第一篇：机电一体化 课程重点
机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
机电一体化系统由机械系统、信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统五个子系统组成。
全闭环系统、半闭环系统。
机电一体化的基本特征是给机械添加了“头脑”。
机电一体化系统必须具有一下三个“目的功能”：
1、变换功能；
2、传递功能；
3、储存功能。
机电一体化系统设计的考虑方法通常有：机电互补法、融合（结合）法和组合法。机电一体化系统的设计类型大致有以下三种：
1、开发性设计；
2、适应性设计；
3、变异性设计。P13
并行工程与串行工程的差异就在于在产品的设计阶段就要按并行、交互、协调的工作模式进行系统设计，就是说，在设计过程中对系统生命周期内的各个阶段的要求要尽可能地同时进行交互式的协调。
丝杠螺母机构主要用来将旋转运动变换为直线运动或直线运动变换为旋转运动。
丝杠螺母机构的基本传动形式有：
1、螺母固定、丝杠转动并移动（获得较高的传动精度）；
2、丝杠转动、螺母移动（结构紧凑、丝杠刚性较好，适用于行程较大的场合。常用！！）；
3、螺母转动、丝杠移动；
4、丝杠固定、螺母转动并移动。
滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧形和双圆弧形。滚道型面与滚珠接触点的法线与丝杠轴向的垂线间的夹角α称接触角，一般为45°。P26
滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。外循环从结构上看有三种形式：
1、螺旋槽式；
2、插管式；
3、端盖式。
基本导程Ph。
滚珠丝杠副在有负载时，滚珠与滚道面接触点处将产生弹性变形。换向时，其轴向间隙会引起空回。这种空回是非连续的，既影响传动精度，又影响系统的稳定性。
调整预紧的方法：
1、双螺母螺纹预紧调整式；
2、双螺母齿差预紧调整式；
3、双螺母垫片预紧调整式；
4、弹簧式自动调整预紧式；
5、单螺母变位导程预紧式和单螺母滚珠过盈预紧式。
常用轴承的组合方式：
1、单推—单推式；
2、双推—双推式；
3、双推—简支式；
4、双推—自由式（轴向刚度和承载能力低）。
当选定执行元件步距角α、系统脉冲当量δ和丝杠基本导程Ph之后，其减速比i应满足匹配关系为iPh)。
各级传动比的最佳分配原则：
1、重量最轻原则；
2、输出轴转矩角误差最小原则；
3、等效转动惯量最小原则。
谐波齿轮传动的传动比：P41
圆柱齿轮传动的齿侧间隙的调整方法：
1、偏心套（轴）调整法；
2、轴向垫片调整法；
3、双片薄齿轮错齿调整法。
间歇传动机构：
1、棘轮传动机构；
2、槽轮传动机构；
3、蜗形凸轮传动机构。
机电一体化系统对导轨的基本要求是导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性好、温度变化影响小以及结构工艺性好等。
导向精度是指动导轨按给定方向作直线运动的准确精度。
导轨副的截面形状：
1、三角形导轨（磨损后能自动补偿）；
2、矩形导轨；
3、燕尾形导轨；
4、圆形导轨。
静压导轨副工作原理P65-P66。
方向精度是指运动件转动时，其轴线与承导件的轴线产生倾斜的程度。
置中精度是指在任意截面上，运动件的中心与承导件的中心之间产生偏移的程度。嵌入式滚动支承形式：图a所示的结构，接触面积小，其摩擦阻力矩较另外两种小，但所承受的载荷也较小，在耐磨性方面也不及后两种结构好。图b所示结构能承受较大载荷，但摩擦阻力矩较大。图c所示结构，在承受载荷和摩擦阻力矩方面，介于前两者之间。P71
执行元件的种类：
1、电动式执行元件；
2、液动式执行元件；
3、气动式执行元件。特点：P91。
步进电动机一般为开环控制，直流和交流伺服电机可采用半闭环或全闭环控制方式。闭环控制方式可得到比开环控制方式更精密的伺服控制。
电动机的功率密度PG。电动机的比功率dp/dtd(T)/dtTNd/dtTTN2TNTN/Jm。
对于起停频率低，但要求低速平稳和扭矩脉动小，高速运行时振动、噪声小，在整个调速范围内均可稳定运动的机械；对起停频率高，但不特别要求低速平稳性产品。
直流伺服电机与驱动：P98。脉宽调制直流调速驱动系统原理如图3.4所示。P99。步进电机是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及其频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步。
步进电动机的特点：
1、工作状态不易受各种干扰因素的影响；
2、步距角的误差不会长期积累；
3、控制性能好，不易“丢步”。
步进电机的工作原理。P105-P107
步距角的大小与通电方式和转子齿数有关，大小为：360/(zm)。m—运行拍数，通常等于相数或相数整数倍，即mKN（N为电动机的相数，单拍时K=1，双拍时K=2）。
实现环形分配的方法有三种：
1、采用计算机软件，利用查表或计算方法来进行脉冲的环形分配，简称软环分；
2、采用小规模集成电路搭接而成的三相六拍环形脉冲分配器；
3、采用专用环形分配器器件。
将一个步距角细分成若干步的驱动方法称细分驱动。
要实现细分，需要将绕组中的矩形电流波改成阶梯形电流波，即设法使绕组中的电流以若干个等幅等宽度阶梯上升到额定值，并以同样的阶梯从额定值下降为零。
使用微型计算机对步进电机进行控制有串行和并行两种方式。
专用控制系统适合于大批量生产的机电一体化产品。
对于多品种、中小批量生产的机电一体化产品来说，由于还在不断改进，结构还不十分稳定，特别是对现有设备进行改造时，采用通用控制系统比较合理。
微型计算机：字长—微处理器的字长定义为并行数据总线的线数。字长直接影响数据的精度、寻址的能力、指令的数目和执行操作的时间。速度—速度的选择与字长的选择可一并考虑。
按微处理机位数可将微型计算机分为位片、4位、8位、16位、32位和64位等机种。位数是指微处理机并行处理的数据位数，即可同时传送数据的总线宽度。
机器语言是设计计算机时所定义的、能够直接解释与执行的指令体系，其指令用“0”、“1”符号所组成的代码表示。当CPU的引脚MN/MX接到+5V时，8086/8088工作于最小模式。MN/MX接地，8086/8088则工作于最大模式。最小工作模式是指单处理器系统。
最大工作模式是相对于最小工作模式而言的。其特征是系统中可以包括两个或多个微处理器。
8086/8088引脚的功能定义。P137—P140
8086CPU最小工作模式系统的典型配置。P141图4.7
I/O寻址方法。P152
光电隔离电路的作用：
1、可将输入与输出端两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电；
2、可以进行电平转换；
3、提高驱动能力。
光电耦合隔离电路应用。P169
传感器是将被检测对象的各种物理变化量变为电信号的一种变换器。
按输出信号的性质可将传感器分为开关型、模拟型和数字型。
P180
传感器与微机的基本接口。表4.32
模拟量转换输入方式。表4.33
采样是指将连续时间信号转变为脉冲或数字信号的过程。
D/A转换过程。P206
直线插补与圆弧插补。P247
典型负载是指惯性负载、外力负载、弹性负载、摩擦负载。
等效转动惯量、等效负载转矩。P251公式（7.3）、公式（7.8）
计算举例。P251
额定转矩T（N.m或N.cm）应大于所需要的最大转矩。
系统执行元件的转矩匹配：TTeqT惯
有源校正，通常不是靠理论计算而是用工程整定的方法来确定其参数的。方法如：P265 调节器控制作用有三种基本形式，即比例作用、积分作用和微分作用。
控制作用对系统产生的控制结果。P267
由于减速器的主动轮和从动轮之间间隙的存在和传动方向的变化，齿轮传动的输入转角和输出转角之间呈滞环特性。
传动间隙对伺服系统的影响：
1、闭环之内的动力传动链齿轮间隙影响系统的稳定性；
2、反馈回路上的传动链齿轮传动间隙既影响系统的稳定性又影响系统精度。
可靠性是系统在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。
保证系统可靠性的方法：
1、提高系统的设计和制造质量；
2、冗余技术；
3、诊断技术。干扰渠道示意图。P281图7.32 m
第二篇：机电一体化课程总结
课程总结
一、机电一体化的基本概念
机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。
（二）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5 ～6 倍。
（三）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。
（四）具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。
（五）调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。
①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。
②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。
③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT 扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。
④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置，如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外，机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
二、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
（一）机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础，因此对机械结构提出了更高的要求，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
（二）动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
（三）传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
（四）信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求，信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。机电一体化产品中，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。
（五）执行机构。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件，常采用机械、电液、气动等机构。执行机构因机电一体化产品的种类和作业对象不同而有较大的差异。执行机构是实现产品目的功能的直接执行者，其性能好坏决定着整个产品的性能，因而是机电一体化产品中最重要的组成部分。机电一体化产品的五个组成部分在工作时相互协调，共同完成所规定的目的功能。在结构上，各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
第三篇：机电一体化课程复习资料(二)
简 述 题
1.机电一体化技术（或产品）的定义。（P1）
答：“机电一体化”是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一个新概念，机电一体化技术是精密机械技术、微电子技术和信息技术等各相关技术有机结合的一种新形式，是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统的总称。
2.机电一体化系统或产品设计的目的是什么？（P2）
答：机电一体化的目的是使系统（产品）高附加价值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展，不断满足人们生活的多样化需求和生产的省力化、自动化需求。
3.机电一体化系统（产品）的主要构成单元或组成部分有哪些？（P5）
答：机电一体化系统（产品）由机械系统（机构）、电子信息处理系统（计算机）、动力系统（动力源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（如电动机）等五个子系统组成。
4、简述机电一体化系统或产品的机电结合（融合）设计方法。（P13）
答：机电结合法是将各组成要素有机地结合为一体构成专用或通用的功能部件（子系统），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：它是将机电结合法制成的功能部件（子系统）、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（产品），故称为组合法。
特点：在新产品（系统）系列及设备的机电一体化改造中应用这种方法，可以缩短设计及研制周期、节约工装设备费用，且有利于生产管理、使用和维修。
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？（P22）答：传递转矩和转速，使执行元件与负载之间在转矩与转速方面得到最佳匹配。
7.简答机电一体化机械传动的主要功能，目的，基本要求。（P22）
答：主要功能：传递转矩和转速；
目的是使执行元件和负载之间在转矩和转速方面得到最佳匹配；
基本要求：传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大。
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？（P22）答：（1）较高的定位精度；
（2）良好的动态响应特性，就是说响应要快、稳定性要好；
（3）为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中，常提出无间隙、低摩擦、低
惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。
9.简述滚珠丝杠传动装置的组成，结构和应用特点。（P25）
答：（1）组成：滚珠丝杠传动装置由带螺旋槽的丝杆、螺母、滚珠和反向器（滚珠循环反向装置）等四部分组成。
（2）结构：当丝杆转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引导装置构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚珠流动的闭合通道。滚珠丝杠副的结构类型从螺纹滚道的截面形状可分为单圆弧形和双圆弧形螺纹滚道；按滚珠的循环方式可分为内循环和外循环方式；按消除轴向间隙的调整方式分为双螺母螺纹预紧调整式、双螺纹齿差预紧调整式、双螺纹垫片预紧调整式和弹簧式自动调整预紧式。
（3）特点：轴向刚度高（即通过适当预紧可消除丝杠与螺母之间的轴向间隙）、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等；不能自锁，具有传动的可逆性。
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：（1）定轴传动
组成：定轴传动有圆柱齿轮传动，圆锥齿轮传动，蜗轮蜗杆传动。
特点：结构简单，传递可靠，用几何特性来实现传动。
（2）行星传动
组成:行星传动主要是由传动齿轮，定位齿轮，行星轮和行星架组成。
特点:结构紧凑，可实现传动比很大，由机构传动原理来实现传动。
（3）谐波传动（P38）
组成：谐波齿轮传动由钢轮、柔轮和波形发生器组成；
特点：结构简单、体积小质量轻、传动比大（几十~几百）、传动精度高、回程误差小、噪声低、传动平稳、承载能力强、效率高，可以向密封空间传递运动和动力。
11.滚动导轨副应达到的基本要求。（P56）
答：导向精度高、耐磨性高、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？（P48）答：导轨的刚度就是抵抗载荷的能力，抵抗恒定载荷的能力称为静刚度，抵抗交变载荷的能力称为动刚度。载荷引起的导轨变形一般有自身、局部和接触三种变形，导轨刚度也包含导轨自身刚度、局部刚度和接触刚度。
自身刚度影响导轨副本身结构上等高、等距的要求，从而影响导向精度；
局部刚度影响导轨副载荷集中部位的表面质量，从而影响导向精度；
接触刚度影响平面的微观不平度，即导轨副本身的平面度，从而影响导向精度。(P56)
13.机电一体化系统（产品）对执行元件的基本要求是什么？（P88）
答：（1）惯量小、动力大
（2）体积小、重量轻
（3）便于维修、安装
（4）宜于微机控制
14.机电一体化系统对伺服控制电动机的基本要求（P88）
答：（1）性能密度大，即功率密度和比功率大；
（2）快速性好，即加速转矩大，频响特性好；
（3）位置控制精度高、调速范围宽、低速运行平稳无爬行现象、分辨力高、振动噪声小；
（4）适应起、停频繁的工作要求；
（5）可靠性高、寿命长。
15.常用伺服电动机有哪些工作特点？（P90）
答：（1）DC伺服电机的主要特点：
① 高响应特性；
② 高功率密度（体积小、质量轻）；
③ 可实现高精度数字控制；
④ 接触换向部件（电刷和整流子）需要维护。
（2）晶体管式无刷直流伺服电机和永磁同步型AC伺服电机的主要特点：
① 无接触换向部件；
② 需要磁极位置检测器（如同轴编码器等）；
③ 具有DC伺服电机的全部优点（高响应特性、高功率密度（体积小、质量轻）、可实现高精度数字控制）。
（3）感应型（矢量控制）AC伺服电机的主要特点：
① 对定子电流的激励分量和转矩分量分别控制；
② 具有DC伺服电机的全部优点（高响应特性、高功率密度（体积小、质量轻）、可实现高精度数字控制）。
（4）步进电机的主要特点
① 转角与控制脉冲数成比例，可构成直接数字控制；
② 有定位转矩；
③ 可构成廉价的开环控制系统。
补充：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类。
工作特点：当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
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？（P89）
答：运算处理电路、驱动电路、伺服电机、速度传感器、位置检测传感器。
17.步进电机驱动控制电路设计的基本要求是什么？
答：控制输入电脉冲的数量及频率，以精确控制步进电动机的转角和转速。
18.简述机电一体化系统（产品）对检测传感器的基本要求。（P172）
答：（1）体积小、重量轻、对整机的适应性好；
（2）精度和灵敏性高、响应快、稳定性好、信噪比高；
（3）安全可靠、寿命长；
（4）便于与计算机连接；
（5）不易受被检测对象的影响，也不影响外部环境；
（6）对环境条件适应能力强；
（7）现场安装处理简单、操作性能好；
（8）价格便宜。
19.简答通用微机控制系统核心部件，通用微机控制系统的构成与特点。
答：（1）通用微机控制系统的核心部件：主控制微机
（2）通用微机控制系统的构成：主控制微机、执行元件、检测传感器、接口、应用软件等；
（3）通用微机控制系统的特点：具有可靠性高，适应性强，但成本高，应采取一定的抗干扰措施等特点。适用于多品种，中小批量生产的机电一体化产品。
20.简答专用微机控制系统核心部件，专用微机控制系统的构成与特点。
答：（1）专用微机控制系统的核心部件：通用IC芯片或重新设计制作的专用集成电路；
（2）专用微机控制系统的构成：通用IC芯片或重新设计制作的专用集成电路组成的控制系统、执行元件、检测传感器等；
（3）专用微机控制系统的特点：软件采用专用机器代码或语言，可靠性强，成本低，但适应能力差，用于大批量生产的机电一体化产品。
21.光电隔离电路的组成有哪些？主要作用是什么？（P164）
答：（1）光电隔离电路的组成主要是光电耦合器的光电信号转换元件，如输入端发光二极管，输出端光敏三极管、光敏二极管和高速开关管复合结构、光敏三极管和放大晶体管构成的达林顿管、光控晶闸管等；
（2）主要作用：
① 可将输入与输出端两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电，防止不同电源之间信号干扰。
② 可以进行电平转换；
③ 提高驱动能力。
22.机电一体化系统设计中，驱动电路设计的目的和基本要求是什么？
答：（1）目的：实现指令信号和执行驱动信号之间的有效匹配。
（2）基本要求：信号类型转换，能量放大，质量的保证。
23.研究机电一体化系统稳态设计方法的主要目的是什么？
答：主要目的是使控制和被控制对象能完成所需要的机械运动即进行机械系统的运动学，动力学分析以及计算，保障整个机电一体化系统的整体性能
24.机电一体化系统的动态设计的目的是什么？
答：机电一体化动态设计的目的；在稳态设计的基础上，保证系统的动态稳定性，过渡过程的品质，动态稳定精度，动态响应特性指标参数。
25.机电一体化系统的动态设计研究的主要性能指标参数有哪些？
答：主要有：响应时间，超调量，稳态误差，收敛时间。振荡次数，过渡时间的位置误差。（动态误差和稳态误差等）
第四篇：机电一体化技术课程作业
机制专业10级《机电一体化技术》课程作业
第一章 绪论
1.简述机电一体化技术方向。
2.机械系统是机电一体化系统的最基本要素，请你说说它的作用及设计要求。
第二章 机械传动与支承技术
1.在设计齿轮传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传动链，可按什么原则进行设计？
2.某齿轮系中，设i = 65，传动级数n = 3的小功率传动，试按等效转动惯量最小原则分配传动比。并验算之。
第三章 伺服传动技术
1．直流伺服的特点是什么？驱动方式有哪些？
2．交流伺服的特点是什么？驱动方式有哪些？
3．步进电机的结构及工作原理是什么？驱动方式有哪些？各有何特点？
4．各种伺服电机的区别和特点？
第四章 计算机控制技术
1．计算机控制技术的发展方向？
2．计算机接口方式有几种？
3．工业控制计算机中STD总线的含义？
4．PID控制的含义是什么？
鉴于第12、13周机制专业10级要停课开展《金工实习（钳工）》实训，所以，本课程作业要求在第11周周二上午上交。
第五篇：《机电一体化系统设计》课程教学大纲
《机电一体化系统设计》课程教学大纲 适用专业 机械设计制造及其自动化
课程类型 专业课程
学 时 数 44 学 分 数 2.5 一,编写说明
(一)本课程的性质,地位和作用
本课程是面向机械制造及自动化专业开设的一门专业课.机电一体化系统技术是微电子技术和计算机技术像机械工业渗透的过程中逐渐形成并发展起来的一门新型综合性学科,机电一体化技术的应用不尽提高和拓展了机电产品的性能和功能,而且使机械工业的技术结构,生产方式及管理体系发生了巨大的变化,极大提高生产系统的工作质量.通过本课程的学习,对于学生掌握机电一体化系统开发的基础知识,拓宽学生的知识面是很有意义的.本课程是学生在学完技术基础课,专业基础课之后的专业技术课程内容的综合应用,对于培养学生综合应用基础和专业知识,掌握以系统论,信息论和控制论为核心的机电一体化系统的设计基本原理和方法,掌握机电一体化技术的关键技术有着重要意义.(二)本大纲制定的依据
本大纲根据机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标的基本理论和基本技能要求,本课程性质,跟踪现代机电一体化系统技术的发展编写.(三)大纲内容编写原则
根据人才培养目标的要求,使学生了解,掌握机电一体化的系统设计的基本知识,特点和方法;结合机电一体化共性的关键技术,对其各子系统的设计原理及设计方法进行系统的分析和介绍;强调对学生综合能力和工程能力的训练和培养;通过本课程的学习,使学生了解,掌握机电一体化系统的内涵及机电一体化系统设计的理论和方法.(四)实践环节
1.课程设计
(1)名称:机械手控制系统编程与操作
(2)主要内容与要求:利用PLC实现机械手控制功能的要求编写程序,安装调试实验台.按照本课程实验说明书要求完成,并通过实验验证程序的正确性.(3)学时分配:4(五)教学时数分配表
章节 序号
教 学 学 时 环 节 教学内容 讲 授 讨 论 见习实 验 其 它 小计 一 绪论 4 4 二
机械系统设计 6 6 三 传感器检测及其接口电路 8 8 四
控制电机及其选择计算 8 8 五
工业控制计算机及其接口技术 10 10 六
机电一体化系统设计及应用举例 4 4 8 总 计 40 44(六)考核方法与要求
1.平时成绩与期终成绩:平时成绩占30%,包括出勤,课堂提问,讨论等;期终成绩占60%.2.试卷成绩与实践成绩:试卷成绩占60%,实践成绩占10%(实验报告5%,实验过程考核5%).3.综合考核成绩的计算:平时成绩20% 实践成绩占10% 试卷成绩占70%=100%.(七)教材与主要参考书
1.教材:
姜培刚等.《机电一体化系统设计》.机械工业出版社,2006年1月.2.主要参考书:
李建勇.《机电一体化技术》.科学出版社,2004年4月.王孙安.《机械电子工程》.科学出版社,2003年8月.郑堤.《机电一体化设计基础》.机械工业出版社.2001年10月.二,教学内容纲要
第一章 绪论
一,教学目标:
1,了解机电一体化系统发展历史,内涵,应用和发展前景.2,掌握机电一体化系统的基本功能和要素.二,教学内容:
第一节 机电一体化系统的定义
一,△机电一体化的内涵;
第二节 机电一体化系统的基本功能要素
一,△ ○机电一体化系统功能分析方法
△机电一体化系统的构成要素 第三节 机电一体化的相关技术
一,机电一体化技术的相关关键技术
第四节 机电一体化系统设计的目标与方法
一,机电一体化系统设计方法
第二章 机械系统设计
一,教学目标:
1,掌握机械系统数学建模方法.2,掌握机械传动系统的特征及设计方法.3,了解常用的传动系统
二,教学内容:
第一节 机械系统设计
一,△○ 机械系统建模方法 第二节 机械传动系统的特征
一,△机械传动装置的特征参数及相应的调整方法
第三节 机械传动装置
一, △ ○传动比的设计方法
第三章 传感器检测及及接口电路
一,教学目标:
1.了解常用参量检测的传感器原理;2.掌握检测传感器的接口电路原理以及相应的信号处理方法.二,教学内容:
第一节 传感器
一,△○传感器性能指标的内涵 二,△传感器选择的原则
第二节 位移测量传感器 一,△大位移测量传感器的原理.第三节 速度,加速度传感器 一,△速度,加速度传感器测量原理
第四节 位置传感器 一,△位置测量原理.第五节 传感器前期信号处理 一,△○信号调理线路常用模块的原理
第六节 传感器接口技术 一,△○采样保持器原理及应用.第七节 传感器非线性补偿原理 一,△○软件补偿方法
第八节 数字滤波
一,△○随机误差的处理方法
第四章 控制电机及其选择计算 一,教学目标: 1.了解常用伺服电机的工作原理;2.掌握常用伺服电机的控制调节方法;3.掌握伺服电机的主要性能参数内涵及电机的选择方法.二,教学内容:
第一节 步进电动机及其控制 一,步进电机的工作原理 二,△步进电机的性能参数 三,△○步进电机的控制方法
第二节 直流伺服电动机及其控制 一,直流电机的工作原理 二,△○直流电机的控制方法
第三节 交流伺服电动机 一,交流电机的工作原理 二,△○交流电机的控制方法
第四节 直线电动机 一,直线电机的工作原理
第五节 控制电机的选择和计算 一,△控制电机的选择.第五章 工业控制计算机及其接口技术
一,教学目标: 1.了解常用的工业控制计算机种类 2.掌握各种工业计算机的区别;3.掌握各种信号接口原理.二,教学内容: 第一节 工业控制计算机 一,常用控制计算机的种类 二,△○各种控制计算机的区别
第二节 计算机的接口技术
一,△○开关量及数字两的输入/输出接口电路;二,△○功率放大电路的原理
第三节 可编程控制器
一,PLC的原理及选择方法,外围电路设计的原则
第四节 数字控制器设计 一,△○数字控制器的设计方法.第五章 机电一体化系统设计及应用举例
一,教学目标: 1.掌握机电一体化系统设计的要点
2.了解数控机床的设计过程及主要构成的设计方法.二,教学内容: 第一节 机电一体化产品的设计要点 一,△机电一体化产品的设计过程
第二节 机电一体化系统设计应用举例
一,数控机床的设计过程及主要构成的设计方法 注:用“△”明确重点内容,用“○”明确难点;
编写人:凌 杰 审核人:封士彩
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