基础知识机电控制工程 高钟毓

机电控制工程基础教学辅导(第二次)第2章 辅导机械系统机械旋转系统如图所示。

为一圆柱体被轴承支撑并在黏性介质中转动。

当力矩作用于系统时，产生角位移。

求该系统的微分方程式。

解 根据牛顿第二定律，系统的诸力矩之和为22s )()()(T -T (t)dtt d J t T t d θ=- 式中：J ——转动系统的惯性矩；扭矩)()(T s t K t θ=， K ——扭簧的弹性系数； 黏性摩擦阻尼力矩dtt d B t T d )()(θ=，B ——黏性摩擦系数。

因此该系统的运动方程式为)()()()(22t T t K dt t d B dtt d J =++θθθ （2－2） 电气系统电气系统的基本元件是电阻、电容、电感以及电动机等，支配电气系统的基本定律是基尔霍夫电路定律。

图为一具有电阻－电感－电容的无源网络，求以电压u 为输入，u c 为输出的系统微分方程式。

解 根据基尔霍夫电路定律，有 C u R i dtdiL t u +⋅+⋅=)( 而 dtdu Ci c=，则上式可写成如下形式22u dt du RC dt u d LCC cc =++ （2－3）上式表示了RLC 电路的输入量和输出量之间的关系。

编写控制系统微分方程的一般步骤为： (l) 首先确定系统的输入量和输出量；(2) 将系统划分为若干个环节，确定每一环节的输入量和输出量。

确定输入量和输出量时，应使前一环节的输出量是后一环节的输入量。

(3) 写出每一环节(或元件)描述输出信号和输入信号相互关系的运动方程式；找出联系输出量与输入量的内部关系，并确定反映这种内在联系的物理规律。

而这些物理定律的数学表达式就是环节(或元件)的原始方程式。

在此同时再做一些数学上的处理，如非线性函数的线性化。

考虑忽略一些次要因素。

使方程简化的可能性和容许程度。

(4) 消去中间变量，列出各变量间的关系式。

设法消去中间变量，最后得到只包含输入量和输出量的方程式。

试论煤矿机电设备的维修和故障诊断技术摘要：随着科学技术与生产的发展，机械设备工作强度不断增大，生产效率、自动化程度越来越高，同时设备更加复杂，各部分的关联愈加密切，从而往往某处微小故障就爆发链锁反应，导致整个设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性的毁坏。

这不仅会造成巨大的经济损失，而且会危及人身安全，后果极为严重。

本文对机电设备的维修和故障检测技术进行分析研究。

关键词：机电设备维修故障检测1、前言机电设备是煤炭企业固定资产中的重要组成部分，是煤炭企业不可缺少的物资基础，设备装备的先进程度和能否合理使用、科学维修和故障检测、适时检修和更新改造、使设备发挥最大的效能，对煤炭企业至关重要。

机电设备的维修和故障检测是全过程的维修和故障检测，以获得寿命周期最经济、设备综合效能最高的目标。

设备维修和故障检测实行检修、改造和更新相结合，经济维修和故障检测技术相结合。

2、机电设备的维修2.1设备维修的必要性机器设备是由各种零部件组成的，由于各种零部件材质不同。

使用的条件不同，它们的磨损和损坏的程度也不同，1台机器设备在使用过程中，由于运转造成有些零部件间的磨损，以及长时间运转造成的有些零部件疲劳和表现，使设备的性能降低，这样就必须通过维护和维修来恢复某些零部件的性能。

1台机器设备由于有形损坏的不均匀性，有些零部件已经磨损而且有些零部件还在正常工作，这样只要将损坏的易损件进行更換和修复，就可以使机器正常运转，恢复其使用性能，比购置1台相同规格的新设备既经济又节省时间。

如1台40t刮板输送机电机，有时由于使用不当造成轴承落架，只要更换轴承就可以恢复原有性能，这样比购买1台新电动机要节省时间，既经济又合理，延长了机器设备的使用寿命。

2.2设备无限循环维修带来的弊端适时的设备维修是必要的，既经济又合理。

但是无止境的长期维修下去，就不合理，也不经济了。

1台机器在长期运转使用中，由于各零部件间产生的摩擦和材质的疲劳和老化导致性能逐渐降低，这种物理变化，通常通过维修来补偿，但是维修也是有限度的，该矿在2002年有sgw-40t刮板输送机107台，配用电动机270台。

目录第一章总体方案设计 (2)1.1任务设计书及指标 (2)1.1.1设计任务书 (2)1.1.2主要技术指标 (2)1.2总体方案确定 (2)1.2.1方案确定思想 (2)1.2.2方案对比分子与确定 (3)第二章机械系统设计 (3)2.1竖直坐标工作台外形尺寸及重量估计 (5)2.2竖直导轨参数确定 (7)2.3滚珠丝杠计算和选择 (7)2.3.1 滚珠丝杠强度计算 (8)2.3.2 滚珠丝杠传动效率计算 (8)2.4伺服电机的计算与选取 (8)2.4.1 等效转动惯量的计算 (11)2.4.2 伺服电机等效负载转矩的计算 (11)2.4.3 伺服电机的选型 (12)2.5 联轴器的选用 (13)参考文献 (13)第一章 总体方案设计1.1任务设计书及指标1.1.1设计任务书题目：两维工作台（步进电机+滚珠丝杠+Y 向可加减速器方案）结构设计任务：本项目要求的两维工作台为竖直平面内的X-Y 工作台，其中Y 向为竖直，X 向为水平，电动工作方式。

1.1.2主要技术指标1）工作台台面尺寸：X 向200mm ，Y 向200mm ，台面要求沿均匀布置同心圆上分布圆间隔30mm 的M6螺孔（螺孔深度不小于15mm ），中心须有20mm 定心圆孔。

2）工作台承载：载荷重量50Kg 。

3）行程要求：X 向500mm ，Y 向1000mm 。

4）位置定位精度：X 向0.1mm ，Y 向0.05mm 。

5）最大运动精度：X 向0.1m/s ，Y 向0.2m/s 。

1.2总体方案确定根据设计任务书的要求确定总体方案。

1.2.1方案确定思想两坐标数控工作台台体设计主要分为机械系统部件和台体上的测控部件。

机械系统部件又分为导轨组成，传动组成，减速装置等；测控部件又分为伺服电机，检测及反馈元件等等。

1) 工作台型号为HXY-2020； 2) 行程要求X=200mm ，Y=200mm ；3) 工作台面尺寸为C ×B ×H=270×250×18； 4) 底座外形尺寸为C ×B ×H=1000×25×840； 5) 工作台最大长度为1000mm ； 6) 工作台负载重量为N=500N ；7) 工作台最快移动速度max max 0.2/;x y v v m s ==8)X,Y方向的定位精度为0.05mm；9)工作台负载小，运动灵敏度高，低速；10)定位精度高；11)考虑到结构稳定，安全，建议基座和滑台采用铸造工艺。

第一部分大纲说明1. 课程性质与任务课程性质：本课程是中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业的一门必修专业基础课程。

课程任务：通过本课程的教学和实践，使学生掌握自动控制的基本理论、自动控制系统校正及设计基本方法，全面培养学生分析系统、设计系统的能力，使学生在面对实际问题时，能够站在系统的、全局的高度来思考。

2．本课程与相关课程的关系先修课：微积分初步、C语言程序设计、电路分析基础等。

后续课：计算机控制技术、机电一体化系统设计基础、信号处理原理等。

3．课程的教学基本要求（1）了解自动控制系统的基本概念，区分开环与闭环控制系统；（2）能够熟练建立机电系统的微分方程、传递函数这两种形式的数学模型，掌握系统复杂动态结构图的化简；（3）理解系统时域分析的基本概念，熟练求解一阶和二阶系统的响应，深刻理解系统稳定性的基本概念，掌握Routh稳定性判据的基本思想，熟练求解系统的稳态误差；（4）深刻理解频率法的基本概念，熟练掌握典型环节频率特性的绘制方法，重点掌握系统暂态特性和开环频率特性的关系;（5）掌握典型系统根轨迹的绘制原则；（6）理解控制系统校正的一般概念，熟练掌握系统的串联校正、并联校正和前馈校正等补偿方法。

4．教学方法和数学形式建议本课程是一门理论性和实践性都很强的课程，涉及面较宽，所以要强调利用多种教学手段，完成大纲要求。

课程教学形式建议以课堂讲授为生，辅助实践环节的训练，并通过课后练习和自学加强对所学知识的理解。

有条件时可进行网上教学。

课堂讲授（1）建议利用电子教案或课件，结合板书授课，这样既可增大信息量又使学生思路跟得上教师的讲课进度；（2）建议结合学生专业特点，多举一些应用实例，在讲授知识的同时，着重讲授提出问题、解决问题的方法。

也可以引进课上讨论分析的手段，提高学生的参与度，但设计的问题要合适、明确、有趣；（3）建议在讲授基本知识点、基本要求的同时，结合计算机应用技术的发展，给学生介绍一些相关的新型知识、技术、典型产品等。

基础知识机电控制工程教学课件 (一)随着现代科技的不断发展，机电一体化技术在工业领域拥有着广泛的应用。

为了培养和培训相关技术人才，高校机电控制工程专业的课程设置备受关注。

对于教学过程而言，基础知识机电控制工程教学课件的编制则显得至关重要。

本文将从三个方面探讨如何编写基础知识机电控制工程教学课件。

一、基础知识课程重点基础知识机电控制工程课程主要包括电机原理、电子技术、自动控制等方面的内容。

此外，还需要学习相关的机器人技术及控制方法。

在编写基础知识课程时，应该注重内容的全面性和连贯性，帮助学生掌握课程的重点和难点。

二、课件的制作要点基础知识机电控制工程教学课件的制作应遵循以下要点：1、采用合适的课件制作工具，以便课件的幻灯片制作、课件内容编辑、课件演示等操作更加方便。

2、注意课件内容质量，内容的衔接自然，思路清晰，让学生更好地掌握课堂知识。

3、课件的文字、图片、视频以及动画等资源应选择合适的例子和样本，向学生提供良好的学习资源和生动形象的案例。

4、根据学生的认知水平，合理安排教学内容和难度，以达到课程的效果。

五、课程实践要求基础知识机电控制工程课程并不是只需要掌握理论知识，还需要实际操作和独立解决问题。

课程实践是基础知识机电控制工程教学的一部分，设计一些机电控制系统模块进行实际操控和模拟，让学生能够运用所学知识解决实际问题。

综上所述，编制基础知识机电控制工程教学课件是一项非常重要的任务，需要注重课件制作的完整性和连贯性，课程的难度和整体体系的协调性。

通过对机电控制的基础知识的学习和课程实践的深入研究，可以更好地帮助学生培养掌握相关机电技术和控制技能的能力。

教案在某些要求调速范围大、速度高、精密度好、控制性能优异的场合，直流电动机现占有较大的比重。

如：矿场卷扬机、厢轿式高速电梯、城市电车、地铁列车、电动自行车等等。

直流发电机主要用作直流电源，如直流电动机的电源，直流电焊机电源等。

二、直流电机的基本结构教案教案教案教案从图1-21可以看到，当电枢回路串入电阻性的斜率 将增大，电动机和负载的机械特性的交点将下移，即电动机稳定运行转速降低。

如图1-21中串入的电阻值 点A 1的转速n 1，它们都比原来没有外串电阻的交点电枢回路串接电阻调速方法的优点是设备简单，调速范围小，电枢回路串入电阻后电动机的机械特性变“软”，负载变动时电动机产生较大的转速变化，速效率较低。

3、弱磁调速保持他励直流电动机电枢电源电压不变，电枢回路也不串接电阻，在电动机拖动负载转矩不很大（小于额定转矩）机的励磁磁通，可使电动机转速升高。

载时弱磁调速，如图1-22所示。

图1-222T e C C Na R R Φβ+=12R R >改变电枢电源电压调速时，电动机机械特性的即使电动机在低速运行时，转速随负载变动而变化的幅度较小，转速稳定性好。

当电枢电源电压连续调节时，所以这种调速称为无级调速。

改变电枢电源电压调速方法的优点是调速平滑性好，调速，调速效率高，转速稳定性好，缺点是所需的可调压电源设备投资较高。

这种调速方法在直流电力拖动系统中被广泛应用。

在实际电力拖动系统中，可以将几种调速方法结合起来，这样，以得到较宽的调速范围，电动机可以在调速范围之内的任何转速上教案流为教案教案图1-- 1 单相变压器工作原理图三、变压器的分类教案图1.5 单相变压器空载运行原理图 图1.7 单相变压器负载运行原理图主磁通：绝大部分的磁通经由铁心闭合，称为主磁通，用m Φ 表示。

作用：主磁通与原、副绕组同时交链而传递能量。

在原、副绕组中产生感应电动势1e ,2e 。

教案教案教案教案。