机电一体化复习要点
机电一体化重点及复习资料
1. 机电一体化的定义。
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，实现系统整体的最佳化。
2. 简述机电一体化系统的组成及各组成部分的功能。
机电一体化系统的组成：A机械本体、B动力单元、C传感检测单元、D执行单元、E驱动单元、F控制及信息处理单元这六部分组成。
各成分的功能如下：1、机械本体：使构造系统的各子系统、零部件按照一定的空间和时间关系安置（装配连接）在一定位置上，并保持特定的关系。
2、动力单元：按照机电一体化系统的控制要求，为系统提供能量和动力以保证系统正常运行。
3、传感检测单元：对系统运行过程中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并转换成可识别信号，传输到信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。
4、执行单元：根据控制信息和指令在驱动单元的驱动下完成所要求的动作。
5、驱动单元：在控制信息作用下，在动力单元的支持下，驱动各种执行机构（执行单元）完成各种动作和功能。
6、控制及信息处理单元：将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、存储、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序发出相应的控制信号，通过输出接口送往驱动单元和执行机构，控制整个系统有目的地运行。
3. 机电一体化系统有哪些设计方法？分别举例。
机电一体化系统有以下三种设计方法：A.取代法，如用电气调速系统取代机械式变速机构等；B.整体设计法，如某些激光打印机的激光扫描镜；C.组合法，如设计数控机床时使各个单元有机组合融为一体。
4. 转动惯量、刚度、阻尼的折算公式。
另附资料。
5. 传动链精度对开环伺服系统、闭环伺服系统精度的影响。
开环伺服系统中，传动链的传动精度不仅取决于组成系统的单个传动件的精度，还取决于传动链的系统精度。
闭环伺服系统中的传动链，虽然对单个传动件的精度要求可以降低，但对系统精度仍有相当高的要求，以免在控制时因误差随机性太大不能补偿。
6. 举例说明缩短传动链的三种方式。
机电一体化复习资料整理总结
第一章1、机电一体化系统的构成要素与功能特征五大功能构成要素：机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、动力系统（动力源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（如电动机)五个子系统组成。
·2、机电一体化系统（产品）设计的考虑方法：1) 机电互补法机电互补法又称取代法。
该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统)中的复杂机械功能部件或功能子系统，以弥补其不足。
例如：用PLC或计算机取代机械式的变速器、凸轮机构、离合器等。
可简化机械结构、提高性能。
2) 结合(融合)法它是将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件(子系统)，其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。
例如：将电机的转子轴作为扫描镜的转轴。
3) 组合法它是将结合法制成的功能部件(子系统)、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（产品），故称组合法。
3、机电一体化系统的设计类型1）开发性设计它是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品或系统。
2)适应性设计它是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。
3)变异性设计它是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。
第二章1.机电一体化的机械系统与一般机械系统相比，具有一定的特殊要求：（1）较高的定位精度。
（2）良好的动态响应特性。
——响应快、稳定性好。
（3）无间隙、低摩擦、低惯量、大刚度。
（4）高的谐振频率、合理的阻尼比。
2.滚珠丝杠副特点具有传动阻力小；传动效率高（92%~98%）；轴向刚度高；传动平稳；传动精度高；不易磨损、使用寿命长等优点；缺点:但不能自锁；因而用于高精度传动和升降传动时，需制动定位装置。
3.消除和减小丝杠轴向间隙的主要方法：双螺母螺纹预紧调整特点：结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中调整方便; 但不能精确定量调整。
机电一体化复习内容
机电一体化复习内容第一篇：机电一体化复习内容第一章绪论1、机电一体化系统的基本功能要素有哪些？功能各是什么？(1)、机械本体其主要功能是使构造系统的各子系统，零部件按照一定的空间和时间关系安置在一定位置上，并保持特定的关系。
(2)、动力单元按照机电一体化系统控制要求，为系统提供能量和动力，以保证系统正常运行。
(3)、传感检测单元对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并转换成可识别信号，传输到控制信息处理单元，经过分析处理产生相应的控制信息。
(4)、执行单元根据控制信息和指令完成所要求的动作。
(5)、驱动单元在控制信息作用下，驱动各执行机构完成各种动作和功能。
(6)、控制与信息处理单元将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果，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的运行，并达到预期的性能。
(7)、接口将各要素或子系统连接成一个有机整体。
2、机电一体化的相关技术有哪些？①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伺服驱动技术⑥系统总体技术第二章机械系统设计1、分析各种机械特性对系统性能是如何影响的。
答：摩擦（稳态精度、低速爬行原因）、阻尼（欠阻尼、阻尼比不同时的影响）、间隙（G1—G4）、转动惯量（过大、过小）。
Ⅰ、摩擦特性对性能的影响分析（1）引起动态滞后和稳态误差，如果系统开始处于静止状态，当输入轴以一的角速度转动时,由于静摩擦力矩T的作用,在一定的转角θi范围内, 输出轴将不会运动,θi值即为静摩擦引起的传动死区。
在传动死区内,系统将在一段时间内对输入信号无响应,从而造成误差。
（2）引起低速抖动或爬行—导致系统运行不稳定当输入轴以恒速ω继续运动后,输出轴也以恒速ω运动, 但始终滞后输入轴一个角度θss,（θss为系统的稳态误差）。
Ⅱ阻尼（1）当阻尼比ξ＝0时，系统处于等幅持续振荡状态，因此系统不能无阻尼。
机电一体化复习要点
1,机电一体化”一词的英文是“Mechatronics.Mechanics + Electronics“机电一体化”乃是在机械的主功能、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。
2,系统检的构成：机械系统，信息处理系统，动力系统，传感检测系统，执行元件系统3，工业三大要素：物质，能量，信息4，机电一体化系统具有的三大目的功能：变换功能，传递功能，储存功能5，接口：构成机电一体化系统的要素或子系统之间必须顺利地进行物质，能量和信息的传递与交换。
为此，各要素或个子系统处必须具备一定的联系条件，这些联系条件称为接口。
6,广义的接口功能有两种，一种是输入/输出；另一种是变换、调整。
7,接口性能就成为综合系统性能好坏的决定性因素。
8，根据接口的变换、调整功能，可将接口分成以下四种：零接口、无源接口、有源接口、智能接口。
9，根据接口的输入／输出功能，可将接口分成以下四种：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。
10，机电一体化系统(产品)的主要特征是自动化操作。
11，与一般机械系统相比机电一体化系统要求：响应要快、稳定性要好。
12，为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，主要从以下几个方面采取措施：1) 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件、2) 缩短传动链、3) 选用最佳传动比、4) 缩小反向死区误差、5) 改进支承及架体的结构设计以提高刚性。
13，对传动机构要求：精密化，高速化，小型轻量化14,机电一体化系统设计的现代设计方法：计算机辅助设计与并行工程，虚拟产品设计，快速响应设计，绿色设计，反求设计，网络合作设计15，步进电动机升降频的必要性及方法：当步进电动机的运行频率fb>fa(fa为步进电动机有载启动时的起动频率)时，若直接用fb起动，由于频率太高，步进电动机会丢步，甚至停转；同样，在fb频率下突然停止，步进电动机会超程。
因此，当步进电动机在运行频率fb下工作时，就需要升降频控制，以使步进电动机从起动频率fa开始，逐渐加速升到运行频率fb，然后进入匀速运行，停止前的降频可以看做是升频烦人逆过程。
机电一体化技术知识点总结
机电一体化技术知识点总结机电一体化技术是将机械技术、电子技术、信息技术、自动控制技术等多种技术有机结合的一门综合性技术。
它在现代工业生产中发挥着至关重要的作用，极大地提高了生产效率和产品质量，推动了制造业的智能化和自动化发展。
一、机械技术机械技术是机电一体化的基础。
在机电一体化系统中，机械部件需要具备高精度、高刚性、轻量化等特点。
例如，滚珠丝杠、直线导轨等精密传动部件能够实现精确的直线运动；而高强度铝合金、钛合金等新型材料的应用，则有效减轻了机械结构的重量，提高了系统的响应速度。
在设计机械结构时，需要充分考虑力学性能、热学性能以及动态特性等因素。
通过有限元分析等手段，可以对机械部件进行强度、刚度和模态分析，优化结构设计，避免共振等问题的发生。
二、电子技术电子技术包括电力电子技术和微电子技术。
电力电子技术主要用于电机驱动、电源变换等方面。
例如，变频器可以实现电机的调速控制，提高电机的运行效率和节能效果；而开关电源则能够提供稳定、高效的直流电源。
微电子技术则是指集成电路、微处理器等微型电子器件的应用。
在机电一体化系统中，微处理器作为控制核心，负责采集传感器信号、进行数据处理和运算，并输出控制指令。
同时，各种传感器（如压力传感器、温度传感器、位移传感器等）将物理量转换为电信号，为系统提供实时的监测和反馈信息。
三、信息技术信息技术在机电一体化中起着至关重要的作用。
数据采集、信号处理、通信技术等都是信息技术的重要组成部分。
通过数据采集系统，可以实时获取生产过程中的各种参数，如温度、压力、速度等。
对这些数据进行分析和处理，能够帮助我们了解系统的运行状态，及时发现潜在的问题。
信号处理技术包括滤波、放大、调制解调等，用于对传感器采集到的信号进行优化和转换，以便微处理器能够准确识别和处理。
通信技术实现了机电一体化系统中各个部件之间的信息交互。
常见的通信方式有串行通信（如 RS232、RS485）、现场总线（如 CAN 总线、Profibus 总线）以及工业以太网等。
机电考试知识点总结
机电考试知识点总结在机电一体化技术的学习和应用中，需要了解并掌握包括机械原理、电气电子技术、传感器与测量技术、自动控制技术、机器人技术等多个领域的知识。
下面就这些知识领域的主要内容进行总结，以备考试所需。
一、机械原理1. 刚体静力学刚体的平衡条件（力的平衡和力矩的平衡）、平面结构的稳定条件等。
2. 刚体动力学刚体的运动学基本概念（位移、速度、加速度）、牛顿运动定律、角动量守恒、机械能守恒、动量守恒等。
3. 力学受力分析、力的合成与分解、弹簧力与弹簧组合、摩擦力、工作与能量、功与机械效率等。
4. 动力学牛顿第二定律、功、能量和动能定理、动量和冲量、动能与动能定理、动量守恒定律等。
5. 运动学匀速直线运动、变速直线运动、平抛运动、圆周运动等。
机械原理的学习是机械工程的核心，它为机电一体化技术的设计和应用提供了基础理论支持。
二、电气电子技术1. 电路基础基本电路元件（电阻、电容、电感）、基本电路定律（基尔霍夫定律、欧姆定律、节点电压法、网孔电流法等）、交流电路分析（交流电路和直流电路的区别、交流电路的频率、交流电路的幅值和相位、有效值、视在功率等）等。
2. 电子元器件二极管、晶体管、场效应管、集成电路等常见电子元件的工作原理和特性。
3. 电力系统电源系统的结构、变压器、电机等主要设备的原理、用途和特点。
4. 控制技术开关控制、PID控制、自动控制系统的组成、传感器和执行器等。
5. 电子技术应用数字电路、模拟电路、信号处理、嵌入式系统等。
电气电子技术是机电一体化技术中重要的一部分，它为自动控制系统和智能化设备的设计和应用提供了基础。
三、传感器与测量技术1. 传感器基础传感器的分类、传感器的工作原理、传感器的特性和性能参数等。
2. 传感器的应用温度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、光电传感器等传感器在自动控制和监测领域的应用。
3. 测量技术原理测量系统的误差分析、测量系统的灵敏度和分辨率、模拟信号处理技术、数字信号处理技术等。
机电一体化知识点
机电一体化知识点1. 机械设计基础
- 机构学与运动学
- 材料力学与强度计算
- 机械设计原理与方法
2. 电气控制基础
- 电路原理与分析
- 电子元器件与应用
- 自动控制原理
3. 传感器与检测技术
- 位移、速度、加速度传感器
- 力、压力、流量传感器
- 温度、湿度、光电传感器
4. 执行器与驱动系统
- 电机与伺服系统
- 液压与气动执行系统
- 机械传动与变速装置
5. 可编程逻辑控制器 (PLC)
- PLC硬件结构与编程
- PLC指令系统与应用
- PLC通信与网络技术
6. 工业机器人
- 机器人机构与运动学
- 机器人控制系统
- 机器人编程与应用
7. 计算机集成制造系统 (CIMS)
- 计算机辅助设计 (CAD)
- 计算机辅助制造 (CAM)
- 制造执行系统 (MES)
8. 现场总线与工业网络
- 现场总线技术 (Profibus、DeviceNet、CAN) - 工业以太网技术 (EtherNet/IP、Profinet) - 无线传感器网络
9. 数据采集与监控系统
- 数据采集硬件与软件
- 过程监控与可视化
- 故障诊断与预测维护
10. 机电一体化系统设计与集成
- 系统需求分析与建模
- 硬件与软件设计集成
- 系统调试、优化与验证
以上是机电一体化领域的主要知识点,涵盖了机械、电气、自动控制、计算机和网络等多个方面的内容,是一个综合性的跨学科专业。
机电一体化复习重点
机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息处理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。
机电一体化技术是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与测试技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等现代高新技术群体之上的一种高新技术。
机电一体化的目的是使产品具有多功能、高效率、高智能、高可靠性，同时又能省材料、省能源，并使产品向轻、薄、细、小、巧的方向发展，以不断满足人们的多样化要求和生产的省力化、自动化需求。
机电一体化产品举例:机械制造及数控设、自动生产线、办公自动化设备汽车、机器人、医疗仪器及设备、家用电器、航空航天设备等电子打字机、复印机、传真机机电一体化产品一般都具有五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能，控制功能和构造功能。
机电一体化的基本结构要素：(1)机械本体(2)动力源(3)检测与传感装置(4)控制与信息处理装置(5)执行机构。
机电一体化产品的可分为以下三种（1）功能附加型（2）功能替代型（3）机电融合型机电一体化设计的关键技术（1）机械技术（2）计算机与信息处理技术（3）检测与传感器技术（4）自动控制技术（5）伺服驱动技术（6）系统总体技术。
检测系统的功用：对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测,将其变成系统可识别的电信号,传递给信息处理单元。
检测系统的组成：传感器及相应的信号检测与处理电路构成机电一体化产品的检测系统。
检测系统的基本要求特性：⑴灵敏度及分辨率。
系统的绝对灵敏度S=Δy/Δx。
⑵精确度。
表示检测系统所获得的检测结果与被测量真值的一致程度。
⑶系统的频率响应特性——要求快速响应（4）稳定性——避免或减小漂移5）线性特性——用非线性度来表示⑹静、动态特性好在设计检测系统时应如何选择灵敏度、精确度等指标?答：（1）分辨率是指系统能检测到的被检测量的最小变化，一般情况下，系统灵敏度越高，其分辨率就越强，而分辨率高也意味着系统具有高的灵敏度。
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机电一体化复习知识总结（ML制作）
第一章绪论
1 Mechatronics机电一体化，由机械学与电子学组合而成。
2 机电一体化含有两方面内容，首先是机电一体化技术，其次是机电一体化产品。
3 机电一体化的目的是提高系统的附加值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料
省能源。
4 机电一体化系统需解决的共性关键技术有检测传感技术、信息处理技术、伺服驱
动技术、自动控制技术、机密机械技术及系统总体技术。
5 机电一体化系统由机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、动力系统（动力
源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（如电动机）等五个子系统组成。
6 构成机电一体化系统的要素或子系统之间必须能顺利的进行物质、能量与信息的交
换和传递。
7 机电一体化系统设计类型有开发性设计、适应性设计与变异性设计。
8 确定机电一体化系统目的功能与规格后，机电一体化技术人员利用机电一体化技术
进行设计、制造的整个过程为“机电一体化工程”。
9 机电一体化系统设计的现代设计方法，计算机辅助设计与并行工程、虚拟产品设
计、快速响应设计、绿色设计、反求设计、网络合作设计。
第二章机械系统部件的选择与设计
1 机械系统部件的设计要求低摩擦、短传动链、最佳传动比、反向死去误差少、高刚性。
2 机械传动部件实质上是一种转矩、转速变换器，其目的是使执行元件与负载之间在转矩与转速方面得到最佳匹配。
3 机电一体化发展要求传动机构不断适应精密化，高速化，小型、轻量化要求。
4 滚珠丝杠四种基本类型（1）螺母固定、丝杠转动并移动，（2）丝杠转动、螺母移动，（3）螺母移动、丝杠移动，（4）丝杠固定、螺母移动并转动。
5 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种，内循环方式的滚珠在循环过程中始终与丝杠表面接触。
6 滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧（1）双螺母螺纹预紧调整式，（2）双螺母齿差预紧调整式，（3）双螺母垫片调整预紧式，（4）弹簧式自动调整预紧式，（5）单螺母变位导程预紧式，（6）单螺母滚珠过盈预紧式。
7 四级齿轮传动系统总转角误差
=++++
已知：四级齿轮传动系统，各齿轮转角误差为==…==0.005 rad,各级减速比相同，即==…==1.5。
求：
（1）该系统最大转角误差；（带入上式即可）
（2）为缩小，应采用何种措施。
①在设计中最末两级的传动比应取大一些
②尽量提高最末一级齿轮副加工精度。
8 常用的间歇传动机构有棘轮传动、槽轮传动、蜗型凸轮传动等。
9 导向支撑部件的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。
10 机电一体化系统对导轨的基本要求是导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性好、温度变化影响小及结构工艺性好等。
11 机电一体化系统对滚动导轨副基本要求是导向精度高、耐磨性好、刚度强、工艺性好。
12⑴爬行现象：导轨在低速运动时发生的时走时停现象。
⑵主要原因是摩擦系数随运动速度的变化和传动系统的刚性不足。
13 常见的导轨截面形状有三角形、矩形、燕尾形及圆形四种，常用材料有铸铁、刚、非铁金属和塑料等。
14 旋转支承中的运动件相对于支承导件转动或摆动时，按其相互摩擦的性质可分为滑动、滚动、弹性、气体（或液体）摩擦支承。
15 ⑴轴系概念：轴系有轴及安装在轴上的齿轮、带轮等传动部件组成，有主轴轴系和中间传动轴轴系。
⑵轴系作用：传递转矩及传动精度的回转运动，它直接承受外力（力矩）。
⑶对轴系要求：旋转精度高、刚度强、抗振性好、热变形小、轴上零件的布置合理。
16 轴承类型：标准滚动轴承、非标准滚动轴承、静压轴承。
17 机座或机架是支承其它零部件的基础部件。
第三章执行元件的选择与设计
1 根据使用能量的不同，可以将执行元件划分为电动式、液动式和气动式等。
2 控制用电动机是电器伺服控制系统的动力部件，其有回转和直线驱动电动机，通过电压、电流、频率等控制，实现定速、变速驱动或反复起动、停止的增量驱动以及复杂的驱动。
3 机电一体化系统（产品）中使用两类电动机，动力用电动机和控制用电动机。
4 在额定输出功率相同的条件下，交流伺服电机的比功率最高，直流伺服电机次之，步进电机最低。
6 ⑴步进电机定义：步进电动机又叫脉冲电动机，它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。
⑵步进电动机工作原理：其输入一个电脉冲就转动一步，即每当电动机绕组接受一个电脉冲，转子就转过一个相应的步距角。
转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及其频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步，要控制输入电脉冲的数量、频率以及电动机绕组通电相序即可获得所需的转角、转速及转向。
⑶步进电机速度控制：控制步进电机的运行速度就是控制系统发出步进脉冲的频率或者换向周期。
第四章微机控制系统的选择及接口设计
1 控制系统的设计就是选用微机、设计接口、选用控制形式和动作控制方式的问题。
2 A/D转换器：模数转换器
3 系统调试步骤硬件调试—软件调试—系统调试
4 微型计算机，是以微处理机（CPU）为中心，加上只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、输入/输出接口电路、系统总线及其它支持逻辑电路组成的计算机。
5 按组装形式将微型计算机分为单片机、单板机和微型计算机系统等。
6 程序设计语言有机器语言、汇编语言、高级语言。
目前常将高级语言与汇编语言在机械的微机控制中混合使用。
7 高级语言BASIC、FORTRAN、PASCAL、C、VC++、VB等。
8 8086、8088组成：算术逻辑单元ALU、累加器、专用和通用寄存器、指令寄存器、指令译码器、定时控制电路等组成。
9 8088与8086内部数据总线为16位。
8086外部数据总线为16位，可读1个字；8088外部数据总线位8位，可读一个字节。
10 20位地址线。
寻址范围可达1048576字节（即1M字节）的存储空间。
11 CPU引脚MN/MX接到+5V时，8086/8088工作于最小模式。
接地，则工作于最大模式。
12 8088/8086是一个具有40 引脚，双列直插式结构LSI芯片。
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