哈工大机电学院复试参考书目
《机电控制技术》 课程大作业一 基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：1108110 学号：1110811005 姓名：崔晓蒙 2013-06-17
设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为： 设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为： 额定功率200W ； 额定电压48V ； 额定电流4A ； 额定转速n=500r/min ； 电枢回路总电阻R=0.8Ω；(本次选为8Ω） 允许电流过载倍数λ=2； 电势系数=e C 0.04Vmin/r ； 电磁时间常数=L T 0.008s ； 机电时间常数=m T 0.5； 电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ； 要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==* * im nm U U 10V ； 两调节器的输出限幅电压为10V ； PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ； 放大倍数=s K 4.8。 试对该系统进行动态参数设计，设计指标： 稳态无静差； 电流超调量≤i σ5%； 空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%； 过渡过程时间=s t 0.5 s 。
1.计算电流和转速反馈系数 电流反馈系数：） （A V I U nom im /25.14210 *=?==λβ 转速反馈系数：)/min (02.0500 10 *r V n U nom nm ===α 2.电流环的动态校正过程和设计结果 2.1确定时间常数 由题给电流反馈滤波时间常数s ms T oi 0002.02.0==， 调制周期s f T s 0001.010 1 14=== ， 按电流环小时间常数的近似处理方法，有 s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑ 2.2选择电流调节器结构 电流环可按Ⅰ型系统进行设计。电流调节器选用PI 调节器，其传递函数为 s s K s G i i i ACR ττ1 )(+= 2.3选择调节器参数 超前时间常数：s T l i 008.0==τ。 电流超调量由题给为%5≤i σ，电流环开环增益：取5.0=∑i I T K ，因此 6667.16660003 .05 .05.0=== ∑i I T K 于是，电流调节器的比例系数为 .7778718 .425.18 008.06667.1666=???==s i I i K R K K βτ 2.4检验近似条件 电流环的截止频率1/s 6667.1666==I ci K ω。 1）近似条件一：s ci T 31≤ ω
第3章习题课答案 3-1 设单位反馈系统的开环传递函数为4 ()(s 5) G s s =+，试求该系统的单位阶跃响应和单位脉冲响应。 解：系统闭环传递函数为 24 (s)44(s 5) 4(s)54(s 1)(s 4) 1(s 5) o i X s X s s s +===++++++ (1)当()1()i x t t =时，1()i X s s = 41 ()411 33()()()(4)(1)14 o o i i X s X s X s X s s s s s s s ===-+++++g 则 441()1()1()1()33 t t o x t t e t e t --=-?+? (2)当()()i x t t δ=时，()1i X s = 44(s)4 33(s)(s)1(s)(s 4)(s 1)14 o o i i X X X X s s ==?=-++++ 则 44()()1()3 t t o x t e e t --= -? 3-2 系统结构图如图3-70所示。已知系统单位阶跃响应的超调量σ%3.16=%，峰值时间1=p t s 。 (1)求系统的开环传递函数)(s G ； (2)求系统的闭环传递函数)(s Φ； (3)根据已知的性能指标σ%、p t 确定系统参数K 及τ； (4)计算等速输入s t t r )(5.1)(?=时系统的稳态误差。 解 （1） )110(10) 1(101)1(10 )(++=++ +=ττs s K s s s s s K s G
（2） 2 2 22210)110(10)(1)()(n n n s s K s s K s G s G s ωξωωτ++=+++=+=Φ （3）由 ?? ???=-===--113.16212ξωπσ?ξπn p o o o o t e 联立解出 ?????===263.063.35.0τωξn 由（2） 18.1363.31022 ===n K ω，得出 318.1=K 。 （4） 63.31263.01018 .1311010)(lim 0=+?=+= =→τK s sG K s v 413.063 .35 .1===v ss K A e 3-3 设图（a ）所示系统的单位阶跃响应如图（b ）所示。试确定系统参数,1K 2K 和a 。 解 由系统阶跃响应曲线有 ??? ??=-===∞o o o o p t h 3.333)34(1.03)(σ 系统闭环传递函数为 2 2 2 2122 12)(n n n s s K K as s K K s ωξωω++=++=Φ （1） 由 ????? ===-=--o o o o n p e t 3.331.012 12 ξξπσωξπ 联立求解得 ?? ?==28.3333.0n ωξ 由式（1）???====22 21108 2 1n n a K ξωω 另外 3lim 1 )(lim )(21 22100 ==++=? Φ=∞→→K K as s K K s s s h s s 5.21 )(lim )(0 =? Φ=∞→s s s h s
姓名：学号： 课程名称：机电系统控制基础实验 实验序号： 1 实验日期： 实验室名称： 同组人： 实验成绩：总成绩： 教师评语： 教师签字： 年月日
机电系统控制基础原理性仿真实验 一、实验目的 通过仿真实验，掌握在典型激励作用下典型机电控制系统的时间响应特性，分析系统开环增益、系统阻尼、系统刚度、负载、无阻尼自振频率等机电参数对响应、超调量、峰值时间、调整时间、以及稳态跟踪误差的影响；掌握系统开环传递函数的各参数辨识方法，最后，学会使用matlab 软件对机电系统进行仿真，加深理解系统动态响应特性与系统各参数的关系。 二、实验原理 1．一阶系统的单位脉冲响应 惯性环节（一阶系统）单位脉冲响应simulink 实现图，如图2-1 所示 (a)可观测到输出曲线 (b)输入、输出曲线均可观测到 图2-1 惯性环节（一阶系统）单位脉冲响应simulink 实现图 2．一阶系统的单位阶跃响应 一阶系统的单位阶跃响应simulink 实现图如图2-2 所示。 图2-2 一阶系统的单位阶跃响应simulink 实现图 3．二阶系统的单位脉冲响应 二阶系统的单位脉冲响应simulink 实现图，如图2-3 所示。 图2-3 二阶系统的单位脉冲响应simulink 实现图
4．二阶系统的单位阶跃响应 二阶系统的单位阶跃响应实验simulink 实现图如图2-4 所示。 图2-4 二阶系统的单位阶跃响应实验simulink 实现图 三、实验要求 1. 掌握在典型激励作用下典型机电控制系统的时间响应特性。 2. 掌握系统开环传递函数的各参数辨识方法。 3. 使用matlab 软件对机电系统进行仿真 四、实验结果 1. 一阶系统的单位脉冲响应 Simulink 模型图如图4-1 图4-1 一阶系统单位脉冲响应模型图 单位脉冲函数波形图如图4-2 图4-2 单位脉冲函数波形图
关于“机电一体化”新专业可持续发展的思考与探讨
关于“机电一体化”新专业可持续发展的思考与探讨 哈尔滨理工大学《机电教研室》高安邦教授 [摘要]“机电一体化”专业是我国今后几年急需紧缺的八大最热门专业之一；其 技术“核心”是控制，已形成“机、电、计算机”三分天下的实际格局；但我校目前“机电一体化”专业的办学理念、课程体系、现行教育观念和管理制度及实际做法， 不是以学生为中心、以教师为主导、以市场 为生命线，都仍在传统机械专业办学模式 下，明显地偏重于机械方面，限制电控，严 重制约了“机电一体化”高新技术的可持续 发展；影响了在新形势下高校对机电专门人 才特别是拔尖创新人才的培养。本文提出自 己多年来对“机电一体化”新专业发展的思 考与探讨，供领导决策参考。 [关键词] 机电一体化专业学科方向发展思考与探讨 0．前言
按照人事部最新统计预测，“机电一体化”专业技术人才是我国教育市场今后几年急需紧缺的八大最热门专业人才之一；21世纪内中国将发展成为世界现代制造业加工中心，“机电一体化”技术就是加工制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化，将微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术综合应用于制造加工生产全过程的一批高新复合技术群，已形成“机、电、计算机”三分天下的实际格局，是21世纪国民经济发展所急需的优势学科方向；是我国开发大西北和振兴东北老工业基地的重大战略决策的重要科技支撑；21世纪中国将需要一大批掌握先进控制技术，能从事数控机床、加工中心、智能机器人以及其他新型机电一体化技术和产品的设计、安装、调试、操纵、编程与开发的高级复合应用素质型创新技术人才。 然而现代高新技术的“核心”是控制。目前我校对“机电一体化专业”的办学理念、课程体系、现行教育观念和管理制度及实际做法，都不是以学生为中心、以教师为主导、以市场为生命线，都仍在传统机械专业办学模式下，明显有偏重于机械方面的安排，这对于当前该专业所处于的
1、电一体化的六大关键技术是什么？ 2、与人的功能要素类比，在下表中填写机电一体化系统的对应功能要素 3、一数控系统如图所示，试说明图中各部分分别属于机电一体化系统的哪一基本结构要素？ 4、已知传动机构如图所示，2215.02/kgm J J Z Z ==,kg M L 100=，齿轮的传动比 为3=i ，丝杠的导程为mm l 6=，试计算折算到电机轴上的等效惯量？（z1为小齿轮，z2为大齿轮，M L 为工作台质量） 5、将摩擦力的类型、大小及方向填入下表： 6
7、丝杠螺母间隙的调整一般采用什么结构？具体有哪些形式？哪种精度最高？ 8、已知某传动机构，电机转子惯量J m =0.001kgm 2，负载惯量J L =0. 4kgm 2，试确定传动比i 为何值时可使负载获得最大加速度？ 9、 写出下列传动比分配原则的应用场合和分配结论 11、 12、 13、 某光栅的条纹密度是50条/mm ，光栅条纹的夹角θ=0.001弧度，试计算莫尔条纹 的宽度？ 14、 直流测速机输出端负载阻抗的大小会直接影响其精度，负载阻抗增大，其测量精 度将（ ） 15、 简述光电式传感器的测量原理？ 16、 位置传感器分为两类，分别是（ ）和（ ） 17、 用软件进行线性化处理的方法有哪些？ 18、 机电一体化测控系统中，可通过软件实现数字滤波，来减少噪声和干扰，常用的数 字滤波方法有哪些？ 19、 伺服系统的基本组成有哪些部分？ 20、 伺服系统按驱动元件的性质可分为（ ）和（ ） 21、 电气伺服系统包括（ ）、（ ）和（ ） 22、 PWM 功率放大器的基本原理是什么？ 23、 下图1为双极式H 型可逆PWM 变换电路图 （1） 若其基极信号（U b1、U b2、U b3、U b4）的波形如图2所示，试在该图中画 出对应的电枢电压U AB 和电枢电流i AB 的稳态波形。 （2） 若要求U AB 、i AB 的均值都为0，试在图3中画出基极信号（U b1、U b2、U b3、 U b4）的波形 图1
与哈尔滨工业大学有血缘关系的学校 ——从哈尔滨工业大学分独立出来的大学 2.1 哈尔滨工业大学富拉尔基重型机械学院（现在的燕山大学） 1958年，哈尔滨工业大学党委根据当时“教育为无产阶级服务，与生产劳动相结合”的方针，决定将重型机械系及相关专业成建制迁往齐齐哈尔市富拉尔基重型机械厂旁，成立哈尔滨工业大学富拉尔基重型机械学院；同时抽调电机系电机、电气、电测仪表等专业的部分师生在湖北宜昌设立分校，目的是服务未来三峡工程的建设。学校还抽调土木系师生组建了哈尔滨建筑工程学院（后来宜昌分校和哈建大先后复归哈工大）。后来由于国家部委调整，哈尔滨工业大学划归航天工业部管辖，而其下富拉尔基重型机械学院则留在了机械工业部。1960年10月，富拉尔基重型机械学院正式更名为东北重型机械学院（以下简称东重），开始走上了独立办学的道路。 2.2 北京电力学院（现华北电力大学“211工程”） 1961年，根据高等教育部通知，哈尔滨工业大学第六系电机系的发电厂电力网及其电力系统、高电压技术、动力经济与企业组织三个专业整体并入北京电力学院。哈工大当年没有搬迁电机与电器。其他相关的电力专业被一锅端到了北京电力学院，连人（研究生）带书带设备，用解放牌大卡车运到北京电力学院运了好一个多星期才运完。没有搬迁电机与电器留在了哈工大，现在为国家重点学科，特色为军用电器，该学科有工程院院士2人，并设有博士后流动站，哈工大的电力学科实力现在也很强劲。 2.3武汉水利电力大学（“211工程”。2000年武汉水利电力大学与武汉大学、 武汉测绘科技大学、湖北医科大学合并组建新的武汉大学） 后来,因为电厂化学实验被怀疑污染了清河的水质,高压实验被怀疑影响了北京的无线电信号,这两个专业又被搬迁到武汉水利学院,有了这两个涉电专业，武汉水利学院更名为武汉水利电力学院，后又更名为武汉水利电力大学。(高压电专业的谢广润从北京电力学院去了武汉水利学院,但和杨以涵保持了几十年的友谊)。杨以涵在哈工大创建了中国第一个发电专业，后来因为“六四”没有评上院士，他也是现在华北电力大学资格很老的教授，和杨奇逊院士并称华电的“二杨”。杨奇逊院士毕业于浙江大学电机系，是中国微机继保的创始人，南瑞集团沈国荣院士（华北电力学院毕业）是他的学生。 接着说与哈工大有关系的专业动力经济,该学科1954年创建于哈尔滨工业大学，1961年迁入北京电力学院（华北电力大学前身），1983年合并成立了北京水利电力经济管理学院，恢复了动经专业，1993年组建了北京动力经济学院，是国内最早建立的管理学科之一。1977年挂靠电力系统自动化硕士点招收动力经济专业研究生。学科建立之初就面向电力经济，主要研究电力工程项目的技术经济可行性论证与电力规划等。1987年获硕士授权，1998年获博士授权，2001年获准建立项目博士后工作站。该专业的李正、盛绪美等教授是电力行业技术经济领域中公认的权威专家，他们主持制定的电力项目技术经济评价条例、电力系统可靠性指标体系、电力弹性系数及电力规划的有关规程等，被我国电力系统一
3-1 题图3-1所示的阻容网络中，i ()[1()1(30)](V)u t t t =--。当t =4s 时，输出o () u t 值为多 少？当t 为30s 时，输出u o (t )又约为多少？ 解：661(s)111 1(s)1110410141o i U sC U RCs s R sC -====+???+++ (4)0.632(V)o u ≈，(30)1(V) o u ≈ 3-2 某系统传递函数为21 ()56 s s s s +Φ= ++，试求其单位脉冲响应函数。 解： 2(s)112 (s)5623 o i X s X s s s s +-==+++++ 其单位脉冲响应函数为 23(t)(e 2e )1() t t x t δ--=-+? 3-3 某网络如图3-3所示，当t ≤0-时，开关与触点1接触；当t ≥0+时，开关与触点2接触。 试求输出响应表达式，并画出输出响应曲线。 1V 题图3-1 题图3-3 解： 1(s)1 1(s)2121()o i R U RCs s sC U RCs s R R sC + +===++++ 01(t)1(2)1()(V)i i i u u u t =+=+-? 1111212 (s)(s)121212 o i s s U U s s s s s ++-= ==-+++ 则
2 1(t)(e 2)1()(V) t o u t - =-? 12 01(t)1(e 2)1()(V) o o o u u u t -=+=+-? 其输出响应曲线如图3-3所示 图3-3 题图3-4 3-4 题图3-4所示系统中，若忽略小的时间常数，可认为 1d 0.5()d y B s x -=?。其中，ΔB 为阀芯位移，单位为cm ，令a =b （ΔB 在堵死油路时为零）。 (1) 试画出系统函数方块图，并求(s)(s) Y X 。 (2) 当i ()[0.51()0.51(4)1(40)]cm x t t t s t s =?+?---时，试求t =0s,4s,8s,40s,400s 时的y (t )值，()B ?∞为多少？ (3) 试画出x (t )和y (t )的波形。 解：（1）依题意可画出如图3-4所示的系统函数方块图， 图3-4-1 则
设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为： 额定功率200W ； 额定转速48V ； 额定电流4A ； 额定转速=500r/min ； 电枢回路总电阻8=R Ω； 允许电流过载倍数λ=2； 电势系数=e C 0.04Vmin/r ； 电磁时间常数=L T 0.008s ； 机电时间常数=m T 0.5； 电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ； 要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==* *im nm U U 10V ； 两调节器的输出限幅电压为10V ； PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ； 放大倍数=s K 4.8。 试对该系统进行动态参数设计，设计指标： 稳态无静差； 电流超调量≤i σ5%； 空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%； 过渡过程时间=s t 0.5 s 。
1.计算电流和转速反馈系数 电流反馈系数：）（A V I U nom im /25.14210 *=?==λβ 转速反馈系数：)/min (02.0500 10 *r V n U nom nm === α 2.电流环的设计 （1）确定时间常数 电流反馈滤波时间常数s ms T oi 0002.02.0==， 调制周期s f T s 0001.01000 1011=?== ， 按电流环小时间常数的近似处理方法，取 s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑ （2）选择电流调节器结构 电流环可按Ⅰ型系统进行设计。电流调节器选用PI 调节器，其传递函数为 s s K s G i i i ACR ττ1 )(+= （3）选择调节器参数 超前时间常数：s T l i 008.0==τ。 电流环按超调量%5≤i σ考虑，电流环开环增益：取5.0=∑i I T K ，因此 6667.16660003 .05 .05.0=== ∑i I T K 于是，电流调节器的比例系数为 .7778718 .425.18 008.06667.1666=???==s i I i K R K K βτ （4）检验近似条件 电流环的截止频率1/s 6667.1666==I ci K ω。
二轴转台方案设计 1.设计简图（草图） 2. 对于多轴转台，各框架的设计顺序是：由内到外 转台的框架断面为空心矩形，其重量轻、惯性大刚度好。材料选用优质铸转台的框架断面为空心矩形，其重量轻、惯性大刚度好。转台的设计应按照从内到外的顺序设计，最内层受到载荷和尺寸的限制，因而应该从里面开始设计。 但是本设计给出了最外一层的设计，因为外层的结构相对复杂，内外的原件使用相似。 3.轴系的设计 2.1轴系1的设计 轴系1上需要有驱动原件、测角原件、支撑原件、连接原件等部件。 2.1.1驱动原件选择 转台的驱动元件主要有两大类：一类是电动机；一类是液压马达。 电动机驱动的主要优点是： （1）实现连续回转，而摆动式液压马达则不能。 （2）液压马达必须设置液压油源，而电动机不需要。 对于小转矩、低频响的转台宜采用电动机驱动，而对于那些大转矩、高频响的转台，采用液压驱动方案为佳。电机驱动常见的电动机为力矩电动机和直流伺服电动机。力矩电动机允许转速低，可直接与转台主轴连接形成直接驱动。所以对于该设计方案中可以按如下方式进行： 驱动元件：采用直流力矩电机驱动，控制方便，既可开环控制，又可闭环控制； 驱动方式：采用直接驱动方式，即将电机输出轴、转台主轴以及码盘轴直接相连。 主要是确定载荷，作用在机械装置上的载荷主要有：摩擦载荷、惯性载荷以及各种环境载荷等。 M? f N R = ?
摩擦载荷：由于传动部件之间存在摩擦摩擦引起的。大小与所受压力和材料的摩擦系数有关。摩擦力与其力臂的乘积即为摩擦力矩。 惯性载荷：计算回转运动时的惯性载荷，需要知道转动惯量和角加速度，具有传动链装置的，通常将负载的转动惯量折算到电机轴上。 环境载荷：例如风载荷、温差载荷（热变形）等，外载荷的确定，要是具体情况而定，有的可从理论上进行推导，有的需要借助试验来测定。 分析载荷的目的，是为了选择合适的电动机，使之满足要求。 对于转台来说，一般在室内应用，它的载荷主要考虑摩擦载荷和惯性载荷。 经查得，北京京仪敬业电工科技有限公司北微微电机厂的资料可以得出LYX 系列稀土永磁式直流力矩电动机的相关参数如下表所示 表一 ε?=J M
前言 《机电系统控制基础》既是一门理论性较强、又紧密联系工程实际的实践性较强的课程，本课程的重点在于培养学生对机电系统进行建模、分析与控制的能力。难点在于如何使机电类专业的学生结合工程实际，特别是结合机械工程实际，从整体分析系统的动态行为，理解和掌握略显深奥、难懂的经典控制理论，并应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决机械工程中的实际问题。 通过实验教学环节使学生验证课堂教学的理论，使学生能够建立机电系统控制的整体概念，加深对经典控制论中基本概念和基本方法的理解，并掌握其在分析、研究和解决实际机械工程控制问题中的应用。通过三方面的实验：原理性仿真实验，面向机电系统中典型物理对象/系统的特性测试与分析实验，和典型机电系统的控制三方面实验。将所学的课程内容融会贯通，培养学生分析和解决问题的能力。
1 机电系统控制基础原理性仿真实验 1.1 实验目的 通过仿真实验，掌握在典型激励作用下典型机电控制系统的时间响应特性，分析系统开环增益、系统阻尼、系统刚度、负载、无阻尼自振频率等机电参数对响应、超调量、峰值时间、调整时间、以及稳态跟踪误差的影响；掌握系统开环传递函数的各参数辨识方法，最后，学会使用matlab软件对机电系统进行仿真，加深理解系统动态响应特性与系统各参数的关系。 1.2系统典型输入的响应实验 1.2.1 实验原理 1．一阶系统的单位脉冲响应 惯性环节（一阶系统）单位脉冲响应simulink实现图，如图1-1所示 (a)可观测到输出曲线 (b)输入、输出曲线均可观测到 图1-1惯性环节（一阶系统）单位脉冲响应simulink实现图 2．一阶系统的单位阶跃响应 一阶系统的单位阶跃响应simulink实现图如图1-2所示。
姓名：高超学号：1120830223 课程名称：机电系统控制基础实验 实验序号：二实验日期：2014.12.2 实验室名称：机电系统控制基础实验室 同组人：晏理邦赵京昊 实验成绩：总成绩： 教师评语： 教师签字： 年月日
一、实验目的 熟悉直流伺服电动机角位置控制系统的组成及各环节工作原理，包括：电动机参数、增量式码盘精度、机械负载惯量、信号采样频率、死区、控制方法等与角位置伺服系统控制性能指标的关系，针对该典型机电对象或系统，掌握输入信号的设置与离散方法，输出信号的采集与归一化方法，通过速度阶跃响应进行系统参数辨识，通过扫频法，测试系统的频域特性的相位特性和幅频特性曲线，分析系统的稳定性、快速性并掌握系统PID 控制的离散方法，主要目的是培养学生进行基本性能实验和综合设计实验的能力。 1、掌握各环节的设计方法； 2、掌握机电系统基本调试方法； 3、通过扫频法，绘出系统的对数频率特性曲线，从实验数据曲线上，分析系统的稳定性、稳定裕度、快速性、频带宽、校正环节的形式与基本离散化方法。 二、实验原始数据及数据处理 表2.1 不同频率的输入和输出信号幅值关系
表 2.2 不同频率的输入和输出信号相位差
2.5 101 6.7 12 3.24 8.5 130.2 10.3 139.16 3.0 105.6 6.8 123.96 9.0 130.8 10.4 140.88 3.5 110.2 6.9 12 4.68 9.5 131.4 10.5 141.6 4.0 114.8 7.0 12 5.4 9.6 132.12 11.0 145.2 4.5 116.4 7.1 126.12 9.7 132.84 11.5 153.8 5.0 118 7.2 12 6.84 9.8 133.56 12.0 160.4 三、绘制同一频率输入/输出信号的时域曲线 图一：5HZ输入信号时域曲线
姓名：学号： 课程名称： 实验序号：实验日期： 实验室名称： 同组人： 实验成绩：总成绩： 教师评语： 教师签字： 年月日
二角位置伺服系统频域特性测试与分析实验2.1实验目的 熟悉直流伺服电动机角位置控制系统的组成及各环节工作原理，包括：电机参数、增量式码盘精度、机械负载惯量、信号采样频率、死区、控制方法等与角位置伺服系统控制性能指标的关系，针对该典型机电对象或系统，掌握输入信号的设置与离散方法，输出信号的采集与归一化方法，通过速度阶跃响应进行系统参数辨识，通过扫频法，测试系统的频域特性的相位特性和幅频特性曲线，分析系统的稳定性、快速性并掌握系统PID 控制的离散方法，主要目的是培养学生进行基本性能实验和综合设计实验的能力。 1、掌握各环节的设计方法； 2、掌握机电系统基本调试方法； 3、通过扫频法，绘出系统的对数频率特性曲线，从实验数据曲线上，分析系统的稳定性、稳定裕度、快速性、频带宽、校正环节的形式与基本离散化方法。 2.2 实验原理 2.2.1 直流电动机角位置伺服系统组成 直流电动机角位置伺服系统，由直流减速电机、膜片联轴器、磁滞制动器、增量式空心轴码盘组成的角位置反馈闭环系统。码盘感知的角位置信号通过采集卡的I/O 传给计算机，由计算机的控制模型计算输出位置信号，通过采集卡的DA、驱动电路，使直流电动机转动，组成的计算机控制的角位置伺服系统示意图如图2.2. 2.2.2 电动机及其驱动电路 直流减速电动机采用惠城区日松菱五金电气商行的 Z2D15-24GN，电动机额定电压24V，额定电流1A，额定转速60rpm，额定转矩2.4Nm，减速比为50。直流减速电动机的电枢接驱动电路板，当电动机的电枢电压从1.8v 升高至7.5v 时，电机转速从 4.763671875 度/秒（约0.79rpm）升高至243.28125 度/秒（约40.5rpm），而且呈线性关系y = 42.797* x ? 77.48，式中x 为给定电压（伏），y为电机正转转速（度/秒），死区电压0 ～1.81伏，线性相关系数为 1，用码盘测得电动机正转转速与电枢电压的关系如图2.5
2015 年秋季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:机电系统智能控制 学生所在院（系）:机电工程学院 学生所在学科:机械设计制造及其自动化学生姓名: 学号: 学生类别: 考核结果阅卷人
智能控制在机电一体化领域中的应用 Application of intelligent control in Mechatronics 摘要 随着科技的发展，对机电一体化系统控制的要求也越来越高，被控制的对象、目标与环境及其任务都变得复杂，因此智能控制技术在机电一体化系统中的应用越来越受到重视。本文介绍了智能控制技术的分类、特点以及在机电一体化系统中的应用，分析了智能控制在机电一体化领域中得到应用的原因，认为智能控制有利于提高机电一体化产品的整体性能，并提出了对未来智能控制技术在机电一体化领域中应用的展望。 关键词：智能控制，机电一体化，应用
目录 摘要 (Ⅰ) 第一章绪论 (2) 第二章智能控制与传统控制的比较 (2) 第三章智能控制技术的主要方法 (2) 3.1 引言 (2) 3.2 模糊控制 (2) 3.3 专家控制 (3) 3.4 神经网络控制 (3) 3.5 优化算法 (4) 3.5.1 遗传算法 (5) 3.5.2 蚁群算法 (5) 3.6 综合智能控制技术 (5) 3.6.1 专家系统与神经网络控制 (5) 3.6.2 模糊神经网络技术 (5) 3.6.3 遗传算法与模糊逻辑 (6) 3.6.4 遗传算法与神经网络 (7) 第四章智能控制技术在机电一体化系统中的应用 (7) 4.1 智能控制在机床中的应用 (7) 4.2 智能控制在交流伺服系统中的应用 (8) 4.3 智能控制在机器人领域中的应用 (8) 4.4 智能控制在设置装备中的应用 (8)
设计说明书 一、设计任务 1、零件结构图 图1.零件结构图 2、设计要求 （1）孔是否已加工？ （2）面A和B是否已加工？ （3）孔φ15±0.01精度是否满足要求？ （4）凸台外径φ40±0.012精度是否满足要求？ （5）零件质量20±0.01kg是否满足要求？ （6）产品标签（白色）是否帖正或漏帖？ （7）如果不合格将其剔除到次品箱； （8）对合格产品和不合格产品进行计数。 3、工作量 （1）设计一套检测装置，能完成所有检测内容； （2）说明书一份，说明各个检测内容采用什么传感器，如何实现； （3）自动检测流程图一份。 4、设计内容及说明 要求将检测装置画出，能完成所有检测内容；在完成自动检测功能的基础上，要求费用最少，以提高经济效益；检测装置结构简单可靠、易于加工和实现；自动检测流程图要求详细正确。
二、设计方案 根据设计要求，该自动检测生产线应具备形状识别（检测圆孔和平面是否加工）、孔径检测、凸台外径检测、质量检测、标识检测等功能，故初步设计该生产线应具有5道检测工序。在每个检测工位上都对应有一个废品下料工位，将不合格品剔除到废品传送带上，同时最后还要对合格产品和不合格产品进行计数，故初步预计该生产线共有12个工位（5道检测工位、5道废品下料工位和2道计数工位）。所有这些工位均匀分布于检测线上(以便准确定位)。整个检测线应用机电一体化技术，综合控制各道工序的检测工作，包括零件的搬移、检测设备的动作、数据连接、检测结果处理、不合格工件的下料处理等。检测生产线线基本结构如图2所示： 图2.零件质量检测系统基本结构图 1、判断孔和平面A、B是否加工的方案 由于设计要求中只要求检测孔和平面是否被加工，而无需检测它们的大小和精度，因而可采用价格相对低廉的光电传感器进行检测，其检测方法如图3所示。 图3.光电开关检测原理图4.面A、B未加工时零件的形状
先介绍下自己的情况吧，本人初试400+，排在报考本部的前二十之内，复试180+，最后排名在本部的录取名单中很靠后，差点没能留在本部（汗！复试准备不足，怨不得别人）。我报的结构工程，最后录取的是建筑与土木专业硕士。没办法，今年哈工大土木这种情况是很多因素造成的。参加完复试，知道最后结果，感觉土木学院的录取工作还算很公平，基本上就是初试成绩加复试成绩，严格按排名先后来录取。哈工大的录取工作值得肯定，但是他在先期招生人数、保研人数、各个专业招多少人等方面的信息公布确实不尽如人意。感觉土木学院对这方面消息守口如瓶，就算他们本校的人都不知道。几乎所有考生都是在资格审查开会的时候才知道结构今年招多少人。 16号下午资格审查的时候，本部、深圳、威海三个校区的老师各自上去介绍了下每个校区的招生情况。威海总共招8个人，结构4个（保了两个）专硕4个（保了1个）。深圳结构招 41（保了7个）；防灾、工力的招生人数记不到了，好像都是10个左右，保了一两个吧；建筑与土木专业硕士招20多个（几乎没有保的）。本部结构招59（保了50），防灾、工力、岩土和专硕留给考的名额比较多，专硕有20多个。以上是开会时三个老师给出的数据，并不是最后录取的数据。在学院的复试方案上说，今年本部收155人（包括保研的），148%的复试比例，155X148%=229，而复试名单上总共是225人，但不分报考本部、深圳还是威海，就总共是225人，还是按初试分数从高到低排的。这就让人看不懂了，三个校区既然独立招生，为什么复试名单要这样完全按初试成绩来排名。别急，让人看不懂的还在后面。当本部的那个招生老师上去介绍情况的时候，大家都好紧张啊！他说：“今年情况比较特殊，跟往年不同，大家分数都很高，这也是很多原因造成的。。。今年本部这儿总共招155人，其中保研的收了87人，统考生招68人！（下面一片唏嘘啊，没想到保了这么多）结构工程，我知道这也是大家最关心的。结构工程计划招59人，其中保了50人，统考的收9人！”一听到这个消息，我只在心里说了句“我操！只有9个名额了！！！”由于学校不对外公布信息，之前我们只能按照去年的情况来推测今年的招生人数。去年结构总共收60多人，保了30多，留给考的还有30个。今年虽说保研的增多了，但留给考的应该至少会有25个吧。事实证明，这只是我天真的推断！本来我提前来了几天，一直在上自习，就希望复试好好考，一定要留在报结构的25名在内，最后最好读个结构。但现在听说只有9个名额了，我马上就没有劲了！本来初试分就没排在九名之内，我的复试自我感觉准备的也不够好。再加上今年分数咬的都很近，报本部这边400以上的有30人，390—400的也有三四十，想通过复试把名次提升真的很难！想到这些，我已经放弃了，其实我早就做好读专硕的准备了！不过，我对学校的疑问又来了。本部结构招9个人，为什么放进来129个复试的？129:9，换算一下，14.3:1，这他妈比其它学校的报录比还要高！这是为什么？这学校不是坑人吗？被坑惨了！！
作者简介：王蓉（1974－），女，黑龙江哈尔滨人，在职硕士研究生，哈尔滨市人民政府发展研究中心经济师。主要研究方向：工业经济和科技创新。 立足产业发展探索科研与生产相结合的新方式 王 蓉 摘要：总结哈尔滨市科研与生产相结合的主要方式，在客观分析影响双方结合因素及借鉴外地典型经验的基础 上， 提出了积极支持院所科研与本地产业需求相结合、提升企业有效科技需求、发挥政府主导作用、创新体制机制、加快军民融合技术产业发展、高起点建设好市校（所）科技成果转化和产业中心等对策建议。关键词：探索；科研与生产；新方式 哈尔滨作为科技大市，拥有众多全国知名的高等院校和科研院所，科技成果和科技人才储备相对富集， 科技资源优势显著，科技实力位居全国第9位。同时，哈尔滨市又是一个工业大市，拥有相对齐全的产业门类和比较完整的工业体系，在历史上有过辉煌的成就。然而近些年来，哈尔滨市产业尤其是工业发展相对缓慢，自主知识产权少，产品科技含量低，缺乏产业核心竞争力，工业企业经济效益不佳，在全国的优势地位逐步丧失。虽然哈尔滨市通过实施“科教兴市”战略，多方整合科技资源，不断创新体制机制，科技对产业发展的创新引领作用有所增强， 但是科技优势向现实生产力转化的成效并不十分显著， 科技与经济结合不紧密的问题依然突出。先进的科技实力与落后的产业竞争力之间形成了尖锐的矛盾。在多种影响因素中，科研与生产脱节是导致这一矛盾的一个重要方面。本课题以此作为研究重点，为进一步完善哈尔滨市科研与生产相结合的体制机制提供新思路。 一、当前哈尔滨市科研与生产相结合的主要方式 (一)科技成果转化的基本概念 所谓“科技成果”是指在完成一项预定的科研目标时， 经过试验研究、设计研究、制造或考察后取得的并经鉴定确认的， 具有一定科学价值、应用价值和经济价值的创造性成果。按照属性划分三类：基础理论型成果、应用技术型成果和软科学成果； 按照产出渠道划分四类：生产企业成果、社会个体成果、科研院所成果和高等院校成果。 “科技成果转化”是指为提高生产力水平而对具有实用价值的科技成果进行的后续实验、开发、应用研究、推广直至形成新产品、新工艺、新材料和新产业等一系列的科技经济活动，是一项由科技投入为前期成本、科技产出为后期效益的系统工程。一般而言，从实验室成果到正常投产必须经过中试和工业化试验两个阶段。判断成果转化应用的标准，是看其是否具备工业化批量生产的条件。 (二)哈尔滨市科研与生产相结合的主要方式根据调研，目前哈尔滨市科研与生产结合的主要方式， 可归纳为以下几种：1.自主转化的方式。一是科研机构自行投资实施转化。比如，哈尔滨焊接研究所、四十九所、哈尔滨兽医研究所等研发的具有自主知识产权的成果基本采取自主转化的方式，即由本所直接兴办高新技术公司实施转化并形成产品。从上述这些研究所了解到，全国同领域的十多家科研院所对于自己研发出来的比较成熟的技术基本采取科研一体化的形式，自我实施转化。二是企业依托自身的研发机构，将其研发的科技成果实施转化并形成产业。比如， 哈电集团、哈药集团、哈飞工业集团、东轻公司、 东安公司等大中型企业。2.企业与科研机构合作的方式。一是企业通过与院所开展技术支持合作，研发新技术、新产品， 5 2《决策咨询》2012年·第6期 科技创新
哈工大硕士研究生入学考试复试及录取办法
根据《教育部关于做好招收攻读硕士学位研究生工作的通知》（教学[ ]12号）和《教育部关于加强硕士研究生招生复试工作的指导意见》（教学[ ]4号），结合学校今年硕士研究生招生工作的实际情况，现确定我校硕士研究生入学考试复试及录取工作办法如下。 一、复试及录取工作原则 坚持对考生进行德智体全面衡量，择优录取、保证质量、宁缺毋滥；在保证人才培养质量的前提下，既尊重考生的意愿，又兼顾国家、国防建设需求和学科建设工作的需要。 复试工作要做到全面考察，有所侧重，在德智体等各方面全面衡量的基础上，突出对专业素质、科研能力、创新精神和综合素质等方面的考核。复试过程要政策透明、程序规范、操作公开、监督机制健全。要提高服务意识，维护考生的合法权益。 二、录取规模 在学校硕士研究生招生简章的基础上，根据教育部下达的我校招生规模，结合各院（系）、校区实际情况和生源情况，确定各院（系）、深圳研究生院和威海校区的录取规模
（见附件一）。各院（系）应严格按照该规模进行录取，但可根据具体生源情况适当调节本院（系）内各学科的招生数量。 三、复试工作 1．复试资格基本线 学科四科 总分 前三科 总分 ① 政 治 外 语 业务 课一 业务 课二 哲学[01]、艺术学[0504] 320 190 45 45 80 80 经济学[02]、管理学[12] 345 210 50 50 85 85 法学[03]、外国语言文学[0502]、330 200 50 50 85 85 理学[07]、工学[08](不含照顾学科) 310 180 45 45 75 75 照顾学科（力学[0801]、动力工程及工程 热物理[0807]、航空宇航科学与技术[082 5]） 300 170 40 40 70 70 工程硕士[4301]、建筑学硕士[440100]、 风景园林硕士[560100] 300 170 40 40 70 70 体育教育训练学[040303]、中国近现代史[060107] 总分：300 45 45 业务课：16 注：（1）前三科指政治、外语和业务课一。 （2）属于"培养少数民族高层次骨干人才计划"类别考生的复试资格基本线由教育部统一划定。 工商管理硕士（MBA）、公共管理硕士（MPA）复试资格基本线 类别总分政治外语业务课一业务课二 单独考试、强军计划310 45 45 75 75
第1章 单片机概述
第1章目录 1.1 什么是单片机 1.2 单片机的发展历史 1.3 单片机的特点 1.4 单片机的应用 1.5 单片机的发展趋势 1.6 MCS-51系列与AT89C5x系列单片机 1.6.1 MCS-51系列单片机 1.6.2 AT89C5x（AT89S5x）系列单片机1.7 其他的51单片机 1.7.1 ADμC812单片机
1.7.2 C8051Fxxx单片机 1.7.3 台湾华邦公司W78系列和W77系列单片机1.8 AVR系列单片机与PIC系列单片机 1.8.1 AVR系列单片机 1.8.2 PIC系列单片机 1.9 各类嵌入式处理器简介 1.9.1 嵌入式微控制器（单片机） 1.9.2 嵌入式DSP处理器(DSP) 1.9.3 嵌入式微处理器 1.9.4 嵌入式片上系统SOC(System On Chip)
内容概要 介绍单片机基础知识、发展历史、应用领域及发展趋势。 8位单片机的主流机型，较大市场份额的MCS-51系列单片机及其兼容的单片机（统称为51系列单片机） 对目前流行的51单片机的代表性机型：美国ATMEL公司的AT89C5x/AT89S5x系列单片机及代表性产品AT89S51详细介绍。 简要介绍其他类型的单片机。 初步了解嵌入式处理器：单片机，数字信号处理器（DSP）、嵌入式微处理器
20世纪70年代问世，广泛地应用在工业自动化、自动检测与控制、智能仪器仪表、机电一体化设备、汽车电子、家用电器等各个方面。什么是单片机？ 1.1 什么是单片机 一片半导体硅片集成：中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的微型计算机。 具有微型计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。
1 PLC 与机电一体化 摘要：随着现代化工业生产的发展，自动化控制技术的集成应用正起着越来越重要的作用。由于气动技术、液压技术、传感器技术、PLC 技术、网络及通讯技术等学科的强烈相互渗透而形成的具有真正意义的“机电一体化技术”，已成为当今工业科技的重要组成部分。“机电一体化技术”是现代科学技术发展的必然结果。本文将简要的介绍机电一体化中应用PLC 的优点及他们的发展趋势。 一、PLC 与机电一体化的概念： 1）机电一体化：又称机械电子学，英语称为Mechatronics ，它是由英文机械学Mechanics 的前半部分与电子学Electronics 的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。 2）PLC ：可编程序控制器( Programmable Logic Controller) 简称PLC, 是采用微电脑技术制造的通用自动控制设备。它是一种带有指令存储器、数字或成模拟的输入输出接口, 以运算为主能完成逻辑、顺序、定时、计数和算术运算等功能, 用以机器或生产过程自动控制和监视的装置。它以优越的功能、良好的控制精度和高可靠性, 在工业自动化控制中独领风骚。程序控制技术是工业自动化中重要的基础技术, PLC 既能控制开关量, 也能控制模拟量, 用于替代继电器控制逻辑、二极管矩阵逻辑以及便于接线的数字逻辑。由于PLC 是专门为工业自动化控制设计的一种工业用微电脑, 所以在工业自动化控制中, PLC 比单板机、微型计算机的使用更可靠简单。PLC 使用的是工程技术人员都容易理解和掌握的梯形图, 只要知道继电器控制原理很容易变换为PLC 使用的梯形图, PLC 是实现机电一体化的极佳选择。 二：PLC 在机电一体化中的应用实例 用PLC 实现包装机的机电一体化控制：通过分析发现，横封运动是比较复杂的，它在一个工作周期做变速运动:既要满足袋长的要求(横、纵封的线速度比)，还要满足包装工艺的要求(横封时封切点上横、纵封的线速度一致)，并且在有色标时要在封切点位置与色标位置对正。在高速运动中，传统方式的实现比较困难，且不准确，而采用PLC 控制的步进电机完成此项工作是比较容易的。它既灵活方便，又精确可靠。所以我们选择PLC 控制的方案是:在生产率确定后，纵封速度保持不变，根据袋长等要求调整横封速度。图2所示为PLC 控制的传动结构框图。 电机通过调过调速装置，中间机构直接带动纵封机构，PLC 通过传感器随时检测纵封的速度:求，又保证封切点横、纵封线速度的一致。在定袋长方式下，根据设定的袋长，PLC 通在定位置方式下，PLC 除完成以上对步进电过对纵封速度的计算，确定横封的速度，并在一个机的控制外，还要同时检测和比