机电系统检测与控制第一章绪论ppt培训课件

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1、机电系统检测与控制MeasurementandControlinMechatronicsSystem课程说明123《机电系统检测与控制》是机电工程专业的一门重要专业基础课程，是一门适合机电类专业的实践性较强的课程，是机械技术与电子技术的有机结合。本课程的任务是通过理论教学和实验教学，介绍机电测控系统的工作原理、运行特性及设计的方法。考核办法：平时分占20％；闭卷考试分占80％。2021/6/302机电系统的发展前景第一章绪论机电系统的定义机电系统的构成机电系统的分类机电系统的关键技术2021/6/3031.1机电系统的定义机

2、电一体化（机械电子学）：日本1971年提出“Mechantronics”Mechanics前半部+Electronics后半部中国机电一体化或机械电子学。MechatronicsMechanicElectronics2021/6/3041.1机电系统的定义机械技术电子技术信息技术机电一体化技术2021/6/3051.1机电系统的定义机电一体化的基本概念定义：机电一体化技术是从系统工程观点出发，应用机械、电子、信息等有关技术，对它们进行有机的组织和综合，实现了整体的最佳化。它不是机械与电子的简单的叠加，而是在信息论（利用传感技

3、术）、控制论（利用控制理论）和系统论（“系统”整体筹划，机械和电子分别只是“环节”）的基础上建立起来的应用技术。2021/6/3061.2机电系统的构成动力源2021/6/3071.2机电系统的构成动力源传感器执行装置机械装置机电系统的构成要素计算机动力计测操作构造控制2021/6/3081.3机电系统的分类机械电子化的产品机械式信息处理机构被电子元件代替；机械式控制机构被电子式的代替；机械功能被电子式的取代；机械与电子相融合的产品12采用微电子技术增加了控制功能。2021/6/3091.3机电系统的分类民用机电产品产业机电

4、产品办公机电产品自动洗衣机，自动照相机复印机，打印机数控机床，工业机器人2021/6/30101.4机电系统的关键技术一、机械技术是机电一体化技术的基础，对系统的结构、重量、体积刚性、耐用性等有重要影响。强调精密机械设计技术的运用，即利用高、新技术手段，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足：减轻重量，减小体积；提高刚度；实现标准化、通用化、系列化；2021/6/30111.4机电系统的关键技术二、信息处理技术包括信息的输入、变换、运算、存储及输出。信息处理的工具是计算机，因此信息处理技术是和计算机技术紧密相关，包括硬件、软

5、件、网络与通讯、数据库技术等；机电系统中采用工业控制计算机进行信息处理，其硬件包括输入/输出设备、显示器、外部存储器、主机、可编程控制器、数控装置等。2021/6/30121.4机电系统的关键技术三、自动控制技术机电系统自动控制包括位置控制、速度控制、力或力矩控制、自校正补偿等，自动控制的基础是自动控制原理，分为经典控制理论和现代控制理论研究单输入-单输出线性定常系统（以传传递函数为基础）研究多输入-多输出非线性、高精度多变量系统（以状态方程为基础）2021/6/30131.4机电系统的关键技术四、伺服传动技术所谓“伺服”（

6、Servo）即“伺候服侍”的意思。电信号机械动作在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械运动部件按照指令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。伺服传动系统采用的驱动技术与使用的执行元件有关。按照执行元件的不同分为电气伺服、液压伺服、气压伺服速度快、控制灵活、可靠性高、应用较广，但低速输出力矩较小低速输出力矩大，功率密度大，在大型机床、工程机械、航空航天航海具有优势，但结构复杂2021/6/30141.4机电系统的关键技术五、检测传感技术是机电一体化系统的感觉器官，即从待测对象获取信号并送到信息处理部分。主要内容包括：一是将物

7、理量（位移、速度、加速度、力、力矩、温度等）转换成一定的与其成比例的电量；二是对转换的电信号的加工处理如放大、补偿、标定。检测传感装置是实现自动控制的重要环节，要求传感器及其放大处理电路快速、精确地获取信息，并能够抗干扰、可靠性高。2021/6/30151.4机电系统的关键技术六、系统总体技术从整体的观点出发，组织应用各种相关技术，即从全局和系统目标角度，将系统分解成若干功能子系统，对于每个子系统的技术方案要从整个系统技术协调的观点考虑，最终使整个系统实现最优化。2021/6/3016一、机电系统的发展1.5机电系统的发展前

8、景Step1Step2Step31.20世纪60年代前为第一阶段，“萌芽阶段”工程师们自觉或者不自觉地把机械产品和电子技术相结合，以提高机械产品的性能。但是由于电子技术的发展相对落后，使得机械与电子的结合还没有得到广泛的应用。2.70年代到80年代为第二阶段，“蓬勃发展阶段”3.90年代后