机电一体化 课程重点

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。

一.填空1. 机电一体化技术是 机械学 与 电子学 的结合；一个较完善的机电一体化系统包含：机械本体、动力与驱动装置、执行机构、传感与检测部分 和 控制与信息处理 五部分。

2.机电一体化系统包括机械技术、检测技术、伺服技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术信息处理技术、总体等相关技术。

3机电一体化系统对机械传动总传动比确定的最佳选择方案有转动惯量原则、输出轴转角误差最小原则、质量最小原则。

4.机电一体化系统由计算机、动力源、执行元件、传感器、和机构五大要素组成5.机电一体化系统的接口有变换调整和输入输出两大功能。

6.变换调整功能有 零接口、无源接口、有源接口、智能接口四种接口，输入输出功能分为机械接口、物理接口、信息接口、和环境接口 四种接口。

7.工业三大要素 物质、信息、能量。

8.机电一体化系统的共性关键技术有 检测传感技术、信息技术、自动控制技术、伺服驱动技术、精密机械技术、系统总体技术。

9.导轨由 承导件 和 运动件 组成。

10.导轨的种类：滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨、气体液体导轨、弹性摩擦导轨。

11.轴系部件的设计的基本要求有 方向精度和置中精度、摩擦阻力距的大小、许用载荷、对温度的敏感性、耐磨性及磨损的可补偿性、抗震性、成本。

12.机电一体化系统对传动机构的基本要求有精密化、高速化、小型轻量化。

13.机电一体化系统执行元件可分为 电动式 、 液动式 和 气动式。

14. 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有 外循环 和 内循环 两种。

15. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 性能指标 、 系统功能 、 使用条件 、经济效益。

16.在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的 稳定性和精度 ，并尽量高伺服系统的响应速度。

17．机电一体化系统（产品）设计类型大致可分为 开发性设计 、适应性设计、变参数设计。

12.在应用力—电压相似原理建立机械系统数学模型时，力对应 电压 、位移对应 电荷 、速度对应 电流 、质量对应 电感 、粘滞阻尼系数对应 电阻 、弹簧柔度对应 电容 、自由度对应 闭合回路 。

机电一体化课程1. 简介机电一体化课程是机械工程领域中的一门重要课程。

它主要介绍了机械工程与电子工程的结合，旨在培养学生综合运用机械、电子、计算机等知识和技能，设计和开发机电一体化系统的能力。

本文将从机电一体化的概念、课程设置、教学内容和教学方法等方面对该课程进行深入探讨。

2. 机电一体化的概念机电一体化，是指将机械、电气、电子、计算机等多个学科进行有机结合，形成一个整体的工程系统。

机电一体化旨在提高机械系统的自动化、智能化水平。

通过将传感器、执行器、控制器等电子设备与机械设备相结合，可以实现机械系统的自动化控制、监测和优化，提高生产效率和产品质量。

3. 机电一体化课程设置机电一体化课程通常作为机械工程专业的核心课程之一。

它分为基础理论与实践应用两部分。

3.1 基础理论基础理论部分主要对机电一体化的基本概念、原理和技术进行讲解。

包括传感器与执行器技术、控制理论、信号处理、电子电气基础等内容。

学生需要掌握各种传感器的工作原理和特性，了解控制系统的组成与工作过程，掌握基本的电路设计和电子元器件的选型。

3.2 实践应用实践应用部分主要通过实验和项目实践的方式，让学生对机电一体化技术进行实际操作和应用。

学生将学到的理论知识应用到实际情境中，完成具体的设计、搭建和调试工作。

通过实践环节的学习，学生能够运用所学知识解决实际问题，培养动手能力和创新思维。

4. 机电一体化课程的教学内容机电一体化课程的教学内容包括以下几个方面：4.1 传感器与执行器技术在这一部分，学生将学习各种常见传感器的工作原理、分类、特性和应用。

同时也会学习到执行器的基本原理和种类，以及它们在机电一体化系统中的应用。

4.2 控制理论与方法控制理论与方法是机电一体化课程的核心内容。

学生将学习到控制系统的基本概念、控制模型、控制方法等内容。

包括比例-积分-微分（PID）控制器的设计与调节，模糊控制、神经网络控制等现代控制方法。

4.3 信号处理与数据分析信号处理与数据分析是机电一体化系统中一个重要的环节。

一、机电一体化基本概念：机电一体化是在以机械，电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透，相互结合的过程中，逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科。

机电一体化技术的定义：机械工程和电子工程相结合的技术，以及应用这些技术的机械电子装置。

二、（1）机电一体化的基本组成要素：机械本体，动力与驱动部分，执行机构，传感测试部分，控制及信息处理部分。

将这些部分归纳为结构组成要素，动力组成要素，运动组成要素，感知组成要素，智能组成要素。

（2）四个发展方向：高性能，智能化，系统化以及轻量，微型化方向发展三、（2）转动惯量随级数的增加而减少四、等效力矩的计算：P35 式2-21 （2）加速力矩计算公司：2-11五、滚珠丝杠预紧的目的是消除间隙，增大刚度。

六、不同微动机构的频率响应特性不同，最高的是磁伸缩材料。

七、存储器的种类与接口：对存储容量较小的系统，采用双极性RAM，需要调试和经常修改的程序，采用EOROM(紫外线擦除)或EEPPROM(电擦除)/接口电路设计时注意的问题1、电源分布2、时钟线路的具体布置3、MOS器件的使用。

八、光电耦合的工作原理及作用：分类：三极管型、单向可控硅型、双向可控硅型。

原理是相同的，即都是通过电-光-电这种信号转换，利用光信号的传送不受电磁场的干扰而完成隔离功能的。

典型的光电耦合隔离电路有数字传递与数字量反向传递两种。

作用：利用光耦隔离器的开关特性（可传送数字信号而隔离电磁干扰，简称对数字信号进行隔离，用来传递信号而有效地隔离电磁场的电干扰。

满足计算机控制系统需要九、常见功率输出驱动器件特点及应用场合。

（1）三极管驱动电路:低压情况下的小电流开关量，十几几十用普通，几百的克林顿（2）继电器驱动电路外界交流或直流的高电压、大电流设备（3）晶闸管驱动电路交直流电机调速系统、调功系统、随动系统中（4）固态继电器驱动电路计算机控制系统中十ADC0809转换芯片与单片机的连接方法，完成一次转换需要100us;放大电路以及分辨率的计算公式；（P82-85）。

1. 机电一体化的含义：机电一体化是在机械的主功能、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. 机电一体化五大子系统及其功能：机电一体化系统（产品）由机械系统(机构)、控制与信息处理系统(计算机)、动力系统(动力源)、传感检测系统(传感器)、执行元件与驱动系统(如电动机)等五个子系统组成 其各部分功能是：（1）机械系统是系统所有功能元素的机械支承结构（2）控制与信息处理系统其功能是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，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行（3）动力系统可以按照系统控制的要求为系统提供所需的能量和动力，保证系统的正常运行（4）传感检测系统其功能是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，生成相应的可识别信号，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（5）执行元件与驱动系统起能量放大作用，可将系统的控制决策转化为系统具体的机械行为。

3. 机电一体化的目的：是使系统(产品)高附加价值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展，不断满足人们生活的多样化需求和生产的省力化、自动化需求。

4. 五大功能：(!)主功能: 实现系统“目的功能”直接必需的功能，主要对物质、能量、信息及其相互结合进行变换传递和存储。

(2) 动力功能: 向系统提供动力，让系统得以运转(3) 检测功能与控制功能：根据系统内部信息和外部信息对整个系统进行控制，使系统正常运转，实施“目的功能”（4）构造功能：使构成系统的子系统及元、部件维持所定的时间和空间上的相互关系所必需的功能。

5. 六大相关技术：机械技术，伺服驱动技术 ，传感与检测技术，自动控制技术，计算机与信息处理技术，系统总体技术。

6. 接口概念：各要素或各子系统相接处必须具备一定的联系条件，这些联系条件就可称为接口。

机电一体化知识点教学内容
一、机电一体化的概念
机电一体化是指将机械与电气技术有机结合在一起，以便使机械系统
的控制、自动化、节能和安全性有效地提高。

机电一体化通过计算机技术、传感器技术、通信技术和电控技术，将机械装备、电气设备和现场控制等
技术相结合，实现实时监控、计算机控制及高效使用资源等功能，从而提
高工作效率、减少能耗、提升安全性等。

二、机电一体化的应用
1、机电一体化在智能制造方面的应用
2、机电一体化在其他领域的应用
机电一体化不仅可以用于智能制造，还可以应用于许多其他领域，如
汽车制造、医疗器械、机器人技术等。

它可以提高汽车的安全性、节能性
和智能性，帮助研发自动驾驶和减少能耗的技术；机电一体化技术可以帮
助医疗器械生产商改变传统手工操作方式，实现更加高效的生产程序；机
器人技术可以应用机电一体化技术来实现自动化控制，满足其动作、感知
和控制的需要。

机电一体化系统设计重点知识总结机电一体化系统设计重点知识总结1、机电一体化系统的组成要素及其功能。

机械单元：构造功能、动力单元：驱动功能、传感单元：检测功能、控制单元：控制功能、执行单元：执行功能。

机电一体化的定义：机电一体化是一种技术，是机械工程技术吸收微电子技术、信息处理技术、控制技术、传感技术等融合而成的一门新技术。

机电一体化系统的类型：开发型，变异型，适应型。

滚珠丝杠中滚珠的循环方式：内循环，外循环。

直齿圆柱齿轮传动机构消除侧隙的方法：偏心套轴调整，双片薄齿轮错齿调整。

典型的负载特性有：恒转矩，恒功率，转速函数型。

机械传动结构中常用的线性环节有：齿轮，带传动。

2、机电一体化中的接口的种类和作用。

答：机械接口，物理接口，信息接口，环境接口作用：用于机电一体化系统的组成要素之间进行物质、能量和信息的传递和交换。

3、机电一体化的相关技术：机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、检测传感技术、系统总体技术。

列举一种机电一体化产品的应用实例，并分析各产品中相关技术应用情况。

例如：数控机床是一种机电一体化产品，它的机械技术主要来源于传统机床，就是执行各种加工零件的动作，它的信息处理技术，主要是对数控加工程序进行处理，然后发出指令，为保证加工精度，也采用伺服传动系统。

4、机电一体化系统原理方案设计的步骤和方法：创造性方法、功能分析设计法、商品化设计思想及方法、评价与决策方法、变型产品设计中的模块化方法和相似产品系列设计方法等。

5、机电一体化系统原理方案设计的功能分析法是从系统功能出发，通过技术过程的分析，确定技术系统的效应，然后寻找解决的途径，其步骤与方法如下图所示：6、机电一体化系统结构方案设计遵循的基本原理和原则:运动学设计原理、平均效应原理、阿贝误差原理、基准重合原则、最短传动链原则、“三化”原则6.机电一体化系统结构方案设计的设计基本原理:任务分配原理、自补偿原理、力传递原理、变形协调原理、力平衡原理、等强度原理、稳定性原理、降低噪声原理和提高精度原理。

第一篇：机电一体化课程重点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。

机电一体化系统由机械系统、信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统五个子系统组成。

全闭环系统、半闭环系统。

机电一体化的基本特征是给机械添加了“头脑”。

机电一体化系统必须具有一下三个“目的功能”：1、变换功能；2、传递功能；3、储存功能。

机电一体化系统设计的考虑方法通常有：机电互补法、融合（结合）法和组合法。

机电一体化系统的设计类型大致有以下三种：1、开发性设计；2、适应性设计；3、变异性设计。

P13并行工程与串行工程的差异就在于在产品的设计阶段就要按并行、交互、协调的工作模式进行系统设计，就是说，在设计过程中对系统生命周期内的各个阶段的要求要尽可能地同时进行交互式的协调。

丝杠螺母机构主要用来将旋转运动变换为直线运动或直线运动变换为旋转运动。

丝杠螺母机构的基本传动形式有：1、螺母固定、丝杠转动并移动（获得较高的传动精度）；2、丝杠转动、螺母移动（结构紧凑、丝杠刚性较好，适用于行程较大的场合。

常用！！！）；3、螺母转动、丝杠移动；4、丝杠固定、螺母转动并移动。

滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧形和双圆弧形。

滚道型面与滚珠接触点的法线与丝杠轴向的垂线间的夹角α称接触角，一般为45°。

P26滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。

外循环从结构上看有三种形式：1、螺旋槽式；2、插管式；3、端盖式。

基本导程Ph。

滚珠丝杠副在有负载时，滚珠与滚道面接触点处将产生弹性变形。

换向时，其轴向间隙会引起空回。

这种空回是非连续的，既影响传动精度，又影响系统的稳定性。

调整预紧的方法：1、双螺母螺纹预紧调整式；2、双螺母齿差预紧调整式；3、双螺母垫片预紧调整式；4、弹簧式自动调整预紧式；5、单螺母变位导程预紧式和单螺母滚珠过盈预紧式。

常用轴承的组合方式：1、单推—单推式；2、双推—双推式；3、双推—简支式；4、双推—自由式（轴向刚度和承载能力低）。

机电一体化技术特征：1、结构最优化2、系统控制智能化3、操作性能柔性化机电一体化关键技术：1、伺服驱动技术2、系统总体技术3、自动控制技术4、信息处理技术5、检测传感技术6、精密机械技术机电一体化基本要素：1、动力2、传动机构3、计算机4、传感器5、执行器系统设计基本步骤：1、明确系统目的2、确定系统规范3、决定系统四大功能及其规范4、用功能子系统或功能要素构成各个功能5、用实际系统或要素替换各功能6、整体系统的分析7、转到下一个循环精度设计中的主要原理与原则：1、阿贝误差原理2、速比原理3、运动力学设计原理4、基面统一原理5、平均效应原理6、变形最小原理误差来源：1、人为误差2、环境误差3、测量误差4、运行误差5、制造误差6、方法误差影响机械传动力学性能的主要因素：1、负载的变化2、惯性的大小3、固有频率的高低4、摩擦、间隙、温升、润滑等因素谐波齿轮传动的优点：1、传动比较大2、传动负载大3、传动效率高4、传动平稳5、谐波齿轮结构简单、体积小、质量低6、传动精度高7、可以向密闭空间传递运动或动力谐波齿轮传动的缺点：1、传动下限值较高2、需要专门设备，成本较高3、不能做成交叉轴和相交轴的结构滚动螺旋传动的特点：1、传动效率高2、传动平稳3、能够预紧4、定位精度和重复定位精度高5、同步性好6、不自锁7、可靠性高8、工作寿命长轴系主要热特性参数：1、热源强度2、温升3、热位移改善轴系热特性措施：1、减少热量------减少热源、降低热源发热量2、加强散热-------合理规划冷却及其通道、改善轴系散热条件3、热位移补偿4、减小热位移结构设计滚动导轨特点：1、摩擦系数小2、动静摩擦系数相同3、可以预紧4、寿命长5、定位精度高6、保养方便检测系统设计的步骤1、设计任务分析2、系统方案选择3、构建系统框图设计4、设计与制作环节5、系统整体调试与实验分析6、系统运行及考核。

1.机电(jīdiàn)一体化的基本功能要素：机械本体(běntǐ)，动力单元，传感检测单元，执行单元，驱动单元，控制及信息处理单元2.机电(jīdiàn)一体化相关技术：机械技术，传感检测技术，信息处理技术，自动(zìdòng)控制技术，伺服驱动技术和系统总体技术3.上线信息处理的主要(zhǔyào)工具是计算机：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，分布计算机测控系统）进行信息处理。

4.伺服驱动包括电动，气动，液压，等各种类型的传动装置。

常见的伺服驱动系统主要有电器伺服（步进电机,直流伺服电动机，交流伺服电动机）和液压伺服（液压马达，脉冲液压缸等）5.机电一体化系统设计方案的方法有：1.取代法2.整体设计法3.组合法6.为满足机电一体化机械系统的良好伺服性能，不仅要求接卸传动部件满足转动冠梁小，摩擦小阻尼合理，刚度大，抗振动性能好，间隙小的要求:P11要求机械部分的动态性能与电机速度环的动态特性相匹配。

7.齿轮传动齿侧间隙的消除：1刚性消隙法2柔性消隙法8.丝杠螺母间隙的调整：1垫片式调隙机构2螺纹式调隙机构3齿差式调隙机构9.齿轮副级数的确定和各级传动比的分配按一下原则进行：1最小等效转动惯量原则2质量最小原则3输出轴的转角误差最小原则。

在减速(jiǎn sù)齿轮传动链中，从输入端到输出端的各级传动比按“前小后大”原则排列，则总转角误差较小，且低速级的转角误差占的比重恒大，因此，为了(wèi le)提高齿轮传动精度应该减少传动级数，并使末级齿轮的传动比，尽可能大，制造精度尽量高。

10.传感器的静态(jìngtài)性能指标：1线性度2灵敏度3迟滞(chízhì)性4重复性11.常用直线(zhíxiàn)位移测量传感器：电传感器，电容传感器，感应同步器，光栅传感器常用角位移传感器：电容传感器，光电编码盘等12.速度加速度传感器：直流测速器，光电式转速传感器，接近式位置传感器（原理分：超声波式电磁式光电式静电容式气压式）13.传感器前期信号处理放大方法：1测量放大器2程控增益放大器3隔离放大器数字量斐线性矫正框图被测量→传感器→放大器→A/D→数字量非线性矫正电路→数字处理或显示15.电机控制方式：开环，半闭环，闭环种类：步进电机直流伺服电机交流伺服电机16.驱动电源由环形脉冲分配器，功率放大器组成17.步进电动机的选用：首先根据机械结构草图计算机机械传动装置及负载折算到电动机轴上的等效转动惯量然后分别计算各种工况下所需要的等级力矩，再根据步进电机最大静转矩和起动运行矩频特性，选择合适的步进电动机18.直流伺服电动机如下特点;1稳定性号2可控性号3相应迅速4控制功率低损耗小5转矩大19.交频调速控制(kòngzhì)：交流(jiāoliú)感应电动机的铁性：n=60f(1-s)/p “n电动机转速(zhuàn sù)(r/min) f 外加电源频率（Hz）p电动机极对数 s 滑差率要改变交流电动机的转速，采用改变电机极对数p，滑差率s，或电机的外加电源频率f三种(sān zhǒnɡ)方法20.变频(biàn pín)调速方法：1交--直--交变频 2 交--交变频3脉宽调制变频21.工业控制计算机系统的基本要求：1具有完善的过程输出、输出功能2具有实施控制功能3具有可靠性4具有较强的欢迎适应性和抗干扰能力5具有丰富的软件22.工业计算机分：1可编程序控制器2总线型工业控制计算机 3单片机23.变频器氛围：1通用变频器2纺织专用变频器4机床专用变频器5电梯专用矢量变换控制变频器6高频变频器24.变频器选择：基本依据：1电动机的容量2负载特性25.步进电动机功率驱动接口包含环形脉冲分配器和功率放大器两部分26.常用的功率放大电路有单电压，双电压，斩波型，调频调压型，和细分型等。

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。

机电一体化工程专业机电一体化工程专业是一门涉及机械、电子、自动化和计算机等多个学科的综合性工程学科。

它致力于将机械设计、自动化技术、电气工程和控制系统集成到一体，以实现智能化和自动化的生产过程。

1. 专业简介机电一体化工程专业的核心目标是培养学生在机械、电子、自动化和计算机等方面的综合能力，使他们成为能够设计、开发和管理机电一体化系统的专业人才。

这些系统包括机械设备、自动化设备、机器人和智能控制系统等。

2. 专业课程机电一体化工程专业的课程设置着重于培养学生的理论基础和实践能力。

以下是一些典型的专业课程：•机械设计：学习机械设计的基本原理和方法，包括CAD、CAM和CAE等技术的应用。

•电气工程：学习电力系统和电气设备的原理和应用，以及电路设计和电力系统的规划与布局。

•自动控制原理：学习控制系统的基本原理和设计方法，包括传感器、执行器、调节器和反馈控制等内容。

•机器视觉：学习计算机视觉技术在机器人和自动化系统中的应用，包括图像处理、目标检测和识别等。

•机器人技术：学习机器人系统的结构和控制方法，以及机器人在工业生产和服务领域中的应用。

除了专业课程，机电一体化工程专业还注重培养学生的实践能力。

学生将参与实验课程和项目实践，通过实践操作和团队合作来加深对理论知识的理解和应用。

3. 就业方向机电一体化工程专业毕业生可以在多个领域找到就业机会。

以下是一些典型的就业方向：•制造业：毕业生可以在制造企业从事机械设计、自动化系统集成和智能制造等工作。

•电力行业：毕业生可以在电力公司、电力设备制造商和电力系统运维单位从事电力系统设计、运维和管理等工作。

•自动化行业：毕业生可以在自动化设备制造商、自动化系统集成商和工程咨询公司从事自动化系统设计、安装和调试等工作。

•机器人行业：毕业生可以在机器人制造商、机器人应用公司和研究机构从事机器人系统设计、开发和研究等工作。

•研究与教育：毕业生可以在研究机构和高等院校从事科研和教学工作，培养更多的机电一体化工程人才。

1、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、机电一体化包含机电一体化技术和机电一体化产品(系统)两层含义。

3、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。

4、接口性能就成为综合系统性能好坏的决定性因素。

5、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。

6、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。

7、机电一体化系统(产品)的主要特征是自动化操作。

8、现代计算机设计方法：计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等。

9、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。

10、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。

11、常用的机械传动部件：螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等；主要功能：传递转矩和转速。

特点：传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大。

12、丝杠螺母机构分为：滑动摩擦机构和滚动摩擦机构。

其中滑动摩擦机构具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低（30%~40%）；而滚动摩擦机构摩擦阻力矩小、传动效率高（92%~98%）。

13、我国生产的滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧型和双圆弧型。

14、滚珠丝杠副的特点：轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点，但不能自锁，具有传动的可逆性。

15、接触角一般为45度，并随载荷大小的变化而变化，且滚道圆弧半径R稍大于滚珠圆弧半径rb，成型简单，加工精度较高。

16、滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。

机电一体化技术一、书本知识点1、机电一体化是综合应用机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、接口技术及系统总体技术等，实现多种技术复合的最佳功能价值的系统工程技术。

2、机电一体化基本构成要素：机械本体、动力源、传感装置、驱动执行机构、控制器以及各要素和环节之间的接口等。

3、机电一体化相关技术：机械技术、信息处理技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服驱动技术以及系统总体技术。

4、系统建模的意义：机械系统的数学模型分析的是输入和输出之间的相对关系，等效折算过程是将复杂结构关系的机械系统的惯量、弹性模量和阻尼（或阻尼比）登机械性能参数归一处理，从而通过数学模型来反映各环节的机械参数对系统整体的影响。

5、机械传动系统的特性：转动惯量、摩擦、阻尼、刚度、谐振频率、间隙。

6、间隙的主要形式：齿轮传动的齿侧间隙、丝杠螺母的传动间隙、丝杠轴承的轴向间隙等；齿轮传动齿侧间隙的消除措施：刚性消隙法、柔性消隙法；消除直齿圆柱齿轮的齿侧间隙方法：偏心轴套调整法、双片薄齿轮错齿调整法。

7、滚珠丝杠螺母传动的轴向间隙（主要间隙）对系统影响：滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性形变，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差；处理方法：双螺母预紧调隙式、双螺母齿差预紧调隙式、双螺母垫片预紧调隙式、弹簧自动调整预紧式。

8、机械传动装置：齿轮传动、滚珠花键、谐波齿轮减速器（特点：传动比大、承载能力大、传动精度高、齿侧间隙小、传动平稳、结构简单、体力小、重量轻）。

9、齿轮传动总传动比的选择原则：采用负载角加速度最大原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应速度。

10、支承部件：回转运动支承、直线运动支承。

11、光栅：光栅是一种新型的位移检测原件；特点：测量精度高（可达±1微米）、响应速度快、量程范围大；由标尺光栅和指示光栅组成，莫尔条纹宽度W≈P/θ，（P为栅距，θ为光栅条纹间的夹角）。

12、光电式转速传感器：根据测量时间t内的脉冲数N，则可测出转速为：n=60N/Zt，（Z 圆盘上的缝隙数）。