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机械电子工程

◆专业简介及特色

  机械电子工程是机械工程一级学科下设的二级学科之一,突出机、电、液、光的有机结合,主要对机械控制、电子检测、状态监控等方面开展研究。其关键技术包括:(1) 信息处理技术;(2) 自动控制技术;(3) 伺服传动技术; (4) 检测传感技术;(5)精密机械技术;(6)系统集成技术。该专业是以现代控制理论、现代检测技术、故障诊断技术、微计算机技术为基础,重点研究机电一体化系统设计、制造、应用中的检测、诊断、控制和仿真等的问题,属于发展活跃的机电结合的学科领域。该专业是一门实用性较强的专业,在当今社会中具有较强的适应性,社会对机械电子专业各层次人才的需求比较旺盛。

  我校机械电子工程学科经过多年发展,在轨道交通领域和国防军工领域形成了特色鲜明的研究方向。其中在航天领域电液伺服控制、运载工具的数字控制和冗余控制取得了创新性成果;在轨道交通车辆与基础设施安全状态检测领域形成了特色鲜明的研究方向, 研究基于各种检测技术的轨道交通车辆和基础设施安全检测装置,如非接触式激光扫描技术、超声波技术、CCD图像采集技术;开展适应高速铁路和城市快速轨道交通的高精度动态测量基准技术的研究,进行非接触式集合参数测量技术以及综合检测与基础设施状态评估技术的研究。机电系统建模、先进控制及自动化方向研究航天、轨道交通、电力等领域机电系统的控制理论及控制方法,包括系统建模与辨识、智能控制、控制器优化设计及系统的集成与性能优化、机器人控制技术及微系统技术等;机电系统状态检测与故障诊断方向研究航天、轨道交通、电力等领域的机电系统的过程监测技术、电量及非电量信号检测技术、信号处理技术以及故障诊断技术。研究基于无损检测、图像处理、电学层析等技术的状态检测与故障诊断方法。流体传动及控制方向以现代控制理论、计算机控制技术、液压伺服控制、电液比例控制和模糊控制等理论为基础,研究机电液控制系统的控制规律和控制方法;嵌入式系统与智能仪器仪表方向研究基于现场总线、嵌入式系统、可编程器件、单片机和虚拟仪器技术等的智能化仪器仪表、装置及系统的产品开发与应用。

◆主要研究方向

  机电系统建模、先进控制及自动化
  机电系统状态检测与故障诊断
  流体传动及控制
  嵌入式系统与智能仪器仪表

◆师资队伍

  院士1人,教授5人,副教授12人,高级工程师4人,讲师7人,工程师4人,其中国家“千人计划”入选者1人,教育部“长江学者奖励计划”1人。
  研究生导师25人,其中博士生导师10人,硕士生导师21人。
  具有博士学位的导师占80%。

◆学科建设及科研成果

  本专业拥有雄厚的研究基础、良好的研究工作条件和结构合理的学科梯队,近5年来承担了多项国家863计划、国家自然科学基金、国际合作项目、省部级科研项目、横向课题等100余项,科研经费3000多万元。具体有:系列运载火箭负载模拟系统、超高速运动控制及检测系统、轨道交通基础设施全断面动态检测、路轨两栖综合检测车关键技术研究、京沪高速铁路跨越或并行既有铁路施工侵界报警技术试验研究、高速铁路线路环境状态智能识别技术研究及设备研制、高速铁路基础设施服役状态检测技术、隧道综合整治系统、脱轨检测系统、各类疲劳试验机和电力机车自动过分相装置;电力机车能耗监测装置;机车随车牵引试验装置;线路全断面检测及管理系统;地铁洞体变形监测系统;智能人工模拟降雨系统;自动换档机械手系统;疲劳试验机系统;稳定装置综合试验台;导弹发射车综合测试装置;仿行加工系统以及基于混沌优化的复杂热工系统建模与控制研究等。

  在轨道交通领域,首次在我国以室内模拟平台的方式,模拟无水及高压水环境下围岩及隧道结构的相互作用、结构受力及变形等复杂工况,达到国内领先水平。利用六自由度并联机构研制的客运专线板式无砟轨道自动化精调机达到国际领先水平,为我国高速铁路客运专线和重载铁路的建设提供了强有力的支持。在国防军工领域,机械电子工程学科一直瞄准我国航空、航天和兵器装备的需求开展科学研究。其中推力矢量伺服机构负载模拟系统的研究,模拟大推力航天器舵机惯性、摩擦、位置、常值四种负载力矩的各种组合,在推力矢量机构多自由度特性研究领域处于国内领先地位,为我国载人航天的深入发展提供了有力的支持,为国防装备的进步做出了贡献。

  在基础设施服役状态监测和线路净空安全检测方面达到国内领先,国际先进水平,在轨道交通相关优势学科中形成独具特色的轨道交通基础设施检测与远程监测研究方向。在高速铁路基础设施服役状态检测技术方面,开展高速铁路基础设施长期服役状态关键检测技术及网络化检测与安全态势分析技术研究,开发核心技术装备,检测、监测基础设施的服役性能,通过综合评估与安全态势分析,预测或识别基础设施的不良状态,及时向运营维护部门预警并辅助其做出决策,为保障高速铁路运营安全、指导养护维修及保证基础设施使用寿命提供技术支撑,为构建智能铁路奠定基础。

  在复杂系统的智能控制与优化研究方面,开展混沌优化、小世界优化等算法在热能动力、电力系统、新能源(风电)等领域的应用,包括上述复杂系统的建模与辨识、智能控制、自适应控制、预测控制、控制器优化设计、模型预测等。

  在学术研究及人才培养方面,机械电子工程学科近年来发表著作17部,高水平论文近300篇,2人获新世纪创新人才奖,1人获詹天佑青年奖,2人获詹天佑北方交大专项奖,近3年机械电子工程学科共培养硕士研究生54人。

◆就业

  毕业后可从事的工作领域包括:高等院校、科研院所、机电类大型企业、高新技术公司等,从事机械电子工程领域的教学、科研、技术开发以及技术管理等方面的工作。国有企业27.08%,科研院所34.38%。  

  典型就业单位:中国航天科工集团、中国航天科技集团、中国兵器工业集团公司、中国船舶重工集团公司、中国电子科技集团公司、中国铁道科学研究院、中国科学院微电子研究所、邮政科学研究规划院、华为技术有限公司、联想(北京)有限公司、北京中科科仪股份有限公司、北京远东仪表有限公司、联合汽车电子有限公司、国家知识产权局专利局专利审查协作中心等。