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基于机电一体化技术的智能制造系统设计智能制造系统是未来制造业发展的重要方向之一，其基于机电一体化技术的设计，将会极大地提高生产效率和质量，并降低成本。
本文将针对基于机电一体化技术的智能制造系统设计进行详细的探讨。
智能制造系统设计的目标是实现设备之间的无缝集成和高效协作，以提高生产线的自动化程度。
机电一体化技术作为实现这一目标的核心技术之一，将机械、电子和计算机技术有机结合起来，实现设备的智能化控制和信息化管理。
在智能制造系统设计中，首先需要对生产线进行全面的分析和规划，确定生产线的各个环节和子系统的功能和工作流程。
基于机电一体化技术的智能制造系统设计需要结合具体的生产工艺和产品特点，进行定制化设计，以满足生产线的个性化需求。
在机电一体化技术的智能制造系统设计中，仪表和传感器的选择和配置非常重要。
仪表和传感器能够实时监测生产线的各个参数，并将数据传输给控制系统进行分析和处理。
因此，选择合适的仪表和传感器对于系统的性能和稳定性至关重要。
另外，机电一体化技术的智能制造系统设计还需要考虑设备的自动化控制和协作。
通过使用先进的PLC（可编程逻辑控制器）和传感器，实现设备之间的高效协作和自动化控制。
这将大大提高生产线的灵活性和生产效率。
智能制造系统设计还需要注重数据的管理和分析。
通过将机电一体化技术与大数据分析技术相结合，实现对生产线数据的实时监控和分析，可以帮助企业实时掌握生产线的运行状态、预测设备故障和优化工艺参数，从而提高整体生产效率和质量。
此外，在机电一体化技术的智能制造系统设计中，人机交互界面的设计也非常重要。
通过合理设计易于操作的人机交互界面，可以提高工人的工作效率和生产线的安全性。
同时，还可以提供实时的生产数据和报警信息，帮助工人更好地掌握和管理生产过程。
最后，机电一体化技术的智能制造系统设计需要注重系统的可扩展性和可维护性。
随着技术的不断发展和更新，系统需要不断进行升级和改进。
因此，在设计阶段就应该考虑到系统的可扩展性，使得系统可以方便地进行升级和改造。
机电系统设计范文机电系统设计是指在机电设备中使用机械、电气、电子、自动控制等多种技术手段，对机电设备进行全面的设计和优化。
机电系统设计是整个机电系统工程设计的核心环节，对于提高机电设备的性能、节能减排、提高生产效率等都起到至关重要的作用。
下面将从机电系统设计的流程、设计要点和应用实例等方面进行详细阐述。
机电系统设计的流程一般包括需求分析、方案设计、系统集成和优化、系统验证和调试等步骤。
首先，在需求分析阶段，设计师需要了解用户的需求和预期目标，明确设计的功能和性能要求。
然后，通过方案设计，设计师将根据需求分析的结果，确定机电系统的整体设计方案，并进行详细设计。
在系统集成和优化阶段，将对系统中的各个组件进行选型、配置和布局，确保各个组件之间的协调和同步，以实现系统的正常运行。
最后，在系统验证和调试阶段，设计师需要对整个机电系统进行验证测试，识别和解决可能存在的问题，最终完成整个机电系统的设计和交付。
在机电系统设计过程中，需要注意一些关键要点。
首先是选材和选型，根据实际应用和设计要求，选择合适的材料和组件，确保其性能和可靠性。
其次是布局和结构设计，在机电系统设计中，合理的布局和结构设计能够提高系统的性能和可维护性。
同时，还需要考虑设备的节能性能，选择合适的节能技术和手段，减少能源的消耗。
另外，还要注重系统的安全设计，采取适当的安全措施和防护设施，保障操作的安全性和可靠性。
机电系统设计在实际应用中有着广泛的应用领域。
例如，在工业生产中，机电系统设计可以应用于生产线上的自动化设备、机械手臂和输送设备等，提高生产效率和质量。
在建筑工程中，机电系统设计可以应用于楼宇自动化系统、空调系统和给排水系统等，提供舒适的工作和生活环境。
此外，机电系统设计还可以应用于交通运输领域，如地铁、高铁和航空器等，提供快速、安全和可靠的交通运输服务。
总之，机电系统设计是一项综合性的工作，要求设计师具备丰富的专业知识和设计经验。
通过科学的设计流程和关键要点，可以实现机电系统的高效运行和优化，提高机电设备的性能和可靠性。
机电一体化毕业设计任务书模板范文任务书是毕业设计的重要文件，它包含了对毕业设计的任务要求、目标、内容、进度安排等方面的详细说明。
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题目，基于机电一体化的XXX系统设计与实现。
一、任务的背景和意义。
随着科技的不断发展，机电一体化技术在工程领域中得到了广泛的应用。
本课题旨在通过对XXX系统的机电一体化设计与实现，探索其在实际工程中的应用价值，为相关领域的研究和应用提供参考。
二、任务的主要内容。
1. 对XXX系统进行全面的调研和分析，包括其结构、原理、性能参数等方面的研究；2. 基于调研结果，设计XXX系统的机电一体化方案，并进行仿真验证；3. 搭建XXX系统的机电一体化实验平台，进行系统集成与调试；4. 对实验结果进行分析与总结，评估机电一体化技术在XXX系统中的应用效果。
三、任务的进度安排。
1. 第1-2周，对XXX系统进行调研，撰写调研报告；2. 第3-6周，制定机电一体化设计方案，进行仿真验证；3. 第7-10周，搭建实验平台，进行系统集成与调试；4. 第11-14周，撰写毕业设计论文，准备答辩。
四、任务的预期目标。
1. 完成对XXX系统的全面调研与分析，为机电一体化设计提供理论基础；2. 提出符合XXX系统特点的机电一体化方案，并进行仿真验证；3. 搭建XXX系统的机电一体化实验平台，实现系统集成与调试；4. 撰写毕业设计论文，准备答辩，取得优异的成绩。
五、任务的工作条件和保障。
1. 实验室提供必要的实验设备和软硬件支持；2. 指导老师提供必要的指导和支持；3. 学校提供必要的经费支持。
六、任务的指导老师。
XXX 教授。
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毕业设计：电动执行器设计摘要电动执行器被广泛应用于各种工业自动化过程的控制环节，能够精确地实现远程控制。
主要由伺服放大器和执行器两大部分组成。
电动执行器接受调节器来的4-20mA的直流信号，将其线性地转换成机构转角或直线位置位移，用以操作风门、挡板、阀门等调节机构，以实现自动调节。
本设计的重点是设计电动执行器的控制部分。
控制部分主要由单片机和可控硅组成。
其中单片机选用AT89C2051，AT89C2051单片机是51系列单片机的一个成员，是8051单片机的简化版。
AT89C2051构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。
可控硅选用BTA16。
本设计的电动执行器的控制部分主要是控制伺服电机的正反转。
关键词：电动执行器；控制；单片机;可控硅；电机Electric actuator designABSTRACTElectric actuators are widely used in various industrial automation control links, which can realize remote control precisely. Mainly by the servo amplifier and the actuator is composed of two parts, Electric actuator for DC signal regulator to 4~20mA, the linear conversion mechanism of the angular or linear displacement, to operate a damper, baffle, valve adjustment mechanism, in order to achieve automatic adjustment. The point of this design is to control the design of electric actuator part.Control part is mainly composed of single-chip microcomputer and controlled silicon. The SCM AT89C2051, AT89C2051 microcontroller is a member of the 51 Series MCU, is a simplified version of the 8051 single chip microcomputer. AT89C2051 constitute the SCM system is the most simple structure, low cost, most efficient micro-control system, eliminating the external RAM, ROM and the interface device, reduces the hardware cost, saves the cost, enhances the system performance. Silicon controlled rectifier using BTA16. The control part of the design of the electric actuator is the main positive inversion control servo motor.Keywords: electric actuator, Control; MCU; thyristor; motor目录第一章绪论 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.1设计的背景和意义-------------------------------------------------------------------------------------------- 11.2概述 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.3电动执行器的性能特点 ------------------------------------------------------------------------------------- 21.4 电动执行器的发展-------------------------------------------------- 2第二章总体设计方案------------------------------------------------------------------------------------------- 52.1 电动执行器的结构框图---------------------------------------------- 52.2 单片机的选取------------------------------------------------------ 62.2.1单片机的内部结构----------------------------------------------------------------------------------- 62.2.2软硬件的开发-------------------------------------------------- 62.2.3引脚说明------------------------------------------------------ 72.2.4主要性能------------------------------------------------------ 82.3 输入电路的设计---------------------------------------------------- 92.4 防止振荡电路的设计----------------------------------------------- 102.5 信号的比较------------------------------------------------------- 132.6可控硅的选择与说明------------------------------------------------ 142.7 光电耦合器------------------------------------------------------- 162.8 晶振电路--------------------------------------------------------- 182.9 开关电源模块----------------------------------------------------- 192.10 系统总体电路设计------------------------------------------------ 202.10.1系统设计内容------------------------------------------------ 202.10.2电压跟随器的作用-------------------------------------------- 21第三章控制电机的程序和设计流程图-------------------------------------------------------------- 233.1 流程图----------------------------------------------------------- 23第四章电动执行器故障分析与维护------------------------------------------------------------------- 253.1 注意事项--------------------------------------------------------- 253.2 故障分析与维护--------------------------------------------------- 25结论 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27 致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 28 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 29第一章绪论1.1设计的背景和意义电动执行器在自动控制系统中的作用是接受来自控制器的控制信号，通过电动执行器本身开度的变化，控制阀体等节流件的开度，达到控制流量的目的。
机电一体化系统设计第一篇：机电一体化系统设计机电一体化系统设计1、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。
2、系统必须具有以下三大“目的功能”：①变换（加工、处理）功能；②传递（移动、输送）功能；③储存（保持、积蓄、记录）功能。
3的变换、调整功能，可将接口分成四种：1）零接口；2）无源接口；3）有源接口；4）智能接口。
4、机电一体化系统设计的考虑方法通常有：机电互补法、结合（融合）法和结合法。
5擦、低惯量、高强度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。
6、为达到上述要求，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，如采用滚珠丝杠副、滚动导向支承、动（静）压导向支承等。
2如用加预紧的方法提高滚珠丝杠副和滚动导轨副的传动和支承刚度；采用大扭矩、宽调速的直流或交流伺服电机直接与丝杠螺母副连接以减少中间传动机构；丝杠的支承设计中采用两端轴向预紧或预拉伸支承结构等。
3的等效动惯量，尽可能提高加速能力。
5如选用复合材料等来提高刚度和强度，减轻重量、缩小体积使结构紧密化，以确保系统的小型化、轻量化、高速化和高可靠性化。
第二篇：机电一体化系统设计讲稿项目一数控车床主传动系统设计与部件选择1.1无级变速传动链1.1.1机床主传动系统设计满足的基本要求机床主传动系统因机床的类型、性能、规格尺寸等因素的不同，应满足的要求一也不一样。
在设计机床主传动系统时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。
在设计时应结合具体机床进行分析，一般应满足下述基本要求:(1)满足机床使用性能要求。
首先应满足机床的运动特性，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数(对于主传动为直线运动的机床，则有足够的每分钟双行程数范围及变速级数);传动系统设计合理，操作方便灵活、迅速、安全可靠等。
(2)满足机床传递动力要求。
主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。
机电一体化的执行机构设计
执行机构用以实现机电一体化产品的主功能。
它应能完成预期的动作，并具有响应速度快、动态特性好、动静态精度高、动作灵敏度高等特点。
为便于掌握，它还应满意效率高、体积小、质量轻、自控性强、牢靠性高等要求
机电一体化产品具有信息处理系统、物流系统、加工系统、是以能量、物质和信息的传递、处理、转换、保存等为目的的技术系统，为实现不同的目的功能，需采纳不同形式的执行机构，如电动的、机械的、电子的、激光的等等。
微动机构
微动机构是一种能在肯定范围内精确、微量地移动到给定位置或实现特定的进给运动的机构。
微动机构一般用于精确、微量地调整某些部件的相对位置。
微动机构的性能好坏在肯定程度上影响系统的精确性和操作性能，因而要求其满意如下基本要求：
低摩擦、高灵敏度，最小移动量达到使用要求
传动平稳、牢靠，无空程和爬行，有足够的刚度，制动后能保持稳定的位置
抗干扰力量强，快速响应性好
具有好的动特性，即响应频率高
良好的结构工艺性
应能实现自动掌握
微动机构按执行件的运动原理不同分为：弹性变形式
双螺旋差动式
热变形式
磁致伸缩式
电致伸缩式。
显示窗口，或者使用大屏幕液晶显示，能支持多种通讯协议，如MOdBUS、ProfiBUS等，价格相对高些，用于较重要场合，目前高压电动机保护均使用智能型。
4、热保护型：在电动机中埋入热元件，根据电动机的温度进行保护，保护效果好，但电动机容量较大时，需与电流监测型配合使用，避免电动机堵转时温度急剧上升，由于测温元件的滞后性，导致电动机绕组受损。
5、磁场温度检测型：在电动机中埋入磁场检测线圈与温度探头，根据电动机内部旋转磁场的变化与温度的变化进行保护，要紧功能包含过载、堵转、缺相、过热保护与磨损监测，保护功能完善，缺点是需在电动机内部安装磁场检测线圈与温度传感器。
3. 3准确定位传统的电动阀门在异步电机通电后，会很快达到其额定动作速度，当接近停止位置时,电机断电后，由于机械惯性，其阀不可能立即停下来，会出现不一致程度的超程，这一超程通常使用操纵电机反向转动来校正。
智能电动调节阀是根据当前位置与给定位置的差值,与运行速度的大小超前确定减速点的位置及减速段变化速率ki,使阀门在较低的速度下实现精确的微调与定位，从而将超程降到最低。
调节阀在现代化工厂的自动操纵中，调节阀起着十分重要的作用，这些工厂的生产取决于流淌着的液体与气体的正确分配与操纵。
这些操纵不管是能量的交换、压力的降低或者者是简单的容器加料，都需要*某些最终操纵元件去完成。
最终操纵元件能够认为是自动操纵的“体力”。
在调节器的低能量级与执行流淌流体操纵所需的高能级功能之间，最终操纵元件完成了必要的功率放大作用。
调节阀是最终操纵元件的最广泛使用的型式。
其他的最终操纵元件包含计量泵、调节挡板与百叶窗式挡板（一种蝶阀的变型）、可变斜度的风扇叶片、电流调节装置与不一致于阀门的电动机定位装置。
尽管调节阀得到广泛的使用，调节系统中的其它单元大概都没有像它那样少的保护工作量。
在许多系统中，调节阀经受的工作条件如温度、压力、腐蚀与污染都要比其它部件更为严重，然而，当它操纵工艺流体的流淌时，它务必令人满意地运行及最少的维修量。
论文题目：机电一体化在航空航天领域的应用与发展趋势摘要本文首先对航空航天领域的发展进行了概述，并回顾了机电一体化技术的发展历程。
接着，详细介绍了机电一体化在飞行控制系统、发动机系统以及航天器推进系统的当前应用情况。
对于飞行控制系统，重点关注了数字飞控系统和智能飞控系统中的机电一体化技术；在发动机系统部分，讨论了可变几何形状喷管的机电一体化设计和涡扇发动机的机电一体化控制；在航天器推进系统方面，则分析了空间推进技术的机电一体化发展趋势和推进剂管理系统中的机电一体化技术。
最后，探讨了机电一体化在航空航天领域的未来发展趋势，包括高度集成化、自主智能和绿色环保等方向，并对相关关键技术、优势挑战以及未来发展进行了展望。
同时，文章也提出了研究成果的总结，存在的问题和对策建议，以及对未来研究的期待。
关键词：机电一体化；航空航天；飞行控制系统；发动机系统；推进系统；未来趋势目录第1章引言 (1)1.1 航空航天领域的发展概述 (1)1.2 机电一体化技术的发展历程 (1)第2章机电一体化在航空航天领域的应用现状 (2)2.1 飞行控制系统的机电一体化应用 (2)2.1.1 数字飞控系统中的机电一体化技术 (2)2.1.2 智能飞控系统中的机电一体化技术 (2)2.2 发动机系统的机电一体化应用 (2)2.2.1 可变几何形状喷管的机电一体化设计 (2)2.2.2 涡扇发动机的机电一体化控制 (2)2.3 航天器推进系统的机电一体化应用 (2)2.3.1 空间推进技术的机电一体化发展趋势 (2)2.3.2 推进剂管理系统中的机电一体化技术 (2)第3章机电一体化在航空航天领域的未来发展趋势 (3)3.1 高度集成化的机电一体化系统 (3)3.1.1 集成化设计的关键技术 (3)3.1.2 集成化系统的优势和挑战 (3)3.2 自主智能的机电一体化系统 (3)3.2.1 人工智能在航空航天领域的应用 (3)3.2.2 智能机电一体化系统的未来发展 (3)3.3 绿色环保的机电一体化系统 (3)3.3.1 环保材料和技术的应用 (3)3.3.2 绿色机电一体化系统的未来发展 (3)第4章结论 (4)4.1 研究成果总结 (4)4.2 存在问题及对策建议 (4)4.3 对未来研究的展望 (4)致谢 (5)第1章引言1.1 航空航天领域的发展概述由于没有提供具体的上下文信息，无法为您提供准确的航空航天领域的发展概述。
机电一体化实施规划范文一、前言。
咱现在要搞机电一体化这个超酷的事儿啦！就像把机械的强壮和电子的聪明结合起来，打造一个无敌的“机电大侠”。
不过呢，这事儿得好好规划规划，不能像没头苍蝇似的乱撞。
二、目标设定。
1. 短期目标（1 2年）咱得先让机械和电子设备能够初步“对话”。
比如说，简单的传感器能把机械部分的状态准确告诉电子控制系统，就像一个小跟班向老大汇报情况一样。
比如说，在一个小的自动化生产线上，让电机的转速能够根据传感器检测到的负载情况自动调整，减少能源浪费，提高生产效率。
这就像是让汽车的发动机根据路况自动换挡，既省油又跑得顺畅。
2. 中期目标（3 5年）要打造出几个有代表性的机电一体化产品。
这些产品得是那种拿出去能让人眼前一亮的，功能强大又稳定。
比如说，搞一个智能机器人，它既能像个大力士一样搬运重物，又能像个聪明的小秘书一样听从语音指令完成各种复杂任务。
或者是做一个超精密的机电一体化加工设备，加工精度能达到头发丝直径的几分之一，这精度就像在针尖上跳舞还不摔倒。
让咱们在机电一体化领域成为行业里响当当的角色。
就像提到机电一体化，大家第一个就想到咱们。
产品要广泛应用于各个领域，从制造业到医疗，从航空航天到智能家居。
而且咱还要不断创新，引领这个领域的发展方向，就像开着一辆超级跑车在前面带路，后面跟着一群模仿者。
三、资源需求与配置。
1. 人力资源。
得有一帮机械方面的“老工匠”，他们对机械结构、材料啥的门儿清，就像了解自己家的每个角落一样。
再加上一群电子技术的“小天才”，他们摆弄电路板、编程啥的就像玩游戏一样轻松。
还要有一些既懂机械又懂电子的“跨界达人”，他们就像翻译官，能让机械和电子无障碍交流。
咱得通过招聘、培训等方式把这些人才凑到一起，就像组建一个超级英雄团队。
2. 设备资源。
各种机械加工设备那是不能少的，像车床、铣床这些，就像厨师的锅碗瓢盆一样重要。
还有电子测试设备，示波器啥的，这是用来检查电子系统有没有调皮捣蛋的。
论文题目：机电一体化技术在环保领域的创新及可持续发展研究摘要本研究主要关注机电一体化技术在环保领域的创新及可持续发展。
首先介绍了机电一体化技术的基本概念、发展历程及其主要应用领域，并对其在环保领域的应用进行了深入分析。
通过对废水处理、废气治理和垃圾处理等环保设备中机电一体化技术的应用实例进行详细阐述，展示了其对环保行业的深远影响。
然后，重点讨论了机电一体化技术在环保领域的创新发展，包括新型高效节能型环保设备和智能化环保设备的研发，以及机电一体化技术的创新点和关键技术。
通过创新案例分析，进一步揭示了机电一体化技术在推动环保领域科技进步方面的重要作用。
最后，针对机电一体化技术在环保领域的可持续发展进行了研究，提出了可持续发展的理念和策略，并探讨了机电一体化技术在环保领域的可持续发展模式，同时给出了推动其可持续发展的具体对策建议。
本文的研究成果对于理解和推动机电一体化技术在环保领域的应用和发展具有重要的理论价值和实践意义。
关键词：机电一体化技术；环保领域；可持续发展；创新发展；废水处理；智能化环保设备目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 国内外研究现状与发展趋势 (1)1.3 论文的研究内容和方法 (1)第2章机电一体化技术概述 (2)2.1 机电一体化技术的概念与特点 (2)2.2 机电一体化技术的发展历程 (2)2.3 机电一体化技术的主要应用领域 (2)第3章环保领域的机电一体化技术应用分析 (3)3.1 环保领域的机电一体化技术需求 (3)3.2 环保设备中的机电一体化技术应用实例 (3)3.2.1 废水处理设备的机电一体化技术应用 (3)3.2.2 废气治理设备的机电一体化技术应用 (3)3.2.3 垃圾处理设备的机电一体化技术应用 (3)3.3 机电一体化技术对环保行业的影响 (3)第4章机电一体化技术在环保领域的创新发展 (4)4.1 新型环保设备的研发与应用 (4)4.1.1 高效节能型环保设备的研发 (4)4.1.2 智能化环保设备的研发 (4)4.2 机电一体化技术的创新点与关键技术 (4)4.3 创新案例分析 (4)第5章机电一体化技术在环保领域的可持续发展研究 (5)5.1 可持续发展的理念与策略 (5)5.2 机电一体化技术在环保领域的可持续发展模式探讨 (5)5.3 推动机电一体化技术在环保领域可持续发展的对策建议 (5)第6章结论与展望 (6)6.1 主要研究成果总结 (6)6.2 存在问题与改进方向 (6)6.3 研究前景展望 (6)致谢 (7)第1章绪论1.1 研究背景与意义随着环境污染问题日益严重，环境保护已成为全球关注的重大议题。
摘要提出一种新型电动执行机构的设计方案，详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法。
该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体，采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置控制，解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位置判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题。
现场运行情况表明，该电动执行机构具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点。
关键词：执行机构电动阀门机电一体化AbstractProposed that one kind of new electric operator's design proposal, introduced this implementing agency various functional element's shaping and the design, the valve position and the speed control principle as well as each key question solution in detail. This implementing agency the valve, the servo electrical machinery, the controller bed in one, uses 8031 monolithic integrated circuits, the frequency conversion technologies to realize valve's movement speed and the position control, has solved valve's pinpointing, the valve flexible switch, technical questions and so on limiting position judgment, electrical machinery protection and simulated signal isolation. The scene operational aspect indicated that this electric operator has the movement to be quickly, the protection consummates as well as is advantageous with merits and so on computer communication.Key words:Implementing agency Electrically operated valveIntegration of machinery目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 引言.. (1)第一章电动执行机构的硬件设计及工作原理 (2)1．1系统工作原理 (2)1．2控制系统各功能元件的选型与设计 (2)第二章阀位及速度控制原理 (5)第三章机电一体化关键技术问题的解决 (5)第四章结论 (8)参考文献 (9)致谢 (10)引言在现代化生产过程控制中，执行机构起着十分重要的作用，它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。
现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。
而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不可调整，其通用性较弱。
整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联网。
鉴于以上原因，采用传统的大流量电动执行机构的控制系统，可靠性和稳定性较差。
随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用，这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。
笔者设计的大流量电动执行机构，采用机电一体化技术，将阀门、伺服电机、控制器合为一体，利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。
通过内置变频器，采用模糊神经网络，实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。
该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜，具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。
实际运行表明，该执行机构工作稳定，性能可靠。
第一章电动执行机构的硬件设计及工作原理电动执行机构控制系统原理框图。
NC数控送料机从结构上主要分为控制部分和执行机械结构部分。
控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。
执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。
1．1系统工作原理霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。
单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。
逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。
1．2控制系统各功能元件的选型与设计（1)单片机选用INTEL公司生产的8031单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号。
（2)三相PWM波发生器PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。
模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生PWM 波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统的精度。
为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。
SA8282是专用大规模集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。
（3)智能逆变模块IPM为了满足执行机构体积小，可靠性高的要求，电机电源采用智能功率模块IPM。
该执行机构主要适用功率小于5．5kW的三相异步电机，其额定电压为380V，功率因数为0．75。
经计算可知，选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以满足系统要求。
该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体，并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出，是一种高性能的功率开关器件。
（4)位置检测电路位置检测电路是执行机构的重要组成部分，它的功能是提供准确的位置信号。
关键问题是位置传感器的选型。
在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。
绕线电位器寿命短被淘汰。
差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。
导电塑料电位器目前较为流行，但它是有触点的，寿命也不可能很长，精度也不高。
笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感器，这种传感器是无触点的，且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。
（5)电压、电流及检测检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩，以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。
由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0～50Hz，采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。
为了快速反映出电流的大小，采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流，对于IPM输出电压的检测采用分压电路。
如图1-1所示。
图1-1IPM输出电流、电压检测（6)通讯接口为了实现计算机联网和远程控制，选用MAX232作为系统的串行通讯接口，MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路，可以把8031串行口输出的TTL电平转换为RS－232标准电平，把其它微机送来的RS－232标准电平转换成TTL电平给8031，实现单片机与其它微机间的通讯。
（7)时钟电路时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。
文中选用时钟电路DS12887。
DS12887内部有114字节的用户非易失性RAM，可用来存入需长期保（8)液晶显示单元为了实现人机对话功能，选用MGLS12832液晶显示模块组成显示电路。
采用组态显示方式。
通过菜单选择，可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。
并采用文字和图形相结合的方式，显示直观、清晰。
存的数据。
（9)程序出格自恢复电路为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常，选用MAX705组成程序出格自恢复电路，监视程序运行。
该电路由MAX705、与非门及微分电路组成。
工作原理为：一旦程序出格，WDO由高变低，由于微分电路的作用，由“与非”门输入引脚2变为高电平，引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲，使单片机产生一次复位，复位结束后，又由程序通过P1．0口向MAX705的WDI引脚发正脉冲，使WDO引脚回到高电平，程序出格自恢复电路继续监视程序运行。
第二章阀位及速度控制原理采用双环控制方案，其中内环为速度环，外环为位置环。
速度环主要将当前速度与速度给定发生器送来的设定速度相比较，通过速度调节器改变PWM波发生器载波频率，实现电机的转速调节。
速度调节器采用模糊神经网络控制算法。
外环主要根据当前位置速度的设定，通过速度给定发生器向内环提供速度的设定值。
由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速、匀速、减速等阶段。
各阶段的时间长短、加速度的大小、在何位置开始匀速或减速均与给定位置、当前位置以及运行速度有关。
速度给定发生器的工作原理为：通过比较实际阀位与给定阀位，当二者不相等时，以恒定加速度加速，减速点根据当前速度、阀位值、阀位给定值的大小计算得来。
执行机构各阶段运行速度的计算原理，为执行机构的典型运行速度图，它由若干段变化速率不同的折线组成。
将曲线上速率开始发生改变的那一点称为起始段点，相应的时间称为段起始时间，如图2-1中的t(i)(i＝0，1，2，……)，相应的速度称为段起始速度，如图2-1所示v(i)(i＝0，1，2，…)。
设第i段速度的变化速率为ki，则有：式中：Δv为两段点之间的速度变化值，Δv＝vi ＋1－vi；Δt为两段之间的时间，Δt＝ti＋1－ti。
显然，当ki＝0时为恒速段，ki＞0时为升速段，ki＜0时为减速段。
