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摘要：当前电子工程已经在多个领域中发挥重要作用，电子工程设计中含有大量项目，需要完成对所有项目的研究和设计工作。另外在具体的工作中，要按照一定的设计模式完成所有设计工作，保证最终设计的产品能够正常运行，实现对相关设备的有效控制，要求设计人员熟练掌握这类内容。
关键词：机械电子工程；工程设计；设计模式
1机械电子工程的设计模式
机械电子工程在设计中，当前并未完成对电子工程的全面定义工作，原因为当前的电子工程中，已经涉及多个领域和技术，尤其是在计算机技术高速发展时期，电子工程设计中包括的内容进一步提高，加大了定义难度。在本文的研究中，从机械电子工程运行方法和应用目的的角度出发，指出该工程的设计模式，包括以下内容：
1.1可视化设计模式
在当前的一些机械电子系统运行中，需要能够展现相应的控制信息，让工作人员能够第一时间获取各类设备和系统的运行信息，找到系统的运行中存在的问题，提出相应的解决措施[1]。
在这种设计模式中，通常应用计算机系统，借助各类传感器获取相关设备和系统的运行信息，并借助人机交互界面，完成对这类信息的展示工作。另外在计算机的功能开发中，硬件设备能够实现对多个机械系统和设备的控制工作，并且整体的控制精度较高。要求做好数据端口、数据获取系统的处理和设计工作，从而让整个系统能够更好运行。
1.2自动控制设计模式
在电子工程设计中，当前已经开始建成自动化控制系统，提高各类机械设备的运行质量和稳定性。
对于一些对运行精度要求较高的设备来说，要求在设备中建成自体性的自动控制系统，常见的如数控机床，大幅提高了零件的加工精度。而对于一些综合性的控制系统来说，当对人机交互质量的要求较低时，可以不额外设置人机交互界面，自动完成对机械设备的控制工作。
这一系统常见的有安防系统、机械设备中的开关运行状态监测系统、阀门运行质量系统等，这类系统在运行中，要能够快速响应传感器获取的信息，并及时发出相应的控制指令，从而让整个系统能够正常稳定运行。
1.3神经网络设计模式
在当前的机械电子工程设计中，已经开始逐步建成神经网络控制系统，完成对大量信息的完善和优化工作，这一系统在运行中，能够实现控制系统的多输入和多输出，以保证整个系统的运行质量[2]。
在当前的神经网络设计模式中，存在一定的缺陷，表现为控制稳定性相较于经典控制模式较低，所以在具体的设计工作中，要分析当前工作中存在的问题，完成高质量的硬软件设计工作，防止在系统的正式运行中出现运行故障。
2机械电子工程的设计方法
机械电子工程的最重要作用为完成对系统的自动控制工作，在机械电子工程中，要考虑经典自动控制理论和现代自动控制理论，这两种自动控制系统由于运行和作用方法存在一定不同，所以要将其区别对待，提高系统的设计质量。
2.1经典自动控制理论
在工业体系中，经典自动控制理论通常表现为PID控制系统和PLC控制系统，这两种设计方式经过多年发展，有很高的完善性，在机械电子工程的设计中，要从这两种自动控制系统的运行方法出发，完成对系统的设计工作。设计方法如下：
2.1.1传感器系统设计
在传感器的设计中，要依照传感器的工作内容，完成完成对相关项目的研究和分析工作，从而然整个系统能够更好运行。
在传感器的选择中，一种为安防类的传感器，主要监测的内容为线缆的运行参数、配电箱柜中的环境的等，这种传感器发出的信号由于通常意味着安全施工的发生，要求安防人员能够第一时间处理出现的安全事故，所以在具体的工作中，选用的传感器包括霍尔元件、烟雾传感器、光电传感器等，另外在一些线缆的接头区域，需要设置的传感为空气湿度传感器，防止在空气的作用下出现漏电等问题。
另一种为自动控制系统的相关传感器，包括机械设备的运行参数传感器、活动构件角度传感器等，这类传感器的信号需要传递到控制中枢中，从而让整个系统能够更好运行。
2.1.2控制中枢设计
在控制中枢的设计中，由于经典控制理论为信号的单输入单输出体系，传输的数据量较少，所以在具体的设计中，应用单片机即可完成对信号的收集、整理和控制指令发出工作。
在单片机的设计中，要保证相关传感器的信号接入到正确的端口中，通过对这种方法的应用，可以让整个系统能够更好运行。单片机中程序的功能为，一方面存储了自动控制系统中的限制参数，包括设备中电机的转速、活动构件的偏转角度等，当发现系统能够正常运行时，才可保证整个系统能够正常运行。
另一方面为对传感器电信号的处理系统，通常经过电路板将传感器的信号处理成电平形式，单片机在运行中，将电平信号参数与单片机中原有的参数比较，发现参数超限时，发出控制指令。
2.1.3被控对象设计
由单片机发出的控制指令，由于电流过小，不足以实现对被控对象的设计工作，所以在被控兑现的设计中，要在单片机和被控对象之间设置信号放大器[3]。
在具体的设计中，分析被控制设备的相关构件控制系统，单片机发出的控制信号在经过放大器放大后，将其输入到内控对象中。例如对于电动机的转动速度来说，可以通过小型变压器等设备，完成对电动机输入功率的调整，以变更电动机的转速。单片机发出的信号经过放大后，传递到变压器的活动构件中，通过对这种方法的应用，最终有效调整电动机的运行状态。
2.1.4建模仿真过程
在完成系统设计后，需要借助单片机、电路板等电子器件实现控制功能，为了确保控制成果满足设计期望，可以通过建模仿真工程，完成对系统的设计和优化工作。
在具体的工作中，可以应用MATLAB软件，建立电路板、单片机和被控对象的模型，在后续的工作中，向电路板中输入模拟传感器获取的信号，在后续的运行中，分析被控对象的运行状态，当发现未能取得应有的控制效果时，则要按照结果完成系统的优化工作。
2.2现代自动控制理论
现代自动控制理论中，最险要的特征为实现信号的多输入和多输出，所以在具体的系统设计工作中，整个系统中的线路数量较多，并且要能够同时完成对多个系统的控制，线路简化和控制效率两个方面来看，需要应用计算机系统肩负对信号的处理和挖掘工作，该项工作的主要难点为，计算机软件的编程难度较大，在具体的工作中，要考虑整个控制系统运行中的所有控制项目，同时计算机系统要能够准确识别数据的来源和传感器的位置，以此为基础，完成对其余相关设备的控制工作。
结论
综上所述，机械电子工程的设计中，设计模式主要为可视化控制模式、经典控制模式和现代控制模式，前两个控制模式可被合并为经典控制系统。经典控制系统的设计方法包括传感器设计、控制中枢设计、被控对象设计，完成设计后需要完成建成仿真工作。现代控制的最核心内容为编写控制程序，以完成对各类设备的控制工作。
参考文献
[1]刘佳.机械电子工程设计及模式探讨[J].中国战略新兴产业,2017(24):124.
[2]任翔宇.机械电子工程设计中的技术研究[J].电脑迷,2017(03):83-84.
[3]谭建国.机械电子工程设计中的技术要点分析[J].电子制作,2016(16):21