第一篇：30453自考機(jī)電一體化技術(shù)及應(yīng)用小抄

1機(jī)電一體化：應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程 2滾珠花鍵：一種傳動(dòng)裝置又是直線運(yùn)動(dòng)支撐 3傳感器：借助于檢測(cè)元件接收一種形式的信息，并按一定規(guī)律將它轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置 4電容傳感器：將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器 5電感式傳感器：把被測(cè)量變化轉(zhuǎn)換成線圈自感或互感變化的裝置 6同步感應(yīng)器：一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制造的高精度檢測(cè)原件 7鑒相式：根據(jù)感應(yīng)電勢(shì)的相位來(lái)鑒別位移量

8直流測(cè)速機(jī)：一種測(cè)速元件，實(shí)際上就是一臺(tái)微型的直流發(fā)電機(jī) 9接觸式傳感器：獲取兩個(gè)物體是否已接觸的信息的傳感器

10接近式傳感器：判別在某一范圍內(nèi)是否有某一物體的傳感器

11程控增益放大器：利用計(jì)算機(jī)采用軟件控制的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)增益的自動(dòng)變換

12隔離放大器：具有防止電網(wǎng)電壓等對(duì)測(cè)量回路損壞的功能的放大器

13采樣/保持器：使輸入信號(hào)處于采樣狀態(tài)的器件

14軟件數(shù)字量非線性校正：利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行非線性補(bǔ)償

15數(shù)字濾波：通過(guò)一定的計(jì)算或判斷來(lái)提高信噪比

16中值濾波法：在三個(gè)采樣周期內(nèi)連續(xù)采樣讀入三個(gè)檢測(cè)信號(hào)，從中選擇一個(gè)居中的數(shù)據(jù)作為有效信號(hào)

17伺服：在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)原件，使機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)

18直流伺服系統(tǒng)：采用直流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)

19旋轉(zhuǎn)變壓器：一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)角變化的角位移測(cè)量裝置 20相敏放大器（鑒幅器）：將交流電壓轉(zhuǎn)換為與之成正比的直流電壓，并使它的極性與輸入的交流電壓的相位相適應(yīng)的放大器

21占空比：高電平在一個(gè)周期之內(nèi)所占的時(shí)間比率

22檢測(cè)誤差：由檢測(cè)元件引起的誤差 23原理誤差：由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和輸入信號(hào)引起的誤差

24擾動(dòng)誤差：負(fù)載擾動(dòng)引起的誤差 25交流伺服系統(tǒng)：采用交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)

26變頻調(diào)速：改變異步電動(dòng)機(jī)的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行

27恒磁通變頻調(diào)速：保持電動(dòng)勢(shì)與頻率之比為常數(shù)進(jìn)行控制

28恒功率變頻調(diào)速：保持電動(dòng)機(jī)的額定功率不變，改變負(fù)載的速度

29調(diào)制波和載波：以所期望的波形作為調(diào)制波，而受它調(diào)制的信號(hào)稱(chēng)為載波

30載頻比：三角載波的頻率跟正弦調(diào)制波的頻率之比

31同步調(diào)制：改變正弦調(diào)制波頻率的同時(shí)成正比的改變?nèi)禽d波的頻率，是載頻比保持不變

32異步調(diào)制：改變正弦調(diào)制波頻率的同時(shí)，三角載波頻率保持不變，使載頻比不斷變化

33步距角：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每步轉(zhuǎn)過(guò)的角度

34最高起動(dòng)頻率：空載時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止突然起動(dòng)，并不失步地進(jìn)入穩(wěn)速運(yùn)行，所允許的起動(dòng)頻率的最高值

35最高工作頻率：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)所能接受的最高頻率

36電液速度伺服控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出量為速度，將此速度反饋到輸入端，并與輸入量比較，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的速度控制的系統(tǒng) 37電液力伺服控制系統(tǒng)：以力或壓力為被控制物理量的控制系統(tǒng)

38D/A轉(zhuǎn)換器：將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的電路

A/D轉(zhuǎn)換器：將模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件

40集散控制系統(tǒng)（DCS）：由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和人機(jī)接口技術(shù)相互發(fā)展、滲透而產(chǎn)生的新型工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理、和分散控制

STD總線：一個(gè)通用工業(yè)控制的8位微型機(jī)總線

42單片微計(jì)算機(jī)：將CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)、多功能I/O、通信控制器，甚至圖形控制器、高級(jí)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)等都集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上的計(jì)算機(jī)

43模糊推理：從不精確的前提集合中得出可能不精確結(jié)論的推理

44工業(yè)機(jī)器人：一種機(jī)械裝置，具有通用性；可以再編程；有自動(dòng)控制系統(tǒng)，可在無(wú)人參與下自動(dòng)完成動(dòng)作。45柔性制造系統(tǒng)（FMS）：可變的、自動(dòng)化程度較高的制造系統(tǒng)

46計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）：是運(yùn)用系統(tǒng)工程的整體優(yōu)化觀點(diǎn)，在人的核心作用下將現(xiàn)代信息技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，從信息技術(shù)和組織上將全生產(chǎn)過(guò)程的各項(xiàng)工作系統(tǒng)和信息系統(tǒng)連接起來(lái)的生產(chǎn)系統(tǒng) 47 DDC：直接數(shù)字控制系統(tǒng) 48 SCC：監(jiān)督控制系統(tǒng) 49 DCS：分布式控制系統(tǒng) 50 PWM：脈寬調(diào)制型

1.機(jī)電一體化的理論基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ) 系統(tǒng)工程、控制論和信息論是理論基礎(chǔ)。微電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步是物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本要素與各要素的作用

（1）機(jī)械本體（2）動(dòng)力部分（3）傳感檢測(cè)部分（4）執(zhí)行部分（5）驅(qū)動(dòng)部分（6）控制與信息處理部分（7）接口

3.機(jī)電一體化六個(gè)關(guān)鍵技術(shù)及作用（1）機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)（2）傳感檢測(cè)：是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感官（3）信息處理技術(shù)：信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策（4）自動(dòng)控制技術(shù)：實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的目標(biāo)最佳化（5）伺服傳動(dòng)技術(shù)：在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求運(yùn)動(dòng)，并具有良好的動(dòng)態(tài)性能（6）系統(tǒng)總體技術(shù)：將各有關(guān)技術(shù)協(xié)調(diào)配合、綜合運(yùn)用而達(dá)到整體系統(tǒng)的最佳化

4.現(xiàn)代機(jī)械的機(jī)電一體化目標(biāo)

（1）提高精度（2）增強(qiáng)功能（3）提高生產(chǎn)效率，降低成本（4）節(jié)約能源，降低能耗（5）提高安全性、可靠性（6）改善操作性和實(shí)用性（7）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件（8）簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減輕重量（9）降低價(jià)格（10）增強(qiáng)柔性應(yīng)用功能

5影響機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動(dòng)鏈的動(dòng)力學(xué)性能的因素

（1）負(fù)載的變化（2）傳動(dòng)鏈慣性（3）傳動(dòng)鏈固有頻率（4）間隙、摩擦、潤(rùn)滑和溫升

6主要間隙類(lèi)型和消隙措施

齒側(cè)間隙、傳動(dòng)間隙、軸向間隙、扭轉(zhuǎn)間隙。齒側(cè)間隙：剛性消隙法、柔性消隙法。軸向間隙：調(diào)整墊片的厚度。

7傳感器的選用原則

（1）足夠的容量（2）與測(cè)量或控制系統(tǒng)的匹配性好，轉(zhuǎn)換靈敏度高（3）精度適當(dāng)，穩(wěn)定性高（4）反應(yīng)速度快，工作可靠性好（5）適用性和適應(yīng)性強(qiáng)（6）使用經(jīng)濟(jì)

8光電式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)和測(cè)速原理

由帶縫隙圓盤(pán)、光源、光電器件和指示縫隙盤(pán)組成。光源發(fā)出的的光通過(guò)縫隙圓盤(pán)和指示縫隙照射到光電器件上，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤(pán)每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與圓盤(pán)縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測(cè)量時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，可測(cè)出轉(zhuǎn)速

9接近式位置傳感器的分類(lèi)

（1）電磁式（2）光電式（3）靜電容式（4）氣壓式（5）超聲波式 10測(cè)量放大器的特點(diǎn)

（1）具有很高的共模抑制比（2）高增益（3）低噪聲（4）高輸入阻抗 11隔離放大器的特點(diǎn)

（1）能保護(hù)系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對(duì)低壓信號(hào)系統(tǒng)的損壞（2）泄漏電流低，對(duì)于測(cè)量放大器的輸入端無(wú)須提供偏流返回通路（3）共模抑制比高，能對(duì)直流和低頻信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確安全的測(cè)量

12常用的集成采樣/保持器系列

用于一般目的：AD582、AD583、LF198。用于高速場(chǎng)合：HTS-0025、HTS-0010、HTC-0300。用于高分辨率場(chǎng)合：SHA1144 13數(shù)字濾波的優(yōu)點(diǎn)

（1）由程序?qū)崿F(xiàn)，不需要增加任何硬件設(shè)備，也不存在阻抗匹配問(wèn)題，可以多個(gè)通道共用，節(jié)約投資，提高可靠性、穩(wěn)定性（2）可以對(duì)頻率很低的信號(hào)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾（3）靈活性好，可用不痛的濾波程序?qū)崿F(xiàn)不痛的濾波方法，或改變?yōu)V波器的參數(shù) 14常用的數(shù)字濾波方法

（1）算術(shù)平均值法（2）中值濾波法（3）防脈沖干擾平均值法（4）程序判斷濾波法

15伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

（1）控制器（2）功率放大器（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)（4）檢測(cè)裝置 16PWM控制電路的組成

（1）脈沖調(diào)制器（2）邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)（3）晶體管基極驅(qū)動(dòng)器 17直流測(cè)速機(jī)的輸出特性

當(dāng)負(fù)載電阻趨于無(wú)窮大時(shí)，輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。隨著負(fù)載電阻變小，輸出電壓下降，而且輸出電壓與轉(zhuǎn)速之間并不能?chē)?yán)格保持線性關(guān)系。18永磁式測(cè)速機(jī)原理

恒定磁通由定子產(chǎn)生，當(dāng)轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組中即產(chǎn)生交變的電勢(shì)，經(jīng)換向器和電刷轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)子速度成正比的直流電路

19步進(jìn)電機(jī)功率放大器的功能

將環(huán)形分配器的輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大，得到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制繞組所需的脈沖電流及所需的脈沖波形 20集成采樣/保持器的特點(diǎn)

采樣速度快、精度高、下降速度慢 L398的特點(diǎn)

采樣速度高、保持電壓下降慢、精度高

22常用非線性軟件處理方法及應(yīng)用場(chǎng)合

（1）計(jì)算法：當(dāng)輸出電信號(hào)與傳感器的參數(shù)之間有確定的數(shù)字表達(dá)式時(shí)，可采用計(jì)算法進(jìn)行。（2）查表法：用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序運(yùn)算都比較復(fù)雜，甚至無(wú)法建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型的參數(shù)計(jì)算。（3）插值法：占用內(nèi)存單元多，表格編制麻煩的運(yùn)算用插值法減少列表點(diǎn)和測(cè)量次數(shù)。

23插值法的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)步驟

（1）用實(shí)驗(yàn)法測(cè)出傳感器的變化曲線（2）將上述曲線進(jìn)行分段，選取各插值基點(diǎn)（3）確定并計(jì)算出各差指點(diǎn)的值，及兩相鄰插值點(diǎn)的擬合直線的斜率，并存放在存儲(chǔ)器中（4）計(jì)算取出X-Xi（5）找出X所在的區(qū)域，并取出該段的斜率（6）計(jì)算Ki（X-Xi）（7）計(jì)算結(jié)果y

24伺服電動(dòng)機(jī)的基本要求

（1）寬廣而平滑的調(diào)速范圍（2）較硬的機(jī)械特性和良好的調(diào)節(jié)特性（3）快速響應(yīng)（4）空載始動(dòng)電壓小

25永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)應(yīng)用范圍 體積小、轉(zhuǎn)矩大、力矩和電流成比例、伺服性能好、反應(yīng)速度快、功率體積比大、功率重量比大、穩(wěn)定性好。應(yīng)用于辦公自動(dòng)、化工廠自動(dòng)化、國(guó)防工業(yè)、家用電器、儀表

26無(wú)槽電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)應(yīng)用范圍

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、換向良好。用于需快速動(dòng)作、功率較大的伺服系統(tǒng)

27空心杯電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)應(yīng)用范圍

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、轉(zhuǎn)向好、低速運(yùn)轉(zhuǎn)平滑、快速響應(yīng)、壽命長(zhǎng)、效率高。用于快速動(dòng)作的伺服系統(tǒng)。如機(jī)器人的腕、臂關(guān)節(jié)

28印刷繞組直流伺服電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)應(yīng)用 轉(zhuǎn)向好、旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、快速響應(yīng)、低速運(yùn)轉(zhuǎn)性能好、能承受頻繁的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)。試用于低速和起動(dòng)、反轉(zhuǎn)頻繁的伺服系統(tǒng)

29反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)

（1）氣隙?。?）步距角?。?）勵(lì)磁電流較大（4）電動(dòng)機(jī)內(nèi)部阻尼較?。?）斷電時(shí)沒(méi)有定位轉(zhuǎn)矩

30永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)

（1）步距角大（2）控制功率較小，效率高（3）電動(dòng)機(jī)內(nèi)部阻尼較大，單步運(yùn)行振蕩時(shí)間短（4）斷電時(shí)有一定的定位轉(zhuǎn)矩

31永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）特點(diǎn)

（1）步距角?。?）響應(yīng)頻率高（3）勵(lì)磁功率?。?）效率高 32晶閘管SCR特性

（1）具有正反向阻斷能力（2）陽(yáng)極和控制極同時(shí)加正向電壓時(shí)晶閘管導(dǎo)通

33功率晶體管GTR工作的三種狀態(tài) 截至、有源、放大飽和狀態(tài)

34絕緣柵雙極晶體管IGBT特性

（1）高電流密度（2）低飽和電壓（3）高輸入阻抗（4）高速特性

SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成及各部分的作用

（1）絕對(duì)值運(yùn)算器：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的要求給定電位器輸出電壓（2）函數(shù)發(fā)生器：實(shí)現(xiàn)調(diào)速過(guò)程中電壓和頻率的協(xié)調(diào)關(guān)系（3）邏輯控制器：根據(jù)定電位器送來(lái)的電壓，經(jīng)邏輯開(kāi)關(guān)，使控制系統(tǒng)的SPWM波輸出相應(yīng)的相序送到逆變器，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)及停止。還要完成各種保護(hù)控制 36電液伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)

響應(yīng)速度快、輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊37計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成

主機(jī)、外圍設(shè)備、過(guò)程輸入輸出設(shè)備、人機(jī)聯(lián)系設(shè)備和通信設(shè)備等 38計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件組成

（1）系統(tǒng)軟件：匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言、控制語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)軟件（2）應(yīng)用軟件：輸入程序、輸出程序、控制程序、人機(jī)接口程序、打印顯示程序、各種公共子程序

39計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類(lèi)型

（1）操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)（3）監(jiān)督控制系統(tǒng)（4）分布式控制系統(tǒng)

40計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向

可靠性不斷提高，成本不斷降低，功能模塊化，控制智能化。41接口方式的種類(lèi)

（1）人機(jī)通道及接口技術(shù)（2）檢測(cè)通道及接口技術(shù)（3）控制通道及接口技術(shù)（4）系統(tǒng)間通道及接口技術(shù) 42并行接口傳輸數(shù)據(jù)類(lèi)型和傳輸方法 數(shù)字量、開(kāi)關(guān)量。無(wú)條件傳送、查詢式傳送、中斷傳送

43可編程序控制器PLC的特點(diǎn)

（1）工作可靠（2）可與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)直接連接（3）積術(shù)式組合（4）編程操作容易（5）易于安裝及維修 44單回路調(diào)節(jié)器特點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)了儀表和微機(jī)一體化（2）具有豐富的運(yùn)算和控制功能（3）有專(zhuān)用的系統(tǒng)組態(tài)器（4）人機(jī)接口靈活（5）便與級(jí)間通信（6）有繼電保護(hù)和自珍斷功能

8255芯片的端口及功能

（1）數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)器：與系統(tǒng)總線相連，實(shí)現(xiàn)CPU與接口之間的信息傳遞（2）并行I/O端口：功能由程序決定（3）讀/寫(xiě)控制邏輯：用于管理所有的數(shù)據(jù)或狀態(tài)字的傳送（4）A組和B組控制：接收來(lái)自讀/寫(xiě)控制邏輯的命令和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的控制字，并向?qū)?yīng)端口發(fā)出適當(dāng)?shù)拿?/p>

8255芯片的三種工作方式

方式0：基本輸入/輸出方式。方式1：選通輸入/輸出方式。方式2：帶選通雙向總線I/O方式 47常用現(xiàn)場(chǎng)總線（1）PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（2）STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（3）Q-BUS（4）Multibus（5）VME bus 48 STD總線的特點(diǎn)

（1）小板結(jié)構(gòu)（2）嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化（3）面向I/O的設(shè)計(jì)（4）高可靠性

49對(duì)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本要求（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的位姿、速度、加速度等控制功能（2）方便的人機(jī)交互動(dòng)能（3）具有對(duì)外部環(huán)境的檢測(cè)和感覺(jué)功能（4）具有診斷、故障監(jiān)視等功能

第二篇：機(jī)電一體化技術(shù)及應(yīng)用.doc

第1章緒論

第一節(jié)機(jī)電一體化的定義

1、機(jī)電一體化是機(jī)電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品的統(tǒng)稱(chēng)，并把柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）等先進(jìn)制造技術(shù)的生產(chǎn)線和制造過(guò)程也包括在內(nèi)，發(fā)展了機(jī)電一體化的含義。

2、機(jī)電一體化包括六大共性關(guān)鍵技術(shù)：精密機(jī)械技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)。

3、名詞解釋?zhuān)簷C(jī)電一體化產(chǎn)品

在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上應(yīng)用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生出來(lái)的新一代的機(jī)電產(chǎn)品。

第二節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素及相應(yīng)功能

1.機(jī)械本體機(jī)械本體包括機(jī)械傳動(dòng)裝置和機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置。其主要功能是使構(gòu)造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間和時(shí)間關(guān)系安置在一定的位置上，并保持特定的關(guān)系。

2.動(dòng)力部分功能是按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。機(jī)電一體化的顯著特征之一，是用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出。

3.傳感檢測(cè)部分 功能是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并裝換成可識(shí)別信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過(guò)分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。其功能通常由專(zhuān)門(mén)的傳感器和儀器儀表完成。

4.執(zhí)行部分功能是根據(jù)控制和指令完成所要求的動(dòng)作。執(zhí)行部分是運(yùn)動(dòng)部件，一般采用機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)。它將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

5.驅(qū)動(dòng)部分功能是在控制信息作用下，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。

6.控制與信息處理部分功能是將來(lái)自各傳感器的檢測(cè)信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過(guò)輸出接口送往執(zhí)行部分，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行，并達(dá)到預(yù)期的性能?？刂婆c信息處理單元一般由計(jì)算機(jī)、可編程控制器（PLC）、數(shù)控裝置以及邏輯電路A/D與的、D/A轉(zhuǎn)換、I/O接口和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備等組成。

7.接口一是交換；二是放大；三是傳遞。機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成及工作原理

第三節(jié)機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)（六大方面）

1．機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)

2．傳感檢測(cè)技術(shù)：是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感覺(jué)器官

3．信息處理技術(shù)：包括信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策。機(jī)電一體化主要采用工業(yè)

4．自動(dòng)控制5.伺服傳動(dòng)技術(shù)6.系統(tǒng)總體技術(shù)

第2章機(jī)械傳動(dòng)與支承技術(shù)機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本要素，主要用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、支承部件。

第一節(jié)機(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立

1．機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)

機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)的基本元件是質(zhì)量、阻尼器和彈簧。

第二節(jié)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特性、影響機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動(dòng)鏈的動(dòng)力學(xué)性能的因素：（1）負(fù)載的變化（2）傳動(dòng)鏈慣性（3）傳動(dòng)鏈固有頻率（4）間隙、摩擦、潤(rùn)滑和溫升

2．機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特性（公式—選擇）P22-23

(1)阻尼線性阻尼下的振動(dòng)為實(shí)模態(tài)，非線性阻尼下的振動(dòng)為復(fù)模態(tài)阻尼比§= C/2√mkc:粘性阻尼系數(shù)m—系統(tǒng)的質(zhì)量 k—系統(tǒng)的剛度（2）剛度對(duì)于伺服系統(tǒng)的失動(dòng)

量來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的剛度越大，失動(dòng)量越小。對(duì)于伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，剛度對(duì)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒(méi)有影響，而對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大影響，提高剛度可增加閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）諧振頻率（4）間隙（1）齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙的消除 1)剛性消隙法2）柔性消隙法 3）絲杠螺母間隙的調(diào)整墊片式調(diào)隙機(jī)構(gòu)、螺紋式調(diào)隙機(jī)構(gòu)、齒差式調(diào)隙機(jī)構(gòu)

第三節(jié)機(jī)械傳動(dòng)裝置齒輪傳動(dòng)使用最多的原因是：瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)、傳動(dòng)精確、強(qiáng)度大、能承受重載、結(jié)構(gòu)緊湊、摩擦力小、效率高。

諧波齒輪減速器原理若將鋼輪固定，外裝柔性軸承4的波發(fā)生器凸輪3裝入柔輪2中，是原形為圓環(huán)形的柔輪產(chǎn)生彈性變形，柔輪兩端的齒與鋼輪的齒完全脫開(kāi)，長(zhǎng)袖與短袖間的齒測(cè)逐漸齒入齒出。與一般齒輪傳動(dòng)相比有下列特點(diǎn)(1)傳動(dòng)比大單級(jí)50~500多級(jí)可達(dá)3000以上（2）承載能力大（3）傳動(dòng)精度高（4）齒側(cè)間隙?。?）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕

第四節(jié)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)支承主要由滾動(dòng)軸承、動(dòng)壓軸承、靜壓軸承、磁軸承等承擔(dān)。直線運(yùn)動(dòng)軸承主要是指直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副起作用是保證各零件之間的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。機(jī)電一體化系統(tǒng)常用的直線運(yùn)動(dòng)支承有滑動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌液體和氣體靜壓導(dǎo)軌

第三章檢測(cè)技術(shù)

第一節(jié) 傳感器的性能（1）靜態(tài)特性指標(biāo)：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性。（2）動(dòng)態(tài)特性傳感器的使用原則1）足夠容量2）與測(cè)量或控制系統(tǒng)的匹配性好，裝換靈敏度高3）精度適當(dāng)且穩(wěn)定性高4）反應(yīng)速度快，工作可靠性好5）適用性和適應(yīng)性強(qiáng)6）使用經(jīng)濟(jì)

第二節(jié)光柵 由標(biāo)尺光柵和指標(biāo)光柵組成。是位移監(jiān)測(cè)器，特點(diǎn)精確高、響應(yīng)速度快、和量程范圍大。P=0.001mm把摩爾條紋調(diào)大10mm則放大倍數(shù)相當(dāng)于1000倍

感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁傳感器原理制造的高精度檢測(cè)元件，直線式和圓盤(pán)式。分別檢測(cè)位移和轉(zhuǎn)角。

第三節(jié)光電式速度傳感器是由裝在被測(cè)軸上的帶縫隙圓盤(pán)、光電器件、和指示縫隙盤(pán)組成。

第四節(jié)接觸式位置傳感器1）由微動(dòng)開(kāi)關(guān)制成的位置傳感器2）二維矩陣是配置的位置傳感器。接近式位置傳感器按其工作原理主要分電磁式、光電式、靜電容式、氣壓式、超聲波式。

第五節(jié) 測(cè)量放大器需要電路具有橫高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗。程控增益放大器經(jīng)過(guò)處理的模擬型號(hào)，在送入計(jì)算機(jī)處理前，必須進(jìn)行量化，及進(jìn)行模擬數(shù)字變換，變換后的數(shù)字信號(hào)才能為計(jì)算機(jī)接受處理。在計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)中往往不希望、有時(shí)也不能利用手動(dòng)辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)增益而希望利用計(jì)算機(jī)采用軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)增益的自動(dòng)變化。隔離放大器在有強(qiáng)電或電磁干擾的環(huán)境中為了防止電網(wǎng)電壓等對(duì)測(cè)量回路的損壞，其信號(hào)輸入通道采用隔離技術(shù)。能完成這種任務(wù)、具有這種功能的放大器。

第七節(jié)用軟件線性化處理的方法有：計(jì)算法、查表法、插值法。

第四章伺服傳動(dòng)技術(shù)伺服的意思是伺候服侍，就是在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，是機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成：控制器、功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、和檢測(cè)裝置。通常伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)符合以下基本要求：具有寬廣而和平的調(diào)速范圍、具有較硬的機(jī)械特性和良好的調(diào)節(jié)特性、具有快速響應(yīng)特性、空載使動(dòng)電壓小。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將脈沖信號(hào)裝換成位移角的執(zhí)行元件。對(duì)這種電動(dòng)機(jī)施加一個(gè)脈沖后，其轉(zhuǎn)軸就裝過(guò)一個(gè)角度，稱(chēng)第一步。脈沖數(shù)增加位移角隨之增加，脈沖頻率高裝速快，相序改變，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

第二節(jié)直流伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：相敏放大器、位置調(diào)節(jié)器、速度放大器、pwm功率放大器、伺服電動(dòng)機(jī)、減速器、位置檢測(cè)

脈寬調(diào)制型pwm功率放大器基本原理：利用開(kāi)關(guān)功率器件作用，將直流電壓換成一定頻率的方波電壓，通過(guò)方波脈沖寬度調(diào)制，改變輸出電壓的平均值。

Pwm控制電路脈沖調(diào)制器、邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)、晶體管基極驅(qū)動(dòng)器。

第三節(jié)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速器 6個(gè)功率開(kāi)關(guān)、12個(gè)晶體管。

Spwm變頻調(diào)速系統(tǒng)：絕對(duì)值運(yùn)算器、函數(shù)發(fā)生器、邏輯控制器。

環(huán)節(jié)分配器：三相三拍、三相六拍、雙三拍

電液伺服系統(tǒng)是由電信號(hào)處理部分和液壓的功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的輸入是電信號(hào)。電液位置伺服控制系統(tǒng)常用于機(jī)床工作臺(tái)的位置控制、機(jī)械手的定位、穩(wěn)定平臺(tái)水平位置控制等。電液速度伺服控制系統(tǒng)：若系統(tǒng)的輸出量為速度，將此速度反饋到輸入端，并與輸入量比較，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的速度控制。

第五章計(jì)算機(jī)控制技

1.直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）

這類(lèi)系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和處理結(jié)果直接輸出作用于被控制對(duì)象，故稱(chēng)為直接數(shù)字控制系統(tǒng) 2分布控制系統(tǒng)式

分布式綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù) 通信技術(shù)和控制技術(shù)，采用多層分級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，從下而上的分為控制級(jí)，控制管理級(jí)和經(jīng)營(yíng)管理級(jí)

3傳送的方式

無(wú)條件傳送 查詢式傳送 中斷式傳送D/A轉(zhuǎn)換器是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換位模擬量的電路DAC0883主要是有兩個(gè)8位寄存器和一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器組成的。使用兩個(gè)寄存器的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行兩次緩沖操作，使該器件的應(yīng)用有更大的靈活性。A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)值量的器件。實(shí)現(xiàn)的方法a逼近法b雙積分法。7 STD總線的技術(shù)特點(diǎn)a小板結(jié)構(gòu)b嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化c面向I/O設(shè)計(jì)d高可靠性STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

a Z80系列STD總線工業(yè)是最早開(kāi)發(fā)的一種機(jī)型，特點(diǎn)可靠性高 價(jià)格便宜 普及面 等優(yōu)點(diǎn)，目前占有很大市場(chǎng)

b 單片機(jī)系列本身就是工業(yè)控制機(jī)，集成密度較高，作為控制應(yīng)用其功能比較齊全，可靠性和抗干擾能力強(qiáng)數(shù)值PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

PID能夠較好的兼顧動(dòng)態(tài)控制系能和穩(wěn)態(tài)控制系能

第六章簡(jiǎn)單的機(jī)電一體化

1全自動(dòng)洗衣機(jī)

工作時(shí)單面片機(jī)通過(guò)檢測(cè)待洗衣物的渾濁度 布質(zhì) 布量和水溫等作為模糊推理的輸入條件。

第七章工業(yè)機(jī)器人

1.工業(yè)機(jī)器人的組成 操作機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 人工智能系統(tǒng)

2.工業(yè)機(jī)器人的分類(lèi) a按操作機(jī)坐標(biāo)形式分為 直角坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人 圓柱型 球坐 多

關(guān)節(jié)型平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人b按控制方式分類(lèi) 點(diǎn)位控制 連續(xù)軌道控制c 按驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi) 氣動(dòng)式 液壓式 電動(dòng)式

3.手腕是由彎曲式關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn)動(dòng)式關(guān)節(jié)組成。兩自由度腕關(guān)節(jié)來(lái)說(shuō)有RR和BR兩個(gè)結(jié)構(gòu)，對(duì)于三個(gè)自由度 BBR BRR RBR RRR RBB五種表示p表示俯仰Y表示擺動(dòng)R表轉(zhuǎn)動(dòng)

4.手部很據(jù)其結(jié)構(gòu)和用途不同可以分為機(jī)械夾持器 專(zhuān)用工具和萬(wàn)能手三類(lèi)

5.機(jī)械夾持器分為 回轉(zhuǎn)式 移動(dòng)式 內(nèi)撐式

6.研究工業(yè)機(jī)器人的目的是建立工業(yè)機(jī)器人個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)建與手部在空間位置之間的關(guān)系，建

立機(jī)器人的手臂運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，為控制工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供分析的方法和手段，為仿真研究手臂的運(yùn)動(dòng)特性和設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能提供依據(jù)。

7.工業(yè)機(jī)器人的力學(xué)分析分為靜態(tài)力學(xué)分析和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析。靜態(tài)力學(xué)是研究操作機(jī)在靜

態(tài)條件下，手臂受力情況；動(dòng)力學(xué)分析是研究操作機(jī)各主動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力與手臂的關(guān)系，從而得出工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程。

第八章柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

1．柔性制造系統(tǒng)的定義和適用范圍

FMS是指可變的 制動(dòng)的化程度較高的制造系統(tǒng)，主要包括若干數(shù)控機(jī)床加工中心，用一套自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來(lái)，由布級(jí)多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理與控制。

適用范圍：能解決單件 小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化問(wèn)題，也能適應(yīng)大批量 多種產(chǎn)品的自動(dòng)化問(wèn)題，它把高柔性 高質(zhì)量 高效率結(jié)合起來(lái)，在當(dāng)前具有較強(qiáng)的生命力

2柔性制造系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

組成：加工系統(tǒng) 物料系統(tǒng) 能量系統(tǒng) 信息系統(tǒng)。

第三篇：機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

摘要：現(xiàn)階段，隨著我國(guó)全面改革的深化，各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展都加快了步伐，機(jī)電一體化的技術(shù)層面也有了優(yōu)化，對(duì)生產(chǎn)領(lǐng)域起到了很大促進(jìn)作用。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間積淀，發(fā)展至今已經(jīng)在應(yīng)用生產(chǎn)力層面得到了提高，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用。本文對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵字：機(jī)電一體化；技術(shù)；應(yīng)用 1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

至今，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用主要在四個(gè)方面，分別是工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)和利用、數(shù)控機(jī)床應(yīng)用、分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)生能夠在一定程度上代替人類(lèi)，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，第一代機(jī)器人因?yàn)椴痪邆涓咧悄芑?，只能依?jù)簡(jiǎn)單的程序執(zhí)行簡(jiǎn)易的工作；第二代機(jī)器人可以依據(jù)內(nèi)部傳感器獲取、分析環(huán)境中的信息，做出具體的動(dòng)作；第三代機(jī)器人可以在不同環(huán)境下工作。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用最成功的案例就屬數(shù)控機(jī)床，目前數(shù)控機(jī)床是一個(gè)機(jī)床是可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)任務(wù)的操控，讓提高工作效率在很大程度上得到提高。分布控制系統(tǒng)的安全和功能水平極高，隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)能夠在干生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)調(diào)度、處理等多種功能。

2機(jī)電一體化的應(yīng)用 2.1計(jì)算機(jī)的集成

計(jì)算機(jī)集成過(guò)程中的機(jī)電一體化，其意義主要是通過(guò)對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行整合的方式，達(dá)到將全局動(dòng)態(tài)進(jìn)行綜合展示的目的，因此，可以說(shuō)計(jì)算機(jī)的集成在一定程度上滿足了對(duì)產(chǎn)品研制、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)等各個(gè)流程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的要求，為產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了相應(yīng)的信息。隨著各企業(yè)對(duì)自身集成的程度進(jìn)行不斷提升，不同生產(chǎn)要素所具有的相關(guān)配置也得到了一定的優(yōu)化，這對(duì)于將生產(chǎn)要素的功效進(jìn)行最大化發(fā)揮具有非常重要的意義。

2.2數(shù)控機(jī)床

研究結(jié)果表明，機(jī)電一體化在對(duì)數(shù)控機(jī)床操控的精確度進(jìn)行提升過(guò)程中，起到了非常重要的作用，數(shù)控機(jī)床的模塊化結(jié)構(gòu)也正是依托于該技術(shù)而產(chǎn)生的，除此之外，數(shù)控機(jī)床所具有的智能化技術(shù)和軟件研制也無(wú)法離開(kāi)機(jī)電一體化而獨(dú)自生存，上述研究成果的發(fā)表和應(yīng)用，不僅保證了數(shù)控機(jī)床功能性的有效提升，還在很大程度上為產(chǎn)品生產(chǎn)速度的提高提供了理論依據(jù)。

2.3工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用

將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中可以細(xì)化成三個(gè)階段：①工業(yè)機(jī)器人能夠根據(jù)具體的規(guī)定要求對(duì)某一動(dòng)作進(jìn)行重復(fù)性地操作，而且在適應(yīng)工作環(huán)境和對(duì)象變化方面能力偏弱；②工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)具備了傳感系統(tǒng)，可以及時(shí)獲取并處理與工作環(huán)境相關(guān)的狀況與信息。及時(shí)反饋，有效地控制動(dòng)作。在此過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人也具備了低水平智能特征，可以達(dá)到實(shí)用化目標(biāo)；③工業(yè)機(jī)器人與時(shí)俱進(jìn)，呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢(shì)，并且具備感知能力，而且形成了邏輯思維，可以判斷并決策，自身的環(huán)境適應(yīng)力與行動(dòng)力已經(jīng)相對(duì)成熟。

2.4在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用

2.4.1汽車(chē)的打火系統(tǒng)使用機(jī)電一體化技術(shù)

原來(lái)的汽車(chē)打火系統(tǒng)接收到的打火指令信號(hào)較弱，使用時(shí)間一長(zhǎng)，打火會(huì)很困難，影響汽車(chē)的啟動(dòng)，采用機(jī)電一體化技術(shù)通過(guò)數(shù)字模式增強(qiáng)打火信號(hào)，提升電路傳感能力，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)空氣和燃料質(zhì)量之間進(jìn)行對(duì)比，減少它們的比例，使燃料的含量提升，打火容易很多，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的快速反應(yīng)。

2.4.2汽車(chē)的雷達(dá)系統(tǒng)使用了機(jī)電一體化技術(shù)

它的應(yīng)用不僅使人們的生活更加方便，而且減少了危險(xiǎn)因素。生活中，汽車(chē)在倒車(chē)、行駛、停車(chē)的時(shí)候，我們雖然也會(huì)減速對(duì)周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行觀察，防止發(fā)生意外，但總會(huì)有視覺(jué)死角，在這種情況下，汽車(chē)的雷達(dá)系統(tǒng)檢測(cè)到障礙物就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，給駕駛員已提醒，有效的避免了事故的發(fā)生。

2.4.3汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)使用了機(jī)電一體化技術(shù)

之前，汽車(chē)的制動(dòng)是靠車(chē)后輪安裝的制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成的，是為了及時(shí)停車(chē)，保證安全，但是，隨著汽車(chē)行駛速度的提升，原來(lái)的制動(dòng)作用已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代汽車(chē)的需要，因此，運(yùn)用了機(jī)電一體化技術(shù)，能夠減輕汽車(chē)質(zhì)量，提升車(chē)速，使得車(chē)輛在行駛狀態(tài)下遇到緊急情況也能夠?qū)崿F(xiàn)快速平穩(wěn)的制動(dòng)，汽車(chē)的安全性更強(qiáng)，制動(dòng)效果更好，防止了交通事故的發(fā)生。

3機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 3.1智能化

在21世紀(jì)機(jī)電一體化的主要研究就是智能化，智能化主要針對(duì)的是機(jī)器行為，是基于控制理論，綜合運(yùn)用人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等一些新技術(shù)，讓機(jī)器能夠具有人的基礎(chǔ)能力，例如判斷推理、羅輯思維和自主決策的能力，通過(guò)不斷的研究，最終可以達(dá)到更高的控制要求。研究出來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然不具備和人一樣的能力，然而微處理器具備高速度和高性能的特點(diǎn)，這使機(jī)電一體化的產(chǎn)品能夠具備低級(jí)智能或者人的部分智能完全可以在未來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.2微型化

微型化主要針對(duì)的是外形尺寸為毫米，元件尺寸為微米的機(jī)電裝置，從在該理論指導(dǎo)誕生的技術(shù)被廣泛投入使用至今，人們對(duì)微電裝置的追求始終沒(méi)有停止，這是因?yàn)樵擃?lèi)裝置具有小巧、靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，在軍事和醫(yī)療領(lǐng)域?qū)ζ溥M(jìn)行合理運(yùn)用，可以取得事半功倍的效果。

3.3綠色化發(fā)展趨勢(shì)

新形勢(shì)下，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度不斷加快，一定程度上完善了人們物質(zhì)生活質(zhì)量，同時(shí)也提高了居住環(huán)境的要求。因而，環(huán)境問(wèn)題也逐漸成為了人們所關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，希望可以減少對(duì)于自然生態(tài)環(huán)境的破壞。為此，在實(shí)際發(fā)展的過(guò)程中，生產(chǎn)產(chǎn)品的綠色發(fā)展逐漸成為社會(huì)目標(biāo)。其中，綠色機(jī)電一體化技術(shù)備受關(guān)注與認(rèn)可，能夠?qū)⒆陨淼膬r(jià)值充分發(fā)揮出來(lái)，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境予以全面保護(hù)，進(jìn)一步推動(dòng)城市的建設(shè)與發(fā)展。

3.4網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)

隨著網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，一定程度上促進(jìn)人們生產(chǎn)與生活質(zhì)量的提升。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用不斷增加，而在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也形成了多種多樣的高新技術(shù)，對(duì)人們生活產(chǎn)生了影響。對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用制造遠(yuǎn)程監(jiān)控終端設(shè)備，在各領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。而在家庭中，同樣可將機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。由此可見(jiàn)，必須要重視機(jī)電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，機(jī)電一體化的發(fā)展中，技術(shù)的升級(jí)進(jìn)步對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的優(yōu)化起到了很大促進(jìn)作用。我國(guó)在機(jī)電一體化的發(fā)展中有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是在發(fā)展中存在著諸多不足。從理論上對(duì)機(jī)電一體化的技術(shù)進(jìn)行研究分析，就能為實(shí)際機(jī)電一體化發(fā)展提供理論支持，帶動(dòng)我國(guó)機(jī)電一體化領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用也日趨廣泛，成為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要?酥局?一，了解和掌握機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展前景，也是當(dāng)前機(jī)械工程領(lǐng)域關(guān)注和研究的重點(diǎn)課題之一。本文從機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展入手，分析了機(jī)電一體化的發(fā)展前景趨勢(shì)，希望能借此給同行們提供一些有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 技術(shù)應(yīng)用 發(fā)展趨勢(shì)

1.機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人等方面。它在應(yīng)用技術(shù)方面主要包括軟件和硬件兩個(gè)大的方面，其在不同領(lǐng)域中的具體應(yīng)用的核心技術(shù)包括：

1.1在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)械制造業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)局面緊張，而在傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)中，規(guī)模和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)是決定市場(chǎng)占有率的關(guān)鍵，而社會(huì)發(fā)展到今天，制造業(yè)已經(jīng)打破了單純依靠人力生產(chǎn)的技能傳統(tǒng)，取而代之的是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、敏捷制造、柔性制造、并行工程和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)等高新技術(shù)制造系統(tǒng)占據(jù)了信息競(jìng)爭(zhēng)主導(dǎo)地位，起到了促進(jìn)生產(chǎn)模式創(chuàng)新和發(fā)展的作用。

1.2在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用主要是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，是將人、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理和整個(gè)生產(chǎn)管理過(guò)程的全方面有效連接的一種控制系統(tǒng)。從原料進(jìn)入生產(chǎn)企業(yè)，到原料的加工生產(chǎn)和成品的發(fā)貨等全方面加以監(jiān)控的新技術(shù)應(yīng)用。

1.3在飲料食品行業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化作為一種應(yīng)用發(fā)展最快的新技術(shù)，在飲料食品行業(yè)的包裝機(jī)械開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和制造等方面也被廣泛引入，大大提高了生產(chǎn)加工的自動(dòng)化水平，提升了生產(chǎn)能力和管理效率，為企業(yè)在行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)地位奠定了基礎(chǔ)。

此外，機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用還包括在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)方面和交流傳動(dòng)技術(shù)方面的應(yīng)用?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)其實(shí)就是將新型的信號(hào)傳輸技術(shù)替換成現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的一種方法，在有效控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)雙向的信息傳送。而交流傳動(dòng)技術(shù)則是將矢量控制技術(shù)進(jìn)行實(shí)用化應(yīng)用的代表，是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，在未來(lái)，還將取代直流傳動(dòng)技術(shù)。

2.機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，光機(jī)電一體化技術(shù)作為一種新興的學(xué)科，在多年的發(fā)展后逐步形成了一種新興產(chǎn)業(yè)，并逐漸受到人們的重視。同時(shí)這也決定了當(dāng)代機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：

2.1 模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程，這一重要發(fā)展趨勢(shì)將給所有機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)光明的發(fā)展前景。使得產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多、單元復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品更好的被整合，對(duì)開(kāi)發(fā)研制新產(chǎn)品和進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模都將有極強(qiáng)的推動(dòng)作用。而為了更好的避免利益沖突，還應(yīng)該相應(yīng)的制定相關(guān)必要的國(guó)際或國(guó)內(nèi)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單一的企業(yè)和對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)來(lái)說(shuō)，都會(huì)有利無(wú)害。

2.2智能化

在21世紀(jì)智能化已然成為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。這一時(shí)期的人工智能應(yīng)用在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用研究中備受關(guān)注，其中最為典型的技術(shù)應(yīng)用代表當(dāng)屬機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的智能化應(yīng)用。盡管在當(dāng)前的技術(shù)條件下，機(jī)器人不可能達(dá)到與人完全相同的智能，但是其智能化的擬人應(yīng)用是完全有可能，并在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)生活中也有必要的，如何在理論控制的基礎(chǔ)上行，達(dá)到更高的控制目標(biāo)，將是機(jī)電一體化技術(shù)智能化應(yīng)用的一個(gè)重點(diǎn)。

2.3微型化

在20世紀(jì)80年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始朝著微型及其和微觀領(lǐng)域發(fā)展，國(guó)外更是興起了一種較為微電子機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，這種體積小、耗能少、而且運(yùn)動(dòng)靈活的這款新產(chǎn)品逐漸朝著微米、納米級(jí)發(fā)展，并彰顯其在生物醫(yī)療、軍事和信息等方面應(yīng)用的巨大優(yōu)勢(shì)，勢(shì)必成為未來(lái)的一大發(fā)展趨勢(shì)。但需要注意的是，這一技術(shù)的突破發(fā)展也存在一定的技術(shù)瓶頸。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用方面開(kāi)始出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)及各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，極大地影響了人們的日常生活，同時(shí)也加劇了企業(yè)間的全球化競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)，使得各企業(yè)在面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的同時(shí)也帶來(lái)了極大的發(fā)展機(jī)遇。這也就預(yù)示著，一旦研制出質(zhì)量可靠、功能獨(dú)特的新的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其暢銷(xiāo)度將快速覆蓋全球。特別是在網(wǎng)絡(luò)日益普及并形成了計(jì)算機(jī)技能家電系統(tǒng)的今天，家電已經(jīng)和家庭網(wǎng)絡(luò)密切相連，這也就預(yù)示著機(jī)電一體化產(chǎn)品只有朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，才能在高科技技術(shù)的應(yīng)用中滿足人們的便利需求和使用快樂(lè)。

2.5綠色化

工業(yè)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)了巨大的影響，在提高舒適生活和物質(zhì)滿足的同時(shí)，也衍生出了資源短缺和環(huán)境污染加劇等系列問(wèn)題。因此，回歸自然、綠色環(huán)保健康的產(chǎn)品概念也開(kāi)始成為社會(huì)需求的主流和時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。這就要求產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的全過(guò)程中，都應(yīng)以盡量減少對(duì)人體健康的損傷和提高產(chǎn)品利用率為前提，不污染、能回收利用的新型機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)理念，其未來(lái)的發(fā)展前途將極其遠(yuǎn)大。

3.結(jié)束語(yǔ)

眾所周知，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制不斷完善和競(jìng)爭(zhēng)加劇的今天，科學(xué)技術(shù)不斷朝著整體化、交叉化、數(shù)字化和微電子技術(shù)信息技術(shù)的方向發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍也不斷增加。只有了解其應(yīng)用現(xiàn)狀，認(rèn)清其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)大力推廣和發(fā)展，才能讓機(jī)電一體化技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用，來(lái)進(jìn)一步提升產(chǎn)品的質(zhì)量和工作效率，更好的服務(wù)人們的生產(chǎn)生活，從而推動(dòng)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展與振興。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：機(jī)電一體化技術(shù)及應(yīng)用.doc

第五章計(jì)算機(jī)控制技

1.直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）

這類(lèi)系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和處理結(jié)果直接輸出作用于被控制對(duì)象，故稱(chēng)為直接數(shù)字控制系統(tǒng) 2分布控制系統(tǒng)式

分布式綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù) 通信技術(shù)和控制技術(shù)，采用多層分級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，從下而上的分為控制級(jí)，控制管理級(jí)和經(jīng)營(yíng)管理級(jí)

3傳送的方式

無(wú)條件傳送 查詢式傳送 中斷式傳送D/A轉(zhuǎn)換器是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換位模擬量的電路DAC0883主要是有兩個(gè)8位寄存器和一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器組成的。使用兩個(gè)寄存器的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行兩次緩沖操作，使該器件的應(yīng)用有更大的靈活性。A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)值量的器件。實(shí)現(xiàn)的方法a逼近法b雙積分法。7 STD總線的技術(shù)特點(diǎn)a小板結(jié)構(gòu)b嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化c面向I/O設(shè)計(jì)d高可靠性STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

a Z80系列STD總線工業(yè)是最早開(kāi)發(fā)的一種機(jī)型，特點(diǎn)可靠性高 價(jià)格便宜 普及面 等優(yōu)點(diǎn)，目前占有很大市場(chǎng)

b 單片機(jī)系列本身就是工業(yè)控制機(jī)，集成密度較高，作為控制應(yīng)用其功能比較齊全，可靠性和抗干擾能力強(qiáng)數(shù)值PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

PID能夠較好的兼顧動(dòng)態(tài)控制系能和穩(wěn)態(tài)控制系能

第六章簡(jiǎn)單的機(jī)電一體化

1全自動(dòng)洗衣機(jī)

工作時(shí)單面片機(jī)通過(guò)檢測(cè)待洗衣物的渾濁度 布質(zhì) 布量和水溫等作為模糊推理的輸入條件。

第七章工業(yè)機(jī)器人

1.工業(yè)機(jī)器人的組成 操作機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 人工智能系統(tǒng)

2.工業(yè)機(jī)器人的分類(lèi) a按操作機(jī)坐標(biāo)形式分為 直角坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人 圓柱型 球坐 多

關(guān)節(jié)型平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人b按控制方式分類(lèi) 點(diǎn)位控制 連續(xù)軌道控制c 按驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi) 氣動(dòng)式 液壓式 電動(dòng)式

3.手腕是由彎曲式關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn)動(dòng)式關(guān)節(jié)組成。兩自由度腕關(guān)節(jié)來(lái)說(shuō)有RR和BR兩個(gè)結(jié)構(gòu)，對(duì)于三個(gè)自由度 BBR BRR RBR RRR RBB五種表示p表示俯仰Y表示擺動(dòng)R表轉(zhuǎn)動(dòng)

4.手部很據(jù)其結(jié)構(gòu)和用途不同可以分為機(jī)械夾持器 專(zhuān)用工具和萬(wàn)能手三類(lèi)

5.機(jī)械夾持器分為 回轉(zhuǎn)式 移動(dòng)式 內(nèi)撐式

6.研究工業(yè)機(jī)器人的目的是建立工業(yè)機(jī)器人個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)建與手部在空間位置之間的關(guān)系，建

立機(jī)器人的手臂運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，為控制工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供分析的方法和手段，為仿真研究手臂的運(yùn)動(dòng)特性和設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能提供依據(jù)。

7.工業(yè)機(jī)器人的力學(xué)分析分為靜態(tài)力學(xué)分析和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析。靜態(tài)力學(xué)是研究操作機(jī)在靜

態(tài)條件下，手臂受力情況；動(dòng)力學(xué)分析是研究操作機(jī)各主動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力與手臂的關(guān)系，從而得出工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程。

第八章柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

1．柔性制造系統(tǒng)的定義和適用范圍

FMS是指可變的 制動(dòng)的化程度較高的制造系統(tǒng)，主要包括若干數(shù)控機(jī)床加工中心，用一套自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來(lái)，由布級(jí)多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理與控制。

適用范圍：能解決單件 小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化問(wèn)題，也能適應(yīng)大批量 多種產(chǎn)品的自動(dòng)化問(wèn)題，它把高柔性 高質(zhì)量 高效率結(jié)合起來(lái)，在當(dāng)前具有較強(qiáng)的生命力

2柔性制造系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

組成：加工系統(tǒng) 物料系統(tǒng) 能量系統(tǒng) 信息系統(tǒng)。