4毕业设计(论文)正文、

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1、1引言在现代化生产过程控制中，执行机构起着十分重耍的作用，它是门动控制系统中不口J缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不可调整，莫通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必耍的通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联网。鉴于以上原因，采用传统的大流量电动执行机构的控制系统，可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程屮的应用

2、，这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。我设计的大流量电动执行机构，采用机电一体化技术，将阀门、伺服电机、控制器合为一体，利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。通过内置变频器，采用模糊神经网络，实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。该电动执行机构省去了用丁控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜，具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明，该执行机构工作稳定，性能可靠。自电子技术一问世电子技术和机械技术的结合就开始了，只是出现了半导体集成电路，尤

3、英是岀现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，”机电一体化”技术Z后有了明显进展，引起了人们的广泛注重1,1机电一体化技术发展趋向机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。1.1.1数字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电i体化产品的软件具有高

4、可靠性、易操作性、可维护性、口诊断能力以及友好人机界面。性、口诊断能力以及友好人机界面。1.1.2智能化即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考，判断推理自主决策等能力。例如在CMC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。1.1.3模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块

5、是一项复杂而冇前途的工作。如研制具冇集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。1.1.4网络化由于网络的普及，基于网络的各利远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为屮心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受齐种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。1.1.

6、5人性化机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。1.1.6微型化微型化是精细加工技术发展的必然，也是捉高效率的需要。微机电系统(MicroElectronicMechanicalSystems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和屯源等于一体的微型器件或系统。自1

7、986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。1.1.7集成化集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，乂包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效

8、率，应使系统具冇更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次冇机地联系起来，使其性能最优、功能最强。1.1.8带源化是指机电一体化产品自身带冇能源，如太阳能电池、燃料屯池和人容