第一章 绪论62267.ppt

机电一体化系统设计 主讲人：李国平 机械工程学院机电课程组 2009年11月 课程说明 机电一体化系统设计课程是一门专业方向课。 本课程在先修课程的基础上，从系统工程观点出发，研究机电一体化产品的各组成要素之间的关系，实现系统功能的目的。 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。 课程说明 学习本课程的目的和意义 掌握机电一体化相关技术及其相互之间联系； 掌握机电一体化系统设计的基本方法； 认识到先修课程是机电一体化系统的基本要素； 培养运用基础理论解决实际问题的综合能力； 培养具有设计机电一体化产品的能力； 培养具有使用，维修机电产品的能力。 课程说明 参考教材： 1.机电一体化系统设计 姜培刚，盖玉先，机工出版社 2.机电一体化技术基础及应用 黄筱调，机工出版社 3.机电一体化机械系统设计 赵松年，机工出版社 4.机电一体化设计基础 郑堤，唐可宏，机工出版社 考核办法： 考试方式:闭卷。 成绩评定：出勤、作业和课堂表现占总成绩的20%，期末考试成绩占总成绩的80%。 课程说明 第一章 绪论 第二章 机械系统设计 第三章 传感器检测及其接口电路 第四章 控制电机及其选择计算 第五章 工业控制计算机及其接口技术 第六章 机电一体化系统设计及应用举例 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 机电一体化系统设计的目标与方法 1.5 本课程的目的和要求 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） 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。 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 1.2 机电一体化的基本功能要素 1.2 机电一体化的基本功能要素 1.2 机电一体化的基本功能要素 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 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 精密机械技术 6 系统总体技术 1.3 机电一体化的相关技术 1.3 机电一体化的相关技术 1.3 机电一体化的相关技术 1.3 机电一体化的相关技术 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 等。 1.3 机电一体化的相关技术 一、机械技术 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、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、可靠的获取信息。 1.3 机电一体化的相关技术 三、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。 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