第1章机电 绪论

《第1章机电 绪论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机电一体化系统设计在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。机电一体化系统设计这门课程即是这众多学科的交叉和综合，涉及的相关专业知识面比较广泛。1.1机电一体化概念机电一体化是在新技术浪潮中，电子技术、计算机控制与信息技术向机械工业渗透并与机械技术相互融合的一门新技术。机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械

2、本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。机电一体化的名词来源于日本（70年代）。我国通常称为机电一体化或机械电子学；机电一体化涉及到许多相关的学科机械学、电子学、自动控制、现代控制计算机科学第一章绪论1.1.1机电一体化定义1.1.2机电一体化系统的基本结构要素构成机电一体化系统的要素很多，其中五大要素是必须的，可以从构成人体的五大要素得到启发。如图1.1所示为人体的五大要素对应机电一体化的五大要素脑心脏骨骼五官四肢控制系统动力装置检测装置执行机构机械本体图1.11.1.3机电一体化系统的相关技术

3、1、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。满足：重量轻，体积小,精度高，提高刚度，动态性能好2、检测传感技术检测传感装置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。将物理量（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，并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3、计算机与信息处理技术该项技术包括信息的输入

4、、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、软件、网络与通讯、数据库技术。在机电系统中采用工业控制计算机进行信息处理，协调指挥整个系统可靠运行。直接影响系统工作的质量和效率。4、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、自校正补偿的自适应控制等，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）5、伺服传

5、动技术所谓“伺服”（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6、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

6、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。接口技术是机电一体化系统最重要的环节，以实现各部分有机连接，保证信息无误地传递。包括：人-机交互接口、电气驱动接口、机械控制接口等1.3机电一体化技术发展趋势1、微型化2、智能化3、模块化4、数字化5、集成化