机电一体化设备出现故障的概率要大, 而且导致机电一体化设备出现故障的因素也比较多, 可能是因为机械设备的原因, 也可能是因为电子技术的因素, 所以机电一体化设备在故障维修时的难度很大, 具体而言, 机电一体化设备故障的特点主要集中在以下几个方面: (1) 机电一体化设备发生零件磨损的概率比较大, 机电一体化设备包含大量的零部件, 这些零部件在使用过程中会经常发生严重的磨损, 而一旦零部件出现磨损就会导致机电一体化设备发生故障。 (2) 机电一体化设备故障发生具有突发性与隐蔽性。机电一体化设备含有大量的电子产品, 这些电子产品出现故障前夕是没有任何征兆的, 不同于机械产品可以通过系统的观察预测到故障的发生, 因此一旦电子产品出现细微的故障, 机电一体化设备就会瞬间停止工作。 (3) 机电一体化设备的报警系统不完善, 在机电一体化设备发生故障后, 报警显示系统不能全面反映故障发生的部位以及原因, 导致在维修的时候很难确定具体的故障原因。 (4) 多故障同时发生。机电一体化设备故障的发生多是伴随着多种故障的同时发生, 而且这些故障并不是简单的重复相加, 而是相互影响。比如机电一体化设备在不运转时, 人们可能会判断是机械设备出现了故障, 其实除了机械设备出现了故障之外, 电子技术也出现了故障, 因为它们是相互影响的, 一旦设备出现故障就会导致电子产品出现故障。
3 机电一体化设备故障的诊断方法
由于机电一体化设备故障的独特性, 使得依靠传统的故障诊断方法已经不能适应机电一体化设备的发展要求, 因此在机电一体化设备故障诊断时需要诊断人员了解机电一体化设备的运行情况及特点, 掌握机电一体化设备各个功能的运行以及各个功能部位发生故障可能会造成的影响。总之对于机电一体化设备故障诊断的方法包括很多种:故障树分析法、自诊断法、环境因素检测诊断法。具体到实践中机电一体化设备诊断的原则应该遵循以下三点:一是先机后电法, 也就是先检测机械设备故障, 通过直观感受机械设备所存在的明显故障, 比如机械设备的碰撞、打滑等都是可以直接观察到的, 机械设备零部件出现的磨损等故障也是可以直接检测出来的, 机械设备故障相比电子设备故障的诊断要容易得多, 因此在机电一体化设备发生故障后, 要第一时间观察机械设备是否出现故障, 如果机械设备没有故障, 再检测电子设备。二是先主后次。先就设备的主要部位进行检测与分析, 在确保机电一体化设备的主要部位没有故障后, 再分析次要部位的故障, 因为主要部位产生故障后产生的后果影响是巨大的, 也是比较难以维修的。三是先外后内。按照执行部件———控制部件———驱动部件的顺序进行逐一检查, 以找到引发故障的源头之所在。
4 提高机电一体化设备可靠性的对策分析
机电一体化设备正在朝着智能化、自动化方向发展, 因此提高机电一体化设备的可靠性也要积极借助计算监控操作系统实施, 具体的提高机电一体化设备的可靠性方法:一种是采用可靠性高的元器件进行设计, 当系统出现故障时用诊断的方法定位故障所在并迅速排除。这时, 一般要中断系统的正常工作;另一种是采用容错技术, 必要时对重要部位可以采用亢余设计组成一个可靠性较高的系统。
当然机电一体化设备的可靠性还可以用提高机械工作精度 (如运行精度、加工精度、控制精度等) 来获得, 可采用精密机械改造传统机械, 电路控制用微机和PLC控制, 用先进数控装置控制。
总之随着机电一体化设备在企业生产中的应用, 提高机电一体化设备的可靠性, 加强机电一体化设备的故障诊断与维修已经成为企业生产工作的重要组成部分, 因此我们在日常生产中要密切关注机电一体化设备的故障发生与诊断, 进而降低企业的经济损失, 实现企业的可持续发展。
摘要：随着科学技术的发展, 机电一体化设备逐渐进入生产领域, 机电一体化就是将多门技术综合结合起来并且应用到生产实践中, 因为机电一体化不同于一般机械设备, 因此机电一体化设备的故障特点也具有不同性。因此本文通过对机电一体化设备故障特点的探讨, 探析机电一体化故障的诊断方法以及解决机电一体化设备故障的具体对策。
关键词：机电一体化,故障,特点,对策
参考文献
[1]武福龙.机电一体化设备的故障诊断技术研究[J].中国高新技术企业, 2014 (12) .
[2]许秋香.机电一体化设备故障维修特点及可靠性分析[J].机电信息, 2012 (6) .
摘要：针对机电一体化设备的故障特点加以分析且明确解决和改进的对策，是加强设备管理工作的重点，同时也是难点所在。文章将针对这一方面的内容展开论述，详细的分析了现代化机电一体化设备的故障特征，同时对实践工作之中应当完善的措施和应当加以改善的层面等进行了集中性的研究，旨在以此为基础为相关工作的发展和成熟改进奠定坚实的基础，使得我国机电一体化设备工业技术可以迈向新的层次。
关键词：机电一体化设备；研究分析；故障特点；对策分析
引言
当前工业领域之中机电一体化设备是广大企业和技术生产过程的一个重要环节，在整个工业技术生产之中占据着相当重要的地位。同时，一旦相关设备和零件出现了故障，则必将对企业的技术生产产生直接影响，并且会导致企业的重大损失。所以广大生产厂家还应当加大对机电一体化设备的重视，避免对生产工作产生不利影响。在实践的工作之中还应当尽可能的将故障排除出去，且以此为基础，减少和降低生产过程当中的损失，充分的掌握和了解设备故障的特征，进而加强精准的诊断，保证最佳的运行效果，为企业的生产效益的最大化奠定坚实基础。
1.机电一体化设备故障特征分析
1.1机电一体化设备中机械部分的故特点
明确机电一体化设备的故障基本特性，是加强检查维修工作效益及质量的关键点。首先，在实践的生产过程之中导致机电一体化设备出现故障的原因较多，其中可能是一个故障导致设备出现问题，也有可能是多个故障导致设备出现问题。所以在检查和诊断的过程之中应当遵循谨慎的原则，由于机电一体化设备是处于不断运行状态之下，所以在不同的运行时期其记录的数据和信息也可能会不同，具有差异性。在机电一体化设备运转过程之时，如果出现了相应的故障，不应当仅仅凭借某一个特征对故障进行判定，而应当从故障的特征角度进行分析，掌握故障出现的规律性，明确其是否是由于随机的因素而导致的，由于机电一体化设备的相关故障具有不连续性、不可预知性以及模糊性的特征，所以在诊断的过程之中不能够忽视上述的因素，而应当结合不同的情况进行具体的分析，以更好的明确故障的特点和类型，制定出可行的解决对策。
1.2机电一体化设备中电子部分的故障特点
此外还应当明确的是电子设备的故障特性。由于机电一体化设备是机械和电子等两个组成部分所共同的构成，所以在针对机电一体化设备故障特点进行分析的过程之中还应当充分的考虑到电子设备的故障性质。一般情况之下电子设备的故障具有隐蔽性、突发性等特征，还需要注意的是电子设备的故障可能会受到外界诸多因素的影响，进而使得故障的类型更加多变，可能会显现出不同的特征。上述故障相当复杂，并且还结合了其他类型的故障因素，所以往往是多种故障共同的导致机电一体化设备出现问题，不同的故障之间相互影响。诸如当机电一体化设备之中相关机械设备没有按照指定的命令进行运转之时，多半情况之下会认定成为机械设备部分出现了问题，但是往往导致上述故障的主要原因是由于电子设备的运转不良，故在实践之中应当加强对不同部分的针对性分析，掌握其特点，进而保证措施的制定更加具有针对性和原则性。
2.建议及对策
根据上文针对我国当前机电一体化设备运行过程之中的故障特点和类型等进行综合性的分析，可以从实际的角度出发深入的掌握相关故障可能出现的情况以及具体运行过程之中检修的原则。下文将针对机电一体化设备的故障解决对策和分析的措施等进行综合性的探讨，旨在更加明确故障导致和发生的因素，确保相关措施的制定具有规律性和规划性，时刻保证机电一体化设备处于最佳运行状态之下。
当前针对机电一体化设备的故障诊断有不同的检测技术，常见的诸如检查系统的运行状态且判定系统的异常情况等技术。同时在实践之中还可以依靠诊断的故障类型特征为后期的数据处理和恢复等提供依据。对于故障的检查和诊断，一般情况之下有不同的目的和特征，为了保证机电一体化设备的稳定运行，且发挥出机电一体化设备的最大运行效益，是主要的故障检查目的，另外使得故障的发生得到应有控制，且将故障控制在一定的范围之内，进而达到减少维修时间的目的，也是针对故障进行检查的基本宗旨之一。当前针对故障的诊断有多个方面的任务：第一，故障的检测，对机电一体化设备运行过程之中系统发射的数据信号以及信息等进行检查，进而通过对数据信息的分析和接受到的数据，判定出故障的发生部位。第二，故障的类型判定，在故障发生之后分析和明确故障发生的类型。第三，故障的定位，在上述两个任务的基础之上细化故障的类型和原则，明确的判定得出故障的发生部位、发生的原因、故障的特性等。最后则是机电一体化设备故障的恢复，在完成第三个任务之后采取相应的措施对故障进行恢复，一般情况之下故障的诊断是通过故障的信号等来判定得出设备的运行情况。
鉴于机电一体化设备所具有特点的特殊性，在诊断其故障时要有机结合机械设备和电子设备的特点详细分析，当然也要适时改变传统的思维方式。诊断机电一体化设备故障时不要急于拆卸机器，在对设备情况充分了解的前提下，根据各个部分所具有的功 能和它们之间的合作组合以及环境因素，明确环境对故障的影响层面，对故障可能存在的部位进行分析。一般我们可采用多种方法对故障进行诊断分析，其中最常用的方法有：故障树分析法、自诊断法、环境因素检测诊断法等等。故障树分析法即利用逻辑的方法，形象生动地分析工作，可以直观、清楚看到各个部件之间的关系，分析时能够思路清晰、逻辑性强，同时符号、逻辑门符号和转移符号的利用也能够简单明了的描述系统中各种事件之间的因果关系，找出问题。自诊断法即利用机器本身安装的故障代码或是故障指示灯、报警系统等直接找出机器的故障所在，这一方法最基础、最简单，只有当它不能检测出故障时，我們才会采用其他方法检测。环境因素检测法即结合当时的外部环境因素，例如温度、空气湿度、外界压力等等进行检测。
3.结束语
总的来讲，在当前机电一体化设备运行过程之中，针对故障的检查和分析是一个相当关键的环节，在实践之中不仅应当加强对设备运行现状的分析，同时还应当加强政策和措施的制定，保证检查制度更加具有原则，正如上文所分析到的，一旦相关设备和零件出现了故障，则必将对企业的技术生产产生直接影响，并且会导致企业的重大损失。故相关工作可谓是意义重大。综上所述，根据对当前机电一体化设备运行过程之中出现的故障和基本的解决对策等进行综合性的研究，从实际的角度出发深入的研究了设备运行过程之中出现的问题，且加强了对检查维修原则的分析。力求以此为基础了解和掌握机电一体化设备运行过程之中故障的特点和特性，保证解决的措施更加具有针对性和原则性，保证相关设备的运行更加稳定可靠，且使得我国相关领域工作的发展可以呈现出崭新的局面。
参考文献：
[1]耿天顺，詹云.浅议基于当前机电一体化设备运行过程之中出现的故障Profibus-DP总线控制的机电一体化系统[J].科技风，2012（07）
[2]钟国樑.机电一体化设备的故障诊断方法分析[J].科学之友，2012，1：49～50
[3]许勇.机电一体化系统方案生成及优选研究[D]上海交通大学，2007
[4]刘晓英，张晓霞.机电一体化技术在企业中的重要作用[J].现代农业.2007（11）
为了适应我市经济建设的高速发展，满足社会对机电类专业技术人才的需求，进一步推动职业教育体制改革，我校遵照教育部关于大力发展职业教育的有关精神，结合我校实际情况，加快专业的建设步伐，加强专业内涵式建设，实现职业教育的六个对接，我校机电系机电教研室于7月23日至28日对装备制造类专业人才需求进行了广泛的社会调研。
一、背景分析及调研目的 1.背景分析
国务院召开全国职业教育工作会议并发布《关于大力发展职业教育的决定》，将成为我国职业教育发展历程中具有里程碑意义的重要事件，体现了国家对于职业教育的地位与作用前所未有的重视，反映出我国职业教育政策的重大突破。通过《决定》和李克强总理在全国职业教育工作会议上的讲话可以看到：中央政府对职业教育的重视达到前所未有的高度，提出要从国家现代化建设的大局出发，从国家现代化建设全局和战略的高度，从贯彻落实科学发展观和构建和谐社会的高度，深刻认识加强职业教育的重要性和紧迫性。《决定》提出大力发展职业教育三大理由：一是加快人力资源开发，是落实科教兴国战略和人才强国战略，推进我国走新型工业化道路、解决“三农”问题、促进就业再就业的重大举措；二是全面提高国民素质，把我国巨大人口压力转化为人力资源优势，提升我国综合国力。构建和谐社会的重要途径；三是贯彻党的教育方针，遵循教育规律，实现教育事业全面协调可持续发展的必然要求。因此，要把发展职业教育作为经济社会发展的重要基础和教育工作的战略重点。职业教育应该成为现代国民教育体系的有机组成部分，应该是所有受教育者全面发展教育的有机组成部分，应该是所有国民多样化个性发展所必须的终身教育教育的有机组成部分，使更多的人能够找到适合于自己学习和发展的空间。缺少职业教育，是不完整的教育，职业教育应该成为全民的教育。
机电一体化技术是当今自动化技术发展的最高阶段。早期的自动化技术主要是借助凸轮、机械机构等实现的，这一时期的自动化实际上是机械自动化；随着电子技术的发展，凸轮、机械机构逐渐被继电器、接触器、电磁开关等机构所取代，实现了电气自动化，机械机构大大简化，自动化水平大为提高；机电技术应用则是生产实践对自动化技术进一步发展的需要，也是微电子技术、计算机技术、信息技术、控制技术和精密机械技术等发展的必然产物，是以计算机为主要特征的自动化技术。如果说机械系统处理的对象是运动、力、物质和能量，电子系统处理的对象是信息和知识，则机电一体化系统不仅有处理能量和物质的功能，而且还有处理信息和知识的能力。随着科学技术的不断进步，机械与电子电气已变得密不可分，尤其是电脑信息技术的广泛应用和对各领域的渗透，机械设计、制造有了全新的理念，懂得电的如果不懂机械或者说懂得机械的不懂电将是一件很不可思议的事。机电设备、自动化设施、各种自动化生产线都需要既懂得电又懂得机的专业人才去使用和维护。二十一世纪是电信息时代，人们的生活与电脑密不可分，电子技术已渗透到机械制造的各个方面。在近几年用工市场中的信息可知，机电一体化的专业人才十分吃香，其工资待遇甚至超过了本科生、硕士生，特别是对懂得PLC、变频技术、自动控制的专业人才的需求量很大。从近几年毕业生的就业情况看，各个行业中，机电行业的毕业生就业率一直处在前列。2.调研目的
目前为了培养满足行业、企业所需技能型人才，掌握企业（用人单位）对制造类应用专业人才的岗位群、工作任务、对本专业的从业人员的素质与能力的要求、对专业知识与能力结构，课程体系与实践性教学环节设置等方面的意见和需求情况，把握本专业的办学方向，找准人才培养的定位，合理制定人才培养方案和课程体系改革等提供可靠的依据。特对我市企业的人才需求进行了调查。职业教育是坚持以就业为导向，以能力为本位，以服务为宗旨的大众教育。为彰显职业教育的特点，通过本次调研收集和分析机电一体化、数控技术应用专业学生的社会人才需求状况信息，了解社会、行业以及企业对本专业人才知识、技能、素质要求的变化和趋势，为我校该专业的专业设置、招生规模、学生就业指导提供信息，为专业人才培养目标定位、教学计划和课程标准的修订、教学的改革提供依据和帮助，提高我校制造类专业人才培养质量及毕业生的就业质量。
二、调研方法及内容 1.调研内容
（1）了解行业现状及发展趋势
（2）确定就业岗位（群），了解岗位职责
（3）了解本专业相关岗位职业能力结构，工作任务和项目，了解岗位生产对象，生产流程等，深入到工作岗位的细节（4）明确专业定位 2.调研对象
（1）本地区相关装备制造企业人事管理层、工程技术人员、企业能工巧匠、普通员工。
（2）本专业历届毕业生
（3）企业：重庆华伟工业集团公司机械加工分厂、重庆歇马曲轴有限公司、京东方（重庆）科技有限公司、重庆富川机电有限公司、重庆宗申集团吕田分公司 3.调研方式与实施
（1）现场调查问卷与专家座谈交流（2）网络与电话咨询（3）现场参观企业生产流程
三、企业需求与岗位能力分析 1.行业现状及发展趋势
通过此次企业专业调研，我们更加深刻认识到当今世界高科技竞争和突破正在创造着新的生产方式和经济秩序，高新技术渗透到传统产业，引起传统产业的深刻变革。装备制造正是这场新技术革命中产生的新兴领域，机电产品的功能，除了精度、动力、快速性外，更需要自动化、柔性化、信息化、智能化，逐步实现自适应、自控制、自组织、自管理，向智能化过渡。从典型的机电产品来看，如：数控机床、加工中心、机器人和机械手等，无一不是机械类、电子类、电脑类、电力电子类等集成融合成一体化，这必然需要机电设备操作、维修、检测及管理的大量专业技术人员。近几年来，机电专业毕业生更是供不应求，就业前景一片光明。在未来的几年甚至十几年内，对机电数控人员的需求将会是有增无减。因此，我们要充分利用这一契机，发挥职业教育的优势，加大对机电技术专业教学改革的力度，迅速扩大在机电人才培养市场的份额。通过调研和统计，机电一体化技术的主要工作岗位是机电设备操作占32%，机电产品和设备的装调与维护维修占34%，机电产品设计7%，现场生产与技术管理占13%，机电设备的营销与技术服务占14%。企业对技术人才的需求高职大专占49%，本科占17%，硕士占3%，中专及以下占31%。如下图：
机电设备的营销与技术服务, 16%现场生产与技术管理, 13%机电产品设计,7%机电设备操作,32%机电设备的装调与维护, 34%机电设备操作机电设备的装调与维护机电产品设计现场生产与技术管理机电设备的营销与技术服务
机电人才岗位需求统计
中职及以下, 31%硕士, 3%本科, 17%高职, 49%硕士本科高职中职及以下
企业人才需求层次统计 2．本专业相关岗位职业能力结构，工作任务
在机电专业岗位中，机械维修和电气维修技术含量较高，要求维修人员在认识机械设备、电气设备、机电设备结构和原理的基础上，有较长时间的经验积累。目前在大多数企业，机械维修和电气维修一般都有较明确的分工，毕业生在这类岗位上开始时只能做一些辅助性工作。相对而言，设备操作类、装配类岗位毕业生更轻易上手，但待遇也较低。调研显示：企业对机电专业的专科毕业生的岗位安排的变动性较大，一般企业对新进的毕业生主要从事机电设备的操作并负责设备的日常保养和维护，工作1～2年后，其中有一部分换岗从事设备维修（包括机械和电气维修）、机电设备的安装与调试、生产现场管理和服务等；传统的岗位分工在现代化企业中，正在逐步地被灵活、整体、以解决问题为导向的机电综合性任务所代替，如自动化生产线的故障排除，往往涉及机械传动，电气控制液压与气动、计算机等综合性的技术。这就对技能型人才的技术与知识结构提出了综合性的要求，需要他们有复合性能力和职业发展能力。机电专业对应的典型工作任务为：机电设备操作-----机电设备维护维修-----机电电气安装与调试-----机电设备营销与技术服务。机电一体化专业能力要求：
（1）掌握机械、电工与电子技术、自动控制等方面的基本知识；（2）掌握典型机电设备的结构与工作原理；
（3）具有机电自动化设备安装、调试、运行和维修的基本能力；（4）具有一般机械加工的操作和编制简单零件工艺规程的能力；（5）具有简单机电设备改装的能力。
（6）具有自动化生产线等机电的营销与服务能力
通过上述的调研分析，机电专业学生毕业后的主要就业岗位：从事机电产品的制造及机电技术应用设备的操作员，安装调试员，设备管理维修员，电气技术员，质量检验员，班组长等工作；其他就业岗位：从事机电产品的营销、生产现场技术服务、机电设备自动化改装等工作；经过企业的再培养还可以从事机电产品生产一线的主管、工段长、车间主任等工作。经过企业的再培养还可以从事机电产品生产一线的主管、工段长、车间主任等工作。3.企业对不同层次人的需求和社会能力需求
企业对高质量产品的追求，使得越来越多的企业更关注员工的质量，就生产这一企业基础而重要的过程而言，现场加工、检测、在线管理、在线维护等人员的质量决定了生产的质量。在与企业人力资源主管的沟通过程中，我们强烈感受到，企业人才的需求是多层次的。稳定而熟练的操作工是完成生产任务的基本保障，而要使产品在生产过程中具有高质量，设备维护人员又是重要的一方面，具有更熟练的操作技能或更宽的知识面或有复合技能的人更会受到企业的欢迎。如京东方科技有限公司主要设备为自动化生产线，有些设备由企业根据其自身的用途研发，所以在产品生产过程中，生产线的维护人员不仅要对现有设备进行维护和维修，还要进行设备改造，以适应新产品的生产需求。这些维护人员就必需具备机电的相关知识和能力。在这些场合，复合型的技能人才企业更需要。调研过程中，我们更明显地感到：很多企业用人时，一方面考察其专业教育的背景，但更关注人的社会能力和非智力素质，善于与别人交流、正确的价值观、敬业精神、吃苦精神、纪律性、责任心、工作态度。而那些或外表（发型、服饰）时尚、或衣冠不整、或表情生硬的人在面试时往往不受企业的欢迎。4.企业对学校的教育教学建议
通过与企业座谈交流，她们给学校的建议主要有：①在工作态度方面主要有：树立准确的就业观；学校要强化对学生的职业道德和职业素养、责任心、学习习惯和学习方法、自立能力、吃苦耐劳精神、团队精神、创新精神等非智力因素的品德和品格培养训练；②强化对学生就业观念的指导，引导学生正确选择就业企业及工作岗位，使学生不要好高骛远不切实际；③学校要强化学生专业上的“双基”教学，夯实专业实践技能。加强培养目标定位的针对性，根据企业岗位职业能力的要求设置课程和确定教学内容。在专业知识方面，应加强机械制图、设备结构、机械传动、公差配合与测量、加工工艺、工装夹具等知识的教学，提高有效性。在专业技能方面，应加强机床操作、常见故障识别诊断和排除、刀具刃磨、零件精度测量、机械设备拆装、安装调试和维修等方面的练习。在重视学生现代先进技术培养的同时，也要注重传统技术的培养，如维修和设备调试和维护等人才的培养。学校不要盲目追求专业教学的高新含量，以免“两头”不着实。
四、收获与体会
通过整个专业调研，全体教师受益匪浅，增长了见识，开阔了眼界，初步掌握了机电、数控等专业行业发展的最新动态，了解了企业对应用型人才的岗位需求，加强了学院与企业的紧密联系，见识了装备制造产业的高新技术，使教师的专业知识水平得到较大提升，这对于我们修订各专业人才培养方案和今后的各专业理论实践教学都产生较大的潜移默化的影响。使我们更加认识到职业教育始终要坚持以就业为导向，以企业需求为坐标的办学理念；坚持把培养学生的职业能力作为整个教学的主线；坚持以学生为本、以学生的发展为本的教育思想；坚持按职业岗位要求进行课程体系构建与课程内容的合理整合；坚持教学模式、教学评价的改革和创新；坚持以教材建设为载体实现职业技能的培养；坚持以创设“生产情景”为特征进行教学环境建设来实现本专业的教学改革。加强双师型教师培养力度和专业实训基地建设，努力实现职业教育人才培养的六个对接，在专业教学方面可以做如下改革：(1)转变教学观念
教师的教育理念、知识与能力结构、教学能力等将直接影响到专业教学的结果。树立现代职教理念、转变教学观念是专业教学改革的关键。教师在专业教学中要打破学科界限和原有的知识体系，要以过程性知识传授为主、以陈述性知识传授为辅，要以技能传授为主，以知识传授为辅，重视学生的学习态度、方法和职业意识的形成。因此，教师要在专业教学中建立基于能力本位的教育观，在专业教学过程中体现以职业能力为基础；建立基于工作过程的课程观，充分体现以工作任务为引领；建立基于多元智能理论的人才观，使教学内容、教学方法、教学过程适合学生的要求和发展需要；建立基于行动导向的教学观，采用以学生为主体、以教学项目为载体、以行动为导向的有效教学方法。(2)重组教学内容
要组织课程专家，在尊重学生认知规律的前提下，根据行业专家的建议，构建课程体系，打破学科界限，确定课程内容。在2015级人才方案修订中，以能力体系为基础确定课程内容，理论教学以适度够用为原则，删除了工程力学等课程，增加了机械制图和高等数学，将机电设备装调技术理论课程改为机电设备装拆实训，聘请重庆华伟集团高级工程师讲授，从而增强对学生动手实践能力和可持续发展能力的培养，同时将每门课程代码进行完善并确定课程归属系部；围绕掌握本专业职业技能来组织相应的知识、技能和态度，设计相应的实践活动；在2015级人才方案中，建立了以机械为基础，液压气动为辅，电气控制为核心，重在机电设备装调维修的课程体系，突出专业能力和方法能力的培养。要设计职业情景，培养学生在较为复杂的工作关系中做出判断并采取相应行动的综合职业能力。
（3）改革教学方法
根据教学内容，选用合适有效的教学方法，针对学生的特点，组织教学项目，配以现代化教学技术，合理运用教学环境，在“生产情景”中强化动手操作，在教学中强调师生互动。在改革教学方法方面建议重点注意以下方面：创新教学方式，提高教学效果：摒弃传统的以教师、课堂、教材为中心教学方式，倡导以学生为主体，凸显教学互动，培养学生自主学习和创新的能力。促进个性发展的教学方式，设置“生产情景”，培养职业习惯；根据课程内容，创新“生产情景”，进行理论实践一体化教学、学习过程行动化、做到讲练结合、练中有奖、学在链中、是学生体验职业活动，真正掌握使用的生产技能，提高职业能力运用技术手段，扩展教学资源：充分利用现代教学技术，推广多媒体和仿真教学，开发和利用网络资源，使得难以理解的知识和经验能直接、形象、直观的展现在学生面前，同时也可以丰富学生的学习方式和学生资源。加强学生技能考证训练，要求本专业学生毕业时考取相应工种职业资格证书。（4）创新教学评价
要改变传统的教学期末一张试卷评价方式，重视过程性评价，注意过程性评价和终结性评价的有机结合，在学业评价中充分考虑职业技能掌握程度和评价本身对职业能力形成的促进作用。
机电系机电一体化教研室
个人基本简历
姓名：-国籍： 中国
个人照片
目前所在地： 广州 民族： 汉族
户口所在地： 韶关 身材： 172 cm 60 kg
婚姻状况： 未婚 年龄： 22 岁
培训认证：诚信徽章：
求职意向及工作经历
人才类型： 普通求职
应聘职位： 市场销售/营销类:销售代表店长/卖场经理 店长客服代表/专员/助理 客服代表
工作年限： 5 职称： 无职称
求职类型： 全职 可到职-随时
月薪要求： 2000--3500 希望工作地区： 广州
个人工作经历： 2002年1月至2004年4月任职于格力电器珠海总部客服专员寻求发展 2004年5月至2005年1月广州市电力局电力设备厂客服专员公司改组，降薪
2005年2月至2007年7月香港域森有限公司新感觉饰品连锁店店长寻求发展
教育背景
毕业院校： 核工业南方技术学院
最高学历： 中专 毕业-2002-07-01
所学专业一： 机电一体化 所学专业二：
受教育培训经历： 2000年9月至2002年7日核工业南方技术学院机电一体化毕业证
有机动车B2驾驶证
语言能力
外语： 英语 一般
国语水平： 精通 粤语水平： 精通
工作能力及其他专长
长期从事客服工作，善于与各类人群沟通。能够充分听取客户以及消费者意见，能够尽心尽力将客户的问题解决。
在从事了两年多的店长工作中，曾任过＂新感觉＂饰品上下九路总店、韶关风度路分店、深圳西乡分店、深圳南山分店、广州市龙洞分店等一系列直营店之店长。从开店选址到进货、阵列都实际参与，十分熟悉精品店之开店流程以及进货渠道。并能够充分提高各店营业额。从
上下九到天河龙洞店，每一次工作调动的原因只有一个，就是在之前此店营业业绩不佳！通过我调任店长之后，每一家店的业绩都有大幅上升。能够充分管理与协调各店员的关系以及充分调动各店员的积极性。在“新感觉”两年，无愧于店长之称谓。
详细个人自传
本人工作态度端正，深信态度决定一切！每件事情力求做足一百分。请给我一个机会，我还你一片希望与果实。
个人联系方式
中文简历写作内容及格式
标准的求职简历主要由四个基本内容部分组成：
1.基本情况：姓名，性别，出生日期，婚姻状况，联系方式等。
2.教育背景：按时间顺序列出初中至最高学历，学校，专业，主要课程。所参加的各种专业知识和技能培训。
3.工作经历：按时间顺序列出参加工作至今所有的就业记录，包括公司/单位名称，职务，就任及离任时间，应该突出所任每个职位的职责，工作性质等，此为求职简历的精髓部分。
4.其他：个人特长及爱好，其他技能，专业团体，著述，证明人等。
求职简历格式主要有两种：
通用式：
适用于初涉职场的求职者。主要是按照时间顺序来排列。在教育背景和工作经历部分的内容按照先后顺序罗列，不要遗漏。毕业生求职的简历多为通用型，如果没有工作经历，可以将此部分改为实习经历。通用式简历的适用范围不受所申请职位的限制。缺点是针对性不强。
功能式：
适用于行业/职业经验丰富的求职者。在简历开头即表明求职目标。简历强调那些能够满足目标雇主需要的技能、能力和资质。简历内容的定位应当尽可能地贴近于满足职位的要求。简历内容以工作业绩为重点，围绕求职目标展开。一般在“工作经历”中加入“工作业绩”一栏，详细
说明申请该职位的经验，背景及其他优势条件，比如参与/领导过什么项目，担任何种职位，与什么公司/单位进行过合作，解决什么问题，取得什么业绩，获得何种奖励等。
日本企业界在1970年左右最早提出“机电一体化技术”这一概念，当时他们取名为“Mechatronics”，即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，目前正向光机电一体化技术（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向发展，应用范围愈来愈广。
机电一体化技术具体包括以下内容：
（1）机械技术 机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。
（2）计算机与信息技术
其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
（3）系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。
（4）自动控制技术
其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
（5）传感检测技术
传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。
关键词：机电一体化,专业教学,改革,建议意见
机电一体化专业是现如今高职教育学校极为重视、运用非常广泛并且与现实生活结合极为密切的一门应用技术学科。先进机器和计算机的结合已经是我们谁也无法躲避的流行趋势,它对于人类的认知和进步具有不可磨灭的功劳和意义。这也就意味着,机电一体化专业的教学改革是现实趋势,必然会受到更多人的关注,引起更多学者的兴趣,更会逐渐渗透到各学科领域之中,对于我们国家的人才培养和经济发展具有极大的促进意义。
1 机电一体化专业教学改革的必要性和重要性
机电一体化专业作为我国高职教育学校极具特色的一项理工科实用型专业,该专业人才培养的重要性和必要性都充分体现了我们国家在制造业、机械业等大型行业部门上对于机电一体化专业人才的急切需求。随着社会经济的不断发展和人类生活水平的不断提高,类似机电一体化专业的高端技术型人才更为稀缺,我国的人才市场空缺很大一部分都是来自于综合性专业人才的缺失。因此,对于我国机电一体化专业教学改革的重要性和必要性也就不言而喻了。
2 机电一体化专业教学改革现存的问题
(1)教学模式传统而封闭。
随着社会科技和经济的发展,学生们的思维方式更加先进和独特,而现存的机电一体化专业教学模式仍然以保守传统型教学模式为主,加上机电一体化专业的课程内容专业化程度高,词句抽象难懂,大部分学生缺乏学习兴趣,无心专业学习。
(2)教学资源和教学设备不够充分和完备。
很长一段时间以来,我们国家的高职教育水平与专业要求不相符。机电一体化专业的教学设备不够完善,师资力量和生源基础都不够优秀,在很大程度上导致机电一体化专业的教学成果不能达到预期的效果。
(3)固有的教育特色与当今社会发展之间的矛盾。
随着社会经济的不断发展,我们国家对于专业型综合性人才的需要远远超过只会埋首书海的“书呆子”。而如今的教学方法和教学效果导致学生们动手实践能力较差,没有适应社会挑战的心理素质和专业能力,造成专业教学与社会发展严重脱节。
3 机电一体化专业教学改革的几点建议
(1)加强教师的专业技能培训,提升教师内在素养。
教师的思想意识和行为方式严重影响着学生们的思维方式,学校要加强对教师的政治思想培训,加强社会主义核心价值观的学习研究,提升内在政治素养,才能给予学生在机电一体化专业学习方面的正确指导,提出建设性的意见和建议。
(2)利用互联网多媒体等现代化技术来开展机电一体化专业教学。
“优胜劣汰,适者生存”。只有充分利用互联网所带来的便利,采用更加先进有效的教育模式,使得教学多样化、丰富化才能激发学生们的兴趣,真正投入到机电一体化专业的学习中来。
(3)建立健全高职教育学校专业管理监督机制。
学校内部要加强对于学生们专业教学的关注程度,建立健全有关机电一体化专业的教师管理和学生引导机制,形成高效有序的教育秩序,全面提高机电一体化专业的教学质量。
(4)以学生为主,倾听学生心声。
学生是教育的主体和对象,只有以学生为主,从根本上体会学生的心境和想法,不断地完善教学模式和教育理念,才能充分提高学生们对于机电一体化专业的学习热情,提高专业知识素养。
(5)走出校园,用实践说真话。
学海无涯,可是不单单只有书本。书本权威,而世界才全面。引导学生们走出校园,增加社会实践,通过自身体会,了解我国的发展现状以及社会对技术型人才的迫切需要,培养为国为民服务的意识,促进机电一体化专业教学的时效性。
4 结语
通过学科与学科之间的关联将学生的传统思维方式打破,为他们建立新的更加具有现实代表性的认知方式就是我们发展教育的目的。如今所谓的高素质人才,并不仅仅是以前我们所说的“术业有专攻”。这个社会真正需要的是具备充分的实践能力和高技能型的综合型人才。国家只有不断地在机电一体化专业教学改革方面下足功夫,才能不断完善我们国家高职教育方面出现的问题。通过社会实践和教学模式的改革来引导学生们热情参与到机电一体化教学中里,让学生真正成为知识的主人,成为社会发展的主人。
参考文献
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关键词：中职 机电专业 一体化 有效教学
课 题：辽宁省人社厅技工培训教学研究室2013-2014年立项课题“中职机电专业一体化有效教学”阶段成果；主持人：纪正君。
一、机电技术应用专业教学改革的背景
近年来，随着社会的进步和社会对人才需求结构比例的改变，技能型人才越来越受到社会的青睐，尤其是机电类人才越显缺乏。
这给中等职业学校提出了新的课题：应该用什么样的教学方法培养机电技术应用专业的学生？机电专业（机电技术应用专业，简称机电专业）的学生毕业后能达到怎样的职业水平？机电专业的学生毕业后能适应什么样的工作岗位？
为满足社会的需求，中职学校培养机电专业学生的职业目标应是既能掌握机电设备运行的一般理论，又能熟练操作机床、识图加工、维护设备，进行设备故障的诊断、简单维修，掌握设备中的电气控制技术等。
那么，为满足现代社会对机电类毕业生职业能力的需求，中等职业学校必须进行教学改革。
二、机电技术应用专业教学改革的内容
一体化教学是中职学校机电专业培养新型技能人才最有效的教学方法，也是一种立竿见影的教学方法。
中职学校机电专业的教师在实施一体化教学过程中需要单独制订教学计划，构建机电职业能力整体培养目标体系，通过各个教学环节的落实来保证整体目标的实现。每一环节由一位教师或几位教师在共同制定教学内容、教学方法与进度的情况下实施教学，使学生能将所学的理论知识及时通过实践学习消化吸收。
笔者学校机电专业一体化有效教学具体实施方法是以学习任务形式来进行，学习过程中全班学生主要以组为单位，每组6人，学习过程中可以相互探讨、相互评价，然后各组之间再相互评价学习效果，最后由一体化教师做总结。
三、一体化有效教学的方法及运用
下面就以机电一体化教学中车削加工为例，介绍一体化有效教学的方法。阶梯轴的加工作为教学任务，具体教学过程如下。
第一，教师提出一体化教学工作的任务（让学生明确工作任务的名称）：阶梯光轴的加工。
第二，教师做一体化教学工作任务的描述（说明本工作任务该干什么）：教师首先给出阶梯轴的轴测图（不考虑键槽加工），再给出阶梯轴的零件图，让学生识读零件图的图形和尺寸，再进行车削加工（学生有车床操作基础）。
第三，一体化教学的任务要求，学生看到阶梯轴的轴测图后，需要做三件事情：一是对比零件图，想象零件的结构形状，二是分析阶梯轴的尺寸和基准，明确各部分的形状和大小，三是分析整个车削工艺过程。
第四，一體化教学应达到的能力目标（专业能力方面达到什么程度，社会能力达到什么程度），学生通过阶梯轴零件图的识读学习能分析其他轴类零件的结构形状和视图表达，且能选出加工和测量基准，制定车削工艺过程。每组学生相互配合、相互学习，培养团队协助、与人沟通和正确评价的能力。
第五，教师给出一体化教学的任务准备（主要将与本工作任务的相关理论知识提供给学生做支撑），比如提供相关理论知识给学生，如基准的概念和分类，三类尺寸（即定形尺寸、定位尺寸和总体尺寸）的概念等；提供一些网址给学生课后查询，如http：//www.hep.ecu.cn等。提供企业用的轴类零件的图样供学生作参考等。
第六，制订工作计划：先让学生自行制订工作计划，教师在巡回指导时可以给予适当的指导。
第七，任务实施：让学生自主完成工作任务。
学生完成工作任务时，一体化教师需要提供：
学材，即一体化教材（由一体化教师编写），主要供学生阅读相关理论知识，如设计基准和工艺基准的概念，提醒学生车削过程中车到每次最终位置均以右端面定位，即轴的右端面既是设计基准，又是工艺基准。强调一些加工时的注意事项，如形位公差、倒角、退刀槽的尺寸、工艺基准的选取等。强调安全操作规程。
第八，任务评价：主要对学生成果进行评价和总结。包括：学生学习成果展示；学生自我评价与总结；小组评价与总结；教师评价与总结；强调各小组工作岗位的“6S”处理；提供评价表，对学生完成工作任务进行过程考核，认真填好评价表。
第九，技能拓展：对完成本工作任务后进行技能延伸与拓展创新。提供一张稍微复杂的带有三角螺纹的阶梯轴试着让学生识读，再试制定加工工艺。
四、机电专业一体化有效教学的研究价值
我们设计的一体化教学任务和教学过程是按照企业工作要求，完成学习任务和工作实践，根据工作实践情况（阶梯轴的加工）描述学习任务情境。
实践证明，一体化教学的成效是显著的，毕业生一到工作岗位，很快就能进入角色，深受用人单位的欢迎。一体化教学所培育的学生顺应了市场的需求，也为我们今后的教学拓展了空间。
机电一体化专业的毕业论文【一】
摘要：针对职专生知识程度参差不齐，理论基础水平较薄弱的特点，面对复杂且枯燥的理论推导以及难记的式子，学生往往缺乏学习热情。所以，在教学过程中应采用重实践、轻理论策略，有利于激发学生的学习热情，通过实践掌握理论，在实践中巩固理论，用理论指导实践，从而达到较好掌握知识的目的。
关键词：职专机械;观察力;观念转变
学生在学习机械专业理论课程时.因缺乏对机械的感性认识感到困难重重，容易丧失学习动力。对此，教师应变繁琐、抽象的理论为生动实例，从多方面调动学生的学习积极性.从而提高教学实效。
一、课中设疑，辩析中获得知识
每节课的教学，要在创设悬念中进行，要制造良好的心理态势和思维环境，诱发学生的好奇心，满足他们对知识的关切和渴求的内心需求。我们知道。思维从疑问中来.学习中有疑问，才会有求知欲。教师应在教学中适时设置一些有关的悬念，进行课堂设疑，创设课堂疑问情境。使学生在辩析中获得知识，争论中得以提高，商讨中增强能力。例如。现在的学生基本上都会骑自行车，讲解棘轮单向超越离合器的结构和原理时，笔者根据学生的生活经验设置了这样的问题：人骑自行车时反方向转动踏板，能否使自行车倒退行驶?让学生思考、讨论这一现象.通过学生常见但从没有深入想过的现象，把学生吸引到探求结果的兴趣中来。
二、促进教师教学观念的转变
在新课程实施中.教师的观念发生了变化.由传统的“领导者”、“权威”、“知识拥有者”向课堂教学的“参与者”学生学习的“首席助手”转变。教学内容是开放的。教师可以根据学生特点和教学的实际情况灵活地组织教学内容.教学组织灵活多变，通过班级授课，小组合作与个别辅导的参差互用，结合使用，充分发挥教学组织形式应有的教学效能。为学生的个体活动提供更广阔、更充裕的条件，教学管里更大民主，教学手段更加多样化，教学评价转向多元化。
三、指导与观察结合，培养学生的观察力
《机械基础》所讲授的知识在日常生活、生产中都有广泛的应用。在讲授每个章节内容前。可组织学生观察已有的各种机械设备。例如，学校内的车床、铣床、刨床、磨床。或参观机械厂的机器、纺织厂的机修车间等，观察各种机器的机械结构和各种机构的工作过程。参观前根据所学内容、机械设备、机构特点做好指导工作.让学生带着问题参观，带着目的观察.以明确参观目的，提高学习效率。又如，讲授平面四杆机构时.可以组织学生参观牛头刨床。观察牛头刨床滑枕的结构和运动方式.得出牛头刨床的横向进给机构是以曲柄为主动件的曲柄摇杆机构.而牛头刨床中滑枕的往复移动是通过摆动导杆机构实现的.且运动具有急回特性;在讲授机构的死点位置时 可以安排学生观察缝纫机的踏板机构，得出该机构是以摇杆为主动件的曲柄摇杆机构.同时通过让学生参与操作.让学生对死点位置产生感性认识。
四、在教学过程中应重实践、轻理论;抓基础、促提高
针对职专生知识程度参差不齐.理论基础水平较薄弱的特点，面对复杂且枯燥的理论推导以及难记的式子.学生往往缺乏学习热情。所以。在教学过程中应采用重实践、轻理论策略，有利于激发学生的学习热情。通过实践掌握理论，在实践中巩固理论.用理论指导实践.从而达到较好掌握知识的目的。如在《机械基础》教学中，其主要目的是使学生学习并掌握机械器件的特性、使用、测试方法以及工作原理等。但是，一般学校由于经费不足等种种原因.实验室设备简陋老旧，损坏严重，实验条件差。提不起学生的实验兴趣.往往应付了事，做过后就忘了。这样辛辛苦苦准备半天的实验却收不到应有的效果。若能把一些实际单元电路小制作搬到课堂上，在单元电路中针对性地把教材需要掌握的知识融合起来，就会使学生在实验中掌握要学的知识。
五、教学方法的改革
随着教育观念的更新，不断探讨新的教学方法和模式，是保障教学模式改革成功的重要重要条件。职业中专的教学重点应该放在对学生学习方法和学习能力的培养上，以实践为先导.逐步培养学生不断探究学习的精神。
1.加强先进教学手段的运用，进一步提升现代化教学水平。
随着现代计算机技术的发展.工业界已在产品的设计、制造领域广泛地使用虚拟、仿真等技术。职业中专的教学应努力开发实践教学CAI，并引进先进的绘图和模拟仿真软件.提高基础实验、实训内容的科技含量。同时通过虚拟仿真、局域网互动教学等先进的教学方法.使学生感受先进的教学思想和方法 让学生在现代化教学环境中学到更多的新知识、新技术。
2.不断跟踪行业新技术，加强现场环境对教学环境的渗透。
职业教育的特点是要求学生在校期间就能完成就业岗位能力训练.尽量缩短上岗适应期。在教学中要注意模拟工厂现场环境.建立稳定的校外实习基地，促使学生不断学习新的技术。培养扎实的基础技能，使学生能迅速适应以后遇到的工厂真实环境(包括设备、工艺、技术、生产组织管理形式等)。经过训练.使学生技术新、适应期短、上手快，才能深受用人单位欢迎。
3. 加强实验、实训基地的建设。
系统的、相对独立的实践教学和考核体系要依赖于先进、完善的校内实验实训设施来实施。职业中专要十分重视校内实训基地建设.并以“有特色、先进而完善”作为实践教学基地建设的标准。
基于深度信息的自主空中加油相对位姿控制技术研究【二】
第 1 章 绪 论
由于无人机的广泛使用，从根本上消除了飞行员疲劳耐受时间对执行飞行任务的制约和影响，继而燃油的消耗成为了影响无人机执行任务时间的主要因素[1]。因此，无人机自主空中加油(Autonomous Aerial Refueling ，AAR)技术成为了实现长航时无人机远程战略任务的核心技术之一。美国国防部高级研究计划署(DARPA)等部门相继开展了此类研究，并于近日完成了两架改进型 RQ-4“全球鹰”无人机的近距编队飞行测试工作，对该型无人机的空中自主互助加油技术进行了成功验证，使其续航时间从之前的 41 个小时延长至160 个小时以上，美国率先实现无人机的空中加油，不仅在技术上是一项里程碑式的突破，在战略上也极具意义[2]。
自主空中加油技术又由高动态环境下的位姿估算、飞行控制和数据传输等技术组成[3]。根据我国无人机自主空中加油技术研究发展的现状，本课题结合国家 863 高技术研究发展项目子项目“重载荷智能化物探专用无人直升机研制”(AA063903)，以为无人机自主空中加油技术中的关键问题之一，同时也是首要任务的加油机和受油机相对位姿控制为主要研究目标，对基于深度信息的位姿估算的可行性，数据处理方法手段、误差分析和实物仿真模型点云数据处理的实验设计验证等问题进行系统深入的研究，并在此基础上针对自主空中加油中受油机区别与正常飞行状态下的个性飞行控制问题进行研究，即如何规划相对位姿控制的飞行路线以确保相对位姿估算的鲁棒性，如何控制受油机在各种干扰条件下按规划路线飞行，通过对受油机的控制来保证相对位姿估算的准确性与鲁棒性，同时力图将有人机飞行员空中加油的综合判断与控制策略引入到相对位姿控制闭环中，将有人机飞行员经验优势与无人机的技术优势有机地结合在一起。
1.1 研究背景及意义
随着科学技术的不断进步，推动了无人机系统的爆炸式发展[4]，由此世界各国纷纷意识到无人机在未来的广阔应用空间。美国军方率先提出到 2040 年所有军机都可以实现无人驾驶操控。由此无人机自主空中加油技术可大幅提高无人机的滞空时间，对提高无人机的使用性能居有重大的.现实意义。我国在 1992 年完成了首次有人操纵飞机空中加油对接，成为第 5 个独立掌握空中加油技术的国家，并于 年首次成功实施多吨量有人操纵飞机空中加油，目前我国对无人机自主空中加油技术的理论研究正处于有计划的发展阶段[5]。尽管在近十年的时间内，对无人机自主空中加油的关键性问题——加受油机相对位姿估计研究已有了相当的研究成果和具体的应用，但大都或多或少的存在一些缺陷与不足，主要包括过度依赖 GPS 信息，平面视觉传感器容易受到天气等外界因素影响等问题。而基于深度信息三维快速成像(Flash LIDAR)技术的出现恰恰可以减少和消除上述问题，为无人机自主空中加油中的位姿估算与控制提供非相似余度的可靠数据源。同时国内外对基于ToF 技术的三维快速成像技术在空间领域的应用研究基本上也处于正在进行时，要最终形成成熟的应用技术，还可能需要更具针对性的创新性的研究，如针对加油机模型的点云数据算法和如何确保相对位姿估算稳定性与准确性的研究。在我国迫切需要长航时无人机的背景下，启动一些无人机自主空中加油关键支撑技术的研究是非常必要的。
1.2 自主空中加油的研究现状
1.2.1 空中加油的典型方式
无人机自动空中加油技术是基于传统的有人驾驶飞机空中加油技术发展而来的。有人驾驶飞机空中加油技术有 2 种实现方式：软管式和硬管式加油[6]。
(1)软管式加油(Probe and Drogue Refueling)
软管式加油根据英文翻译又称作插头-锥套式加油。在此种加油过程中，对接控制主要由受油机完成，当受油机上的插头插入加油机软管上的锥套后，锥套上的机械自锁装置可将插头锁紧以确保加受油机的可靠对接。如图 1.1(a)所示，一架 F/A-18 受油机正在通过机身上伸出的受油插头与 KC-10 加油机伸出软管上的锥套相对接，来完成空中加油。图 1.1(b)显示的是插头和锥套的近景图[7-9]。中国空军、美国海军和海军陆战队等均采用的是该种加油方式。
(2)硬管式加油(Flying Boom Refueling)
硬管式加油根据英文翻译又称作飞桁式加油，在此种加油过程中，受油机要完成的主要任务是在加油机尾部保持编队飞行，而加油机上的加油操作员操作飞桁插入受油机背部的受油口内来实现空中加油。如图 1.2(a)所示，一架 F22 受油机正在与 KC-135 加油机伸出的飞桁相对接，来完成空中加油。图 1.2(b)显示的是 F22 机背的受油口和飞桁的近景图[7-10]。美国空军采用的是该种加油方式。
1.2.2 自主空中加油的发展概况
随着无人机遂行任务的多样化，无人机自主空中加油技术受到了越来越多的重视，相关的研究也随即展开，目前自主空中加油仍然处于理论研究和试飞验证相迭代的过程，与自主加油的飞行控制等问题相比，其中的核心难点问题仍然是提高加受油相对位姿估算的准确性、可靠性和稳定性。这是由于空中加油的飞行控制可将成熟飞行员的空中加油的操作经验等知识通过计算机描述出来，而相对位姿估算首先要寻找到可以代替人眼的可靠数据源，其次要实现数据源的权重分配，连续可靠的运算处理、风险识别等动态权衡博弈工作，这些恰恰都是计算机所不擅长的。综上所述，由于相对位姿控制是一个连续的估算—决策—控制的闭环，控制是为估算提供更有利稳定的条件，而估算是下一步控制的基础，因此相对位姿估算与控制二者相辅相成缺一不可。
边界合理分配控制权限，将控制信息传递给飞控系统来实现自主空中加油。在无人机自主空中加油的过程中，加油机和受油机(即无人机)之间的相对位姿估计是否精确是决定空中加油成败的关键性因素。
为此，在系统中增加了一种非相似余度三维光学测量系统——Flash LIDAR 来测量二者相对距离和姿态。Flash LIDAR 输出的 3D 点云形式的深度信息经图像处理后，可通过卡尔曼滤波等多传感器信息融合算法来提高 AAR 系统可靠性和容错性。由于篇幅限制本文就只对 Flash LIDAR 系统的测量、信号处理、方位估计和控制等问题进行研究。
2.2 相对位姿估算问题描述
2.2.1 自主空中加油过程描述
研究自主空中加油相对位姿估算问题首先要对加受油机空中加油时的飞行过程进行分解细化，有针对性的研究相对位姿估算在不同的自主空中加油飞行阶段的侧重点。目前两种典型的空中加油方式分别是软管式和硬管式空中加油。归纳总结两种加油方式在空中加油飞行过程中的特点，如表 2.1 所示。
由表 2.1 可知软管式和硬管式空中加油的共同点在于均要经历编队飞行加油机接近受油机的过程，因此必须首先对二者编队飞行的情况进行研究，以确定合理的加油机图像特征提取方案，在确保位姿估计准确性的前提下提高信号处理效率。图 2.2 为空中加油编队示意图。加油机与受油机置于笛卡尔坐标系中，其原点 O 为受油机上深度信息传感器的安装位置。
在自主空中加油的会合阶段受油机从任务空域转向加油空域，如图 2.2 所示，在两倍预接触(Twice pre-contact)位置加油机应捕捉到受油机的方位和航向，并根据加油机的位姿变化逐渐接近受油机到达预接触(pre-contact)位置。预接触位置处于加油机的后下方，在此位置受油机与加油机之间通常具有大约 50 英尺水平和 10 英尺垂直的安全距离。作为自主空中加油起点的两倍预接触位置的信息可由地面站传送给受油机，也可以通过加受油机之间的数据链路实现传输。对接阶段是受油机从预接触位置逐渐接近加油机至接触位置的过程，如图 2.2 所示，并且在接触位置与加油机之间保持稳定的编队飞行状态。
根据空中加油编队飞行四个阶段的任务要求可知相对位姿估算不但要完成在会合阶段、对接阶段和加油阶段加受油机之间的相对导航的任务，而且还要在高动态条件下预测加受油机之间相对位姿的变化率以确保加受油机编队飞行的安全。为了实现稳定可靠的相对位姿估算，因此要将飞行员在实际空中加油过程中眼脑的计算判断加受油机之间相对位姿变化的经验知识转化为计算机自动处理算法。因此归纳总结在空中加油不同阶段相对位姿估算任务如下列要求，如表 2.2 所示。
由表 2.2 可知，加受油机相对位姿估算在会合、对接和加油阶段具体任务各有不同，在会合阶段其主要任务是使加油机快速跟踪并对准加油机航迹。在对接和加油阶段其主要任务是计算受油机相对加油机的速度和加速度，在确保安全的前提下保持编队飞行。综上所述，获取时空连续的三维点云图像图像序列是完成相对位姿估算任务的必要条件。在本章中为了系统的阐述深度信息相对位姿估算的原理，不考虑视角问题。图 2.3 为在虚拟现实环境下生成的受油机在预对接位置时观测到的加油机平面图像信息。该图与深度信息传感器输出的信号主要区别在于其无法提供深度信息。但是我们依然可以从中得到启发，平尾、垂尾和机翼等部位能提取出近似于平面的形状特征。
......
第 3 章 空中加油环境建模与定位问题分析.................44
3.1 空中加油环境建模概述 ..............................44
3.2 影响环境建模的因素 ...............................45
3.2.1 传感器测量噪声 .................................45
第 4 章 受油机参考轨迹规划研究 .........................70
4.1 受油机参考轨迹规划 .................................71
4.1.1 受油机动力学方程与运动方程 ......................71
4.1.2 轨迹规划中的约束条件 ............................73
第 5 章 基于自抗扰控制的相对位姿控制律设计.............96
5.1 自抗扰控制基本原理 .................................96
5.1.1 ADRC 数学模型 ....................................97
5.1.2 跟踪微分器(TD) .................................97
第 5 章 基于自抗扰控制的相对位姿控制律设计
在第 4 章研究在加油机尾流、阵风和受油机质变等干扰下如何确保根据相对位姿估算和受油机反馈规划出一条向加油机逼近的参考轨迹控制算法的基础上，本章主要研究在加油机尾流、阵风和受油机质变等干扰下如何确保受油机安全、稳定和准确的沿参考轨迹完成对接加油任务。通过前面的分析可知，稳定的飞行控制与合理的参考轨迹规划是相辅相成的，由于在空中加油飞行状态下的飞机是一个多变量、强耦合、非线性、不确定性对象，如何抑制这些干扰的影响，控制受油机按参考轨迹飞行是实现自主空中加油任务的最终目的。
本章采用自抗扰控制(Active Disturbances Rejection Control, ADRC)方法来设计空中加油飞行控制律。自抗扰控制的特点在于它对非线性耦合和不确定性采用“观测+补偿”的方法进行处理，而且它的观测基本上不依赖于对象的模型。这种特征使自抗扰控制特别适合应用于空中加油控制问题。
5.1 自抗扰控制基本原理
基于状态空间描述的现代控制理论在上个世纪六、七十年代得到迅速发展，尤其是对线性系统，在分析和综合方面从理论上均给出了很多完美的结论。很多学者因此预言，基于现代控制理论的新型控制器可能在短时间内取代基于经典调节理论的 PID 调节器。但实践表明，以 PID 控制律为基础的各种调节器仍然保持主导地位，在工业过程控制、运动控制、航天控制等领域中，大部分控制器都采用 PID 调节器[97]。PID 调节理论对对象数学模型的依赖程度很小，只需要依据对象的一些基本特征通过调节 PID
早在 年美国空军的 Ross 和 Spinelli 就针对自主空中加油中加受油机编队飞行控制开展理论研究，其主要是采用差分 GPS 以加油机作为坐标原点，来验证在预对接和对接过程中受油机与加油机自主编队飞行和相对位姿估算能力，经计算得出二者相对位置误差不超过 0.1m，并且该方案在以 Calspan Learjet 作为受油机和以 C-12 作为加油机试飞中得以成功验证(如图 1.3 所示)。该研究结果表明 GPS 可作为加油油机相对位姿估算的数据源[11-12]。
第 2 章 相对位姿估算问题描述与数学模型
2.1 基于深度信息的相对位姿控制基本方案
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