课程说明《机电系统检测与控制》是机电工程专业的一门重.ppt

课程说明 《机电系统检测与控制》是机电工程专业的一门重要专业基础课程，是一门适合机电类专业的实践性较强的课程，是机械技术与电子技术的有机结合。它包括机械、电子、自动控制、传感器、计算机技术。它从系统工程观点出发，研究机电系统的组成、原理、数学建模、分析方法和工程设计技术。 本课程的任务是通过理论教学和实验教学，介绍机电测控系统的工作原理、运行特性、及设计的方法；使学生掌握常用的机电控制系统的工作原理、分析系统、调试系统的基本方法，提高实验技能；了解必威体育精装版测控技术在机械设备中的应用。 参考教材： 机电一体化系统设计 张立勋，张今瑜 机电一体化技术基础及应用 黄筱调 机电一体化机械系统设计 赵松年 机电一体化设计基础 郑堤，唐可宏 考核办法： 平时分占20％；闭卷考试分占80％。 §1.1 机电系统的构成 §1.2 机电系统的分类 §1.3 机电系统的关键技术 §1.4 机电系统的发展前景 本章要求掌握机电系统的组成要素及其关系。 §1.1 机电系统的构成 机电一体化的基本概念 机电一体化：Mechatronics＝Mechanic（机械学）+electronics（电子学）。也叫“机械电子学”。70年代始于日本。 日本 1971年提出 “Mechantronics” Mechanics的前半部+Electronics的后半部 中国 机电一体化或机械电子学。 机电一体化的基本概念 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。 以发展水平来分类 机械电子化的产品 机械本身的功能被电子式的取代； 机械式信息处理机构被电子元件代替； 机械式控制机构被电子式的代替； 采用微电子技术增加了控制功能。 机械与电子相融合的产品 以应用范围来分类 民用机电产品；如自动洗衣机，自动照相机。 产业机电产品；如数控机床，工业机器人。 办公机电产品；如复印机，打印机。 §1.3 机电一体化技术基本构成要素及机电系统的关键技术 人的五大要素 机电一体化的五大功能 机电一体化的相关技术 机电一体化技术： 机械技术、计算机与信息处理技术、传感与检测技术、伺服驱动技术等。 (一)机械技术 机械技术是机电一体化技术的基础。机械技术必须从改善性能、减轻重量和提高精度等几方面考虑。 1．减轻重量。 2．提高刚度。 3．实现通用化、标准化和系列化。 4．提高系统整体的可靠性。 * * 第一章 概述（2学时） 第一章 概述（2学时） §1.2 机电系统的分类 机电一体化的五大要素 计算机 传感器 机械结构 执行机构 动力源 人的五大要素 头脑 五官 骨骼 手足 内脏 机电一体化的五大功能 控制 检测 结构 驱动 运转 (二)计算机与信息处理技术 信息处理技术包括信息的交换、存储、运算、判断和决策，实现信息处理的工具是计算机，因此计算机技术与信息处理技术是相关的。计算机技术包括软件技术和硬件技术、网络与通信技术、数据库技术等。 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。 信息处理是否正确、及时，直接影响到系统工作的质量和效率，因此计算机及信息处理技术已成为促进机电一体化技术发展的最活跃的因素。 (三) 传感与检测技术 传感与检测是实现自动控制与自动调节的关键环节，它的功能越强，系统的自动化程度越高。传感与检测的关键元件是传感器。 传感器是将被测量变换成系统可识别的、与被测量有确定对应关系的有用电信号的一种装置。 传感器的问题集中在提高可靠性、提高灵敏度和精确度三方面。 传感器向高级化发展，主要是实现元件化和智能化。所谓功能元件，就是用一片集成电路实现传感器和信息处理一体化；智能化就是发展具有自诊断、自修正功能的传感器。 (四)伺服驱动技术 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的装置和部件，对系统的动态性能、控制质量和功能具有决定性影响。 驱动方式按动力源的不同可分成：液压、气动、电动三种。 电机作为驱动机构已被广泛采用，但目前在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前正在积极发展内装有编码器的电机，以及控制专用组件——传感器—电机三位一体的伺服驱动单元。 1.4 机电一体化