第一章 机电传动与控制教案资料
机电传动与控制资料课件
系统辨识是研究如何通过实验 数据来识别系统的参数和结构 的学科。在机电传动系统中， 系统辨识可用于识别控制系统 的参数和结构，优化控制性能。
鲁棒控制是研究如何在系统存 在不确定性和干扰时，保证控 制系统性能的学科。在机电传 动系统中，鲁棒控制可用于提 高控制系统的稳定性和抗干扰 能力。
03
机电传动控制系统的设计
要点三
数控机床的调速系统
数控机床的调速系统是实现机床稳定 运行的重要部分，包括机械调速、电 气调速和计算机控制调速等。
工业机器人传动控制系统实例分析
工业机器人的传动控 制系统概述
工业机器人是一种自动化生产设备， 其传动控制系统是实现机器人运动的 关键部分。
工业机器人的电机类 型及选用
工业机器人通常使用的电机包括交流 异步电机、直流电机、伺服电机等， 根据机器人的性能要求选用合适的电机。
电机性能的提升
采用高转矩、低惯量、高效率的电机，提高系统的响 应速度和能量转换效率。
减速机的优化
通过改变减速机的传动比、提高传动效率、降低传动 噪音等方面进行优化，提高系统的传动性能。
驱动装置的改进
采用先进的驱动装置，如矢量驱动、直接驱动等技术， 提高系统的驱动能力和稳定性。
控制系统稳定性的提高
控制系统的抗干扰能 力
实现对机电传动系统的精确控制，以满足生产工艺的要求，提高生产效率和质量。
任务
通过对机电传动系统的参数进行测量和控制，确保系统的稳定性和可靠性，同时优化系统的性能和效 率。
机电传动控制的发展历程
早期机电传动控制
主要依赖于手动控制，缺乏自动化和智能化。
现代机电传动控制
随着计算机技术和自动化控制技术的发展，机电传动控制逐渐实现了自动化、智能化和高效化。
机电传动控制教案1
2012-12-11
1· 课程内容安排 4
机械工程学院
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
机械工程学院
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二、相关的基本概念
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1、电机的能量转换
• 电机是转换能量形态的一种机械。 1、发电机将机械能转换成电能。 2、电动机将电能转换成机械能。 3、变压器将一种电压等级的电能转变成另 一种电压等级的电能。 • 电机的工作原理是建立在电磁感应定律、电 磁力定律、电路定律等基本理论之上。
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3、任务
• 广义上：实现自动化生产。 可以是生产机械设备、生产线、车间、甚至整个工 厂。 • 狭义上：专指控制电动机驱动生产机械。 要求能实现生产产品数量的增加，质量的提高， 生产成本的降低，工人劳动条件的改善以及能量的 合理利用。 • 随着生产工艺的发展，对机电传动控制系统提出了 愈来愈高的要求。
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2、法拉第电磁感应定律
• 设有一个匝数为ω的线圈放在磁场中，不论什 么原因，例如线圈的移动、转动或磁场强度 发生变化等，造成与线圈相交链的磁通Φ随时 间发生变化，这时线圈内部会感应出电势， 这种现象叫电磁感应。
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3、右手定则
• 如果磁场是恒定的，但线圈与磁场之间有相 对运动，引起与线圈相交链的磁通发生变化， 因而在线圈中感应出电势，则称这种电势为 运动电势。
5、电路定律
• 在电路里，对任何一个回路，若沿某一方向 环绕回路一周，则回路内所有电势的代数和 等于所有电压降的代数和。
e u
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1· 机电传动及其控制系统发展概况 2
机电传动与控制教案1
机电传动与控制教案1《机电传动控制》课程教案西南科技大学制造学院先进制造技术教研室马有良任同2005年10月《机电传动控制》课程教案机电传动控制》MachineElectricityTranmiionandControl本科课程名称授课专业教材名称参考书课程性质先修课程课程目的和任务机电传动控制机制英文名称层次授课教师考核方式马有良闭卷考试《机电传动控制》邓星钟，华中科技大学出版社，2001年3版1、《机床电气控制技术》齐占庆2、《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟专业基础课教学总时数48实践学时4题。
教学基本要求课程内容课程内容简介实践环节教学方法：《机电传动控制》课程教案机电传动控制》章节名称课型专业基础课第1章概述1备注第一讲教学目的及要求教学时数1、了解机电传动的目的和任务；2、机电传动及其控制系统的发展概况；教学主要内容第1章概述时间分配1.1了解课程的性质和任务对本课程的基本要求；学好本课程的方法；1.2课程的内容安徘1.3机电传动的目的和任务；机电传动的目的；机电传动的任务；1.4机电传动及其控制系统的发展概况机电传动的发展概况控制系统的发展概况8分钟10分钟5分钟5分钟9分钟5分钟3分钟45分钟教学重点教学难点机电传动的目的和任务●理解机电传动控制的意义。
●解决方法：1启发学生理解现代机电传动与电力拖动的区别。
1.机电传动的目的是什么？2.为什么我们把几门课程综合在一起？3.我们如何完成生产工艺过程的要求，从而保证生产过程的正常进行？了解有关概念的英文名称1、教学媒体：计算机多媒体投影系统2、老师讲解3、黑板指示1、《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟马有良职称副教授授课时间200年月日启发提问启发提问《机电传动控制》课程教案机电传动控制》章节名称课型第2章专业基础课机电传动系统的动力学基础备注第一、第一、二讲教学目的及要求3教学时数1、掌握机电传动系统的运动方程式；2、掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法；3、了解几种典型生产机械的机械特性；4、掌握机电传动系统稳定运行的条件；教学主要内容时间分配20分钟25分钟15分钟20分钟转矩的性质？2、请注意机电传动系统的稳定运行包含拿两重含义。
机电传动控制绪论
JZ
JM
J1 j12
JL jL2
GDZ2 GDM 2 GjD 1212 GjD L2L2
JM、J1、JL—电机轴、中间轴、生产 机械轴的转动惯量； GDM2、GD12、GDL2—电机轴、中 间轴、生产机械轴的飞轮转矩； j1=ωM/ω1 —电机轴与中间轴速比； jL=ωM/ωL —电机轴与生产机械轴速比。
构等
n
特点 转矩TL具有
固定的方向
不随转速方
TL
向变而改变 如起重类型
负载的重物
绪论
２）恒功率负载特性
３）泵与风机类负载特性
恒功率负载特点是：负载转
负载的转矩T L基本上与转
矩与转速的乘积为一常数，即T L与 速 n的平方成正比。负载特性
成反n比，特性曲线为一条双曲线。 为一条抛物线。
n
n
理想的通 风机特性
直线运动匀速时
F=FZ v a F=ma P=Fv E=mv2/2
对 照
旋转运动匀速时 T=TZ ω ε T=Jε P=Tω E=Jω2/2
记 忆
绪论
运动方程的实用形式：
TemTL
GD2 375
dห้องสมุดไป่ตู้ dt
系统旋转运动的三种状态
1)当Tem 或TL 时dn ,系 0统处于静止或恒转速运行状态，即处于稳态。 dt
应保证干扰消除后，系统能恢复原速。
绪论
控制设备
电动机
传动机构
生产负载
机电传动的目的，是将电能转变为机械能，实现生产机械 的启动、停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求， 保证生产过程的正常进行。
绪论
大学课件-机电传动控制(完整)
1.5 对本课程学习的基本要求
1. 了解机电传动控制系统的组成和基本规律； 2. 掌握常用电机、电器、晶闸管的工作原理主要
特性，了解其应用与选用； 3. 掌握继电器－接触器的工作原理，学会用它们
来实现生产过程的自动控制； 4. 掌握常用的开环、闭环驱动控制系统的基本工
作原理和特点，了解性能和应用场所。 5. 学会分析机电传动控制系统的基本方法。
第二章 机电传动系统的动力学基础
• 2.1 机电传动系统的运动方程式 • 2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算 • 2.3 生产机械的机械特性 • 2.4 机电传动系统稳定运行的条件
11
2.1 机电传动系统的运动方程式
ｎ
2.同时满足二稳定平衡条件。
△ｎ
30
第三章 直流电机的工作原理及特性
• 3.1 直流电机的基本结构和工作原理 • 3.3 直流电动机的机械特性 • 3.4 直流他励电动机的启动特性 • 3.5 直流他励电动机的调速特性 • 3.6 直流他励电动机的制动特性
31
定义： 机械能
直流发电机 直流电动机
25
1
（b）位能转矩
（因重力产生的转矩） （T的方向恒定与无关）
2.3 生产机械的特性
• 2.3.2 离心式通风机型机械特性 • 2.3.3 直线型机械特性 • 2.3.4 恒功率型机械特性
n
TL T0 Cn2
n TL Cn
n
TL K / n
0 T0
T
0
T
离心式通风机型机 直线型机械特性 械特性
解（1）
TL
TLL c M
机电传动控制教案
机电传动控制教案第一章：机电传动控制概述1.1 教学目标让学生了解机电传动控制的基本概念。
让学生理解机电传动控制系统的组成和作用。
让学生掌握机电传动控制的基本原理。
1.2 教学内容机电传动控制的概念机电传动控制系统的组成机电传动控制的特点和应用机电传动控制的基本原理1.3 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。
1.4 教学评估通过课堂提问和小组讨论评估学生对机电传动控制概念的理解。
通过课后作业评估学生对机电传动控制系统的组成的掌握。
第二章：机电传动控制系统的组成2.1 教学目标让学生了解机电传动控制系统中各个组成部分的功能。
让学生掌握机电传动控制系统中各个组件的连接和调试方法。
2.2 教学内容机电传动控制系统的组成部分各个组件的功能和特点组件的连接和调试方法2.3 教学方法通过实物展示和讲解相结合的方式进行教学。
安排学生进行实际操作，加深对组件连接和调试方法的理解。
2.4 教学评估通过课堂提问评估学生对机电传动控制系统组成成分的理解。
通过实际操作评估学生对组件连接和调试方法的掌握程度。
第三章：机电传动控制的基本原理3.1 教学目标让学生理解机电传动控制的基本原理。
让学生掌握机电传动控制系统的运行机制。
3.2 教学内容机电传动控制的基本原理机电传动控制系统的运行机制3.3 教学方法通过讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。
3.4 教学评估通过课堂提问评估学生对机电传动控制基本原理的理解。
通过课后作业评估学生对机电传动控制系统运行机制的掌握。
第四章：机电传动控制系统的应用4.1 教学目标让学生了解机电传动控制系统在实际工程中的应用。
让学生掌握机电传动控制系统的选型和设计方法。
4.2 教学内容机电传动控制系统在实际工程中的应用案例机电传动控制系统的选型和设计方法4.3 教学方法通过案例分析相结合的方式进行教学。
通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。
机电传动控制教案
机电传动控制教案第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动控制的概念解释机电传动控制的定义强调机电传动控制在现代工业中的重要性1.2 机电传动系统的组成介绍机电传动系统的常见组成部分，如电动机、传动装置、负载等解释各个部分在系统中的作用和相互关系1.3 机电传动控制系统的分类介绍机电传动控制系统的不同类型，如开环控制、闭环控制等比较各种控制系统的特点和应用场景第二章：电动机及其控制2.1 电动机的分类和特性介绍不同类型的电动机，如交流异步电动机、直流电动机等分析各种电动机的启动、制动和调速特性2.2 电动机的控制方法介绍电动机的常见控制方法，如开关控制、变频调速等分析各种控制方法的工作原理和应用场景2.3 电动机的选择和安装讲解电动机的选择依据，如负载类型、功率需求等介绍电动机的安装要求和注意事项第三章：传动装置及其控制3.1 传动装置的分类和特性介绍常见的传动装置，如齿轮传动、带传动等分析各种传动装置的传动比、传动效率等特性3.2 传动装置的控制方法介绍传动装置的常见控制方法，如机械调速、电子调速等分析各种控制方法的工作原理和应用场景3.3 传动装置的选择和安装讲解传动装置的选择依据，如负载类型、传动比需求等介绍传动装置的安装要求和注意事项第四章：机电传动控制系统的应用4.1 机电传动控制系统在工业自动化中的应用介绍机电传动控制系统在工业自动化中的典型应用案例，如、生产线等分析机电传动控制系统在提高生产效率和产品质量方面的作用4.2 机电传动控制系统在交通运输领域的应用介绍机电传动控制系统在交通运输领域的典型应用案例，如电动汽车、轨道交通等分析机电传动控制系统在提高运输效率和减少能源消耗方面的作用4.3 机电传动控制系统在其他领域的应用介绍机电传动控制系统在其他领域的典型应用案例，如医疗设备、建筑自动化等分析机电传动控制系统在提高生活质量和工作效率方面的作用第五章：机电传动控制系统的维护与故障诊断5.1 机电传动控制系统的维护介绍机电传动控制系统的日常维护内容和注意事项强调定期维护对于系统稳定运行的重要性5.2 机电传动控制系统的故障诊断方法介绍常见的故障诊断方法，如观察法、参数测量法等分析各种故障诊断方法的优缺点和适用场景5.3 机电传动控制系统的故障处理和预防措施讲解故障处理的一般流程和方法介绍预防措施，如使用高质量的元件、避免过载等第六章：传感器与信号处理6.1 传感器的类型与作用介绍各种常用传感器，如温度传感器、压力传感器等分析传感器在机电传动控制系统中的作用和重要性6.2 传感器的选用与安装讲解传感器的选用依据，如测量范围、精度要求等介绍传感器的安装方法和注意事项6.3 信号处理与分析解释信号处理的基本概念和方法分析信号处理在机电传动控制系统中的应用，如滤波、放大等第七章：PLC控制系统7.1 PLC的基本原理与组成介绍PLC的概念、工作原理和组成结构强调PLC在机电传动控制系统中的应用优势7.2 PLC编程与控制讲解PLC编程的基本语言和方法，如梯形图、指令表等分析PLC控制在机电传动系统中的应用案例7.3 PLC系统的维护与故障诊断介绍PLC系统的日常维护内容和注意事项讲解故障诊断的方法和技巧第八章：变频器与电机调速8.1 变频器的基本原理与类型介绍变频器的工作原理和类型，如电压型、电流型等强调变频器在电机调速中的应用优势8.2 变频器控制与应用讲解变频器的控制原理和方法，如矢量控制、直接转矩控制等分析变频器在电机调速中的应用案例8.3 变频器的选用与安装介绍变频器的选用依据，如电机功率、调速范围等讲解变频器的安装方法和注意事项第九章：伺服控制系统9.1 伺服控制系统的基本原理与组成介绍伺服控制系统的工作原理和组成，如伺服电动机、伺服驱动器等强调伺服控制系统在精确控制中的应用优势9.2 伺服控制系统的选用与调试讲解伺服控制系统的选用依据，如控制精度、响应速度等介绍伺服控制系统的调试方法和注意事项9.3 伺服控制系统的应用案例分析伺服控制系统在典型应用场景中的应用案例，如数控机床、等第十章：机电传动控制系统的节能与环保10.1 节能技术的应用介绍节能技术在机电传动控制系统中的应用，如电机变频调速、高效传动装置等分析节能技术在降低能耗和提高经济效益方面的作用10.2 环保技术的应用介绍环保技术在机电传动控制系统中的应用，如废弃物回收、低噪音传动装置等强调环保技术在实现可持续发展和社会责任方面的意义10.3 节能与环保的法规和标准讲解与节能和环保相关的法规和标准，如节能产品认证、环保法规等强调企业和个人在遵循法规和标准方面的责任第十一章：机电传动控制系统的安全与保护11.1 安全防护措施的重要性强调在机电传动控制系统中实施安全防护措施的必要性讨论因缺乏安全防护导致的潜在风险和事故11.2 安全防护技术与设备介绍常见的安全防护技术，如紧急停止按钮、安全门等分析安全防护设备在保障人员和设备安全方面的作用11.3 安全标准与合规性讲解与机电传动控制系统安全相关的国家和行业标准强调遵守安全标准和合规性的重要性第十二章：案例分析与实践12.1 机电传动控制案例分析分析具体的机电传动控制案例，如自动化装配线、升降机等讨论案例中的关键技术、挑战和解决方案12.2 实践操作与技能培训强调实际操作在理解机电传动控制系统中的重要性介绍常见的实践操作活动和技能培训方法12.3 项目设计与实施讲解机电传动控制系统项目设计的基本步骤和方法讨论项目实施过程中的管理、协调和风险控制第十三章：发展趋势与创新13.1 机电传动控制技术的发展趋势探讨机电传动控制技术的发展方向，如智能化、网络化等分析新兴技术如物联网、大数据在机电传动控制系统中的应用潜力13.2 创新设计与研发强调创新在推动机电传动控制系统发展中的重要性介绍创新设计的方法和研发流程13.3 知识产权保护与技术转移讲解知识产权在技术创新中的作用和保护方法讨论技术转移和产业化的途径和挑战第十四章：经济效益与投资分析14.1 经济效益评估介绍经济效益评估的方法和指标分析机电传动控制系统投资的经济效益14.2 投资决策与风险分析讲解投资决策的基本原则和方法分析机电传动控制系统投资的风险因素和应对策略14.3 财务分析与投资回报介绍财务分析的方法，如现金流量分析、净现值分析等讨论投资回报的计算和评估方法第十五章：综合测试与评价15.1 测试方法与设备介绍机电传动控制系统综合测试的方法和设备强调测试在确保系统性能和可靠性中的重要性15.2 性能评价与优化讲解机电传动控制系统的性能评价指标和方法讨论系统性能优化的策略和技术15.3 持续改进与寿命周期管理强调持续改进在提高机电传动控制系统性能和寿命中的作用介绍寿命周期管理的方法和实践重点和难点解析本文主要介绍了机电传动控制的相关概念、系统组成、控制方法、应用领域、维护与故障诊断等方面的内容。
机电传动与控制第四版教学设计
机电传动与控制第四版教学设计前言机电传动与控制是机械专业中的一门基础课程，其内容涉及机械运动原理、传动方式、传动元件、控制方式及控制元件等多方面知识。
本教学设计的目的是在第四版机电传动与控制教材的基础上，进一步拓展学生的知识结构，促进学生的思维能力和解决实际工程问题的能力。
教学目标本教学设计的教学目标如下：•深刻理解机械运动原理、传动方式、传动元件等基础知识；•掌握机械控制的基本原理、控制方式和控制元件；•能够针对实际问题，设计机械控制系统并进行工程实践；•培养学生的实践能力和团队合作精神。
教学内容第一章机械运动基础本章重点讲解机械运动的基本概念和原理，涵盖机械运动的类型、坐标系、运动方程等知识点。
同时，介绍机械运动的分析方法，掌握基本的刚体运动分析技巧和建立运动方程的方法。
第二章机械传动系统本章介绍机械传动系统的基本概念和分类、齿轮传动及皮带传动的分析方法、基本制动器和离合器的原理。
学生需要掌握这些知识，以便在后续的实践过程中运用到。
第三章机械控制系统本章介绍机械控制系统的基本概念、分析方法和常用控制元件的特点和应用。
学生需要掌握机械控制的基本原理，以及在实践中如何选用合适的控制元件。
第四章电气传动系统本章介绍电气传动系统的基本概念、常用电气元件和电机控制。
特别讲解不同类型电机的特点，如何选择适合的电机和为电机提供合适的控制方式。
第五章全机控制系统设计本章是本教学设计的重点和最后一个章节。
学生在前四章的学习过程中积累了丰富的知识，本章通过实际工程案例的分析和设计，使学生能够将前面所学的知识融会贯通，了解全机控制系统的设计和实施过程。
实践环节在第五章的学习过程中，学生需要分组进行项目设计和实施。
参与设计和实施的同学需要承担不同的角色，如项目经理、机械工程师、电气工程师、程序员等。
在实践过程中，学生要充分体现团队合作精神，并根据自己的角色和任务进行深入讨论和实践。
教学评估学生的成绩评定包括期末考试成绩、实验报告和评价、小组项目设计和实施情况评价等。
教案机电传动控制
教案机电传动控制第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动控制的概念1.2 机电传动控制系统的组成1.3 机电传动控制的特点与应用第二章：机电传动控制的基本原理2.1 机电传动控制的基本原理介绍2.2 机电传动控制系统的建模方法2.3 机电传动控制系统的稳定性分析第三章：机电传动控制器的设计3.1 机电传动控制器的设计方法3.2 PID控制器的设计与应用3.3 模糊控制器的设计与应用第四章：机电传动控制系统的仿真与实验4.1 机电传动控制系统的仿真方法4.2 机电传动控制系统的实验方法4.3 机电传动控制系统仿真与实验的结果分析第五章：机电传动控制系统的优化与故障诊断5.1 机电传动控制系统的优化方法5.2 机电传动控制系统的故障诊断方法5.3 机电传动控制系统的优化与故障诊断的应用实例第六章：电动机控制系统6.1 电动机的基本原理与特性6.2 直流电动机控制系统6.3 交流电动机控制系统第七章：步进电机控制系统7.1 步进电机的工作原理与特性7.2 步进电机控制系统的设计方法7.3 步进电机在实际应用中的案例分析第八章：伺服电机控制系统8.1 伺服电机的工作原理与特性8.2 伺服电机控制系统的设计方法8.3 伺服电机在实际应用中的案例分析第九章：机电传动控制系统的保护与安全9.1 机电传动控制系统的保护措施9.2 机电传动控制系统的安全操作规程9.3 机电传动控制系统保护与安全的实际应用案例第十章：现代机电传动控制技术的发展趋势10.1 智能控制技术在机电传动控制中的应用10.2 网络化控制技术在机电传动控制中的应用10.3 绿色控制技术在机电传动控制中的应用第十一章：传感器在机电传动控制中的应用11.1 传感器的基本原理与类型11.2 常用传感器的特性与应用11.3 传感器在机电传动控制系统中的集成与优化第十二章：机电传动控制系统的节能与环保12.1 节能控制技术在机电传动控制中的应用12.2 环保控制技术在机电传动控制中的应用12.3 节能与环保在机电传动控制系统中的重要性第十三章：机电传动控制系统的可靠性与维护13.1 机电传动控制系统的可靠性分析13.2 机电传动控制系统的维护方法与策略13.3 提高机电传动控制系统可靠性与维护的实际案例第十四章：机电传动控制系统的实际应用案例分析14.1 机床控制系统中的应用案例14.2 自动化生产线中的应用案例14.3 控制系统中的应用案例第十五章：综合训练与实践15.1 机电传动控制系统的设计与实现15.2 机电传动控制系统的仿真与实验15.3 机电传动控制系统的实际操作与调试重点和难点解析本文主要介绍了机电传动控制的相关知识，包括概述、基本原理、控制器设计、系统仿真与实验、优化与故障诊断、电动机控制系统、步进电机控制系统、伺服电机控制系统、保护与安全、现代机电传动控制技术的发展趋势、传感器在机电传动控制中的应用、节能与环保、可靠性与维护、实际应用案例分析以及综合训练与实践。
教案机电传动控制
教案机电传动控制第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动控制的概念介绍机电传动控制的定义和特点解释机电传动控制在现代工业中的应用1.2 机电传动控制系统的组成讨论机电传动控制系统的常见组成部分说明各组成部分的功能和相互关系1.3 机电传动控制系统的分类列举机电传动控制系统的不同类型分析各类系统的应用场景和优缺点第二章：机电传动控制的基本原理2.1 机电传动控制的基本原理介绍机电传动控制的基本原理和核心技术解释机电传动控制信号的传递和处理过程2.2 机电传动控制系统的建模说明机电传动控制系统的建模方法探讨建模过程中所需考虑的因素和注意事项2.3 机电传动控制系统的稳定性分析分析机电传动控制系统的稳定性条件介绍稳定性分析的方法和工具第三章：机电传动控制系统的传感器与执行器3.1 传感器在机电传动控制系统中的应用讨论传感器的作用和分类解释传感器在机电传动控制系统中的重要性和选择原则3.2 常见传感器的原理与使用介绍几种常见的传感器类型及其原理说明传感器的使用方法和注意事项3.3 执行器在机电传动控制系统中的应用讨论执行器的作用和分类解释执行器在机电传动控制系统中的重要性和选择原则第四章：机电传动控制系统的常用控制算法4.1 概述常用控制算法介绍机电传动控制系统中常用的控制算法解释各种控制算法的特点和适用范围4.2 比例-积分-微分控制算法详细讲解比例-积分-微分控制算法的工作原理分析比例-积分-微分控制算法的优点和局限性4.3 模糊控制算法介绍模糊控制算法的基本概念和原理讨论模糊控制算法在机电传动控制系统中的应用和优势第五章：机电传动控制系统的调试与维护5.1 机电传动控制系统的调试说明机电传动控制系统调试的目的和重要性介绍调试过程中所需进行的步骤和方法5.2 机电传动控制系统的维护讨论机电传动控制系统维护的内容和方法强调维护对系统稳定运行的重要性第六章：机电传动控制系统的故障诊断与容错控制6.1 机电传动控制系统的故障诊断介绍机电传动控制系统故障诊断的定义和目的讨论故障诊断的方法和技术6.2 常见故障诊断算法讲解几种常见的故障诊断算法及其原理分析各种故障诊断算法的优缺点和适用场景6.3 容错控制技术在机电传动控制系统中的应用解释容错控制的概念和重要性介绍容错控制技术在机电传动控制系统中的应用和方法第七章：机电传动控制系统的节能与环保7.1 节能控制技术在机电传动控制系统中的应用讨论节能控制技术的重要性介绍节能控制技术在机电传动控制系统中的应用和方法7.2 环保控制技术在机电传动控制系统中的应用解释环保控制技术的概念和重要性讲述环保控制技术在机电传动控制系统中的应用和实例7.3 节能与环保在机电传动控制系统中的综合考虑强调节能与环保在机电传动控制系统中的重要性讨论在机电传动控制系统中实现节能与环保的综合考虑的方法和策略第八章：现代机电传动控制技术的发展趋势8.1 概述现代机电传动控制技术的发展趋势介绍现代机电传动控制技术的发展趋势分析现代机电传动控制技术发展的驱动因素8.2 智能控制技术在机电传动控制系统中的应用讲解智能控制技术的概念和原理讨论智能控制技术在机电传动控制系统中的应用和前景8.3 网络化控制技术在机电传动控制系统中的应用解释网络化控制的概念和原理讲述网络化控制技术在机电传动控制系统中的应用和前景第九章：案例分析与实践9.1 机电传动控制系统的实际案例分析分析具体的机电传动控制系统案例总结案例中的成功经验和存在的问题9.2 机电传动控制系统的实验与实践介绍机电传动控制系统的实验目的和内容讲述实验方法和步骤以及实验中所需注意事项9.3 综合练习与讨论提供综合练习题目供学生练习组织学生进行讨论，加深对机电传动控制的理解第十章：总结与展望10.1 总结回顾整个教案的主要内容和知识点强调机电传动控制的重要性和应用前景10.2 展望探讨机电传动控制技术的未来发展趋势激发学生对机电传动控制研究的兴趣和热情重点和难点解析一、机电传动控制的概念与特点：理解机电传动控制的基本定义及其在现代工业中的应用场景，区分其与其他控制系统的不同之处。
机电传动与控制 王丰 第一章
1.3机电传动控制系统的组成和分类
1.3.1 机电传动控制系统的组成 电动机、控制电器、检测元件、功率半导体器件、微 型计算机 1.3.2 机电传动控制系统的分类 1、按组成原理分： 开环系统、闭环系统
图1.1 机电传动开环控制系统
图1.2 机电传动闭环控制系统
2 按控制目的分： 1）定值控制—保持受控量恒定 2）位置随动控制—控制工作机构的位移 3）程序控制—受控量按预先确定的规律变化
机电传动与控制
本课程学习的基本内容 本门课程以机电传动和电气控制两部分组成，主要 包括绪论、机电传动控制系统中的控制电动机、低压电 器及其选择、继电接触器控制、交流电动机无级调速控 制和机电传动控制系统设计等几部分内容。是机电专业 的一门专业技术基础课。是学习数控机床、机电一体化 系统设计等后续课程的基础。
直流伺服电动机常用晶闸管直流调速驱动和晶体管脉宽 调制（PWM）调速驱动两种方式。
晶闸管直流调速驱动系统，其中CF为晶闸管触发电路 ，KZ为晶闸管触整流电路，L为整流线圈。
PWM直流调速驱动
3.直流伺服电动机的特点 ①稳定 1.交流伺服电动机的种类和特点 交流伺服电动机分为：同步型（SM）和感应型 （IM）两种。 2. 交流伺服电动机的结构 交流伺服电动机一般是两相交流电动机，由定子和转 子两部分组成。两相定子绕组在空间相差电角度，其结构 完全相同，但作用不同：一个绕组作励磁之用，称为励磁 绕组（WF），而另一个作控制之用，称为控制绕组（WC ）。
第2章 机电传动控制系统中的控制电动机
控制电动机一般用于自动控制、随动系统以及计算装置 中，它是在一般旋转电动机的基础上发展起来的小功率电动 机，
2.1 伺服电动机 作用： 在控制系统中作执行元件，将输入的受控电压信号转换电 动机轴上的角位移或角速度输出。 分类：1）直流伺服电动机：输出功率1~600W，或数千瓦 2）交流伺服电动机：输出功率100W以下 2.1.1直流伺服电动机及其控制 1．直流伺服电动机的分类和结构 按励磁方式：电磁式，永磁式 按控制方式：磁场控制，电枢控制 按电枢形式：一般电枢式，无槽电枢式，绕线盘式，空心 杯电枢式 无刷直流伺服电动机
机电传动控制教案
机电传动控制教案第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动控制的概念解释机电传动控制的定义强调机电传动控制在现代工业中的重要性1.2 机电传动控制系统的组成介绍机电传动控制系统的常见组成部分解释各组成部分的作用和相互关系1.3 机电传动控制系统的分类列举常见的机电传动控制系统类型简要介绍每种类型的特点和应用范围第二章：机电传动控制的基本原理2.1 电机的基本原理介绍电机的工作原理和分类解释电动机和发电机的关系2.2 传动机构的基本原理介绍传动机构的作用和常见类型解释传动机构的工作原理和选择依据2.3 控制系统的的基本原理介绍控制系统的目标和常见类型解释控制系统的原理和组成第三章：机电传动控制系统的分析和设计3.1 机电传动控制系统的分析方法介绍机电传动控制系统的分析方法解释系统分析的目标和步骤3.2 机电传动控制系统的系统设计介绍机电传动控制系统的系统设计方法解释系统设计的依据和步骤3.3 机电传动控制系统的硬件设计介绍机电传动控制系统的硬件设计方法解释硬件设计的依据和步骤第四章：机电传动控制系统的应用案例4.1 案例一：电机速度控制的应用介绍电机速度控制的应用背景和需求解释电机速度控制系统的组成和工作原理4.2 案例二：电机位置控制的应用介绍电机位置控制的应用背景和需求解释电机位置控制系统的组成和工作原理4.3 案例三：电机力矩控制的应用介绍电机力矩控制的应用背景和需求解释电机力矩控制系统的组成和工作原理第五章：机电传动控制系统的维护和故障处理5.1 机电传动控制系统的维护方法介绍机电传动控制系统的维护方法解释维护的目的和重要性5.2 机电传动控制系统的故障处理方法介绍机电传动控制系统的故障处理方法解释故障处理的目标和步骤5.3 常见故障案例分析分析常见的机电传动控制系统故障案例解释故障原因和解决方法第六章：传感器与执行器在机电传动控制中的应用6.1 传感器的概述与应用介绍传感器的基本概念、工作原理和分类强调传感器在机电传动控制系统中的重要性列举常见的传感器及其应用实例6.2 执行器的概述与应用介绍执行器的基本概念、工作原理和分类强调执行器在机电传动控制系统中的重要性列举常见的执行器及其应用实例第七章：PLC在机电传动控制中的应用7.1 PLC的基本概念与工作原理介绍PLC的定义、发展历程和分类解释PLC的工作原理和系统组成7.2 PLC程序设计与应用案例介绍PLC程序设计的基本方法和技术分析PLC在机电传动控制系统中的应用案例7.3 PLC的维护与故障处理介绍PLC的维护方法和注意事项分析PLC的常见故障及其处理方法第八章：变频器在机电传动控制中的应用8.1 变频器的基本概念与工作原理介绍变频器的定义、分类和基本功能解释变频器的工作原理和接线方式8.2 变频器的参数设置与调试介绍变频器的参数设置方法和注意事项解释变频器调试的目的、步骤和评价指标8.3 变频器在机电传动控制中的应用案例分析变频器在电机速度控制、位置控制和力矩控制等方面的应用案例第九章：伺服系统在机电传动控制中的应用9.1 伺服系统的基本概念与工作原理介绍伺服系统的定义、分类和基本功能解释伺服系统的工作原理和主要组成部分9.2 伺服驱动器与伺服电机的选型与配置介绍伺服驱动器与伺服电机的选型依据和注意事项解释伺服驱动器与伺服电机的配置方法和技术9.3 伺服系统在机电传动控制中的应用案例分析伺服系统在精确位置控制、速度控制和力矩控制等方面的应用案例10.1 节能技术在机电传动控制中的应用介绍节能技术的基本概念和分类解释节能技术在机电传动控制系统中的重要性分析节能技术在机电传动控制中的应用案例10.2 环保技术在机电传动控制中的应用介绍环保技术的基本概念和分类解释环保技术在机电传动控制系统中的重要性分析环保技术在机电传动控制中的应用案例10.3 节能与环保在机电传动控制系统中的综合考虑强调节能与环保在机电传动控制系统设计、运行和维护过程中的重要性讨论如何在机电传动控制系统中实现节能与环保的目标和要求第十一章：机电传动控制系统的效率优化11.1 效率优化的意义与方法解释在机电传动控制系统中进行效率优化的意义介绍常见的效率优化方法和技术11.2 效率优化案例分析分析机电传动控制系统中效率优化的实际案例讨论优化前后的效果对比及经济效益11.3 效率优化在实际应用中的考虑因素强调在实施效率优化时需要考虑的因素讨论如何平衡优化效果与系统成本12.1 安全保护的基本要求与措施介绍机电传动控制系统安全保护的基本要求解释常见的安全保护措施和技术12.2 安全保护案例分析分析机电传动控制系统中安全保护的实际案例讨论安全保护措施的有效性和必要性12.3 安全保护在实际应用中的考虑因素强调在实施安全保护时需要考虑的因素讨论如何平衡安全保护与系统性能第十三章：机电传动控制系统的监测与维护13.1 监测与维护的基本内容与方法介绍机电传动控制系统监测与维护的基本内容解释常见的监测与维护方法和技术13.2 监测与维护案例分析分析机电传动控制系统中监测与维护的实际案例讨论监测与维护对系统性能的影响13.3 监测与维护在实际应用中的考虑因素强调在实施监测与维护时需要考虑的因素讨论如何合理安排监测与维护计划第十四章：机电传动控制系统的现代技术发展14.1 现代技术发展概述介绍机电传动控制系统现代技术的发展趋势强调现代技术对机电传动控制系统的影响14.2 现代技术应用案例分析分析机电传动控制系统中现代技术的实际应用案例讨论现代技术的优势和挑战14.3 现代技术在实际应用中的考虑因素强调在采用现代技术时需要考虑的因素讨论如何适应和引导技术发展第十五章：机电传动控制系统的综合应用案例15.1 综合应用案例分析分析机电传动控制系统中综合应用的实际案例讨论综合应用案例的成功经验和不足之处15.2 综合应用案例的实施与评估解释综合应用案例的实施步骤和评估方法强调综合应用案例对系统性能的影响15.3 综合应用案例在实际应用中的启示总结综合应用案例的经验教训讨论如何推广和应用成功的案例经验重点和难点解析本文主要介绍了机电传动控制教案，包括基本概念、原理、应用案例以及维护和故障处理等内容。
机电传动控制课件第1章
计算机控制：
微处理器取代模拟电路作为电动机控制 器，可使电路更简单、实现较复杂的控制 、无零点飘移、控制精度高、可提供人机 交互界面、能多机联网工作等
数字伺服控制：
伺服系统：
是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟 随输入目标值（或给定值）任意变化的自动控制系统。
当今世界伺服驱动的主流及发展方向是交流伺服系统，采 用嵌入式控制器的电动机数字交流伺服系统的出现，使机电 传动控制技术进入了信息化时代
第1章 概述
传动 ——运动的传递
（1）机械传动 （2〕流体传动
第1章 概述
1.1 基本概念：（什么是机电传动？）
生产机械组成： 工作机构、传动机构、 原动机、控制系统。
机电传动：原动机为电 动机时，由电动机通过 传动机构带动工作机构 进行工作。
机电传动系统
“机电传动”部分
包括电动机、电动机和运动部件相互联系的传 动机构及电气控制电路
课程的性质与任务
• 机电一体化技术的主要课程，是以驱动 系统为主导，以控制为主线，将元、器 件与控制系统有机结合的综合性课程。
• 通过本门课程的学习，希望同学们掌握 机电传动系统中主要运用到得元、器件 原理，了解机电传动系统的设计，尤其 是其控制电路设计的主要思路。
（1）成组拖动（初期）：一台电动机拖动一根 天轴，由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产 机械，一旦电动机出了故障，成组生产机械停车。
（2）单电机拖动：一台电动机拖动一 台生产机械，但当一台生产机械的运动 部件较多时，机械传动机构仍十分复杂。
20世纪40-50年代：老式切削机床 现今：一些中小型通用机床，运动部件较少
“机电传动控制”部分
电梯
机电传动系统的任务
机电传动控制教案
机电传动控制教案第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动的概念解释机电传动的定义强调机电传动在现代工业中的重要性1.2 机电传动系统的组成介绍机电传动系统的各个组成部分解释各部分的作用和相互关系1.3 机电传动控制的目标阐述机电传动控制的主要目标强调实现高效、精确和可靠传动的重要性第二章：机电传动控制的基本原理2.1 机电传动控制的基本原理介绍机电传动控制的基本原理解释控制信号、反馈信号和执行机构之间的关系2.2 机电传动控制系统的分类介绍机电传动控制系统的不同类型阐述各自的特点和应用范围2.3 机电传动控制算法介绍常见的机电传动控制算法解释各种算法的原理和实现方法第三章：机电传动控制系统的硬件设计3.1 控制器的设计介绍控制器的设计方法和原则强调控制器的性能要求和选择依据3.2 执行机构的设计解释执行机构的设计方法和原则强调执行机构的性能要求和选择依据3.3 传感器的设计介绍传感器的设计方法和原则强调传感器的性能要求和选择依据第四章：机电传动控制系统的软件设计4.1 控制算法的实现解释控制算法的实现方法和步骤强调算法的稳定性和效率4.2 程序的设计与调试介绍程序的设计方法和步骤强调程序的可读性和可维护性4.3 系统的测试与优化解释系统的测试方法和步骤强调系统的性能要求和优化目标第五章：机电传动控制系统的应用案例5.1 案例一：电机速度控制介绍电机速度控制的应用背景和需求阐述控制系统的设计方法和实现过程5.2 案例二：电机位置控制介绍电机位置控制的应用背景和需求阐述控制系统的设计方法和实现过程5.3 案例三：电机力矩控制介绍电机力矩控制的应用背景和需求阐述控制系统的设计方法和实现过程第六章：机电传动控制系统的故障诊断与维护6.1 故障诊断的基本方法介绍故障诊断的概念和重要性阐述常用的故障诊断方法，如数据分析、信号处理等6.2 故障诊断的实现过程解释故障诊断的实现过程和步骤强调故障诊断的准确性和及时性6.3 机电传动控制系统的维护介绍机电传动控制系统的维护方法和原则强调维护对系统稳定运行的重要性第七章：机电传动控制系统的节能与环保7.1 节能控制的基本原理介绍节能控制的概念和重要性阐述节能控制的基本原理和方法7.2 节能控制的应用案例介绍节能控制的成功案例，如电机变频调速等强调节能控制对降低能耗和保护环境的作用7.3 环保要求与机电传动控制介绍环保要求对机电传动控制的影响阐述机电传动控制系统在环保方面的责任和措施第八章：机电传动控制系统的安全与保护8.1 安全控制的基本原理介绍安全控制的概念和重要性阐述安全控制的基本原理和方法8.2 安全控制的应用案例介绍安全控制的成功案例，如紧急停止按钮、保护装置等强调安全控制对保障人员和设备安全的作用8.3 保护措施与机电传动控制介绍保护措施对机电传动控制的影响阐述机电传动控制系统在安全保护方面的责任和措施第九章：机电传动控制系统的未来发展9.1 新型传动技术的展望介绍新型传动技术的发展趋势和前景强调创新和技术进步对机电传动控制的重要性9.2 智能化与机电传动控制介绍智能化技术在机电传动控制中的应用阐述智能化对提高系统性能和可靠性的作用9.3 机电传动控制系统的集成与优化介绍机电传动控制系统的集成方法和优化策略强调集成与优化对系统整体性能的提升作用回顾整个教案的主要内容和知识点强调机电传动控制的重要性和应用前景10.2 教学建议给出教学建议，如教学方法、实践环节等强调理论与实践相结合的重要性10.3 展望未来展望机电传动控制的发展前景和挑战强调持续学习和创新对专业发展的关键作用重点和难点解析重点一：机电传动控制的概念和重要性需要重点关注机电传动控制的定义，以及它在现代工业中的应用和重要性。
《机电传动控制》教学课件—第1章 绪论
把上述各种参量的关系用方程式表示出来，则有：
TM
TL
J
dω dt
（式1-1）
TM ——电动机的输出转矩（亦称驱动转矩，N·m）；
TL ——生产机械的负载转矩（N·m）；
J ——机电传动系统的转动惯量（kg·m2）；
——机电传动系统的角速度（rad/s）；
t ——时间（s）
TM
TL
J
dω dt
成组驱动属于电动机稀缺、昂贵时期的无奈之举，现今 已经被淘汰。
（2）单电机驱动
单电机驱动是指每一 台生产机械，都由一台电 动机单独驱动，较成组驱 动已有很大进步。
但是，当生产机械的 运动部件较多时,则需要设 置分动箱、离合器等机构， 总体结构仍嫌复杂,无法满 足生产工艺的特殊要求。
图1-3 单电机驱动（立式钻床）
程的方法
1.1 机电传动系统
1.1.1机电传动系统与机电传动控制 1. 机电传动系统的组成
机电传动系统一般由电力供应系统、电气控制系统、机 电传动机构及生产机械组成（图1-1）。
图1-1 机电传动系统的组成
2. 机电传动控制
电气控制系统和机电传动机构是机电传动系统的重要组 成部分，也是机电传动控制学科的主要研究内容。
因此，在生产工艺要求复杂多变的场合，可编程序控制 器可以大显身手，并已经成为机电传动控制系统的主流控制 器件。
图1-6 可编程序控制器控制系统
（3）数字控制系统
自1952年美国出现第一台数控铣床，1958年出现加工 中心之后，计算机数字控制（Computerized Numerical Control ，CNC）技术开始逐渐普及。
柔性制造系统FMS与计算机辅助设计（Computer Aided Design ，CAD）、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）相融合，又促使工业生产向计算机 集成制造系统（Computer/contemporary Integrated Manufacturing Systems，CIMS）迈进。
机电传动与控制资料课件
03
CATALOGUE
机电传动控制系统
控制系统的基本组成与工作原理
控制系统的基本组成
控制器、执行器、被控对象和反馈环节。
工作原理
通过反馈环节获取被控对象的输出信息，与 设定值进行比较，控制器根据比较结果产生 控制信号，执行器根据控制信号调整被控对
象的输入，从而改变其输出。
常用控制策略与方法
PID控制
02
CATALOGUE
电机与电力电子器件
电机的工作原理与分类
电机的工作原理
电机是机电传动与控制中的重要组成部分，其工作原理基于电磁感应定律和磁场对电流的作用力。当 电流通过电机内部的导体时，会产生磁场，该磁场与电流相互作用产生转矩，从而使电机转动。
电机的分类
根据工作原理和应用场景的不同，电机有多种分类。常见的电机类型包括直流电机、交流电机、步进 电机、伺服电机等。
04
CATALOGUE
机电传动系统的控制技术
数字控制技术
总结词：高效精确
详细描述：数字控制技术通过将控制信号数字化，实现对机电传动系统的精确控制。它具有高效、可靠、灵活的特点，能够 提高系统的稳定性和精度。
智能控制技术
总结词：自主决策
详细描述：智能控制技术利用人工智能、神经网络等技术，使系统具备自主学习和决策的能力。它可 以自动识别和适应不同的工况，优化控制效果，提高系统的智能化水平。
常用电力电子器件及其应用
晶体管
晶体管是一种常用的电力电子器件，具有电 流放大作用。晶体管在电路中可以作为开关 或放大器使用，常见于各种电子设备和控制 系统，如计算机、通信设备等。
可控硅整流器
可控硅整流器是一种具有开关功能的电力电 子器件，广泛应用于交流电的控制和整流。 可控硅整流器在工业自动化、电力控制等领 域有广泛应用，如变频器、调速器等。
机电传动控制ch1_4_12.4.2 电子教案
1.4机电传动系统的稳定运行条件引言机械特性——是反映电机和生产机械的运动学与动力学参数的独立变化关系；n=f(T)动力学方程——则表示在一个传动系统中，电机与生产机械之间运动学与动力学参数的动态平衡关系。
电动机传动装置工作机械控制设备I ，VT 1，n 1T 2，n 2i()M M n f T =()L L n f T =M L d T T Jdtω-=1.4机电传动系统的稳定运行条件引言根据动力学方程，当T M -T L = 0，为系统的稳定运动状态（或称静态）；当T M -T L ≠ 0，为系统的不稳定运动状态（称动态或过渡过程）电动机传动装置工作机械控制设备I ，VT 1，n 1T 2，n 2i()M M n f T =()L L n f T =M L d T T Jdtω-=n生产机械运行速度图1.4机电传动系统的稳定运行条件引言根据动力学方程，当T M -T L = 0，为系统的稳定运动状态（或称静态）；当T M -T L ≠ 0，为系统的不稳定运动状态（称动态或过渡过程）M L d T T Jdtω-=稳定运行不稳定运行1.4机电传动系统的稳定运行条件引言根据动力学方程，当T M -T L = 0，为系统的稳定运动状态（或称静态）；当T M -T L ≠ 0，为系统的不稳定运动状态（称动态或过渡过程）M L d T T Jdtω-=本节内容：利用机械特性进一步分析和说明电机与生产机械动力学参数之间的静态平衡关系，及系统的稳定性问题。
1.4机电传动系统的稳定运行条件1.4.1拖动系统的静态工作点1）静态工作点的定义基本定义：当T M = T L 时，在机械特性上，由T 及其对应转速n 所确定的坐标点（T ，n ）。
()M M n f T =Tn1n 12n 2物理意义：表示系统的相对稳定运行状态（力矩平衡与转速不变）如图（T L ，n 1）、（T L ，n 2）两个点T M = T L ()L L n f T =LT1.4机电传动系统的稳定运行条件1.4.1拖动系统的静态工作点2）静态工作点的确定方法采用解析计算法用机械特性方程计算，令T M = T L ，求采用图解法在机械特性曲线图上，作电机和生产机械的机械特性，其交点就是系统的静态工作点（即：T M =T L ）()M M n f T =Tn1n 12n 2()L L n f T =LT (),()M L n f T n f T ==1.4机电传动系统的稳定运行条件1.4.2 静态工作点的稳定性1）工作点稳定性基本定义：当拖动系统受到瞬时干扰后，能自动恢复到原有稳定工作状态的性质——称为稳定性。
《机电传动控制》课件第1章
自20世纪70年代以来，单片机发展很快。由于单片机的 结构和指令系统都是针对工业控制的要求而设计的，其成本 低、集成度高，可灵活地组成各种智能控制装置，解决从简 单到复杂的各种任务，实现较佳的性能价格比，而且从单片 机芯片的设计制造开始，就考虑了工业控制环境的适应性， 因而它的抗干扰能力较强，特别适合于在机电一体化产品中 应用，在机电传动与控制中也有许多应用。
5. 信息处理与控制装置(控制功能) 机电传动控制系统的核心是信息处理与控制。机电传动 控制系统的各个部分必须以控制论为指导，由控制器(继电器、 可编程控制器、微处理器、单片机、计算机等)实现协调与匹 配，使整体处于最优工况，实现相应的功能。在现代机电一 体化产品中，机电传动系统中控制部分的成本已占总成本的 50%。特别是近年来随着微电子技术、计算机技术的迅速发 展， 越来越多的控制器使用具有微处理器、计算机的控制系 统，输入/
机械制造自动化的高级阶段是实现设计、制造一体化， 即利用计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM)形成 产品设计和制造过程的完整系统，对产品构思和设计直至装 配、试验和质量管理这一全过程实现自动化。为了实现制造 过程的高效率、高柔性、高质量，研制计算机集成生产系统
(CIMS)
近些年来，许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、 高功率-重量比、大功率和低成本控制系统提出的要求，促使 了液压、气动控制系统的迅速发展。液压、气动控制系统和 电气控制系统一样，由于各自的特点，在不同的行业得到了
所谓单电动机拖动，就是用一台电动机拖动一台生产机 械，它虽较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动 部件较多时，机械传动机构仍十分复杂。多电动机拖动即一 台生产机械的每一个运动部件分别由一台专门的电动机拖动。 例如，龙门刨床的刨台、左右垂直刀架与侧刀架、横梁及其 夹紧机构，均分别由一台电动机拖动。这种拖动方式不仅大 大简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械 的自动化提供了有利的条件。所以，现代化机电传动基本上
《机电传动控制教案》课件
《机电传动控制教案》课件第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动的概念1.2 机电传动控制的作用1.3 机电传动控制的发展趋势第二章：机电传动元件2.1 电动机的基本原理与结构2.2 常用电动机及其特性2.3 机电传动元件的选型与安装第三章：机电传动控制系统3.1 机电传动控制系统的组成3.2 控制器的选择与设置3.3 传感器的选择与安装3.4 执行器的选择与安装第四章：机电传动控制策略4.1 速度控制4.2 位置控制4.3 力矩控制4.4 节能控制第五章：机电传动控制实例分析5.1 电梯控制系统5.2 数控机床控制系统5.3 控制系统5.4 电动汽车控制系统本教案旨在帮助学生了解机电传动控制的基本概念、元件、控制系统及策略，并通过实例分析使学生能够将理论知识应用于实际工程中。
希望对您有所帮助！第六章：机电传动控制系统的稳定性与动态响应6.1 系统稳定性的概念6.2 机电传动控制系统的建模6.3 系统动态响应的分析6.4 稳定性分析在控制系统设计中的应用第七章：机电传动控制系统的性能优化7.1 系统性能指标7.2 控制器参数优化方法7.3 系统辨识与参数估计7.4 性能优化算法及其应用第八章：故障诊断与容错控制8.1 故障诊断的基本方法8.2 机电传动系统的故障模型8.3 容错控制策略8.4 故障诊断与容错控制在机电传动控制中的应用第九章：节能控制与环保技术9.1 节能控制的重要性9.2 节能控制策略9.3 环保技术在机电传动控制中的应用9.4 节能与环保技术的未来发展趋势第十章：案例分析与实践10.1 机电传动控制系统设计案例10.2 故障诊断与容错控制案例10.3 节能控制与环保技术应用案例10.4 综合实践项目设计与实施本教案通过系统稳定性与动态响应、性能优化、故障诊断与容错控制、节能控制与环保技术等内容的学习，使学生掌握机电传动控制技术的综合应用。
通过案例分析与实践，培养学生解决实际工程问题的能力。
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A.日常生活机电产品.亦称民用产品
例如:自动洗衣机,自动照相机
B.社会生产机电产品,亦称产业机电产品
例如:数控机床,工业机器人
C.办公自动化机电产品.亦称办公机电产品
例如: 复印机,打字机
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二.机电一体化系统的相关技术
1.机械技术
机械技术是基础,在结构,质量,体积,材料,刚性和耐用等 方面,与机电一体化相适应,利用高新技术更新概念. 例如, CAPP , CAD/CAM,专家系统化系统或产品和人体功能要素
内脏
五官
头脑
动力
手足
传感器
计算机
执行 机构
骨胳 人体五大要素
机械 结构
机电一体化五大要素
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3.机电一体化产品的分类:
(1)以发展水平分类:
A.功能附加型初级产品 B.功能代替型中级产品 C.机电融合型高级产品
(2)以应用范围分类:
特点:容易编程,通用性强,接线简单,有功率级 输出,抗干扰能力强,工作可靠
发展方向: 微型,简易,价廉. 适合于机电一体 化产 品大容量,高速,高性能,能实现 网络通信
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第二节:机电一体化技术
一。机电一体化的基本概念
1。机电一体化的意义 随着大规模的集成电路和微型计算机的发展，机械技术
交流电动机调速,利用变频器实现交流电动机 调速,能在宽范围内实现平滑无级调速.
特点:单机容量大,转速高,体积小,可靠性高.
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二. 机电控制系统的发展
1,继电接触器控制
实现的功能:起动,停车,调速,自动循环 保护等控制
特点: 结构简单,价廉,控制方式直观,可靠, 易掌握,易维护.体积大,工耗大,控制速度 慢,改变控制程序难
第一章 机电传动与控制
3.多电机拖动:
一台生产机械,每个运动部件分别由一台电 动机拖动. 例如:龙门刨床 刨台 刀架 横梁 夹紧机构 分别由独立的电动机拖动 特点:简化了传动机构. 控制灵活. 便于实现生 产自动化
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4.交直流无级调速
直流电动机具有良好的起动,制动和调速性, 能在宽范围内实现平滑无级调速.
日本造英文字。 1984年，美国机械工程协会ASME给出现代机械系统定义：
由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力，运动和 能量流等动力学任务的机械和机电部件相互联的系统。
2.基本结构要素
一个完善的机电一体化系统，应包括五大基本要素： （1）。机械本体
系统所有功能元素 的机械支持结构，包括机 身框架，机械连接等。材料，工艺，性能和水平的提高。 适应产品的高效，多功能，可靠，结构上，小型，轻量 和美观等要求。 （2）。能源部分
为系统提供能量和动力，使系统正常运行。常用 主要能源：电源，气压源和液压源等
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（3）。测试传感部分
对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数 及状态进行检测，变成可识别的信号。传输到信息处理 单元。经过分析和处理后，产生相应的控制信息。
（4）。驱动机构执行机构
提供动力，驱动各种执行机构，来完成各种动作 和功能。 要求：高效率，快速响应特性。对外部适应性和可靠性。
与电子技术的深度结合，综合运用机械技术，微电子技术， 自动控制技术，信息技术，传感测试技术，电力电子技术， 接口技术，信号变换技术及软件编程技术等群体技术。
根据系统功能的目标和优化组织结构的目标，合理配置 机械本体，执行机构，动力驱动装置，传感测试元件，微电 子信息传输和处理单元等硬件元素。并在
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根据控制信息和指令，完成要求的动作。 执行机构是运动部件：机械，电磁，电液等。
要考虑匹配性，改善性能，提高刚度，减轻重量， 实现模块化，标准化和系列化。提高整体的可靠性。
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（5）。控制及信息处理单元
将各传感信息和外部命令进行集中存储，分析，加工，并 按一定的程序和节奏发出相应的指令。控制整个系统有目 的运行。
软件程控和微电子电路的逻辑，有目的信息流向导引下， 相互协调，有机融合和集成。形成物质，能量和信息 的有序规则运动。在高功能，高质量，高可靠性，低 能耗的意义上，实现特定功能价值的系统工程技术。
A.机电一体化技术
它是微电子技术，计算机技术，信息技术与机械 技术相结合的，新兴的综合性的高新技术与微电子技 术的有机结合。
组成：计算机，可编程控制器PLC，数控装置，逻辑电路， I/O,A/D，D/A。
要求：处理速度快，可靠性高，抗干扰能力强。完善的系 自我诊断功能。 智能化，小型化，轻量化，标准化等。
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机电一体化系统或产品和人体功能要素
内脏
能源
五官
头脑
手足
检测
控制
驱动
骨胳 人体五大要素
结构
机电一体化五大功能
2.计算机与信息处理技术
计算机的硬件技术和软件技术,网络与通信技术,数据库 技术,人工智能技术,专家系统技术等.
信息处理技术包括信息的交换,存取,运算,判断和决策等 等
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3.系统技术
以整体的概念组织，应用各个相关技术。从全局角度 和系统目标出发，将总体分解成相互联系的若干个概念单 元，以功能单元为子系统进行二次分解，生成功能更为单 一和具体的子功能单元，直到能找出一个可实现的技术方 案。对系统设计和产品开发十分重要。
如：电气接口，机械接口，人机接口
4。自动控制技术
具体控制装置和控制系统的设计。 如：位置控制，速度控制。自适应控制。自诊断校正等
B.机电一体化产品
它是新型机械与微电子器件，特别是微处理器，微
型机相结合，而开发出来的新一代电子化机械产品。
20世纪七十年代，机电一体化是最早出现的日本汉字。
后来我国接受这一概念，
Mechatronics 机电一体化。 机械电子学.
Mechanics 机械学。Electronics 电子学。
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2:顺序控制器控制
顺序控制器控制是继电器和半导体元件综合应 用控制装置.
特点:容易改变程序,通用性强.
随着微电子技术和计算机技术的发展,出现两 个分支:
(1).可编程序控制器控制技术 (2).单片机控制技术
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3:可编程序控制器PLC
可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Control----PLC),是微电子技术,计算机技术,继电 接触器控制技术相结合的产品.