机械工程导论(机电)ppt课件

1.3 机电一体化的相关技术
五、伺服传动技术 伺服驱动技术就是在控制指令的指挥下，控制 驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动， 并具有良好的动态性能。伺服传动包括电动、气动、 液压等各种类型的传动装置。 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装置和部件，对 机电一体化系统的性能起决定性作用。 常见的伺服驱动系统主要有电气伺服（如步进 电机、直流伺服电机、交流伺服电机等） , 液压伺 服（如液压马达、脉冲油缸等）和气压伺服三类。
1.4 机电一体化（制造）系统
1.2 机电一体化的基本功能要素
三、传感检测单元 主要功能是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，传输到控制信息处理单元， 经过分析、处理产生相应的控制信息
由传感器和仪器仪表组成。
1.2 机电一体化的基本功能要素
四、执行单元
根据控制信息和指令完成所要求的动作。 执行单元是运动部件，根据机电一体化系统的 匹配要求，需要改善执行机构的工作性能，如 提高刚性，减轻重量，实现组件化、标准化和 系列化，以提高系统整体工作可靠性等。
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。
1.2 机电一体化的基本功能要素
一、机械本体 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。包括机械结构装置和 传动装置。 二、动力单元 按照机电一体化系统的控制要求，为系统 提供动力和能量以保证系统正常运行。用最小 的动力输入获得尽可能大的功能输出。
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。
1.2 机电一体化的基本功能要素
七、接口单元
接口的作用是将各要素或子系统连接成为 一个有机整体，使各个功能环节有目的地协调 一致运动，从而完成机电一体化的系统工程。 各个单元要完成物质，信息和能量的传递和交 换，为此，各要素和子系统相接处必须具备一 定的连接部件，这个部件就可称为接口。
基本功能有三个：变换，放大，传ห้องสมุดไป่ตู้。
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
机械工程导论(机电)
机械工程是19世纪初期从民用工程中分离出 来的一门工程学科。它的目标是运用数学、物理 等基础理论和有关机械方面的专门知识，结合生 产实际经验，有判断地、经济有效地解决在设计、 研究、制造和运行各种机械中遇到的实际问题
机械工业是国民经济的支柱工业之一
机械工业是社会生产力发展水平的重要标志
1.2 机电一体化的基本功能要素
五、驱动单元
在控制信息的作用下，驱动各执行机构完 成各种动作和功能。机电一体化系统方面要求 驱动单元具有高效率和快速响应性等，同时又 要求其对外部环境的适应性和可靠性，还由于 几何上，动作范围狭窄等限制，还需考虑维修 方便和实行标准化等。
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
六、系统总体技术
系统总体技术是以整体的概念组织应用各 种相关技术的技术，从全局的角度和系统的目 标出发，将系统分解为若干个子系统，从实现 整个系统技术协调的观点来考虑每个子系统的 技术方案。 机电一体化系统是一个技术综合体，它利 用系统总体技术将各有关技术协调配合、综合 运用而达到整体系统的最佳化。
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） 从组合词的构成，表达了“机械电子学”的意 义
机械技术（机械 学、机构学）
机电一体化技术
微电子技术（半 导体、IC、LSI）
六、控制与信息处理单元
控制与信息处理单元是机电一体化系统的 核心单元。将来自各传感器的检测信息和外部 输入指令进行集中、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，通过输出接口送往执行机构，控制整 个系统有目的地运行，并达到预期性能。一般 由计算机，可编程序控制器，数控装置等组成。
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；最后使研制的系统可靠地投入运行。
机电一体化系统中的自动控制技术主要包 括位置控制、速度控制、最优控制、自适应控 制以及模糊控制、神经网络控制等。
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。