机电系统设计方法PPT课件
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机电系统设计PPT课件
酒店客房部分采用集中计量 冷却塔补水、泳池补水、洗衣房用水、绿化用水、冷冻机房补水皆单独计 量。
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台湾饭店项目方案简介—给排水/燃气系统
从控制冲洗水量和选用节水配件方面达到节水目的，并 减少跑、冒、滴、漏等现象。 ➢ 尽量选用节水型配件、卫生洁具、淋浴器。如冲水量 ≤6升的大便器
项目概况
➢台湾饭店项目位于北京市东城区王府井，酒店品牌 为Waldorf=Astoria，总建筑面积32002m2。
➢本项目B4-B3为停车库；B2为酒店后勤区，包括员工 餐厅、洗衣房、房管部等；B1-L3为酒店公共区，包 括大堂、餐厅、宴会厅、会议室、游泳池、健身中 心、Spa等；L4-L12为酒店客房层，包括标准客房、 行政套房、总统套房，共计174间。
第四部分 强电系统
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台湾饭店项目方案简介—强电系统
强电系统包括：
• 10kV变配电系统 • 低压配电系统 • 照明系统 • 接地和防雷系统 • 应急电源系统 • 电气火灾报警系统 • 电站自动化系统 • 客房控制系统
+可靠的供配电系统 +优质的照明系统 +完善的防雷接地系统 +备用的发电系统 +不间断UPS系统 =高质量的电源解决方案
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台湾饭店项目方案简介—消防系统
消防系统说明： 室内消火栓系统 ❖ 用水量为30升/秒 ❖ 火灾延续期为3小时 ❖ 消火栓安装于各楼层及 其消防电梯前室、地下室和明显便于取用的地 方。
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消 火 栓 给 水 系 统 示 意 图
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台湾饭店项目方案简介—消防系统
台湾饭店项目方案简介—消防系统
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台湾饭店项目方案简介—给排水/燃气系统
从控制冲洗水量和选用节水配件方面达到节水目的，并 减少跑、冒、滴、漏等现象。 ➢ 尽量选用节水型配件、卫生洁具、淋浴器。如冲水量 ≤6升的大便器
项目概况
➢台湾饭店项目位于北京市东城区王府井，酒店品牌 为Waldorf=Astoria，总建筑面积32002m2。
➢本项目B4-B3为停车库；B2为酒店后勤区，包括员工 餐厅、洗衣房、房管部等；B1-L3为酒店公共区，包 括大堂、餐厅、宴会厅、会议室、游泳池、健身中 心、Spa等；L4-L12为酒店客房层，包括标准客房、 行政套房、总统套房，共计174间。
第四部分 强电系统
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台湾饭店项目方案简介—强电系统
强电系统包括：
• 10kV变配电系统 • 低压配电系统 • 照明系统 • 接地和防雷系统 • 应急电源系统 • 电气火灾报警系统 • 电站自动化系统 • 客房控制系统
+可靠的供配电系统 +优质的照明系统 +完善的防雷接地系统 +备用的发电系统 +不间断UPS系统 =高质量的电源解决方案
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台湾饭店项目方案简介—消防系统
消防系统说明： 室内消火栓系统 ❖ 用水量为30升/秒 ❖ 火灾延续期为3小时 ❖ 消火栓安装于各楼层及 其消防电梯前室、地下室和明显便于取用的地 方。
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消 火 栓 给 水 系 统 示 意 图
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台湾饭店项目方案简介—消防系统
台湾饭店项目方案简介—消防系统
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《机电一体化系统设计》机电一体化系统设计及分析方法PPT课件
• 1）产品外观和结构布置方案； • 2）产品部件或子系统划分及设计目标 ； • 3）各部件或子系统的接口设计 ； • 4）制定详细设计任务书、验收规范及进
度计划 。
详细设计
• 根据详细设计任务书，对各零部件进行详 细设计，确定各零部件的形状、尺寸、材 料等参数，设计控制软件、设计电子、电 气系统的电路，选用合适的元件，绘制详 细的零件图、装配图等工程图，编写详细 的设计技术资料。详细设计还包括制定产 品制造工艺和质量检验等内容。
• 并行工程是一种以降低产品全生命周期成本， 增强易制造性，缩短上市周期和增强市场竞 争能力为目标的，把产品(系统)的设计、制 造及其相关过程作为一个有机的整体进行综 合（并行）协调的一种模式。并行工程的设 计则强调产品的全生命周期相关部门的技术 人员共同构成设计组，研发设计和生产筹备 有机的结合在一起，有利于换代快、批量不 大的产品开发。
寻常指标：作为常规要求的指标，一般不定 量描述且不出现在优化设计模型中，只需 用常规设计方法进行保证。
• 3、性能指标分配
• 分配的目的是合理限定各子系统对总体性 能指标的影响程度，是系统整体优化的保 障。
• 由于机电系统方案的多样性，各子系统的 形式不同，因此必须逐一列出它们的作用 形式。这些内容包括：相关设计参数、设 计参数受到的特征指标约束、设计参数对 优化指标的影响等三个方面。
• 经济性指标 ：反映用户获得所需功能和性 能的产品需要付出的费用高低；对于生产 者则是完成产品生产制造的成本。对于生 产者和用户都希望在获得相同产品的同时 成本/费用越低越好。对于用户其成本包括 购置和使用费用。
• 安全性指标 ：需要根据产品特点确定，它 既指产品在运行过程中对操作者和周围其 他人员的人身安全的危害程度，又指产品 本身因其它原因受损坏的可能性。
机电一体化系统设计课件(第7章)
机电一体化系统的发展趋势
总结词
机电一体化系统的发展趋势与未来展望
详细描述
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，机电一体化系统的发展趋势主要包括智能化、模块化、网络化、绿 色化等。未来，机电一体化系统将更加注重人工智能、物联网等新技术的应用，实现更加高效、智能的生产和服 务。
CHAPTER 02
对系统的各项性能指标进行测试，如速度 、精度、稳定性等。
对测试数据进行整理、分析和评估，提出 改进意见和建议，为系统的优化和完善提 供依据。
CHAPTER 06
机电一体化系统可靠性设计
可靠性分析
可靠性定义
01
产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
失效模式与影响分析
02
识别产品可能的失效模式，分析其对系统功能的影响，为可靠
THANKS
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机电一体化系统设计基础
机电一体化系统设计的基本原则
功能完整性
确保系统能够完成预定 的功能，满足用户需求
。
技术先进性
采用当前最先进的科学 技术，确保系统的性能
和效率。
经济合理性
在满足功能和技术要求 的前提下，尽可能降低
系统成本。
安全可靠性
确保系统在各种工作条 件下都能安全、稳定地
运行。
机电一体化系统的设计流程
可靠性测试与评估
可靠性试验
在模拟或实际使用条件下 测试产品的可靠性表现。
故障分析
对产品故障进行深入分析 ，找出根本原因，为可靠 性改进提供依据。
可靠性评估
根据测试数据和实际使用 情况，评估产品的可靠性 水平，为产品设计改进提 供参考。
CHAPTER 07
机电一体化系统设计案例分析
机电系统设计优秀PPT
第二章 机械系统的方案设计 与总体设计
❖ 主要内容 §2-1 机械系统的方案设计 §2-2 机械系统的总体设计
❖ 学习方法建议
理解各种设计分析方法的应用领域， 在解决具体问题上下功夫。
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§2-1 机械系统的方案设计
一﹑设计任务抽象化 二、确定工艺原理 三、确定技术过程 四、引进技术系统并确定系统边界 五、确定功能结构 六、确定设计方案
一、设计任务抽象化 这一过程不涉及具体的解决方案，只需要知道所设计 的机械产品的基本功能和主要约束条件就行了，这样就可 以突出设计中的主要矛盾。抽象过程一般用黑箱原理来表 示。
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3
如图2－1所示，用黑色 的方框框住待设计的技术系 统，具体如何，我们不去管 它，因为它已经用黑箱框住， 看不见内部结构，所要表示 清楚的就是系统的输入、输 出以及系统与环境的连接。
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对于我们前面介绍的自走式谷物收割机这类比较复杂 的机械系统甚至像石油钻机这种更为复杂的机械系统，它 们本身有许多子系统组成，如收割系统、脱粒系统、清粮 系统、行走系统、传动系统、控制系统、输送系统、支承 系统。要是把这些系统的功能结构都详细地绘在一张 图上，不仅绘制困难，而且很乱，这时可以分别做出各子 系统的功能结构图。并在做图过程中，与功能相当的一系 列机械，如收割机、脱粒机、拖拉机、汽车等的相应系统 进行比较，以取得最佳的功能结构。
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三、确定技术过程 也就是按照选定的工艺原理确定转化所需的程序及其顺 序，如图2－3为技术过程的一般模式。 在一般模式中，包括有各种类型的作业，像信号的检测、 调节、控制，物料的输入、输出、能量的转化等等，其中只 有根据工艺原理所进行的作业对象的转化，为技术过程的主 流程，如状态1经过一系列转化变为状态2，在整个工作过程 中，主流程不断得到物料流、能量流、信息流的支持和补充。 自动式谷物联合收割机的技术过程的主流程（谷物由进 给至分离输出的过程）如图2－4所示。谷物先被切割刀扶持， 然后被切断送至脱粒系统脱粒，脱粒后长茎杆直接输出，谷 粒、断穗、短茎杆，轻混合物等进入清粒系统，经振动，气 流将谷粒、短茎杆、轻混合物（颖壳、灰尘）分离，清选输 出，而一些断穗等还有许多颗粒，丢弃很可惜，收获率低。
❖ 主要内容 §2-1 机械系统的方案设计 §2-2 机械系统的总体设计
❖ 学习方法建议
理解各种设计分析方法的应用领域， 在解决具体问题上下功夫。
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§2-1 机械系统的方案设计
一﹑设计任务抽象化 二、确定工艺原理 三、确定技术过程 四、引进技术系统并确定系统边界 五、确定功能结构 六、确定设计方案
一、设计任务抽象化 这一过程不涉及具体的解决方案，只需要知道所设计 的机械产品的基本功能和主要约束条件就行了，这样就可 以突出设计中的主要矛盾。抽象过程一般用黑箱原理来表 示。
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如图2－1所示，用黑色 的方框框住待设计的技术系 统，具体如何，我们不去管 它，因为它已经用黑箱框住， 看不见内部结构，所要表示 清楚的就是系统的输入、输 出以及系统与环境的连接。
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对于我们前面介绍的自走式谷物收割机这类比较复杂 的机械系统甚至像石油钻机这种更为复杂的机械系统，它 们本身有许多子系统组成，如收割系统、脱粒系统、清粮 系统、行走系统、传动系统、控制系统、输送系统、支承 系统。要是把这些系统的功能结构都详细地绘在一张 图上，不仅绘制困难，而且很乱，这时可以分别做出各子 系统的功能结构图。并在做图过程中，与功能相当的一系 列机械，如收割机、脱粒机、拖拉机、汽车等的相应系统 进行比较，以取得最佳的功能结构。
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三、确定技术过程 也就是按照选定的工艺原理确定转化所需的程序及其顺 序，如图2－3为技术过程的一般模式。 在一般模式中，包括有各种类型的作业，像信号的检测、 调节、控制，物料的输入、输出、能量的转化等等，其中只 有根据工艺原理所进行的作业对象的转化，为技术过程的主 流程，如状态1经过一系列转化变为状态2，在整个工作过程 中，主流程不断得到物料流、能量流、信息流的支持和补充。 自动式谷物联合收割机的技术过程的主流程（谷物由进 给至分离输出的过程）如图2－4所示。谷物先被切割刀扶持， 然后被切断送至脱粒系统脱粒，脱粒后长茎杆直接输出，谷 粒、断穗、短茎杆，轻混合物等进入清粒系统，经振动，气 流将谷粒、短茎杆、轻混合物（颖壳、灰尘）分离，清选输 出，而一些断穗等还有许多颗粒，丢弃很可惜，收获率低。
机电一体化系统设计(最终版)ppt课件
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电力拖动
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第三节 机电一体化的相关技术
机械技术（精密机械技术）
是机电一体化的基础。机电一体化的机械产 品与传统的机械产品的区别在于：机械结构 更简单、机械功能更强、性能更优越。
机械技术的出发点在于如何与机电一体化技 术相适应，利用其他高新技术来更新概念， 实现结构、材料、性能以及功能上的变更。
现代机械：以力学、电子学、计算机学、控制 论、信息论等为理论基础，以经验、机、电、 计算机、传感与测试等技术为实践基础。
机械：强度高、输出功率大、承载大载荷；实 现微小复杂运动难。
电子：可实现复杂的检测和控制；但无法实现 重载运动。
202的定义
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。
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电力拖动
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第四节 机电一体化系统的 基本功能要素
接口
将各要素或子系统连接成为一个有机整体， 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。
其基本功能主要有三个：变换、放大、传 递
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电力拖动
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第五节 本课程的目的和要求
本课程的目的和要求
第三节 机电一体化的相关技术
自动控制技术
自动控制技术的目的在于实现机电一体化 系统的目标最佳化。 机电一体化系统中的自动控制技术主要包 括位置控制、速度控制、最优控制、自适 应控制、模糊控制、神经网络控制等。
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电力拖动
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第三节 机电一体化的相关技术
伺服驱动技术
伺服驱动技术就是在控制指令的指挥下， 控制驱动元件，使机械的运动部件按照指 令要求运动，并具有良好的动态性能。 常见的伺服驱动系统主要有电气伺服和液 压伺服。
机电系统设计方法PPT课件
5.1.3 系统评价
(1) 降维法
目标：把多目标问题转化成单目标问题求解 ，从而解出 最优解。
方法：用一个起主要作用的指标作为目标函数，而将其 它优化指标转化为约束条件。
5.1.3 系统评价
(2) 顺序单目标法
目标：把多目标问题转化成单目标问题求解 ，从而解出最优 解。
方法：首先对各优化指标按重要程度排序，按单目标优化方 法依序求出每个指标所对应的最优解，然后对这些单目标 优化解进行折衷处理，从而得到整体最优解。
5.1 机电系统设计基础
三、系统评价 1.评价指标 2.评价方法 四、机电系统的现代设计方法 1.并行工程 2.绿色设计 3.反求设计 4.虚拟设计 5.快速响应设计
5.2 可靠性设计
一、可靠性指标和计算方法 1.无故障性指标 (1) 可靠度 (2) 失效率 (3) 平均无故障工作时间 2. 耐久性指标 (1) 有效度 (2) 耐久性系数
辅助设计，是在基于多媒体的、交互的渗入式或侵入式的 三维计算机辅助设计环境中，设计者不仅能够直接在三维 空间中通过三维操作、语言指令、手势等高度交互的方式 进行三维实体建模和装配建模，并且最终生成精确的产品 模型，以支持详细设计与变型设计，同时能在同一环境中 进行一些相关分析，从而满足工程设计和应用的需要。
编写技术文件、资料
结束
5.1 机电系统设计基础
三、系统评价 1.评价指标 2.评价方法
5.1.3 系统评价
1.评价指标
对机电产品的优劣进行评价，必须要有定量的 指标作依据，这些指标应该是能够用来衡量产品性能 和结构质量的参数指标，一般分为基本指标、优化指 标和寻常指标三类 。
5.1.3 系统评价
提出的指标等。
5.1.3 系统评价
机电一体化系统总体设计 ppt课件
• 总体设计报告要突出设计重点，将所设计系统的特点阐述 清楚，同时应列出所采取的措施及注意事项。
• 总体设计给具体设计规定了总的基本原理、原则和布局， 指导具体设计的进行;而具体设计则是在总体设计基础上 进行的具体化。具体设计不断地丰富和修改总体设计，两
者相辅相成，有机结合。因此，只有把总体设计和系统的 观点贯穿于产品开发的过程，才能保证最后的成功。
2.2 机电一体化系统原理方案设计
• 机电一体化系统原理方案设计是整个总体设计的关键，是 具有战略性和方向性的设计工作。
• 在机电一体化系统原理方案设计中，常用的方法有功能分 析设计法、创造性方法、评价与决策方法、商品化设计思 想及方法、变型产品设计中的模块化方法和相似产品系列 设计方法等。
2.2.1 机电一体化系统原理方案设计步骤
功
物料 能量 信息
总功能
物料 能量 信息
能 分
分功能1
分功能2
分功能3
解
分功能4
模
分功能21
分功能22
分功能23
型
......
分功能…
分功能…
分功能…
• (1)功能元在机电一体化系统设计中常用的基本功能元有 物理功能元、逻辑功能元和数学功能元。
• 1)物理功能元。它反映系统中能量、物料、信号变化的物 理基本动作，常用的有转变-复原、放大-缩小、合并-分 离、传导-绝缘、存储-提取。(常用的五种物理功能元)
2.2.2.3 求解功能元(分功能)
• 功能元的原理解法是通过物理作用和作用件确定的。现在 的任务是，寻找实现各个分功能的物理作用，即求得功能 元的原理解，通常有下述几种求解方法。
• (1)直觉法 • 直觉法是设计师凭借个人的智慧、经验和创造能力，充分
• 总体设计给具体设计规定了总的基本原理、原则和布局， 指导具体设计的进行;而具体设计则是在总体设计基础上 进行的具体化。具体设计不断地丰富和修改总体设计，两
者相辅相成，有机结合。因此，只有把总体设计和系统的 观点贯穿于产品开发的过程，才能保证最后的成功。
2.2 机电一体化系统原理方案设计
• 机电一体化系统原理方案设计是整个总体设计的关键，是 具有战略性和方向性的设计工作。
• 在机电一体化系统原理方案设计中，常用的方法有功能分 析设计法、创造性方法、评价与决策方法、商品化设计思 想及方法、变型产品设计中的模块化方法和相似产品系列 设计方法等。
2.2.1 机电一体化系统原理方案设计步骤
功
物料 能量 信息
总功能
物料 能量 信息
能 分
分功能1
分功能2
分功能3
解
分功能4
模
分功能21
分功能22
分功能23
型
......
分功能…
分功能…
分功能…
• (1)功能元在机电一体化系统设计中常用的基本功能元有 物理功能元、逻辑功能元和数学功能元。
• 1)物理功能元。它反映系统中能量、物料、信号变化的物 理基本动作，常用的有转变-复原、放大-缩小、合并-分 离、传导-绝缘、存储-提取。(常用的五种物理功能元)
2.2.2.3 求解功能元(分功能)
• 功能元的原理解法是通过物理作用和作用件确定的。现在 的任务是，寻找实现各个分功能的物理作用，即求得功能 元的原理解，通常有下述几种求解方法。
• (1)直觉法 • 直觉法是设计师凭借个人的智慧、经验和创造能力，充分
机电一体化系统设计课件(PPT51张)
真题解析——选择题
（ 05、4 ）1、主要用于系统中各级间的信息传递 的模块称为【 】 B A．软件模块 C．通信模块 B．接口模块 D．驱动模块
（ 04、4 ）1．由计算机网络将计算机辅助设计、 计算机辅助规划、计算机辅助制造联接成的系统称
为【 】
D
A．顺序控制系统 C．柔性制造系统
真题解析——选择题
（ 12、4 ）1．用于承载、传递力和运动的模块是
【 】A
A．机械受控模块 C．接口模块 B．驱动模块 D． 微计算机模块
（ 09、4 ）1．系统中用于提供驱动力改变系统运 行状态，产生所希望运动的模块称为 【 】 A A．驱动模块 B．接口模块 C .微计算机模块 D．测量模块
B．自动引导车系统 D． 计算机集成制造系统
真题解析——选择题
（ 03、4 ）1.将计算机数控机床、工业机器人以 及自动引导车联接起来的系统称( C ) A.顺序控制系统 B.计算机集成制造系统 C.柔性制造系统 D.伺服系统 （ 02、4 ）1.受控变量是机械运动的一种反馈控 制系统称( A.顺序控制系统 D.工业机器人 )B B.伺服系统 C.数控机床
1.2 典型机电一体化系统
工业机器人组成部件：主体结构、终端器、控制器
1.2 典型机电一体化系统
4、自动导引车 自动导引车是另一种形式的移动工业机器人。他能 跟踪编程路径，在工厂内江一个零件从一个地方移动 到另一个地方。
1.2 典型机电一体化系统
5、顺序控制系统 顺序控制系统是按照预先规定的次序完一系列操作 的系统。 根据如何开始和终结操作可分为两类： （1）当某一事件发生时，开始或结束操作的称为事件驱 动顺序控制； （2）在某一时刻或一定时间间隔之后，开始或结束操作 的称为时间驱动顺序控制。
机电一体化系统设计的基本原理及方法.ppt
五、方案设计评估与优化——选择表法
例： 瓶盖整列装置设计
结果表明，方案Ⅱ为教理想的方案
六、结构设计和参数核算
1、结构设计的步骤
1）确定主要功能载体的结构 2）确定辅助功能载体的结构 3）检查主辅功能载体的相互影响及配合性 4）对设计的进一步完善
2、结构设计中的相关原理
1）任务分配原理
a3b1c1d2e1f2g3h1i2轮胎式正铲液压挖掘机五方案设计评估与优化选择表法瓶盖整列装置设计结果表明方案为教理想的方案六结构设计和参数核算1确定主要功能载体的结构2确定辅助功能载体的结构3检查主辅功能载体的相互影响及配合性4对设计的进一步完善1结构设计的步骤2结构设计中的相关原理1任务分配原理2稳定性原理3力传递原理4等强度原理5自补偿原理自动补偿的应用形式自增强自平衡自保护6力平衡原则7结构设计变元原理利用变性原理和组合原理对机械结构变元进行组合从而产生一种新结构的方法
第二章 机电一体化产品设计 的基本原理及方法
本章的学习内容：
2.1 设计依据和评价准则 2.2 机电一体化系统的设计思想与方法 2.3 设计过程 2.4 机电一体化控制系统设计
2.1 设计依据与评价标准
一、设计依据
系统功能
评价与标准
性能指标
使用条件
社会经济
二、评价标准
机电一体化产品设计的评价标准体现在以下几个方面：
2、工控机
抗干扰能力强，可靠性高、不需要自行开发硬件、软件可根 据接口模板提供的示范程序用高级语言开发，控制系统体积大、 成本较高、适合于需进行大量数据运算、可靠性高的大型工业 测控系统。
3、工控机可编程控制器
抗干扰能力强、可靠性高、体积小、运行可靠、可扩展性可 维护性好，操作简便、价格较贵。
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5.1.2 机电一体化系统的设计基本方法与流程
2. 设计类型 (1) 开发性设计 (2) 适应性设计 (3) 变异性设计
5.1.2 机电一体化系统的设计基本方法与流程
2. 设计类型 (1) 开发性设计
这是一种从无到有的全新设计，是在既没有参考样 机又没有具体设计方案参照的情况下，根据所设计系统的 功能要求和抽象的设计原理进行的创造性工作。
例如，第一台数控机床的设计、第一台磁盘驱动器 的设计，就属于开发性设计。
5.1.2 机电一体化系统的设计基本方法与流程
2. 设计类型 (2) 适应性设计
指在总的方案原理基本不变的情况下，对原有系统进 行局部变动和改进，以适应增加功能、提高性能或降低成本， 以适应科学技术发展和市场竞争的需要。
例如，对照相机应用电子快门自动曝光代替手动调整， 使照相机在小型化、智能化方面得到提高；对普通机床进行 数控改造设计，使其性能和功能增强；这些都属于适应性设 计。
(1) 基本指标
基本指标是决定产品功能和基本性能的指标，是设 计必须达到的指标，如工作范围、运动参数、动力参数、 结构参数、精度指标、环境指标等。这些性能指标以能够 满足用户要求为度，不需要追求过高的指标。
5.1.2 机电一体化系统的设计基本方法与流程
(2) 融合法 即结合法 是指将各组成要素有机结合为一体，构成专用或通
用的功能子部件(子系统)。 它体现在两方面： 机电性能互补和软硬件结合
例如，在数控机床进给系统中，对于存 在的丝杠螺母传动间隙、刀具安装误差 等问题，若单纯采用提高机械制造精度 的办法是很难解决的。实际上，采用机 床数控系统的自动间隙补偿及刀具补偿 功能，可使问题迎刀而解，而且更有效、 更合理。
5.1.1 机电一体化工程与系统工程
2.机电一体化工程 机电一体化工程是系统工程在机电一体化系统(或产
品)中的具体应用。机电一体化技术是从系统工程的观点 出发，应用机械、电子等有关技术，使机械装置和电子设 备有机结合，实现系统或产品整体最优酌综合技术
5.1.1 机电一体化工程与系统工程
3.机电一体化工程与系统工程之比较
5.1.2 机电一体化系统的设计基本方法与流程
2. 设计类型 (3) 变异性设计
这种设计是在设计方案和功能结构不变的情况下， 通过改变规格尺寸、速度、力或功率等参数而进行的系列 化设计。变异性设计的目的是满足市场对产品的不同需要。 这种设计相对比较容易，但设计人员也必须有比较丰富的 工程经验，对参数的改动也必须进行科学的计算和必要的 实验。
编写技术文件、资料
结束
5.1 机电系统设计基础
三、系统评价 1.评价指标 2.评价方法
5.1.3 系统评价
1.评价指标
对机电产品的优劣进行评价，必须要有定量的 指标作依据，这些指标应该是能够用来衡量产品性能 和结构质量的参数指标，一般分为基本指标、优化指 标和寻常指标三类 。
5.1.3 系统评价
5 机电系统设计
5 机电系统设计
5.1 机电系统设计基础 5.2 可靠性设计
5.1 机电系统设计基础
一、机电一体化工程与系统工程 1.系统工程 2.机电一体化工程 3.机电一体化工程与系统工程之比较 二、机电一体化系统的设计基本方法与流程 1.设计方法 2.设计类型 3.设计流程
5.1 机电系统设计基础
系统工程
机电一体化工程
产生年代 对象
50年代(美国) 大系统
70年代(日本) 小系统、机器
基本思想 技术方法
系统概念
机电一体化概念(系统和接口的概念)
利用软件进行优化、仿 硬件的超精密定位、超精密加工、优 真、鉴定、检查等。 化设计、微机控制及仿真
信息处理系统 大型计算机
微型计算机
共同点
应用计算机，具有实用性、综合性、复合性
三、系统评价 1.评价指标 2.评价方法 四、机电系统的现代设计方法 1.并行工程 2.绿色设计 3.反求设计 4.虚拟设计 5.快速响应设计
5.1.1 机电一体化工程与系统工程
一、机电一体化工程与系统工程 系统工程的定义：
1978年，钱学森就指出：“系统工程是组织管理的 规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一 种对所有系统都具有普通意义的科学方法。”系统工程是 以大系统为对象，以数学方法和计算机为工具，对系统的 构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分 析、设计、制造和服务，从而达到最优设计、最优控制和 最优管理的目标。
5.1 机电系统设计基础
二、机电一体化系统的设计基本方法与流程 1.设计方法
机电一体化的设计方法从系统的角度出发，综合应用 机械技术和微电子技术，使二者密切结合、相互协调、相 互补充。实际机电系统的设计内容和方法是丰富多彩的， 但是从一体化设计的角度看，主要有三种方法，即替代法、 融合法和组合法。
5.1.1 机电一体化工程与系统工程
一、机电一体化工程与系统工程 系统工程的原则： (1)整体性原则
系统各要素之间是有机结合，而非简单的叠加。从整体性的 角度，提高系统的性能。 (2)综合性原则 系统各要素之间的有机结合涉及多方面的属性，应当将这 些属性综合起来研究。 (3)科学性原则 指在处理各种设计问题时，应按照科学的顺序和步骤进行， 尽量使用定量的方法。
5.1.2 机电一体化系统的设计基本方法与流程
(1) 替代法 即机电互补法，或取代法
一般指用高性能的电子及电气部件替代复杂的机械 装置，实现原有装置的功能。这种方法常用于对传统机械 设备的机电一体化改造。这种替代不是简单的置换，往往 可以带来多方面的提高，例如可以简化机械结构，方便控 制、获得高性能。
开始
3. 设计流程
确定产品规格、性能及功能指标
拟定系统方案、划分功能模块
方案论证、确定模块设计目标、组 织设计工作
功能模块、接口细部设计
系统设计的综合评价
N 满意吗 Y
功能模块试制与调试
N 满意吗
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功能模块试制与调试
N 满意吗
Y 系统整体组装、调试及可靠性、抗干
扰复核
N 满意吗
Y 工艺定型
例如虚拟仪器可用 软件实现示波器的 功能。
5.1.2 机电一体化系统的设计基本方法与流程
(3) 组合法
它是指将功能部件（或子系统）、功能模块像积木那 样组合成各种机电系统。
在新产品系列化及设备的机电一体化改造中应用这种 方法，可以缩短设计与研制周期，节约工装设备费用，且 有利于生产管理、使用和维修。