机电一体化课题：基于电气系统自动控制应用的光学传感器及执行器研究

机电一体化(mechatronics)这个词由机械(mechanics)中的“mecha”和电子(electronics)的“tronics”组成。换句话说，技术和已开发的产品将越来越多地将电子技术紧密地和有机地结合到机械学中，从而越来越成为交融并且无法分割的一门科学。

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术，现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。

本期我们特别邀请到普林斯顿大学 机械和航空工程终身教授、土木与环境工程联合学院学习主任来帮助各位有留学意向的小伙伴实现背景提升，提高个人学术能力。

对金融工程、加密货币、区块链技术、金融风险管理、机器学习、价值投资等感兴趣的社员们，快来报名参加吧~

秋季PBL科研项目推荐——基于电气系统自动控制应用的光学传感器及执行器研究

科研项目介绍

了解电路的组成及运作机制，了解电路分析使用数学模型和仿真工具。了解电子元件组成，包括电阻、电容、电感、电磁铁、变压器、二极管、晶体管、了解运算放大器和模拟比较器的概念。（运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。而模拟比较器是通过将模拟量与标准值进行比较。）

此外教授还将在项目中，介绍空气动力学、包括机翼和翼型理论、飞行棋性能、飞机稳定性和控制等的基础知识，也非常适合与航空航天工业中的机械工程专业方向的学员。

最终教授的引导下，学生们将进行学术研究以及探讨，并结合课程内容完成一篇科研论文或其他教授要求的科研产出。科研产出的形式（小组形式或个人形式）由教授全程把关。

教授介绍

普林斯顿大学

机械和航空工程终身教授

土木与环境工程联合学院

MAE系本科学习主任

★ 工程与应用科学学院杰出教育家

★ OSA Paul F. Forman工程卓越奖

★ OSA年度会议主席

★ 美国光学学会研究员、美国工程教育学会成员

【教授简介】

该教授于 1972 年在美国布兰迪斯大学取得学士学位，1977 年获得麻省理工学院（MIT）博士学位。他从 1979 年开始任教于普林斯顿大学机械与航空工程系至今，并在 1985 年获得普林斯顿大学终身教授职位。

他的研究兴趣包括自动控制，可调激光器设计和仿生机器人技术。他的主要研究涉及“陆地行星搜寻器”，该项目涉及设计和控制高对比度日冕仪。

科研项目计划

Session 1：

了解电路的组成及运作机制，了解电路分析使用数学模型和仿真工具。了解电子元件组成，电子元件包括电阻、电容、电感、电磁铁、变压器、二极管、晶体管、了解运算放大器和模拟比较器的概念，运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元。

它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。而模拟比较器是通过将模拟量与标准值进行比较。当高于该值时，输出高(或低)电平，反之，则输出低(或高)电平。

Session 2：

了解何为电气和电子测试设备，以及如何使用它们，包括示波器、函数发生器、电压欧姆表以及电压和电流控制电源的使用。示波器能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。

而函数发生器一种多波形的信号源。它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形，函数发生器有很宽的频率范围，使用范围很广，它是一种不可缺少的通用信号源。

Session 3：

了解各种热、电、磁、电子、机械和光学传感器和执行器，包括电磁螺线管、电磁电机(直流伺服和步进电机)和电磁转速表等。

了解如何使用传感器测量电压、电流、角位置、角速度和力。

了解这些传感器和执行器的基础运行机制，以及它们在机电系统自动控制中的应用。

Session 4：

了解何为嵌入式系统，嵌入式系统由硬件和软件组成，是能够独立进行运作的器件。其软件内容只包括软件运行环境及其操作系统。硬件内容包括信号处理器、存储器、通信模块等在内的多方面的内容。

了解什么是嵌入式微型计算机系统，特别是传感器和执行器的接口，以及用于自主和远程控制的简单计算机程序的开发。

PBL科研项目收获

▲  教授推荐信

▲  学术论文

▲  学术评估报告

▲  项目成绩单

▲  学术能力提升

适合人群

√ 对生物统计学、生物信息学、基因组学、卫生政策、卫生经济学等感兴趣的同学

√ 有意提高自身知识水平和学术能力的同学

√ 有留学意向、参与自主招生选拔、跨专业深造或计划考取名校的同学

√ 希望提升留学文书申请质量，锻炼英文论文撰写能力的同学

√ 希望在学术期刊上发表论文提升个人竞争力的同学

√ 对海外名校课堂深感兴趣或已收到海外大学录取信，想提前跨越中外学制鸿沟的同学

课程参考安排

课题海报

详情请咨询顾问

 【项目亮点】

1、教授推荐信：按照学员在课程中的表现、作业完成度以及团队合作结果等进行个性化、定制化的评定。

2、论文发表：在执教终身教授与哥大写作项目教授的指导下，完成一篇“独立一作”且具有含金量高、符合学术标准的论文。（可定制发表国际期刊）

3、学术评价报告：成功完成本项目的学员都将获得来自执教教授亲自评测的学术评价报告。

4、科研项目成绩单：鼓励学生专注学习过程中的每个阶段，并独有单独的展示环节，最终将获得由教授亲笔签名的成绩单。

5、学术能力提升：注重学员的创新能力、资料收集与处理能力、批判性思维能力、问题解决能力、分析能力、语言运用能力等做学术科研必需的基础素质。该项目基于学员兴趣进行课程定制，培养学员的综合学术能力提升，为未来的学术生涯奠定基础。