机电一体化上课课件88743

二、执行单元 根据控制信息和指令在驱动部分的作用下，完
成所要求的动作。执行单元是运动部件，根据机 电一体化系统的匹配要求，需要改善执行机构的 工作性能，如提高刚性，减轻重量，实现组件化、 标准化和系列化，以提高系统整体工作可靠性等。
1.2 机电一体化的基本功能要素
三、驱动单元 在控制信息的作用下，驱动各执行机构
完成各种动作和功能。机电一体化系统方 面要求驱动单元具有高效率和快速响应性 等，同时又要求其对外部环境的适应性和 可靠性，还由于几何上，动作范围狭窄等 限制，还需考虑维修方便和实行标准化等。
1.2 机电一体化的基本功能要素
四、传感检测单元 主要功能是对系统运行过程中所需要的本
身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并 转换成可识别信号，传输到控制信息处理单元， 经过分析、处理产生相应的控制信息。由传感 器和仪器仪表组成。
1.3 机电一体化的相关技术
四、自动控制技术 自动控制所依据的理论是自动控制原理（包
括经典控制理论和现代控制理论），自动控制 技术就是在此理论的指导下对具体控制装置或 控制系统进行设计；设计后进行系统仿真，现 场调试；最后使研制的系统可靠地投入运行。 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 以及模糊控制、神经网络控制等。
1.1 机电一体化的定义
一 、机电一体化的定义
1971年起源于日本。
机械学（Mechanics）+ 电子学 （Electronics）
= 机电一体化 或 机械电子工程 （Mechatronics）
核心就是引进了微电子技术
1.1 机电一体化的定义
一、 机电一体化的定义
定义：机电一体化技术是从系统工程观点 出发，应用机械、电子、信息等有关技术， 对它们进行有机的组织和综合，实现了整体 的最佳化。
1.3 机电一体化的相关技术
三、传感检测技术
传感器检测是实现自动控制和自动调节的关键 环节。传感检测技术的内容包括两方面，一是研 究如何将各种被测量（包括物理量、化学量和生 物量等）转换为与之成比例的电量；二是研究对 转换的电信号的加工处理，如放大、补偿、标度 变换等。
机电一体化系统要求传感检测装置能快速、准 确、可靠（外界环境的影响）的获取信息。
5．了解典型机电一体化产品的构成、特点和设计 方法，学会设计简单的机电一体化产品。
数控线切割机床
数控机床
第1章 绪论
1.1 机电一体化的定义 1.2 机电一体化系统的功能要素 1.3 机电一体化系统的相关技术 1.4 机电一体化的技术优势与发展趋势 1.5 机电一体化系统设计的工程路线
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。现代机械要求具有更新颖 的结构、更小的体积、更轻的重量，还要求 精度更高、刚度更大、动态性能更好。
在设计和制造机械系统时除了考虑静态、 动态刚度及热变形等问题外，还应考虑采用 新型复合材料和新型结构以及新型的制造工 艺和工艺装置。
1.3 机电一体化的相关技术
二、伺服传动技术
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。伺服传动包括电动、气动、液压等 各种类型的驱动装置。伺服驱动技术是直接执行操作 的技术，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装 置和部件，对机电一体化系统的性能起决定性作用。 常见的伺服驱动系统主要有电气伺服（如步进电机、 直流伺服电机、交流伺服电机等）,液压伺服（如液压 马达、脉冲油缸等）和气压伺服三类。
1.3 机电一体化的相关技术
五、信息处理技术
计算机技术包括计算机的软件技术、硬件技 术、网络与通讯技术和数据技术。机电一体化 系统中主要采用工业控制机（包括可编程控制 器，单、多回路调节器，单片微控制器，总线 式工业控制机，分布式计算机测控系统）进行 信息处理。信息处理的发展方向是提高信息处 理的速度、可靠性和智能化程度。人工智能技 术、专家系统技术、神经网络技术等都属于计 算机信息处理技术的范畴。
它不是机械与电子的简单的叠加，而是在信 息论（利用传感技术）、控制论（利用控制 理论）和系统论（“系统”整体筹划，机械 和电子分别只是“环节”）的基础上建立起 来的应用技术。
1.2 机电一体化的基本功能要素
一、机械本体
主要功能是使构造系统的各子系统、零部件按 照一定的空间和时间关系安置在一定位置上，并 保持特定的关系。包括机械结构装置和传动装置。
六、动力单元
按照机电一体化系统的控制要求，为系统 提供动力和能量以保证系统正常运行。用最小 的动力输入获得尽可能大的功能输出。
1.2 机电一体化的基本结构要素

1.2 机电一体化的基本结构要素
1.2 机电一体化的基本功能要素
1.3 机电一体化的相关技术
1.3 机电一体化的相关技术
一、机械技术
1.2 机电一体化的基本功能要素
五、控制与信息处理单元
控制与信息处理单元是机电一体化系统 的核心单元。将来自各传感器的检测信息 和外部输入指令进行集中、存储、分析、 加工。根据信息处理结果，按照一定的程 序发出相应的控制信号，通过输出接口送 往执行机构，控制整个系统有目的地运行， 并达到预期性能。一般由计算机，可编程 序控制器，数控装置等组成。
机电一体化上课课件88743
课程说明
机电一体化系统设计课程是一门专业方向 课。本课程从系统的观点出发，利用机械技 术和电子技术，通过机电有机结合构造最佳 的机电系统。 先修课程：机械设计，电子技术，电工技 术，机电传动与控制，微机原理与应用等。
教学的基本要求包括： 1．学习机电一体化基本概念，理解机电一体化系 统中各结构要素在系统中的作用和相互关系，初 步建立机电产品的系统化设计思想。 2．了解机电一体化系统中常用传感器、传动机构、 动力驱动装置和计算机控制系统种类和特点。 3．熟悉机电一体化产品的设计方法和工程路线， 能够针对具体的机电一体化产品确定产品开发技 术路线。 4．掌握机电一体化系统中机械、传感检测、动力、 控制等基本结构要素的技术特点，掌握典型装置 的技术原理和使用方法。