机电系统原理及应用3
机电系统原理及应用
机电系统原理及应用机电系统是由机械、电气、电子和自动控制等多学科综合而成的工程系统。
它以电能、机械运动和信号控制为基础，广泛应用于现代工业、交通运输、航空航天等领域。
本文将介绍机电系统的基本原理，并探讨它在实际应用中的重要性和潜力。
1. 机电系统的基本原理机电系统是由机械部分和电气部分组成的。
其中，机械部分包括各种传动装置、负载和工作部件，而电气部分主要包括电动机、传感器、变频器等。
机械部分的主要作用是将电能转化为机械能，通过传动装置将机械能传递至负载，并完成特定的工作任务。
传动装置可以采用齿轮、皮带、链条等形式，将电动机的旋转运动转化为线性或旋转的机械运动。
电气部分负责控制和驱动机械部分的运动。
其中，电动机是机电系统的核心组件，它能将电能转化为机械能，并提供足够的扭矩和转速以满足工作需求。
传感器则用于感知系统的状态和环境信息，并将其转化为电信号，供控制系统使用。
变频器可以调节电动机的转速和输出功率，提高机械系统的控制精度和效率。
2. 机电系统在工业中的应用机电系统在现代工业中具有广泛的应用。
它可以实现自动化生产线的控制和调节，在提高生产效率和产品质量的同时，降低了人力成本和劳动强度。
首先，机电系统可以应用于各种制造业领域，如汽车制造、机械制造、电子制造等。
在汽车制造中，机电系统驱动了车辆的发动机、悬挂系统、刹车系统等，保证了汽车的正常运行和安全性能。
在机械制造中，机电系统驱动了各类机床和工作设备，实现了零件的加工和装配。
在电子制造中，机电系统控制了电子设备的生产流程，确保产品的质量和标准化。
其次，机电系统也广泛应用于交通运输领域。
例如，在铁路运输中，机电系统控制了火车的牵引、制动、转向等运动，实现了列车的安全和准时运行。
在船舶业中，机电系统驱动了船舶的主推进器、螺旋桨、舵机等，保证了船只的航行性能和操作便捷性。
此外，机电系统还应用于航空航天、能源、矿山等领域。
在航空航天中，机电系统控制了飞机的起飞、降落、导航等过程，保证了飞行的安全性和航线的精确性。
《机电一体化原理及应用》题及答案1
《机电一体化原理及应用》试题1及答案单选题（共30题，每题2分）1 ．某伺服电动机最高转速为1200r/min，通过丝杠螺母传动带动机床进给运动，丝杠螺距为6mm，最大进给速率可达（）A．72m/minB．7.2m/minC．5m/minD．3.6m/min我的答案：B参考答案：B答案解析：暂无2 ．开发性设计是在既没有参考样板又没有具体设计方案的情形下（）A．对现有系统进行局部更改的设计B．根据抽象原理按系统性能要求进行设计C．仅改变现有系统的规格尺寸的设计D．根据抽象原理进行局部更改的设计我的答案：B参考答案：B答案解析：暂无3 ．以下可对异步电机进行调速的方法是（）A．改变电压的大小B．改变电动机的供电频率C．改变电压的相位D．改变电动机转子绕组匝数我的答案：B参考答案：B答案解析：暂无4 ．下列对PLC输入继电器的描述正确的是（）A．输入继电器的线圈只能由外部信号来驱动B．输入继电器的线圈只能由程序来驱动C．输入继电器的线圈既可以由外部信号来驱动又可以由程序来驱动D．以上都不对我的答案：A参考答案：A答案解析：暂无5 ．在交流伺服电机中，控制绕组与励磁绕组在空间相差的电角度是（）A．60°B．45°C．0°D．90°我的答案：D参考答案：D答案解析：暂无6 ．差动变压器式电感传感器属于（）A．涡流式B．自感型C．互感型D．可变磁阻式我的答案：C参考答案：C答案解析：暂无7 ．在滚珠丝杠副中，预紧调整是为了消除其（）A．径向间隙B．轴向间隙C．预应力D．A和B我的答案：B参考答案：B答案解析：暂无8 ．把线圈额定电压为220V的交流接触器线圈误接入380V的交流电源上会发生的问题是（）A．接触器正常工作B．接触器产生强烈震动C．烧毁线圈D．烧毁触点我的答案：C参考答案：C答案解析：暂无9 ．步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（）决定转角位移的一种伺服电动机。
机电一体化原理及应用第一章机电一体化系统的概论
§4 机电一体化应用及发展前景
在新技术革命的浪潮中，自动化技术已深入到社会的各个方面， 有人称之为"全盘自动化"。 在这些自动化的系统中，主要是由很多种机电一体化产品所构 成。 从我国将要发展的机械工业产品来分析主要由以下产品需要实 现程度不同的机电一体化。 具体地说，典型的机电一体化产品主要包括:大型成套设备；数 控机床；仪器仪表电子化；自动化管理系统；电子化量具量仪； 工业机器人；电子化家用电器；电子化电机传动与调整系统；电 子化电站自动装置与开关板；电子医疗器械；电子化低压电器； 微电脑控制加热炉；电子控制汽车或内燃机；微电脑控制印刷机 械；微电脑控制食品机械或包装机械；微电脑控制办公机械；电 子式照相机；电子控制农业机械；电子控制塑料加工机械；电子 控制电焊机；计算机辅助设计系统(CAD)；计算机辅助制造系统 (CAM)；计算机集成制造系统(CIM)。
几种描述： 1983年日本振兴协会提出：
机械电子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。
1984年美国机械工程师协会(ASME)的一个专家组在给美国 国家科学基金的报告中提出现代机械系统的定义： 由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械系 统、运动和能量流等动力学任务的机械（或机电部件）相互 联系的系统，这实质上就是机电一体化的机械系统。
§2 机电一体化系统的主要组成部分（要素）
机械本体 传感检测部分 执行部分 动力部分 驱动部分 信息处理及控制部分。
一、 机械本体
1、概念 机械本体就是其机械结构部分。 包括机械结构装置和机械传动装置，属于产品的基础部分。
MEMS的原理及应用
MEMS的原理及应用前言微机电系统（Micro Electro-Mechanical Systems，MEMS）是一种将微米尺度的机械元件和微电子元件集成在一起的技术。
它结合了机械学、电子学和计算机科学等领域的知识，广泛应用于各个领域。
本文将介绍MEMS的原理及其在不同领域的应用。
MEMS的原理MEMS的核心原理是利用微米尺度的机械结构来感知和操控物理量。
这些微米尺度的结构通常由硅或其他材料制成，并且与电子元件集成在一起。
MEMS器件利用微机械结构的运动或变形来实现各种功能。
下面是一些常见的MEMS原理：1.微加工技术：MEMS器件通常是通过光刻和微加工技术制作的。
这些技术允许制造出微米级别的机械结构和电子元件。
2.机械传感器：MEMS器件中最常见的一类是机械传感器，用于感知物理量如压力、加速度、温度等。
典型的机械传感器包括压力传感器、加速度传感器和陀螺仪等。
3.微操控器件：除了传感器，MEMS还包括微操控器件，用于操控物理量如运动、振动等。
例如，微镜头用于手机的自动对焦功能就是一种微操控器件。
4.集成电子元件：最重要的一点是，MEMS器件通常与集成电子元件一起工作。
传感器通过电子元件将感知到的物理量转化为电信号，而操控器件则接收电信号并操控相应的物理量。
这种集成使得MEMS器件具有高度的智能化和自动化能力。
MEMS的应用MEMS技术在各个领域都有广泛的应用。
下面列举了几个典型的应用领域：1. 电子设备•手机：MEMS技术使得手机具备了更多的功能，如自动对焦摄像头、陀螺仪和加速度传感器等。
•智能手表：智能手表中的MEMS技术可以实现计步器、心率监测和气压计等功能。
•耳机：MEMS技术可以用于制作微型麦克风和降噪器，提高音质和通话质量。
2. 医疗领域•生物传感器：MEMS技术可以用于制作微型生物传感器，实现疾病的早期诊断和监测。
•药物传递系统：利用MEMS技术，可以制作微型药物传递系统，实现精确的药物控制和释放。
论机电一体化技术的控制原理及应用
论机电一体化技术的控制原理及应用摘要：讨论了机电一体化技术的控制原理，并说明了其在机械工程行业中的应用。
关键词：机电一体化；控制原理，应用前言：现代科学技术的飞跃发展，对不同学科的交叉与渗透起到了极大的推动作用，引起了工程领域的技术改造和革命。
机电一体化作为机械技术与微电子技术相互融合发展的结晶，打破了传统的机械工程、建筑工程、控制工程等旧单元模块的划分，形成了集机械技术、计算机技术等技术为一体的新兴交叉学科。
1.机电一体化技术的控制原理PC机控制一个机器运动是机电一体化技术典型的代表。
就现代工业来说，基本上由PC机发出的电子信号，然后被机械识别，最后由电动机拖动。
对于控制电动机的起动、停止、调速和制动，一般需采用接触器或电子元件，通过控制电动机电路的通断实现【1】。
接触器要控制电动机电路的通断，主要是控制线圈的电源，即：接触器的线圈通电，使其触头改变状态，由原来的断开的变成闭合，或者原来的闭合的变成断开。
由于计算机输出的信号功率太小，而控制接触器一般需要较大的功率才能工作。
因此，为了实现对电动机的工作状态的控制，需要通过断电器或其它元件对控制信号进行功率放大，再用放大后的信号控制接触器的通电与断电。
有触点的控制系统是采用继电器、接触器控制的电路系统，是较早采用的控制方案，目前仍具有相当广泛的应用；现在的控制系统很多采用晶闸管、晶体管等作为控制元件，称为无触点控制系统【2】。
计算机输出的信号同样需要进行功率放大，然后控制允许通过的较大电流、能承受高电压的晶闸管或大功率晶体管。
通过控制信号控制晶闸管或大功率晶体管，实现晶闸管或大功率晶体管接通或断开电动机的主电路，从而控制电动机工作。
2.机电一体化技术的应用纵观我国机电一体化的发展历程，可发现机电一体化在我国的起步发展是较晚的，为此，大量的基础理论与技术未能得到较好的研究，国内也未能涌现出强大的自助研发能力，前期只能研究国外的机电一体化产品，从中获得经验和技术成果。
机电控制及自动化
机电控制及自动化引言概述：机电控制及自动化是一门综合性学科，它涉及到机械、电子、计算机等多个领域的知识。
在现代工业生产中，机电控制及自动化技术的应用已经变得越来越广泛。
本文将从五个方面详细介绍机电控制及自动化的相关内容。
一、机电控制的基本原理1.1 机电控制的定义及作用：机电控制是指通过机械装置、电气元件和控制器等设备，对机械系统进行控制和调节的过程。
它可以实现机械运动的精确控制，提高生产效率和产品质量。
1.2 机电控制的基本元素：机电控制包括传感器、执行器、控制器和供电系统等基本元素。
传感器负责采集系统的输入信号，执行器负责根据控制信号执行相应的动作，控制器则负责对系统进行控制和调节，供电系统则提供电源给整个系统。
1.3 机电控制的工作原理：机电控制系统通过传感器采集到的信号，经过控制器的处理和计算，生成相应的控制信号，通过执行器实现对机械系统的控制。
二、自动化技术的应用领域2.1 工业自动化：工业自动化是指利用自动化技术对生产过程进行控制和管理，实现生产自动化的一种技术手段。
它可以提高生产效率、降低生产成本，提高产品质量。
2.2 农业自动化：农业自动化是指利用自动化技术对农业生产过程进行控制和管理，实现农业生产自动化的一种技术手段。
它可以提高农业生产效率，降低劳动强度，改善农产品质量。
2.3 家庭自动化：家庭自动化是指利用自动化技术对家庭生活过程进行控制和管理，实现家庭生活的智能化和便捷化。
它可以提高生活质量，提升居住环境的舒适度。
三、机电控制及自动化的发展趋势3.1 智能化：随着人工智能技术的发展，机电控制及自动化系统将越来越智能化，能够根据环境和需求自动调节和优化。
3.2 网络化：机电控制及自动化系统将与互联网技术相结合，实现远程控制和监测，提高系统的可靠性和灵活性。
3.3 绿色化：机电控制及自动化系统将注重能源的节约和环境的保护，采用更加环保和节能的技术手段。
四、机电控制及自动化的挑战与解决方案4.1 复杂性：机电控制及自动化系统的复杂性将不断增加，需要采用更加先进的控制算法和技术手段来解决。
机电一体化技术及其应用
机电一体化技术及其应用【摘要】机电一体化技术是指将机械工程、电子工程和计算机技术相结合，实现系统的智能化控制和自动化运行。
本文首先介绍了机电一体化技术的基本原理，包括传感器、执行器和控制系统的相互配合。
随后探讨了机电一体化技术在工业制造、智能家居、农业生产和交通运输领域的应用，显著提高了生产效率和质量，同时也降低了成本和风险。
结尾部分详细分析了机电一体化技术的发展前景，带来的社会效益以及未来发展方向，展望了其在未来的广阔应用前景。
机电一体化技术的不断进步将进一步推动各行业的发展，改变人们的生活方式和工作方式，为社会带来更多的便利和效益。
【关键词】机电一体化技术，工业制造，智能家居，农业生产，交通运输，发展前景，社会效益，未来发展方向1. 引言1.1 机电一体化技术及其应用概述机电一体化技术是将机械与电气控制技术有机结合，从而实现机械设备的自动化控制和智能化运行的先进技术。
该技术在工业制造、智能家居、农业生产和交通运输等领域都有广泛的应用，极大地提升了生产效率和产品质量，同时也降低了人力成本和减少了人为误操作的风险。
在工业制造中，机电一体化技术可以实现生产线的自动化操作，提高生产效率和产品质量。
在智能家居中，机电一体化技术可以实现家庭设备的远程控制和智能化管理，提升家居生活的便利性和舒适度。
在农业生产中，机电一体化技术可以实现农业机械的智能化操作，提高农作物的种植效率和产量。
在交通运输领域中，机电一体化技术可以实现车辆的自动控制和智能导航，提升交通系统的安全性和效率。
机电一体化技术为各行各业带来了巨大的便利和发展空间。
随着技术的不断进步和创新，机电一体化技术的应用领域将会更加广泛，其发展前景也将更加辉煌。
2. 正文2.1 机电一体化技术的基本原理机电一体化技术的基本原理是指通过集成电子、机械和控制系统，实现对机械设备的智能化管理和控制。
该技术的核心在于将传感器、执行器、控制器等设备集成在一起，通过软件进行管理和控制，实现对设备的监测、控制和调节，以提高设备的性能和效率。
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机电系统控制原理及应用考试题库含答案自动控制系统中，采用负反馈形式连接后，则一定能使闭环系统稳定系统动态性能一定会提高一定能使干扰引起的误差完全消除合适的结构参数，才能改善系统性能。
（√）控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做负反馈正反馈（正确选项）前馈回馈下列关系式中，表示比例积分ＰＩ控制规律的是C=KpeC=Kpe+(Kp/TI)∫edt （正确答案）C=Kpe+KpTD(de/dt)C=Kpe+TD(de/dt)原函数r(t)=t的拉氏变换式为11/s1/s2 （√）1/(s-a)下列传感器中的不属于结构型传感器的是扩散硅压阻式压力传感器。
（正确答案）线绕电位器式传感器。
应变片式压力传感器。
金属丝式传感器。
下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是应变式传感器化学型传感器（√）压电式传感器热电式传感器随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展。
其中，典型的传感器智能化结构模式是传感器+通信技术传感器+微处理器（正确答案）传感器+多媒体技术传感器+计算机传感器主要完成两方面的功能检测和测量感知信号调节转换（正确答案）传感器的下列指标全部属于静态特性的是线性度、灵敏度、阻尼系数幅频特性、相频特性、稳态误差迟滞、重复性、漂移（正确选项）精度、时间常数、重复性传感器的下列指标全部属于动态特性的是线性度、灵敏度、阻尼系数幅频特性、相频特性、稳态误差（√）迟滞、重复性、漂移精度、时间常数、重复性热电偶的最基本组成部分是热电极（正确答案）保护管绝缘管接线盒为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括补偿导线法电桥补偿法冷端恒温法差动放大法（√）热电偶测量温度时需加正向电压需加反向电压加正向、反向电压都可以不需加电压（√）在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基本定律中间导体定律（正确答案）中间温度定律标准电极定律均质导体定律电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出的靠近程度。
机电一体化原理与应用-模拟题1-3
西安电子科技大学网络教育2010学年上学期模拟试题1课程名称：__机电一体化原理及应用考试形式：闭卷学习中心：_________ 考试时间： 90分钟姓名：_____________ 学号：一填空题（每空1分，合计30分）1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：__________，________________。
2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 __________， __________， __________ ，__________。
3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统,顺序控制器通常用___________。
4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_______________________。
5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的__________、___________，使它们同步协调到达目标点。
6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_____________。
7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数的关系是：___________________。
8. 复合控制器必定具有__________________________________。
9. 位置传感器按其原理主要分__________、___________、__________、__________等几种。
10. 钻孔、点焊通常选用_____________________类型的数控机床，平面片类零件加工选用______________________类型的数控机床，曲面加工通常选用_______________________类型的数控机床。
11. 一般来说，伺服系统的基本组成为、、和等四大部分组成。
12．现在常用的总线工控制机有 _______ 、_______ 、_______ 等。
机电控制原理及应用自考
机电控制原理及应用自考机电控制原理及应用是一门综合性较强的学科，它涉及机械工程、电气工程、控制科学等多个学科的知识，广泛应用于自动化生产线、机械设备和电气系统等领域。
下面我将从机电控制原理、机电控制应用及其重要性三个方面进行详细阐述。
首先，机电控制原理是机电控制的基础。
机电控制是通过电气方式实现对机械系统的运动和状态进行控制的技术。
其核心原理是通过电器设备控制机械系统，实现对机械设备的运动、速度、位置和力矩等参数进行控制。
在机电控制原理中，常用的技术手段包括电动控制、传感器技术、行程开关、编码器等。
其次，机电控制应用广泛且多样化。
在制造业中，机电控制技术被广泛应用于自动化生产线上，可以实现对工件的自动加工、装配和搬运等。
在机械设备领域，机电控制技术可以应用于数控机床、自动化装备、机器人等设备上，提高生产效率和产品质量。
在电气系统中，机电控制技术能够用于智能家居、自动售货机、医疗器械等领域，方便人们的生活并提高工作效率。
最后，机电控制原理及应用的重要性不言而喻。
首先，机电控制技术能够提高生产效率和产品质量，在今天的工业生产中，提高效率已经成为一个重要的竞争优势。
其次，机电控制技术可以减少人为错误，提高工作安全性。
使用机电控制技术可以将一些危险作业或高强度作业转移到机械设备上，减少人身安全风险。
另外，机电控制技术还能够实现设备的远程监控和管理，在生产过程中提供了更便捷的生产管理方式。
总之，机电控制原理及应用是一门综合性强的学科。
通过学习和掌握机电控制的原理和技术，可以实现对机械设备的高效、准确、安全的控制，提高生产效率和产品质量。
在未来的工业自动化发展中，机电控制技术将会持续发展和应用，为各行各业的发展提供了强大的技术支持。
机电系统原理及应用
机电系统原理及应用第一章绪论1、什么是机电系统？答：机电系统和电气系统有机结合在一起的高性能和多功能的一类新产品。
2、机电系统实体由（机械技术）和（电子技术）利用（信息技术）结合起来。
3、按机电系统的功能可以分为哪几种？答：1）在原有的机械本体上采用电子控制设备实现高性能和多功能。
2）用电子设备局部置换机械控制机构。
3）在信息机器中与电子设备有机结合的机构4）用电子设备全面置换机械机构的信息处理机构5）在检测系统中与电子设备有机结合的机构6）利用电子设备代替机械本体工作机构。
4、机电系统组成以及作用是什么？答：组成：1）机械本体部分2）计算机部分3）执行机构部分4）动力部分5）传感器部分作用：1）机械本体部分作用：支承2）计算机部分作用：分析、处理、发出指令3）执行机构部分作用：完成各种动作4）动力部分作用：提供能量（电能）5）传感器部分作用：检测信息。
5、机械本体在技术上需要考虑哪些方面？答：1）减轻重量2）提高刚性3）实现通用化4）提高系统整体的可靠性。
6、传感器根据用途分为（自身内部信息）的传感器和（检测对象的外部）传感器。
7、检测装置由（检测）、（转化）、（指示）、（信息处理）、（记录）组成的。
8、传感器向（高级化发展），主要是实现（元件化）和（智能化）。
9、信息处理设备包括（可编程控制器）、（输入输出设备）、（显示器）、（外部存储器）。
10、电力拖动电气控制线路主要由（各种电器元件）、（电动机）等用电设备组成。
11、电气设备图样有（电气原理图）、（电气设备安装图）、（电气设备接线图）。
12、液压系统和气压系统的制作原理是什么？答：液压系统的制作原理：将机械能转化为压力能，在液压系统中的压力能转化为负载所需的机械能。
气压系统的制作原理：由空气压缩机将机械能转化成压力能，通过执行元件，把空气的压力能转换为负载所需的机械能。
13、液压传动的特点及发展趋势是什么？答：1）液压传动特点：液压传动必须用具有一定压力的液体作为工作介质；传动中要经两次能量变换；先是用液压泵把机械能转变为液体的压力能，然后又把压力能转变成驱动负载运动的机械能；液压传动必须在密封容积内进行，且容积要发生变化，不密封则形不成压力，容积不变化则不能实现传动速度要求。
机电系统原理及应用
3.逻辑“或” 梯形图：触点的并联，表达触点间“或”的关系 语句表： “或”动合触点指令— OR “或” 动断触点指令— ORN
4.输出 梯形图：逻辑行末尾的线圈表示逻辑行结束，并用逻 辑运算的结果驱动该线圈。 输出指令可并联 语句表： 输出指令— OUT
5.线圈设定指令 梯形图：在一定条件下对线圈进行置位（接通）或复 位（断开），设定后，即使条件变化了，其线圈状态 也保持不变。 语句表： 置位指令— SET（接通） 复位指令— RST（断开）
四、基本编程指令 指令主要是为语句表编程而设置的。 1.逻辑操作开始 梯形图：每一逻辑行最左侧的一个触点 语句表： 动合触点开始指令— LD 动断触点开始指令— LDN
2.逻辑“与” 梯形图：触点的串联，表达触点间“与”的关系 语句表： “与”动合触点指令— AND “与” 动断触点指令— ANDN
(3) 可逆计数器 梯形图： 加计数输入：U 减计数输入：D 复位输入： R o 计数值大于等于 设定值时，触点动作； o 计数值小于设定值时， 触点回复原状。 语句表： 可逆 计数器指令—UDCNT
8. 移位寄存器
PC内部继电器中某一区域被指定为可进行移位操作的寄存器。 梯形图：数据输入口 IN：送入第一个寄存器 移位脉冲输入口 CP：一个脉冲完成一次移位 复位输入口 R：使各寄存器均变为0 M***对第一个和最后一个寄存器编号 语句表：移位寄存器指令—SR
三、按功能分类 1.在原有机械本体上采用电子控制设备实现高性能和 多功能 (数控机床、机器人） 2.用电子设备局部置换机械机构 (电子缝纫机,电子打印机) 3.在信息机器中与电子设备有机结合的机构 (电报机,传真机,复印机,录象机) 4.用电子设备全面置换机械机构的信息处理机构 (石英电子钟,电子计算机) 5.在检测系统中与电子设备有机结合的机构 (自动探伤机,CT扫描仪) 6.利用电子设备代替机械工作 (电火花机床,线切割机床)
机电一体化控制技术与系统章 (3)
（2）快速性。在实际的控制系统中，不仅要求系统稳定， 而且要求被控制量能迅速按照输入（或指令）信号所规定的形式 变化，即要求系统具有一定的响应速度。
一般
各系 统不同
好
好
好
好
各系 统不同，例如
一般具 备串口，可通 过通信模块扩展 USB
或ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ口
现场总 线控制系 统具备 现场总线 通信 能力，其他系 统可按 需配置不
同的 通信接口
以梯形 图为主，也支 持高 级语言开发
专用语言（如 G 代码 ）或 支持高级
语 言开发
一般（可选配 触摸屏）
一般
一般 规模现场控制
（4）工控机主板设计独特，无故障运行时间长，具有看 门狗功能，能在系统出现故障时迅速报警，并在无人干预的情 况下使系统自动恢复运行。
第3章 工业控制计算机
（5）工控机支持19英寸上架标准，机箱平面尺寸统一，可 集中安装在一个立式标准机柜中，设备占用空间小，便于与其它 设备的连接和管理。
（6）具有控制软件功能强大，人机交互方便、画面丰富、 能实时在线检测与控制，对工作状况变化给予快速响应等性能； 具有系统组态和系统生成功能；具有历史趋势记录和显示功能； 具有丰富的控制算法；具有远程通信功能，通信网络速度快，并 符合国际标准通信协议。
第3章 工业控制计算机
2.机电一体化控制系统的选用 在进行机电一体化系统中的控制系统设计时，要根据专用 与通用、成本、开发周期等实际情况来选择相应的控制系统。 表3－1给出了各种控制系统的性能比较及选用参考。
机电控制原理及应用
控制系统的传递函数
传递函数定义
传递函数是用来描述线性时不变 系统动态特性的数学模型，它表 示系统输入与输出之间的关系。
传递函数形式
传递函数的一般形式为 G(s) = (s^n + a1*s^n-1 + a2*s^n-2 + ... + an) / (s^m + b1*s^m-1 + b2*s^m-2 + ... + bm)，其中 s 为复数变量，a1, a2, ..., an 和 b1, b2, ..., bm 为系统参数。
通过机电控制系统，实现对数控机床的故障诊断和预警，提高设备 维护效率和安全性。
智能家居系统
智能照明系统
通过机电控制系统，实现 家庭照明的智能化控制， 提高居住舒适度和节能效 果。
智能安防系统
利用机电控制系统，实现 家庭安全监控、报警等功 能，提高家庭安全性和防 范能力。
智能环境控制系统
通过机电控制系统，实现 家庭环境的智能化调节， 提高居住舒适度和节能效 果。
机电控制原理及应用
• 机电控制概述 • 机电控制原理 • 机电控制系统应用 • 机电控制新技术与趋势 • 机电控制面临的挑战与解决方案 • 机电控制案例研究
01
机电控制概述
定义与特点
定义
机电控制是指通过各种机械、电 子和自动化的技术手段，对机械 设备进行控制，实现预设的功能 和性能。
特点
机电控制具有高效、精准、可靠 、自动化等特点，广泛应用于工 业、农业、交通、医疗等领域。
控制精度与稳定性挑战
总结词
控制精度和稳定性是机电控制中的核心 问题，直接关系到系统的性能和可靠性 。
VS
详细描述
在机电控制系统中，由于各种因素的影响 ，如传感器精度、执行器误差、系统非线 性等，常常导致控制精度下降和稳定性不 足。为了解决这些问题，可以采用先进的 控制算法和优化技术，如PID控制、模糊 控制、神经网络控制等，以提高系统的控 制精度和稳定性。
机电综合知识点的总结
机电综合知识点的总结机电综合知识点的总结一、引言机电综合知识是指机械和电子两个学科的结合，拥有广泛的应用领域，包括机械工程、自动化、电气工程等。
在现代工业中，机电综合知识的应用越来越广泛，对于提高生产效率和质量起着重要的作用。
本文将从机电综合知识的基本概念、原理和应用三个方面，对机电综合知识点进行总结。
二、机电综合知识点的基本概念1. 机电综合知识的定义：机电综合知识是指机械和电子两个学科的交叉与融合，通过应用电子技术来控制机械运动和实现自动化控制。
2. 机电综合知识的基本原理：机电系统的工作原理主要包括力学原理、电子原理和控制原理三个方面。
力学原理用于描述机械运动和力学特性，电子原理用于描述电子元件的工作原理和电路设计，控制原理用于描述控制系统的设计和实现。
3. 机电综合知识的核心内容：机电综合知识主要包括机械设计、电子设计、控制系统设计和自动化技术等方面。
其中，机械设计涉及到机械结构、传动装置、材料选择等内容；电子设计涉及到电路设计、电子元件的选择和电路板的布局等内容；控制系统设计涉及到控制算法、传感器选择和执行器的控制等内容；自动化技术涉及到自动化控制理论和方法、自动化设备和系统的应用等内容。
三、机电综合知识点的原理和应用1. 机电系统的原理：机电系统是指由机械和电子组成的系统，通过机械结构和电子元件之间的协调工作来实现特定的功能。
机电系统的原理包括力学原理、电子原理和控制原理。
力学原理用于描述机械运动和力学特性，电子原理用于描述电子元件的工作原理和电路设计，控制原理用于描述控制系统的设计和实现。
2. 机电系统的应用：机电系统的应用非常广泛，例如在工业生产中的机械加工和装配过程中，机电系统被用于控制机械设备的运行和自动化生产线的控制。
另外，在机器人技术领域，机电系统被用于实现机器人的运动控制和任务执行。
3. 机电系统的发展趋势：随着科技的不断进步，机电系统的应用领域正在不断扩大。
目前的趋势是将机电系统与信息技术、互联网等技术相结合，实现智能化控制和远程监控。
微机电系统的原理和应用技术
微机电系统的原理和应用技术微机电系统又称MEMS，是利用微纳米加工技术制造的一类微小机电系统，通常尺寸为毫米或微米级别。
其独特之处在于将机电元件、传感器、电子器件、控制器等集成在一个芯片上，实现了微小化、集成化、低成本化等优势。
微机电系统广泛应用于传感器、执行器、生物医学等领域，成为当前智能化、微型化、网络化的重要组成部分。
MEMS的原理主要基于微纳米加工技术，包括微电子加工技术、光刻技术、湿法腐蚀技术、离子注入技术等多种工艺的综合应用。
其制造过程包括设计、光刻、薄膜沉积、湿法腐蚀、离子注入等多个步骤，需要高精度、高技术的设备和技术人员进行操作。
由于MEMS器件具有微小、轻量、低功耗、高灵敏度等特点，因此在传感、控制、通讯、医疗、能源等诸多领域有广泛应用。
在MEMS技术中，传感器是最典型的应用之一，其主要功能是将物理量转化为电信号，并提供测量、检测、控制等重要信息。
常见的MEMS传感器包括加速度计、压力传感器、温度传感器、光学传感器等。
加速度计可用于汽车安全气囊、电子游戏、运动监测等领域，压力传感器可用于空气压力测量、液位控制、工业自动化等领域，温度传感器可用于电子电路温度补偿、环境温度测量等领域。
MEMS传感器具有体积小、响应速度快、适用于多种环境等优点，因此在智能手机、照相机、汽车等产品中得到广泛应用。
除了传感器之外，MEMS技术还可用于制造执行器，即将电信号转化为物理动作。
常见的MEMS执行器包括微型电机、振动器、泵、阀门等。
微型电机可用于风扇、马达、机器人等领域，振动器可用于手机震动、游戏手柄、体感控制等领域，泵和阀门一般应用于微流体控制、药物输送、化学反应等领域。
MEMS执行器具有灵活性高、响应速度快、能量密度高的特点，具有广泛的应用前景。
在医疗和生物医学领域，MEMS技术也被广泛应用。
MEMS传感器可用于生物监测、疾病诊断等领域，如Biosensor可用于葡萄糖监测、尿素测定、心肌酵素测定等；MEMS执行器可用于微型机器人、控制药物输送等领域，如微型钢丝操作器可用于微创手术、组织粉碎、药物输送等。
机电技术应用习题和答案
机电技术应用习题和答案机电技术应用是现代工业生产中不可或缺的一部分，它涉及到机械、电子、自动化等多个领域的知识。
以下是一些机电技术应用的习题和答案，供同学们学习和参考。
# 习题一：电机的工作原理问题：简述三相异步电动机的工作原理。
答案：三相异步电动机的工作原理基于电磁感应。
当三相交流电通过电动机的定子绕组时，会在定子中产生旋转磁场。
这个旋转磁场通过空气隙与转子相互作用，使转子产生感应电流。
由于电磁力的作用，转子会跟随旋转磁场旋转，但转速低于旋转磁场的同步速度，这种速度差称为滑差。
# 习题二：PLC编程基础问题：描述PLC（可编程逻辑控制器）的基本编程步骤。
答案：PLC编程通常包括以下步骤：1. 确定控制要求和逻辑。
2. 选择合适的PLC型号和I/O模块。
3. 绘制控制逻辑图或流程图。
4. 使用PLC编程软件编写程序代码。
5. 进行程序调试和测试。
6. 将程序下载到PLC并进行现场调试。
7. 监控系统运行并进行必要的维护。
# 习题三：传感器的应用问题：说明温度传感器在工业自动化中的应用。
答案：温度传感器在工业自动化中用于监测和控制温度，以保证生产过程的稳定性和产品质量。
它们可以用于：- 监控加热或冷却过程。
- 控制化学反应的温度。
- 保护设备免受过热或过冷的影响。
- 实现自动调节和优化生产过程。
# 习题四：液压系统的组成问题：列举液压系统的四个基本组成部分。
答案：液压系统通常由以下四个基本部分组成：1. 动力元件：如液压泵，用于提供压力油。
2. 执行元件：如液压缸或液压马达，用于将液体的压力能转换为机械能。
3. 控制元件：如各种液压阀，用于控制油液的流向、压力和流量。
4. 辅助元件：如油箱、管路、过滤器等，用于支持系统正常运行。
# 结语机电技术应用的习题和答案可以帮助同学们更好地理解理论知识，并将其应用于实际问题的解决中。
希望这些习题能够激发同学们对机电技术的兴趣，并在实践中不断提高自己的技能。
机电实物习题及答案
机电实物习题及答案习题一：电机的基本原理问题：请简述直流电机的基本工作原理，并列出其主要组成部分。
答案：直流电机的工作原理基于电磁感应定律和洛伦兹力定律。
当电流通过电机的电枢线圈时，线圈在磁场中受到力的作用而旋转。
直流电机主要由定子（磁铁）、转子（电枢）、换向器（或称为整流子）、电刷和轴承等组成。
习题二：机械传动系统问题：齿轮传动系统在机械设计中有哪些应用？请列举至少三种。
答案：齿轮传动系统广泛应用于机械设计中，包括但不限于：1. 改变转速：通过不同齿数的齿轮组合，可以调整输出轴的转速。
2. 改变扭矩：通过齿轮传动，可以增大或减小输出扭矩。
3. 改变运动方向：例如，通过使用伞齿轮可以改变运动的方向。
习题三：液压系统问题：液压系统中，液压泵的作用是什么？答案：液压泵在液压系统中的主要作用是提供压力油。
它将机械能转换为液体的压力能，为液压系统提供动力源，使液压缸或其他执行机构能够进行工作。
习题四：传感器的应用问题：请解释传感器在自动化控制系统中的作用，并给出一个具体应用实例。
答案：传感器在自动化控制系统中的作用是检测和测量各种物理量，如温度、压力、速度、位置等，并将这些物理量转换为电信号，以便控制系统进行处理和控制。
例如，在工业机器人中，位置传感器用于检测机器人臂的位置，确保精确执行任务。
习题五：PLC编程问题：简述PLC（可编程逻辑控制器）在工业自动化中的应用。
答案： PLC在工业自动化中扮演着控制中心的角色。
它能够接收来自传感器的信号，执行逻辑运算，控制电机、阀门等执行机构的动作，实现自动化生产线的控制。
PLC具有高可靠性、易于编程和维护等优点，广泛应用于制造业、电力、交通等多个领域。
结束语：通过以上习题及答案，我们对机电实物的基本原理和应用有了更深入的理解。
这些知识点是机电工程领域的基础，对于从事相关工作的工程师来说至关重要。
希望这些习题能够帮助大家更好地掌握相关知识，提高解决实际问题的能力。
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三、 软件编程 编程思想按自动循环要求编排，其逻辑控制过程与第 三节相同，只是用软继电器取代了硬继电器。 特点： ①减少电器元件数量。 ②简化了连线关系。 ③逻辑关系不再由硬连线决定。 ④可随时修改控制过程。 读 图3－22梯形图
第四节 组合机床的PC控制
用PC控制取代继电器接触器控制，增大机床的灵活性和自动化程度。 一、 PC输入输出信号 按钮、位置及状态信号为输入信号 I××× 指示灯、电磁铁、电机等动作信号为输出 Q×××
二、 机床的电气控制原理 电气控制原理图
PC输入、输出外部接 线 如图3－21 分手/自动控制 手动：开关型 调整、 维修 自动：PC输出，运行 输入信号接在输入模块 上 IN→I 输出信号接在输出模块 上 OUT→Q
四、立柱及底座 立柱用于安装动力滑台。 立柱内悬挂平衡重（液：钢丝 绳、机：链条） 平衡重为移动部件重量的75～ 85％ 底座采用标准件 五、液压回转工作台 分类： 机械传动分度回转工作台 液压传动分度回转工作台 气动传动分度回转工作台 气动液压传动分度回转工作台 本例为反靠定位式液压传 动分度回转工作台 组成：花盘、工作台体、定位机 构、抬起夹紧装置和自锁装置。
一、电气控制主回路 图3－16 M1为主电动机； M2为液压泵电动机； M3为冷却泵电动机； SB2同时接通KM1和KM2，起动M1和M2； SA4单独起动主电动机（SA4合、按SB2接通KM1） SA3单独起动液压泵电动机（SA3合、按SB2接通KM2） S置“1”位，SB3起动冷却泵电机 S置“2”位，动力箱开始工进时，K2合、起动冷却泵电 机 电源接通，指示灯HL点亮，直到M2起动，HL熄灭。
三、液压回转工作台 转位循环：自锁销脱开及回转台抬起→回转台回转及 缓冲→回转台反靠→回转台夹紧。 其控制原理如下页图所示。 该循环结束，由于KP得电 KP→K7得电→接通动力箱工作循环。 四、循环控制 整个自动循环由按扭SB4起动 动力箱当K7得电和ST9被压下后起动 可用按钮SB1停止自动循环（KM1，KM2，KM3断） 电容器C1用于保护ST9触点不被烧蚀（因ST9与多个 电磁铁动作相关）。
液压传动装置： 图3－14 油缸左（或右）腔进油→齿条移动→齿轮转动→端齿离 合器（合上时）→输出轴。 打开端齿离合器，使油缸复位，为下次转动作准备。
第三节 机床的液压传动与电气控制系统
液压系统是机械与电控系统联系的桥梁，电控信号 是通过液压系统驱动机械部件的。 本例除36把刀具的运动是电动机驱动外，其余动作 均由液压驱动。 液压系统原理： 图3－15 电气控制原理： 图3－16
3.主轴箱润滑
润滑泵结构： 壳体内的定子内外圆偏心，转子上装有两个径向叶片，弹 簧始终使叶片与定子内表面压紧。 润滑泵工作原理： 转子顺时针转动，叶片3右面的油腔体积逐渐增大，造成真 空，从吸油管吸入油液，叶片3左面油腔的液体，当与排油口接 通后，油腔体积逐渐变小，形成压力，油液从排油口中压出。 润滑泵由主轴箱中齿轮带动，油液经配油器送至箱体内各 轴承孔处，淋在轴承及齿轮上。
二、刀具主轴 图3－8 弹簧涨套用于夹紧直柄钻头。（7号） 调节螺母（3和5）少量调整接杆的轴向位置。 三、液压动力滑台 用于实现刀具的进给运动，采用标准型液压滑台 组成： 滑座+滑台体+液压缸 液压缸后端固定在滑座上，维修时可从滑座中抽出； 缸体固定，活塞杆移动； 滑座安装在立柱上，滑台上面装主轴箱； 导轨为矩形截面，刚度大； 终端调节螺钉调整滑台极限位置。
一、机床加工范围 工件：某轮盘工件上12个孔的钻扩铰 工位：第一工位：钻孔 第二工位：扩孔 第三工位：铰孔 第四工位：装卸 二、机床总布局及工作循环 组成：立柱、底座、液压回转台、液压滑台、主轴箱、动力箱、液 压系统和电控系统。 主要部件的功用： 主轴箱按工件位置及加工面要求设有12×3把刀具，动力箱运动 经过分配后分别驱动。 图3－3。 液压滑台推动主轴箱升降完成刀具进给。 液压回转台的旋转实现工件工位的转换，使辅助时间与加工时间 重合。 机床的自动工作循环 卸工件→装工件→刀具复位→自锁销脱开、回转台抬起→回转台 旋转、缓冲→回转台反靠→回转台夹紧→刀具起动、快进→刀具 工进及终端延时停留。
第三章 钻扩铰组合机床
第一节 第二节 第三节 第四节 概述 机床的传动及结构 机床的液压传动与电气控制系统 组合机床的PC控制
本章重点： 1. 学习一台自动加工设备的机、电、液控系统及其 之间的相互关系。 2. PC技术在机电系统中应用的基本思路。 最大特点：结构简单，生产率和自动化程度高。
Байду номын сангаас
第一节 概 述
工作台定位： 图3－13 花盘上的定位销压下浮动定位块后， 花盘反转（反靠），由定位销及浮动 定位块的侧面靠紧定位。定位后，浮 动定位块触动其后部的微动开关，发 出已定位信号。 工作台抬起：液压缸→杠杆→花盘中心 轴→抬起花盘。 工作台旋转：液压回转装置→联轴器→ 主动齿轮轴→花盘中心齿轮→中心套 →花盘 花盘中心套和铜套形成滑动支承。 花盘轴向由工作台体上平面支承。 工作台自锁： 油缸内弹簧→顶起自锁销→将定位销 靠紧在浮动定位块上。 油缸通压力油、压下自锁销、解除自 锁。
第二节
一、动力箱及主轴箱 1.动力箱 动力箱是主运动的 驱动装置，它通过主轴 箱使刀具旋转。 动力箱上盖板方便 装配 电机止口定心 小齿轮后部锯 形齿用于密封
机床的传动及结构
2.主轴箱 采用标准三件箱体，按刀具位置加工36孔， 三体用二个菱形销和螺钉连成一体。图3－5。 传动齿轮在轴向有4种安装位置（Ⅰ～Ⅳ） 钻孔轴向切削力由主轴前端推力球轴承承受 主轴径向采用球轴承支承 中间轴采用锥滚子轴承
二、液压动力滑台
S1置“1”位，为自动循环： 循环过程：原位停止→快速进给→工作进给→延时停 留→快速退回 控制过程见图。 动力箱点动 S1置“2”位 按SB5→K1得电→YA1,YA3通电→快进 松开SB5→动力箱停止（无自保） 动力箱复位 按SB6→K3得电→YA2得电→动力箱快退→压下 ST1→K3断→动力箱停止。