机电一体化

1、机电一体化：从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、计算机信息技术、自动控制技术等在系统工程的基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最优化而建立起来的一门新的科学技术。

2、机电一体化技术：指包括技术基础、技术原理在内的、使机电一体化系统得以实现、使用和发展的技术。

3、机电一体化产品：指机电一体化技术，在机械产品基础上创造出来的新一代产品或设备。

4、机电一体化系统：是运用机电一体化技术把各种机电一体化设备按目标产品的要求组成的一个高效率、高柔性、高质量、高可靠性、低能耗的生产系统。

5、机电一体化的发展趋势：
①、性能上向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展
②、功能上向小型化、轻型化、多功能化方向发展
③、层次上向系统化、复合集成化的方向发展
6、机电一体化技术的主要特征：
①整体结构最优化、②系统控制智能化
③操作性能柔性化
7、机电一体化技术的相关技术：
①机械技术：要求：a、质量轻；b、机构简单；c、刚度足够大
②计算机与信息处理技术：包括信息的交换、存取、运算、判断和决策等，实现信息处理的主要工具是计算机
③检测与传感技术：研究对象是传感器及其信号检测装置
④自动控制技术
⑤伺服驱动技术
⑥系统总体技术
8、机电一体化系统的组成：
①自成系统的机电一体化产品、设备；
②由机电一体化产品组成的生产制造各种机电产品或非机电产品的机、电、信、管一体化系统，即机电一体化生产系统
9、三大目的功能：①、变换功能；②、传递功能；③、储存功能
10、四种内部功能：主功能、动力功能、控制功能和构造功能
主功能：是实现产品目的功能直接必需的功能，只要对物质、能量、信息或其相互结合进行变换、传递和存储
动力功能：是向系统提供动力，让系统得以运转的功能
控制功能：包括信息检测、处理及控制，其作用是根据产品内部信息和外部信息对整个产品进行控制，使系统正常运转，实施目的功能
构造功能：是使构成系统的子系统及元件、部件维持所定的时间和空间上得相互关系，并保证系统工作中的强度和刚度所必需的功能
11、机电一体化生产系统的组成：
（1）物流系统①、输送系统②储存系统③操作系统
（2）能量流系统
（3）信息流系统
12、现代机械：是一个机电一体化的机械系统，主要包括传动机构，导向机构，执行机构，轴系、机座或机架等五大部分
13、机械系统的基本要求：①高精度②良好的稳定性③快速响应
14、为确保机械系统的精度和工作稳定性，为达到无间隙、低间隙、低惯量、高强度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求采取的措施：①、采用低摩擦阻力的传动部件和导向支撑部件；
②缩短传动链，提高传动与支座刚度；③、选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力④缩小反向死去误差⑤改进支撑及机架的结构设计，以提高刚性、减少振动、降低噪音，减少质量、缩小体积使结构紧密，以确保系统的小型化、质量化、高速化和高可靠性
15、螺纹滚道的形状：①单圆弧型面②双圆弧型面
16、外循环的特点：结构简单，制造方便，但径向尺寸较大，弯管端部容易磨损；缺点：是滚道接缝处很难做的平滑，影响滚珠滚动的平稳性
17、内循环的特点：结构紧凑，定位可靠，刚性好，且不易磨损，返回滚道短，不易发生滚珠堵塞，摩擦损失也小；缺点：反相器结构复杂，制造困难，且不能用于多头螺纹传动。

18、常用的双螺母消除轴向间隙的结构形式：①垫片调隙式②螺母调隙式③齿差调隙式
19、滚珠丝杠副的安装的支撑方式的选择：①一端固定、一段自由——适用于较短和竖直的丝杠
②一端固定、一段游动——适用于较长的卧式安装丝杠③两端固定——适用于对刚度和位移精度要求的场合
20、滚动直线导轨的特点：①承载能力大②刚性强③寿命长④传动平稳可靠⑤具有结构自调整能力
21、滚动直线导轨的分类：①按导轨截面形状分，有梯形和矩形两种②按滚道沟槽形状分，有单圆弧和双圆弧两种③按滚动体形状分，有钢珠式和滚柱式两种
22、死区误差：又叫失动量，是指起动或方向时，系统的输入运动与输出运动之间的差值。

23、产生死区误差的原因有：传动机构中的间隙，导轨运动副的摩擦力以及电气系统和执行元件的起动死区
24、机械系统特性参数对机电一体化系统的影响：①阻尼的影响②摩擦的影响③结构弹性变形的影响④转动惯量的影响⑤间隙的影响
25、提高齿轮传动精度的措施：①齿轮误差的综合与分析:建立当量总误差的数学模型，分析当量总误差的各影响因素，控制对当量总误差的影响明显的单个误差的大小，从而提高齿轮传动精度。

②合理布置传动链：缩短传动链，减少传动副数；总传动比确定化后，各级传动比应按“先小后大”原则分配，并提高最末一级齿轮副的加工精度；在不影响整体结构尺寸的前提下，增大小齿轮齿数，使重合度增大③采用补偿与校正装置④提高有关零件的精度。

26、机电一体化系统对检测系统在性能上的的基本要求：①精度、灵敏度和分辨率高②线性、稳定性和重复性好③抗干扰能力强④静、动态特性好⑤体积小、质量轻、价格便宜、便于安装与维修、耐环境性能好
27、传感器的组成：一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成
28、传感器的基本特性：（1）静态特性：①线性度：将传感器实际测出的输出-输入校准曲线与某一选定拟合直线不吻合程度的最大值称为……②灵敏度：是传感器在稳定条件下，输出量增量于被测输入量增量之比③迟滞④重复性⑤分辨率⑥精度⑦零漂（2）动态特性①时域性能指标②频域性能指标
29、伺服系统：在机电一体化控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为…亦称随动系统
30、伺服系统组成：控制器、功率放大器、执行机构和检测装置
31、伺服系统的基本要求：①稳定性②精度及系统误差③快速响应性及调整范围
32稳定性：指当作用在系统上的扰动信号消失后，系统能够恢复到原来的稳定状态下运行，或者在输入的指令信号作用下，系统能够达到新的稳定运行状态的能力
33、精度：指其输入量复现输入指令信号的精确程度
动态误差：稳定的伺服系统对变化的输入信号的动态响应过程往往是一个振荡衰减过程，在动态响应过程中输入量与输出量之间的偏差称为…..
稳态误差：在动态响应过程结束后，即在在振荡完全衰减掉后，输出量对输入量的偏差可能会继续存在，这个偏差称为…..
静态误差：指由系统组成元件本身的误差及干扰信号所引起的的系统输出量对输入量的偏差
快速响应两方面的含义：①指动态响应过程中，输出量跟随输入指令信号变化的迅速程度②指动态响应过程结束的迅速程度
步进电机
34、启动频率(突跳频率)：空载时，步进电机由静止突然启动，进入不失步的正常运行所允许的最高启动频率，称之为….
35、静态：指步进电机通的直流电大小为常数且转子不动时的定位状态；静态特性指静态矩角特性，最大静态力矩，还有启动力矩。

36、最高频率：步进电机启动后，当控制脉冲频率逐渐升高仍能保证不丢步运行的极限频率称为…..
37、直流伺服电动机也主要由磁极，电枢，电刷及换向片等三部分组成。

38、直流伺服电机有如下特点：①稳定性好②可控性好③响应迅速④控制功率低，损耗小，效率比较高。

⑤转矩大
39．直流伺服电动机分类：①直流伺服电动机按定子磁场激励方式的不同，可分为电磁式和永磁式。

②按电枢的结构与形状可分为平滑电枢型，空心电枢型和有槽电枢型等。

③可按转子转动惯量的大小而分成大惯量，中惯量和小惯量直流伺服电动机。

④根据控制方式可分为磁场控制方式和电枢控制方式。

40．直流伺服电机的特性①机械特性是指从控制电压恒定时，电动机转速随负载转矩变化的关系，即（）②调节特性是指负载力矩T= =常数的情况下，电动机的转速n与控制电压U之间的函数关系，即n=f（）
41.影响直流伺服电动机特性的因素1）功放电路对机械特性的影响2）电动机内部摩擦对调节特性的影响3）负载变动对调节特性的影响4）电枢电压较小时对调节特性的影响。

①当U 很低时，电动机的反电动势很小，因此由齿槽效应等因素造成的电动势脉动的影响增大。

②电枢回路电阻（主要是电刷与换向器的接触电阻）变化，也是造成转速不稳的重要原因。

42.比例积分调节器的特点：1）由于有比例调节功能，才有了较好的动态响应特性，有了良好的快速性，弥补了积分调节的延缓作用。

2）由于有积分调节的功能，只要输入端有微小的信号，积分就进行，直至输出达限幅为止。

43交流伺服电动机的种类：同步型和感应型。

同步型的特点是①无接触换向部件②需要磁极位置检测器（编码器）③具有直流伺服电机的全部特点。

感应型的特点是①对定子电流的激励分量和转矩分量分别控制②具有直流伺服电机的全部优点。

44.交流伺服电机的结构特点：①交流伺服电机采用了全封闭无刷结构，以适应实际生产环境不需要定期检查和维修。

②结构紧凑，外形小，重量轻③可对定子铁心直接冷却，散热效果好。

④转子采用具有精密磁极形状的永久磁铁，因而可实现高转矩/质量比，动态响应好，运行平稳。

45.交流伺服电动机的控制方式：交流伺服电动机必须具备一个性能，就是能克服交流伺服电动机所谓的自转现象，即无控制信号时它不应转动，特别是当它已在转动时如果控制电压消失后，它应能立即停止转动，即无自转现象。

为了避免电动机的自转现象，就必须增加转子电阻，使转矩曲线的稳定运行区增大，因此电动机转子导条或杯型转子用高电阻率的铝合金制造。

交流伺服电动机的控制方式有三种：1）保持控制电压和励磁电压之间的相位差角为90度，仅仅改变控制电压幅值的幅值控制2）保持控制电压的幅值不变，仅仅改变控制电压与励磁电压的相位差的相位控制3）在励磁电路串联移相电容，改变控制电压的幅值以引起励磁电压的幅值，及其相对于控制电压的相位差发生变化的幅值一相位控制（电容控制）。