了解机电一体化系统中关键技术以及机电一体化系统构成要素及其功能.docVIP

一、了解机电一体化系统中的关键技术以及机电一体化系统的构成要素及其功能。 （1）１．精密机械技术 ２．检测传感技术３信息处理技术 ４．自动控制技术 ５．伺服传动技术 ６．系统集成技术 (2) 1.机械本体: 作用：用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理地结合起来，形成有机整体。包括机械传动装置和机械结构装置。 2.动力部分: 其功能是按照机电一体化系统的要求为系统提供能量和动力使系统正常运行。用尽可能小的动力输入获得尽可能大的输出，是机电一体化系统的显著特征 3.检测部分: 其功能是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电系统提供运行控制所需的各种信息。 4.执行机构: 功能：执行机构是运动部件，它： 将输入的各种形式的能量转换为机械能。 根据控制信息和指令完成所要求的动作。 5.控制器: 控制器是机电一体化系统的核心部分。它根据系统的状态信息和系统的目标，进行信息处理，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，并达到预期的性能。 6.接口: 1). 交换：需要进行信息交换和传输的环节之间,若信号的模式不同(如数字量与模拟量、串行码与并行码、连续脉冲与序列脉冲等），就无法直接实现信息或能量的交流。需要通过接口来完成信号或能量的统一。 2). 放大：在两个信号强度相差悬殊的环节间，经接口放大，达到能量的匹配。 3). 传递：变换和放大后的信号在环节间能可靠、快速、准确地交换，必须遵循协调一致的时序、信号格式和逻辑规范。 二、掌握传感器的静、动态特性参数及其含义。掌握机电一体化系统中传感器的选择原则。（在3第三章 传感检测技术(09)） （1）静态特性： 1.测量范围：线性范围或动态线性范围是指机械输入量与传感器输出量之间维持线性比例关系的测量范围 2.量程(满量程输出)：测量范围的上限与下限之代数差 3.线性范围：线性范围或动态线性范围是指机械输入量与传感器输出量之间维持线性比例关系的测量范围。 4.非线性度δL ：被测值处于稳定状态时，传感器输出与输入之间的关系曲线(称校准或标定曲线)对拟合直线的接近程度： 　式中：δL—非线性度； 　　　　ΔLmax—标定曲线对拟合曲线的最大偏差； 　　　　　Y－－满量程输出值 5.灵敏度K0 ：传感器的输出变化量ΔY与引起此变化的输入量的变化量ΔX之比，K0=ΔY/ΔX （不恒定） 灵敏度误差：rs=(ΔK/K0)×100％ 6.精确度：简称精度，它表示传感器的输出量与被测量的实际值之间的符合程度，包括传感器的测量值精度和重复精度。 7.分辨力：传感器能检测到的最小的输入增量 8.迟 滞 ：传感器在正(输入量增大)、反(输入量减小)行程中，输出/输入特性曲线的不重合程度。 迟滞误差：YH＝(ΔHmax/YFS)×100％ 式中：ΔHmax—Y向的最大不重合量； YFS—满量程输出 9.稳定性：传感器在相同条件下，在相当长时间内，其输出/输入特性不发生变化的性能 。 （2）动态特性： 测量交变信号时，在其所测频率范围内，保持信号不失真的测量特性，主要包括传感器的响应时延、幅频特性和相频特性等。 幅频特性：传感器的灵敏度与输入信号变化频率的关系。 相频特性：被测输入量作正弦变化时，输入输出量之间相位差随频率的变化关系。 （3）传感器的选用原则 1.灵敏度适当。一般情况下，传感器的灵敏度越高越好。因为灵敏度高，意味着传感器所能测试的信号的变化量可以很小。既使测量微小的变化，传感器都有较大的输出量。 2.量程合适 3.响应特性满足动态测试的要求 4.线性度要好，工作在线性段 5.稳定性好 6.精确度合适 三、掌握机电一体化系统中机械传动的设计特点。 精密机械的传动设计可以认为是面向机电伺服系统的伺服机械传动系统设计。 按机电有机结合的原则，机电系统常采用调速范围大、可无级调速的控制电机，从而节省了大量用于变速和换向的齿轮、轴承和轴类零件，减少了产生误差的环节，提高了传动效率，因此使得机械传动设计也得到简化，其机械传动方式也由传统的串联或串并联方式演变为并联的传动方式，即每一个机械运动都由单独的控制电机、传动机构和执行机构组成的子系统来完成，各运动间的传动关系则由计算机来统一协调和控制，如并联机器人、并联机床等，极大地简化了机械结构，提高了产品的刚度重量比以及精度等级。因此，机电一体化机械传动系统具有传动链短，转动惯量小，线性传递，无间隙传递等设计特点。 四、掌握常用的采用硬件方法的抗干扰抑制技术。 1、屏蔽技术：电场屏蔽、磁场屏蔽（低频磁场屏蔽、高频磁场屏蔽 ）、电磁场屏蔽（低频磁场屏