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机电系统创新实验指导书

机电系统创新实验指导书
机电系统创新实验指导书

机电系统创新实验

指导书

机械工程学院中心实验室

2011年9月

目录

气动电气控制综合性实验 (2)

实验一、防火门的控制(气动) (3)

实验二、浸漆装置(气动) (7)

实验三、钻孔装置(气动) (11)

实验四、带推料器的轴套压入装置(气动) (15)

液压电气控制综合性实验 (19)

实验五、原木削片输送机液压系统(液压) (20)

实验六、液压冲压装置(液压) (22)

实验七、金属片弯曲机(液压) (24)

实验八、液压动力滑台控制系统(液压) (27)

单片机控制综合性实验 (30)

实验九、继电器控制 (31)

实验十、小直流电机调速实验 (33)

实验十一、步进电机控制 (36)

机电传动控制综合性实验 (45)

实验十二伺服电机位置控制实验 (46)

实验十三伺服电机速度控制实验 (51)

气动电气控制综合性实验

实验一、防火门的控制(气动)

1 实验任务

某商业街各商店之间要求安装一个防火门。在每个商店的大门处都有一个开门的按钮。打开防火门之后,防火门要保持打开的时间大约为14秒,然后自动关闭。注意,只有在防火门完全关闭的情况下,才可能打开防火门。当门被打开(即使仅仅打开一个小缝)时,蜂鸣器会发出声响。当门被打开或者刚刚被打开时,安装在两个商店之间的显示灯会亮起来。请利用气动元件根据实验任务设计一个控制装置,控制这个防火门的打开和关闭。通过这个实验,锻炼运用气压传动控制的基本原理,选用合适的元件,解决实际问题的能力。

2 实验任务图

图1.1 “防火门控制”实验任务图

3实验元件库

表1.1 “防火门控制”实验元件库

4实验要求

1. 设计一个回路,用实验元件库里面提供的元件控制一个双作用气缸,来操纵两个商店之间的防火门,使其实现实验任务中所提出的功能。

2. 画出设计任务的功能图。

3. 画出设计的气动回路图和电路图。

4. 用继电器实现控制系统。

5实验参考步骤

1. 将元件按照合理的位置安装在实验底板上或者电器元件安装架上。

2. 根据气动回路图,用塑料软管和附件将气动元件连接起来。

3. 使用实验室用导线将电器元件连接起来。断开电源并按照下列步骤进行:

①所有阀的电磁铁、继电器线圈和所有指示灯(耗能单元)与下面的0V接线端子相连。

②将线路上的所有触点与耗能单元相连,起始端与+24VDC接线端子相连。

③气缸开关被安装在气缸上并且面朝外,安装卡位与气缸中间。

④为了精确地调节气缸开关,首先应该接通电源,然后,通过显示灯来定位并将气缸开关固定在感应区域的中间。

⑤打开压缩空气,接通电源,按照功能图来检查动作顺序。

4. 对实验所用到的需要设置时间的元件进行设置。

5. 检查气缸,显示灯以及蜂鸣器的功能是否正确。

6 附件

1) 参考设计任务功能图

Z1

10

14

图1.2 “防火门控制”实验参考设计任务功能图

2) 参考气动回路图

B3

Z1

Y1

图1.3 “防火门控制”实验参考气动回路图

3)参考电路图

图1.4 “防火门控制”实验参考电路图

7思考题

1)参考电路图中,K1是什么类型的继电器?它的工作原理是什么?是如何实现延时控制的?

2)报警灯和警铃是在什么时候开始工作的,它们是同时停止工作的吗?如果不是,怎样动电路,使得警铃在门完全闭合时才停止工作?

3)如果将参考回路中的电磁阀改为不带弹簧复位的二位五通电磁阀,需要增加什么元器件,电路图将做怎样的调整?

实验二、浸漆装置(气动)

1 实验任务

某工厂为了给加工好的工件上漆,要求自动将工件浸入浸液槽,并要求将工件在浸液槽中浸泡5秒钟,然后自动将工件取出。现请用气动元件设计出一套给工件自动上漆的装置。要求用气缸带着装有工件的篮子浸入到浸液槽中,篮子带着工件在浸液槽中停留5秒钟(这个停留时间可以在0.5秒和15秒之间进行调节),然后自动升起。

2 实验任务图

图2.1 “浸漆装置”实验任务图

3 实验元件库

表2.1 “浸漆装置”实验元件库

4 实验要求

1. 设计一个回路,用实验元件库里面提供的元件设计一个控制回路,控制浸漆装置自动将工件浸入浸液槽,并将工件在浸液槽中浸泡5秒钟,然后自动将工件取出,实现浸漆装置的自动浸漆功能。

2. 画出设计任务的功能图。

3. 画出设计的气动回路图和电路图。

4. 用继电器实现控制系统。

5 实验参考步骤

1. 将元件按照合理的位置安装在实验底板上或者电器元件安装架上。

2. 根据气动回路图,用塑料软管和附件将气动元件连接起来。

3. 使用实验室用导线将电器元件连接起来。断开电源并按照下列步骤进行:

①所有阀的电磁铁、继电器线圈和所有指示灯(耗能单元)与下面的0V接线端子相连。

②将线路上的所有触点与耗能单元相连,起始端与+24VDC接线端子相连。

③气缸开关被安装在气缸上并且面朝外,安装卡位与气缸中间。

④为了精确地调节气缸开关,首先应该接通电源,然后,通过显示灯来定位并将气缸开关固定在感应区域的中间。

⑤打开压缩空气,接通电源,按照功能图来检查动作顺序。

4. 对实验所用到的需要设置时间的元件进行设置。

6 附件

1)参考设计任务功能图

1

Z1

14

12

图2.2 “浸漆装置”实验参考设计任务功能图

2)参考气动回路图

B1

Z1

B2

图2.3 “浸漆装置”实验参考气动回路图

3)参考电路图

0 V

+24 V

图2.4 “浸漆装置”实验参考电路图

7 思考题

参考电路图中,K2是什么类型的继电器?它的工作原理是什么?是如何实现延时控制的?它代替了纯气动控制的哪个元器件?

实验三、钻孔装置(气动)

1 实验任务

某工厂要给球形工件钻孔。人工方法费时费力,所以要求设计一套自动给球形工件钻孔的装置。要求用手将球形工件放入装置中,启动装置后,推进装置将球形工件推入钻孔装置中,然后钻孔轴给进,完成对球形工件的钻孔动作。加工完毕后,返回至其后端终点位置,当推进装置返回此位置后,推进装置才带着球形工件返回初始位置,然后再用手将其取出。

2 实验任务图

图3.1 “钻孔装置”实验任务图

3 实验元件库

表3.1 “钻孔装置”实验元件库

4 实验要求

1. 设计一个回路,用实验元件库里面提供的元件设计一个自动钻孔装置。用手将球形工件放入装置,用给进装置将工件推入钻孔装置中,然后钻孔轴给工件钻孔,加工完毕后,给进装置回到后端终点位置,然后给进装置带着工件返回初始位置。

2. 当给进装置和钻孔装置都回到初始位置上时,控制系统才能被启动。

3. 设计任务的功能图。

4. 设计的气动回路图和电路图。

5. 用继电器实现控制系统。

5 实验参考步骤

1. 将元件按照合理的位置安装在实验底板上或者电器元件安装架上。

2. 根据气动回路图,用塑料软管和附件将气动元件连接起来。

3. 使用实验室用导线将电器元件连接起来。断开电源并按照下列步骤进行:

①所有阀的电磁铁、继电器线圈和所有指示灯(耗能单元)与下面的0V接线端子相连。

②将线路上的所有触点与耗能单元相连,起始端与+24VDC接线端子相连。

③气缸开关被安装在气缸上并且面朝外,安装卡位与气缸中间。

④为了精确地调节气缸开关,首先应该接通电源,然后,通过显示灯来定位并将气缸开关固定在感应区域的中间。

⑤打开压缩空气,接通电源,按照功能图来检查动作顺序。

6 附件

1)参考设计任务功能图

Z1

10

10

Z2

图3.2 “钻孔装置”实验参考设计任务功能图

2) 参考气动回路图

B1

B2

Z1Y1

B3B4

Z2Y3

图3.3 “钻孔装置”实验参考气动回路图

3)参考电路图

0 V

控制部分

+24 V

0 V

图3.4 “钻孔装置”实验参考电路图

7 思考题

1)参考电路中,继电器K5的作用是什么?

2)参考电路功率部分中,常闭触电K3、K4的作用是什么?

实验四、带推料器的轴套压入装置(气动)

1 实验任务

某工厂为提高生产的自动化程度,要求设计一套工件的自动加工装置。具体任务是,将金属块夹紧,然后将轴套压入到金属块中。轴套被压入后,由推料器将压好轴套的金属块推到金属篮中。由这套加工装置自动完成夹紧金属块、压入轴套、将加工好的工件推入金属篮这一系列动作。

2 实验任务图

图4.1 “带推料器的轴套压入装置”实验任务图

3 实验元件库

表4.1 “带推料器的轴套压入装置”实验元件库

4 实验要求

1. 设计一个回路,用实验元件库里面提供的元件设计一个控制回路,先夹紧金属块,然后将黄铜轴套压入金属块中,然后用推料器将其推入金属篮中。

2. 当黄铜轴套被压入工件,并且压入器返回时,工件才可以被松开。

3. 在继电器实现中,启动取决于推料器的运动。

4. 画出设计任务的功能图。

5. 画出设计的气动回路图和电路图。

6. 用继电器实现控制系统。

5 实验参考步骤

1. 将元件按照合理位置安装在实验底板上或者电器元件安装架上。

2. 根据气动回路图,用塑料软管和附件将气动元件连接起来。

3. 使用实验室用导线将电器元件连接起来。断开电源并按照下列步骤进行:

①所有阀的电磁铁、继电器线圈和所有指示灯(耗能单元)与下面的0V接线端子相连。

②将线路上的所有触点与耗能单元相连,起始端与+24VDC接线端子相连。

③气缸开关被安装在气缸上并且面朝外,安装卡位与气缸中间。

④为了精确地调节气缸开关,首先应该接通电源,然后,通过显示灯来定位并将气缸开关固定在感应区域的中间。

⑤打开压缩空气,接通电源,按照功能图来检查动作顺序。 4. 对实验所用到的需要设置时间的元件进行设置。

6 附件

1)参考设计任务功能图

Z1

10

10

Z2

Z3

10

图4.2 “带推料器的轴套压入装置”实验参考设计任务功能图

2) 参考气动回路图

B1

Z1

B2

B3

Z2

B4

B5

Z3

B6

图4.3 “带推料器的轴套压入装置”实验参考气动回路图

3) 参考电路图

0 V

+24 V

0 V

功率部分

图4.4 “带推料器的轴套压入装置”实验参考电路图

7 思考题

如果将参考回路中的电磁阀改为不带弹簧复位的二位五通电磁阀,电路图将做怎样的调整?

机电一体化创新实验报告

机电一体化创新实验报告 机电产品简介 机电一体化是以机械、电子技术为主的多门技术学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科,是指在机构得主功能、动

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动力系统测试实验指导书

微小型飞行器动力系统综合测试实验 航空科学与工程学院航空创新实践基地 一、实验目的 1.掌握微小型飞行器动力系统拉力、扭矩、功率、耗油率、电流和转速等参数的测量方法,掌握螺旋桨拉力、扭矩和需用功率等参数随转速的变化关系; 2.掌握内燃机输出功率和耗油率等参数随螺旋桨参数及转速的变化关系,掌握电动机电流等参数随螺旋桨参数及转速的变化关系; 3.熟悉螺旋桨关键参数对螺旋桨性能的影响,熟悉发动机和螺旋桨的匹配关系; 4.了解微型涡轮喷气发动机推力等参数的测试。 5.制定动力系统综合测试试验大纲。 二、实验内容 1.测试同一螺旋桨的拉力、扭矩、需用功率随转速的变化趋势。 2.测试内燃发动机和螺旋桨的匹配特性。 3.测试电动机电流、功率随螺旋桨参数和转速的变化趋势。 注:2、3项试验选做一项。 三、实验仪器、设备 1.微小型飞行器动力系统综合测试平台 2.待测发动机、螺旋桨,燃油,及相关辅助设备 3.电动机测试仪(或电压表、电流表) 微小型飞行器动力系统综合测试平台如下图所示: 该测试系统主要由①台架主体、②油门伺服系统、③测试系统、④显示系统几部分组成。台架主体用以安装待测动力系统,采用摇床式结构。油门伺服系统用以精确控制发动机油门,由步进电机、控制器、驱动器组成。测试系统能自动采集数据、自动处理数据、自动生成试验报告,可以进行转速、推力(拉力)、扭矩、耗油率等参数的测量。显示系统由各传感器对应的二次仪表及伺服系统控制器组成,可以直观地读数,同时可以供计算机进行数据采集和处理。

微小型飞行器动力系统综合测试平台 四、实验原理 将发动机稳固安装在摇床式发动机试车台上,使用力学、光学、电学等传感器对动力系统的拉力、扭矩、转速、耗油率、电流等参数进行测量,并通过计算机进行数据采集和处理。 五、实验步骤 1.选择合适的转接件,将待测发动机稳固地安装在试车台上。 2.将待测螺旋桨稳固地安装在待测发动机上。 3.连接好拉力传感器、扭矩传感器、转速传感器、耗油率传感器(可选)、伺服舵机(可选)的连线,如果进行电动机的测试还需要连接好专用测试仪或电压表和电流表。 4.连接好测试总线与计算机之间的接头。 5.插好各传感器数据采集二次仪表的插头并通电,将各仪表的数据清零。 6.启动测试软件,并进行有关参数的设置。 7.人员撤离螺旋桨旋转平面,启动发动机,确保发动机能在高低速情况下均能稳定工作。 8.开始数据采集,将发动机的转速从低速逐渐调至高速。反复测量三遍。 9.更换新的螺旋桨,并仔细检查螺旋桨和发动机是否连接可靠,重复第8

《控制系统CAD》实验指导书

《控制系统CAD及仿真》实验指导书 自动化学院 自动化系

实验一SIMULINK 基础与应用 一、 实验目的 1、熟悉并掌握Simulink 系统的界面、菜单、工具栏按钮的操作方法; 2、掌握查找Simulink 系统功能模块的分类及其用途,熟悉Simulink 系统功能模块的操作方法; 3、掌握Simulink 常用模块的内部参数设置与修改的操作方法; 4、掌握建立子系统和封装子系统的方法。 二、 实验内容: 1. 单位负反馈系统的开环传递函数为: 1000 ()(0.11)(0.0011) G s s s s = ++ 应用Simulink 仿真系统的阶跃响应曲线。 2.PID 控制器在工程应用中的数学模型为: 1 ()(1)()d p i d T s U s K E s T s T s N =+ + 其中采用了一阶环节来近似纯微分动作,为保证有良好的微分近似效果,一般选10N ≥。试建立PID 控制器的Simulink 模型并建立子系统。 三、 预习要求: 利用所学知识,编写实验程序,并写在预习报告上。

实验二 控制系统分析 一、 实验目的 1、掌握如何使用Matlab 进行系统的时域分析 2、掌握如何使用Matlab 进行系统的频域分析 3、掌握如何使用Matlab 进行系统的根轨迹分析 4、掌握如何使用Matlab 进行系统的稳定性分析 5、掌握如何使用Matlab 进行系统的能观测性、能控性分析 二、 实验内容: 1、时域分析 (1)根据下面传递函数模型:绘制其单位阶跃响应曲线并在图上读标注出峰值,求出系统 的性能指标。 8 106) 65(5)(2 32+++++=s s s s s s G (2)已知两个线性定常连续系统的传递函数分别为1G (s)和2G (s),绘制它们的单位脉冲响 应曲线。 4 5104 2)(2 321+++++=s s s s s s G , 27223)(22+++=s s s s G (3)已知线性定常系统的状态空间模型和初始条件,绘制其零输入响应曲线。 ?? ??????????--=????? ???? ???212107814.07814.05572.0x x x x []?? ????=214493 .69691.1x x y ??? ???=01)0(x 2、频域分析 设线性定常连续系统的传递函数分别为1G (s)、2G (s)和3G (s),将它们的Bode 图绘制在一张图中。 151)(1+= s s G ,4 53.0)(22++=s s s G ,16.0)(3 +=s s G 3、根轨迹分析 根据下面负反馈系统的开环传递函数,绘制系统根轨迹,并分析系统稳定 的K 值范围。 ) 2)(1()()(++= s s s K s H s G

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实验一三相异步电动机正反转控制实验 专业年级:学号:姓名:评分: 一、实验目的: 1.学习和掌握PLC的实际操作和使用方法; 2.学习和掌握利用PLC控制三相异步电动机正反转的方法。 二、实验内容及步骤: 本实验采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制,其主电路和控制电路接线图分别为图2-1和图2-2 。图中:正向按钮接PLC的输入口X0,反向按钮接PLC的输入口X1,停止按钮接PLC的输入口X2,KM5为正向接触器,KM6反向接触器。继电器KA5、KA6分别接于PLC的输出口Y23、Y24。 其基本工作原理为:合上QF1、QF5, PLC运行。当按下正向按钮,控制程序使Y23有效,继电器KA5线圈得电,其常开触点闭合,接触器KM5的线圈得电,主触头闭合,电动机正转;当按下反向按钮,控制程序使Y24有效,继电器KA6线圈得电,其常开触点闭合,接触器KM6的线圈得电,主触头闭合,电动机反转。 实验步骤: 1.在断电的情况下,学生按图2-1和图2-2接线(为安全起见,控制电路的PLC外围继电器KA5、KA6以及接触器KM5、KM6输出线路已接好); 2.在老师检查合格后,接通断路器QF1、QF5 ; 3.运行PC机上的工具软件FX-WIN,输入PLC梯形图; 4.对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC; 5.运行PLC,操作控制面板上的相应开关及按钮,实现电动机的正反转控制。在PC 机上对运行状况进行监控,同时观察继电器KA5、KA6和接触器KM5 、KM6的动作及变化情况,调试并修改程序直至正确; 6。记录运行结果。 图 2-1 主控电路 ~3~

图 2-2 控制电路接线图 三.实验说明及注意事项 1.本实验中,继电器KA5、KA6的线圈控制电压为24V DC,其触点5A 220V AC(或5A 30V DC);接触器KM5、KM6的线圈控制电压为220V AC,其主触点25A 380V AC。 2.三相异步电动机的正、反转控制是通过正、反向接触器KM5、KM6改变定子绕组的相序来实现的。其中一个很重要的问题就是必须保证任何时候、任何条件下正反向接触器KM5、KM6都不能同时接通,否则会造成电源相间瞬时短路。为此,在梯形图中应采用正反转互锁,以保证系统工作安全可靠。 3.本实验中,主控电路的电压为380V DC,请注意安全! 四.实验用仪器工具 PC 机 1台 PLC 1台 编程电缆线 1根 三相异步电动机 1台 断路器(QF1、QF5) 2个 接触器(KM5、KM6) 2个 继电器(KA5、KA6) 2个 按钮 3个 实验导线若干 五.思考题 1.试比较继电器和接触器的结构及工作原理的异同点; 答:接触器有灭弧装置,而继电器没有。 接触器是在外界输入信号下能够自动接通断开负载主回路.继电器主要是传递信号,根据输入的信号到达不同的控制目的. 2.能否将接触器KM5,KM6的线圈直接接至PLC的输出端Y23、Y24(注:本实验所用

运筹学与系统工程上机实验指导书_实验五

运筹学和系统工程上机实验指导书 机电学院工业工程专业 2013-2014(1)学期 上机实验五:使用Lingo 求解动态规划和排队论问题 一、 实验目的 在熟练编写和运行Lingo 程序的基础上,使用Lingo 进行求解动态规划和排队论等深层次优化问题的练习。 二、 实验要求 1、根据本指导书学习Lingo 对典型动态规划问题进行建模和求解。 2、根据本指导书学习排队论相关函数的具体使用方法,对典型的随机服务系统问题进行建模和求解。 3、独立完成相关使用题目的分析、建模和使用Lingo 软件的求解过程。 三、 相关知识 1、动态规划问题模型及典型使用 动态规划(Dynamic Programming )是将一个大型、复杂的问题转换为若干阶段的子问题,从而将动态的多阶段问题简化为静态的单阶段决策问题,一般需要采用递归算法进行求解。动态规划问题的一般模型为: {}1111()max(min)(,)(),1,,2,1 ()0 k k k k k k k n n f S V S u f S k n n f S ++++=+=-= 动态规划的典型使用包括:最短路径问题、动态生产计划问题、资源配置问题、背包问题、旅行商问题、随机性采购问题、设备更新问题等。按照决策变量取值的不同,也可以分为连接型动态规划和离散型动态规划问题。无论是连续问题还是离散问题,动态规划解决问题的前提条件是:可将问题划分为k 个阶段(k=1,2,…,n ),并能构建多阶段模型(最优指标函数Vk,n ,状态Sk 、决策uk 、状态转移方程Tk )。 2、随机服务系统相关Lingo 函数 随机服务系统由输入过程(反映顾客总体的特征)、排队规则(反映队伍特征)及服务机构(反映服务台的特征)所组成,对随机服务系统的描述如图1所示,可用符号M/M/1表示泊松输入、负指数服务、一个服务台组成的随机服务系统。

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电气与可编程控制器实验指导书 实验课是整个教学过程的—个重要环节.实验是培养学生独立工作能力,使用所学理解决实际问题、巩固基本理论并获得实践技能的重要手段。 一 LC控制系统实验的目的和任务实验目的 1.进行实验基本技能的训练。 2.巩固、加深并扩大所学的基本理论知识,培养解决实际问题的能。 3.培养实事求是、严肃认真,细致踏实的科学作风和良好的实验习惯。为将来从事生产和科学实验打下必要的基础。 4.直观察常用电器的结构。了解其规格和用途,学会正确选择电器的方法。 5.掌握继电器、接触器控制线路的基本环节。 6.初步掌握可编程序控制器的使用方法及程序编制与调试方法。 应以严肃认真的精神,实事求是的态度。踏实细致的作风对待实验课,并在实验课中注意培养自己的独立工作能力和创新精神 二实验方法 做一个实验大致可分为三个阶段,即实验前的准备;进行实验;实验后的数据处理、分及写出实验报告。 1.实验前的准备 实验前应认真阅读实验指导书。明确实验目的、要求、内容、步骤,并复习有关理论知识,在实验前要能记住有关线路和实验步骤。 进入实验室后,不要急于联接线路,应先检查实验所用的电器、仪表、设备是否良好,了解各种电器的结构、工作原理、型号规格,熟悉仪器设备的技术性能和使用

方法,并合理选用仪表及其量程。发现实验设备有故障时,应立即请指导教师检查处理,以保证实验顺利进行。 2. 联接实验电路 接线前合理安排电器、仪表的位置,通常以便于操作和观测读数为原则。各电器相互间距离应适当,以联线整齐美观并便于检查为准。主令控制电器应安装在便于操作的位置。联接导线的截面积应按回路电流大小合理选用,其长度要适当。每个联接点联接线不得多余两根。电器接点上垫片为“瓦片式”时,联接导线只需要去掉绝缘层,导体部分直接插入即可,当垫片为圆形时,导体部分需要顺时针方向打圆圈,然后将螺钉拧紧,下允许有松脱或接触不良的情况,以免通电后产生火花或断路现象。联接导线裸露部分不宜过长。以免相邻两相间造成短路,产生不必要的故障。 联接电路完成后,应全面检查,认为无误后,请指导老师检查后,方可通电实验。 在接线中,要掌握一般的控制规律,例如先串联后并联;先主电路后控制电路;先控制接点,后保护接点,最后接控制线圈等。 3.观察与记录 观察实验中各种现象或记录实验数据是整个实验过程中最主要的步骤,必须认真对待。 进行特性实验时,应注意仪表极性及量程。检测数据时,在特性曲线弯曲部分应多选几个点,而在线性部分时则可少取几个点。 进行控制电路实验时。应有目的地操作主令电器,观察电器的动作情况。进一理解电路工作原理。若出现不正常现象时,应立即断开电源,检查分析,排除故障后继续实验。 注意:运用万用表检查线路故障时,一般在断电情况下,采用电阻档检测故障点;在通电情况下,检测故障点时,应用电压档测量(注意电压性质和量程;此外,还要注意

机电一体化系统实验指导书

机械创新设计与制作综合实验指导书1 机电一体化系统实验 编著者:陈照强宋雪丽王毅 机械工程学院 2007年2月16日

一、机电一体化概念 机电一体化技术又称机械电子技术,是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。机电一体化在国外被称为Mechatronics,是日本人在20 世纪70 年代初提出来的,它是用英文Mechanics 的前半部分和Electronics 的后半部分结合在一起构成的一个新词,意思是机械技术和电子技术的有机结合,现已得到包括我国在内的世界各国的承认。我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。 机械技术是一门古老的学科,它发展到今天经历了一个漫长的历史时期。机械是现代工业的物质基础,国民经济的各个部门都离不开机械。机械种类繁多,功能各异,不论哪一种机械,从诞生以来都经历了使用—改进—再使用—再改进,不断革新和逐步完善的过程。对于某一种形式的机械,一般来说都有一定的局限性,或者说都有一定的适用范围、存在某些固有的缺点,这就迫使人们寻找新的工作原理,发明新型的机械.从而使得具有同一用途的机械具有不同的种类。机械本身的发展也是无止境的,但是这种发展却是缓慢的。各种机械发展到今天.单从机械角度对它们进行改进是越来越不容易了。随着科学技术的发展,一个比较年轻的学科——电子技术正在蓬勃发展,从分立电子元件到集成电路(IC),从集成电路到大规模集成电路和超大规模集成电路,特别是微型计算机的出现,使电子技术与信息技术相结合并向其他学科渗透,把人类带人了一个神化般的世界。信息技术(3C 技术)的主体包括计算机技术、控制技术和通信技术。电子技术与计算机技术同机械技术相互交叉,相互渗透,使古老的机械技术焕发了青春。在原有机械基础上引入电子计算机高性能的控制机能,并实现整体最优化,就使原来的机械产品产生了质的飞跃,变成功能更强、性能更好的新一代的机械产品或系统,这正是机电一体化的意义所在。 机电一体化技术是现代科学技术发展的必然结果。由于大规模集成电路和超大规模集成电路的出现,特别是微型电子计算机的空前发展,促进了机械技术和电子技术相互交叉和相互渗透,并使机械技术和电子技术在系统论、信息论和控制论的基础上有机地结合起来.形成今天的机电一体化技术。可以说电子技术在机电—体化的形成和发展过程中起到了关键性的作用。 二、机电一体化系统的构成 对于一个机电一体化产品或设备,应将它作为一个系统来研究。所谓机电一体化,就是要以系统的整体的思想来考虑复杂机电系统许多综合性的技术问题。例如,—台多关节机器人,就存在着各运动部件之间的力耦合;各运动轴伺服系统的干扰和相互影响;系统动力学与控制规律和运动精度之间的关系;机器人与外围设备的连接;机器人各部分之间的协调运动和机器人防护安全连锁的问题、这些问题即构成了机器人的系统技术问题,必须通过系统工程和系统设计的理论来解决。这里所说的系统是指通过一些元件的有机结合来实现某一特定的功能,而系统工程则是为使系统达到最佳状态而对系统的组成部件、组织结构、信息传递、控制机构等进行分析、设计优化的技术。 系统设计的特点首先是具有综合性,它把系统内部和外部综合起来考虑。要设计一个复杂的系统,首先就要把系统分解成许多分系统,建立各个分系统的数学模型,最后再进行最优设计。系统设计的另一个重要特征是系统的均衡设汁,均衡设计就是要恰当地选择元件,以构成性能优异的系统。如果设计者只注重元件设计而忽视优化组合过程,则即使是经过精心筛选的元件也可能组成性能低劣的系统。机电一体化产品或系统就是通过信息技术将机械技术与电子技术融为一体构成的最佳系统,而不是机械技术和电子技术的简单叠加。机电一体化系统通常由五大要素构成、即动力源、传感器、机械结构、执行元件和电子计算机。机电一体化系统的功能在很大程度上决定于控制系统。控制系统不仅与计算机及其输入输出通道有关,更与所采用的控制技术密切相关。控制技术必须从系统工程的角度出发,探讨那些能够使各功能要素构成最佳组合的柔性技术和一体化技术,有机地和灵活地运用现有的机械技术、电子技术和信息技术,采用系统工程的方法,使整个系统达到最优化,即设计最优化、加工最优化、管理最优化和运行方式最优化。

机电一体化技术实验报告材料(手写)

实验一四节传送带控制 一、实验目的 1.掌握传送指令的使用及编程 2.掌握四节传送带控制系统的接线、调试、操作 三、面板图 四、控制要求 1.总体控制要求:如面板图所示,系统由传动电机M1、M2、M3、M4,故障设置开关A、 B、C、D组成,完成物料的运送、故障停止等功能。 2.闭合“启动”开关,首先启动最末一条传送带(电机M4),每经过1秒延时,依次启动一条传送带(电机M3、M2、M1)。 3.当某条传送带发生故障时,该传送带及其前面的传送带立即停止,而该传送带以后的待运完货物后方可停止。例如M2存在故障,则M1、M2立即停,经过1秒延时后,M3停,再过1秒,M4停。 4.排出故障,打开“启动”开关,系统重新启动。 5.关闭“启动”开关,先停止最前一条传送带(电机M1),待料运送完毕后再依次停止M2、M3及M4电机。

五、功能指令使用及程序流程图 1.传送指令使用 X0000为ON时,将源容向目标容传送,X0000为OFF时,数据不变化。 2.程序流程图 六、端口分配及接线图 序号PLC地址(PLC端子)电气符号(面板端 子) 功能说明 1X00 SD 启动(SD) 2X01 A 传送带A故障模拟3X02 B 传送带B故障模拟4X03 C 传送带C故障模拟5X04 D 传送带D故障模拟6Y00 M1 电机M1 7Y01 M2 电机M2 8Y02 M3 电机M3 9Y03 M4 电机M4 10主机COM、面板COM接电源GND 电源地端 11主机COM0、COM1、COM2、COM3、COM4、COM5、 接电源GND 电源地端 12面板V+接电源+24V 电源正端2.PLC外部接线图

福建工程学院《实验指导书(数据库系统原理及应用)》

数据库系统原理 实验指导书 (本科)

目录 实验一数据定义语言 (1) 实验二SQL Sever中的单表查询 (3) 实验三SQL Serve中的连接查询 (4) 实验四SQL Serve的数据更新、视图 (5) 实验五数据控制(完整性与安全性) (7) 实验六语法元素与流程控制 (9) 实验七存储过程与用户自定义函数 (11) 实验八触发器 (12)

实验一数据定义语言 一、实验目的 1.熟悉SQL Server2000/2005查询分析器。 2.掌握SQL语言的DDL语言,在SQL Server2000/2005环境下采用Transact-SQL实现表 的定义、删除与修改,掌握索引的建立与删除方法。 3.掌握SQL Server2000/2005实现完整性的六种约束。 二、实验内容 1.启动SQL Server2000/2005查询分析器,并连接服务器。 2.创建数据库: (请先在D盘下创建DB文件夹) 1)在SQL Server2000中建立一个StuDB数据库: 有一个数据文件:逻辑名为StuData,文件名为“d:\db\S tuDat.mdf”,文件初始大小为5MB,文件的最大大小不受限制,文件的增长率为2MB; 有一个日志文件,逻辑名为StuLog,文件名为“d:\db\StuLog.ldf”,文件初始大小为5MB,文件的最大大小为10MB,文件的增长率为10% 2)刷新管理器查看是否创建成功,右击StuDB查看它的属性。 3.设置StuDB为当前数据库。 4.在StuDB数据库中作如下操作: 设有如下关系表S:S(CLASS,SNO, NAME, SEX, AGE), 其中:CLASS为班号,char(5) ;SNO为座号,char(2);NAME为姓名,char(10),设姓名的取值唯一;SEX为性别,char(2) ;AGE为年龄,int,表中主码为班号+座号。 写出实现下列功能的SQL语句。 (1)创建表S; (2)刷新管理器查看表是否创建成功; (3)右击表S插入3个记录:95031班25号李明,男性,21岁; 95101班10号王丽,女性,20岁; 95031班座号为30,名为郑和的学生记录; (4)将年龄的数据类型改为smallint; (5)向S表添加“入学时间(comedate)”列,其数据类型为日期型(datetime); (6)对表S,按年龄降序建索引(索引名为inxage); (7)删除S表的inxage索引; (8)删除S表; 5.在StuDB数据库中, (1)按照《数据库系统概论》(第四版)P82页的学生-课程数据库创建STUDENT、COURSE 和SC三张表,每一张表都必须有主码约束,合理使用列级完整性约束和表级完整性。 并输入相关数据。 (2)将StuDB数据库分离,在D盘下创建DB文件夹下找到StuDB数据库的两个文件,进行备份,后面的实验要用到这个数据库。 6.(课外)按照《数据库系统概论》(第四版)P74页习题5的SPJ数据库。创建SPJ数据 库,并在其中创建S、P、J和SPJ四张表。每一张表都必须有主码约束,合理使用列级完整性约束和表级完整性。要作好备份以便后面的实验使用该数据库数据。 三、实验要求:

过程控制系统实验指导书解析

过程控制系统实验指导书 王永昌 西安交通大学自动化系 2015.3

实验一先进智能仪表控制实验 一、实验目的 1.学习YS—170、YS—1700等仪表的使用; 2.掌握控制系统中PID参数的整定方法; 3.熟悉Smith补偿算法。 二、实验内容 1.熟悉YS-1700单回路调节器与编程器的操作方法与步骤,用图形编程器编写简单的PID仿真程序; 2.重点进行Smith补偿器法改善大滞后对象的控制仿真实验; 3.设置SV与仿真参数,对PID参数进行整定,观察仿真结果,记录数据。 4.了解单回路控制,串级控制及顺序控制的概念,组成方式。 三、实验原理 1、YS—1700介绍 YS1700 产于日本横河公司,是一款用于过程控制的指示调节器,除了具有YS170一样的功能外,还带有可编程运算功能和2回路控制模式,可用于构建小规模的控制系统。其外形图如下: YS1700 是一款带有模拟和顺序逻辑运算的智能调节器,可以使用简单的语言对过程控制进行编程(当然,也可不使用编程模式)。高清晰的LCD提供了4种模拟类型操作面板和方便的双回路显示,简单地按前面板键就可进行操作。能在一个屏幕上对串级或两个独立的回路进行操作。标准配置I/O状态显示、预置PID控制、趋势、MV后备手动输出等功能,并且可选择是否通信及直接接收热偶、热阻等现场信号。对YS1700编程可直接在PC机上完成。

SLPC内的控制模块有三种功能结构,可用来组成不同类型的控制回路:(1)基本控制模块BSC,内含1个调节单元CNT1,相当于模拟仪表中的l台PID调节器,可用来组成各种单回路调节系统。 (2)串级控制模块CSC,内含2个互相串联的调节单元CNTl、CNT2,可组成串级调节系统。 (3)选择控制模块SSC,内含2个并联的调节单元CNTl、CNT2和1个单刀三掷切换开关CNT3,可组成选择控制系统。 当YS1700处于不同类型的控制模式时,其内部模块连接关系可以表示如下:(1)、单回路控制模式

机电一体化系统构成实验

实验目的 1.通过了解物流生产线的结构及工作原理建立典型机电系统基本组成概念;了解机电 系统五要素。 2.了解物流生产线的工作过程,体会各组成部分的作用以及相互间是如何通讯协调工 作的。 实验机电一体化系统组成实验 实验设备: 1-立体仓库系统单元 4-多通道环行线系统单元2 -机械手搬运系统单元 5-视觉检测系统单元 3—多工位加工系统 其中巷式起重机基本结构; 由丝杠驱动步进电机(5-1-1 )、光杠(5-1-2 )、气动储取货物机构机(5-1-4 )、X轴光杠(5-1-5 )、Z轴气缸(5-1-6 )、滚珠丝杠(机(5-1)主要是实现货物在仓库内的自动存取(5-1-3)、X轴步进电5-1-7)组成。巷式起重

机械手搬运系统单元 四轴联动机械手机构结构:由伺服电机驱动可旋转角度=270°的气控机械手(具有光电传感器)(1-1-1 )、②由步进电机驱动丝杠组件构成沿X、Y轴移动装置(含X、y轴 限位开关)(1-1-2)、可回旋=270。的转盘机构(1-1-3)(其电气部分由直流无刷电动机、光电编码器、接近开关等)。型材基体(1-1-4)组成。四轴联动机械手机构主要实现空间货物的存取 (1-1) (5-1-1) (5-1-2) (5-1-6) (5-1-3) (5-1-7) (5-1-4) (5-1-5) ? Dm.! 费 : 耳 fl b; ■Ilin II ■MHOl ■iiiii'P i -J

多工位工作台 多工位工作台由X 轴步进电机( 2-3-1)、滚珠丝杠(2-3-2 )、自动夹紧工作台(2-2- 3)、 直线导轨(2-3-4 )、Y 轴步进电机(2-3-5 )、Y 轴丝杠(2-3-6 )、型材基体(2-3-7)组成, 多工位工作台主要是通过X 、Y 轴步进电机使自动夹紧工作台中的货箱到达预定的钻、 铳工 多工位加工系统单元 4000E2多工位加工系统单元结构图 如图4-3所示。 (2-1) (2-1)—铳床 (2-2) SUE" (2-3) (2-2)—钻床 (2-3)—多工位工作台 ijn ---- d r ----- ctr

机电一体化实验报告

机电一体化实验报告 一体化系统设计实验报告学院专业班级学号姓名指导教师xx 年1 月12 日实验一机电一体化系统的组成实验目的:以XY简易数控工作台为例,说明机电一体化系统的基本组成和各模块的特点。实验设备:l 台式PC机一台l 标准XY工作台一套l 运动控制卡一块l 游标卡尺一把实验内容:XY简易数控工作台是一典型的机电一体化系统,是许多数控加工设备和电子加工设备的基本部件,XY数控工作台主要由运动控制卡、DC24V 开关电源、步进电机及其驱动器、XY向运动平台、光栅尺和霍尔限位开关组成,其之间的关系如图 1、1所示。工作原理大致为:运动控制卡接受PC机发出的位置和轨迹指令,进行规划处理(插补运算),转化成步进电机驱动器可以接受的指令格式(速度脉冲和方向信号)发给驱动器,由驱动器进行脉冲环行分配和功率放大从而驱动步进电机,步进电机经过联轴器、滚动丝杠推动工作台按指定的速度和位移运动。实验步骤:(1)在XY数控工作台系统中分别找到上述各个模块,并指出各模块在机电一体化系统中实现哪一模块的功能。 ①运动控制卡:运动控制卡是PCL、CPCL、PXL等总线形成的板卡,通俗地讲我们可以把它看成一个单片机,有自己的算法,可以通过V C、V

B、labview、BCB等语言实现其功能,数控系统即通过运动控制卡来实现对机床运动轨迹的控制。②DC24V开关电源:对供电要求质量比较高的控制设备提供纯净、稳定、没有杂波的直流电源。③步进电机及其驱动器:步进电机用于驱动数控工作台的X、Y两个方向的移动;步进电机通过驱动器细分,可减小步距角,从而提高步进电机的精确率,实现脉冲分配和功率驱动放大,此外还可以消除电机的低频振荡、提高电机的输出转矩。④XY向运动平台:分别传输X、Y两个方向的运动。⑤光栅尺:光栅尺是一种位移传感器,是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。⑥霍尔限位开关:用于限制工作台的运动超出导轨的有效长度。(2)使用卡尺测量,计算其平均导程P=10 ;观察其循环器,可知其循环方式为内循环;预紧方式是螺纹调隙式。(3)观察导轨截面,并查阅《机电一体化技术手册》,可知其属于GGA,GGB,GGC,GGF中哪类? GGB 。 其适用场合机械加工中心、NC车床、搬运装置、电火花加工机、木工机械、激光加工机、精密测试仪器、包装机械、食品机械、医疗器械、工具磨床、平面磨床等。(4)查阅《DMC3000硬件手册》可知系统中的运动控制卡可实现四 轴的联动,并具有16 个数字量输入和16 个数字量输出控制。(5)记录步进电机型号,网上查阅其详细技术参数,可知

计算机过程控制系统(DCS)课程实验指导书(详)

计算机过程控制系统(DCS)课程实验指导书实验一、单容水箱液位PID整定实验 一、实验目的 1、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。 2、分析分别用P、PI和PID调节时的过程图形曲线。 3、定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。 二、实验设备 AE2000A型过程控制实验装置、JX-300X DCS控制系统、万用表、上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根、网线1根、24芯通讯电缆1根。 三、实验原理 图2-15为单回路水箱液位控制系统 单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定,而调节器只接受一个测量信号,其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的参数是液位的给定高度,即控制的任务是控制水箱液位等于给定值所要求的高度。根据控制框图,这是一个闭环反馈单回路液位控制,采用SUPCON JX-300X DCS控制。当调节方案确定之后,接下来就是整定调节器的参数,一个单回路系统设计安装就绪之后,控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数,可以带来满意的控制效果。反之,控制器参数选择得不合适,则会使控制质量变坏,达不到预期效果。一个控制系统设计好以后,系统的投运和参数整定是十分重要的工作。 一般言之,用比例(P)调节器的系统是一个有差系统,比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小,而且也与系统的动态性能密切相关。比例积分(PI)调节器,由于积分的作用,不仅能实现系统无余差,而且只要参数δ,Ti调节合理,也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分(PID)调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用,从而使系统既无余差存在,又能改善系统的动态性能(快速性、稳定性等)。但是,并不是所有单回路控制系统在加入微分作用后都能改善系统品质,对于容量滞后不大,微分作用的效果并不明显,而对噪声敏感的流量系统,加入微分作用后,反而使流量品质变坏。对于我们的实验系统,在单位阶跃作用下,P、PI、PID调节系统的阶跃响应分别如图2-16中的曲线①、②、③所示。 图2-16 P、PI和PID调节的阶跃响应曲线

单回路控制系统实验过程控制实验指导书

单回路控制系统实验 单回路控制系统概述 实验三单容水箱液位定值控制实验 实验四双容水箱液位定值控制实验 实验五锅炉内胆静(动)态水温定值控制实验 实验三 实验项目名称:单容液位定值控制系统 实验项目性质:综合型实验 所属课程名称:过程控制系统 实验计划学时:2学时 一、实验目的 1.了解单容液位定值控制系统的结构与组成。 2.掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。 3.研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。 4.了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。 5.掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、实验内容和(原理)要求 本实验系统结构图和方框图如图3-4所示。被控量为中水箱(也可采用上水箱或下水箱)的液位高度,实验要求中水箱的液位稳定在给定值。将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反馈信号,在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度,以达到控制中水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃

给定和阶跃扰动作用下的无静差控制,系统的调节器应为PI或PID控制。 三、实验主要仪器设备和材料 1.实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、计算机一台、万用表一个; 2.SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根; 3.SA-44挂件一个、CP5611专用网卡及网线、PC/PPI通讯电缆一根。 四、实验方法、步骤及结果测试 本实验选择中水箱作为被控对象。实验之前先将储水箱中贮足水量,然后将阀门F1-1、F1-2、F1-7、F1-11全开,将中水箱出水阀门F1-10开至适当开度,其余阀门均关闭。 具体实验内容与步骤按二种方案分别叙述。 (一)、智能仪表控制 1.按照图3-5连接实验系统。将“LT2中水箱液位”钮子开关拨到“ON”的位置。 图3-4 中水箱单容液位定值控制系统

机电一体化实验报告

机电一体化实验报告 学院:核技术与自动化工程学院专业:电气工程及其自动化 指导老师:康东 姓名:许新 学号:200706050209 日期:2010-10-27

实验一:基于PC的传感器与数据采集实验 一,实验目的 了解传感器,USB2009便携式数据采集器的工作原理和数据采集原理和香农采样定律,连接系统实现实时采集传感器信号,完成对采样数据的时域波形显示和存储. 二,实验内容: 1,了解传感器工作原理. 2,了解USB2009便携式数据采集器的工作原理,功能和使用方法. 3,了解数据采集原理和香农采样定律. 4,实时采集传感器信号,进行时域波形显示并存储实验数据. 三,实验设备: 主要实验设备包括: 1,USB2009采集卡和配有上位机软件的计算机; 2,FESTO气动综合实验台一套. 下图为USB2009采集卡.它包含14Bit分辨率A/D转换器,可以提供16路单端模拟信号输入,8路双端模拟输入通道,4路DA输出功能,1组计数器.提供了内外时钟和内外触发工作方式.A/D转换器输入信号范围为:±5V(USB2009),±10V(AD7899-1).硬增益范围:1,2,4,8(N6为PGA203时),1,10,100,10000(N6为PGA202时). 图1.1 USB2009采集卡 四,实验原理 将USB2009采集卡与FESTO气动综合实验台上传感器连接在一起,而后通过USB连接到计算机上.利用LabVIEW软件搭建数据采集系统,实时采集传感器信号,进行时域波形显示并存储实验数据. 五,实验步骤 1,由实验教师讲解FESTO气动综合实验台上传感器工作原理; 2,由实验教师讲解USB2009采集卡的工作原理和使用方法; 3,由实验教师讲解数据采集原理和香农采样定律; 4,在实验教师的指导下,由学生完成实验电路连接; 5,在实验电路检查无误后,由学生利用LabVIEW软件搭建数据采集系统; 5,打开设备电源,观察数据采集系统运行状况,纠正错误; 6,利用LabVIEW实时采集传感器信号,进行时域波形显示并存储实验数据; 7,将实验过程中形成的正确的接线方式,数据采集系统的搭建方法以及自己在实验中观察到的现象和思考的问题综合起来,写实验报告.

建筑设备与识图实训指导书

广州城建职业学院 实训(实习)指导书 系别:建筑工程技术系 专业:2011级建筑工程技术 课程:建筑设备与识图实训 指导老师:曾澄波黄文水白大茹 所属教研室:建筑设备工程技术专业 编制课程负责人审核 曾澄波曾澄波曾澄波 广州城建职业学院建筑工程技术系 2012 年 9月

实训指导书 一.实训基本信息 二.实训任务和目标 项目1. 建筑设备实训室给排水系统的组成、运行、识图及安装训练、2号水泵房实训:使学生掌握给排水设备及附件的构造、特性及适用范围、给排水的运行,进行识读给排水系统施工图,编制给排水系统施工方案与组织管理。 项目2. 凯旋宫热水供应主机房实训:使学生具备运用锅炉热水供应系统原理识读施工图,能够进行锅炉热水供应设备、管道及附件的施工安装。 项目3. 凯旋宫中央空调主机房实训:使学生具备运用中央空调系统原理识读施工图,能够进行中央空调设备、管道及附件的施工安装。 项目4. 配电房实训、学院十二号楼的建筑防雷实训、实训中心D电气照明系统安装实训:使学生掌握防雷等级、防雷措施和防雷装置的类型,使用和安装要求,低压配电系统的接地型式和各自使用范围,照明电气的设备、光源的特性及其工作原理,照明线路敷设方式与要求,进行编制照明工程施工方案及施工管理。 三.实训内容和学时分配

四.实训考核 项目1. 建筑设备实训室给排水系统的组成、运行、识图及安装训练、2号水泵房实训一.实训目的 1、通过建筑给排水设备、附件、配件的展示,加深了解各系统的主要设备、附件、配件的名称、型号、规格,掌握这些设备及附件的构造、特性及适用范围,此为复杂的建筑设备安装建立初步基础; 2、通过建筑设备最基本的一个系统----建筑给排水系统的演示,进一步掌握给排水系统的组成、供水方式、运作原理;从而掌握给排水系统的设备、附件、配件作用、安装程序; 3、培养学生的读图能力,并结合所学专业基础理论知识,通过实践,培养他们应用知识的能力、空间想象能力和空间思维能力; 4、让学生通过对实际建筑给排水系统施工图的学习、识图,获得一定的建筑给排水工程施工技术的知识和审图方法、审图的内容,进一步培养、巩固、加深、扩大所学的专业理论知识,为毕业实习、就业顶岗打下必要的基础; 5、提高团结合作能力、增强集体观念。 二.实训内容和基本要求 实训内容: 1、建筑给水系统的设备、附件、配件认知; 2、给排水系统运行演示区的系统的组成、特性、原理、运行形式; 3、结合我院正在运行的2号水泵房实物,做出2号水泵安装方案。 基本要求: 1、教师演示正确,讲解清楚; 2、学生操作正确、安全。 三.实训方法和具体步骤

光机电一体化系统设计实验报告

学院实验报告 学院:专业:班级:成绩: 姓名:学号:组别:组员: 实验地点:实验日期:指导教师签名: 实验(2)项目名称:加速度传感器、速度传感器振动测量实验和悬臂梁固有频率测量实验 1.实验项目名称 加速度传感器、速度传感器振动测量实验和悬臂梁固有频率测量实验 2.实验目的和要求 (1)了解并掌握机械振动信号测量的基本方法 (2)掌握用瞬态激振方式,进行机械阻抗测试的仪器组合及使用方法,了解瞬态激振时的数据处理方法 (3)测出悬臂梁的固有频率 3.实验原理 (1)振动测量原理 机械在运动时,由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素,总是伴随着各种振动。 机械振动在大多数情况下是有害的,振动往往会降低机器性能,破坏其正常工作,缩短使用寿命,甚至造成事故。机械振动还伴随着同频率的噪声,恶化环境,危害健康。另一方面,振动也被利用来完成有益的工作,如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。这时必须正确选择振动参数,充分发挥振动机械的性能。 在现代企业管理制度中,除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外,还需随时对机器的运行状况进行监测、分析、诊断,对工作环境进行控制。为了提高机械结构的抗振性能,有必要进行机械结构的振动分析和振动设计。这些都离不开振动测试。 振动测试包括两种方式:一是测量机械或结构在工作状态下的振动,如振动位移、速度、加速度、频率和相位等,了解被测对象的振动状态,评定等级和寻找振源,对设备进行监测、分析、诊断和预测。二是对机械设备或结构施加某种激励,测量其受迫振

动,以便求得被测对象的振动力学参量或动态性能,如固有频率、阻尼、刚度、频率响应和模态等。 振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数,称为振动三要素。 幅值:幅值是振动强度的标志,它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。 频率:不同的频率成分反映系统内不同的振源,通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小,从而寻找振源,采取响应的措施。 相位:振动信号的相位信息十分重要,如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源振动控制、降噪等。对于复杂振动的波形分析,各谐波的相位关系是不可缺少的。 在振动测量时,应合理选择测量参数,如振动位移是研究强度和变形的重要依据;振动加速度与作用力或载荷成正比,是研究动力强度和疲劳的重要依据;振动速度决定了噪声的高低,人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。速度又与能量和功率有关,并决定动量的大小。 (2)YD-37加速度传感器简介 压电传感器的力学模型可简化为一个单自由度质量——弹簧系统。根据压电效应的原理,当晶体上受到振动作用力时后,将产生电荷量,该电荷量与作用力成正比,这就是压电传感器完成机电转换的工作原理。压电式加速度传感器在振动测试领域中应用广泛,可以测量各种环境中的振动量。YD-37加速度传感器与DRBS-12-A型简易电荷放大器的综合灵敏度约是6080mV/m.s-2。 (3)CD-21速度传感器简介 CD-21振动速度传感器的基本原理是基于一个惯性质量(线圈组件)和壳体,壳体中固定有磁铁,惯性质量用弹性元件悬挂在壳体上工作时,将传感器壳体固定在振动体上,这样当振动体振动时,在传感器工作频率范围内,线圈与磁铁相对运动,切割磁力线,在线圈内产生感应电压,该电压值正比于振动速度值,这就是振动速度传感器的工作原理。CD-21振动速度传感器的测量范围是10~1000Hz,灵敏度约是200mv/cm.s-2。 (4)悬臂梁试验台架由底座、悬臂梁、加速度传感器、激振捶等构成。悬臂梁结构总体尺寸为120*110*150mm(长*宽*高)。可进行悬臂梁固有频率和阻尼系数的测量。 实验时通过激振捶敲击悬臂梁,产生脉冲激振,通过安装在悬臂梁上的加速度传感器获取悬臂梁受瞬态激励后输出的振动信号波形(信号触发采样方式),经信号调理设备处理后,通过数据采集仪输入计算机中,从悬臂梁脉冲响应信号波形或信号功率谱就

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