机电系统组成原理
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。
机电一体化中电动机构的组成及工作原理
机电一体化中电动机构的组成及工作原理
1.电机执行机构的组成
目前较常用的主要是交流电动机，它可分为三相异步电动机、单相交流电动机两，前一种比较多的用在工业上，而后一种通常用在民用电器上。
从电机的结构上看，主要分为控制部分和执行驱动部分，控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组成；执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。
2.电机的工作原理
电机执行机构系统通过电流与电压传感器和位置传感器的检测，得出逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，然后由A/D转换后送入单片机。
单片机通过控制PWM波发生器的作用，最后实现电机的运行控制。
逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V 电源进行全桥整流得到。
对于电动机运行原理的分析，这里主要针对工业中应用的三相异步电动机的原理进行探讨。
电动机转动的基本工作原理是三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场，转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。
数控车床自动回转刀架机电系统设计
数控车床自动回转刀架机电系统设计数控车床自动回转刀架是一种经常用于车削加工中的设备，其主要作用是在切削过程中快速更换刀具。
为了实现自动化操作，我们可以设计一个机电系统来控制刀架的回转动作。
下面是一个关于数控车床自动回转刀架机电系统设计的概述，其中包括系统的组成、工作原理以及关键技术。
一、机电系统组成1.电机：用于驱动刀架的转动，一般采用步进电机或伺服电机；2.传动装置：将电机的旋转运动转化为刀架的回转运动；3.可编程控制器（PLC）：控制刀架的回转运动以及实现自动化操作；4.感应装置：用于检测刀架的位置，一般采用光电开关或接近开关；5.人机界面：用于人机交互的显示屏和按键。
二、工作原理1.工件加工：数控车床自动回转刀架机电系统安装在数控车床上，工作时根据加工工艺确定刀具的种类和数量，并将刀具安装在刀架上。
2.刀具选择：根据加工过程中所需的刀具类型，PLC通过人机界面接收到相关指令后，控制电机将刀架旋转至相应的刀具位置，光电开关或接近开关检测刀架是否到位。
3.切削过程：数控系统控制数控车床进行切削加工，当需要更换刀具时，PLC发送指令，电机带动刀架旋转至指定刀具位置，完成刀具的更换。
然后PLC再次发送指令，使数控车床继续进行切削加工。
4.刀具回收：加工结束后，刀架需要回到回收位置，等待下一次的切削操作。
三、关键技术1.传动装置设计：根据转速和转动力矩的要求，选择合适的传动方式（如齿轮传动、皮带传动等）来实现电机和刀架之间的动力传递及转动控制。
2.位置检测技术：光电开关或接近开关能够实现对刀架位置的准确检测，确保刀架到位后才能进行切削加工，提高工件加工的精度。
3.控制系统设计：PLC控制系统需要根据刀具种类和数量，编写相应的控制程序，实现自动化操作。
同时，可以根据需要增加串口或网络通信功能，方便与上位系统进行数据交互。
4.人机界面设计：人机界面需要简洁、直观、易用，使操作人员能够方便地进行刀具的选择和刀架的控制等操作。
大车机电知识点总结
大车机电知识点总结一、大车机电基础知识1.1 大车机电系统的构成大车机电系统由车辆电子控制系统、动力总成系统、底盘系统、车身车内舒适系统组成。
车辆电子控制系统包括发动机控制系统、变速器控制系统、车身控制系统、车载娱乐系统等。
动力总成系统主要包括发动机、变速器、传动系统等。
底盘系统包括悬挂系统、制动系统、转向系统等。
车身车内舒适系统包括车身结构、空调系统、车内装饰等。
1.2 大车机电系统的工作原理大车机电系统通过多个子系统的协同工作，实现车辆运行、驾驶以及乘客舒适度的提高。
其中，发动机控制系统通过检测发动机工作状态并调整燃油喷射量、点火时机等参数，使发动机工作在最佳状态下。
变速器控制系统通过监测车速、油门开度等信息，实现踩油加速、减速等功能。
车身控制系统通过控制车辆ABS、ESP、制动系统等，实现车辆稳定性控制。
车载娱乐系统通过多媒体播放器、语音控制等功能，提供驾驶者和乘客音视频娱乐服务。
1.3 大车机电系统的维修保养大车机电系统的维修保养包括定期更换机油、空气滤清器、燃油滤清器、火花塞等关键部件；进行故障诊断和维修，为车辆安装升级和检查参数和功能等。
二、大车机电系统中的关键技术2.1 发动机控制技术发动机控制技术主要包括点火系统、供油系统、温控系统等。
点火系统控制着发动机点火时机，使车辆能够在各种工况下正常工作。
供油系统则主要指燃油喷射系统，包括直喷、间接喷射等技术。
温控系统主要包括发动机冷却系统、润滑系统、空调系统等。
2.2 变速器控制技术变速器控制技术主要包括自动变速器技术、液力变矩器技术、离合器技术等。
自动变速器技术通过传感器控制离合器、制动器等执行机构，实现换挡、自动匹配车速等功能。
液力变矩器技术通过叶轮的转动和油液的传递，实现动力传递和变速功能。
离合器技术通过斗齿轮、分离器等机构实现离合和传动。
2.3 车身控制技术车身控制技术主要包括ABS、ESP、制动系统等。
ABS通过监测车轮速度，控制车轮制动器的施加力度，避免车轮抱死。
发电机的组成及工作原理
发机电的组成及工作原理发机电是一种将机械能转化为电能的设备，它通过电磁感应原理来产生电流。
发机电的组成主要包括转子、定子、电枢、励磁系统和控制系统。
1. 转子：转子是发机电的旋转部份，通常由导电材料制成。
它的主要作用是产生磁场，通过旋转带动磁场的变化，从而产生电流。
转子通常由铜线绕成线圈，称为转子绕组。
2. 定子：定子是发机电的静止部份，通常由铁芯和绕组组成。
定子绕组通过与转子绕组的磁场相互作用，产生感应电流。
定子绕组通常由多个线圈组成，称为定子绕组。
3. 电枢：电枢是发机电中的一个重要部份，它连接转子和外部电路。
电枢由导电材料制成，通常是铜或者铜合金。
当转子旋转时，电枢绕组中的电流会产生磁场，与转子磁场相互作用，从而产生电动势。
4. 励磁系统：励磁系统是发机电的一个关键组成部份，它用于产生磁场，激励电枢产生电流。
励磁系统通常由励磁电源和励磁绕组组成。
励磁电源可以是直流电源或者交流电源，通过励磁绕组产生磁场，进而激励电枢产生电流。
5. 控制系统：控制系统用于监测和调节发机电的运行状态。
它通常包括电压调节器、保护装置和自动控制装置等。
电压调节器用于调节输出电压的稳定性，保护装置用于监测发机电的温度、电流和电压等参数，以保护发机电的安全运行。
自动控制装置用于实现发机电的自动启停和负荷调节。
发机电的工作原理基于电磁感应现象。
当发机电的转子旋转时，转子绕组中的电流会产生磁场。
同时，励磁系统产生的磁场也会存在于转子和定子之间。
当转子和定子的磁场相互作用时，定子绕组中会产生感应电流。
这个感应电流会通过电枢和外部电路相连，从而产生电流输出。
发机电的工作原理可以用以下几个步骤来描述：1. 励磁：励磁系统通过励磁电源产生磁场，激励电枢产生电流。
2. 磁场变化：当发机电的转子旋转时，转子绕组中的电流会产生磁场。
同时，励磁系统产生的磁场也会存在于转子和定子之间。
3. 电磁感应：转子和定子的磁场相互作用，导致定子绕组中的感应电流产生。
机电一体化系统基本组成要素
机电一体化系统基本组成要素随着科技的进步和工业化的发展，机电一体化系统在各行各业中的应用越来越广泛。
机电一体化系统是将机械、电气、电子、计算机等多个学科的知识与技术相结合，形成一个整体化的系统。
它能够实现机械、电气和电子之间的无缝连接与协调，提高工作效率和生产质量。
下面将介绍机电一体化系统的基本组成要素。
1. 机械部分机械部分是机电一体化系统的基础，它包括机械结构和机械传动装置。
机械结构是指机械系统的组成部分，如机床、机器人、输送设备等。
机械传动装置是将电动机的动力传递到机械结构上的装置，如齿轮传动、皮带传动、链传动等。
机械部分的设计和制造需要考虑力学、材料学、工艺学等方面的知识。
2. 电气部分电气部分是机电一体化系统中的重要组成部分，它包括电力系统、电气控制系统和电气传动系统。
电力系统是为机械部分提供电能的系统，包括电源、电缆、开关等设备。
电气控制系统是控制整个机电系统运行的核心，包括传感器、执行器、控制器等设备。
电气传动系统是将电能转换为机械能的装置，如电动机、变频器等。
3. 电子部分电子部分是机电一体化系统中的智能化部分，它包括传感器、控制器、通信设备等。
传感器是实时监测机械运行状态的装置，可以将物理量转换为电信号，如温度传感器、压力传感器等。
控制器是根据传感器的信号来控制机械运行的设备，如PLC控制器、单片机等。
通信设备是实现机械与外部系统之间的数据交换和远程监控的装置，如以太网、无线通信等。
4. 计算机部分计算机部分是机电一体化系统的智能化核心，它包括计算机硬件和软件。
计算机硬件是指计算机的主机、显示器、输入输出设备等。
计算机软件是指控制机电系统运行的程序，如嵌入式软件、上位机软件等。
计算机部分通过与电子部分的协同工作，实现对机械和电气部分的智能控制和管理。
5. 人机界面人机界面是机电一体化系统中人与机器之间的交互界面，它包括人机界面设备和人机界面软件。
人机界面设备是人与机器之间进行信息输入和输出的装置，如触摸屏、键盘、鼠标等。
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。
二、机电一体化技术的基本原理和特点
二、机电一体化技术的基本原理和特点
机电一体化技术是一个跨学科的领域，它将机械工程、电子工程、计算机科学等多个领域的知识融合在一起，以实现各种自动化和智能化的应用。
本文将重点介绍机电一体化技术的基本原理和特点。
一、基本原理
1.系统总体效应：机电一体化系统是由多个子系统组成的复杂系统，每个子
系统都有其特定的功能和作用。
系统总体效应是指通过合理地设计、优化和协调各个子系统，以实现整个系统的最优性能。
2.能量传递：机电一体化系统中的能量传递是指将其他形式的能量转化为机
械能或电能。
例如，电动机将电能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。
3.信息控制：信息控制是机电一体化系统的核心，它是指通过电子和计算机
技术实现信息的采集、处理、传输和显示等功能，以实现对机械系统的精确控制。
4.执行机构：执行机构是指将电能或其它形式的能量转化为机械能的装置，
例如电动机、液压缸等。
执行机构是实现机械系统运动和动作的关键部分。
二、特点
1.高度智能化：机电一体化技术通过引入人工智能、机器学习等技术，使得
系统能够自主决策、自主学习，具有高度智能化的特点。
2.高精度：机电一体化系统中的传感器、控制器等设备具有高精度、高稳定
性的特点，能够实现对机械系统的精确控制，提高产品的质量和生产效率。
3.快速响应：机电一体化系统中的伺服控制系统能够快速地响应输入信号，
调整执行机构的状态，实现快速的运动和动作。
4.可扩展性：机电一体化技术可以通过模块化设计，方便地扩展系统的功能
和规模，满足不同领域的需求。
机电工作的原理
机电工作的原理机电工作的原理主要包括机械原理、电气原理和控制原理。
机械原理是指机电工作中涉及到的机械部件运动原理和机件传动原理；电气原理是指机电设备中电气元件和电路的工作原理；控制原理是指机电系统中对机械和电气部件进行控制的原理。
1. 机械原理：机械原理是机电工作的基础，涉及机械部件的运动原理和传动原理。
机械部件的运动原理可以通过牛顿力学和运动学来描述。
例如，力的平衡原理可以用于分析机械系统的受力情况，动力学原理可以用于分析机械系统的运动规律。
机械部件的传动原理涉及到各种传动装置，如齿轮传动、带传动、链传动等。
通过不同的传动方式，可以实现不同的运动方式和力传递。
2. 电气原理：电气原理是机电工作的另一个重要方面，主要涉及电路和电气元件的工作原理。
在机电系统中，电气元件如电机、传感器等起着重要的作用。
电机是机电系统中常见的电气元件，它将电能转换为机械能，实现驱动机械部件的功能。
电气元件的工作原理涉及电流、电压、电阻、电感和电容等基本电学概念。
电路是机电系统中电气元件按照一定方式组成的系统，通过电路中的电流流向和电压变化来控制和驱动机电设备。
3. 控制原理：控制原理是机电系统中对机械和电气部件进行控制的原理。
在机电工作中，人们需要对机械和电气部件进行控制，以实现预期的运动或输出。
控制原理涉及到信号的传感、处理和输出，以及控制器的设计和运算。
通过对控制原理的应用，可以实现机械系统的自动化和智能化。
控制器的设计和优化是机电工作中的一个关键环节，它需要考虑稳定性、性能和效率等方面的问题。
综上所述，机电工作的原理主要包括机械原理、电气原理和控制原理。
机械原理涉及机械部件的运动和传动原理，电气原理涉及电气元件和电路的工作原理，控制原理涉及对机械和电气部件进行控制的原理。
这些原理的应用和协同工作可以实现机电系统的正常运转和控制。
机械、电气和控制三个方面相互依存、相互关联，共同完成机电工作的任务。
在实际应用中，机电工作往往需要综合运用这些原理，并结合具体的工程要求和实际情况进行分析和设计，以满足特定的工作需求。
机电一体化技术--机械系统
2、采取的具体技术措施 、 1） 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件。 ） 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件。 2）缩短传动链，提高传动与支承刚度。 ）缩短传动链，提高传动与支承刚度。 3）选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少 ）选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、 等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量， 等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能 提高加速能力。 提高加速能力。 4）缩小反向死区误差。 ）缩小反向死区误差。 5）改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、 ）改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、 降低噪声。 降低噪声。
二、基本要求
机械传动部件对伺服系统的伺服特性有很 大影响，特别是其传动类型、传动方式、 大影响，特别是其传动类型、传动方式、传动 刚性以及传动的可靠性对机电一体化系统的精 稳定性和快速响应性有重大影响。 度、稳定性和快速响应性有重大影响。
1、影响传动机构动力学特性的因素及其要求 、
1）阻尼 ）
内循环
1—丝杠 丝杠
2—螺母 螺母
3—滚珠 滚珠
4—回程引导装置 回程引导装置
滚珠在循环过程中始终与丝杠表面接触。 滚珠在循环过程中始终与丝杠表面接触。循环回路 流畅性好、效率高、螺母径向尺寸小。 短、流畅性好、效率高、螺母径向尺寸小。反向器加工困 装配调整不方便。 难，装配调整不方便。
外循环
插管式外循环结构 1-弯管 弯管 滚珠 螺纹滚道 丝杠 2-压板 3-丝杠 4-滚珠 5-螺纹滚道 压板
2）丝杠转动、螺母移动 ）丝杠转动、
要限制螺母的转动，故需导向装置。 要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构 紧凑、丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。 紧凑、丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。
机电一体化原理及应用第一章机电一体化系统的概论
2 标准缺乏
缺乏一致的技术标准和规 范性文件。
3 人才短缺
缺乏一支高层次、多层次 的机电一体化人才队伍。
机电一体化的未来发展趋势
1
智能化
与人工智能、大数据等技术相融合，逐
绿色化
2
步实现系统自主决策，提高效率和精度。
借鉴生态学思想，将“绿色化”理念融入到
机电一体化系统的设计和制造中。
3
智能制造
将机电一体化系统与智能制造相结合，
多样性
实现多样车型生产和一体化服务。
机电一体化的发展历程
1
20世纪50年代
机电一体化的起源。
2
20世纪80年代
计算机技术的普及使机电一体化技术得到快速发展。
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
20世纪90年代
智能化技术的应用使机电一体化得到进一步提升。
机电一体化的原理和基本模型
机械部分
主要由机械系统、机构和制动系 统等组成。
电子部分
机器人领域
应用于智能机器人的制造、开发和使用等方面。
机电一体化系统的优势和挑战
1 高效性
提高生产效率和质量，降 低成本。
2 精准性
实现生产过程的精准控制 和管理。
3 灵活性
能根据市场需求及时调整 生产方案并实现柔性制造。
1 技术难题
需要解决各种技术难题， 如传感、控制、自适应等 问题。
• 优势： • 挑战：
主要由传感器、执行器、控制器 和信息处理单元等组成。
控制部分
主要由控制算法、控制器和人机 接口等组成。
机电一体化系统的应用领域
智能制造业
广泛应用于自动化生产、数字化制造和智能制 造等领域。
新能源领域
机电一体化系统的基本组成要素
机电一体化系统的基本组成要素一个典型的机电一体化系统应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、掌握及信息处理部分。
即结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素；这些组成要素内部及其之间,形成通过接口耦合来实现运动传递、信息掌握、能量转换等有机融合的一个完整系统。
机电一体化系统的组成要素及功能如图1所示。
图1 机电一体化系统的组成要素及功能(a）机电一体化系统的组成要素; (b）机电一体化系统的功能 1.机械本体机电一体化系统的机械本体包括机身、框架、连接等。
2.动力与驱动动力部分的功能是根据系统掌握要求,为系统供应能量和动力,使系统正常运行。
用完可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出,是机电一体化产品的显著特征之一。
驱动部分的功能是在掌握信息作用下供应动力,驱动各执行机构完成各种动作和功能。
3. 传感测试部分传感测试部分的功能是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,生成相应的可识别信号,传输到信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的掌握信息。
这一功能一般由特地的传感器及转换电路完成。
4.执行机构执行机构的功能是依据掌握信息和指令,完成要求的动作。
执行机构是运动部件,一般采纳机械、电磁、电液等机构。
5. 掌握及信息单元掌握及信息单元的功能是将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工,依据信息处理结果,根据肯定的程序和节奏发出相应的指令,掌握整个系统有目的地运行。
6.接口耦合与能量转换（1）变换。
两个需要进行信息交换和传输的环节之间,由于信息的模式不同（数字量与模拟量、串行码与并行码、连续脉冲与序列脉冲等等）,无法直接实现信息或能量的沟通,需要通过接口完成信息或能量的统一。
（2）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。
（3）耦合。
变换和放大后的信号在各环节间能牢靠、快速、精确地交换,必需遵循全都的时序、信号格式和规律规范。
机电系统
机电系统：机电系统是在机械的主功能、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。
组成机电系统的四大部分：1、机械部分—本体2、执行装置—能量转换装置, 将电能等能量转换为机械能，驱动机械部分运动。
3、检测装置—传感器,对输出端的机械运动进行测量、监控、反馈。
4、控制装置—“大脑”,对控制信息和传感器的反馈信息等进行处理。
机电控制技术主要解决机电系统的控制问题，研究机电系统工程中控制部分的工程实现方法（a）原来由机械实现动作的装置, 与电子技术相结合实现动作的装置（b）原来由人来判断决定动作的装置,无人操作的装置（c）按照人编制的程序来实现灵活动作的装置机电控制技术根据控制目标分为：逻辑控制运动控制逻辑控制：将开关控制电路按照一定方式或者次序组合起来，以实现某种控制作用。
以时间为控制条件的时间顺序逻辑控制；以行程为控制条件的行程顺序逻辑控制。
运动控制：以电机及其传动机构为控制对象，通过控制器和驱动装置，对机电系统的速度、加速度（转矩）、位置等运动量进行控制，以满足功能和性能的要求。
机电控制系统的特点1、体积小、重量轻半导体与集成电路（IC）技术、液晶技术…2、速度快、精度高大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）3、可靠性高激光、电磁技术等的发展带动了传感器、控制技术…4、柔性好软件控制---数控机床、机器人…指令指针IP：IP用于存放下一条将要执行指令的地址。
它具有自动加1的功能，从而使得计算机可以自动地执行程序。
段寄存器：用来存放段地址的寄存器。
8086CPU有4个段寄存器用来存放段地址，它们是代码段寄存器CS、堆栈段寄存器SS、数据段寄存器DS和附加段寄存器ES。
参加操作的数据在内存中，这时指令中的操作数包含着寻找参加操作的数据所在内存地址的信息。
寻址方式就是寻找参加操作的数据的偏移地址的方式。
操作的数据的物理地址(PA)=段地址×16＋偏移地址。
机电传动系统的运动学基础全解课件
用于需要较大扭矩和较小的减速比的场合。
机电传动系统的应用
工业自动化生产线
组成
主要由电机、减速器、联轴器、 传动轴等部件组成，其中电机是 核心部件，负责将电能转换为机 械能。
机电传动系统的分类
按电机类型分类
可分为直流电机传动系统和交流电机传动系统。直流电机具有良好的调速性能，适用于 需要精确控制速度的场合；交流电机结构简单、维护方便，适用于高效率、大扭矩的场
合。
按减速器类型分类
动力学的基本问题
质点运动问题
如何求解质点在力作用下的运动轨迹、速度和加速度。
刚体转动问题
如何求解刚体在力矩作用下的转动轨迹、角速度和角加速度。
弹性力学问题
如何求解弹性物体在力作用下的变形和应力分布。
04
机电传动系统的控制原理
控制系统的基本概念
控制系统
01
由控制器、受控对象和反馈通路组成，用于实现某一特定功能
03
机电传动系统的动力学分析
动力学的基本概念
动量
系统动量的定义，以及动量守恒 定律。
动能
系统动能的定义，以及动能守恒定 律。
力
力的定义，以及力的分类（保守力 、非保守力等）。
动力学的基本定理
牛顿第三定律
阐述了作用力和反作用力的关系。
动量定理
阐述了动量的变化与外力之间的关系。
动能定理
阐述了动能的变化与外力做功之间的关系。
某工厂的传送带系统，设计时考虑了 高效、稳定和易于维护的原则，实际 运行中取得了良好的效果。
机电控制系统的工作原理及其组成
第 1 章 绪论
【例3-12】产权比率的计算与分析
天马股份管理当局通过资产负债率了解公司的资金来 源结构后，该想进一步了解自有资金对债务资金的保 障程度，以便于对财务结构的稳健性做出评价。
请问哪项分析指标能满足分析的要求？
期末产权比率=（184 574÷469 124）×100％=39.34％ 期初产权比率=（181 758÷402 346）×100％=45.17％
第 1 章 绪论
2. 控制系统中信息传递、反馈及反馈控制的概念 1 )信息及信息的传递 在科学史上,控制论与信息论第一次把一切能表达一定 含义的信号、密码、情报和消息概括为信息,把它列为与能 量、质量重要性相当的科学概念。 所谓信息传递,就是指信息在系统及过程中以某种关系 动态地传递或变换。如图 1－1所示,在数控编程及数控加工 工艺过程中,信息的传递过程是:工件的毛坯尺寸信息转变成 数控加工程序信息,程序信息控制数控机床进行加工,之后得 到零件尺寸信息。
哪项指标可以用来满足企业管理当局分析的需要？
期末现金流动负债比率（期末负债） =36 015÷156 740＝0.23
第 1 章 绪论
※
一个极短期的债权人可能会对现金比率更 感兴趣。
现金比率=
（货币资金＋交易性金融资产）÷流动负债
天马股份期末的现金比率为0.32，
表示公司当期现有的现金及现金等价物能够偿还32% 的流动负债。
第 1 章 绪论
2.速动比率
速动比率是企业一定时期的速动资产同流 动负债的比率。
速动比率＝（速动资产÷流动负债）×100%
由于剔除了流动资产中变现力差且不稳定的项目后， 该指标能更加准确、可靠地反映企业实际的短期债务 偿还能力。
简述机电一体化机械系统的组成
简述机电一体化机械系统的组成机电一体化机械系统是指将机械传动与电气控制相结合，形成一个整体的系统。
这种系统能够实现机械运动的自动化、智能化，广泛应用于各个领域。
机电一体化机械系统的组成主要包括三个部分：机械部分、电气部分和控制部分。
下面将分别介绍这三个部分的具体内容。
1. 机械部分：机械部分是机电一体化机械系统的基础，它由各种机械元件组成，包括传动装置、传感器、执行机构等。
传动装置用于将电机的旋转运动转化为所需的线性或旋转运动，常见的传动装置有齿轮传动、皮带传动、链传动等。
传感器用于感知机械系统的状态和环境信息，如位置传感器、速度传感器、力传感器等。
执行机构用于根据控制信号进行相应的动作，如电动阀门、电动门禁等。
2. 电气部分：电气部分是机电一体化机械系统的核心，它主要由电气元件和电气设备组成。
电气元件包括电机、开关、保护器、接触器等，它们负责将电能转化为机械能，并进行各种电气控制。
电气设备包括电源、控制柜、仪表等，它们提供电能供应和电气控制所需的环境条件。
3. 控制部分：控制部分是机电一体化机械系统的大脑，它由控制器和控制算法组成。
控制器负责接收传感器反馈的信号，根据控制算法产生相应的控制信号，控制机械系统的运动。
控制算法是实现机电一体化机械系统自动化、智能化的关键，它可以根据实际需求进行编程，实现各种复杂的控制功能。
机电一体化机械系统的工作原理是：传感器感知机械系统的状态和环境信息，将其转化为电信号；控制器接收传感器反馈的信号，经过算法处理后产生相应的控制信号；电气部件根据控制信号进行动作，驱动机械部件实现相应的运动。
通过不断地反馈和控制，机电一体化机械系统能够实现自动化、智能化的运行。
机电一体化机械系统的应用非常广泛，例如在制造业中，可以应用于自动化生产线、机器人等领域；在交通运输领域，可以应用于自动驾驶车辆、交通信号控制等；在家居生活中，可以应用于智能家居、智能家电等。
机电一体化机械系统的发展将极大地提高生产效率，降低人力成本，改善生活质量。
电机工作原理
机电工作原理引言概述：机电是一种将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各个领域。
了解机电的工作原理对于我们理解其运行机制和优化其性能至关重要。
本文将详细介绍机电的工作原理，包括机电的基本构造、电磁感应原理、电流与磁场的相互作用、能量转换以及机电的控制方式。
一、机电的基本构造：1.1 定子：机电的定子是由绕组和铁芯组成的。
绕组通常由绝缘线圈组成，通过电流激励形成磁场。
铁芯的作用是集中磁场，提高磁场的强度。
1.2 转子：机电的转子是由导体材料制成的，通常为铜或者铝。
转子通过电流与磁场相互作用，产生力矩，从而带动机电运转。
1.3 轴承：机电的轴承用于支撑转子，减少磨擦损耗，并保证机电的正常运行。
二、电磁感应原理：2.1 法拉第电磁感应定律：根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化穿过闭合线圈时，会在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁场变化的速率成正比。
2.2 感应电动势的方向：根据楞次定律，感应电动势的方向总是妨碍产生它的磁场变化。
因此，在机电中，电流的方向会使得磁场的变化与感应电动势的方向相反，从而产生力矩。
2.3 磁场的产生：机电中的磁场通常是由电流通过定子绕组产生的。
当电流通过绕组时，会在绕组周围形成磁场，从而与转子上的磁场相互作用，产生力矩。
三、电流与磁场的相互作用：3.1 力矩的产生：在机电中，电流通过转子导体时，会受到磁场的力的作用，从而产生力矩。
这个力矩会使得转子开始旋转。
3.2 磁场的旋转：由于转子上的导体是导电的，因此当电流通过导体时，会在导体周围产生磁场。
这个磁场与定子磁场相互作用，导致转子开始旋转。
3.3 转子的运动：转子的运动是由电流与磁场的相互作用所驱动的。
当电流通过转子导体时，会产生力矩，使得转子开始旋转。
四、能量转换：4.1 电能转化为机械能：在机电中，电能通过电流与磁场的相互作用转化为机械能。
电流通过绕组产生磁场，然后与转子上的磁场相互作用，产生力矩，从而带动转子旋转。
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第一次形成作业答案使用的教材：见学校说明。
作业必须手写（做答案）不能用计算机打印名词解释1机电一体化：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基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。
2机械传动：是一种把动力机产生的运动和动力传递给执行机构的中间装置,是一种扭矩和转速的变换器,其目的是在动力机与负载之间使扭矩得到合理的匹配,并可通过机构变换实现对输出的速度调节。
3总线：为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。
4故障覆盖率：即被检测的故障数与所有检测的故障数之比的百分数表示，又称为故障被测度。
5压电效应：某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。
当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。
6三相六拍工作方式：每转换六次为一循环，各拍交替出现单双相通电的模式,定子绕组通电次序为A-AB-B-BC-C-CA-A。
7位置随动系统：位置输出量以一定的精度复现输入量变化的自动控制系统，称为位置随动系统，也称为伺服系统。
8“浴盆”曲线：实质上是一条瞬变故障曲线，它描述了机电一体化系统瞬时故障随时间变化的关系。
9 FMS系统：即柔性制造系统，是以数控机床为基础发展起来的一种高效率、多品种、小批量生产系统。
一般来说，一个典型的 FMS 主要由四个子系统组成。
它们是：自动加工系统、刀具系统物流系统以及控制与管理系统。
10 D/A转换器：即数字－模拟信号转换器，其功能是将计算机输出的数字信号转换为模拟的电压信号。
填空题1机电一体化系统的基本组成要素有（1），（2），（3），（4），（5）。
（结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素）2伺服传动包括（6），（7），（8）等传动装置。
（电动，气动，液压）3机电一体化机械系统的基本组成机构有（9），（10），（11）。
（传动机构，执行机构，导向机构）4机电一体化系统对机械传动总传动比确定的最佳选择方案有（12），（13），（14）。
（转动惯量原则，输出轴转角误差最小原则，质量最小原则）5传感器的基本构成有（15），（16），（17）三部分。
（敏感元件，传感元件，信号调节与转换电路）6测速发电机和一般的发电机相比有如下特点: （18）；（19）。
（输出电压与转速严格地呈线性关系，输出电势斜率大）7感应同步器的两种工作方式为（20），（21）。
（相位工作方式，幅值工作方式）8在SPWM变频调速系统中，通常载波是（22），而调制波是（23）。
（等腰三角波，正弦波）9交流电动机变频调速：1）基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于（24）调速方式。
2）基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于（25）调速方式。
（恒转矩，恒功率）10根据接口的结构形态，可以将接口为（26），（27），（28）。
（机械接口，电气接口，电气机械接口）11 A/D转换器的性能指标（29），（30） ,（31），（32）。
（分辨率和量化误差，转换精度，转换时间和转换速率，失调温度系数）12神经元模型的基本类型有（33），（34），（35）等。
（阈值型，分段线性型，S型）13构建专家系统的步骤（36），（37），（38）。
（设计初始知识库，原型机的开发与实验，知识库的改进与归纳）14干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以（39）或（40）的形式，通过金属导体传递。
（电压，电流）15机电一体化对机械系统的基本要求 (1) ， (2) ，(3) 。
（高精度，快速响应，良好的稳定性）16传感器的基本构成有 (4) ， (5) ， (6) ,三部分。
（敏感元件，传感元件，信号调节与转换电路）17测速发电机是一种把 (7) 转变为 (8) 的传感器，它和一般的发电机相比有如下特点: (9) ；(10) 。
（机械转速，电信号，输出电压与转速严格地呈线性关系，输出电势斜率大）18接近式位置传感器分为 (11) ， (12) ,(13) ， (14) ， (15) ， (16) 六种。
（电磁式，光电式，静电容式，气压式，超声波式，光电断续器式）19直流动机的调速指标为 (17) ， (18) ， (19) 。
（调速范围，静差度，调速的平滑性）20根据接口的结构形态，可以将接口分为 (20) ，(21) ， (22) 。
（机械接口，电气接口，电气机械接口）21 A/D转换器的性能指标 (23) ， (24) ,(25) ， (26) 。
（分辨率和量化误差，转换精度，转换时间和转换速率，失调温度系数）22设计人机接口时需要考虑 (27) ， (28) ， (29) 等基本因素。
（专用性，低速性，高性价比）23可编程控制器的基本结构为 (30) ， (31) ，(32) ， (33) 四部分。
（中央控制单元，输入/输出电路，电源部件，编程器）24神经元模型的基本类型有 (34) ， (35) ，(36) 等。
（阈值型，分段线性型，S型）25控制系统自诊断测试码的求取方法有(37) ，(38) ， (39) ， (40) 。
（通路敏化法，D算法，状态表分析法，功能故障诊断法）第二次形成作业答案问答题1机械传动系统设计中传动链的级数和各级传动比的分配的基本原则有哪些？它们的选用原则是什么？答：基本原则：（1）等效转动惯量最小原则；（2）质量最小原则；（3）输出轴转角误差最小原则。
选用原则：（1）对于传动精度要求高的降速齿轮传动链,可按输出轴转角误差最小原则设计。
（2）对于要求运转平稳、启停频繁和动态性能好的降速传动链,可按等效转动惯量最小原则和输出轴转角误差最小原则设计。
（3）对于要求质量尽可能小的降速传动链,可按质量最小原则设计。
2简述可编程控制器的工作原理答：可编程序控制器的输入电路是用来收集被控设备的输入信息或操作命令的；输出电路则是用来驱动被控设备的执行机构的。
而执行机构与输入信号或操作命令之间的控制逻辑则靠微处理器执行用户编制的控制程序来实现。
可编程序控制器一般采用对用户程序循环扫描的工作方式。
扫描工作方式分三个阶段进行。
( 1 ）输入采样阶段。
当 PLC 开始工作时，微处理器首先按顺序读入所有输入端的信号状态，并逐一存入输入状态寄存器中。
在程序执行期间，即使输入状态变化，输入状态寄存器的内容也不会改变。
这些变化只能在下一个工作周期的输人采样阶段才被读入。
( 2 ）程序执行阶段。
组成程序的每条指令都有顺序号，在 PLC 中称步号。
指令按步号依次存入储存单元。
程序执行期间，微处理器将指令顺序调出并执行。
执行时，对输入和输出状态进行“处理”，即按程序进行逻辑、算术运算，再将结果存入输出状态寄存器中。
( 3 ）输出刷新阶段。
在所有的指令执行完毕后，输出状态寄存器中的状态通过输出锁存电路转换成被控设备所能接收的电压或电流信号，以驱动被控设备。
可编程序控制器经过这三个阶段的工作过程为一个扫描周期。
可见全部输入输出状态的改变需一个扫描周期，也就是输入、输出状态的保持为一个扫描周期。
可编程序控制器执行程序就是一个扫描周期接着一个扫描周期，直到程序停止执行为止。
3简述直流电动机两种控制的基本原理答：直流伺服电动机的控制方式主要有两种：一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩，定子磁场保持不变，其电枢电流可以达到额定值，相应的输出转矩也可以达到额定值，因而这种方式又被称为恒转矩调速方式。
另一种是励磁磁场控制，即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。
由于电动机在额定运行条件下磁场已接近饱和，因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速。
由于电枢电流不允许超过额定值，因而随着磁场的减弱，电动机转速增加，但输出转矩下降，输出功率保持不变，所以这种方式又被称为恒功率调速方式。
4人工神经网络的类型有哪些？答：( l ）神经元层次模型。
研究单个神经元的动态性能和自适应特性，探索神经元对输入信息有选择的响应和某些基本存储功能的机理，如 Adaline 模型。
( 2 ）组合式模型。
它由多个相互补充、相互协作的神经元组成，用以完成某些特定的任务，如模式识别和机器人控制等。
( 3 ）网络层次模型。
它是由许多相同的神经元相互连接而成的网络，从整体上研究网的特性。
( 4 ）神经系统层次模型。
它由多个不同性质的神经网络构成，以模拟生物神经的复杂性质，如自动识别、形成概念、全局稳定控制等。
( 5 ）智能型模型。
这是最抽象的层次，用语言的形式模拟人脑信息处理的运行、过程、算法和策略，试图实现机器感知、思维和问题求解。
5如何理解系统可靠性定义？答：所谓可靠性，即产品或系统在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
它包括四项内容。
①产品。
即可靠性研究的对象，它可以是一个零件、一部设备或一个由若干零部件或设备组成的系统。
②规定的条件。
这些条件包括运输条件、储存条件和使用条件，如载荷、温度、压力、湿度、辐射、振动等．此外，使用方法、维修方法和操作人员的技术水平等对设备或系统的可靠性也有很大的影响。
任何产品的误用或滥用都可能引起损坏。
③规定的时间。
可靠性是有时间要求的，产品只能在一定的时间内达到目标可靠度。
规定时间长短不同，产品的可靠性也就不同。
④规定的功能。
产品的可靠性不能脱离“规定的功能”。
“完成规定的功能”就是能够连续地保持产品的工作能力，使各项技术指标符合规定值。
如果产品不能完成规定的功能，就称之为失效；对于可修复的产品，这种失效也称之为故障。
6简述机电一体化系统的相关技术以及系统的基本组成。
答：相关技术：检测传感技术；信息处理技术；自动控制技术；伺服传动技术；精密机械技术；系统总体技术系统的基本组成：动力系统；传感系统；控制系统；驱动系统；机械系统7压力传感器一般的基本类型有哪几种？它们各自的工作原理是什么？答：压力传感器常分为压阻式压力传感器；应变式压力传感器；压电式压力传感器。
工作原理：（1）压阻式：利用半导体材料的电阻率随其所受压力变化而变化的特性；（2）应变式：利用压力的作用使电阻或应变片发生形变，致使它们的电阻发生变化的特性制成，通过检测电阻的变化便可检测压力的变化；（3）压电式：利用电介质在受压力作用时产生电极化现象，并在表面产生电荷的压电效应来测量压力8简述步进电动机的特性与特点。
答：（1)步进电动机的工作电流就是脉冲电流，周期性地接通和切断。
（2）步进电动机的工作电流就是启动电流。
（3)步进电动机铭牌上的参考电流和电压是可变的。