机电一体化复习描述
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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。
第一章1、机电一体化系统的构成要素与功能特征五大功能构成要素: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)五个子系统组成。
·2、机电一体化系统(产品)设计的考虑方法:1) 机电互补法机电互补法又称取代法。
该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品(系统)中的复杂机械功能部件或功能子系统,以弥补其不足。
例如:用PLC或计算机取代机械式的变速器、凸轮机构、离合器等。
可简化机械结构、提高性能。
2) 结合(融合)法它是将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件(子系统),其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。
例如:将电机的转子轴作为扫描镜的转轴。
3) 组合法它是将结合法制成的功能部件(子系统)、功能模块,像积木那样组合成各种机电一体化系统(产品),故称组合法。
3、机电一体化系统的设计类型1)开发性设计它是没有参照产品的设计,仅仅是根据抽象的设计原理和要求,设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品或系统。
2)适应性设计它是在总的方案原理基本保持不变的情况下,对现有产品进行局部更改,或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计,以使产品的性能和质量增加某些附加价值。
3)变异性设计它是在设计方案和功能结构不变的情况下,仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。
第二章1.机电一体化的机械系统与一般机械系统相比,具有一定的特殊要求:(1)较高的定位精度。
(2)良好的动态响应特性。
——响应快、稳定性好。
(3)无间隙、低摩擦、低惯量、大刚度。
(4)高的谐振频率、合理的阻尼比。
2.滚珠丝杠副特点具有传动阻力小;传动效率高(92%~98%);轴向刚度高;传动平稳;传动精度高;不易磨损、使用寿命长等优点;缺点:但不能自锁;因而用于高精度传动和升降传动时,需制动定位装置。
3.消除和减小丝杠轴向间隙的主要方法:双螺母螺纹预紧调整特点:结构简单,刚性好,预紧可靠,使用中调整方便; 但不能精确定量调整。
机电一体化复习内容第一篇:机电一体化复习内容第一章绪论1、机电一体化系统的基本功能要素有哪些?功能各是什么?(1)、机械本体其主要功能是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,传输到控制信息处理单元,经过分析处理产生相应的控制信息。
(4)、执行单元根据控制信息和指令完成所要求的动作。
(5)、驱动单元在控制信息作用下,驱动各执行机构完成各种动作和功能。
(6)、控制与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、储存、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,通过输出接口送往执行机构,控制整个系统有目的的运行,并达到预期的性能。
(7)、接口将各要素或子系统连接成一个有机整体。
2、机电一体化的相关技术有哪些?①机械技术②检测传感技术③信息处理技术④自动控制技术⑤伺服驱动技术⑥系统总体技术第二章机械系统设计1、分析各种机械特性对系统性能是如何影响的。
答:摩擦(稳态精度、低速爬行原因)、阻尼(欠阻尼、阻尼比不同时的影响)、间隙(G1—G4)、转动惯量(过大、过小)。
Ⅰ、摩擦特性对性能的影响分析(1)引起动态滞后和稳态误差,如果系统开始处于静止状态,当输入轴以一的角速度转动时,由于静摩擦力矩T的作用,在一定的转角θi范围内, 输出轴将不会运动,θi值即为静摩擦引起的传动死区。
在传动死区内,系统将在一段时间内对输入信号无响应,从而造成误差。
(2)引起低速抖动或爬行—导致系统运行不稳定当输入轴以恒速ω继续运动后,输出轴也以恒速ω运动, 但始终滞后输入轴一个角度θss,(θss为系统的稳态误差)。
Ⅱ阻尼(1)当阻尼比ξ=0时,系统处于等幅持续振荡状态,因此系统不能无阻尼。
机电系统设计提纲第1章概述1 机电一体化概念以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。
2 机电一体化共性关键技术(1)精密机械技术(2)信息处理技术(3)自动控制技术(4)检测传感技术(5)伺服驱动技术(6)系统总体技术3 机电一体化的作用及目的作用:(1)机电一体化技术可为改造传统设备开辟新的发展途径(2)机电一体化技术将加快机电工业赶超国际水平的步伐(3)机电一体化技术将加速改善我国的出口产品结构(4)机电一体化可增强企业的生产经营能力目的:机电一体化的目的是使产品多功能化、高效率化、高智能化、高可靠化、省材料省能源化、并使产品的结构向轻、薄、细、小巧化方向发展,不断满足人们生活的多样化要求和生产的省力化、自动化需求。
4 机电一体化系统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。
第三章机电一体化系统中的机械设计1 精度(静刚度、动刚度、定位精度等)、误差概念精度的概念(1)准确度:用系统误差大小来表示,反映了测量值偏离真值的程度。
(2)精密度:用随机误差大小来表示,反映了测量值与真值的离散程度。
(3)精确度:系统误差和随机误差大小的综合反映。
(4)设计精度:指在设计时要求达到的精度。
(5)零件精度:包括零件制造的几何尺寸误差和形状位置误差。
(6)运动精度:指设备主要零部件在以工作速度运动时的精度,常用运动误差来表示。
(7)装配精度:指零部件装配后零部件或设备的尺寸和相对位置误差,包括外形尺寸、作业位置尺寸。
(8)定位精度:指机床或仪器重要部件在运动终点所能达到的实际位置的精度,是一个评价综合性能的精度指标。
(9)重复定位精度:指运动部件沿某个坐标轴向规定位置移动,作多次双向或单向定位时,其实际位置和规定位置的偏差。
(10)几何精度:指机床、仪器在不运动或运动速度较低时的精度。
综合反映零部件和组装后设备的几何形状误差和相对位置误差。