第一篇：机电一体化问答题打印版
1、试述机电一体化技术与传统机电技术的区别。(P2)答：传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理的各种电器来实现，如继电器、接触器等，在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中 心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。机电一体化技术是微电子技术和计算机技术向机械工业渗透的过程中逐渐形成并发展起来的一门多学科领域交叉的新型综合性学科，它是机械工业的发展方向。数控技术是机电一体化技术中的核心技术，机电一体化技术的另外一个重要表现形式是机器人技术。
系统论、信息论和控制论是数控技术的理论基础，微电子技术、计算机技术和精密机械技术就是数控技术的技术基础。
2、数字控制是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。数控技术采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它集计算机技术、微电子技术、自动控制技术和机械制造技术等多学科、多技术于一体。数控机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。数控系统实现数字控制的装置。它能够自动输入载体上事先给定的数字量，并将其译码后进行必要的信息处理和运算后，控制机床动作并加工零件。CNC系统的核心是CNC装置。
3、试述机电一体化系统的设计方法。机电一体化系统的设计过程中，一直要坚持贯彻机电一体化技术的系统思维方法，要从系统整体的角度出发分析研究各个组成要素间的有机联系，从而确定系统各环节的设计方法，并用自动控制理论的相关手段，进行系统的静态特性和动态特性分析，实现机电一体化系统的优化设计。机电一体化系统动态性能的参数设计原则：（1，足够高的谐振频率2，高刚度和低转动惯量3，适当的阻尼比4，尽可能小的传动间隙5，良好的摩擦特性伺服电动机的优点：它是受输入电信号控制，并作快速响应的电动机堵转矩与控制电压成正比，转速随转矩的增加而近似线性下降，调速范围宽，当控制电压为零时能立即停转。）根据数控机床加工作任务不同，其运动控制分为哪几种类型？并说明其功能。
分为点为控制盒连续路径控制两类。前者功能是将工具或零件在容许速度和加速度条件下，尽快地从源坐标位置运动到目的坐标位置。运动过程中不进行加工。后者又称为轮廓控制或仿形控制，包括直线和曲线两张运动控制，它不仅控制目标点，而且控制工具到达目标点的整个路径。简述机电一体化设计中，“简化机械系统”的设计思想是什么？
机械系统可采用机电一体化方法加以简化。依靠微处理机和执行器可以提供诸如轮廓、速度计定位控制任务的功能。
机电一体化设计中，“替代机械系统”的设计思想是什么? 极端情况下，机械的功能可以完全由微处理机和执行器取代，从而是机械产品变成点子产品。如电子表、自动驾驶舱等。
数控机床通常采用插补器生成运动控制指令，其中插补的概念是什么?插补的感念就是产生一系列固定长度的步距，近似不能直接到达几何图形，使得刀轨路径的最大偏差保持在一个步长以内。
机电一体化产品设计中需要贯彻哪些设计思想？整体系统的设计思想；机电融合的设计思想；注重创新的设计思想。
简述典型机电一体化系统中的测量模块的功能及组成。功能：采集有关系统状态和行为信息；组成：有传感器、调理电路、变换电路等组成。
工业机器人：是一类数控，它是可编程多自由度的，用来通过一些列动作，搬运货物，零件，工具，或其他装置，以实现给定的任务。机器人可分为点位控制机器人，连续路径控制机器人，路径控制机器人，其中路径控制为最高。点位控制是在容许的加速度和速度条件下，尽可能的由原坐标位置运动到目标位置，而对于两点之间的轨迹是没有精度要求。
机电一体化产品从设计到形成产品进入市场，再到产品走向成熟形成批量，一般要经历概念研究，实验室试验，工程模型，生产样机，检验机器工作性能，形成初级产品，进行批量产品降低成本八个过程。
系统的定义：广义上，系统定义为两个或两个以上事物组成相互依存，互相作用，共同完成某 种特定功能或某种事物现象的一个统一整体的统称。在工程领域，系统可以是电，机械，液压，气动，热，生物及医学的，或者是其中某些的组合。
典型机电一体化系统的7种形式： 1机械手关节伺服系统 2数控机床3工业机器人 4自动引导车5顺序控制系统6数控自动化控制系统7微机电系统 机电一体化的设计依据 评价指标：1系统功能：即所设计的产品是用来干什么的应具有那些基本功能和主要操作。2性能指标：每一项功能都应满足一定的性能指标。3使用条件，任何系统都是在一定的条件下运行的，其中包括环境条件和人员因素。4经济效益，不仅要包括产品的成本，也要考虑推向市场前的费用，保险消耗以及售后维修消耗。
整个设计过程可以分为几个阶段：1 市场调研 需求分析和技术预测2概念设计 3可行性分析 4编制设计任务书 5初步设计——方案设计 6方案设计与优化 7详细设计和参数核算 8完成全部设计文件
顺序控制系统，分为哪几类：是按照预先规定的次序完成一系列才做的系统。根据如何开始和终结操作，顺序控制可以分为，1当某一件事发生时，开始或结束操作的称为事件驱动顺序控制，2在某一时刻或一时间间隔之后，开始或结束操作的称为事件驱动顺序控制。描写事件驱动顺序控制逻辑常用的是梯形图和布尔代数方程
如何处理机与电的关系：1替代机械系统 2简化机械系统 3增强机械系统 4综合机械系统
机械传动系统对完成机械主要运动的主轴的要求有哪些：1回转精度含径向精锻 2静刚度 3动特性 4热特性
什么是连续控制：为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须控制每一个轴的位置和速度，使得它们同步协调到达目标点，这样的运动控制为连续路径控制。什么是复合控制器：就是在反馈控制器的基础上附加一个前馈控制器，二者的复合称为复合控制器。其反馈控制是误差控制，而前馈控制是开环控制。开发机电一体化系统的依据是什么：1需求牵引 2技术推动。其中主要是由市场向导，其次是技术导向。
描述决定系统输入与输出之间关系的数学方程式，称为系统的数学。模型根据数学模型的不同，系统可以分为静态的或动态的，线性的或非线性的，定常的或时变的，确定性的或随机性的等。
控制系统类型有哪些：伺服控制系统 顺序控制系统 过程控制系统。
为什么要进行系统建模和仿真：(P25)数学模型中的所有系数都为与时间无关的常量的系统称为定常系统（是不变系统），否则称之为时变系统。在一直输出初值和给定输入的条件下，未来输出可以按照数学模型唯一决定的系统称为确定性系统，否则为随机系统。
机电一体化的含义：机械与电子的集成技术。什么是机电一体化系统？精密机械技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术。.机电一体化系统的组成答：控制功能、动力功能、传感检测功能、操作功能和构造
物理系统包括各种驱动装置，执行结构，传感器等，控制系统包括软件，硬件。
数控机床（NC）柔性制造系统（FMS）计算机集成制造系统（CIMS）,网络制造 柔性制造单元（FMC）等。微机电系统（MEMS）：电子和机械元件相结合的微装置或系统，采用与集成电路兼容的批加工技术制造尺寸可以从毫米到微米及范围变化.。
机电一体化系统结构包含的模块：1机械受控模块，起承接，传递力和运动作用。2测量模块，用来采集和系统有关状态和行为的信息。3驱动模块，改变驱动力改变系统的运行状态。4通信模块，实现系统内部，外部通信。5微计算机模块，处理由测量模块和接口模块提供的信息。6软件模块，控制计算机模块的工作。7接口模块，系统内部各级之间的信息交换。（4567合称为控制模块）简述典型机电一体化系统中的微处理机模块微处理机模块负责处理由测量模块和接口模块提供的信息。输入参数：被测量的反馈量和与系统运行有关的设定参数。输出参数：一部分决定驱动模块的工作状态；另一部分供接口模块。
测量模块有哪几部分组成与功能：机电一体化系统中的测量模块由传感器 信号调理电路及测量系统等组成。的作用的是将机械模块的状态和性能参数变换为电信号，并进行必要的信号转换和信号处理，提供给检测和控制。功能 采集有关系统状态和行为的信息。
机械受控模块的作用：代表系统的机械结构，又成为执行模块，主要功能是承载 传递力和运动 如改变速度 远距离动作 力的放大和反馈 速度和力的参数调节 同步传动和传送物料等，该模块同时起着外观 造型和防护的作用。通信模块：传递信息 实现系统的内部 外部 远程和近程通信。接口模块：各级之间的信息传递。
4.开发机电一体化系统的依据：需求牵引，技术推动。其中市场推动为主要向导，其次是技术向导。
机电一体化系统动态性能的参数设计原则：1足够高的谐振频率；2高刚度和低转动惯量；3适当的阻尼比；4尽可能小的传动间隙；5良好的摩擦特性。
机电一体化系统或产品设计的目的是什么？答：增加机械系统或装置的附加值和自动化程度。省能源，省资源，智能化。
4、简述机电一体化系统或产品的机电结合（融合）设计方法。答：将各组成要素有机的结合为一体构成专用或通用的功能部件，其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。
5、简述机电一体化系统（产品）的机电组合设计方法，特点是什么？。答：将结合法制成的专用货通用部件，功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统。特点：缩短设计与研制周期，节约工装设备费用且有利于生产管理，使用与维护。
6.机械传动系统在机电一体化系统（产品）中的基本功能和作用是什么？ 答：功能：机械运动物理参量转换。作用：是传动元件和负载之间的物理参量得到合理的匹配。
7.简答机电一体化机械传动的主要功能，目的，基本要求。答：主要功能：传递力/转矩，速度/转速。基本要求：传动间隙小，精度高，体积小，重量轻。目的：使执行元 件与负载之间在转矩和转速方面达到合理的匹配。8.机电一体化系统（产品）的机械部分与一般机械系统相比，应具备哪些特殊要求？答：较高的定位精度，良好的动态响应特性，无间隙，低摩擦，低惯量，大刚度，高的谐振频率，合理的阻尼比。
滚动导轨副的品质用那几方面来衡量？(1)导向精度导向精度是导轨副最基本的性能指标。移功件在沿导轨运动时，不论有无载荷，部应保证移动轨迹的直线性及其位置的精确性。各种设备对导轨副的平面度，垂直度及等高、等距的要求都有相应的规定或标准可以参照2)耐磨性导轨副应在预定的使用期内，保持其导向精度。精密滚动导轨副的主要失效形式是磨损。因此，耐磨性是衡量滚动导轨副性能的主要指标之一，3)刚度 为了保证足够的刚度，应选用最合适的导轨类型、尺寸及其组合。选用可调整间隙和能够预紧的导轨副可以提高刚度。4)工艺性导
轨副要便于装配、调整、测量、防尘、润滑和维修保养。机械传动主要有齿轮，蜗杆传动，丝杠螺母传和谐波传动几种。蜗轮蜗杆副在一定意义上可看做是一种特殊的齿轮，只能用于传递垂直交错轴之间的回转运动，蜗杆一般有1~8个头，优点是传动平稳，噪声小。可自锁，但传动效率低，功率损失较大。为了减小负载转动惯量，在结构可在满足强度的前提下尽可能吧齿轮做小，选用轻质合金以及在齿轮上开孔等措施。）
谐波齿轮与普通齿轮副传动相比具有：（1、结构简单，体积小，重量轻，传动效率高
2、传动比范围大
3、同时啮合齿数多，运动精度高承载能力大。4，传动平稳，无冲击，噪声小
5、齿侧间隙可以调整
6、可实现向密闭空间传递运动及动力7，可实现高增速运动8，方便地实现差速传动。导轨副：用于引导运动部件的走向，保证执行件的正确运动轨迹，并通过摩擦和阻尼影响执行件的运动特性，它包括运动导轨和支撑导轨两部分)
液体动压支撑的工作原理是斜板承载机理：若两平行面之间的油液成楔形，二者相对运动时产生压力，从而可以承载，气体动压力支撑的原理与液体动压力支撑的原理基本相同，在轴颈和轴瓦之间形成气楔。液体静压支承的工作原理：在液压的作用下，轴套内孔壁上的油腔与运动表面形成油膜，当轴的重量忽略不计时，油膜四周厚度相同，油腔没有压力差存在。当轴的径向载荷作用下，轴心下移，上油膜厚度大于下油膜，油腔产生压力差，将轴托起使之回到平行位置，特点：精度高，刚度大，抗震性好，摩擦力矩小，用于低速重载高精度的机械设备，气体静压与液体液压原理相同，它的结构形式有联结式和球面式。消除传动间隙通常从以下两个方面入手：其一是采用无间隙花键，过盈配合，销钉等方是连接柔轮和轴；其二是将齿轮按无间隙加工，由于存在柔性构件，这种无齿隙啮合传动不会有任何问题。
传感器的性能要求：量程足够，灵敏度高;精度适当，线性度好；响应时间短，同频带宽；稳定性好，具有一定的过载能力；经济适用，成本低，寿命长。
消除齿轮副间隙的措施：齿轮副的间隙使得在传动过程中，主动轮突然改变旋转方向时，从动轮不能随之立即随之反转，而是有一个滞后量，造成齿轮传动的回差。这种非线性因素将会影响全闭环伺服系统的稳定性。消除齿轮副间隙的方法有：刚性调整法和柔性调整法。滚珠式和滚柱式滚动导轨的各自的特点：滚珠式机构简单紧凑 制造容易 成本较低滚珠式为点接触，摩擦阻力小，但承载能力差，刚度低 适合载荷不大的场合。滚柱式为线接触，摩擦阻力大，对导轨面的平行度误差较敏感，易产生侧向偏移和滑动二引起应力集中和磨损，但是承载能力较高，刚度大，导向性能好。但对导轨的平行度误差较敏感易产生侧后偏移和滑动而引起应力集中与磨损，滚动体的材料为滚动轴承钢。
简述滚珠丝杠传动装置的组成，结构和应用特点。答：由带螺旋槽的丝杆、螺母、滚动元件滚珠/滚柱、回珠装置等组成。应用特点：具有传动阻力小；传动效率 高；轴向刚度高；传动平稳；传动精度高；不易磨损、使用寿命长等优点；但不能自锁；因而用于高精度传动和升降传动时，需制动定位装置。
10.试分析齿轮传动中，定轴传动、行星传动、谐波传动的组成与传动特点。答：行星传动：主要由传动齿轮、定位齿轮、行星齿轮和行星架等组成。特点：体积小、质量小，结构紧凑，承载能力大, ；，传动效率高+，传动比较大，可以实现运动的合成与分解，运动平稳、抗冲击和振动的能力较强。谐波传动：由钢轮，柔轮，波发生器组成。特点：结构简单，体积小，重量轻；传动比范围大；同时啮合的齿数多；承载能力大；运动精度高；运动平稳，无冲击，噪声小；齿侧间隙可以调整；传动效率高；同轴性好；可实现向密闭空间传递运动及动力；可实现高增速运动；方便的实现差速传动。
11.滚动导轨副应达到的基本要求。答：高的导向精度、高的耐磨性、足够的刚度、良好的工艺性。
12.导轨的刚度所包含的主要内容有哪些？以及各部分对导轨副的导向精度影响如何？ 答：结构刚度，接触刚度，局部刚度。1影响整体导向精度2影响导向面的精度3造成导轨在使用中存在局部误差。
滚球丝杠螺母副与普通螺旋转动相比有哪些特点：滚球丝杠螺母副克服了普通螺旋传动的缺点，已发展为一种高精度的传动装置，它采用了滚动摩擦螺旋取代了滑动摩擦螺旋，具有摩擦小传动效率高 传动平稳寿命长 精度高 温升低等优点。由于滚动丝杠螺母具有运动磨擦小 便于消除传动间隙等突出优点，它给机电一体化系统的性能改善带来了巨大的益处 但是 它不能自锁 用于升降传功时需加缩紧装置，结构复杂 成本高 另外传动的距离和速度有限。
机械传动主要有；齿轮 蜗杆传动，丝杠螺母传动和谐波传动。
齿轮副间隙的消除：刚性调整法与柔性调整法（p30）间隙消除及预紧方法：双螺母齿差式双螺母螺纹式双螺母垫片式
谐波齿轮传动是建立在弹性形变理论基础上的一中新型传动，是由行星齿轮传动演变而来的，与少齿差行星轮传动十分相似，他是依靠柔性轮产生的可控变形波引起齿间的相对错齿来传递动力和运动。
霍尔式传感器特点：机构简单，体积小，坚固，频率响应宽，动态范围大，无触点，使用寿命长，可靠性高，易于微型化与集成电路化。
20涡轮蜗杆副传动的特点？蜗杆副为线接触，可传递较大功率，传动比大。蜗杆一般有1—8个头，优点是传动平稳、噪音小、可自锁，但传动效率低，功率损失大。21刚性消除齿轮副间隙的方法有哪些？方法有：调整中心距法、选择装配法、带锥度齿轮法及斜齿轮法等。23对主轴轴系的要求有哪些？对于主轴轴系来说，是保证机械功能、完成机械主要运动的部件，因此对其要求也比较高，主要有：回转精度含轴向精度；静刚度；动特性；热特性。
24.滚珠丝杠螺母副分为：外循环插管式和内循环反向器式滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧方法：1 双螺母齿差式 2 双螺母螺纹式 3 双螺母垫片式 4 单螺母变位导程自预紧式
26.谐波齿轮传动消除间隙的方法：采用无间隙花键 过盈配合 销钉等方式联接柔轮和轴将齿轮做成无间隙花键和相应的串联机器相比，并联机器的主要优点：1 刚度高，承载能力与整机质量比大2 移动部件质量轻可获得很高的动态特性，易实现高速 高加速的运动 3 不存在误差累计，可获得较高的运动精度4 零件标准化程度高，易于实现模块化设计 5 作业空间与机器尺寸比小 缺点： 灵活性差运动平台的倾斜角度小
2齿轮副、蜗轮蜗杆副、以及滚珠丝杠螺母副的特点：1齿轮系及蜗杆副他们工作可靠，传动比恒定，结构成熟制找复杂。齿轮传动瞬时传动比不变，主动轮做匀速转动，从动轮也做匀速转动；2 蜗轮蜗杆副在一定意义上可以看作特殊的齿轮，只能用于传递空间垂直交错轴之间的回转运动。传动平稳、噪声小、可自锁，但传动效率低，功率损失大。3采用滚动摩擦代替滑动摩擦，磨损小、传动效率高、传动平稳、寿命长、精度高、温升低的优点。4谐波齿轮减速器有哪几种机构类型：有刚轮固定，柔轮固定和波发生器固定的传动形式。从波发生器来看,可分为单啮合区谐波齿轮传动和双波传动。简述并联机构：具有多个运动自由度，且驱动器分配在不同环路上的闭式多换机构。简述机械传动系统对轴的要求：1 回转精度含轴向精度要求；2 静刚度，即单位变形量所需的静载荷大小。3动特性，即轴系抵抗冲击、振动、噪声的特性。4热特性，轴系的热特性主要参数热源强度、温升及工作部位的热位移。故还需考虑轴的支撑形式和轴的质量分布。1测量模块：由传感器、信号调理电路以及测量系统等组成，设计系统状态和行为的信息采集与处理技术。它的作用是将机械结构的模块状态和性能参数变换为电信号，并进行必要的信号转换和信息处理，提供给检测或控制。2简述传感器静态特性的主要技术指标：传感器交换的被测量的数值处在稳定状态时，传感器的输入/输出关系称为传感器的静态特性。描述传感器静态特性的主要技术指标是：精度、线性度、误差、重复性、可复现性等。传感器系统的动态特性的频域指标的内容：1谐振角频率；2谐振峰值；3复现频率；4闭环截止频率。感应同步器：（是一种应用电磁感应原理来测量位移的高精度检测元件，有直线式和圆盘式分别用于大行程的线位移和角位移的测量，它的特点是抗干扰能力强，对环境要求低，机械结构简单，接长方便“路径”和“轨迹“的区别：路径只代表与轨迹有关的位置信息，轨迹是代表在空间直角坐标系或机器人连杆坐标系的位置——时间曲线，是具有适当的速度和加速度信息的路径轨迹不但要求路径连续，而且要求速度连续。)传感器阈值：传感器能产生输出变化的被测量的最小变化量
灵敏度(测量)输出变化量与对应的输入(被测量)变化量的比值。有时称为增量增益或标度因子。什么是传感器误差 精度的表示方法有哪些： 传感器的误差是指测量值与理想值之差。精度的表示；以被测变量表示 满量程的百分数实际输出的百分数。
传感器系统的动态特性的频域指标包含哪些？谐振角频率 谐振峰值 复现频率 闭环截止频率。
伺服系统可分为几类，输入信号为？：模拟式伺服系统，输入信号为模拟信号。参考脉冲系统，输入信号为数字脉冲信号。采样——数据系统，输入为上位机生成并经过精插补的参考指令
光电编码器式传感器的工作原理和特点：光电编码器是编码盘式角度数字测量元件，分为绝对编码器和增量编码器两种，增量编码器是指旋转的编码给出一系列脉冲，然后根据旋转方向由计数器对这些脉冲进行加减计数，以此来表示旋转过的转角位移量。特点：结构简单 价格低 精度易于保证等优点，绝对编码器用于360度内角唯一的测量，测角精度为数秒，随着分辨率的提高 要求码道数增加，刻划难度增大。什么是感应同步器：是一种应用电磁感应原理测量位移的高精度检测元件，有直线式和圆盘式两种，分别用于大行程的线位移和角位移的测量。
机电一体化系统中传感器技术发展有哪些特点？：1集成化，其是指将但一功能的传感器借助于微电子和MEMS技术的微细加工技术，与其他部分集成在一个系统中。2 多功能化 将原本多个传感器执行的功能集成在一件传感器中，是指具有更强的功能。3 微型化 是指传感器的尺寸极度的缩小。智能化 指传感器本身与计算机技术结合 借助于外围电路，实现从信号的检测处理 传输和显示等一系列的功能。
什么是霍尔效应：当金属或半导体薄片置于磁场中，有电流流过 在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 这种现象的称为霍尔效应
测量模块由：传感器信号调理电路及测量系统等组成。重复性：在满量程范围内由同一方向趋近同一输入，连续几次测量所得输出之间的最大差值。可重复性：在长时间周期内由两个方向趋近同一输入，多次测量所得输出的最大差值。线性度：输出输入特性曲线与直线的紧密程度称线性度。位移传感器包括线位移传感器和角位移传感器 光电编码器有两种类型：绝对编码器和增量编码器 增量式编码器测量转速的方法：测量码盘脉冲频率法和测量码盘脉冲周期法光栅可分为：透射光栅和反射光栅 光栅的组成：标尺光栅和指示光栅组成。霍尔式传感器是基于霍尔效应原理形成的传感器，它可以通过将电流磁场 位移压力压差转速等物理量转换成电动势输出的一种传感器。信号调理的目的：隔离 阻抗变换 噪声抑制 放大及变换等
测量中的量程测量中的量程是指由可测变量值的下限与上限的定义，量程包含下限和上限之间的所有值。改善传感器性能措施中的平均技术常用的平均技术有误差平均效应和数据平均处理。误差平均效应的原理是利用n个传感器单元同时感受被测量，因此其输出将是这些单元输出的总和。数据平均处理是在相同条件下测量重复n此，取其平均值。
实际中那些技术可以改善传感器的性能：1差动技术，可消除零位输出和偶次非线性项抵消共模误差，减小非线性。2平均技术，有误差平均技术和数据平均处理。利用N个传感器单元同时感受被测量，因而输出将是这些单元的总和。3稳定性处理，传感器作为长期实用原件器稳定性特别重要，故因该进行必要的稳定性处理。4屏蔽、隔离措施可以抑制电磁干扰。另外如隔热、密封、隔振等措施可削弱温度、湿度和机械振动的影响。5密闭技术，将反馈控制技术与传感器相结合，可以构成闭环测量系统。怎样控制步进电动机输出轴的角位移,转速及转向：(步进电动机是脉冲电动机，它将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动。每输入一个脉冲，输出轴转动一步。因此，输出的角位移正比于输入脉冲的个数，转速正比于输入脉冲的频率，转向取决于各相绕组通电的顺序)简述步进电动机双极性驱动电路的组成及原理
步进电动机双极驱动电路使用了四个晶体管为开关控制绕组电流。它不仅可控制相绕组电流的导通或截止，还可以控制其方向。该电路应具有限流和续流二极管。该电路主要用于混合式或永磁式不仅电动机。
简述步进电动机细分驱动电路的原来及作用。细分电路通过控制电动机各绕组中电流的大小和比例，是步距角减小到原来的几分之一至几十分之一。提高分辨率、平滑步进运动、减少震荡。
步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?主要有：单极性驱动电路、双极性驱动电路、高低压驱动电路、斩波驱动电路、细分电路。其中双极性驱动电路适于永磁式步进电动机。
步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统的输入信号是什么?输出轴的转速、转向、位置各自与哪些因素有关?(1)参考脉冲序列。转速与参考脉冲频率成正比。(2)输出轴转向由转向电平决定。位置由参考脉冲数决定。怎样控制步进电动机输出轴的角位移、转速及转向? 步进电动机是脉冲电动机，它将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动。每输入一个脉冲，输出轴转动一步。因此，输出的角位移正比输入脉冲的个数，转速正比于输入脉冲的频率，转向取决于各相绕组通电的顺序。
什么叫作步距角?它与哪些因素有关?若系统的步进电动机选定以后，还想进一步减小步距角，可采用何种方法? 步进电动机没出入一个脉冲，转子转动一步，每步转过的角度称为步距角。用公式表示为O =360/mzc式中Z为转子齿数，m为绕组相数，c为通电方式系数：单拍制层c=1，双拍制层c=2.由公式可知，O与Z, m、c成反比。即Z、m、c越大，O越小，电机运行越平稳。当电机选定以后，Z、m即固定不变。要想减小O，可选用双拍制运行，或进一步采用减速传动或细分驱动。
简述步进电动机单极性驱动电路的组成及工作原理。步进电动机单极性驱动电路中，晶体管开关由脉冲分配器产生的脉冲控制，从而使各相绕组的电流导通和截止。还应有限流电阻和续流二极管。
磁式步进电动机的结构及特点是什么?永磁式步进电动机的定子极上有两相或多相控制绕组，转子为一对或多对极的星形永久磁钢；永久式步进电动机，由于转子为永久磁钢，所以断电有定位转矩，消耗功率小；永磁式步进电动机的缺点是，步距角较大，启动和运行平率较低，需正、负脉冲供电。
步进电动机的单、双极性驱动电路，各自的特点是什么？适用范围是什么？
单极性驱动电路是最基本的驱动电路形式。功率晶体管的导通与关断使各相绕组的电流导通和截止；单极性驱动电路适用于反应式步进电动机；双极性驱动电动机采用四个晶体管作为开关元件来控制相绕组电流，这步进可控制电流通断，还可以控制相电流方向；双极性驱动电流适用于混合式或永磁式步进电动机。
简要比较反应式电动机与永磁式电动机的优缺点？反应式步进电动机，结构简单，步距角较小（0.36度-7.5度），启动和运动频率及较高，但消耗功率较大，断电时无定位转矩；永磁式步进电动机，断电时有定位转矩，消耗功率较小，但步距角较大（7.5度-18度），启动和运行频率较低，并需要正负脉冲供电。
步进电机又称为脉冲电动机，它的输入信号为脉冲序列，每输入一个脉冲，他的输出轴转动一步当输入一串脉冲序列时，输出的步数等于输入的脉冲数，转速与输入脉冲数成正比。在时间上与输入脉冲同步。因而只要控制输入脉冲的数量、频率和电机绕组的相序，即可得到所需转动的速度和方向。
步进电动机的通电方式有 纯单拍 纯双拍，单双排结合两种方式。
VT;晶体管开关元件 控制相绕组电流通断R 减小相绕组的电气时间常数VD 续流 泄放相绕组中储存的磁能Rf加快磁能的泄放
在具有减速器的位置伺服系统中，根据反馈传感器安装的位置不同，可分为全闭环系统与半闭环系统位置反馈传感器可以安装在伺服电机轴上，用以间接测量工作台的位移，则把间接测量的系统称为半闭环系统，因为工作台的移动是在闭环控制回路之外，半闭环系统可避免传动机构非线性引起系统产生极限环和爬行震荡。
当位置传感器安装在输出轴上时 传感器是直接测量工作台移动，则把直接测量的系统称之为全闭环系统，全闭环系统对输出进行直接控制可以获得良好的精度，受机械传动部件的非线性影响严重，只有在要求高精度的场合，才采用全闭环系统。
步进电机与一般伺服电机比较 具有那些明显特点：可以实现直接数字控制 在开环系统中可以达到高精度的定位与调速位置误差不会积累。
永磁同步电动机的特点：调速范围宽，启动迅速，机械特性和调节特性线性度好 寿命长 维护方便 可靠性高 噪音较小，不存在换向火花，不会产生对无线电信号的干扰，可用于直流电动机不能应用于易燃 易爆场合 但其控制结构复杂，成本较高 低速时转速均匀性较差。
步进电动机启动频率：在负载转矩小于启动转矩的条件下，步进电动机不失步启动的最高频率称为启动频率。步进电动机是如何实现速度控制的：步进电机的运动是由输入的电脉冲信号控制的每当电机绕组接收一个脉冲转子就转过一个相应的角度，其角位移量与输入的脉冲数成正比，在时间上与输入脉冲同步，因而,只要控制输入脉冲的数量频率和电机绕组的相序，即可得到所需的转动的速度和方向。
步进电动机有哪些形式以及各自的特点：步进电动机分为 反应式 永磁式 和混合式/永磁感应式。反应式步进电动机结构简单，启动与运行时频率较高 步距角一般为1.5*—0.75*。缺点是功耗较大，断电时无定位转矩，永磁式步进电动机转子为永久磁钢，因而断电时有定位转矩，消耗功率较小，缺点是步距角较大，启动与运行频率较低，并需要正负脉冲供电。混合式/永磁感应式步进电动机，混合式步进电动机又称为永磁感应式步进电动机这种电动机步距角可做的较小，启动和运行频率较高，功耗较小，断电时有定位转矩，兼有反应式和永磁式的优点，但制造工艺杂。
步进电动机驱动电路的要求：1 能够提供快速上升和下降的电流，是电流波形接近矩形，2 具有供截止期间释放电流的回路，以降低相绕组两端的反电动势，加快电流衰减，3 功耗低，效率高。除此之外，在一些特殊要求的场合，为了提高步进电动机定位的分辨率，减小过冲和抑制振荡，驱动电路还应有细分功能。
述反应式步进电机与永磁式步进电机的优缺点：反应式：优（结构简单，启动和运行时频率较高），缺(消耗功率较大，断电时无定位转矩)永磁式 优（转子为永久磁钢，断电时有定位转矩，消耗功率小）缺（步距角大，启动和运行频率低，需要正负脉冲供电）伺服系统的组成：由控制器，受控对象，反馈测量装置以及比较器等。
.步进电机驱动控制电路设计的基本要求是什么？答：(1)驱动电路的相数、通电方式和电压、电流都要满足步进电动机的需要。（2）要满足步进电动机的起动频 率和运行频率的要求。（3）能最大限度的抑制步进电动机的振荡。（4）工作可靠、抗干扰能力强。（5）成本低、效率高、安装和维修方便。一般伺服电机与步进电机比较有那些特点：步进电机可以实现直接数字控制，在开环系统中可以达到高精度的调速和定位，位 置误差不会积累。
什么是步进电动机?其转速、转角取决于?步进电动机又称脉冲电动机。它采用变磁阻原理产生电磁转矩，将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动；步进电动机的转速取决于输入脉冲频率；步进电动机的转角取决于输入脉冲个数。
直流伺服电动机的调节特性的含义是什么?什么是直流伺服电动机的失灵区?
电磁转矩恒定时，电动机转速随控制电压变化的关系曲线即为调节特性。调节特性与横轴的交点为电动机的始动电压，从原点到始动电压的横坐标范围，被称为在某一电磁转矩值时伺服电动机的失灵区。
直流伺服电动机的调节特性 直流伺服电动机的调节特性是指电磁转矩恒定时，电动机转速随控制电压变化的关系。
什么是直流伺服电动机?它有怎样的工作特点?是一种受输入电信号控制，并作出快速响应的电动机；堵转转矩与控制电压成正比，转速随转矩的增加而近似线性下降，调速范围宽，当控制电压为零时能立即停转
直流电动机线性驱动电路线性功率放大器是指功率元件工作于线性状态，其输出电压或电流与控制信号成正比例关系。
直流电动机的主要组成有哪些：1定子磁极，2电枢，3电刷
超声波电动机又称为压电电动机或压电陶瓷马达，它时利用电陶瓷逆压电效应产生超声振动并将这种超生振动摩擦耦合来直接驱动转子旋转火或滑块的位移。特点：1低速大转矩 2无电磁噪音，兼容性好 3动态响应快，控制性能好 4断电自锁 5 运行无噪音 6微位移特性 7动态速度范围宽 8结构简单 设计形式灵活 自由度大 易实现小型化和多样化 9易实现工业自动化流水线生产 10耐低温 适应真空和太空环境。
直流电动机 永磁同步电动机 超声波电动机驱动执行部件的类型：直流电动机的驱动电路：即功率放大器，用于放大控制信号并向电动机提供必要的能量的电子装置，广泛应用于半导体功率放大器主要 有线性功率放大器和PWM功率放大器。永磁同步电动机有两种驱动方式：直流电动机驱动与同步电动机驱动。超声波电动机驱动方式可分为：行波型，驻波型和电致伸缩公转子三种驱动方式 负载转矩不变控制电压升高使稳态电磁转矩，控制电流和转速的变化：
控制电压升高是稳态电磁转矩增大，控制电流增大，电机转速提升，因为控制电压升高，侧控制电流增大，那么稳态的电磁转矩与控制电流成正比也增大，转速也会相应提升。
他励式直流电动机电枢接额定电压情况下空载运行，如果励磁线圈突然断电，电机是否会停转？为什么？不会。若励磁绕组断开，励磁电流为零，主磁通会迅速下降，因感应电动势很小，点数电流迅速增大，超过额定值，转速会迅速上升到最大，造成“飞车”。
电流环的主要作用：通过调节功率放大器输出电压，是的电机的转矩跟踪希望设定的值。此外，电枢电流负反馈可以起故障保护作用，即使电机处于堵转状态，点数电流也不会上升到损坏电动机。直流电机的驱动电路的作用以及分类：即功率放大器，是用于放大控制信号并向电机提供必要能量的电子装置。它的性能直接影响系统性能。功率放大器应提供足够的功率，具有相当宽的频带和尽可能高的效率。目前广泛应用的半导体功率放大器主要有直线功率放大器和PWM功率放大器。
常用控制电动机的分类？答：（1）按磁阻变化分类：固定磁阻电动机和变磁阻电动机。（2）按工作电源分类：根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。（3）按结构和工作原理分类：可分为异步电动机和同步电动机。（4）按起动与运行方式分类：可分为电容起动式电动机，电容壳式电动机，电容起动运转式电动机和分相式电动机。（5）按用途分类：可分为驱动用电动机和控制用电动机。
全闭环控制系统的定义及特点是什么?伺服系统中，当位置传感器安装于输出轴上时，传感器直接测量工作台移动，这种直接测量的系统称为全闭环系统。特点：对输出进行直接控制，可以获得十分良好的控制精度。但受机械传动部件的非线性影响严重，只要在要求高精度的场合，才采用全闭环系统。
半闭环系统的定义和特点：（伺服系统中，当位置传感器安装在伺服电动机轴上时，用以间接测量工作台的位移时，这种间接测量系统就是x特点是可以避免传动机构引起极限环和爬行振荡，比全闭环容易实现，节省投资。）什么是数字微分分析法?采用数字量表达加速度、速度计位置坐标，将加速度和速度到位置的积分表达式，采用求和的方法进行近似值积分，从而产生增量式运动控制指令。
伺服系统的组成部分：控制器 受控对象 反馈测量装置以及比较器等。
伺服系统的性能指标有哪些，分别包含哪些内容？：指标有静态和动态两个方面，静态性能包括静态误差和静态刚度，动态性能指标含系统的频带，阻尼比或时域指标如过渡过程时间 超调量等。什么是伺服系统的刚度？：伺服系统的刚度定义为输出轴的单位位置误差，所能承受的负载转矩。
伺服系统的工作特点与组成：伺服系统又称为随机系统，是一种反馈控制系统，用来控制运动机械的输出位置紧紧跟随电的输入参考信号。控制器 受控对象 反馈测量装置以及比较器等组成选择PWM放大器的开关频率时考虑的因素：1开关频率应尽可能高，应该在所选频率下，使电枢电感的感抗远大于电枢电阻，使电流变化尽可的小，这对希望低速轻载是电流也能连续尤为重要，2开关频率必须比系统通频带大10 倍，以免影响系统性能，3开关频率必须大于各环节的共振频率，4满足前三条件前提下，应尽量选择较低的开关频率，以降低开关元件的开关损耗
15.常用伺服电动机有哪些工作特点？答:① 控制精度由步进角决定。② 抗干扰能力强，在电机电特性工作范围内，不产生丢步或无法工作等现象。③ 电机每转动一步进角，尽管存在一定的转角误差，但电机转动360时，转角累计误差将归零。④ 控制性能好，不会产生“丢步 ”现象（频繁启动、停止、变换）。⑤易于与计算机实现对接。
16.对于伺服电动机半闭环控制系统而言，控制系统的主要构成有哪些？答：1前馈调节2整形，运算功放3功放4执行元件5传感器6信号处理与功率放大器7接口元件。
采样周期的选择：（①考虑到对系统响应速度的影响选择的法则是：采样周期应小于或等于系统最小时间常数。2考虑系统的抑制干扰能力的选择：采样速率应为闭环系统通频带的10倍以上。3.实时算法程序所花费的时间总和最好小于采样周期的1|10：P：增加开环增益，降低系统的稳态误差，增加系统通频带，但会使系统变得不稳定。I的作用是使系统增加一阶纯积分，从而提提高系统一个无静差度，但会使系统相位裕量减小，稳定性变差D的作用是给系统提供阻尼，增加稳定性，但同时增加了高频增益，使系统中的高频噪声放大影响系统正常工作。）数字微分分析法（DDA）（采用数字量表达加速度、速度及位置坐标，将加速度到速度和速度到位置的几分表达式，采用求和的方法进行近似值积分。从而产生增量式运动式控制指令）
数据采样插补：采用时间分割法，是将定轮廓曲线分割为每一个插补周期的进给段，即轮廓步长，每个插补周期，执行一次插补运算，计算出插补点坐标，从而计算出下一个周期各个坐标的进给量。）
描写顺序控制的方法有：语句表语句表语句表语句表：是每一步必须实行的动作列表。
2、流程图流程图流程图流程图：采用方块表示每一个步骤，连线表示步骤到步骤的路径。3梯形图梯形图梯形图梯形图：表示各种触电、继电器线圈、电磁线圈、电动机等的电气连接图。4.、状态图状态图状态图状态图：表示每一步所产生的输出真值表，通常还表示由个状态到另一个状态的传递路径图 若圆弧插补器的圆弧以参量方程表示，通常采用的什么办法来近似跟踪圆弧？影响跟踪中路径误差的因素是什么？
通常采用内接多边形的弦来近似被跟踪的圆弧。多边形的边数越多，圆心角a越小，弦高误差越小。
在实际系统中，数字PID控制器的两种实现方式是什么?（1）在双传感器系统中，p1有微处理器位置控制器实现，d的作用有测速机负反馈实现；（2）在单个位置传感器的系统中，pid由微处理机单独实现。
何消除因截断误差造成的积累误差? 处理截断误差的一种方法就是保留截断误差，等待它们积累到显著值时，修正整数部分，这样就可以消除积累误差。简述描写时间驱动顺序过程经常采用的方法。为了描述时间驱动顺序过程，经常采用语句表和过程定时图这两种方法。语句表分步骤列写顺序；顶视图在同一时间轴上画出个操作的状态。
简述时间/事件驱动顺序控制系统的类型。根据开关条件是时间函数或事件函数，顺序控制系统分为时间驱动和事件驱动两种类型。在时间驱动顺序控制系统中，每一操作步骤都是在给定时刻，或给定时间间隔之后启停。在事件驱动过程中，每一个操作步骤都是由于某一事件发生启停。柔性制造系统计算机数控机床、工业机器人、自动引导车连接起来，以适应加工成组产品。
采样-数据系统采样—数据系统是指计算机参与闭环控制的伺服系统，其输入往往是由上位生产并经过精插补的参考指令，输出是转轴的角位或工作台的线位移。插补的任务就是根据起点，终点，轨迹轮廓 进给速度 按数控系统的当量进行细化。
插补精度与插补速度是插补的两项重要指标直接决定了数控系统的控制精度与加工速度。
PLC的特点：PLC采用扫描工作制微机可以编程完成PLC多数功能PLC专为工业环境设计 PLC不需要专门的接口电路入板具有多种诊断能力及模块式结构可采用梯形图编程汇编语言直观简洁 易于掌握 能够接受模拟信号和进行简单的算术运算。PLC的发展；PLC的发展与微电子技术和计算机技术密切相关随着可编程控制器应用领域的不断扩大，它本身也在不断发展。发展方向：小型化和大型化PLC扫描工作制：是指检测输入变量与求解当前控制逻辑与修正输出指令，都是按定义和设计 连续和重复的进行。PLC的控制方法有哪些？语句表 流程图 梯形图 顺序功能图 状态图 过程定时图及逻辑语句。PLC编程语言几种：布尔代数方程 助记符指令 时序图 梯形逻辑图，其中布尔代数方程和梯形逻辑图最常用。PLC梯形逻辑图与继电器逻辑机控制原理的区别：1 PLC梯形逻辑图严格是二维的，不容许有交叉线，触点不能放置在垂直位置上，PLC 依次扫描梯形逻辑图的每一个梯级，而继电器电路是给控制原理图所有梯级支路同时通电的描写时间驱动过程方法：为了描写时间驱动的顺序过程 经常采用语句表与过程定时图这两种方法。
描写事件驱动过程方法；梯形图是描述事件驱动过程的最普遍的图形表示法。布尔代数方程是代表梯形图中梯级的另一种方
路径与轨迹有何不同：路径只代表与轨迹有关的位置信息；轨迹代表在空间直角坐标系或机械连杆坐标系中运动的位置——时间曲线是具有速度与加速度信息的路径。刚度和传动惯量对传动系统的影响：因为谐振频率的平方正比于刚度与惯量之比 所以 只有在高刚度和低转速惯量的条件下 才能保证足够高的谐振频率 刚度低 引起系统稳定性下降，与摩擦产生反转误差 以及造成系统在平行系统附近震荡 传动惯量低 可以增加电机的驱动加速度 从而提高系统的快速性。
采样周期的选择原则：1 若考虑对系统的影响，选择采样周期的一条良好的法则是采样周期应小于或等于系统的最小时间常数。2 若考虑系统的抗干扰能力，采样周期的另一条法则是采样速率应为闭环系统通频带的10倍以上。3实时算法程序所花费的时间总和最好小于采样周期的1/10。
插补器分为哪几种形式，什么事DDA法插补？插补任务和指标，有硬件与软件两种形式。在软件插补器设计中，常采用微分方程方法，轨迹微分方程的简单计算方法是数字微分分析法，也叫数字积分器法，简称DDA法。根据起点终点轨迹轮廓进给速度，按数控当量进行细化，精度与速度它们决定了控制精度与加工精度。
概念设计的主要特性：1 创新性 2工艺可实现性 3多样性 4层次性 5避免不良结构性 6反复迭代性
在PWM放大器中，采用什么措施保护功率管：一般晶体管导通时，导通电压会随电流增大而升高，尤其是过电流时，导通电压会急剧升高，利用这一特性，可在晶体管导通是检测其导通压降，当他高于某一设定值时，便关断晶体管，达到保护目的。这种方法很可靠。晶体管饱和导通压降检测保护法中与非门的作用是晶体管加导通信号时，检测才起作用，以免晶体管关断时造成误判。
何为变频调速：采用改变电机通电频率的方式来改变电机的转速的调速方式。
计算机在采样一数据系统中的作用：1 按程序在一定时刻采样过程输出变量值和接受参考指令值。2比较参考指令和输出变量值，计算出系统误差，3计算控制率和控制方法，产生与系统误差相应的控制信号，4通过接口输出控制信号。
运动控制可以分为哪几种运动形式：1按运动形式可分为直线运动和曲线运动2按运动性质分为平面运动和空间运动3按运动控制方法为点位控制和连续路径控制。点位控制才用开环控制或闭环控制系统，连续路径控制一般采用闭环伺服控制系统。
通常解决高精度 高刚度的齿轮副传动系统间隙问题的方法有哪些：1提高齿轮制造精度2提高孔距精度3在给定孔距条件下配磨高精度齿轮。
并联机构的特点：优点 1刚度高 承载能力与整机质量比大，2移动部件质量轻，可获得很高的动态特性，3不存在误差累计 可获得较高的运动精度，4零件标准化程度高 易于实现模块化设计，5作业空间与机械尺寸比小。缺点 灵活性差，运动平台的倾斜角度较小和作业空间存在杆件干涉，有奇异位形的危险。
什么事传感器的阈值（死区）：是指能产生输出变化的被测量的最小变化量。
多路开关和采样保持器的原理 各起什么作用 主要型号？多路开关是多选一，其输入是多路待转换的模拟量，每次只能选通一路，输出只有一个公共端接之采样保持器与A/D转换器。其作用是用来切换模拟信号。主要型号有AD7501.AD7502.AD7503和CD4051B。采样保持器期间，模式控制开关闭合增益放大器输出给电容充电，是采样保持器输出随输入变化而变化，其作用是在A/D进行转换期间保持采样输入信号不变，型号有 LF398HTS-0025 SHA1144 等。
PID控制器的P I D的作用：P是增加开环增益，降低系统稳态误差，增加系统通频带，但是会使系统变得不稳定，I是使系统增加一阶纯积分，从而提高系统一个无静差度，但是使系统相位裕量减小，稳定性差。D的作用是给系统阻尼，增加稳定性，但同时增加了高频增益，使系统中的高频噪音放大，影响系统正常工作。
何为DDA算法；DDA法及数字微分分析法，就设计以数字量表达加速度 速度和位置坐标，采用求和公式计算加速度 速度及位置的数值积分，从而产生增量式运动控制指令。
DDA控制步进电机运动原理；1采用数字量表示速度加速度及位置坐标2将加速度到速度和速度到位置的积分表达式，采用求和的方法进行近似数值积分，3生产增量式的运功控制指令，4驱动步进电机实现要求的运动。
AD转换器的用途和原理：AD转换器是模拟信号源与计算机或其他数字系统之间联系的桥梁，它的任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机或数字系统处理、存储、控制和显示。应用最多的是积分型和足位逼近型。1前者对常态干扰有很强的抑制作用，尤其对正负对称的干扰信号。适用于模拟信号变化比较缓慢的场合，采样速率要求低，而对精度要求高，或现场干扰严重的场合。2后者转换速度快，转换时间固定不随输入信号的变化而变化；抗干扰能力相对积分型的差。
在作业空间内部存在杆件干涉和奇异位变形的危险设计机械装置时，滤波器分：低通滤波 高通滤波器 带通滤波器及带阻通滤波器。根据传感器的类型不同 经信号调理之后所得的信号形式可分：数子量 计数脉冲量 模拟量 数据线连接有三种：通过并行Io口锁存连接 直接连接数据采集系统的主要部分如下：1 信号调理 2 采样保持 3 模数转换 4 数模转换5 其他A/D转换器是模拟信号源与计算机或其他数字联系的桥梁，它的任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机或数字系统进行处理 存储A/D转换器的主要技术指标：1分辨率 2量化单位3 量化误差 4 转换时间5转换速率 6电源灵敏度7 量程 8输出逻辑电平9工作温度范围 10其他参数选择数据采集卡需要注意的指标和问题包括：1 分辨率2 最高采样速率3 通道数 4 数据接口类型5 精度 6 支持的软件 37
第二篇：机电问答题
1.管道与机械设备连接时有何要求？(P151)1）管道与机械设备连接前，应在自由状态下检验法兰的平行度和同轴度，偏差应符合规定要求。
2）管道与机械设备最终连接时，应在联轴节上架设百分表监视机器位移。
3）管道经试压、吹扫合格后，应对管道与机器的接口进行复位检验。管道安装合格后，不得承受设计以外的附加载荷。2.简述编制投标文件的注意要点。(P152)1)对招标文件的实质性要求作出响应。包括：投标函，投标报价，施工组织设计、商务和技术偏差表。)审查施工方案。应在技术、工期、质量、安全保证等方面有创新，利于降低施工成本，对招标人有吸引力。3)复核或计算工程量。并与合同计价形式相协调。4)确定正确的投标策略。3.废标的条件有哪些？(P153)(1)逾期送达的或者未送达指定地点的；(2)未按招标文件要求密封的；
(3)无单位盖章并无法定代表人签字或盖章的；
(4)未按规定格式填写，内容不全或关键字迹模糊、无法辨认的；(5)投标人递交两份或多份内容不同的投标文件，或在一份投标文件中对同一招标项目报有两个或多个报价，且未声明哪一个有效(按招标文件规定提交备选投标方案的除外)；(6)投标人名称或组织机构与资格预审时不一致的；(7)未按招标文件要求提交投标保证金的；(8)联合体投标未附联合体各方共同投标协议的 4.空气管道系统泄漏性试验在实施时有哪些要求？(P159)空气管道是输送极度和高度危害介质以及可燃介质的管道，必须进行泄漏性试验。泄漏性试验是以气体为试验介质，在设计压力下，采用发泡剂、显色剂、气体分子感测仪或其他手段检查管道系统中泄漏点的试验。实施要点如下：
(1)泄漏性试验应在压力试验合格后进行，试验介质宜采用空气。(2)泄漏性试验压力为设计压力。(3)泄漏性试验可结合试车一并进行。
(4)泄漏试验应逐级缓慢升压，当达到试验压力，并且停压lOmin后，采用涂刷中性发泡剂的方法，巡回检查阀门填料函、法兰或螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等所有密封点有无泄漏。5.合同分析的重点应考虑哪些内容?(P160)1)分包人的主要合同责任，工程范围，总包人的责任。2)合同价格，计价方法和价格补偿条件。
3)工期要求和顺延条件，工程受干扰的法律后果，合同双方的违约责任。
4)合同变更方式，工程验收方法，索赔程序和争执的解决等。6.固定式地脚螺栓安装方式有哪几种？(P160)按安装方式分，固定式地脚螺栓有预埋地脚螺栓、预留孔地脚螺栓和用环氧砂浆锚固地脚螺栓三种 7.合同变更范围有哪些？(P161)按照施工合同示范文本的约定，工程变更包括设计变更和工程质量标准等其他实质性内容的变更，其中设计变更主要包括：更改有关标髙、基线、位置和尺寸；增减合同中约定的工程量；改变有关工程中的施工时间和顺序等。
8.防排烟系统测定和调整的要求是什么？(P161)防排烟系统测定和调整的要求：防排烟系统测定风量、风压及疏散楼梯间等处的静压差，并调整至符合设计与消防的规定。9.施工总平面布置图设计要求(P163)(四少，一分开一符合)1)紧凑、方便、合理利用地形、节省施工用地
2)施工现场仓库、加工厂、材料堆场等布置合理，减少二次搬运
3)符合施工管理流程，减少施工过程中的交叉作业。4)生活区与生产区应分开布置，并设置标准的分隔设施。5)降低临时设施的建造费用。
6)遵守当地主管部门和建设单位关于施工现场安全文明施工的相关规定，符合节能、环保、安全和消防等要求。10.施工总平面布置图的设计步骤(P163)一般设计步骤是：起重机的位置—设备组合加工及堆放场地—设备、材料、机械库区—交通运输—办公、生活临时设施—供水、供电、供热线路—计算经济指标—综合对比评价修改—审批 11.进行施工方案交底工作如何进行？(P165)(1)工程施工前，施工方案的编制人员应向施工作业人员作施工方案的技术交底。
(2)除分项、专项工程的施工方案需进行技术交底外，新产品、新材料、新技术、新工艺即“四新”项目以及特殊环境、特种作业等也必须向施工作业人员交底。
(3)交底内容为该工程的施工程序和顺序、施工工艺、操作方法、要领、质量控制、安全措施等。
12.简述汽轮机本体有哪几部分组成(P165)汽轮机主要有转动部分、静止部分、控制部分三部分组成。13.锅炉、压力管道、起重设备属于特种设备，锅炉安装单位必须经安装所在地的省级特种设备安全监督管理部门批准，取得安装资格。压力管道，起重设备必须经安装所在地的特种设备安全监督管理部门批准，取得安装资格。14.施工方案一般包括哪些内容？(P167)工程概况、编制依据、施工程序、施工方法(含技术要求和质量标准）、进度计划、资源配置计划、安全技术措施、质量管理措施、施工平面布置等。
15.锅炉试运行有哪些要求?(P173)1)锅炉试运行必须是在烘煮炉合格的前提下进行。
2)在试运行时使锅炉升压：在锅炉启动时升压应缓慢，升压速度应控制，尽量减小壁温差以保证锅筒的安全工作。
3)认真检查人孔、焊口、法兰等部件，如发现有泄漏时应及时处理。
4)仔细观察各联箱锅筒钢架支架等的热膨胀及其位移是否正常。16.给水管道表面防腐涂层大面积鼓泡的可能原因是么？(P183)管道表面预处理未达到质量要求、施工温度与湿度不适宜施工，涂料涂敷方法不正确。
17施工技术资料包括哪些内容？（P184）
施工技术资料包括：施工组织设计、施工方案、技术交底记录、设计变更文件、工程洽商记录等。18竣工档案组卷有何要求？(P185)竣工档案组卷应遵循工程文件的自然形成规律，保持卷内文件的有机联系，便于档案的保管和利用；一个建设工程由多个单位工程组成时，工程文件应按单位工程组卷;按不同的收集、整理单位及资料类别分别进行组卷；卷内资料排列顺序应依卷内资料构成而定;案卷内不应有重份资料，不同载体的文件一般应分别组卷。
19.电气交接试验应注意哪些事项？(P195)(1)在高压试验设备和高电压引出线周围，均应装设遮拦并悬挂警示牌。
(2)进行高电压试验时，操作人员与高电压回路间应具有足够的安全距离。例如，电压等级 6〜10kV，不设防护栏时，最小安全距离为0.7m。
(3)高压试验结束后，应对直流试验设备及大电容的被测试设备多次放电，放电时间至少lmin以上。
(4)凡吸收比小于1.2 的电动机，都应先干燥后再进行交流耐压试验。
(5)断路器的交流耐压试验应在分、合闸状态下分别进行。(6)除制造厂装配的成套设备外，进行绝缘试验时，宜将连接在一起的各种设备分离开来单独进行。
(7)做直流耐压试验时，试验电压按每级0.5 倍额定电压分阶段升高，每阶段停留lmin，并记录泄漏电流。20.项目经理在施工前应做哪些质量策划？(P206)建立工程项目的质量管理体系；确定先进可行的质量目标;建立完善的组织机构；明确项目经理部各级人员和部门的职责； 组织编制先进合理的质量计划或施工组织设计、施工方案。21.电梯安装工程施工技术交底的重点内容有哪些？（P206）
电梯导轨支架的位置、测量确定方法，导轨吊装和调整的方法与质量要求，钢丝绳的绳头做法，轿的安装步骤，层门的安装位置控制，承重梁的安装要求，曳引机的吊装过程，控制柜和电气系统的质量标准，扶梯运输吊装的安全保护措施，安装位置的放线测量，质量通病预防办法，成品保护。
22.工序检验试验计划(卡)应至少包含哪些内容？(P208)检验试验计划是依据设计图纸、施工质量验收规范、合同规定内容编制的。至少应包括以下内容：检验试验项目名称；质量要求；检验方法(专检、自检、目测、检验设备名称和精度等）；检测部位；检验记录名称或编号；何时进行检验;责任人；执行标准等。23.建筑管道工程应进行的系统试验包括哪些？（P208）
建筑管道工程应进行的系统试验包括：承压管道和设备系统压力试验、非承压管道灌水试验、排水干管通球、通水试验、消火栓系统试射试验等。
24.质量控制点的划分。根据各控制点对工程质量的影响程度，分为A、B、C 三级。（P201）
1)A 级控制点：影响装置(产品）安全运行、使用功能和开车后出现质量问题有待停车才可处理或合同协议有特殊要求的质量控制点，必须由施工、监理和业主三方质检人员共同检查确认并签证。
2)B 级控制点：影响下道工序质量的质量控制点，由施工、监理双方质检人员共同检查确认并签证。
3)C 级控制点：对工程质量影响较小或开车后出现问题可随时处理的次要质量控制点，由施工方质检人员自行检查确认。25．施工质量事故处理的方式有几种？（P210）
施工质量事故处理的方式有返工处理、返修处理、限制使用处理、不作处理和报废处理五种
26.机械设备开箱检查的检查内容和参加单位（P217）
机械设备开箱检查的检查内容：（1)检查箱号、箱数及包装外观情况；
（2)按装箱清单核对设备进行清点，检查设备有无缺件、表面有无损坏或锈蚀；
（3)重要零部件按质量标准进行检查验收；（4)清点随机技术文件、资料及专用工具;(5)形成开箱检查记录，参加各方签字。参加单位：由施工单位（或施工总承包方）负责，建设单位（或业主）代表、供货商参加。
26.对于施工现场及生活区，应如何制定施工安全技术措施(P221)1)油料及其他易燃、易爆材料库房与其他建筑物的距离应按规范、规程设置，符合安全要求，且应设立明显警示牌并配备有效足够的消防器材，必要时应专人看管。
2)电气设备、变配电设备、输配电线路的位置、防护及与其他设施、构筑物、道路等的距离符合安全要求。
3)材料、机械设备与结构坑、槽的距离符合安全要求。4)加工场地、施工机械的位置应满足使用维修的安全距离。5)配置必要的消防设施、装备、器材，确定控制和检查手段、方法、措施。
6)施工现场及生活区的消防通道应布置成环形，以便于出入，路面应硬化处理，且宽度不应小于3.5m 7)生活区内和现场办公室旁不得存放易燃易爆物品及易污染环境的物品
27.安全检查主要检查哪些内容？（P228）查思想、查管理、查隐患、查整改、查事故处理
28.电力驱动的曳引式电梯设备进场验收有何要求？（P228）
电力驱动的曳引式电梯设备进场验收要求：
1)随机文件必须包括土建布置图，产品出厂合格证，门锁装置、限速器、安全钳及缓冲器的型式试验证书复印件；随机文件还应包括装箱单，安装、使用维护说明书，动力电路和安全电路的电气原理图。
2)设备零部件应与装箱单内容相符，设备外观不应存在明显的损坏。
29.试分析风机轴承发热的原因(P230)1)垫铁松动引起风机振动从而引起轴承发热。2)二次灌浆不实引起风机振动，从而引起轴承发热。
3)风机与电机找平找正偏差过大，尤其是联轴节处，故引起振动，轴承发热。
4)润滑脂问题：轴承内润滑脂数量过多或过少，油脂不干净，油脂牌号型号不对
30.总包单位对于分包单位的安全生产责任有哪些？（P231）1)审查其安全资质及安全保证体系。2)分包合同中应明确其安全生产责任和义务。
3)对其提出要求，并实施监督、检查；对违反规定者令其停工整改。
4)对其伤亡事故，按规定上报并协助对事故的处理 31.在现场组装轴流风机时，应注意哪些问题？(P242)1)在现场组装轴流风机的叶片时，若各叶片的角度不符合设备的技术文件的规定，将影响风机的出口风压和风量，叶片角度组装得不一致，将造成风机运转产生脉动现象。
2)为了减少离心风机运转时产生的振动对其他精密设备和建筑结构的影响，降低环境噪声，在风机底座支架与基础之间放置各组减震器时，除要求基础表面平整外，应注意减震器的选
择和安放位置，使受力的各组减震器承载荷重的压缩量均匀，不得偏心。
32.简述管道内壁橡胶衬里粘贴胶板的施工顺序。(P243)粘贴胶板的施工顺序是：立式设备先衬底部，然后由上往下衬垂 直面；卧式设备及大口径管道先衬上半部，后衬下半部。设备连接管口应使接缝顺着介质流动方向。将胶板对着设备或管道上的标记从上至下一边撕布一边粘贴胶板，并用滚筒轻压，使胶板固定，待一块胶板全部粘贴完毕，则开始压滚筒。
33.建立安全绿色通道的核心是什么？在吊装作业区应采取哪些措施？(P246)
建立安全绿色通道的核心是“实施人与危险源的隔离”。在吊装作业区采取的措施有：吊装作业区设立警戒线，并用隔离标志(如隔离布带)明示：吊装区内人行通道用隔离布带标识清 楚等。
34.简述烘炉的技术要求。(P246)烘炉的技术要求：
1)烘炉必须在该项全部砌筑结束，并进行交工验收和办理了交接手续后，且其生产流程有关的设备(包括热工仪表)联合试运转合格后进行。
2)工业炉在投入生产前必须烘干烘透。应先烘烟囱和烟道，后烘炉体。
3)烘炉必须按烘炉曲线进行，烘炉过程中应做详细记录，并应测定和绘制实际烘炉曲线。
若发现异常，应及时采取相应措施。
4)烘炉期间应仔细观察护炉铁件和内衬膨胀情况以及拱顶的变化情况。必要时，可调节拉杆螺母以控制拱顶的上升数值；在大跨度拱顶的上面，应安装标志，以便检查拱顶的变化情况。5)烘炉过程中，若主要设备出现故障而影响其正常升温时，应立即进行保温或停炉。待故障消除后，才可以按烘炉曲线继续升温烘炉。
6)烘炉过程中所出现的缺陷，经处理确认后，才可投入正常生产
35.安装工程费的动态控制（P251）
1）人工成本的控制：严密劳动组织，合理安排生产工人进出场的时间；严格劳动定额管理，实行计件工资制；强化生产工人技术素质，提高劳动生产率。
2）材料成本的控制：加强材料采购成本的管理，从量差和价差两个方面控制；加强材料消耗的管理，参照定额，从限额发料和现场消耗两个方面控制。
3)工程设备成本的控制:机电安装工程如包括工程设备采购，因包括设备采购成本、设备交通运输成本和设备质量成本等，占成本份额大，必须进行重点控制。
4)施工机具费的控制:按施工方案和施工技术措施中规定的机种和数量安排使用；提高施工机械的利用率和完好率；严格控制对外租赁施工机械，严格控制机械设备进出场时间。36.施工阶段成本如何控制(P254)1)加强施工任务单和限额领料单的管理。
2)将施工任务单和限额领料单的结算资料与施工预算进行核对分析。
3)做好月度成本原始资料的搜集和整理，正确计算月度成本，分析月度预算成本与实际成本的差异。
4)在月度成本核算的基础上实行责任成本核算。
5)经常检查对外经济合同的履行情况，不符合要求时，应根据合同规定向对方索赔；对缺乏履约能力的单位，要采取断然措施，立即中止合同，并另找可靠的合作单位，以免影响施工，造成经济损失。6)定期检查各责任部门和责任者的成本控制情况。
7)加强施工过程中信息收集，为项目签证及后期结算提供强有力依据
36.项目部在进行项目成本控制时应考虑哪些原则？简述以分部分项工程作为项目成本的控制对象的方法的要点。(P255)项目成本控制的原则：施工成本控制应遵循成本最低化原则、全面成本控制原则、动态控制原则、责权利相结合的原则。
以分部分项工程作为项目成本控制对象的方法要点：应根据项目的分部分项工程实物量，参照施工预算定额，联系项目管理的技术和业务素质以及技术组织措施编制施工预算，作为分部分项工程成本的依据。由于该项目存在边设计、边施工的情况，因此工程开工以前不能一次编制出整个项目的施工预算，应根据出图情况编制分段施工预算，这种分段施工预算是成本控制的对象。
37.电力电缆的交接试验内容有哪些？(P255)电力电缆的交接试验内容有：测量绝缘电阻、直流耐压试验及泄漏电流测量、交流耐压试验、测量金属屏蔽层电阻和导电体电阻比、检查电缆线路两端的相位、充油电缆的绝缘油试验、交叉互联系统试验。
38.降低机电工程项目施工成本的主要经济措施有哪些？(P256)1)认真做好成本的预测和各种成本计划。在施工中对成本应进行动态控制，及时发现偏差，分析偏差的原因，采取纠偏措施。2)认真做好资金的使用计划，在施工中跟踪管理，严格控制各项开支。
3)及时核算实际发生的成本，做好成本的动态管理。4)及时做好各种变更的台账，并进行签证。5)及时结算工程款。
39.影响设备安装精度的主要因素有哪些？(P256)影响设备安装精度的主要因素有：设备基础沉降不均匀和强度不够，垫铁和二次灌浆、地脚螺栓安装的垂直度和紧固力不符合设计和规范要求，设备制造精度，环境，检测器具等。40.竣工验收必须符合的条件(P261)1)按设计文件和合同约定的各项施工内容已经施工完毕。2)有完整并经核定的工程竣工资料。
3)有勘察、设计、施工、监理等单位签署确认的工程质量合格文件。
4)工程中使用的主要材料和构配件的进场证明及现场检验报告。5)有施工单位签署的工程保修书。
41.单机试运行前应具备的条件是什么？(P264)1)试运行范围内的工程已按设计文件的内容和有关规范的质量标准全部完成。2)提供相关的资料。3)试运行方案已经批准。4)试运行组织已建立，试运行人员经培训合格，运行规程已批准。5)试运行燃料、动力、压缩空气、冷却水等有保证。6)测试仪表、工具、记录表格齐全，保修人员就位 42.通风与空调系统施工内容主要有哪些？(P264)通风与空调工程的施工内容主要包括通风与空气处理设备安装、风管及其他管路系统的预制与安装、自控系统的安装、系统调试及工程试运行。
43.在吊装铸造设备时选用哪种规格的钢丝绳做吊索较好？(p265)通常(6X 61 + 1)钢丝绳和(6X 37 + 1)钢丝绳常用作滑轮组的钢丝绳和吊索，吊装铸造设备可用这两种钢丝绳 44.建筑物的接地系统应包括哪几种接地(P266)整个建筑物的接地系统应包括防雷接地、工作接地、保护接地、抗干扰接地。
45.自动化仪表工程施工的原则是什么？(p267)自动化仪表工程施工的原则是：先土建后安装；先地下后地上；先安装设备再配管布线；先两端后中间。46.质量验收记录有哪些要求？(P267)质量验收记录要求有：如实、准确、完整、清晰。不得涂改，空白页应画上斜线。检测记录的内容和格式应根据不同的检测对象、不同的要求合理编制。有错数应立即更正，数据处理符合误差分析的有关技术标准的规定。47.工程回访的内容有哪些（P268）
了解工程使用或生产后工程质量的情况，听取各方面对工程质量和服务的意见，了解所采用的新技术、新材料、新工艺或新设备的使用效果，向建设单位提出保修后的维护和使用等方面的建议和注意事项，处理遗留问题，巩固良好的合作关系
48.特种设备的制造、安装、改造单位应当具备什么条件(P292)1）有与特种设备的制造、安装、改造相适应的专业技术人员和技术工人
2）有与特种设备的制造、安装、改造相适应的生产条件和检测手段
3）有健全的质量管理制度和责任制度
49.冶炼工程分为烧结球团工程、焦化工程、煤气工程、冶金工程、制氧工程、建材工程（P314）
电力工程分为火电工程、送变电工程、核电工程、风电工程（P315）
第三篇：机电一体化
只要你学会了机电一体化的所有课程已经很不错了，机电一体化课程画法几何与机械制图、工程力学、电工电子技术、机械设计基础、液压传动、金属材料与金属工艺学、微机原理与接口技术、C语言程序设计、自动控制原理、机床电气控制、机电一体化系统设计、数控系统及应用、可编程器原理及应用、计算机辅助设计与制造等，你是学习上面这些内容吗？如果是的话，就可以找机电厂，电厂，电气控制设备厂，或普通工厂的机电维修等工作，在工作中，就学点电气自动化的知识，这样深化你的机电一体化的知识。只要你认真领会了机电一体化化的实践知识，去到那里都会很容易找到工作的。因为现在的社会都是机电自动化的社会了。现在中型的小工厂都会用得上 机电一体化，只要有控制机械的工厂都可以去实践学习。刚开始就是不求工资的高低，只要在实践中深化自己，有了第一次的就业经验，第二次就也就会很容易了，因为招聘的人一般都会问你第一次在那里工作。工作的情况，经验的，你就要好好展示你的才华了。
管理员也可以呀，专门搞画法几何与机械制图、工程力学，C语言程序设计等工作，专门专业是很不错的，将来社会所有工厂都会陆续进行改造为机电一体化控制。前景无限呀。
至今机电一体化发展已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。对机电一体化技术的基本与成长进行了简要介绍,并阐述了机电一体化的发展进程及未来的发展趋势。机电一体化是现代技术的必然结果,机电一体化技术是现代科技发展的核心技术,机电一体化专业人才也是现代社会不可或缺的核心人才。现从机电一体化技术的发展、现状、前景等方面谈机电一体化技术以及培养适应现代社会工业发展需要机电一体化专业高职人才的必要性。机电一体化是我国制造业发展的重要基础专业之一.但我国目前这个专业高层次人才奇缺,高精尖方向大部分都被国外控制.因此,如果想在这个方面发展,如果有硕士研究生学历,并有实践经验,甚至是博士研究生,那么前途无量的.机电一体化的未来发展趋势探析
【论文关键词】：光机电一体化；技术特征；发展
【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。
近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1 体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2 功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3 部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。
1.4 产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5 融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6 产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2 发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。
从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单
一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
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梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）
宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）
左铁钏、施定源、陈铠.激光加工技术的优势及在工业生产中的应用.激光杂志，1999（4）
王家淳.激光焊接技术的发展与展望.激光技术，2001（2）
第四篇：机电一体化
机电一体化
机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。
具体内容
（1）机械技术
（2）计算机与信息技术
（3）系统技术
（4）自动控制技术
（5）传感检测技术
（6）伺服传动技术
阶段
1、模型阶段
2、测试阶段
3、原型阶段
组成要素与四大原则
1.五大组成要素
2.四大原则 选型与设计
课程简介
就业前景
发展方向
光机电一体化技术
具体内容
（1）机械技术
（2）计算机与信息技术
（3）系统技术
（4）自动控制技术
（5）传感检测技术
（6）伺服传动技术 阶段
模型阶段
测试阶段
原型阶段
组成要素与四大原则
1.五大组成要素 2.四大原则 选型与设计 课程简介 就业前景 发展方向
光机电一体化技术 展开
定义：机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息
机电一体化
技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
中国机电设计迈入PLM全新阶段，正挑战着了前所未有的，不可预测的难题，一个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的光环，唯有CAMEL VIEW 能够胜任军统三国，光复旧业的重任，此时数系科技与德国iXtronics GmbH公司携手共同开拓机电设计领域的新篇章，CAMEL VIEW 作为机电一体化设计系统，从产品的概念设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的，流程化的、规范化的，在满足用户设计的前提下，数值实验的仿真与结果的验证无不精确化，支持复杂环境下，多工况，多耦合场设计。
编辑本段介绍
研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械 装置中的一种复合化技术。俗称机电一体化。机械电子学(mechatronics)是由机械学(mechanics)和电子学(electronics)两个词结合而成的新词。其全称为机械电子工程学，英语为mechanical and electronical engineering。机
机电一体化
械电子学主要研究目的是把机械技术与微电子技术和信息技术有机地结合为一体，实现整个系统的最优化。机械电子学可以充分发挥机械技术、微电子技术和信息技术的各自的长处和特点，促进机械产品的更新换代。机械电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。较高级的系统不但有硬件，而且还有相应的软件,利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能,使机械系统增加柔性。典型的机械电子系统有数控机床、加工中心、工业机器人等。机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外，还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。
编辑本段内容 具体内容
（1）机械技术
机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技
机电一体化
术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。
（2）计算机与信息技术
其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
（3）系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。
（4）自动控制技术
其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
机电一体化
（5）传感检测技术
传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。
（6）伺服传动技术
包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
编辑本段阶段 模型阶段
模型阶段，所有的系统组件都能够被最优化；
在仿真计算的帮助下，可以测试和分析这些组件的适用性；监测响应频率；
对模型进行分析。此外，还能够生成一个物理/拓扑系统模型，包括机械、液压和控制导向组件。有必要有一个模型工具，这个工具支持机电一体化系统的物理模型，即当有实物和节点时，这些模型能够以1：1来测试，并且原型设计研究阶段可以在严酷的实时条件下进行。
测试阶段
在系统运行完模型阶段之后，所产生的具体的性能数据可以通过试验台验证。这
机电一体化
样就可以测试和检验该系统有关参数波动的鲁棒性，功率储备及连续运行的特征。这样做的话，用户可以进行测试或者使用CAMeL-View TestRig进行硬件在回路（的测试）。要进行硬件在回路测试，相关装置的物理特性需要详细确认，这些装置必须是建立在测试平台的基础之上。识别经过测试平台上测试过的组件，容许这些组件在模型中被识别，并确保整个以系统为基础的仿真分析布局。
原型阶段
成功的测试之后，就会建立一个原型。这里要特别关注的是模型特性，这些特性特指通过特别费力的仿真所决定的特性，比如组件损耗（性能）。这些数据结果，为模型基础性分析提供服务，同时为进一步研发提供知识基础。
编辑本段组成要素与四大原则 1.五大组成要素
一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。机械本体（结构组成要素）是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。动力驱动部分（动力组成要素）依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分（感知组成要素）对系统的运行
机电一体化
所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分（职能组成要素）将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。执行机构（运动组成要素）
根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。
机电一体化系统一般由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源5个组成部分构成。
2.四大原则
构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。接口耦合：两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量，串行码与并行码，连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行，因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。
能量转换：
两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器，驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。
信息控制：在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高
机电一体化 的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。
运动传递：运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。
三、自动化技术：
所谓自动化技术，是指人类利用各种技术手段和方法来代替人去完成各种测试、分析、判断和控制工作，以现实预期的目标、功能。一个自动化系统通常由多个环节要素组成，以完成信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理及信息的执行等功能，最后实现自动运行目标。
编辑本段选型与设计
控制系统各功能元件的选型与设计：
1．单片机选用INTEL公司生产的8031单片机
单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开
机电一体化
启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；
2．三相PWM波发生器 PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生PWM波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282是专用大规模集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。
3．智能逆变模块IPM 为了满足执行机构体积小，可靠性高的要求，电机电源采用智能功率模块IPM。该执行机构主要适用功率小于5．5kW的三相异步电机，其额定电压为380V，功率因数为0．75。经计算可知，选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体，并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出，是一种高性能的功率开关器件。
4．位置检测电路 位置检测电路是执行机构的重要组成部分，它的功能是提供准确的机电一体化
位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行，但它是有触点的，寿命也不可能很长，精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感器，这种传感器是无触点的，且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。
5、电压、电流及检测 检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩，以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0～50Hz，采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流的大小，采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流，对于IPM输出电压的检测采用分压电路。
6)、通讯接口为了实现计算机联网和远程控制，选用MAX232作为系统的串行通讯接口，MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路，可以把8031串行口输出的TTL电平转换为RS－232标准电平，把其它微机送来的RS－232标准电平转换成TTL电平给8031，实现单片机与其它微机间的通讯。
7．时钟电路时钟电路主要用来提供采样与控
制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。文中选用时钟电路DS128
机电一体化
87。DS12887内部有114字节的用户非易失性RAM，可用来存入需长期保存的数据。
8．液晶显示单元 为了实现人机对话功能，选用MGLS12832液晶显示模块组成显示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择，可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文字和图形相结合的方式，显示直观、清晰。
9．程序出格自恢复电路为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常，选用MAX705组成程序出格自恢复电路，监视程序运行。如图2-3所示，该电路由MAX705、与非门及微分电路组成。工作原理为：一旦程序出格，WDO由高变低，由于微分电路的作用，由“与非”门输入引脚2变为高电平，引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲，使单片机产生一次复位，复位结束后，又由程序通过P1．0口向MAX705的WDI引脚发正脉冲，使WDO引脚回到高电平，程序出格自恢复电路继续监视程序运行。
编辑本段课程简介
核心课程
机械制图、电气CAD工程实践、电工技术基础、工程力学、机械设计基础、机械加工工艺、数控机床编程、单片机原理与应用、电子技术基础、检测与传感技术、液压与气动技术、机床电气控制(电机与电气控制)、PLC、电力电子技术、数控加工工艺与编程、数控机床与维修、机电一体化技术（机电控制技术）、自动化控制原理（PC控制与组态）、供配电技术等。
实训课程
电工技术基础实训、金工实习、电子技术基础实训、单片机原理与应用实训、液压传动实训、电力拖动控制线路实训、PLC编程实训、数控机床维修实训、毕业实训、职业生涯规划、大学生涯规划、职业环境认知、成功素养拓展、工作能力提升、激情自主创业、求职过程胜出、初涉职场转型等。
专业软件
设计制图：AUTO CAD、UG、solidworks、3ds max等
编程仿真：PLC编程setp7（西门子PLC组态编程调试软件）、；51单片机编程keil（AT89系列、8051内核）仿真Proteus（很多单片机支持C++，包括凌阳十六位单片机）；数控编程仿真斯沃数控、宇龙数控仿真系统；维修仿真数控机床维修仿真软件。
PC组态软件：wincc(西门子)、组态王、昆仑组态等。
电子仿真：NI Multisim、Proteus 等
液压与气动仿真：AMEsim、MSC等
培养目标与就业方向
1、培养学生具有机、电、液一定的理论知识和较强的实践技能。
2．具有机械加工设备的初步操作技能和数控加工、数控编程的能力。
3．具备从事机电技术必需的理论知识和综合职业能力的机电设备、自动化设备和生产线的运行与维护人员，并具有设备改造能力的高等技术综合性应用型人才。
4．能在机电设备制造企业、从事机电产品设计与开发、企业与车间生产技术管理等工作，以及机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理；普通机床的数控化改装等。
编辑本段就业前景
机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称.目前实操性人才缺乏,各企业高薪聘请机电一体化专业人才,在深圳地区例如:富士康、三星、华为、等一线企业拥有大量高薪职位就业前景十分广阔.以下由工控行业网为您进行的机电一体专业就业前景的方向分析。
机电一体专业就业方向
1、从事机电一体化液体灌装生产线及商品包装自动化机械运行、维护、管理、技术改造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才.可在大型啤酒、饮料、食品及商品包装生产企业从事现代化自动机与生产线的维护和管理工作,也可在相关的自动机与生产线的生产厂家或设计部门、营销单位从事技术工作.2、机电一体化专业(计算机辅助设计与制造方向)
从事机电产品的计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM),并熟练使用和维修数控加工设备的机电一体化高等技术应用性专门人才.可在模具设计也制造、机械加工、塑料、五金、电子产品、计算机生产等企业从事数控机床的加工工艺设计编程,数控机床的调试、维护及加工操作,从事生产和技术管理工作,也可以从事国内外数控设备的营销工作.3、机电一体化专业(模具CAD/CAM方向)
从事利用计算机技术和数控加工技术对模具进行设计和制造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才.可在模具、机械、五金、塑料、家电等生产企业从事模具计算机辅助设计与制造等方面的技术工作,也可在企事业单位从事与本专业有关的经营、管理工作.4、机电一体化专业(机电CAD技术方向)
在机电一体化产品、设备的设计、制造、维修、管理、技术改造与服务过程中专门从事用电脑绘图设计、信息处理和资料管理的高等技术应用性专门人才.可在机械设计、制造与装备行业、模具制造业,轻工、家用电器、电子制造业从事设计、制造、技术改造、产品营销、设备管理与维护等工作.机电一体专业就业前景
有关研究报告显示机电一体化“一词最早是日本提出的,在上世纪80年代初,日本名古屋大学最早设置了机电一体化专业.如今已改称为”机械电子工程“专业;在高职高专则仍延用机电一体化专业名称.机电一体化专业是精密机械--电子技术(含电力电子)--计算机技术等多门学科交叉融合的产物,属高新技术,也是当前发展最快的技术之一,它是先进制造技术的主要组成部分.它的发展推动了当前制造技术的迅速更新换代,是产品向高、精、快迅速迈进,使劳动生产率迅速提高.由于我国逐渐成为世界制造业基地加上传统企业面临大规模的技术改造与设备更新,国内急需大量先进制造技术专业人才.因此该专业毕业生就业前景很好,而且待遇也高.毕业生主要在各行政、企业、事业单位从事机械、电气工程、常用电器的维修、安装与调试以及技术管理等工作.机电一体化专业就业前景到底怎样呢?市场调研发现机电一体化专业是一个宽口径专业,适应范围很广,学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外,还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试,充分体现重视技能培养的特点.学生毕业后主要面向珠江三角洲各企业、公司,从事加工制造业,家电生产和售后服务,数控加工机床设备使用维护,物业自动化管理系统,机电产品设计、生产、改造、技术支持,以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。[1] 编辑本段发展方向
机电一体化向智能化方向迈进.20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。
关注六个发展方向：
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。未来机电一体化的主要发展方向有：
1．智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的。
2．模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。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、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3．网络化。20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种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是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system，CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
4．微型化。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
5．绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
6．系统化。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化的人格化有两层含义。一是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。
编辑本段光机电一体化技术
光机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它包括产品和技术两方面：光机电一体化产品是集光学、机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有很高功能和附加值；光机电一体化技术是指其技术原理和使光机电一体化产品得以实现，使用和发展的技术。
光机电一体化技术是由光学，光电子学，电子信息和机械制造及其他相关技术交叉与融合构成的综合性高新技术是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它丰富和拓宽了光机电一体化技术的内涵和外延。
第五篇：关于机电一体化
关于机电一体化
【摘要】讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并说明其在以后工业生产中的应用以及发展趋势。
【关键词】机电一体化技术应用
近些年，随着科学技术的迅猛发展，特别是随着一些新开发的半导体器件的产生，机电一体化技术有了深入提升，必然使工业生产发生巨大变化，因为科学研究一定服务于生产。促进经济腾飞。机电一体化技术的发展是发展经济的主要内容。
机电一体化?它的来源是什么机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪7O年代初提出来的，它是用英文Mehnc的前半部分和c的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。
这一名称已得到包括我国在内的世界各国的承认，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。
机电一体化技术基本概念机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展。向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动．在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。
机电一体化技术五大组成要素：
一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要索、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。(请参考机电之家机电一体化频道机械本体(结构组成要素)；是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。
动力驱动部分(动力组成要素)：依据系统控制要求．为系统提供能量和动力以使系统正常运行测试传感部分(感知组成要素)：对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测．并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。
控制及信息处理部分(职能组成要素)；将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。
执行机构(运动组成要素)：根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。自动化技术与一体化技术的不同：
所谓自动化技术，是指人类利用各种技术手段和方法来代替人去完成各种测试、分析、判断和控制工作，以现实预期的目标、功能。一个自动化系统通常由多个环节要素组成，以完成信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理及信息的执行等功能，最后实现自动运行目标。
机电一体化技术发展机电一体化是机械、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，其主要发展方向是：
数字化说的数字化就是数字电子应用的越来越多，越来越广。微控制器将是机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床或者机器人等-而计算机网络的迅速崛起也将为数字化铺平道路。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复等各种功能。
模块化换句话说更加标准，更加统一。由于机电一体化产品种类和生产厂家多，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是复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、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，更利于新产品的开发。
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CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智／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、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，这将是机电产品研究的重要方向。机电一体化技术发展广阔空间。
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。
微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统，简称MEMs)是指可批量制作的，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、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，年美国加州大学Berkeley分校研制出第.个微电机以来，国内外在工艺、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、、微探针、微连杆、、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。
带源化不局限于是用电能。机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
集成化集成化既包含各种技术的相互渗透、和各种产品不同结构的优化，又包含在生产过程中同时处理加工、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率，应使系统具有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、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。
绿色化绿色环保在当今世界各行业已成为主话题科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化被人类所重视。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时产品可分解、再利用。
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