机电一体化技术导论

第1章绪论1.1 机电一体化技术的产生与发展机电一体化技术的产生：机械化技术的发展：工业革命开始……控制技术发展：20世纪30年代，开始快速发展，以军工技术为载体……信息处理技术的发展：20世纪60年代，开始快速发展，以大规模集成电路为载体…机电一体化技术的产生：自从控制技术快速发展，就……20世纪70年代，60年代提出，70开始快速发展机电一体化技术的发展：自动化技术发展的必然产物：各个学科综合结果，尤其自动化技术+计算机技术。

（日本：机械制造领域：为提高生产效率，自动化生产、生产过程信息化控制；美国：主动将自动化技术（正像乔布什说的“人们并不清楚自己需要什么，需要你来告诉他们”）、信息化技术推广到工程技术的各个领域；英国学者：各个领域发展过程中的自然渗透，涉及大量学科。

中国：国家9.5开始大力支持；各个高校对机电一体化的理解）1.2 机电一体化的相关技术图1控制系统的基本组成图2 机电一体化技术体系传感器技术、自动控制技术、精密机械技术、伺服传动技术、系统总成技术1.2.1 传感器技传感器：能检测各种物理量，将测得的各种参量转换为电信号，并输送到信息处理部分的功能器件。

完成对各种信息的检测、收集，这些信息包括：位移、位置、速度、加速度、力；压力、流量、温度；电压、电流因此传感器首先需要有敏感元件部分。

输出量通常为模拟电流、电压、数字量，因此传感器通常配有专用的信号处理电路。

1.2.2 信息处理技术完成对信息的输入、输出、计算、分析、存储。

通常为专用控制装置，以及计算机、单片机、A/D、D/A 完成上位机的信息交换功能。

1.2.3 自动控制技术各种控制单元，以自动化过程为控制目的的各种逻辑控制；以某些参数值为控制目的的各种参数控制；以某些综合指标为控制目标的最优化控制。

等等。

高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、示教再现、检索等技术。

各种控制理论、特殊控制策略、专用算法1.2.4 伺服传动技术电机拖动技术液压传动及伺服控制技术气压传动技术1.2.5 精密机械技术为更好地与控制技术结合，精密机械技术较一般的同类机械精度要求更高，要有更好的可靠性及维护性，同时要有更新颖的结构。

第一章机电一体化技术导论1-1 试说明机电一体化的含义？机电一体化是在机械主功能、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.1-2机电一体化系统的主要组成、作用及其特点是什么？主要组成：控制器（计算机）、传感器、执行部件、动力源和机械本体。

机械本体：用于支撑和连接其它要素，并把这些要素合理地结合起来，形成有机的整体。

动力系统：按照系统控制要求，为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作已完成预定的主功能。

传感与检测系统：将机电一体化产品在运行过程中所需的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。

信息处理及控制系统：根据机电一体化产品的功能和性能要求，信息处理及控制系统接受传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。

执行部件：在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。

作用：简化机械结构，提高精度；易于实现多功能和柔性自动化；产品开发周期缩短、竞争能力增强；生产方式向高柔性、综合自动化发民用工业；促进经营管理体制发生根本性的变化；1-3 工业三要素是什么？物质，能量，信息。

1-4 传统机电产品与机电一体化产品的主要区别是什么？简化机械结构，提高精度；易于实现多功能和柔性自动化；产品开发周期缩短、竞争能力增强；生产方式向高柔性、综合自动化发民用工业；促进经营管理体制发生根本性的变化；1-7 机电一体化的主要支撑技术有哪些，它们的作用如何？机械技术：机械技术是机电一体化的基础。

机电一体化产品中的主功能和构造功能，往往是以机械技术为主实现的。

传感检测技术：传感检测技术指与传感器及其信号检测装置相关的技术。

在机电一体化产品中，传感器就像人体的感觉器官一样，将各种内、外部信息通过相应的信号检测装置感知并反馈给控制及信息处理装置，因此传感与检测是实现自动控制的关键环节。

机电一体化技术导论心得一、引言机电一体化技术导论是一门涉及机械、电子、控制、计算机等多个学科的综合性课程。

在学习这门课程的过程中，我对机电一体化技术有了更深入的了解，对相关的理论知识和实践应用也有了更为全面的把握。

通过这门课程的学习，我深刻体会到了机电一体化技术在现代工业中的重要地位，以及在我国经济社会发展中的重要作用。

本心得将结合我的学习体验，对机电一体化技术导论的主要内容和心得体会进行总结和分享。

二、机电一体化技术的内涵与外延1. 内涵：机电一体化技术是指机械、电子、控制、计算机等多个学科领域的技术相互融合、相互渗透，形成一种新的技术体系。

这种技术体系具有自动化、智能化、精密化、高效化等特点，能够实现设备的自动化运行、智能化控制和高效生产。

2. 外延：机电一体化技术广泛应用于各种领域，如制造业、交通运输、医疗卫生、能源电力等。

随着科技的不断发展，机电一体化技术的应用范围还将进一步扩大，对人类社会的发展产生更加深远的影响。

三、机电一体化技术的主要内容1. 机械技术：机械技术是机电一体化技术的基础，包括机械设计、制造、装配、维修等方面的内容。

通过学习机械技术，我们可以了解到各种机械设备的结构、原理和应用，为机电一体化技术的设计和应用奠定基础。

2. 电子技术：电子技术是机电一体化技术的核心，包括传感器、执行器、控制器等方面的内容。

电子技术的应用可以实现设备的自动化运行、智能化控制和高效生产，提高设备的性能和可靠性。

3. 控制技术：控制技术是机电一体化技术的关键，包括控制理论、控制器设计、控制系统仿真等方面的内容。

掌握控制技术，可以实现对设备的精确控制，提高设备的稳定性和安全性。

4. 计算机技术：计算机技术是机电一体化技术的重要支撑，包括计算机硬件、软件、网络等方面的内容。

计算机技术的应用可以实现设备的智能化、数字化和网络化，提高设备的信息处理和传输能力。

四、机电一体化技术的实践应用1. 自动化生产：自动化生产是机电一体化技术的重要应用之一，通过采用自动化设备、机器人等，实现生产过程的自动化、智能化和高效化。

1机电一体化导论本章导读机电一体化作为一门新型的综合性学科，涉及的知识领域非常广泛。

本章首先介绍机电一体化的概念、发展过程及其与机械电气化的根本区别，进而阐释其内涵和本质，并通过典型实例归纳出其优越性。

其次，通过机电一体化系统与人体各部位相对比，剖析系统的构成，从而指出分析机电一体化系统的基本途径。

再次，重点介绍机电一体化的理论基础与关键技术，明确系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础和方法论，提出发展机电一体化技术所面临的共性关键技术，并分析它们在系统中所起的作用及其发展对机电一体化技术的影响等。

最后，通过回顾机电一体化技术的发展历程，展望机电一体化的主要发展方向和发展趋势。

学习内容与要求1﹒学习并掌握机电一体化的基本概念、内涵和本质；2﹒熟悉机电一体化系统各基本要素的相互关系以及它们在机电一体化系统中所起的作用，熟悉机电一体化技术带来的技术经济效益和社会效益；3﹒学习并熟练、掌握机电一体化的理论基础与关键技术；4﹒了解机电一体化的发展状况和发展趋势。

本章重点1﹒机电一体化的基本概念、内涵和本质；2﹒机电一体化的理论基础与关键技术。

本章难点机电一体化的理论基础与关键技术。

媒体使用说明学生可通过文字教材理解机电一体化的基本概念、基本理论与关键技术及其发展概况等知识。

文字教材中的重点、难点在录像教材和流媒体课件中有较详尽的讲解；机电一体化的系统构成及典型产品的工作过程等用文字不易表达清楚的教学内容以实物、照片、场景等视频方式作为辅助教学手段；另外，在流媒体课件中着重讲解本章知识重点、难点的典型实例以及本章的学习思路和方法等内容。

1﹒1概述机电一体化又称机械电子学，英文称为Mechatronics，它是由英文Mechanics（机械学）的前半部分与Electronics （电子学）的后半部分组合而成的。

机电一体化最早出现在1971年日本《机械设计》杂志的副刊上。

随着科学技术的快速发展，机电一体化的概念被人们广泛接受和普遍使用。

第一章：机电一体化技术导论教学辅导
一、本章知识要点
（1）机电一体化技术的基本概念、特点和分类方法；
（2）机电一体化系统的组成结构；
（3）机电一体化关键技术。

二、教学建议
●通过文字教材理解机电一体化的基本概念、基本理论与关键技术及其发展概况等知识；
●在录像教材第1讲讲解了机电一体化的系统构成及典型产品的工作过程等用文字不易表达清楚的教学内容，以实物、照片、场景等视频方式作为辅助教学手段；
●流媒体课件第1讲和第2讲中着重讲解本章知识重、难点的典型实例以及本章的学习思路方法等内容；
●在学习的过程中，如果有学习的心得和体会，请在课程论坛上和大家分享；如果有什么疑惑，也可以再课程论坛寻找帮助。

三、教学要求
1．熟悉机电一体化技术的基本概念、特点
机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将
２．掌握机电一体化系统的组成结构
机电一体化技术是以机械为主体、以微电子技术为核心，强调各种技术的协同和集成的
图1 机电一体化系统的对应要素及相应功能关系
3．熟悉机电一体化关键技术
由于机电一体化是一个工程和大系统，发展该技术面临以下共性的关键技术及其发展：传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、接口技术、精密机械技术及
4．了解机电一体化的发展趋势。

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉融合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。

因此，机电一体化的主要发展方向包括智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化和人格化等。

2。

机电一体化专业导论2000字机电一体化是现代工程技术的重要分支，与各个行业都有着紧密的联系。

它涉及到机械工程、电子工程和控制工程等多个领域的知识，旨在通过整合机械与电子技术，打造出更加高效、智能的设备和系统。

本文将从机电一体化的定义、发展历程、应用领域和前景等方面来进行论述。

机电一体化是指在设备制造和系统控制中，将机械、电子、控制等多种技术融合在一起，实现系统功能的高效、智能化。

这种技术的发展，得益于计算机和信息技术的进步。

通过将机械、电子与计算机等技术相互结合，形成了一种全新的工程技术模式。

机电一体化的发展历程可以追溯到20世纪50年代。

那时候，科学家们开始将电子电器技术应用到工业控制和自动化领域，推动了机电一体化的初步发展。

进入60年代，随着计算机技术的崛起，机电一体化开始进入高速发展的阶段。

计算机成为了控制系统的核心，大大提高了系统的智能化程度。

到了70年代，机电一体化得到了更广泛的应用，尤其是在工业自动化领域。

机电一体化的应用领域非常广泛。

在机械制造方面，机电一体化可以实现数字化设计和加工，提高机械设备的精度和效率。

在自动化控制方面，机电一体化可以实现系统的智能化控制，提高生产过程的稳定性和效益。

在航空航天领域，机电一体化可以实现航空器的自动驾驶和无人值守飞行。

在医疗器械方面，机电一体化可以实现医疗设备的自动化操作和精准治疗。

此外，机电一体化还广泛应用于交通、能源、环保等领域，为社会发展做出了重要贡献。

未来，机电一体化的发展前景非常广阔。

随着信息技术和人工智能的快速发展，机电一体化将进一步实现智能化和自动化。

例如，在工业制造领域，智能机器人将会取代人工劳动力，提高生产效率和质量。

在交通领域，智能交通系统将会实现智能驾驶和智慧交通。

同时，随着节能环保理念的普及，机电一体化也将在能源和环保领域发挥更大的作用。

机电一体化专业培养的是具备机械、电子和控制等多种技术的综合型人才。

他们具备良好的工程实践能力和创新能力，能够在机电一体化系统的设计、制造和运维方面发挥重要作用。

机电一体化导论论文学院：机电学院班级：21011P学号：19专业：机电一体化姓名：霍永辉2011年12月26日目录一、概述二、机电一体化系统的组成要素及原则三、机电一体化的发展趋势四、机电一体化面临的形式和任务机电一体化概述现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。

在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化概要机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。

但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。

机电一体化的系统组成要素及原则五大要素：一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。

机械本体（结构组成要素）是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。

动力驱动部分（动力组成要素）依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。

测试传感部分（感知组成要素）对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。