浅谈机械电子工程设计中的技术要点

李静

【关键词】机械电子工程设计 存在的问题 技术要点 设计方法

1.引言

时代的快速发展和进步为各行各业的发生和发展创造出更多的机遇，机械电子工程行业作为高新技术的典型代表应运而发，从而在我们的日常工作和生活中被广泛应用，机械电子工程设计是一项集机械原理、电子技术、计算机技术、通信技术、微机原理等众多学科于一体的综合性工程项目，不仅需要完备的理论体系和硬件条件，更需要设计者具备极高的综合技术水平。机械电子工程技术还具有应用范围较广、自动化的水平较高，还可以辅助顺利实现工程设计的方案，从而最大化避免一些问题出现等特点。机械电子工程的发展水平在很大程度上能够反应出一个国家的工业实力，对推动科技进步具有重要的作用。我国机械电子工程设计经过几十年的发展已经在诸多领域达到世界先进水平，然而依然存在着高级别人才短缺、理论体系有待进一步提高的短板，本文就机械电子工程设计当中涉及到的技术要点问题展开粗浅论述。

2.机械电子工程设计中存在的一些问题

时代的飞速发展为各行各业创造了越来越多的发展机会，在机电工程的不断发展和改革过程中，出现了许多问题。与其它行业相比，电子产品的创新与改革离不开大容量与高集成，经过调查分析，大致总结出以下几点：

第一，电子市场中机械电子产品的类型繁多，但质量却存在参差不齐的问题，其中很大一部分原因是由于市场缺乏规范性管理，使得仿冒产品的比例非常高，这对机械电子工程设计的知识产权保护是极为不利的，加上民众在选择产品时缺乏专业的甄别能力，使正规生产商的利润提不上去，进而阻碍了产品的更新换代。

第二，在我国，电子行业中技术人员在资源共享的能力上有些薄弱，导致机械电子工程设计企业在行業内部的信息交流存在一定的闭塞性，这种情况在一定程度上会阻碍创新思维的产生，使机械电子产品的设计理念过于保守，进而阻滞行业的发展进步。

第三，工程设计人员的综合水平是影响机械电子产品质量的最重要因素。而中低层次工程技术人员供大于求和高级别工程技术人员较为缺乏实是目前我国机械电子工程设计行业发展最为突出的现状。此外，很多企业生产的机械电子产品都属于低端产品，主要目的在于用来迎合低消费人群，满足低端市场的庞大需求，而对于高端产品研发的投入比例是十分少的。高质量机电产品是由先进理念、设计方法、先进体系的共同堆叠所产生的，其中，设计方法是相对来说最易优化的一步，文章内容也将着重讨论这一部分。

3.机械电子工程设计优化技术策略

3.1 仿真设计

整个机械电子工程的设计方案确立之后便是系统仿真设计步骤，在机械电子工程设计当中仿真检验是必不可少的一个环节，只有对产品各项指标进行全面实验检测，才能及时发现问题调整设计方案，进而提升产品品质。电子设计自动化技术（EDA）通过对各个仿真环节的数据进行分析，从而判断产品各电子元件部分功能是否达到要求。仿真分析建立在计算机系统与大量的数据资料基础之上，通过构建相应的机电电子产品数学模型，基于编程实现各虚拟功能组块搭建，仿真程序在运行过程中技术人员可以根据需求对模型参数进行调整，最终的结果为实际元件型号的选择、参数的设定等提供参考。同时，通过EDA 技术获得的数据和信息也可以转换为产品性能参数，为企业在销售这些电子产品时介绍产品的性能和特性提供便利条件。

3.2 系统设计

所谓的“系统设计”是指电子工程技术人员通过分析环境、温度、容差等要素，从而设计出来的最佳工程方案。机械电子系统设计方案的优劣性受诸多因素的影响，因此设计师想要保证产品功能的完备性，就要再花费大量的时间与精力，根据实际需求在实现产品高效型、可靠性的前提下不断优化系统构建方案。电子设计自动化技术（EDA）可以对设计环境进行记录和整理，从而完善设计方案，综合设计出更优质的方案，提高电子技术的工程效率，现代科学技术尤其是芯片技术、通信技术的发展是十分迅速的，相关产品的更新换代周期越来越短，因此电子系统与整体的兼容性在设计当中应当被重视起来，避免机械电子产品在后期进行升级换代时受到阻碍，制约行业的发展。

3.3 防静电设计

目前，电子工程的很多产品构造非常复杂，内部的集成电路体积虽小，但却镶嵌着很多微小电子结构体，防静电设计处理不好的话，会造成非常严重的后果，甚至发生重大安全事故。设计人员在进行防静电设计时需要综合考虑到这些问题，最大化减少运行环境所带来的负面干扰，从根本上提高电子产品的灵敏度，以此来提高电子产品的使用安全等级、延长使用寿命[4]。

3.4 电路设计

在机械电子工程设计中，对电路特性进行系统性分析将会大大提高设计方案的可行性和有效性，因此电路设计步骤是EDA 技术应用过程中必不可少的部分。同时，EDA 技术也是实现对电子系统电路特性分析的重要手段。在传统的机械电子工程设计中，由于缺少了EDA 技术的支持，有关数据测试和特征分析的信息与实际情况之间存在很大差异。同时，无法保证电路测试结果的准确性，这将直接影响后期电子产品的正常使用。因此，工程设计人员应通过实验规避电路设计结构上出现问题，防止接线出现短路、开路等问题;对电容、电阻、电感元件的电气参数进行科学的计算，从而提升电路系统的运行功能。此外，通过对电路保护系统的可靠性分析能够在最大程度上提升产品应对突发情况的能力，从而保护CPU、集成芯片等核心部件。总之，EDA 技术对于机械电子工程设计中电路设计工作的顺利进行具有重要作用，工程人员应当充分掌握其应用方法。

4.结束语

综上所述，随着时代的进步，机械电子工程技术逐渐进入到大众视野，这不仅为国家工业化发展带来好处，还为人们的日常生活提供便利，从而为机械电子工程的快、精、尖发展奠定了科学基础，机械电子工程设计中，科学的设计方法能够极大的促进产品的质量升级。本文结合行业实际情况，从仿真设计、系统设计、防静电设计、电路设计等四个角度出发进行了综合分析和论述，从而给出了几点优化机械电子工程设计的建议，希望对行业进步有所借鉴，当然，对于更加深入的基础理论研究还需要广大业内专家投入更多的精力去研究、去挖掘。