机电一体化技术——可靠性抗干扰技术
现代武器装备中机电一体化技术的应用
现代武器装备中机电一体化技术的应用机电一体化技术是指将机械和电子技术有机地结合在一起，通过电子控制系统实现机械设备的智能化、自动化和精确控制。
在现代武器装备中，机电一体化技术的应用已经成为提高作战能力和保障作战安全的重要手段。
在现代军事装备领域，机电一体化技术在武器系统的控制方面发挥重要作用。
通过搭载先进的电子控制系统，能够实时监控武器系统的各个部件和参数，实现精确的控制和调整。
在战斗机上，机电一体化技术可实现飞行控制系统、感知系统、导航系统和武器系统的协同工作，使战机能够实现高速飞行、精确打击和复杂空战任务。
在导弹系统中，机电一体化技术可以实现导弹的控制、制导和引爆等关键功能，提高打击精确度和反击能力。
机电一体化技术还广泛应用于坦克、火炮、舰船和潜艇等武器装备系统中，提高了作战效能和生存能力。
在武器装备的维护和保障方面，机电一体化技术也发挥了重要作用。
传统的武器装备需要大量的人力维护和保障，费时费力且易受人为因素影响。
而通过机电一体化技术的应用，可以实现武器装备的自动化维护和故障诊断，提高了保障效率和可靠性。
通过在装备中搭载传感器、执行器和计算机等设备，可以实现对装备状态的实时监控和分析，及时发现并修复故障。
在舰船和潜艇等大型武器装备中，机电一体化技术还能够实现自动化的船舶管理系统和舰艇维护系统，提高了作战效能和安全性。
机电一体化技术在武器装备的信息化建设中也起到关键作用。
现代战争以信息化为特征，武器装备需要能够快速获取和传输信息才能适应作战需求。
通过机电一体化技术，可以实现武器装备的信息感知、信息处理和信息传输等功能。
在通信系统中，机电一体化技术可以实现对通信信道的智能选择和频段分配，提高数据传输的可靠性和抗干扰能力。
在雷达系统中，机电一体化技术可以实现雷达接收信号的数字化处理和虚拟天线阵列的应用，提高目标探测和跟踪的准确性和敌我协同能力。
机电一体化技术在现代武器装备中的应用非常广泛，涵盖了武器系统的控制、维护和信息化建设等方面。
PLC机电一体化技术在电气自动化中的运用
PLC机电一体化技术在电气自动化中的运用摘要：信息时代下，各行各业得到了迅速的发展和升级，编程逻辑控制（Programming Logic Control,PLC）机电一体化技术成为了电气自动化领域经常使用的技术之一，也成为了21世纪国家的重点技术产业项目和目前社会各界和学术界研究的热点问题。
因此，本文主要分析了PLC机电一体化技术在电气一体化中的运用。
关键词：PLC技术；机电一体化1 PLC机电一体化技术PLC是新型的自动化控制技术，PLC从结构和工作模式上可以划分为多种类型，是最为重要的基础性结构。
首先，PLC机电一体化技术可以直接接入系统，利用交流电源为电气工程供电，但在接入电源过程中，若出现了异常波动，也需要积极地处理和维护。
其次，使用中央处理器时，也可以通过编辑器向中央处理器内部输入相关信息，利用先进的信息技术，及时检测分析PLC的模块，并及时校正和核对相关程序的准确性。
因此，中央处理器是PLC的控制中心，能够有效提高PLC控制的可靠性和可行性。
目前，我国PLC大多为双中央处理器设置，能够在短时间内有效收集并储存大量信息。
同时，PLC装置内部也具有存储器以及其他模块存储器，主要包括系统程序存储器和应用程序存储器，能够实现无人化、自动化控制，并且在其他模块中还包括通信模块、接入关口功能模块等，均能根据先进的信息技术使PLC实现指定的多元化功能，并及时完成数据和指令的传输工作，在PLC技术正常运转时，通常采用以下3个步骤进行自动化控制工作。
（1）在采集信息阶段，PLC会利用功能模块读取有效数据的输入和有效数据的信息，然后将这些数据转入到下一目标区域，完成对数据的采集和分析工作。
（2）在应用程序执行阶段，PLC会按照程序的次序及信号的发送指令，在区域内利用并使用数据，而暂存的数据区域内的数据不会发生状态改变，能够保障数据保存的真实性和可靠性。
（3）在应用程序执行阶段，PLC会在区域内使用数据，而暂存的数据区域内的数据不会发生状态改变，能够保障数据保存的真实性和可靠性。
机电一体化的核心技术
机电一体化的核心技术机电一体化包括软件和硬件两方面技术。
硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。
因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。
1、机械本体技术机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。
现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。
只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。
2、传感技术传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。
为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。
对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
3、信息处理技术机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。
为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
4、驱动技术电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。
目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
5、接口技术为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。
接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。
目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
6、软件技术软件与硬件必须协调一致地发展。
为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
机电一体化技术课后习题及答案
机电一体化技术课后习题及答案（孙卫青版第二版）1- 1 、试说机电一体化的含义答：机电一体化是在机械主功能、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。
1- 2 、机电一体化的主要组成、作用及其特点是什么答：主要由机械本体、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统和执行装置等组成。
机械本体用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理的结合起来，形成有机的整体。
动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。
传感与检测系统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及状态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。
执行装置在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。
1- 3 、工业三大要素是什么？答：物质、能量和信息。
1- 4 、传统机电产品与机电一体化产品主要区别是什么？答：传统的机电产品机械与电子系统相对独立，可以分别工作。
机电一体化产品是机械系统和微电子系统的有机结合，从而赋予其新的功能和性能的一种新产品，产品功能是由所有功能单元共同作用的结果。
1- 6 、应用机电一体化技术的突出特点是什么？答：①精度提高；②生产能力和工作质量提高；③使用安全性和可靠性提高；④调解和维护方便，使用性能改善；⑤具有复合功能，适用面广；⑥改善劳动条件，有利于自动化生产；⑦节约能源，减少耗材；⑧增强柔性。
1- 7 、机电一体化的主要支撑技术有哪些，它们的作用如何？答：1、传感测试技术，在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及工作过程有关的相关信息都要通过传感器进行接收，并通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，以实现产品工作过程的自动控制。
2、信息处理技术，在机电一体化产品工作过程中，参与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析。
机电一体化设计-基于PLC的全自动洗衣机控制
基于PLC的全自动洗衣机控制摘要随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。
传统洗衣机基于电器的控制，已经不能满足人们对其自动化程度的要求了。
洗衣机要更好地满足人们的需求,必须借助于自动化技术的发展。
自动化技术的飞速发展，使得洗衣机由最初的半自动式发展到现在的全自动式，并正在向智能化洗衣机方向发展。
洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。
基于全自动洗衣机的应用日益广泛，本次设计利用西门子公司生产的PLC控制全自动洗衣机，与传统的继电器逻辑控制系统相比较,洗衣机可靠性、节能性得到了提高.PLC控制不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少,与此同时系统维修简单、维修时间缩短。
本文首先介绍了洗衣机的发展，然后重点介绍了洗衣机的设计,对程序流程图及编程软件进行了说明，最后对系统进行了仿真。
PLC采样按钮及限位开关外部输入信号的变化，执行相应的程序，然后输出控制电机正反转及脱水处理，控制方式灵活多样。
最后就本课题所做的工作进行了总结，并对进一步的研究提出了自己的看法.本次设计的全自动洗衣机工艺要求有待改善，不可以单独脱水及洗衣时间的设置；由于时间有限，没做进一步的改善。
基于全自动洗衣机在日常生活中广泛运用，本设计具有广泛的推广价值。
关键词：全自动洗衣机，PLC，控制目录1 绪论 (1)1。
1 课题概述 (1)1.2 洗衣机发展概况 (1)1。
3 课题研究的目的与意义 (2)1.4 本课题研究的主要内容 (3)2 系统硬件设计 (4)2。
1 系统的控制要求 (4)2。
2 系统硬件设计 (5)2。
3 系统软件设计 (8)3 总结 (13)3.1 工作总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录 (16)附录一：梯形图程序 (16)1 绪论1.1 课题概述本次设计基于PLC 的全自动洗衣机控制，采用PLC 控制开发的周期短,开发成本低,可靠性高，可以直接用于现场控制。
机电一体化系统抗干扰的途径
机电一体化系统抗干扰的途径在机电一体化系统中，抗干扰是系统正常工作的重要保障。
机电一体化系统涉及到的电气、电子、机械、传感器等多个领域，每个领域都有不同的干扰来源，因此需要采取不同的抗干扰措施，保证系统正常稳定地工作。
本文将从电磁干扰、温度干扰、机械震动干扰、电源干扰四个方面介绍机电一体化系统抗干扰的途径。
电磁干扰机电一体化系统可能会遇到的电磁干扰有：电磁波辐射、电磁波感应、电磁波传播等。
电磁干扰会影响系统的正常工作，因此需要采取以下措施：1.使用抗干扰电缆、电源线和信号线。
在设计电缆、电源线和信号线时，应使用具有抗干扰能力的器件。
抗干扰电缆的导体绕绕数多，有更好的抗干扰能力。
2.建立良好的接地系统。
建立良好的接地系统可以有效地减小电磁干扰。
应减少不必要的截面变化，避免开放式线路的作用，使接地阻抗低于10欧姆。
3.采取屏蔽措施。
对于需要抗干扰的系统，应采用金属屏蔽。
屏蔽材料应选用优质的磁性材料或导电材料，避免使用电植物或塑料。
4.合理排布线路。
线路的排布应按照电磁兼容的原理进行。
在设计时，应尽量避免将高频电路与低频电路、数字电路与模拟电路混合在一起，避免将复杂电路设计在一个板子上。
温度干扰温度干扰是机电一体化系统中常见的干扰源。
温度干扰主要是指温度的变化，例如温度变化对机器精度、膨胀系数的影响等。
以下是几种温度干扰的措施：1.控制系统温度的稳定性。
在机电一体化系统中，往往会加装冷却设备，冷却器的稳定性将决定机器的承受能力。
2.采用防滑垫。
防滑垫是将机器稳定在运动过程中的一个关键部分，它可以防止温度变化对机器稳定性的影响。
3.控制精度。
在机电一体化系统中，往往会采用控制器来控制机器的行程，能够有效地控制在运动中由于温度变化引起的机器损坏。
4.温度措施。
应进行适当的配置和维护，以防止温度变化所引起的冷却材料使用寿命变短等问题。
机械震动干扰机械震动干扰主要是指机器振动对系统带来的干扰。
机械震动干扰可以影响机器的稳定性和性能。
机电一体化系统抗干扰技术
其次可采用分立式供电方案，就是将组成系统各模块分别 用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源供电， 这样就减少了集中供电的危险性，而且也减少了公共阻抗以及 公共电源的相互耦合，提高了供电的可靠性，也有利于电源散 热。
另外，交流电的引入线应采用粗导线，直流输出线应采用 双绞线，扭绞的螺距要小，并尽可能缩短配线长度。
2．利用电源监视电路
在配电系统中实施抗干扰措施是必不可少的，但这些仍难 抵御微秒级的干扰脉冲及瞬态掉电，特别是后者属于恶性干扰 ，可能产生严重的事故。因此应采取进一步的保护性措施，即 使用电源监视电路。电源监视电路需具有监视电源电压瞬时短 路、瞬间降压和微秒级干扰及掉电的功能；及时输出供CPU 接受的复位信号及中断信号等功能。
电磁干扰是指在工作过程中受环境因素的影响，出现的 一些与有用信号无关的，并且对系统性能或信号传输有害的电 气变化现象。这些有害的电气变化现象使得信号的数据发生瞬 态变化，增大误差，出现假象，甚至使整个系统出现异常信号 而引起故障。例如传感器的导线受空中磁场影响产生的感应电 势会大于测量的传感器输出信号，使系统判断失灵。干扰的形 成包括三个要素：干扰源、传播途径和接受载体。三个要素缺 少任何一项干扰都不会产生。
3．过程通道抗干扰措施
抑制过程通道上的干扰，主要措施有光电隔离、双 绞线传输、阻抗匹配、电流传输以及合理布线等。
（1）光电隔离 利用光电耦合器的电流传输特性，在长线传输时可 以将模块间两个光电耦合器件用连线“浮置”起来，这种方 法不仅有效地消除了各电气功能模块间的电流流经公共线 时所产生的噪声电压互相窜扰，而且有效地解决了长线驱 动和阻抗匹配问题。 如图7-13所示。
传播途径是干扰扩散和无所不在的主要原因。 3．接受载体接受载体是指受影响的设备的某个环节吸收 了干扰信号，并转化为对系统造成影响的电器参数。接受载体 不能感应干扰信号或弱化干扰信号使其不被干扰影响就提高了 抗干扰的能力。接受载体的接受过程又成为耦合，耦合分为两 类，传导耦合和辐射耦合。传导耦合是指电磁能量以电压或电 流的形式通过金属导线或集总元件（如电容器、变压器等）耦 合至接受载体。
关于机电一体化系统抗干扰问题的论述
关于机电一体化系统抗干扰问题的论述所谓的抗干扰技术就是对电子设备抵御系统内外干扰的研究，进而提高设备运行的效率。
同时，受到机电一体化系统自身向周围发出电磁干扰信号的特点影响，会影响到其他设备运行。
所以，抗干扰技术还包括改善内部干扰外泄的对策，本文结合机电一体化系统在工业应用的运行环境，分析系统干扰问题，提出有效地解决对策。
标签：机电一体化；抗干扰；运行环境前言机电一体化是机械的主功能、动力功能、信息功能与控制功能引进的微电子技术，将机械装置与电子装置用相关软件有机结合构成系统。
机电一体化投入到工业环境中后，系统会受到电网、空间与周围环境的影响，如果系统无法抵御冲击，将会影响正常的工作秩序，从运行的情况来看，电磁干扰是影响最大的，本文就对其影响及控制对策进行分析。
1 造成电磁干扰的要素分析所谓电磁干扰是指在工作过程中受到环境因素的影响，出现一些与信号无关，对系统性能或者信号传输有害的电气变化现象，导致信号异常，影响整个系统的运行，干扰主要是由干扰源、传播途径与接受载体共同造成的。
1.1 干扰源我们产生干扰信号的设备称为干扰源，变压器、继电器、微波设备、电机、无绳电话等都会产生电磁信号，同时还有雷电、太阳与宇宙射线也属于干扰源。
我们可以将其分为供电干扰、过程通道干扰与场干扰，其通过干扰不同环节对系统造成影响。
1.2 传播途径就是传播干扰信号的路径，电磁信号是具有使具有穿透性的直线传播方式，电磁信号依赖导线传入设备的传播被称为传导方式传播。
1.3 接受载体一些受到信号影响的设备吸收了干扰信号，我们就称其为接受载体，其对信号的强弱没有影响。
2 解决机电一体化抗干扰的对策分析2.1 采取必要措施抗供电干扰要想抑制供电干扰就要从配电系统上采取措施，可以更改配电方案，使系统的的运行质量有所提高。
可以采取下图所示的配电方案：除此之外，我们也可以采用分立式的供电方案，降低直流供电的危害，减少公共阻抗及公共电源的互相耦合，增强供电的可靠性，便于电源散热。
数控机床中PLC机电一体化技术的优化应用
数控机床中PLC机电一体化技术的优化应用摘要制造业构成了现代工业的核心，数控技术更是其赖以实现自动化、集成化和柔性化的核心技术，它不仅关键于提升劳动生产效率，也对优化产品质量至关重要。
因此，数控技术在我国装备制造中所占的地位，以及其在生产技术、自动化和智能化方面的表现，很大程度上体现了我国产业的现代化进程。
PLC原本基于继电器和接触器，但随着计算机处理器及相关器件成本的显著下降和PLC性能的巨大飞跃，它的应用范围已经迅速拓展。
如今，PLC已在众多行业中成为标配，尤其在数控行业。
开放式数控系统正是当前数控技术的发展方向，其中以PC为硬件基础，利用PLC软件执行任务已成为趋势。
随着我国科技的步伐，众多数控设备已纳入PLC控制范畴，这不仅显著提升了产品质量，还增强了设备的智能化，对我国的现代化进程和整体发展都有积极推动作用。
因此，数控加工领域中的PLC技术已经成为业界的焦点。
关键词：PLC机电一体化技术；数控机床；机械设计第1章绪论1.1 课题的背景和意义现代工业的支柱产业是制造业，而数控技术是当今制造业实现自动化、集成化、柔性化的重要技术支撑，也是提高劳动生产率和提高产品质量的重要技术。
所以，作为我国装备制造的一个重要部分，它的生产技术以及自动化、智能化程度，将会直接或间接地反映出我国的产业的现代化水准。
PLC是以继电器和接触器为核心的一种新型的控制方式。
随着计算机处理器及其配套器件的成本的大幅降低以及PLC的性能的极大改善，PLC的使用领域得到了快速的发展。
现在PLC在许多行业中得到了广泛的使用，数控行业同样如此。
目前，开放式数控系统是数控技术发展的主要趋势。
以PC作为硬件平台，通过PLC软件来完成各项工作，是目前开放式数控系统中PLC技术的发展方向。
1.2 数控机床的发展数控技术，本质上就是利用数字和信息来控制机器，让机器按照一定的规则移动，数控机床的关键技术就是数控技术，它在现代和现代工业中都有很大的应用价值。
机电一体化技术在智能制造中的应用
机电一体化技术在智能制造中的应用摘要：机电一体化技术，又被称为机械电子技术(mechanical and electronical engineering)，主要包括机械加工技术、电子电器技术、传感器技术、液压技术及自动控制技术等，实现各个生产行业与服务行业的智能化与高效化。
随着机电一体化技术的不断发展，目前正在实现功能更加强大、体积更加小巧、可靠性更高等特点，可以突破传统机电产品的单一性和局限性，通过传感器技术及计算机技术将多种功能集成一体，可以适用于各种场合与领域，增加自动监测、实时诊断、自动报警与自我保护等功能，可以提高产品的安全性与可靠性，有效提高产品质量。
随着新时代的快速发展，以电子信息、机械加工、互联网和通信技术等多层次、宽学科领域融合的机电一体化技术已然成为引领机械加工的浪头。
机电一体化技术在智能制造中的应用，将进一步提升制造企业的生产水平，提高产品质量及企业核心竞争力。
关键词：机电一体化技术；智能制造；应用1机电一体化技术和智能制造概述1.1机电一体化技术机电一体化技术是将传统机械技术和自控技术、传感检测技术及计算机信息技术、伺服技术等多项技术融合，形成具备高度自动化、集成化、系统化及智能化的机电一体化技术，这极大的推动着工业领域制造行业集约化与规模化生产与发展。
机电一体化技术在制造业中的应用，统一生产环节，严格按照预先设定的流程进行生产，智能控制生产线，规范产品生产流程，提升产品质量。
1.2智能制造智能制造系统在生产制造领域发挥着不可替代的作用，智能制造系统具备人的思想和行为，自学并记忆产品制造全过程，然后结合生产需求、作业环境，准确判断、调整自身行为，确保所生产出的产品符合相关标准。
和传统生产系统相比较而言，智能制造系统的功能更加智能化、人性化，如：学习功能、推理功能、判断功能等等，能够更好的满足产品生产制造要求，提高生产效率，降低人力成本，制造业智能化发展更需要智能制造不断推动。
同等学力申硕《机械工程学科综合水平全国统一考试》章节题库-机电一体化技术(圣才出品)
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（7）额定电压：驱动电源供给的电压
5．试比较直线电机与“旋转电机＋滚珠丝杠”传动的性能。 答：（1）定位精度：直线电机传动机构简单，减少了插补之后的问题，定位精度、重现 精度、绝对精度，通过位置检测反馈控制都会较“旋转电机＋滚珠丝杠”高，且容易实现。 （2）重复精度：丝杆的间隙容易对精度产生影响，而直线电机因传动机构简单，减少 了插补滞后的问题，因此更容易实现较高的重复定位精度。 （3）行程对比：从行程来看，直线电机的行程取决于定子与动子，理论上直线电机可 以无限延长；而“旋转电机＋滚珠丝杠”由于承受负载、丝杆外径、精度等级等因素的影响， 通常只能达到 4m 的长度。
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第五章 机电一体化技术
1．机电一体化技术包括哪些相关技术？ 答：机电一体化技术包括： （1）精密机械技术：减轻重量、缩小体积、提高刚度、提高精度、改善性能、提高可 靠性； （2）检测传感技术：对机械进行实时控制、监视、安全检查等，提高其自动化和智能 化的程度； （3）信息处理技术：提高信息处理速度、运行的可靠性和抗干扰能力； （4）自动控制技术：协调机械、电器各部分来正确地完成动作过程； （5）传动技术：根据指令信号对动力和运动进行传递和控制，完成规定的动作并满足 一定的技术要求； （6）总体技术：控制系统方案的设计；硬件设计方案；软件设计方案。
6．试论述平板式永磁同步交流直线电机的工作原理和组成。 答：（1）工作原理：通入三相交流电流后，会在气隙中产生磁场，如果不考虑端部效应， 磁场在直线方向呈正弦分布，这个磁场是平移的。进而磁场与次级相互作用便产生电磁推力， 使初级和次级产生相对运动。 （2）组成：初级由硅钢叠片、绕组和盖板所组成，次级由磁铁、电工纯铁底板和底座 所组成，初级和次级通过两个直线滚动导轨连接在一起，位置由直线光栅尺检测，进行闭环 控制。
浅谈机电一体化中的接口技术
浅谈机电一体化中的接口技术摘要:接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。
文章以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机接口与机电接口两大类进行探讨。
关键词:机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。
各分系统又由各要素(子系统)组成。
本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。
一、机电接口由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用:(1)行电平转换和功率放大。
一般微机的I/O芯片都是TTL电平,而控制设备则不一定,因此必须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大;(2)抗干扰隔离。
为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离;(3)进行A/D或D/A转换。
当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。
1、模拟信号输入接口。
在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。
2、模拟信号输出接口。
在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。
而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。
对当代机电一体化系统抗干扰能力的研究
Ｉ１ 凯 浅谈 机 电一体 化 系统 抗干 扰措 施ｆ 科技 ５史安 Ｊ ｌ 咨询 导报 。ｏ ７１） ２ｏ（ ． Ｏ
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ｌ机电—体化技术所受到的干扰源主要有。 从 干扰 窜人 系统 的渠 道来 看 ，系统 所受 到 的干 扰 源主要分为供电干扰 、 过程通道干扰 、 场干扰等方 面， 如图 １所示。． １ １供电干扰。 大功率设备会造成 电网的严重污染 ， 使得电网电压大幅度地涨落、 浪 涌， 大功率开关的通断， 电动机的启停等原因 ， 电 网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。 据统计， 电源 的投人 、 瞬时短路、 欠压 、 过压、 电网窜人的噪声引 起 Ｃ Ｕ误动作及数据丢失占各种干扰 的９ ％以 Ｐ ０ 上 。１ 过 程通道 干扰 。过 程 通道 干扰 主要 来源 于 ２ 长线传输。当系统中有电气设备漏电， 接地系统不 完善 ， 或者传感器测量部件绝缘不好等； 及各通道 的传输线如果处于同根电缆或捆扎在—起，尤其 是将信号线与交流电源线处于同一根管道时 ， 产 生的共模或羞摸电压都会影响系统 ，使系统无法 工作。３ 场干扰 。 ｌ 系统周围的空间总存在着磁场、 电磁场 、 静电场 ， 如太阳及天体辐射： 广播 、 、 电话 通讯发射台的电磁波； 周围中频设备发 出的电磁 辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各 功能模块的正常工作，使其中的电平发生变化或 产生脉冲干扰信号。 ２针对机电一体化技术在 下业领域应用方 面所受到的干扰进行分析研究得到的解决方法 。 ２１针对抗供电干扰的解决措施。２１ ． ．－ １配电系统 的抗干扰。抑制供电干扰首先从配电系统 匕 采取 措施， 可采用图 ２所示的配电方案。 其次可采用分 立式供电方案，就是将组成系统各模块分别用独 立 的变压 、 整流、 滤波 、 稳压电路构成的直流 电源 供电， 这样就减少了集中供电的危险性 ， 而且也减
机电一体化技术基础 第6章 可靠性和抗干扰技术
第6章 可靠性和抗干扰技术
整改方案： 将地线与接地桩的连接改为汇流排连接； 将40 kA避雷器的地线改为25 mm以上地线； 将ONU和SDH的地线用25 mm以上的短线先连到配
线架，再通过45 mm以上的地线连接到接地桩。经长时间 的运转后情况正常。
这是一起典型的因接地技术干扰引起的机电系统可 靠性故障。
空调设备故障基本上都是渐变型的，通过检查、保 养和部件更新，大多数故障是预防的。
第6章 可靠性和抗干扰技术
中央空调系统故障分析结果见表6-1和表6-2。 得出结论：
设备质量问题占37%；维护问题占27%；更新问题 占22%；安装和验收问题占9%；操作问题占4%；设计 问题占1%。
设备质量、维护和更新问题是造成空调系统故障的 主要原因。
工作可靠性又可分为固有可靠性和使用可靠性。
（1）固有可靠性：是产品设计制造者必须确立的可靠 性，即按照可靠性规划，从原材料和零部件的选用， 经过设计、制造、试验，直到产品出产的各个阶段所 确立的可靠性。
（2）使用可靠性：是指已生产的产品，经过包装、运 输、储存、安装、使用、维修等因素影响后的可靠性。
首先是电子产品的复杂程度在不断增加，导致可靠性 问题的日显重要。
其次，电子设备的使用环境日益严酷，导致产品失效 的可能性增大。
最后，电子设备的装置密度不断增加，而电子元器件 将随环境温度的增高，其可靠性降低。
第6章 可靠性和抗干扰技术
6.2 认识抗干扰技术
（1）干扰定义 干扰：是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。 干扰( Interference)问题是机电一体化系统设计和使用过程中必须考
上述案例告诉我们，产品设备首先必须稳定、可 靠地工作。可靠性( Reliability)是系统和产品的主要属 性之一。
机电一体化的可靠性、安全性设计
机电一体化的可靠性、安全性设计一、可靠性设计1.可靠性的基本概念要发挥机电一体化系统应有的作用，首先应使它可靠地工作，可靠性包括以下几个基本概念：（1）可靠性：是指产品(或系统)在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。
（2）规定条件：是指使用时的工作条件、环境条件和存储时的存储条件等，“规定条件”不同，产品的可靠性也不同。
（3）规定时间：其长短的不同，产品的可靠性也不同。
（4）完成规定功能：能够连续地保持产品(或系统)的工作能力，使各项技术指标符合规定值，否则就称为失效(故障）。
（5）失效(故障）：是一种破坏产品(或系统)工作能力的事件，失效(故障)越频繁可靠性就越低。
2.可靠性的含义（1）产品(或系统)的无故障性是指产品在某一时期内(或某一段工作时间内)，连续不断地保持其工作能力的性能。
（2）产品(或系统)和耐久性产品的耐久性是指产品在整个使用期限内和规定的维修条件下，保持其工作能力的性能。
一般来说，如果不采取维修和预防措施消除故障、恢复其丧失了的工作能力，产品是不能长时期工作的。
3.保证产品(或系统)可靠性的方法保证产品具有必要的可靠性是一个综合性问题，不能单纯依靠某一特定的方法。
保证产品可靠性的方法主要有两种：（1）提高产品的设计和制造质量这是提高可靠性的最根本的方法，包括加大设计的安全系数，提高设计裕度；采取自动控制措施等。
（2）采用冗余技术冗余技术又称储备技术。
它是利用系统的并联模型来提高系统可靠性的一种手段。
冗余有工作冗余和后备冗余两类，包括①工作冗余：有两个或两个以上单元并行工作，平均负担工作应力，所有单元都失效时，系统才失效。
②后备冗余：一个单元工作，另一个单元待机备用。
须设置失效检测与转换装置，检测到失效就启动转换装置，用后备单元代替失效单元。
机械系统很少采用冗余技术，而常采用裕度法来提高可靠性。
（3）采用诊断技术诊断的任务：一是出现故障时，迅速确定故障的种类和位置；二是在故障尚未发生时，确定产品中有关元器件距离极限状态的程度。
抗干扰技术
抗干扰技术•定义：抗干扰技术就是研究干扰的产生根源、干扰的传播方式和避免被干扰的措施（对抗）等问题。
机电一体化系统的设计中，既要避免被外界干扰，也要考虑系统自身的内部相互干扰，同时还要防止对环境的干扰污染。
国家标准中规定了电子产品的电磁辐射参数指标。
•外部干扰由使用条件和外部坏境因素决定。
外部坏境有：天电干扰（雷电或大气电离作用以及其他气象引起的干扰电波）天体干扰（太阳和其他星球辐射的电磁波）电气设备的干扰（广播电台或通讯发射台发出的电磁波）瞬变过程的设备也会产生较大的干扰（荧光灯、开关等）内部干扰则是由系统的结构布局、制造工艺所引入的有：分布电容、分布电感引起的耦合感应元器件产生的噪声多点接地造成的点位差引入的干扰等等•传播途径静电耦合：磁场耦合：公共阻抗耦合：发生在两个电路的电流流经一个公共阻抗时，一个电路在该阻抗上的电压降会影响到另一个电路，从而产生干扰噪声的影响•串模干扰的抑制串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声机干扰串联在信号源回路中方法是：采用双绞线和滤波器两种措施双绞线：两根互相绝缘的导线扭绞缠绕组成，为了增强抗干扰能力，可在双绞线的外面加上金属编织或护套形成屏蔽双绞线引入滤波电路•共模干扰的抑制共模干扰是指计算机控制系统输入通道中信号放大器两个输入端上共有的干扰电压方法：采用变压器来隔离“模拟地”和”数字地•长线传输干扰的抑制方法：始端阻抗匹配•抗干扰的措施：提高抗干扰的措施最理想的方法是抑制干扰源，使其不向外产生干扰或将其干扰影响限制在允许的范围之内。
由于车间现场干扰源的复杂性，要想对所有的干扰源都作到使其不向外产生干扰，几乎是不可能的，也是不现实的。
另外，来自于电网和外界环境的干扰，机电一体化产品用户环境的干扰源也是无法避免的。
因此，在产品开发和应用中，除了对一些重要的干扰源，主要是对被直接控制的对象上的一些干扰源进行抑制外，更多的则是在产品内设法抑制外来干扰的影响，以保证系统可靠地工作。
机电一体化技术
中国高等职业技术教育研究会推荐机电一体化技术前言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。
可编程控制器PLC是一种具有很强的抗干扰能力、高的可靠性、高的性能价格比且编程简单的控制设备。
基于它的突出优点，它广泛地应用到工业控制领域及其他诸多领域中。
因此，培养掌握机电技术、掌握PLC技术在技工学校教育中相当重要。
在综合应用这些技术时，要根据系统的功能目标和优化组合结构的目标，合理配置布局驱动机构、控制机构、传感检测机构、执行机构等，并使它们在微处理单元的控制下协调有序地工作，在机地融合在一起，达到物理一能量的有序运动，因此，机电一体化技术在高性能、高质量、高可靠性、低能耗上实现特定功能价值的系统工程。
机电一体化的主要技术特征有以下几点：（1）机械技术、电子技术和信息技术的彼此功能交互，大多以机械系统的高级微机控制的形式出现。
（2）在一个具体的物理单元中，在不同子系统空间上的集成。
（3）机电一体化系统的控制功能智能化。
越来越先进的控制功能取代了许多操作人员的推理和判断。
（4）柔性化使得机电一体化产品能够灵活地满足各种要求，适应各种环境。
（5）采用微处理器控制的系统，易于增加或改变功能，无需增加硬件成本。
（6）控制功能采用电子技术、微电子技术、微机控制技术来实现，因此，对用户来说，机电一体化系统的内部运行机制是隐蔽的。
（7）在机电一体化技术中，设计思想方法与制造技术紧密联系在一起，它们是并行发展的。
基于上述机电一体化特点，由我校自主设计、制造了模块化生产加工系统（MPS）。
该模块化自动生产线（MPS）在教学过程中具有以下特点：（1）MPS系统是专为训练工业现场的自动化生产制造技术而设计的。
（2）通过本系统的训练，学生将理论与实际相结合，可以掌握自动化生产系统的设计、制造、运行、维护维修等技能。
机电一体化复习题
机电一体化复习题机电一体化复习题1.简述机电一体化技术的基本概念和涵义。
答：机电一体化技术是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程的基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门新的科学技术。
2.机电一体化技术的发展趋势可概括为哪三个方面?答：机电一体化技术的发展趋势可概括为以下三个方面：(1)性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展；(2)功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展；(3)层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。
3.机电一体化的优势是什么?答：机电一体化的优势，在于它吸收了各相关学科之长，且综合利用各学科并加以整体优化。
因此，在机电一体化技术的研究与生产应用过程中，特别强调技术融合、学科交叉的作用。
机电一体化技术依赖于相关技术的发展，机电一体化技术的发展也促进了相关技术的发展。
4.机电一体化技术主要的相关技术可以归纳为哪六个方面?答：机电一体化技术主要的相关技术可以归纳为以下六个方面：(1)机械技术，(2)检测传感技术，(3)信息处理技术，(4)自动控制技术，(5)伺服传动技术，(6)系统总体技术。
5.机电一体化系统应具有哪六个基本功能要素?答：机电一体化系统应具有以下六个基本功能要素(即六个子系统)：(1)机械本体，(2)动力部分，(3)检测部分，(4)执行机构，(5)控制器，(6)接口。
6.何谓机电一体化系统中的接口?接口的作用和基本功能是什么?答：机电一体化系统中的接口，是机电一体化系统中各子系统之间进行物质、能量和信息传递与交换的联系部件。
接口的作用使各要素或子系统联接成为一个整体，使各个功能环节有目的地协调一致运动，从而形成机电一体化的系统工程。
接口的基本功能有三个：一是交换，通过接口完成使各要素或子系统之间信号模式或能量的统一；二是放大，在两个信号强度相差悬殊的环节间，经接口放大，达到能量的匹配；三是传递，接口遵循协调一致的时序、信号格式和逻辑规范将变换和放大后的信号可靠、快速、精确地交换传递。
机电一体化专业选修课大纲总汇
济南铁道职业技术学院机电一体化专业选修课程教学大纲目录《机电一体化技术》课程教学大纲......... 错误！未定义书签。
《微机原理》课程教学大纲..................... 错误！未定义书签。
《数控机床故障与维修》教学大纲......... 错误！未定义书签。
《特种加工》课程教学大纲..................... 错误！未定义书签。
《工厂供电》课程教学大纲..................... 错误！未定义书签。
《现代制造技术》教学大纲..................... 错误！未定义书签。
《机械专业英语》课程教学大纲............. 错误！未定义书签。
《机电一体化技术》课程教学大纲适用专业：高职机电一体化专业学时数：30一、课程的性质与任务本课程是高职机电一体化专业的一门专业选修课。
本课程着重介绍机电一体化相关技术和典型机电一体化系统，为学生从事一般机电一体化产品设计制造工作打下理论基础。
学生学习本课程后应达到以下要求：1、了解机电一体化技术的产生及发展；2、了解机电一体化的相关技术及应用；3、了解典型机电一体化系统及应用。
二、课题及课时分配三、课程教学内容和要求课题一绪论1、机电一体化技术的概念及含义2、机电一体化技术的产生及发展3、机电一体化相关技术4、机电一体化系统组成教学要求：了解机电一体化基本概念及相关技术。
课题二机械技术1、机械传动系统数学模型的建立2、机械结构因素对伺服系统性能的影响3、机械传动技术教学要求：了解机电一体化系统中机械传动与支承技术。
课题三伺服传动技术1、直流伺服系统2、交流伺服系统3、步进电机控制系统4、电液伺服系统教学要求：了解机电一体化技术中各种伺服系统技术及应用。
课题四传感器与检测技术1、传感器及应用2、常用调理电路测试信号的基本分析方法3、测量误差理论与数据处理4、测试系统分析与系统辨识教学要求：了解机电一体化技术中传感器技术、测试原理与方法。