机电一体化总结

机电一体化总结

▲机电一体化：在机械的主功能,动力功能,信息功能和控▲机电一体化：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。构成：电子控制单元、执行器、检测传感部分、机械本体、动力源。关键技术：机械精密传动技术,计算机信息处理技术,传感检测技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术

▲三种原则的选择1）对于以提高传动精度和减小回程误差为主的降速齿轮传动链，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伺服减速传动链，可按等效转动惯量最小和输出轴转角误差最小原则进行设计。3）对于要求质量尽可能小的降速传动链，可按质量最小原则进行设计。

▲同步带传动的优缺点：1传动比准确，传动效率高；2工作平稳，能吸收振动；3无需润滑，耐油、水、高温、腐蚀。维护保养方便；4中心距要求严格，安装精度要求高；5制造工艺复杂，成本高。

▲滚珠螺旋传动与滑动螺旋传动或其它直线运动副相比，有下列特点：1传动效率高；2运动平稳；3能够预紧；4工作寿命长；5定位精度和重复定位精度高；6同步性好；7可靠性高；8不能自锁；9成本较高。

▲A/D转换器类型：积分型（双积分型）（价格低廉，采样频率低，精度可以）；逐次逼近型）（采样频率高，精度低）；∑△型（采样频率低，精度高）。

▲开关电源：是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。优点：体积小，重量轻，效率高。▲电源指标：电压电流，电压精度，电压纹波，工作温度

▲线性稳压电源的特点是：输出电压比输入电压低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低；效率较低；发热量大

电磁干扰两种传输途径：辐射耦合途径，传导耦合途径。电磁干扰三个条件：电磁干扰源、电磁干扰传播途径、电磁干扰敏感体。电磁干扰4个特性：接收特性、辐射特性、寄生特性、地电位特性。

▲步距角;给步进电机一个脉冲，步进电机走过的角度▲PWM：脉宽调制用来调整占空比

1一个全新的机电一体化产品的设计和开发过程分为产品规划，概念设计，详细设计

2根据模型的物理属性，伺服仿真的方式物理仿真，数学仿真，半实物仿真

3根据动力源不同，可以将私服系统分为电器，液压，气动4机电一体化常用的处理器有单片机，PC，PLC5按控制方式分，伺服系统分为开环，闭环，半闭环

▲机电一体化：在机械的主功能,动力功能,信息功能和控▲机电一体化：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。构成：电子控制单元、执行器、检测传感部分、机械本体、动力源。关键技术：机械精密传动技术,计算机信息处理技术,传感检测技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术

▲三种原则的选择1）对于以提高传动精度和减小回程误差为主的降速齿轮传动链，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伺服减速传动链，可按等效转动惯量最小和输出轴转角误差最小原则进行设计。3）对于要求质量尽可能小的降速传动链，可按质量最小原则进行设计。

▲同步带传动的优缺点：1传动比准确，传动效率高；2工作平稳，能吸收振动；3无需润滑，耐油、水、高温、腐蚀。维护保养方便；4中心距要求严格，安装精度要求高；5制造工艺复杂，成本高。

▲滚珠螺旋传动与滑动螺旋传动或其它直线运动副相比，有下列特点：1传动效率高；2运动平稳；3能够预紧；4工作寿命长；5定位精度和重复定位精度高；6同步性好；7可靠性高；8不能自锁；9成本较高。

▲A/D转换器类型：积分型（双积分型）（价格低廉，采样频率低，精度可以）；逐次逼近型）（采样频率高，精度低）；∑△型（采样频率低，精度高）。

▲开关电源：是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。优点：体积小，重量轻，效率高。▲电源指标：电压电流，电压精度，电压纹波，工作温度

▲线性稳压电源的特点是：输出电压比输入电压低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低；效率较低；发热量大

电磁干扰两种传输途径：辐射耦合途径，传导耦合途径。电磁干扰三个条件：电磁干扰源、电磁干扰传播途径、电磁干扰敏感体。电磁干扰4个特性：接收特性、辐射特性、寄生特性、地电位特性。

▲步距角;给步进电机一个脉冲，步进电机走过的角度▲PWM：脉宽调制用来调整占空比

1一个全新的机电一体化产品的设计和开发过程分为产品规划，概念设计，详细设计

2根据模型的物理属性，伺服仿真的方式物理仿真，数学仿真，半实物仿真

3根据动力源不同，可以将私服系统分为电器，液压，气动4机电一体化常用的处理器有单片机，PC，PLC5按控制方式分，伺服系统分为开环，闭环，半闭环

扩展阅读：机电一体化总结

1、机电一体化（Mechatronics）是机电一体化技术及其产品的统称，并把柔性制造系统和计算机集成制造系统等先进制造技术的生产线和制造过程也包括在内，发展了机电一体化的含义。包括六大关键技术：精密机床技术、伺服驱动技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、系统总体技术。

2、机电一体化系统的基本功能要素（或组成）：①机械本体；②动力部分；③传感检测部分；④执行部分；⑤驱动部分；⑥控制与信息处理部分；⑦接口3、接口的三个作用：①交换；②放大；③传递

4、机电一体化的相关技术：①机械技术；②传感检测技术；③信息处理技术；④自动控制技术；⑤伺服传动技术；⑥系统总体技术

5、机电一体化的设计方法：整体设计法、组合法、替代法

6、机电一体化的设计类型：开发性设计、适应性设计、变异性设计7、机械移动系统的基本元件：质量、阻尼器、弹簧

8、影响机电一体化系统中传动链的动力学性能的因素：①负载的变化；②传动链惯性；③传动链固有频率；④间隙、摩擦、润滑和温升

9、GD即动物体的重量G与回转直径D的平方的乘积。(GD24gJ)

10、两物体接触面间的摩擦力在应用上可简化为粘性摩擦力、库仑摩擦力与静摩擦力三类11、齿轮传动齿侧间的消除：①刚性消隙法；②柔性消隙法

12、电动机驱动的二级齿轮传动系统，假定各主动小齿轮具有相同的转动惯量J1,轴与轴承

2i1转动惯量不计，各齿轮均为实心圆柱体，且齿宽和材料均相同，效率为1，则i222或

i12i13（i1,i2为齿轮系中第一、二级齿轮副的传动比；i为齿轮系数总传动比，ii1i2）

13、滚珠花键既是一种传动装置，又是一种直线运动支撑，可用于机器人、机床、自动搬运

车等各种机械。

14、谐波齿轮传动特点：①传动比大；②承载能力强；③传动精度高；④齿侧间隙小；⑤传动平稳；⑥结构简单，体积小，重量轻。

H15、谐波齿轮传动的传动比计算irgrHzg式中：g、r、H分别为刚轮、柔gHzr轮和波形发生器的角速度；zg、zr分别为刚轮和柔轮的齿数。

16、滚珠丝杆副是将普通的丝杆加上滚珠，变滑动为滚动，是丝杆、螺母、滚珠等零件组成的机械元件。分为：外循环插线管式和内循环反向器式17、静压导轨是将具有一定压力的油或气体介质通入导轨的运动键与导向支撑键之间，运动键浮在压力油和气体薄膜之上，与导向支撑件脱离接触，使之摩擦阻力大大减小的导轨。18、传感器：是借助于检测元件接受一种形式的信息，并按一定规律将它转换成另一种信息的装置。分类方法：①以被测参量来分；②以传感器的工作原理来分。19、衡量传感器静态特性的重要指标：线性度、灵敏度、迟滞性、重复性。20、光栅：是一种新型的位移检测元件，它的特点是测量精度高（可达±1um）、响应速度快和量程范围大等。光栅条纹密度一般为每毫米25、50、100、250条等。21、感应同步器分为：鉴相式和鉴幅式

22、接近式位置传感器按工作原理分为：电磁式、光电式、静电容式、气压式、超声波式。23、将放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗这种特点的放大器称为测量放大器；具有能利用计算机采用软件控制的办法来实现增益的自动变换功能的放大器叫做程控增益放大器；

24、隔离放大器特点：①能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏；②泄漏低电流，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路；③共模抑制比高，能对直流和低频信号进行准确、安全的测量。

25、A/D转换器的特性：分辨率、相对精度、输入电压、输出电阻、转换时间（孔径时间）26、A/D转换器的孔径时间：在对模拟信号进行模数变换时，从启动变换到变换结束的数字量输出所需要的时间。27、采样频率：（香侬定理）不失真检测Ws(采样频率)≥2Wmax（信号最高频率）28、模拟信号经过时间离散变换和幅值离散变换(近似值)后转换成数字信号。29、用软件进行“线性化”处理的方法：计算法、查表法、插值法。30、伺服系统:以机械运动量为控制对象的反馈控制系统

31、伺服系统的结构组成及分类：①控制器；②功率放大器；③执行机构；④检测装置。32、采用直流伺服电动机作为执行元件的伺服系统，称为直流伺服系统。

33、直流伺服系统种类繁多，按伺服电动机、功率放大器、检测元件、控制器的种类以及反馈信号与指令比较方式等分为不同类型的直流伺服系统

34、相敏放大器也称鉴幅器，它的功能是将交流电压转换为与之成正比的直流电压，并使它的极性与输入的交流电压的相位相适应。35、相敏放大器的任务①将输入交流电压变换成直流电压；②当输入交流电压相位变成相差∏时时，输出的直流电压极性亦随之改变；③输出直流电压的数值与输入交流电压的幅值成正比

36、脉宽调制型（PWM）功率放大器的基本原理：利用功率器件的开关作用，将直流电压转换成一定频率的方波电压，通过对方波脉冲宽度的控制，改变输出电压的平均值。

37、采用交流伺服电动机作为执行元件的伺服系统，称为交流伺服系统。按其选用不同的电动机而分为两大类：同步型交流伺服电动机和异步型交流伺服电动机。38、步进电动机（或脉冲电动机或脉冲马达）；步进电动机多用于开环系统39、三相步进电动机的三种分配方式：三相三拍、三相六拍、双三拍40、步距角的计算（步距角）360，m为相数，z为转量数，k为通电方式导数。mzk41、细分驱动电路的作用是减少步距角

42、光电隔离电路的作用：1）通过光电转换隔离输入/输出2）实现电平转换3）增加驱动能力

44、在工业环境中使用计算机控制系统，除去被控对象、检测仪表和执行机构外，其余部分称做“工业控制计算机”，简称“工业控制机”或“工控机”

45、PLC工作特点：顺序扫描、循环执行（工作可靠、可与工业现场信号直接连接、积数式组合、编程操作容易、易于安装及维修）；PLC扫描工作制：输入扫描，计算，输出控制。（三阶段工作制）

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