机电系统设计与控制技术大作业
《机电系统控制器与应用》大作业
《机电系统控制器与应用》大作业三（2015年春季学期）题目：小彩灯循环闪烁控制姓名：韩威学号：1120810613班级：1208106专业：机械设计制造及其自动化报告提交日期：2015.5.2哈尔滨工业大学大作业要求1.请根据课堂内容，自己选择灯闪烁方式，题目自拟，但拒绝雷同和抄袭，否则均为零分；2.作业最后应包含自己的心得、体会或意见、建议等；3.统一用该模板撰写，每份报告字数不少于2000字，上限不限；4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距；5.用A4纸双面打印；左侧装订，1枚钉；6.需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐，统一发送至：chenzhg@。
7.此页不得删除。
评语：教师签名：年月日大作业题目：小彩灯循环闪烁控制一、功能利用PLC控制四个灯的循环闪烁。
四个输出端控制四个彩灯，当开关1被按下时从第一个开始灯循环闪烁，每隔一定的时间下一个灯亮保持同样的时间接着下一个灯亮，且每次只有一个灯亮。
当按下另一个开关2后所有的灯都熄灭。
当接通开关1后又重新开始循环。
二、i/o分配三、plc接线图五、梯形图六、调试结果及分析结果：利用PLC 的Q0.0 到Q0.3 四个输出端控制四个彩灯，每隔一秒亮一个并循环。
当接通I0.0后所有的灯都熄灭。
当接通I0.1后又重新从Q0.0开始循环。
分析：上电后sm0.0一直保持接通。
所以t37进行延时计时，延时到后t38启动计时，t38计时到后t38常闭触点断开所以t37断开计时，t37常开触点恢复为常开所以t38 也断开计时。
此时t38 的常闭触点恢复为常闭所以t37 又重新计时，同时计数器C0开始计数一次。
如此的反复计数。
当计数为1时，Q0.0接通。
计数器计数为2是Q0.1接通……如此下去当计数器计数到4时Q0.3接通。
当计数器计到5时时计数器C0 清零。
当按下在线控制面板上的I0.0f（即I0.0）接通，此时计数器，和Q0.0~Q0.3都清零，即没有一个灯亮。
机电系统设计方案与分析作业
检测传感技术在机械工业当中的应用随着机械制造业在我国的迅速发展，诞生了许许多多的机械设备，用于不同的领域生产中，而在不同的领域中，不同的机械设备有着不同的作用。
这些机械设备能帮助人们完成人们不能的任务，并使机械生产任务更加快速，甚至能实现全自动化生产制造。
而要更加精确的完成机械加工，传感技术的发展为其提供了很好的平台。
一.传感技术的概念传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器（又称换能器）、信息处理和识别的规划设计、开发、制/建造、测试、应用及评价改进等活动。
传感技术是当前代表国家综合科研水平的重要技术，传感技术的具体应用是传感技术转化的重要途径和方法。
加强对传感技术应用的研究也是了解传感技术发展现状并对其未来发展进行预测的基础和前提。
主要传感技术大概可分为光电传感技术、多传感技术和生物传感技术，其中光电传感技术又称为光传感技术，是将光信号转化为电信号的一种传感技术。
光电传感技术可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等，也可用来检测能转换成光电量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度、以及物体形状、工作状态等，光电传感技术具有非接触、响应快、性能可靠等特点，目前主要应用于工业自动化装置和机器人技术中。
二.传感技术的发展早期由于敏感技术的落后，主要是直接机械量输出或电参量输出的机械型传感器。
随着微电子加工技术的发展，产生了固态敏感元件。
利用材料的不同特性和物理量、化学效应，制成了敏感元件传感器。
纤维光学的飞速发展，随后也使光纤进入传感检测领域。
现在，生物传感器成为传感器发展的一个新方向，是集现代生物技术与先进电子技术于一体的高科技产品。
传感检测技术的发展，无疑也使机械手得到了升级换代。
传感检测技术用于检测系统本身、操作对象和作业环境的状态，为有效控制系统的运行提供了必须的相关信息。
电机控制大作业
目录一、仿真实验目的和要求 (3)二、仿真实验内容 (3)三、仿真步骤与结果分析 (4)1. 各个模块功能介绍 (4)（1）速度给定模块 (4)（2）转矩给定模块 (5)（3）速度控制模块 (7)（4）电流控制模块 (8)（5）PWM波生成模块 (11)（6）滤波模块 (13)（7）测量模块 (15)（8）直流电机模块 (16)2. 仿真结果分析 (19)（1）恒转速、恒转矩输入 (19)（2）恒转速、阶跃转矩输入 (20)（3）阶跃转速、恒转矩输入 (21)（4）阶跃转速、阶跃转矩 (22)（5）增大给定转速 (22)（6）减小给定转速 (23)（7）增大给定转矩 (23)（8）减小给定转矩 (24)3. 转速PI调节器参数对电机运行性能的影响 (25)（1）增大比例系数Kp (25)（2）减小比例系数Kp (25)（3）增大积分系数Ki (26)（4）减小积分系数Ki (27)4. 电流调节器改用PI调节器仿真 (27)5. 加入位置闭环控制 (31)6. 速度无超调 (34)四、实验心得、体会 (35)电机控制大作业：直流电机双闭环控制调速系统一、仿真实验目的和要求1.加深对直流电机双闭环PWM调速模型的理解2.学会利用MATLAB中的SIMULINK工具进行建模仿真3.掌握PI调节器的使用，分析其参数对电机运行性能的影响。
二、仿真实验内容图1 直流电机双闭环控制调速系统原理图实验电路图如上图所示，实验要求（*为必做实验）：1.描述每个模块的功能（*）2.仿真结果分析：包括速度改变、转矩改变下的电机运行性能，并解释响应现象（*）3.转速PI调节器参数对电机运行性能的影响（*）4.电流调节器改用PI调节器（*）5.加入位置闭环6.速度无超调三、仿真步骤与结果分析1.各个模块功能介绍（1）速度给定模块图2 速度给定模块原理图速度给定模块通过一个单刀双掷开关控制，分为两种方式：一种为恒速度给定，一种为阶跃速度给定。
【全文】机电一体化系统设计题库资料(只有大作业)
可编辑修改精选全文完整版作业一1直线运动导轨的基本形状有（）。
(A)燕尾形(B)圆形(C)矩形(D)三角形[参考答案：ABCD] 分值：52机电一体化的基本要素有机械本体（）等组成。
(A)动力与驱动部分(B)传感测试部分(C)控制及信息处理(D)执行机构[参考答案：ABCD] 分值：53步进电机的特点（）。
(A)输出角与输入脉冲严格成比例(B)存在失步(C)转子惯量小(D)无误差累积[参考答案：ABCD] 分值：54导轨常用的材料有（）。
(A)铸铁(B)钢(C)有色金属(D)塑料[参考答案：ABCD] 分值：55滚珠丝杆的外循环可分为（）。
(A)端盖式(B)插管式(C)浮动式(D)螺旋槽式[参考答案：AB] 分值：56滚珠螺旋传动特点（）(A)运动精度高(B)运动效率高(C)能自锁(D)具有传动的可逆性[参考答案：ABCD] 分值：57微机控制系统的基本功能（）。
(A)与机电部件的接口功能(B)对控制软件运行的支持功能。
(C)实时信息转换与控制功能(D)人机交互功能[参考答案：ABCD] 分值：58机电一体化系统的设计方法（）。
(A)整体设计法(B)取代法(C)组合法(D)变参数设计[参考答案：ABC] 分值：59模拟信号采集通道一般由（）等组成。
(A)传感器(B)A/D(C)调理电路(D)S/H[参考答案：ABCD] 分值：510微处理器的总线有（）。
(A)控制总线(B)数据总线(C)地址总线(D)状态总线[参考答案：ABC] 分值：511多级齿轮副或蜗轮蜗杆等其它传动机构组成传动链的级数和各级传动比的分配原则（）。
(A)输出轴转角误差最小原则(B)等效转动惯量最小原则院(C)转速最快原则(D)质量最小原则[参考答案：ABD] 分值：512伺服系统主要由被控对象、（）组成。
(A)测量与反馈元件(B)调节元件(C)执行元件(D)比较环节[参考答案：ABCD] 分值：513机电控制系统由（）组成。
机电设备电气控制【综合大作业】
江苏开放大学
形成性考核作业学号
姓名
课程代码 110040
课程名称机电设备电气控制评阅教师
1、设计一个控制电路，三台异步电动机起动时，M1先起动，经过15S后，M2自行起动，运行15S后，M1停止并同时使M3自行起动，再运行15S后，电动机全部停止。
答：
2、设计一小车运行的控制电路，小车由异步电动机拖动，其动作顺序如下：
（1）小车由原位开始前进，到终端后自动停止。
（2）在终端停留2min后自动返回原位停上。
（3）要求在前进或后退途中任意位置都能停止或再次起动。
答：
3、某机床主轴由一台笼型电动机拖动，润滑油泵由另一台笼型电动机拖动，均采用直接启动，工艺要求：主轴必须在油泵开动后，才能启动；主轴正常为正向运转，但为调试方便，要求能正、反向点动；主轴停止后，才允许油泵停止；有短路、过载及失压保护。
试设计主电路及控制电路。
答：。
机电一体化大作业
三自由度平动机械手工作台机电系统设计科目：机电一体化班级：机械工程五班成员：罗欣201325070530卢国文201325070501赵效鲁201325070509贾静然201325070502目录一、设计任务 (3)1、题目 (3)2、任务 (3)3、主参数 (3)二、产品总功能的确定 (4)1、单坐标定位。
(4)2、三平面直线插补和圆弧插补。
(4)三、总体方案的确定 (7)1、机械传动部件的选择 (7)2、动力装置的选择 (7)3、.检测与传感装置的选择 (8)4、.控制与信息处理装置的选择 (8)四、机械传动部件的计算与选型 (9)1、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)2、步进电机的计算与选型 (11)五、检测与传感装置的计算与选型 (14)1、速度的检测与传感装置 (14)、2.位移的检测与传感装置 (16)六、控制与信息处理装置的选择 (20)1、速度控制 (20)2、CPU的选择 (26)七、工作台系统的功能框图 (27)八、工作台装配图的绘制 (27)九、部分源代码 (28)十、感悟与总结 (32)十一、参考文献 (32)一、设计任务1、题目三自由度平动机械手工作台机电系统设计2、任务设计一种适用于机械手空间平动的工作台3、主参数（1）、X、Y、Z方向脉冲当量：∆x= ∆y= ∆z=0.005mm/脉冲（2）、X、Y、Z方向的定位精度均为：±0.01mm（3）、工作台空载最快移动速度：∆xmax= ∆ymax= ∆zmax=3000mm/min （4）、工作台负载最快移动速度：∆xmax= ∆ymax= ∆zmax=400mm/min（5）、工作台空间尺寸：500mm×500mm×500mm（6）、工作台工作空间尺寸：400mm×400mm×400mm （7）、空载启动时间：Δt=25ms二、产品总功能的确定1、单坐标定位。
2、三平面直线插补和圆弧插补。
机械系统设计大作业
机械系统设计大作业目录第1章总体方案设计 (1)1.1 研究给定的设计任务 (1)1.2设计任务抽象化 (1)1.3确定工艺原理方案 (1)1.4工艺方案设计 (1)1.5功能分解功能树 (2)1.6确定每种功能方案 (2)1.7确定边界条件 (2)1.8方案评价 (3)1.9方案简图 (3)1.10总体布置 (4)1.11总要参数的确定 (4)1.12循环图 (4)第2章执行系统设计 (6)2.1运动分析 (6)2.2动力分析 (6)第3章传动系统设计 (9)3.1动力机选择 (9)3.2运动与动力参数的确定 (9)3.3运动与动力参数确定 (9)3.4传动零件设计计算 (10)第1章总体方案设计1.1 研究给定的设计任务1.2设计任务抽象化图1.1系统黑箱1.3确定工艺原理方案物理振动原理1.4工艺方案设计人工倒入适量谷物打开开关振动工作关闭电源收集分离干净的谷物图1.2工艺路线图1.5功能分解功能树图1.3功能树1.6确定每种功能方案分离功能：铁丝网格、带孔铁板、带孔塑料板动力功能：电机控制功能：开关表1.2 功能解形态学矩阵1.7确定边界条件图1.4边界条件1.8方案评价评价原则：满足功能要求、经济、质量轻评价方式：一对一比较经过评价选择A方案：分离功能：铁丝网格动力功能：电机控制功能：开关1.9方案简图1机架、2振动筛摇杆、3振动筛铁丝网、4振动筛曲柄、5电机图1.5方案简图1.10总体布置图1.6总体布置图1.11总要参数的确定尺寸参数：整体长宽高1500×800×500mm运动参数：曲柄回转速率n=120r/分1.12循环图图1.7曲柄循环图由于仅有一个执行头，不存在干涉情况，所以不需进行时间、空间同步化。
第2章执行系统设计2.1运动分析2.1.1运动参数确定1.偏心曲柄摇杆机构参数确定曲柄回转速率n=120r/分2.1.2运动尺寸确定1.偏心曲柄摇杆机构确定曲柄长度L1，连杆长度L2，摇杆长度L3、机架长L4和偏心距e图2.1偏心曲柄摇杆机构由机器的总体尺寸取L4=1400mm，L2=1300mm，e=60mm；由曲柄存在条件和机器总高取L1=100mm得L2>202mm，取L2=210mm 2.2动力分析1.偏心曲柄摇杆机构动力分析图2.2偏心曲柄摇杆机构动力分析A.运动分析位移方程1400cos 1300cos 210cos 100=⨯+⨯+⨯δαθ60sin 1300sin 210sin 100=⨯+⨯-⨯δαθ 速度方程0sin 1300sin 210sin 100321=⨯-⨯-⨯-δαθw w w 0cos 1300cos 210cos 100321=⨯+⨯-⨯δαθw w w加速度运动方程0cos 1300cos 210cos 100232221=⨯-⨯-⨯-δαθw w w 0sin 1300sin 210sin 100232221=⨯-⨯+⨯-δαθw w wB.力分析图2.3连杆摇杆力分析对于连杆2有R12=R32，02/2/22222=⨯-+⨯l m M lp g对于摇杆3有R43=R23，02/2/33333=⨯-+⨯l m M lp g图2.4曲柄力分析对于曲柄1有R21=R41，0sin 2/sin 2/22111=⨯⨯++⨯⨯-θθlm M l p g第3章 传动系统设计3.1动力机选择查Y 系列电机表取Y80M1-1型号电机额定功率0.55kw ，额定转速1390r/min 。
电子系统设计大作业题
电子系统设计大作业题（2010年）（For 电子光信07）电子系统设计作业说明书要求逻辑清晰、层次分明、书写整洁。
参考格式如下：1．标题；2．设计要求；3．电路原理设计，包括原理框图和电路图（在PROTEL 环境下绘制）；4．驱动程序，包括软件流程和程序清单；5．设计总结（特点与提高）A类1.设计一个能够输出土 15V和+5V的稳压电源，每路输出电流不超过1A.画出完整的电源设计图 ,并标明每个元器件的参数。
2.设计一个能够输出 +6~12V 的稳压电源,输出电流不大于 1A. 画出完整的电源设计图 ,并标明每个元器件的参数。
3.设计一个能够输出+5V电压的稳压电源，要求最大输出电流为3A.画出完整的电源设计图 ,并标明每个元器件的参数。
4.设计一个能够同时输出3.3V和5V的稳压电源.画出完整的电源设计图,并标明每个元器件的参数。
B类（至少完成 3 个，其中带＃的题目至少完成 1 个）1#．设计一个数据采集系统， 4 路模拟电压输入（输入电压分别为 DC 0~0.5V、DC 0~-5V ； DC 0~50V, AC 0~5V）, 5位LED输出（其中1位为显示通道号，其余 4 位显示数值）。
要求：（1）设计硬件电路,画出完整的设计图；（2）（如采用单片机）编写驱动程序。
2# •用8位D/A设计一个信号发生器，能够输出方波、锯齿波和正弦波。
要求输出频率范围100~1000H Z,步进值为100Hz;(1)设计出完整的电路原理图；(2)(如采用单片机)编写驱动程序。
3•设计一个时钟信号发生器，用数码管显示时分，用LED显示秒脉冲。
(1)设计原理图；(2)(如采用单片机)编写驱动程序。
4.设计十字路口交通灯控制器。
要求主干道每次通行45秒，支干道每次通行25秒，从绿灯转为红灯时有5秒黄灯过渡。
(1)画出设计原理图；(2)编写驱动程序。
5 •设计一个简易电子琴，要求能唱一首简单的歌曲。
(1)画出设计原理图；(2)编写驱动程序。
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《机电系统设计与控制技术》
课程大作业
题目：超越离合器和谐波齿轮传动
姓名：____ _ __________
学号：_____ ________
授课教师：_______ ____ _ ___
哈尔滨工业大学航空宇航制造系
1.超越离合器的工作原理、优缺点及主要应用范围。
工作原理：超越离合器是利用主动件和从动件的转速变化或回转方向变换而自动接合和脱开的一种离合器。
当主动件带动从动件一起转动时，称为结合状态；当主动件和从动件脱开以各自的速度回转时，称为超越状态。
常用的超越离合器有棘轮超越离合器、滚柱超越离合器和楔块超越离合器三种。
其中滚柱式超越离合器由内圈、滚柱、外圈、弹簧和顶销等组成。
一般内圈为主动件，外圈为从动件。
当内圈逆时针转动时，滚柱被楔紧而带动外圈转动，离合器接合；当内圈顺时针转动时，滚柱退入宽槽部位，外圈则不动，离合器分离。
如外圈由另一系统带动与内圈同向转动,当外圈转速低于内圈时,离合器即自动接合；若外圈转速高于内圈，离合器则自动分离。
图1 滚柱式超越离合器
棘轮超越离合器和楔块超越离合器工作原理与滚柱式离合器相似
优缺点：可防止逆转，精确定位，缺点是额定转矩、承载能力相对较小。
主要应用范围：常与其他部件配套使用，作为防止逆转机构，也可单
独使用，作为精确定位。
在包装机械、印刷机械、食品机械、轻工机械、农业机械、冶金矿山、石油化工、机床、汽车、兵器、航空、电站等机械设备中都有广泛的应用。
2.谐波齿轮传动的工作原理、主要组成元件、工作过程及实际应用。
工作原理：所谓谐波齿轮传动是一种靠中间挠性构件弹性变形来实现运动或动力传递的装置的总称。
由于中间挠性构件的变形过程基本上是一个对称的谐波,故而得名。
柔轮是一个薄壁外齿圈，刚轮有内齿圈，刚轮比柔轮多2~4个齿，波发生器的一对滚子将柔轮撑成椭圆形，当波发生器为主动轮时，柔轮和刚轮为从动轮，柔轮上的外轮齿与刚轮上的内轮齿在椭圆形柔轮的长轴方向完全啮合，则柔轮的短轴方向完全脱开，而中间区域为过渡状态。
当波发生器顺时针旋转一周时，柔轮相对固定的刚轮逆时针旋转2个齿，这样就把波发生器的快速转动变为刚轮的慢速转动。
主要组成元件：谐波发生器——由凸轮通常为椭圆形及薄壁轴承组成,随着凸轮转动,薄壁轴承的外环作椭圆形变形运动弹性范围内。
刚轮——刚性的内齿轮。
柔轮——薄壳形元件,具有弹性的外齿轮。
图2 谐波齿轮结构示意图
工作过程及实际应用：由于谐波传动具有许多独特的优点,近几十年来,谐波齿轮传动技术和传动装置已被广泛应用于空间技术、雷达通讯、能源、机床、仪器仪表、机器人、汽车、造船、纺织、冶金、常规武器、精密光学设备、印刷包装机械以及医疗器械等领域。
国内外的应用实践证明,无论是作为高灵敏度随动系统的精密谐波传动,还是作为传递大转矩的动力谐波传动,都表现出了良好的性能;作为空间传动装置和用于操纵高温、高压管路以及在有原子辐射或其它有害介质条件下工作的机构,更显示了一些其他传动装置难以比拟的优越性。