第一篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答3

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答

（三）2003-12-08

一、填空題

1．?dāng)?shù)據(jù)總線

地址總線

控制總線

2．S－100 Multi（或STD、STE）

3．總線接口邏輯

I/O功能邏輯

I/O電氣接口

4．濾波

電平變換

光電隔離

功率驅(qū)動(dòng)

5．多路開(kāi)關(guān)

采樣保持器

轉(zhuǎn)換器

總線接口邏輯

6．采樣精度

采樣速度

成本

7．D/A轉(zhuǎn)換器

通道選擇器

8．信號(hào)調(diào)理

二、簡(jiǎn)答題

1．試述可編程序控制器的功能和組成。

可編程序控制器可取代繼電器控制，完成順序和程序控制；可組成閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確的位置和速度控制；可構(gòu)成高速數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的完全自動(dòng)化。

典型的可編程序控制器由電源、微處理器、存貯器、輸入輸出接口和編程器所組成。

2．開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是什麼？

開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)是近年來(lái)在電子工業(yè)和計(jì)算機(jī)工業(yè)中流行的一種設(shè)計(jì)思想，它使得當(dāng)代計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)方法有了很大區(qū)別。

開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：向未來(lái)的VLSI開(kāi)放；向不同用戶層次開(kāi)放；向用戶的特殊要求開(kāi)放；采用模塊化結(jié)構(gòu)。

3．采用STD總線的工業(yè)控制機(jī)有哪幾種工作模式？

由于STD總線的高度模塊化和采用組合方法的特點(diǎn)，STD工業(yè)控制機(jī)可以靈活地組成各種系統(tǒng)。其工作模式有三種：

（1）獨(dú)立工作模式

即采用微機(jī)的基本系統(tǒng)與工業(yè)用I/O模板單獨(dú)構(gòu)成控制系統(tǒng)。

（2）作為前端控制機(jī) STD工業(yè)控制機(jī)可作為其它微機(jī)（工業(yè)PC機(jī)）的前端控制機(jī)，完成實(shí)時(shí)在線控制，并把采集的數(shù)據(jù)和執(zhí)行結(jié)果傳送給上位機(jī)。

（3）構(gòu)成分布式組合利用STD控制機(jī)的組合方法，可方便地進(jìn)行各種分布式系統(tǒng)的組合。

4．簡(jiǎn)述STD總線微機(jī)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。

STD總線微機(jī)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：

（1）采用小板結(jié)構(gòu)，高度的模塊化，其功能模板結(jié)構(gòu)靈活，可靠性高，硬件冗余小，成本低。

（2）模板設(shè)計(jì)具有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和廣泛的兼容性。

（3）面向I/O的設(shè)計(jì)，具有強(qiáng)大的I/O擴(kuò)展能力，使控制系統(tǒng)非常適合工業(yè)控制的應(yīng)用。

（4）高可靠性。

5．STD總線系統(tǒng)的I/O子系統(tǒng)有哪些主要功能？

在計(jì)算機(jī)工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中，I/O子系統(tǒng)是過(guò)程接口，其主要功能有：

（1）開(kāi)關(guān)量的輸入輸出

用于I/O信號(hào)的測(cè)量與控制。

（2）模擬量的輸入輸出

用于外部模擬量的采樣及輸出模擬量的控制。

（3）脈沖量的輸入輸出

用于輸入脈沖信號(hào)的接收、輸出脈沖信號(hào)的控制；定時(shí)信號(hào)的產(chǎn)生及處理；伺服電機(jī)使用的運(yùn)動(dòng)控制接口。

6．A/D、D/A接口的功能是什麼？

在工業(yè)系統(tǒng)中，需要測(cè)量和控制的參數(shù)經(jīng)常是連續(xù)變化的模擬信號(hào)，這些物理量經(jīng)傳感器變成連續(xù)變化的電壓、電流等信號(hào)，A/D接口的功能是將這些模擬量再變換成數(shù)字量，以便計(jì)算機(jī)識(shí)別。D/A接口的功能則是將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或信號(hào)，輸送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，達(dá)到控制過(guò)程的目的。

三、分析題

1．畫(huà)圖說(shuō)明工業(yè)PC機(jī)與普通信息處理計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別是什么？

工業(yè)控制機(jī)與普通信息處理機(jī)的差別在于取消了普通信息處理機(jī)的大母板，將其改為功能插板，與普通信息處理機(jī)相比較,工業(yè)控制機(jī)有以下特點(diǎn)：

（1）具有豐富的過(guò)程輸入輸出功能。

（2）良好的時(shí)實(shí)性，能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程工況變化實(shí)時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控。

（3）可靠性高，故障率低，維修時(shí)間短，運(yùn)行效率高。

（4）采用抗干擾電源，密封機(jī)箱，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性。

（5）豐富的應(yīng)用軟件。

（6）具有良好的技術(shù)綜合性。

2．畫(huà)圖說(shuō)明8路輸入、8路輸出STD總線開(kāi)關(guān)量接口模板的組成原理。

如圖所示，STD總線的開(kāi)關(guān)量輸入輸出模板的典型接口由STD總線接口邏輯、I/O功能邏輯（輸入緩沖器和輸出鎖存器）、I/O電氣接口等三部分組成。輸入模板的基本組成為：外部開(kāi)關(guān)信號(hào)→輸入信號(hào)條理電路→輸入緩沖器→輸入端口譯碼控制→STD總線；輸出模板的基本組成為：STD總線信號(hào)→輸出端口譯碼控制→輸出鎖存器→輸出信號(hào)條理電路→負(fù)載。

3．試分析比較工業(yè)控制PC計(jì)算機(jī)與可編程序控制器的主要區(qū)別。

工業(yè)控制PC計(jì)算機(jī)與可編程序控制器以較強(qiáng)的輸出帶負(fù)載能力、良好的抗干擾能力和可靠性，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但兩者在系統(tǒng)組成、功能以及程序語(yǔ)言等方面有所不同。

工業(yè)控制PC計(jì)算機(jī)的基本系統(tǒng)與普通PC機(jī)大體相同，但備有各種控制模板，一般不需要再作硬件開(kāi)發(fā)，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了模塊化；系統(tǒng)具備完整的控制功能，軟件豐富，執(zhí)行速度快，適用于需要作大量數(shù)據(jù)處理的測(cè)控系統(tǒng)。在程序語(yǔ)言方面，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以使用高級(jí)語(yǔ)言為主，也可使用匯編語(yǔ)言。

可編程序控制器（PLC）結(jié)構(gòu)小巧，適應(yīng)性強(qiáng)，可按照使用要求選購(gòu)相應(yīng)產(chǎn)品組成控制系統(tǒng)，可編程序控制器的控制功能以邏輯控制為主，小型PLC適用于實(shí)現(xiàn)各種邏輯控制和開(kāi)關(guān)量控制，大中型的PLC為模塊化結(jié)構(gòu)，按用戶所需的功能選配模塊，可組成規(guī)模較大、精度較高的閉環(huán)控制系統(tǒng)。PLC的控制功能由軟件實(shí)現(xiàn)，但信號(hào)的輸入輸出采用周期性的掃描方式，這一點(diǎn)與工業(yè)控制PC機(jī)存在重要的區(qū)別。此外，在程序語(yǔ)言方面PLC的編程語(yǔ)言多采用梯形圖，大型PLC控制系統(tǒng)可使用高級(jí)語(yǔ)言。

第二篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答(二)

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答

（二）一、填空題

1．低頻分量高頻分量

2．固有頻率阻尼能力

3．相對(duì)阻尼系數(shù)

4．固有頻率

5．變頻信號(hào)源脈沖分配器功率放大器

6．最大動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩降低

7．線性直流伺服放大器脈寬調(diào)制放大器

8．電源頻率磁極對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)差率

9．電液比例閥電液伺服閥

10．定位精度定位時(shí)間

二、簡(jiǎn)答題

1．如何提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度？

伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度主要取決于系統(tǒng)的頻率特性和系統(tǒng)的加速度。

（1）提高系統(tǒng)的固有頻率，減小阻尼。增加傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度，減小折算的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，減小摩擦力均有利于提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

（2）提高驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)力可以提高系統(tǒng)的加速度，由此也可提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

2．步進(jìn)電機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)速度控制的？

步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)是由輸入的電脈沖信號(hào)控制的，每當(dāng)電機(jī)繞組接收一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相應(yīng)的角度。其角位移量與輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，在時(shí)間上與輸入脈沖同步。因而，只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率和電機(jī)繞組的相序，即可得到所需轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和方向。

3．試述直流電機(jī)伺服系統(tǒng)中脈寬調(diào)制放大器的基本工作原理。

脈寬調(diào)制放大器是直流伺服電機(jī)常用的晶體管驅(qū)動(dòng)電路。利用大功率晶體管的開(kāi)關(guān)作用，將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波電壓，施加于直流電機(jī)的電樞，通過(guò)對(duì)方波脈沖寬度的控制，改變電樞的平均電壓，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。

4．交流伺服電機(jī)有哪些類型？交流伺服驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)是什麼？

交流伺服電機(jī)有永磁式交流同步電機(jī)和籠型異步電機(jī)兩類。

交流伺服驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)有：（1）調(diào)速范圍大；（2）適合大、中功率伺服系統(tǒng)；（3）運(yùn)行平

穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不受負(fù)載變化的影響；（4）輸出轉(zhuǎn)矩較大，而轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。

三、分析題

1．分析傳感器的誤差對(duì)輸出精度的影響

傳感器位于反饋通道，誤差的低頻分量影響系統(tǒng)的輸出精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此傳感器應(yīng)有較高的精度；而誤差的高頻分量不影響輸出精度，可以允許傳感器及放大電路有一定的高頻噪聲。

2．分析齒輪減速器的傳動(dòng)誤差對(duì)工作臺(tái)輸出精度的影響。

對(duì)于開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)，由于無(wú)檢測(cè)裝置，不對(duì)位置進(jìn)行檢測(cè)和反饋，齒輪減速器的傳動(dòng)誤差（誤差的高頻分量）和回程誤差（誤差的低頻分量）將直接影響工作臺(tái)的輸出精度。

四、計(jì)算題

1．如圖所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線伺服系統(tǒng)，已知工作臺(tái)的質(zhì)量為m＝50kg，工作臺(tái)與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)f＝0.1，負(fù)載力為FW＝1000N，絲杠直徑為D＝16mm，導(dǎo)程為ts＝4mm，齒輪減速比為i＝5，工作臺(tái)的最大線速度為v＝0.04m/s，試求：（1）折算到電機(jī)軸上的負(fù)載力矩；

（2）電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速；（3）電機(jī)所需功率。

解：（1）折算到電機(jī)軸上的負(fù)載力矩

摩擦負(fù)載力Ff＝mgf＝50×10×0.1＝50N

外負(fù)載力Fw＝1000N

電機(jī)上的負(fù)載力矩為

1t1Tm??s?(FW?Ff)?i2??

14?10?31 ???(1000?50)?52?0.7

?0.191Nm

（2）電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速

n?i?v0.04?5??50r/s?3000r/min ts0.004

（3）電機(jī)所需功率

Pm??1.5~2.5?TLPnLP

取系數(shù)為2，則

Pm?2T?2?n?2?0.191?2???50?120W

2．如圖所示的開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)，已知負(fù)載力F=2000N，工作臺(tái)長(zhǎng)L=400mm，往復(fù)精度為?0.02mm，絲杠導(dǎo)程6mm，直徑d＝32mm，步進(jìn)電機(jī)的步距角為α＝1.5?，試確定齒輪減速比i。

解：步進(jìn)電機(jī)的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)

ns?360?

??360?240脈沖/轉(zhuǎn) 1.5

根據(jù)工作臺(tái)定位精度的要求，選用脈沖當(dāng)量

δ=0.02mm/脈沖

設(shè)傳動(dòng)比為i，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)工作臺(tái)的位移為

??

則ts ins

i?

ts6??1.25 ?ns0.02?240

第三篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

（一）判斷題

1．在機(jī)電一體化系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置中，反饋通道上環(huán)節(jié)的誤差與輸入通道上環(huán)節(jié)的誤差對(duì)系統(tǒng)輸出精度的影響是相同的。（＋）

2．通常，采用STD總線的工業(yè)控制機(jī)與外部設(shè)備的電氣接口均為T(mén)TL電平接口。

（－）

（二）選擇題

1．在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械傳動(dòng)要滿足伺服控制的三個(gè)主要要求是（A）。

A．傳動(dòng)精度、穩(wěn)定性、快速響應(yīng)性

B．傳動(dòng)精度、穩(wěn)定性、低噪聲C．傳動(dòng)精度、高可靠性、小型輕量化D．傳動(dòng)精度、高可靠性、低沖擊振動(dòng)

2．在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，通過(guò)（B、C、E）可有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

A．提高驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)力

B．增大執(zhí)行裝置的固有頻率 C．提高系統(tǒng)的阻尼能力

D．減小機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)誤差 E．消除傳動(dòng)系統(tǒng)的回程誤差

（三）簡(jiǎn)答題

例：試述機(jī)電一體化產(chǎn)品的定義和分類方法。

解答：機(jī)電一體化產(chǎn)品是新型機(jī)械與微電子器件，特別是與微處理器、微型計(jì)算機(jī)相接合而開(kāi)發(fā)的新一代電子化機(jī)械產(chǎn)品。

按用途可分為信息機(jī)電一體化產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)機(jī)電一體化產(chǎn)品和家庭用機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（四）分析題

例：已知數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)如圖所示，試說(shuō)明圖中的各個(gè)部分屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)中的哪個(gè)基本要素？

解：（1）依題意有兩種測(cè)量方案 a.高速端測(cè)量方案：

傳感器安裝在電機(jī)的尾部，通過(guò)測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)位移的間接測(cè)量?？蛇x用光電編碼器式傳感器或者磁電式編碼器。

b.低速端測(cè)量方案： 傳感器安裝在工作臺(tái)上，直接測(cè)量工作臺(tái)的位移?？蛇x用光柵式位移傳感器、感應(yīng)同步器或者電位計(jì)式位移傳感器。

(2)控制計(jì)算機(jī)和控制方案的選擇

可以使用工業(yè)PC機(jī)及或者單片機(jī)完成系統(tǒng)的控制。具體可有以下三種方案： a．工業(yè)PC機(jī)集中控制方案：用一臺(tái)工業(yè)PC機(jī)對(duì)三個(gè)自由度實(shí)現(xiàn)集中控制，包括任務(wù)管理和三個(gè)自由度的伺服控制系統(tǒng)原理圖如下：

b．工業(yè)PC機(jī)、單片機(jī)分級(jí)控制方案：用一臺(tái)工業(yè)PC機(jī)與三個(gè)單片機(jī)通信，對(duì)三個(gè)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)管理，每個(gè)單片機(jī)負(fù)責(zé)一個(gè)自由度的伺服控制，控制系統(tǒng)原理圖如下：

第四篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作業(yè)第二部分

2．為提高機(jī)電一體化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，應(yīng)設(shè)法（A）。

A．增大系統(tǒng)剛度B．增大系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

C．增大系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力矩D．減小系統(tǒng)的摩擦阻力

3．導(dǎo)程L0=8mm的絲杠驅(qū)動(dòng)總質(zhì)量為60kg的工作臺(tái)與工件，則其折算到絲杠上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為（B）kg·mm2。

A．48.5B．97

C．4.85D．9.7

4．傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率對(duì)傳動(dòng)精度有影響，（B）固有頻率可減小系統(tǒng)地傳動(dòng)誤差，（A）系統(tǒng)剛度可提高固有頻率。A

A．提高，提高B．提高，減小

C．減小，提高D．減小，減小

5．下列哪種方法是采用單螺母預(yù)緊原理來(lái)消除滾珠絲杠副的間隙？（D）

A．螺紋調(diào)隙式B．雙螺母墊片調(diào)隙式

C．齒差調(diào)隙式D．偏置導(dǎo)程法

6.齒輪傳動(dòng)的總等效慣量隨傳動(dòng)級(jí)數(shù)(?A)。B

A.增加而減小B.增加而增加

C.減小而減小D.變化而不變

7．多級(jí)齒輪傳動(dòng)中，各級(jí)傳動(dòng)比“前小后大”的分配原則不適用于按（D）設(shè)計(jì)的傳動(dòng)鏈。

A．最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則（小功率傳動(dòng)裝置）

B．最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則（大功率傳動(dòng)裝置）

C．輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則

D．重量最輕原則

8．某機(jī)電一體化系統(tǒng)需要消除齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙，采取下列哪種方法使得調(diào)整過(guò)程中能自動(dòng)補(bǔ)償齒側(cè)間隙？（D）

A．偏心套調(diào)整法B．軸向墊片調(diào)整法

C．薄片錯(cuò)齒調(diào)整法D．軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)整法

三、簡(jiǎn)答題

1．完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分？

第五篇：《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱 適用專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

課程類型 專業(yè)課程

學(xué) 時(shí) 數(shù) 44 學(xué) 分 數(shù) 2.5 一,編寫(xiě)說(shuō)明

(一)本課程的性質(zhì),地位和作用

本課程是面向機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)課.機(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)像機(jī)械工業(yè)滲透的過(guò)程中逐漸形成并發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新型綜合性學(xué)科,機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用不盡提高和拓展了機(jī)電產(chǎn)品的性能和功能,而且使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu),生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大的變化,極大提高生產(chǎn)系統(tǒng)的工作質(zhì)量.通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),對(duì)于學(xué)生掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí),拓寬學(xué)生的知識(shí)面是很有意義的.本課程是學(xué)生在學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課,專業(yè)基礎(chǔ)課之后的專業(yè)技術(shù)課程內(nèi)容的綜合應(yīng)用,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí),掌握以系統(tǒng)論,信息論和控制論為核心的機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原理和方法,掌握機(jī)電一體化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)有著重要意義.(二)本大綱制定的依據(jù)

本大綱根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)的基本理論和基本技能要求,本課程性質(zhì),跟蹤現(xiàn)代機(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展編寫(xiě).(三)大綱內(nèi)容編寫(xiě)原則

根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,使學(xué)生了解,掌握機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識(shí),特點(diǎn)和方法;結(jié)合機(jī)電一體化共性的關(guān)鍵技術(shù),對(duì)其各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)的分析和介紹;強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生綜合能力和工程能力的訓(xùn)練和培養(yǎng);通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解,掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的內(nèi)涵及機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論和方法.(四)實(shí)踐環(huán)節(jié)

1.課程設(shè)計(jì)

(1)名稱:機(jī)械手控制系統(tǒng)編程與操作

(2)主要內(nèi)容與要求:利用PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)械手控制功能的要求編寫(xiě)程序,安裝調(diào)試實(shí)驗(yàn)臺(tái).按照本課程實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū)要求完成,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證程序的正確性.(3)學(xué)時(shí)分配:4(五)教學(xué)時(shí)數(shù)分配表

章節(jié) 序號(hào)

教 學(xué) 學(xué) 時(shí) 環(huán) 節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 講 授 討 論 見(jiàn)習(xí)實(shí) 驗(yàn) 其 它 小計(jì) 一 緒論 4 4 二

機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 6 三 傳感器檢測(cè)及其接口電路 8 8 四

控制電機(jī)及其選擇計(jì)算 8 8 五

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 10 10 六

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用舉例 4 4 8 總 計(jì) 40 44(六)考核方法與要求

1.平時(shí)成績(jī)與期終成績(jī):平時(shí)成績(jī)占30%,包括出勤,課堂提問(wèn),討論等;期終成績(jī)占60%.2.試卷成績(jī)與實(shí)踐成績(jī):試卷成績(jī)占60%,實(shí)踐成績(jī)占10%(實(shí)驗(yàn)報(bào)告5%,實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核5%).3.綜合考核成績(jī)的計(jì)算:平時(shí)成績(jī)20% 實(shí)踐成績(jī)占10% 試卷成績(jī)占70%=100%.(七)教材與主要參考書(shū)

1.教材:

姜培剛等.《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社,2006年1月.2.主要參考書(shū):

李建勇.《機(jī)電一體化技術(shù)》.科學(xué)出版社,2004年4月.王孫安.《機(jī)械電子工程》.科學(xué)出版社,2003年8月.鄭堤.《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.機(jī)械工業(yè)出版社.2001年10月.二,教學(xué)內(nèi)容綱要

第一章 緒論

一,教學(xué)目標(biāo):

1,了解機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展歷史,內(nèi)涵,應(yīng)用和發(fā)展前景.2,掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能和要素.二,教學(xué)內(nèi)容:

第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的定義

一,△機(jī)電一體化的內(nèi)涵;

第二節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素

一,△ ○機(jī)電一體化系統(tǒng)功能分析方法

△機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素 第三節(jié) 機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)

一,機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)

第四節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)與方法

一,機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

第二章 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一,教學(xué)目標(biāo):

1,掌握機(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模方法.2,掌握機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特征及設(shè)計(jì)方法.3,了解常用的傳動(dòng)系統(tǒng)

二,教學(xué)內(nèi)容:

第一節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一,△○ 機(jī)械系統(tǒng)建模方法 第二節(jié) 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特征

一,△機(jī)械傳動(dòng)裝置的特征參數(shù)及相應(yīng)的調(diào)整方法

第三節(jié) 機(jī)械傳動(dòng)裝置

一, △ ○傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)方法

第三章 傳感器檢測(cè)及及接口電路

一,教學(xué)目標(biāo):

1.了解常用參量檢測(cè)的傳感器原理;2.掌握檢測(cè)傳感器的接口電路原理以及相應(yīng)的信號(hào)處理方法.二,教學(xué)內(nèi)容:

第一節(jié) 傳感器

一,△○傳感器性能指標(biāo)的內(nèi)涵 二,△傳感器選擇的原則

第二節(jié) 位移測(cè)量傳感器 一,△大位移測(cè)量傳感器的原理.第三節(jié) 速度,加速度傳感器 一,△速度,加速度傳感器測(cè)量原理

第四節(jié) 位置傳感器 一,△位置測(cè)量原理.第五節(jié) 傳感器前期信號(hào)處理 一,△○信號(hào)調(diào)理線路常用模塊的原理

第六節(jié) 傳感器接口技術(shù) 一,△○采樣保持器原理及應(yīng)用.第七節(jié) 傳感器非線性補(bǔ)償原理 一,△○軟件補(bǔ)償方法

第八節(jié) 數(shù)字濾波

一,△○隨機(jī)誤差的處理方法

第四章 控制電機(jī)及其選擇計(jì)算 一,教學(xué)目標(biāo): 1.了解常用伺服電機(jī)的工作原理;2.掌握常用伺服電機(jī)的控制調(diào)節(jié)方法;3.掌握伺服電機(jī)的主要性能參數(shù)內(nèi)涵及電機(jī)的選擇方法.二,教學(xué)內(nèi)容:

第一節(jié) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其控制 一,步進(jìn)電機(jī)的工作原理 二,△步進(jìn)電機(jī)的性能參數(shù) 三,△○步進(jìn)電機(jī)的控制方法

第二節(jié) 直流伺服電動(dòng)機(jī)及其控制 一,直流電機(jī)的工作原理 二,△○直流電機(jī)的控制方法

第三節(jié) 交流伺服電動(dòng)機(jī) 一,交流電機(jī)的工作原理 二,△○交流電機(jī)的控制方法

第四節(jié) 直線電動(dòng)機(jī) 一,直線電機(jī)的工作原理

第五節(jié) 控制電機(jī)的選擇和計(jì)算 一,△控制電機(jī)的選擇.第五章 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù)

一,教學(xué)目標(biāo): 1.了解常用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)種類 2.掌握各種工業(yè)計(jì)算機(jī)的區(qū)別;3.掌握各種信號(hào)接口原理.二,教學(xué)內(nèi)容: 第一節(jié) 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 一,常用控制計(jì)算機(jī)的種類 二,△○各種控制計(jì)算機(jī)的區(qū)別

第二節(jié) 計(jì)算機(jī)的接口技術(shù)

一,△○開(kāi)關(guān)量及數(shù)字兩的輸入/輸出接口電路;二,△○功率放大電路的原理

第三節(jié) 可編程控制器

一,PLC的原理及選擇方法,外圍電路設(shè)計(jì)的原則

第四節(jié) 數(shù)字控制器設(shè)計(jì) 一,△○數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法.第五章 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用舉例

一,教學(xué)目標(biāo): 1.掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.了解數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)過(guò)程及主要構(gòu)成的設(shè)計(jì)方法.二,教學(xué)內(nèi)容: 第一節(jié) 機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 一,△機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程

第二節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用舉例

一,數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)過(guò)程及主要構(gòu)成的設(shè)計(jì)方法 注:用“△”明確重點(diǎn)內(nèi)容,用“○”明確難點(diǎn);

編寫(xiě)人:凌 杰 審核人:封士彩