机电一体化大作业
机电一体化大作业
某车床进行数控改造，其小拖板结构简图如图所示，已知进给系统行程为200mm ，快速移动的最大速度为1.2m /min ，最大切削进给速度为0.25m /min ， 溜板和刀架的质量为20kg 。
滚珠丝杠的导程0l =6mm ，试回答和计算下列问题：图 数控车床小托板系统简图1. 本设计系统中的计算机拟采用PLC ，请简述其特点。
（6分）(1)可靠性高。
(2)适应性强，应用灵活。
(3)编程简单、容易掌握。
(4)控制系统设计、安装、调试方便，工作量少 (5)维修方便。
(6)体积小，能耗低2. 本设计系统中拟选择反应式三相步进电机驱动，请简述其工作原理。
（6分）设步进电机的三项分别是A 、B 、C ，将电脉冲加到A 相 ，A 相产生磁通，并对转子产生磁拉力，l 、3两个齿与定子的A 相磁极对齐。
而后再将电脉冲通入B 相励磁绕组，B 相磁极便产生磁通 。
使转子2、4两个齿与定子B 相磁极对齐。
如果按照A →B →C →A 的顺序通电，转子则沿反时针方向一步步地转动。
3. 本设计系统中的传感器拟采用光栅传感器，请简述该传感器的特点。
（6分）①精度高。
②可用于大量程测量兼有高分辨力；③可实现动态测量，易于实现测量及数据处理的自动化；F yF x④具有较强的抗干扰能力 ⑤高精度光栅制作成本高，4.对于初步选用的反应式三相步进电机，假设其步距角为0.6º/1.2º，采用三项六拍的通电方式工作，脉冲当量δ为0.005mm ，，请计算传动链中的传动比i 。
（8分）根据题意：2005.036066.036000=⨯⨯==δαl i5.设工作时丝杠轴向切削分力为N F y 1304=，垂直切削分力为N F x 3.1779=，传动系统的总效率为85.0=η。
（1） 计算切削负载力等效到电机轴的等效力矩).(m N T F eq 。
（8分） ).(1).(100085.0214.3263.177920m N mm N i l F T x F eq ==⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ηπ（2） 根据加工需要，选择燕尾形导轨，在良好的润滑情况下，其摩擦系数为0.1，计算切削运行时摩擦负载力等效到电机轴的等效力矩).(m N T ceq 。
机电一体化大作业模板
新疆农业大学机械交通学院机电一体化系统设计课程（设计）论文题目：姓名与学号：指导教师：年级与专业：所在学院：课程评分：二零一二年月日棉花异性纤维检测技术的研究综述【摘要】本文介绍和分析了目前为止绝大多数对皮棉中异性纤维检测的研究。
这些研究从棉花杂质的几何、物理和成分官能团光谱特性入手，应用可见光机器视觉、红外波段光谱图像和断层X 光摄影等检测技术，采用数字图像处理和化学计量学分析方法，分类识别各种皮棉杂质。
关键词皮棉，异性纤维，检测前言我国采摘棉花大部分是人工摘拾。
这样对异性纤维的控制很不利。
由于棉农对异性纤维的危害认识不足，采摘交售棉花时习惯用编织袋装棉花、用有色的或非棉线绳绑扎棉袋口等。
在采摘、装棉、晒棉、运棉和售棉等过程中,难免混入叶子、铃壳、种皮和异性纤维等杂质。
严重影响了棉纺厂的产品质量。
异性纤维是困扰纺织企业的一大难题．每年纺织企业都要投入大量的人力、物力、财力进行人工挑拣。
显然，在纺织清理和加工的每个环节，研究快速检测原棉中杂质，减少并消除它，这对于提高加工质量和效率是非常必要的。
1.原棉杂质检测的主要手段在检测棉花中叶子，茎皮，秆和异性纤维等杂质时，可以从其基本物理特性入手，例如颜色、形状、大小、密度、表面密度和重量等；也可以从其化学成分方面入手来识别这些杂质，比如荧光效应和官能团光谱特性等。
在具体方法上，对杂质的检测有机器视觉（可见光波段）、X光断层摄影、红外波段光谱或图像和紫外荧光光谱或图像等；在对杂质定性和定量分析的方法上，主要有固定线性判别式、聚类算法、贝叶斯学习算法和贝叶斯加权K均值聚类算法等数字图像处理方法。
根据以上皮棉杂质检测技术的特点，从原理上可分为基于图像技术的杂质检测研究和基于分光技术的杂质检测研究。
一些典型的研究见表1。
表1 棉花杂质检测研究的文献整理类型范围检测设备杂质类型检测率识别率（％）文献静态国内显微近红外成像无色塑料、黄麻、编织袋、白头发丝、白羊毛、猪鬃—郏东耀等人，2004[1]多光谱成像无色塑料、黄麻、编织袋、白头发丝、白羊毛、猪鬃—郏东耀等人，2005[3]反射成像15种典型异性纤维—杨文柱等人，2009[4]透射成像白色或无色杂质：纸片、尼龙、编制带、黄麻、白头发—郏东耀等人，2005 [9]透射成像异性纤维，没有特指95%识别率李碧丹等人，2006[10]紫外荧光成像白色丙纶丝，纸张；色泽较重的异性纤维；毛发的识别99；100；50％罗德坡等人，2007[11]静态国外反射成像非棉纤维杂质（植物性杂质）与重力分析之间的相关系数0.82 Taylor. 1990[12]类型 范围 检测设备 杂质类型 检测率识别率（％） 文献反射成像植物性杂质：皮杂、杆、叶子和碎叶杂质分类。
机电一体化设计基础(大作业)
一、简答题（每题10分，共计30分）1．机电一体化系统仿真在系统设计过程中所起的作用是什么？答：在系统实际运行前，也希望对项目的实施结果加以预测，以便选择正确、高效的运行策略或提前消除设计中的缺陷，最大限度地提高实际系统的运行水平，采用仿真技术可以省时省力省钱地达到上述目的。
计算机仿真包括三个基本要素，即实际系统、数学模型与计算机，联系这三个要素则有三个基本活动：模型建立、仿真实验与结果分析。
2．机电一体化系统仿真的模型主要有哪几种？分别应用于系统设计的哪个阶段？答：机电一体化系统仿真的模型主要有：物理模型、数学模型和描述模型。
当仿真模型是物理模型时，为（全）物理仿真；是数学模型时，称之为数学（计算机）仿真。
用已研制出来的系统中的实际部件或子系统代替部分数学模型所构成的仿真称为半物理模型。
计算机仿真、半物理仿真、全物理仿真分别应用于分析设计阶段（软件级）、部件及子系统研制阶段（软件—硬件级）实时仿真、系统研制阶段（硬件级）实时仿真阶段。
3．PID 控制算法中比例、积分、微分部分各起何作用？答：P （比例）I （积分）D （微分）调节器是将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量。
其中比例调节起纠正偏差的作用，其反应迅速；积分调节能消除静差，改善系统静态特性；微分调节有利于减少超调，加快系统的过渡过程。
此三部分作用配合得当，可使调节过程快速、平稳、准确，收到较好的效果。
二、分析题（第1题15分，第2题30分）1．系统采样周期的选择时，主要考虑的影响因素主要有哪些答：应主要考虑以下几方面：从对调节品质的要求来看，应将采样周期取得小些，这样，在按连续系统PID 调节选择整定参数时，可得到较好的控制效果；从执行元件的要求来看，有时需要输出信号保持一定的宽度。
如：当通过数模转换带动步进电动机时，输出信号通过保持器达到所要求的控制幅度需要一定的时间，在这段时间内，要求计算机的输出值不应变化，因此，采样周期必须大于这一时间；从控制系统随动和抗干扰的性能要求来看，要求采样周期短些；从计算机的工作量和每个调节回路的计算成本来看，一般要求采样周期大些；从计算机的精度来看，过短的采样周期不合适。
机电一体化大作业资料讲解
机电一体化大作业三自由度平动机械手工作台机电系统设计科目：机电一体化班级：机械工程五班成员：罗欣201325070530卢国文201325070501赵效鲁201325070509贾静然201325070502目录一、设计任务 (3)1、题目 (3)2、任务 (3)3、主参数 (3)二、产品总功能的确定 (4)1、单坐标定位。
(4)2、三平面直线插补和圆弧插补。
(4)三、总体方案的确定 (7)1、机械传动部件的选择 (7)2、动力装置的选择 (8)3、.检测与传感装置的选择 (8)4、.控制与信息处理装置的选择 (8)四、机械传动部件的计算与选型 (9)1、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)2、步进电机的计算与选型 (12)五、检测与传感装置的计算与选型 (15)1、速度的检测与传感装置 (15)、2.位移的检测与传感装置 (17)六、控制与信息处理装置的选择 (20)1、速度控制 (20)2、CPU的选择 (26)七、工作台系统的功能框图 (27)八、工作台装配图的绘制 (28)九、部分源代码 (28)十、感悟与总结 (32)十一、参考文献 (33)一、设计任务1、题目三自由度平动机械手工作台机电系统设计2、任务设计一种适用于机械手空间平动的工作台3、主参数（1）、X、Y、Z方向脉冲当量：∆x= ∆y= ∆z=0.005mm/脉冲（2）、X、Y、Z方向的定位精度均为：±0.01mm（3）、工作台空载最快移动速度：∆xmax= ∆ymax= ∆zmax=3000mm/min（4）、工作台负载最快移动速度：∆xmax= ∆ymax= ∆zmax=400mm/min（5）、工作台空间尺寸：500mm×500mm×500mm（6）、工作台工作空间尺寸：400mm×400mm×400mm （7）、空载启动时间：Δt=25ms二、产品总功能的确定1、单坐标定位。
机电一体化课程大作业_1
机电一体化技术在现代制造业中的应用* *(************，浙江杭州310014)摘要：制造业是国民经济的核心，本文首先介绍了机电一体化的概念，其次点出传统机械制造技术与现代机械制造业的不适应，并列举了一些先进的机械制造技术，最后综述了机电一体化的发展方向。
关键词：机电一体化；制造业；发展趋势1 概述机电一体化是一门跨学科的科学，它是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术结合而成的综合性技术。
这一多技术的综合及多个部分的组合，使得机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性、科学性。
其各个组成部分（如机械技术、自动控制技术、微电子技术、传感技术、电力电子技术、接口技术以及软件技术等)在综合成完整的系统中相互配合，这需要取长补短，严格要求，不断向理想化方向发展，使原来各种技术取长补短，更趋于合理性、科学性，在机械制造等领域得到广泛应用。
2传统机械制造技术与现代机械制造业的不适应传统的机械制造技术主要包括了机械设计技术、机械加工工艺技术、基础设施及其支撑技术等内容。
其中，机械加工工艺技术是机械制造技术的核心，是指采用某种工具（包括刀具）或能量流通过变形、去除、连接或增加材料等将工件制成满足一定设计要求的半成品或成品的过程中所需要技术的总称。
传统的机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。
21世纪的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业。
可以说，现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。
其主要特征如下：(1)充分消化吸收和应用世界先进制造技术与现代高新技术，更加强调以知识和技术为投人因素，企业的工艺、装备、材料高技术化，产品的科技含量和附加值较高；(2)建立起与现代技术相适应的生产方式和企业组织形式，推广和实施先进的制造模式，发展对国民经济带动作用大的产业链和产业集群；(3)符合现代社会可持续发展理念，具有资源节约、无污染绿色等特征，具有与全球化相适应的资源配置方式；(4)利用现代信息技术，改造和集成业务流程，形成以价值链为基础的分工协作模式，并呈现出制造业与服务业既分工又融合的特点。
机电一体化系统设计大作业
6011机电一体化系统设计基础大作业责任教师高秋红学校：北京一轻高级技术学校学号：111100140 姓名：一、基础知识题（每题10分，共40分）1.机电一体化系统的定义？机电一体化产品的分类？答：机电一体化系统是由机械技术、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。
按发展水平分：功能附加型初级系统，功能代替型中级系统，机电融合型高级系统按应用分：民用机电一体化产品，办公机电一体化产品和产业机电一体化产品2. 机电一体化系统的基本组成要素？试分析试说明图中的各个部分分别属于机电一体化系统的哪一基本结构要素。
答：按照机电一体化系统的基本结构要素，图示数控机床的各个部分归类如下：（1）控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示（2）测试传感部分：光电编码器、信号处理（3）能源：电源（4）驱动部分：功放、电机（5）执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台3. 为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。
4．简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）：拟定产品开发目标和技术规范；收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济性分析；总体方案设计；总体方案的评审和评价；详细设计；详细设计方案的评审和评价；试制样机；样机实验，测试；技术评价与审定；小批量生产；试销；正常生产；销售。
二、综合分析设计题（60分）1．已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自由度的驱动系统如图所示。
要求：（1）说明单自由度驱动系统的两种测量方案；（20分）要求给出传感器的类型及具体安装位置。
（2）确定整个系统的控制方案、画出控制系统原理图。
（40分）要求写出两种控制方案，方案一使用工业PC机完成系统的控制和方案二使用单片机完成系统的控制。
【全文】机电一体化系统设计题库资料(只有大作业)
可编辑修改精选全文完整版作业一1直线运动导轨的基本形状有（）。
(A)燕尾形(B)圆形(C)矩形(D)三角形[参考答案：ABCD] 分值：52机电一体化的基本要素有机械本体（）等组成。
(A)动力与驱动部分(B)传感测试部分(C)控制及信息处理(D)执行机构[参考答案：ABCD] 分值：53步进电机的特点（）。
(A)输出角与输入脉冲严格成比例(B)存在失步(C)转子惯量小(D)无误差累积[参考答案：ABCD] 分值：54导轨常用的材料有（）。
(A)铸铁(B)钢(C)有色金属(D)塑料[参考答案：ABCD] 分值：55滚珠丝杆的外循环可分为（）。
(A)端盖式(B)插管式(C)浮动式(D)螺旋槽式[参考答案：AB] 分值：56滚珠螺旋传动特点（）(A)运动精度高(B)运动效率高(C)能自锁(D)具有传动的可逆性[参考答案：ABCD] 分值：57微机控制系统的基本功能（）。
(A)与机电部件的接口功能(B)对控制软件运行的支持功能。
(C)实时信息转换与控制功能(D)人机交互功能[参考答案：ABCD] 分值：58机电一体化系统的设计方法（）。
(A)整体设计法(B)取代法(C)组合法(D)变参数设计[参考答案：ABC] 分值：59模拟信号采集通道一般由（）等组成。
(A)传感器(B)A/D(C)调理电路(D)S/H[参考答案：ABCD] 分值：510微处理器的总线有（）。
(A)控制总线(B)数据总线(C)地址总线(D)状态总线[参考答案：ABC] 分值：511多级齿轮副或蜗轮蜗杆等其它传动机构组成传动链的级数和各级传动比的分配原则（）。
(A)输出轴转角误差最小原则(B)等效转动惯量最小原则院(C)转速最快原则(D)质量最小原则[参考答案：ABD] 分值：512伺服系统主要由被控对象、（）组成。
(A)测量与反馈元件(B)调节元件(C)执行元件(D)比较环节[参考答案：ABCD] 分值：513机电控制系统由（）组成。
机电一体化大作业
三自由度平动机械手工作台机电系统设计科目：机电一体化班级：机械工程五班成员：罗欣0卢国文1效鲁9贾静然2目录一、设计任务 (4)1、题目 (4)2、任务 (4)3、主参数 (4)二、产品总功能的确定 (5)1、单坐标定位。
(5)2、三平面直线插补和圆弧插补。
(5)三、总体方案的确定 (9)1、机械传动部件的选择 (9)2、动力装置的选择 (9)3、.检测与传感装置的选择 (10)4、.控制与信息处理装置的选择 (10)四、机械传动部件的计算与选型 (11)1、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (11)2、步进电机的计算与选型 (15)五、检测与传感装置的计算与选型 (19)1、速度的检测与传感装置 (19)、2.位移的检测与传感装置 (20)六、控制与信息处理装置的选择 (25)1、速度控制 (25)2、CPU的选择 (31)七、工作台系统的功能框图 (33)八、工作台装配图的绘制 (33)九、部分源代码 (33)十、感悟与总结 (39)十一、参考文献 (39)一、设计任务1、题目三自由度平动机械手工作台机电系统设计2、任务设计一种适用于机械手空间平动的工作台3、主参数（1）、X、Y、Z方向脉冲当量：= = =0.005mm/脉冲（2）、X、Y、Z方向的定位精度均为：0.01mm（3）、工作台空载最快移动速度：= = =3000mm/min（4）、工作台负载最快移动速度：= = =400mm/min（5）、工作台空间尺寸：500mm500mm500mm（6）、工作台工作空间尺寸：400mm400mm400mm（7）、空载启动时间：Δt=25ms二、产品总功能的确定1、单坐标定位。
2、三平面直线插补和圆弧插补。
本例中采用逐点比较法进行直线和圆弧的插补（1）逐点比较法插补的基本原理逐点比较法插补的基本思路是：在从起点到终点的路程中，根据机械手当前位置与给定轨迹的偏离情况，并为消除这个偏离，在其中一个坐标轴上走一小步，这样一步步直到终点，每一步都是用给定轨迹对实际轨迹进行修正。
毕业大作业参考范文
毕业大作业课题名称：机电一体化发展前景专业机电一体化技术学生姓名学号山东科技职业学院年月目录摘要 (1)关键词 (1)正文 (1)一、机电一体化概要 (1)1、机电一体化技术发展 (1)(1) 数字化 (1)(2) 智能化 (1)(3) 模块化 (1)(4) 网络化 (2)(5) 人性化 (2)(6) 微型化 (2)(7) 集成化 (2)(8) 带源化 (2)(9) 绿色化 (2)2、机电一体化产品 (2)二、机电一体化的现状和发展趋势 (2)三、机电一体化的未来发展 (4)四、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务 (5)1、我国“机电一体化”工作面临的形势 (5)2、我国“机电一体化”工作的任务 (6)五、发展机电一体化的对策 (6)1、加强统筹安排，协调发展计划 (6)2、强化行业管理，发挥“协会”作用 (6)3、优化发展环境、增大支持力度 (6)4、突出发展重点，兼顾“两个层次” (6)结束语 (7)参考文献 (8)摘要在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶。
关键词：机电一体化发展系统前言一、机电一体化概要机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。
但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。
机电一体化大作业
实用标准三自由度平动机械手工作台机电系统设计科目：机电一体化班级：机械工程五班成员：罗欣201325070530卢国文201325070501赵效鲁201325070509贾静然201325070502目录一、设计任务 (3)1、题目 (3)2、任务 (3)3、主参数 (3)二、产品总功能的确定 (4)1、单坐标定位。
(4)2、三平面直线插补和圆弧插补。
(4)三、总体方案的确定 (7)1、机械传动部件的选择 (7)2、动力装置的选择 (7)3、.检测与传感装置的选择 (8)4、.控制与信息处理装置的选择 (8)四、机械传动部件的计算与选型 (9)1、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)2、步进电机的计算与选型 (12)五、检测与传感装置的计算与选型 (15)1、速度的检测与传感装置 (15)、2.位移的检测与传感装置 (17)六、控制与信息处理装置的选择 (20)1、速度控制 (20)2、CPU的选择 (26)七、工作台系统的功能框图 (27)八、工作台装配图的绘制 (28)九、部分源代码 (28)十、感悟与总结 (32)十一、参考文献 (33)一、设计任务1、题目三自由度平动机械手工作台机电系统设计2、任务设计一种适用于机械手空间平动的工作台3、主参数（1）、X、Y、Z方向脉冲当量：= = =0.005mm/脉冲（2）、X、Y、Z方向的定位精度均为：0.01mm（3）、工作台空载最快移动速度：= = =3000mm/min （4）、工作台负载最快移动速度：= = =400mm/min （5）、工作台空间尺寸：500mm500mm500mm（6）、工作台工作空间尺寸：400mm400mm400mm （7）、空载启动时间：Δt=25ms二、产品总功能的确定1、单坐标定位。
2、三平面直线插补和圆弧插补。
本例中采用逐点比较法进行直线和圆弧的插补（1）逐点比较法插补的基本原理逐点比较法插补的基本思路是：在从起点到终点的路程中，根据机械手当前位置与给定轨迹的偏离情况，并为消除这个偏离，在其中一个坐标轴上走一小步，这样一步步直到终点，每一步都是用给定轨迹对实际轨迹进行修正。
机电一体化毕业大作业题目
机电一体化毕业大作业题目
1.带式输送机设计
2.矿用调度绞车的设计
3.塑料盒封口机的设计
4.食品提升皮带机设计
5.工件运输机设计
6.电动绞车驱动系统设计
7.电动大门设计
8.多功能跑步机的设计
9.全自动洗衣机机电一体化设计
10.温湿度自动控制系统
11.十字路口交通信号灯的PLC控制程序设计
12.电梯自动控制系统设计（3层）
13.数控内排屑深孔钻削机床数控工作台及冷却系统设计
14.128点温度采样系统设计
15.步进电机控制器的设计
16.水轮机制动系统的设计
17.小车装卸料运行plc控制系统设计
18.两种液体混合控制电路的设计
19.车辆出入库管理PLC系统设计
20.水塔水位控制PLC系统设计
21.个人自选。
国家开放大学《岗位实践(机电一体化)》大作业参考答案
国家开放大学《岗位实践(机电一体化)》大作业参考答案填空题1.机电一体化技术的内涵是（微电子技术）和（机械技术）渗透过程中形成的一个新概念。
2.机电一体化系统（产品）是（机械）和（微电子技术）技术的有机结合。
3.工业三大要素是（物质）、（能量）、（信息）机电一体化工程研究所追求的三大目标是:（省能源）、（省资源）、（智能化）。
4.机电一体化研究的核心技术是（接口）问题。
5.机电一体化系统（产品）构成的五大部分(或子系统）是:（机械系统）、（电子信息处理系统）、（动力系统）、（传感检测系统）、（执行元件系统）。
6.机电一体化接口按输入/输出功能分类（机械接口）、（物理接口）、（信息接口）、（环境接口）。
7.机电一体化系统（产品）按设计类型分为:（开放性设计）、（适应性设计）、（变异性设计）。
8.机电一体化系统(产品)按机电融合程度分为:（机电互补法）、（机电结合（融合）法）、（机电组合法）。
9、机电一体化技术是在机械的（主功能）、（动力功能）、（信息与控制功能）基础上引入（微电子技术），并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。
10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式):（以能源转换为主）和（以信息转换为主）。
11．丝杠螺母机构的基本传动形式有:（螺母固定丝杆转动并移动）、（丝杆转动螺母移动）、（螺母转动丝杆移动）、（丝杆固定螺母转动并移动）四种形式。
12．滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为（单圆弧）和（双圆弧）两类;按滚珠的循环方式分为（内循环）和（外循环）两类。
13．滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有:（双螺母螺纹预紧调整）、（双螺母齿差预紧调整）、（双螺母垫片调整预紧）、（弹簧自动调整预紧）四种方式。
14.滚珠丝杠副常选择的支承方式有:（单推-单推式）、（双推-双推式）、（双推-简支式）、（双推-自由式）。
15.机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有（定轴轮系）、（行星轮系）和（谐波轮系）三种形式。
机电一体化大作业
机电一体化大作业——水下机器人机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。
它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。
它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。
机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。
在工业、医学、农业、建筑业甚至军事领域中均有重要用途。
现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。
一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。
”机器人能力的评价标准包括：智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能，指变通性、通用性或空间占有性等；物理能，指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等。
因此，可以说机器人是具有生物功能的实际空间运行工具。
机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。
根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。
出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）等。
驱动装置是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。
它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。
机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等，此外也有采用液压、气动等驱动装置。
检测装置的作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。
2020年11月西电大作业答案机电一体化原理与应用2
学习中心/函授站_姓名学号西安电子科技大学网络与继续教育学院2020 学年下学期《机电一体化原理与应用》期末考试试题（综合大作业）考试说明：1、大作业试题于2020 年10 月15 日公布：（1）毕业班学生于2020 年10 月15 日至2020 年11 月1 日在线上传大作业答卷；（2）非毕业班学生于2020 年10 月22 日至2020 年11 月8 日在线上传大作业答卷；（3）上传时一张图片对应一张A4 纸答题纸，要求拍照清晰、上传完整；2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计；3、答案须用《西安电子科技大学网络与继续教育学院标准答题纸》手写完成，要求字迹工整、卷面干净。
一、单项选择题（每小题2 分，合计20 分）1、步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（B ）决定转角位移的一种伺服电动机。
A．脉冲的宽度B．脉冲的数量C．脉冲的相位D．脉冲的占空比2、PD 称为（B）控制算法。
A．比例B．比例微分C．比例积分D．比例积分微分3、加速度传感器的基本力学模型是（A ）。
A．阻尼—质量系统B．弹簧—质量系统C．弹簧—阻尼系统D．弹簧系统4、在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（A）方法实现。
A．插补B．切割C．画线D．自动5、对于交流感应电动机，其转差率s 的范围为（B ）。
A．1<s<2 B．0<s<1 C．-1<s<1 D．-1<s<06、抑制干扰的措施很多，主要包括（A ）。
A．屏蔽B．隔离C．滤波D．接地和软件处理等方法7、机电一体化的高性能化一般包含（a b c d ）。
A．高速化B．高精度C．高效率D．高可靠性8、一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc 的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（B ）。
A．变大B．减小C．不变D．不定9、齿轮传动的总等效惯量与传动级数（C ）。
A．有关B．无关C．在一定级数内有关D．在一定级数内无关10、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节、（C ）等个五部分。
机电一体化作业
作业1：介绍一种机电产品以及组成和功能分析1.数码相机的组成：数码相机是由镜头、CCD、A/D（模/数转换器）、MPU（微处理器）、内置存储器、LCD（液晶显示器）、PC卡（可移动存储器）和接口（计算机接口、电视机接口）等部分组成，通常它们都安装在数码相机的内部，当然也有一些数码相机的液晶显示器与相机机身分离。
2.数码相机的原理：当按下快门时，镜头将光线会聚到感光器件CCD（电荷耦合器件）上, CCD是半导体器件，它代替了普通相机中胶卷的位置，它的功能是把光信号转变为电信号。
这样，我们就得到了对应于拍摄景物的电子图像，但是它还不能马上被送去计算机处理，还需要按照计算机的要求进行从模拟信号到数字信号的转换，ADC（模数转换器）器件用来执行这项工作。
接下来MPU（微处理器）对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式，例如JPEG格式。
最后，图像文件被存储在内置存储器中。
至此，数码相机的主要工作已经完成，剩下要做的是通过LCD（液晶显示器）查看拍摄到的照片。
有一些数码相机为扩大存储容量而使用可移动存储器，如PC卡或者软盘。
此外，还提供了连接到计算机和电视机的接口。
作业2：机电一体化产品的优点对应的产品实例与普通产品对比一．结构简单1.机构简单：电子手表机械手表是以发条为动力，通过一系列的机构带动指针实现计时的，普通机械手表的基本结构可以分成六个系统：1．上条拨针系统2．原动系统3．传动系统4．擒纵系统5．调速系统 6．指针系统2.机械手表的缺点1．对于普通机械手表，需要人工每24小时左右上一次发条2.结构比较复杂，零部件较多，普通的机械手表由140～150个零件组成。
3．走时精度较差。
按照我国国家标准（GB 4033）规定，机械一级手表的每日走时误差允许在55秒之内，这是目前机械手表标准的最高精度。
3.电子手表的特点这种手表的调速系统仍采用摆轮游丝系统，只是在摆轮上装有永久性磁钢。
在靠近磁钢处有一线圈，用晶体管作为线圈电流的换向开关。
机电一体化系统设计(期末大作业,含答案)
1电子科技大学网络教育考卷（A 卷）(20 年至20 学年度第 学期)考试时间 年 月 日(120分钟) 课程 机电一体化系统设计 教师签名 朱成华一、名词解释(每题2分，共10分) 1. 传递函数；答：于线性定常系统,在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与引起该 输出的输入量的拉氏变换之比,称为系统的传递函数2. 开发性设计；答：开发性设计是指在没有参照的情况下仅根据抽象的设计原理和要求设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品。
3. PLC ；答：PLC 是指可编程逻辑控制器。
4.SSR ；答：SSR 是指固态继电器是一种带光电隔离的器的无触点开关。
5. D/A ：答：D/A 是把数字量变成模拟量的装置。
二、判断正误(每题1分，共10分)1. 匹配Z 变换法适用于具有因式分解形式的传递函数。
( √ )2.双线性变换法就是突斯汀法，是控制系统中常用的一种离散化方法。
( × )3. 步进电机一般采用开环控制系统。
（ × ）4.滚珠丝杆具有自锁能力。
( × )5. 改变脉冲频率可以改变步进电机的转速。
（ √ ）6.改变直流电机电枢电压可以改变其转速。
( √ )7. 闭环控制系统是负反馈控制系统。
( √ )8. 光电隔离电路主要由光电耦合器的光电转换器组成，入端为光敏三极管，出端为发光二极管。
( × ) 9. 步进电动机的进给系统采用齿轮传动，不仅是为了求得所需的脉冲当量，还有满足结构要求和增大转矩的作用。
（ × ）10. 大惯量直流电动机的转子惯量大，小惯量直流电动机的转子惯量小。
( √ ) 三、填空(每题2分，共10分)1. 机电一体化对机械系统的基本要求是（ 高精度、低惯性、高稳定性 ）。
2. 传感器一般是由（敏感元件、传感元件和转换电路）三部分组成。
3. I/O 接口的编址方式，通常有两种编址方式，一种是（与存储器统一编址）另一种是（独立编址）。
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某车床进行数控改造，其小拖板结构简图如图所示，已知进给系统行程为200mm,快速移动的最大速度为1. 2m /min,最大切削进给速度为0. 25m /min,溜板和刀架的质量为20kg。
1.本设计系统中的计算机拟釆用PLC,请简述其特点。
(6分)
(1)可靠性高。
(2)适应性强，应用灵活。
(3)编程简单、容易掌握。
(4)控制系统设计、安装、调试方便，工作量少
(5)维修方便。
(6)体枳小，能耗低
2.本设讣系统中拟选择反应式三相步进电机驱动，请简述其工作原理。
(6分)
设步进电机的三项分别是A、B、C,将电脉冲加到A相，A相产生磁通，并对转子产生磁拉力，1、3两个齿与定子的A相磁极对齐。
而后再将电脉冲通入B相励磁绕组，B相磁极便产生磁通。
使转子2、4两个齿与定子B相磁极对齐。
如果按照AA的顺序通电，转子则沿反时针方向一步步地转动。
3.本设讣系统中的传感器拟釆用光栅传感器，请简述该传感器的特点。
(6分)
①精度高。
②可用于大量程测量兼有高分辨力：
③可实现动态测量，易于实现测量及数据处理的自动化；
④具有较强的抗干扰能力
⑤高精度光栅制作成本高，
4•对于初步选用的反应式三相步进电机，假设其步距角为。
釆用三项六拍的通电方式工作，脉冲当量5为a 005mm,,请计•算传动链中的传动比7。
(8分)
根据题意亠卫1證烏r?
360彷
5•设工作时丝杠轴向切削分力为Fy=l3O4N,垂直切削分力为F,=1779.3N ,传动系统的总效率为"=0・85。
(1) 计算切削负载力等效到电机轴的等效力矩T皐(8分)
T；Q =FxXlo = _"9.3x6_ = 1 ⑹（M 讪）=1（心）"2 托xixq 2x3,14x2x0.85
(2) 根据加丄需要，选择燕尾形导轨，在良好的润滑悄况下，其摩擦系数为,
计算切削运行时摩擦负载力等效到电机轴的等效力矩T；q(N・m)。
(8分)
摩擦阻力斤=（呦+ /；）“ = （20x9.8 +1304）x0.1 = 15O（N）
F ISO y 6
吒=k = 2x3.14x2x0.85 =强?曲”）=0.0843 （心）
(3) 齿轮ZiZ的转动惯量为人=l・6xKr* Kg”几厶2 =6.4 X10* Kg"几丝
杠的转动惯量A=L2xlO-^/C^/»\求机械系统等效到电机轴上的等效转动惯量丿“。
（20 分）
根拯题意：=舁2同+訂Z2虻+舁同+于
\,=込=込
2龙8”
= Jzi + 儿2 ^"十人+ M —- = Jzi+Jz2X—+ 人X —+ M X (-^)"
% 塔 % 4 4 4;:
所以：=1・6X107+1X6・4X10"+I X1・2X10J+°・°°? X65
4 4 16矿
= 1.6x10"'* +1.6x10"-* +3x10“ +0.152x10"-*
= 6・352xlO"(KgM2)= 6・352(Kg・c加2)
6•如果选择三相反应式步进电机，根据系统切削时最大速度的需要，其加速时间为，计算系统的总转矩（10分）（忽略电机转子的转动惯量影响）
最大加速力矩T = T^+T：q+T；；=^+T：q + (JjJQx£ = q+T：q + (JjJJx^「vx2/rx/ 0.25(加/min) x2;rx2 . …
乂： = -------- =——' 一二-=8・7(册〃 / 5)
£
所以:
8 7 8 7
T =1(N M)+0.0843(N皿) + 6.352x10十Kgj”2)x 乔(md/$2) + 2.4x 乔
=1(N M) + 0.0843 (N M) + 0.0552 (N M) + 0・(M18 (N M) = 1」8(N M)
T 1 12
考虑机械效率八厂一皿9（曲）
7•验算最大静转矩和起动转矩7；是否满足系统要求，确定步进电机的型号。
（8分）査附件2可知:SM3910的步距角为。
，最大静转矩（保持扭矩）厂冲严4（N M）
则5； = X 0-87 = 4X0,87 = 3.48 > r
满足要求。
&确定步进电机的空载最大启动频率人，并判断步进电机是否能够在不丢步的情况下直接启动，如果不能，应釆取什么样的措施。
（10分）
max
7；；=(儿 + 乙)X 空■ = (2.4X10-4 + 6.352 X10 J X 也&752 X10"* X87
/ C) * I
=0.0761 (N M)
空载起动力矩人© =T：q+T；； = 0.5308+0.0761 = 0.6968(M/n)
査附件2表知：人可以达到lOKHz以上，按数据给定使用3KHZ启动，不丢步。
满足要求。
9•确定步进电机的空载最大运行频率人込"（10分）
360° x2穴
乂:
几合X = 4000 Hz Y 空载运行频率50 KHz O 满足要求。
max ⑹x2;rx%汰 f
''0.6 X 2龙
O.6x2;rx/o 沁叫5心2 33罟X2 = 4000 Hz 0.6x6。