机电一体化 第七章 机电一体化典型系统设计.ppt

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1、第七章机电一体化典型系统设计第一节检测系统的设计方法第二节检测控制系统设计第三节计算机控制系统设计第四节计算机数据采集与控制组合系统设计第五节计算机多机控制系统设计第一节检测系统的设计方法一、检测系统的分类在设计检测系统中，根据系统的设计要求和所完成的功能，确定传感器、放大器、记录仪型号规格、精度、量程等。目前常用的检测系统按照完成的功能分类：(1)信号检测记录系统（计算机，磁带机，光线示波器等）；(2)信号检测显示记录系统（数字表记录检测结果）；(3)信号检测显示和记录系统（数字表和其

2、他记录仪）；(4)信号检测显示与控制组合系统。下一页二、检测系统的设计要求1.检测系统的设计方式(1)单元选择组合式；(2)单元分别设计组合式；(3)单元选择与单元设计组合式。2.检测系统的设计要求(1)检测系统的记录方式包括信号检测显示与信号检测记录两种;(2)检测系统的应用单元部件的性能精度指标应高于检测系统总精度指标1～2倍;(3)检测系统的单元部件耐用性、可靠性、稳定性要好;(4)检测系统的单元使用维护方便、抗干扰性能好、适应性好;(5)检测系统设计结构简单、投资少

3、、使用方便、经济性好;(6)检测系统使用的环境条件应满足总体的使用要求;(7)检测系统结构尺寸，安装方式，操作方式应符合总体设计的使用要求。上一页下一页三、检测系统设计方法1.检测系统设计分析检测系统设计分析是确定检测系统总体方案的重要阶段，主要是对要设计的系统运用系统论的观点和方法进行全面的分析和研究。对于检测系统设计问题是一个涉及知识面较广泛的综合技术。它不但要求设计者对检测对象要有充分的了解，明确检测的目的和具体的要求，熟悉检测系统单元设备的性能特点和应用方法，而且要具备系统分析的能

4、力，解决系统有关问题的能力。(1)检测系统分析主要解决下列问题：①确定设计检测系统的目标和检测系统的功能。②提出检测系统的初步设计方案，分析设计方案是否合理？是否可行？③提出设计检测系统的具体实施计划，包括资金、人力、物力和设备的分配、研究的条件。④给出检测系统的关键技术问题，并进行分析研究，制定解决方案。上一页下一页(2)检测系统分析工作过程设计：①确定任务。②提出初步设计方案.③可行性分析。2.检测系统设计方案的选择对于设计检测系统时，在满足系统总体技术指标的前提下，选择最佳

5、的检测系统设计方案。在选择设计检测系统中应考虑以下几个问题。(1)检测参数及检测内容：①测试物理信号(压力、力、温度、厚度、流量、位移等)；②检测信号的范围；③检测参数的特性；④检测参数的条件。(2)检测信号的特点：①静态信号检测；②动态信号检测；③瞬态信号检测；④检测系统的工作条件（低温、常温、高温、超高温）。(3)检测记录方法的选择：①数字显示式记录方式；②模拟式记录方式；③计算机记录方式。上一页下一页3.检测仪表的选择方法(1)量程的选择①传感器量程的选择②放大器量程的选

6、择。③记录仪器的选择。(2)精度的选择。(3)频率特性的选择①检测仪表工作频率②传感器的固有频率(4)检测系统稳定性①检测系统长期稳定性误差②检测系统抗干扰性能要好，无干扰误差影响。(5)检测方式的选择。检测分为接触式检测和非接触式检测两种方法，应根据检测系统设计要求选择相应的检测方法。上一页下一页4.检测系统的设计原则(1)重复性原则。(2)随机性原则。(3)动态响应特性。(4)稳定性和可靠性。(5)配套性原则。(6)记录方式选择原则5.检测系统设计检测系统设计阶段是对要进

7、行设计的新系统具体实现设计的阶段，主要进行的工作是：(1)检测系统功能结构设计。(2)检测系统组织结构的设计。(3)检测系统的信息结构和动作结构设计。(4)各单元的设计制造与选择。(5)总装调试和实验分析。上一页下一页四、检测系统设计实例1.设计已知条件塑料、橡胶石化高温黏调熔体生产线，检测压力小于6MPa，温度小于300℃，检测精度小于±0.5%，采用数字表实时显示测量结果。2.检测仪表的选择(1)传感器的选择：①压力传感器的型号PT123，量程8MPa，精度0.1%②温度传感器的

8、型号TR100，量程400℃，精度0.2%(2)放大器的选择：型号BZ2002，精度0.1%，频率5kHz，两通道，增益可调。(3)记录仪表选择：①压力检测显示DT9508B〓31/2数字表精度0.1%②温度检测显示DT9408B〓41/2数字表精度0.05%3.检测系统组成如图7-1所示。4.检测系统准确度估算方法上一页返回返回图7-1压力与温度检测系统图第二节检测控制系统设计一、检测控制系统分类1.按照被控制对象分类(1)开关量控制式；(2)电机类工作控制式。