机电一体化系统设计

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1、第一章1-1试说明较为人们所接受的机电一体化的含义。P1机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。1-2机4电一体化的目的是什么？P2机电一体化的目的是提高系统（产品）的附加价值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源，并使产品结构向短、小、轻、薄化方向发展，从而不断满足人们生活的多样化和生产的省力化、自动化需求。1-3机电一体化时代的特征是什么？P2机电有机结合1-4何谓机电一体化技术革命？P2将微型计算机等微电子技术用于机械并给机械以“智能”的技术革新潮流可成“机电一体化

2、技术革命”。1-7机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？P9机电一体化系统（产品）要素功能控制器（计算机等）控制（信息储存、处理、传送）检测传感器计测（信息收集与变换）执行元件驱动（操作）动力源提供动力（能量）机构构造1-8工业三大要素指的什么？P12物质、能量和信息1-9机电一体化的三大效果是什么？P12省能、省资源、智能化1-11机电一体化系统（产品）的主要评价内容是什么？P11省能化智能化高可靠性化低价格化高性能化构造功能动力功能计测、控制功能主功能高附加价值比机电一体化系统（产品）轻薄短小化1-12机电一体化系统的接口功能有哪两种？P10从系统外

3、部看，机电一体化系统的输入/输出时与人、自然及其他系统之间的接口；从系统内部看，机电一体化系统是由许多接口将系统的构成要素输入/输出联系为一体的系统。1-13根据不同的接口功能说明接口的种类。P10根据接口的交换、调整功能分为：①零接口②无源接口③有源接口④智能接口根据接口的输入/输出功能分为：①机械接口②物理接口③信息接口④环境接口1-14机电一体化工程与系统工程有何异同？P16系统工程机电一体化工程产生年代20世纪50年代(美国)20世纪70年代（日本）对象大系统小系统——机器基本思想系统概念机电一体化概念（系统及接口概念）技术方法利用软件进行优化、仿真、鉴定、检

4、查等硬件的超精密定位、超精密加工、优化设计、微机控制及仿真等信息处理系统大型计算机微型计算机实例阿波罗计划银行在线系统日本新干线航天飞机、人造卫星等CNC机床ROBOT（机器人）VTR（录像机）、DVD照相机、摄像机等共同点应用计算机，具有实用性、综合性、复合性1-15说明机电一体化系统设计的设计思想方法。P19①计算机辅助设计②虚拟产品设计③快速响应设计④绿色设计⑤反求设计⑥网络合作设计1-16什么是机电互补法、融合法、组合法？P12机电互补法：又称取代法，该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统）中的复杂机械功能部件或功能子系统。融合法：它是将各

5、组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件（子系统），其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。组合法：它是将结合法制成的专用或通用功能部件（子系统）、功能模块，像积木那样组合成各个机电一体化系统（产品），故称组合法。1-17开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？P13开发性设计：它是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品（系统）。变异性设计：它是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的需求。适应性设计：它是在总的设计方案、原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行

6、局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。1-19现代设计方法与传统设计方法相比较有何突出特点？P19现代设计方法与用经验公式、图表和手册为设计依据的传统设计方法不同，它是以计算机为辅助手段进行机电一体化系统设计的有效方法。其设计步骤通常是：技术预测-市场需求-信息分析-科学类比-系统设计-创新性设计-因时制宜的选择各种具体的现代设计方法-机电一体化系统设计质量综合评价等。1-20简述计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等的含义。P19计算机辅助设

7、计：是设计机电一体化船票（系统）的有力工具。用来设计一般机械产品的CAD的研究成果，包括计算机硬件和软件，以及图像仪和绘图仪等外围设备，都可以用于机电一体化产品的设计，需要补充的不过是有关机电一体化系统设计和制造的数据、计算方法和特殊表达的形式而已。并行工程：是把产品（系统）的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合（并行）协调的一种工作模式。虚拟产品设计：是虚拟环境中的产品模型，是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像。快速响应设计：是实现快速响应工程的重要一环。是企业面对瞬息万变的市场环境，不断迅速开发适应市场需求的新系统（产品），以保证企业在