机械电子学 期末复习

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1、第一章绪论1.概括起来，机电一体化共性关键技术主要有六项:机械技术、计算机与信息处理技术、检测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术。2.机电一体化设计跟传统的机械设计相比较，有如下特点:①机电一体化设计是一项复杂的系统工程，它特别注重系统优化，必须充分考虑各种技术方案的等效性、互补性及可比性。②机电一体化设计一般以计算机为工具，充分利用计算机辅助设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真分析、动态分析设计、可靠性设计等现代设计方法，以提高产品设计的效率和质量。③硬件设计和软件设计并重。3.从机械电子学的定义和技术体系可以看

2、出，机械电子学具有下列特点:1）.机械电子学的技术是机械技术和电子技术有机结合而成的一种高级技术。2），计算机硬件和软件共同组成的信息处理技术，是机电一体化技术不可缺少的组成部分。3).系统工程的观点和方法是机械电子学的基本方法。4.从控制论的观点来看，世界是由物质、能量和信息三大要素组成的。5.系统的目的功能图:6.机电一体化系统要实现其目的功能，一般需要具备五种内部功能，即主功能、动力功能、计测功能、控制功能和结构功能。7.传统机器由动力、传动机、工作机三部分组成。机电一体化系统与其五种内部功能相对应，则由动力源、机械本体、执行机

3、构、传感器、计算机五部分组成。8.机电一体化技术是综合利用各相关技术的优势，取长补短，互相结合，取得系统优化效果，有显著的社会效益和技术经济效益。具体表现为:1）提高精度。2.增强功能和可用性。3.提高生产效率，降低成本;4.提高安全性和可靠性。5,减轻劳动强度，改善劳动条件。，6.简化结构，减轻重量。7。增加系统柔性和智能化。9.目前，机电一体化的应用主要有三种形式:1.功能附加在原有机械产品基础上，采用微电子技术，使产品功能增加和增强，性能得到适当的提高。例如经济型数控机床、电子秤、数显量具、全自动洗衣机等。2.功能替代采用微电子

4、技术及装置取代原产品中的机械控制功能、信息处理功能或主功能，使产品结构简化，性能提高，柔性增加。例如自动照相机、电子缝纫机、电子石英钟、线切割机床、激光手术器等。3.机电融合在更深层次上实现机与电的有机结合。根据产品的功能和性能要求及技术规范，采用专门设计的或具有特定用途的集成电路来实现产品中的控制和信息处理等功能，因而使产品结构更加紧凑、设计更加灵活、成本进一步降低。例如传真机、复印机、摄像机、磁盘驱动器、CNC数控机床等产品就是如此。10.当前，机电一体化的发展趋势可以概括为以下三个方面:性能上向高精度、高效率、智能化方向发展;功

5、能上向小型化、轻型化、多功能方向发展;层次上向系统化、复合集成化方向发展。第二章机电一体化系统中的计算机1.然而，机电一体化系统中使用的计算机跟通用微型机有一定的区别，这是因为:(1)从信息输入和输出观点看，它的输入信号和输出信号的处理要比通用微型机复杂得多，因为输入机电一体化系统中计算机的大量数据来自各种类型的传感器、开关和按钮等，输出信号还要送到分布在各处的执行机构上去。(2)从数据在计算机内的运行来看，一般机电一体化系统中计算机的运算数据要简单得多，通常只有逻辑运算和简单的数学运算;而通用微型机常用子复杂的科学计算和管理，其数据

6、运算和处理要复杂得多。(3)从运行环境来看，通用微型机一般在实验室环境使用，而机电一体化系统中的计算机一般要运行在生产现场，其运行环境要恶劣得多。2.机电一体化系统中的计算机必须具备下列特征:①具有很强的控制功能;②具有丰富的I/O接口;③运行速度快，能适应实时控制的需要;④抗干扰能力强，耐环境能力强。3.单片机的结构特点1）在系统结构上采用哈佛型2）极强的布尔处理能力3）具有较齐全的输入/输出接口及实时中断功能4）配有实时控制的特殊电路4.哈佛型与冯·诺依曼型的不同之处所谓哈佛型与冯·诺依曼型的不同之处在于存储器的配置不同。冯。诺依

7、曼型结构将程序和数据共用一个存储器，一般的通用计算机都采用此种形式。哈佛型结构将数据与程序分别放在两个存储器内，一个称为程序存储器，另一个称为数据存储器。5.单片机的多机应用系统可分为弥散系统、并行多机处理系统以及局部网络系统。(1)多机弥散系统它是为了满足工程系统各种外围功能要求而设置的多机系统。所谓功能弥散是指工程系统中可以在任意环节上设置单片机功能子系统，它体现了多机系统的功能分布。(2)并行多机控制系统它主要解决工程系统的快速性要求，以便构成大型实时工程系统。典型例子有快速并行数据采集与处理系统，实时图像处理系统等。(3)局部

8、网络系统单片机网络系统的出现，使单片机应用进入了一个新的水平。目前单片机构成的网络系统主要是分布式铡控系统。单片机主要用于系统中的通信控制，以及构成各种侧控用子站系统。6.总线式工控机与通用微型机相比较，其特点是:取消了