机电一体化技术西安建筑科技大学
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一、市场调研
市场调研包括市场调查和市场预测。所谓 市场调查就是运用科学的方法，系统地、全面 地收集所设计产品市场需求和经销方面的情况 和资料，分析研究产品在供需双方之间进行转 移的状况和趋势，而市场预测就是在市场调查 的基础上，运用科学方法和手段，根据历史资 料和现状，通过定性的经验分析或定量的科学 计算，对市场未来的不确定因素和条件做出预 计、测算和判断，为产品的方案设计提供依据。
机电一体化技术
南京农业大学工学院重点课程
第一章 概论
1.1 机电一体化基本概念 1.2 机电一体化发展概况 1.3 机电一体化系统的构成 1.4 机电一体化共性关键技术 1.5 机电一体化系统设计 1.6 机电一体化对机械工业的影响 1.7 机电一体化的发展
1.1 基本概念
机电一体化技术：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。
1.5 机电一体化系统设计
二、总体方案设计
1．产品方案构思 产品方案构思完成后，以方案图的形式将设计方
案表达出来。方案图应尽可能简洁明了，反映机 电一体化系统各组成部分的相互关系，同时应便 于后面的修改。
2．方案的评价对多种构思和多种方案进行筛选， 选择较好的可行方案进行分析组合和评价，从中 再选几个方案按照机电一体化系统设计评价原则 和评价方法进行深入的综合分析评价，最后确定 实施方案。
2、能源 提供能量，转换成需要的形式，实现动力 功能。 要求：效率高、可靠性好
1.3 机电一体化系统的构成
3、检测传感装置 检测产品内部状态和外部环境，实现计测 功能。 要求：体积小、精度高、抗干扰
4、电子控制单元 处理、运算、决策，实现控制功能。 要求：高可靠性、柔性、智能化
1.3 机电一体化系统的构成 5、执行机构
1.5 机电一体化系统设计
三、详细设计
机电一体化中包含的关键技术在第四节 中详细介绍。
数 控 铣 床
数控车床
焊接机器人
汽车防抱死系统(ABS)
1.2 发展概况
1. 20世纪60年代前为第一阶段，“萌芽阶段”
工程师们自觉或者不自觉地把机械产品和电子技术相结 合，以提高机械产品的性能。但是由于电子技术的发展相对 落后，使得机械与电子的结合还没有得到广泛的应用。
作用：感受器官、反馈环节。 要求：能快速、精确地获得信息并在相应的应 用环境中具有高可靠性。
1.4 共性关键技术
2、信息处理技术 主要完成信息的交换、存取、运算、判断和
决策等.其主要工具是计算机。
传感 器
A/ 计算 D机
D 执行装 /A 置
3、控制技术
关于软件方面的技术，主要以控制理论为 指导，对控制系统设计、仿真、现场调试、可 靠运行等。
1.2 发展概况
1. 数控机床的问世，写下了“机电一体化”历史 的第一页。
2. 微电子技术为“机电一体化‘’带来勃勃生机。
3. 可编程序控制器、”电力电子“等的发展为”机 电一体化“提供了坚强基础。
4. 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使” 机电一体化“跃上新台阶。
1.3 机电一体化系统的构成
系统工程的观点和方法，将系统各个功能模 块有机的结合起来，以实现整体最优。其重 要内容为接口技术。接口包括电气接口、机 械接口、人机接口
1.5 机电一体化系统设计
一、市场调研 二、总体方案设计 三、详细设计 四、样机试制与试验 五、小批量生产 六、大批量生产
1.5 机电一体化系统设计
CNC
位置,速 度反馈
位置,速度 检测单元
电机
数控机床伺服系统组成
机械 部件
1.3 机电一体化系统的构成
电子控制单元
参数变 化信息
检测传 感部分
控制 信息
执行器 能 量
检测 参数
驱 动 力
机械本体
动力源
1.3 机电一体化系统的构成
1、机械本体 机身、框架、机械联接等产品支持机构，
实现构造功能。
要求：可靠、小型、美观
机电一体化不是机械 与电子简单的叠加，而 是在信息论、控制论和 系统论的基础上建立起 来的应用技术
电子学
机
械 机电一
学
体化
信息科学
1.1 基本概念
机电一体化一般包含机电一体化产品 (系统)和机电一体化技术两层含义。
典型的机电一体化产品(系统)有：数控 机床、机器人、汽车电子化产品、智能化 仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM 系统等。
包括机械传动与操作机构，接收控制信息，完成 要求的动作，实现主功能。 要求：高性能、高精度、高效率
1.4 共性关键技术
1 检测传感技术 2 信息处理技术 3 自动控制技术 4 伺服驱动技术 5 机械技术 6 系统总体技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.4 共性关键技术
1、检测传感技术 研究对象：传感器及其信号检测装置（即变送器）
持。
1.2 发展概况
3.90年代后期开始为第三阶段，“智能化阶段”
① 光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也 在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电 一体化等新分支；
② 对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电 一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
③ 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取 得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。 这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐 渐形成完整的科学体系。
1.4 共性关键技术
4、伺服驱动技术 研究对象：执行元件及其驱动装置
执行元件种类：电动、液压、气压
驱动装置：各种电动机的驱动电源电路 5、机械技术
实现机电一体化产品的主功能和构造功能， 影响系统的结构、重量、体积、刚性、可靠 性等。
1.4 共性关键技术
6、系统总体技术 系统总体技术是一种从整体目标出发，用
2. 70年代到80年代为第二阶段，“蓬勃发展阶”
计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体 化的发展奠定了技术基础这个时期的特点是： ①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世
纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认； ②机电一体化技术和产品得到了极大发展； ③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支
市场调研包括市场调查和市场预测。所谓 市场调查就是运用科学的方法，系统地、全面 地收集所设计产品市场需求和经销方面的情况 和资料，分析研究产品在供需双方之间进行转 移的状况和趋势，而市场预测就是在市场调查 的基础上，运用科学方法和手段，根据历史资 料和现状，通过定性的经验分析或定量的科学 计算，对市场未来的不确定因素和条件做出预 计、测算和判断，为产品的方案设计提供依据。
机电一体化技术
南京农业大学工学院重点课程
第一章 概论
1.1 机电一体化基本概念 1.2 机电一体化发展概况 1.3 机电一体化系统的构成 1.4 机电一体化共性关键技术 1.5 机电一体化系统设计 1.6 机电一体化对机械工业的影响 1.7 机电一体化的发展
1.1 基本概念
机电一体化技术：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。
1.5 机电一体化系统设计
二、总体方案设计
1．产品方案构思 产品方案构思完成后，以方案图的形式将设计方
案表达出来。方案图应尽可能简洁明了，反映机 电一体化系统各组成部分的相互关系，同时应便 于后面的修改。
2．方案的评价对多种构思和多种方案进行筛选， 选择较好的可行方案进行分析组合和评价，从中 再选几个方案按照机电一体化系统设计评价原则 和评价方法进行深入的综合分析评价，最后确定 实施方案。
2、能源 提供能量，转换成需要的形式，实现动力 功能。 要求：效率高、可靠性好
1.3 机电一体化系统的构成
3、检测传感装置 检测产品内部状态和外部环境，实现计测 功能。 要求：体积小、精度高、抗干扰
4、电子控制单元 处理、运算、决策，实现控制功能。 要求：高可靠性、柔性、智能化
1.3 机电一体化系统的构成 5、执行机构
1.5 机电一体化系统设计
三、详细设计
机电一体化中包含的关键技术在第四节 中详细介绍。
数 控 铣 床
数控车床
焊接机器人
汽车防抱死系统(ABS)
1.2 发展概况
1. 20世纪60年代前为第一阶段，“萌芽阶段”
工程师们自觉或者不自觉地把机械产品和电子技术相结 合，以提高机械产品的性能。但是由于电子技术的发展相对 落后，使得机械与电子的结合还没有得到广泛的应用。
作用：感受器官、反馈环节。 要求：能快速、精确地获得信息并在相应的应 用环境中具有高可靠性。
1.4 共性关键技术
2、信息处理技术 主要完成信息的交换、存取、运算、判断和
决策等.其主要工具是计算机。
传感 器
A/ 计算 D机
D 执行装 /A 置
3、控制技术
关于软件方面的技术，主要以控制理论为 指导，对控制系统设计、仿真、现场调试、可 靠运行等。
1.2 发展概况
1. 数控机床的问世，写下了“机电一体化”历史 的第一页。
2. 微电子技术为“机电一体化‘’带来勃勃生机。
3. 可编程序控制器、”电力电子“等的发展为”机 电一体化“提供了坚强基础。
4. 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使” 机电一体化“跃上新台阶。
1.3 机电一体化系统的构成
系统工程的观点和方法，将系统各个功能模 块有机的结合起来，以实现整体最优。其重 要内容为接口技术。接口包括电气接口、机 械接口、人机接口
1.5 机电一体化系统设计
一、市场调研 二、总体方案设计 三、详细设计 四、样机试制与试验 五、小批量生产 六、大批量生产
1.5 机电一体化系统设计
CNC
位置,速 度反馈
位置,速度 检测单元
电机
数控机床伺服系统组成
机械 部件
1.3 机电一体化系统的构成
电子控制单元
参数变 化信息
检测传 感部分
控制 信息
执行器 能 量
检测 参数
驱 动 力
机械本体
动力源
1.3 机电一体化系统的构成
1、机械本体 机身、框架、机械联接等产品支持机构，
实现构造功能。
要求：可靠、小型、美观
机电一体化不是机械 与电子简单的叠加，而 是在信息论、控制论和 系统论的基础上建立起 来的应用技术
电子学
机
械 机电一
学
体化
信息科学
1.1 基本概念
机电一体化一般包含机电一体化产品 (系统)和机电一体化技术两层含义。
典型的机电一体化产品(系统)有：数控 机床、机器人、汽车电子化产品、智能化 仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM 系统等。
包括机械传动与操作机构，接收控制信息，完成 要求的动作，实现主功能。 要求：高性能、高精度、高效率
1.4 共性关键技术
1 检测传感技术 2 信息处理技术 3 自动控制技术 4 伺服驱动技术 5 机械技术 6 系统总体技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.4 共性关键技术
1、检测传感技术 研究对象：传感器及其信号检测装置（即变送器）
持。
1.2 发展概况
3.90年代后期开始为第三阶段，“智能化阶段”
① 光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也 在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电 一体化等新分支；
② 对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电 一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
③ 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取 得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。 这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐 渐形成完整的科学体系。
1.4 共性关键技术
4、伺服驱动技术 研究对象：执行元件及其驱动装置
执行元件种类：电动、液压、气压
驱动装置：各种电动机的驱动电源电路 5、机械技术
实现机电一体化产品的主功能和构造功能， 影响系统的结构、重量、体积、刚性、可靠 性等。
1.4 共性关键技术
6、系统总体技术 系统总体技术是一种从整体目标出发，用
2. 70年代到80年代为第二阶段，“蓬勃发展阶”
计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体 化的发展奠定了技术基础这个时期的特点是： ①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世
纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认； ②机电一体化技术和产品得到了极大发展； ③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支