機(jī)電一體化復(fù)習(xí)資料

機(jī)電一體化復(fù)習(xí)資料第一篇：機(jī)電一體化復(fù)習(xí)資料一.概論1.機(jī)電一體化乃是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。其包含的技術(shù)：（1）檢測(cè)傳感技術(shù)（2）信息處理技術(shù)（3）自動(dòng)控制技術(shù)（4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（5）精密機(jī)械技術(shù)（6）系統(tǒng)總體技術(shù)2.機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)（機(jī)構(gòu)）信息處理技術(shù)（計(jì)算機(jī)）動(dòng)力系統(tǒng)（動(dòng)力源）傳感檢測(cè)系統(tǒng)（傳感器）執(zhí)行元件系統(tǒng)（如動(dòng)力機(jī)）五個(gè)子系統(tǒng)組成。3.伺服系統(tǒng)：全閉環(huán)（通過(guò)傳感器直接檢測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行反饋控制的系統(tǒng)）、半閉環(huán)、開(kāi)環(huán)。4.廣義的接口功能有兩種：一是變換調(diào)整；另一種是輸入/輸出。5.（1）機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮方法通常有：機(jī)電互補(bǔ)法、融合法、組合法。其目的是綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)和微電子技術(shù)各自的特長(zhǎng)設(shè)計(jì)出最佳的機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）。（2）機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型：開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)。復(fù)習(xí)題：一.機(jī)電一體化系統(tǒng)有哪些基本要素組成？分別實(shí)現(xiàn)哪些功能？1.控制器【控制（信息存儲(chǔ)、處理、傳送）】2.檢測(cè)傳感器【計(jì)測(cè)（信息收集與交換）】3.執(zhí)行元件【驅(qū)動(dòng)（操作）】4動(dòng)力源【提供動(dòng)力（能量）】5.機(jī)構(gòu)【構(gòu)造】二.工業(yè)三要素指的是什么？P7物質(zhì)、能量和信息。三.機(jī)電一體化必須具有以下三大目的功能1.變換（加工、處理）功能2.傳遞（移動(dòng)、輸送）功能3.存儲(chǔ)（保持、和蓄、記錄）功能。第二章1.機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)除要求其具有較高的精度外還應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。就是說(shuō)響應(yīng)要快，穩(wěn)定性要好。2.機(jī)械系統(tǒng)一般由減速系統(tǒng)、絲杠螺母副、渦輪蝸桿副等各種線性傳動(dòng)部件以及連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等非線性傳動(dòng)部件、導(dǎo)向支撐部件、旋轉(zhuǎn)支撐部件、軸系及機(jī)架或箱體等組成。3.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不斷適應(yīng)新的技術(shù)要求（1）精密化（2）高速化（3）小型輕量化。4.根據(jù)絲杠和螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合情況，基本傳動(dòng)形式有四種類型：（1）螺母固定、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)（2）絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)（應(yīng)用最多）（3）螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠移動(dòng)（4）絲杠固定，螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)。5.滾珠絲杠與滑動(dòng)絲杠的區(qū)別是.滾珠絲杠無(wú)自鎖。5.P36與滑動(dòng)絲杠相比,滾珠絲杠副除上述優(yōu)點(diǎn)外,還是有軸向剛度高(通過(guò)適當(dāng)預(yù)緊可消除絲杠與螺母之間的軸向間隙)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),傳動(dòng)精度高,不易磨損,使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),但由于不能自鎖,具有傳動(dòng)可逆性，在用做升降機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)需要采取制動(dòng)措施。6.滾珠的循環(huán)方式：內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)內(nèi)循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)：滾珠循環(huán)的回路矩，流暢性好，效率高，螺母的徑向尺寸較小，其不足是反向器加工困難，裝配調(diào)整也不方便———反向器式P27外循環(huán)：1）螺旋槽式2）插管式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造但是徑向尺寸較大，彎管端部用做擋珠器比較容易磨損。3）端蓋式7.滾珠絲杠副的主要尺寸參數(shù)：公稱直徑d0基本導(dǎo)程Ph行程（）導(dǎo)程Ph（或螺矩t）指滾珠螺母相對(duì)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)()弧度時(shí)的行程（或螺母上基準(zhǔn)點(diǎn)的思向位移）公稱導(dǎo)程Ph0通常指用做尺寸標(biāo)識(shí)的導(dǎo)程值P288滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊滾珠絲杠副在此負(fù)載時(shí)，滾珠與滾道面接觸點(diǎn)處將產(chǎn)生彈性變形，換向時(shí)其軸向間隙會(huì)引起空回，這種空回是非連續(xù)性既影響傳動(dòng)精度又影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，單螺母絲杠副的間隙消除相當(dāng)困難，實(shí)際應(yīng)用中常采用以下幾種預(yù)緊調(diào)整方法：1）雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整方式，特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單剛性好，預(yù)緊可靠，使用中調(diào)整方便，但不能精度定量地進(jìn)行調(diào)整2）雙螺母墊片預(yù)緊調(diào)整式，特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)定量調(diào)整可進(jìn)行精密微調(diào)使用中調(diào)整較方便。調(diào)整公式：=n*t1/Z1-n*t2/Z2n齒數(shù)t導(dǎo)程3）比螺母墊片挏預(yù)緊式，特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性高，預(yù)緊可靠但使用中調(diào)整不方便4）彈簧式自動(dòng)預(yù)緊調(diào)整式：特點(diǎn)：能消除使用過(guò)程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向剛度低，適合用于輕載場(chǎng)合。5）單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊式和螺母滾珠過(guò)盈預(yù)緊式9.滾珠絲杠副支承方式的選擇：1）單推—單推式：特點(diǎn)：軸向剛度高，預(yù)拉伸安裝時(shí)預(yù)緊力較大，但壽命比雙推—雙推式低2）雙推—雙推式：適合于高剛度，高轉(zhuǎn)速，高精度的精密絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)3）雙推—簡(jiǎn)支式：雙推端可預(yù)伸拉安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用于中速，傳動(dòng)精度的長(zhǎng)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)4）雙推—自由式：軸的剛度和承載能力低，多用于輕載，低速的垂直安裝的絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)P3810．個(gè)傳動(dòng)比的最佳分配原則：（1）重量最輕原則對(duì)于小功率傳動(dòng)系統(tǒng)是各級(jí)傳動(dòng)i1=i2=i3=……=（）即可使傳動(dòng)裝置的重量最輕。對(duì)于大功率各級(jí)傳動(dòng)比一般應(yīng)以“先大后小”的原則處理。（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則：為了提供機(jī)電一體化系統(tǒng)傳遞運(yùn)動(dòng)精度，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)按先小后大的原則分配，以便降低齒輪的加工誤差、安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤對(duì)輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。（3）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則利用該原則所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)換算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小.（公式：）11.導(dǎo)軌副的組成：承導(dǎo)件和運(yùn)動(dòng)件組成。按接觸面的摩擦性質(zhì)可分：滑動(dòng)導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌，流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：開(kāi)式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。12.常見(jiàn)的導(dǎo)軌副截面形式P54組合形式：雙三角形、矩形和矩形組合、三角形和矩形組合、三角形和平面組合、燕尾形導(dǎo)軌及其組合。（1）三角形導(dǎo)軌（2）矩形導(dǎo)軌（3）燕尾形導(dǎo)軌（4）圓形導(dǎo)軌13.導(dǎo)軌副間隙地調(diào)整P57為了保證導(dǎo)軌正常工作導(dǎo)軌滑動(dòng)表面之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。(1)壓板（2）鑲條法。第三章1.什么是執(zhí)行元件：該元件是處于機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)與微電子控制系統(tǒng)的接點(diǎn)部位的能量轉(zhuǎn)換部件，它能在微電子控制系統(tǒng)的控制下將各種形式的輸入能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。2.對(duì)執(zhí)行元件的基本要求：（1）慣量小、動(dòng)力大（2）體積小重量輕（3）便于維修安裝（4）易于微機(jī)控制。執(zhí)行元件種類：電動(dòng)式，液動(dòng)式，全動(dòng)式。3.對(duì)控制用電機(jī)的基本要求：（1）性能密度大（2）快速性好，即加速轉(zhuǎn)矩大，頻響特性好。（3）位置控制精度高，調(diào)速范圍寬，低速運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)爬行現(xiàn)象，分辨率高振動(dòng)噪聲小（4）適應(yīng)起停頻繁的工作要求（5）可靠性高壽命長(zhǎng)。4.三種電機(jī)的比功率：在額定輸出功率相同的條件下，比功率（），交流伺服電機(jī)得比功率最高，直流伺服電機(jī)次之步進(jìn)電機(jī)最低。電機(jī)：動(dòng)力用電動(dòng)機(jī)、控制用電動(dòng)機(jī)。5.DCAC的調(diào)整方法：直流伺服電機(jī)為直流供電，為調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和方向，需要對(duì)其直u流電壓的大小和方向進(jìn)行控制。目前常用晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動(dòng)和晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)兩種方式。（PWM）脈寬調(diào)制交流電動(dòng)機(jī)的矢量控制是交流伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵，可以利用微處理器和計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）對(duì)交流電動(dòng)機(jī)作磁場(chǎng)的矢量控制，從而獲得對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的最佳控制。6.AC磁場(chǎng)的矢量圖7.交流伺服電機(jī)的控制方法：(幅值,相位,幅相)控制8.P103步進(jìn)電機(jī)又稱脈沖電機(jī),它是將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換或機(jī)械角位移的執(zhí)行元件9.步距角:轉(zhuǎn)子沿（順）逆時(shí)針?lè)较蛞徊讲降剞D(zhuǎn)動(dòng)，每步轉(zhuǎn)過(guò)的角度（轉(zhuǎn)子脈沖轉(zhuǎn)過(guò)的角度）。相：定子有個(gè)均勻分布的磁極，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)磁極組成一相。拍：從一相通電接到另一相通電稱一拍。單拍：勵(lì)磁繞組依次單獨(dú)通電運(yùn)行。雙拍：兩相勵(lì)磁繞組同時(shí)通電。10.步進(jìn)電機(jī)的步距角越小,意味著它所能達(dá)到的位置精度越高,通常的步距角是1.5度或0.75度步距角的大小,=360度/(zm)Z：齒數(shù)m：相*單或雙拍，轉(zhuǎn)速v=60f/mz步距角大小與通電方式和轉(zhuǎn)子齒數(shù)有關(guān)。11.步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性：1分辨率，2靜態(tài)特性，3動(dòng)態(tài)特性12.負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與啟動(dòng)頻率的關(guān)系：隨著負(fù)載的增加，起動(dòng)頻率也會(huì)降低13.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量及頻率就可精確控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速14.細(xì)分驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，這種得一個(gè)步距角細(xì)分面若干步的驅(qū)動(dòng)方法稱為細(xì)分驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)：在不改動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的情況下能使步進(jìn)電機(jī)角減小，能使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，提高勻速性，并能減弱或消除振蕩，但細(xì)分后的步距角精度不高，功率放大紅色動(dòng)電路也相應(yīng)復(fù)雜。15。無(wú)累積誤差第四章1.專用與通用的抉擇：專用控制系統(tǒng)適合于大批量生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品。對(duì)于多品種中小批量生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，由于還在不斷改進(jìn)，結(jié)構(gòu)還不十分穩(wěn)定，特別是對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)采用通用控制系統(tǒng)比較合理。2.硬件與軟件的權(quán)衡：動(dòng)算與判斷處理等，適宜用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而在大多數(shù)情況下，對(duì)于某種功能來(lái)說(shuō)，既可用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)又可用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)3.總線類型：由數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線?？偩€的組成:4.8086有兩種工作模式：最大（MN/MX接地）和最小（MN/MX接+5V電壓）工作模式。5.讀圖4.7（1）8086最高訪問(wèn)20位，有16個(gè)拐角，分時(shí)發(fā)出一次16一次鎖存4尋址空間64K。（2）74LS374為地址鎖存器兩片74LS245收發(fā)器作為16位數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器。6.RAMROM的區(qū)別：RAM存取速度快，隨機(jī)存儲(chǔ)器。ROM只讀存儲(chǔ)器。7.總線驅(qū)動(dòng)的作用：當(dāng)總線上所掛芯片的數(shù)目較多時(shí)，必須加總線驅(qū)動(dòng)器來(lái)提高總線的驅(qū)動(dòng)能力，否則將使系統(tǒng)的可靠性大大降低，甚至不能正常工作。8.I/O接口硬件電路的組成：主要由地址譯碼器，I/O讀碼譯碼和I/O接口芯片組成。9.I/O尋址方法（p152）由指定控制字來(lái)規(guī)定各端口的工作狀態(tài)，將此控制字送入控制寄存器后，即可規(guī)定各端口的輸入輸出。10.實(shí)現(xiàn)片選的方法（1）邏輯電路法（2）譯碼器11.LED顯示方法：動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種。當(dāng)顯示位數(shù)很少時(shí)采用靜態(tài)法，當(dāng)顯示所需的I/O太多一般采用動(dòng)態(tài)顯示法。（動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器）12.CPU外部連接光電隔離電路及作用為了防止強(qiáng)電干擾以及他干擾信號(hào)通過(guò)I/O控制電路進(jìn)入計(jì)算機(jī)影響其工作，通常的辦法是首先采用濾波吸收，抑制干擾信號(hào)的產(chǎn)生，然后采用光電隔離的辦法，使微機(jī)與強(qiáng)電部件不共地。阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)，光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成。作用：1）可將輸入與輸出央兩部分電路的地線分開(kāi)，各自使用一套電源供電。2）可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換3)提高驅(qū)動(dòng)能力12。PLC可編程邏輯控制器P17213。檢測(cè)傳感器的分類與基本要求傳感器是將被檢測(cè)對(duì)象的各種物理變化量變?yōu)殡娦盘?hào)的一種變換器傳感器按輸出性能分為：開(kāi)關(guān)型，模擬型，數(shù)字型14。校準(zhǔn)：用戶在使用前或在使用過(guò)程中或擱置一段時(shí)間后再使用時(shí)必須對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行復(fù)測(cè)或作必要的調(diào)整與修正。以保證其測(cè)量精度這個(gè)測(cè)的過(guò)程就是校準(zhǔn)第五章機(jī)電一體化系統(tǒng)操作過(guò)程的控制目的有兩個(gè)，其一些根據(jù)操作條件的變化制定最佳操作方案，其二是對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制，提高控制性能，實(shí)現(xiàn)規(guī)定的目的功能第七章P.I.D調(diào)節(jié)是指(P表示比例,I表示積分,D表示微分)PID調(diào)節(jié)器控制作用三種基本形式:比例作用,積分作用,微分作用.P調(diào)節(jié)缺點(diǎn)：存在誤差，干擾較大，慣性也較大的系統(tǒng)不宜采用單純的比例調(diào)節(jié)器。I調(diào)節(jié)：可以減少或消除誤差，但積分調(diào)節(jié)反應(yīng)慢。PI調(diào)節(jié)：比例積分調(diào)節(jié)克服了單純比例環(huán)節(jié)有調(diào)節(jié)誤差的缺點(diǎn)又避免了積分環(huán)節(jié)反應(yīng)慢的弱點(diǎn)，既改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能又改善其動(dòng)態(tài)性能。PID調(diào)節(jié)：不但能改善系統(tǒng)穩(wěn)定性能也能改善起動(dòng)態(tài)性能，噪聲大或響應(yīng)快的系統(tǒng)不適用。第八章數(shù)控機(jī)電一體化改選考慮什么?傳統(tǒng)機(jī)床機(jī)電一體化的改造方法有兩種：一是以微機(jī)為中心設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，另一種是采用標(biāo)準(zhǔn)的步進(jìn)電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)作為主要控制裝置。第二篇：機(jī)電一體化復(fù)習(xí)資料第一章“機(jī)電一體化”是由mechanics（機(jī)械學(xué)）和electronics（電子學(xué)）組合而成的詞。機(jī)電一體化系統(tǒng)包含5個(gè)基本部分：動(dòng)力源、傳感器、控制器、驅(qū)動(dòng)部件、執(zhí)行元件或機(jī)構(gòu)；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的5個(gè)基本功能：提供動(dòng)力與能量、檢測(cè)與計(jì)量、控制、為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)、完成系統(tǒng)功能所必需的動(dòng)作。機(jī)電一體化設(shè)備的特點(diǎn)：1.操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作者要求低2.生產(chǎn)效率高3.產(chǎn)品的一致性好4.設(shè)備安全性高5.設(shè)備維護(hù)成本高第二章原動(dòng)力：獨(dú)立于系統(tǒng)之外并為系統(tǒng)提供一切能量。常見(jiàn)的原動(dòng)力有：交流電機(jī)、直流電機(jī)、壓縮空氣和壓力油。電機(jī)按形式可分為模擬電機(jī)和數(shù)字電機(jī)，常用的交流電機(jī)和直流電機(jī)均屬于模擬電機(jī)，常用的數(shù)字電機(jī)有交流伺服電機(jī)、直流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。常用的減速器類型有：齒輪減速器、蝸桿減速器、行星齒輪減速器。減速器選用時(shí)，應(yīng)考慮傳動(dòng)比的大小、輸入/輸出軸的空間位置、使用條件以及經(jīng)濟(jì)性等因素。普通齒輪減速器具有效率高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是外形尺寸較大，適用于場(chǎng)地空間不受限制、長(zhǎng)期或連續(xù)大功率工作的場(chǎng)合。蝸桿減速器工作平穩(wěn)，無(wú)噪聲，體積小、質(zhì)量輕、機(jī)構(gòu)緊湊，但傳動(dòng)效率低，只適用于中小功率和間歇工作的場(chǎng)合。行星齒輪減速器傳動(dòng)比范圍大、體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，并且可做成輸出/輸入同軸的形式，缺點(diǎn)是某些類型的結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。直線運(yùn)動(dòng)大多是由電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。當(dāng)電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，被驅(qū)動(dòng)件的直線運(yùn)動(dòng)也是勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，稱為線性直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，被驅(qū)動(dòng)件的直線運(yùn)動(dòng)為非勻速運(yùn)動(dòng)，稱之為非線性直線運(yùn)動(dòng)。第三章傳感器是將特定的物理量按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或其他形式信號(hào)的器件或裝置。傳感器由敏感元件、傳感元件及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路3部分組成。按輸出信號(hào)的種類可分為開(kāi)關(guān)量傳感器、模擬量傳感器和數(shù)字量傳感器。傳感器的特性是指?jìng)鞲衅鬏敵鲂盘?hào)與輸入信號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。精度是反映自動(dòng)檢測(cè)儀表的測(cè)量準(zhǔn)確度的指標(biāo)，是衡量傳感器質(zhì)量的最重要的指標(biāo)。靈敏度是指在穩(wěn)定狀態(tài)下，傳感器的輸出量變化值與引起該變化的輸入量變化值之比。分辨率是指?jìng)鞲衅髂軝z測(cè)出的被測(cè)信號(hào)的最小變化量。線性度也叫線性度非線性誤差，是指?jìng)鞲衅鲗?shí)際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差和傳感器滿量程輸出的百分比。遲滯是指?jìng)鞲衅鞯恼蛱匦耘c反向特性不一致的程度。“霍爾效應(yīng)”：半導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，在半導(dǎo)體的兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)稱為霍爾電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)使得大小與電流和磁場(chǎng)的乘積成正比。編碼器屬于數(shù)字傳感器，將角位移或線位移轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，角度數(shù)字編碼器按照測(cè)量數(shù)據(jù)的特點(diǎn)可分為絕對(duì)編碼器和增量編碼器。N位碼盤的分辨率為，能分辨的角度為測(cè)量精度越高。熱電偶是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體的端點(diǎn)焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)存在溫度差是，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。熱電阻正溫度系數(shù)：溫度升高，電阻增加。熱電阻負(fù)溫度系數(shù)：溫度升高，電阻減小。正壓電效應(yīng)：壓電材料在受到外力的作用下，在電介質(zhì)表面產(chǎn)生電荷，在外力消除后，電荷消失。逆壓電效應(yīng)：壓電材料在電介質(zhì)的極化方向上施加交變電場(chǎng)或電壓，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)去掉外加電場(chǎng)時(shí)，電介質(zhì)變形消失。第四章主令電器按其功能可分為5類：控制按鈕、行程開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、主令控制器。識(shí)讀電氣原理圖的步驟：先看主電路，后看輔助電路。，位數(shù)N越大，能分辨的角度越小，識(shí)讀電氣接線圖的步驟：1.分析清楚電氣原理圖中主電路和輔助電路所含有的元器件。2、弄清楚電氣原理圖和接線圖中元器件的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3、弄清電氣接線圖中導(dǎo)線的根數(shù)和所用導(dǎo)線的具體規(guī)格。4、根據(jù)電氣接線圖中的線號(hào)研究主電路的線路方向。5、根據(jù)線號(hào)研究輔助電路的走向。直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)：1、直接啟動(dòng)；2、降壓?jiǎn)?dòng)；3、電樞回路串電阻啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速：1、電樞串電阻調(diào)速；2、電壓調(diào)速；3、變磁通調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)：1、能耗制動(dòng)；2、反接制動(dòng)；3、回饋制動(dòng)交流電機(jī)啟動(dòng)：1、直接啟動(dòng)；2、降壓?jiǎn)?dòng)；3、星三角形啟動(dòng)交流電機(jī)調(diào)速方法：1、變頻調(diào)速；2、變極調(diào)速；3、電磁調(diào)速；交流電機(jī)制動(dòng)方法：1、機(jī)械制動(dòng)；2、電力制動(dòng)步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械角位移的電磁機(jī)械裝置。步進(jìn)電機(jī)特點(diǎn):1、步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)角與輸入的脈沖個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比；2、步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率成正比；3、改變通電相序即可改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器主要包括變頻信號(hào)源、脈沖分配器和脈沖放大器3個(gè)部分。伺服電機(jī)可以把輸入的電壓信號(hào)變換成電機(jī)軸上的角位移和角速度等機(jī)械信號(hào)輸出，改變輸入電壓的大小和方向，就可以改變轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。第五章液壓與啟動(dòng)系統(tǒng)的組成：控制元件、執(zhí)行元件、控制調(diào)節(jié)元件、輔助元件、工作介質(zhì)液壓油為液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)介質(zhì)，選擇時(shí)考慮兩個(gè)性質(zhì)：黏性和可壓縮性空氣壓縮機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣壓能的轉(zhuǎn)換裝置。儲(chǔ)氣罐作用：減少空壓機(jī)輸出氣流壓力脈動(dòng)，保證輸出其流動(dòng)的連續(xù)性；作為壓縮空氣瞬間消耗需要的存儲(chǔ)補(bǔ)充之用；儲(chǔ)存一定數(shù)量的壓縮空氣，當(dāng)空壓機(jī)停機(jī)或突然停電等故障發(fā)生時(shí)，備急使用；降低空壓機(jī)的啟動(dòng)、停止頻率，其功能相當(dāng)于增大了空壓機(jī)的功率；利用儲(chǔ)氣罐的大表面積散熱使壓縮空氣中的一部分水蒸氣凝結(jié)成水。干燥器的作用：除去壓縮空氣中的水分和油分，使?jié)窨諝庾兂筛煽諝狻５诹驴删幊炭刂破鞯慕M成包括中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入接口和輸出接口?？删幊炭刂破鞯木幊陶Z(yǔ)言有：指令表、梯形圖與功能塊圖。PLC的接口電路主要分為兩大類：一類采用光電隔離方式、另一類采用固體繼電器隔離方式?？删幊炭刂破鲬?yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟如下：1.深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求2.確定I/O設(shè)備3.選擇合適的PLC類型4.分配I/O點(diǎn)5.設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序6.將程序輸入PLC7.進(jìn)行軟件測(cè)試8.應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試9.編制技術(shù)文件第三篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)資料(DOC)A“機(jī)電一體化”是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)等各相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新形式，是電子技術(shù)向機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域滲透過(guò)程中逐漸形成的一個(gè)新概念。關(guān)于“機(jī)電一體化”(Mechatronics)這個(gè)名詞的起源，說(shuō)法很多。較為人們所接受的含義：“機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引用微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱”機(jī)電一體化的目的是提高系統(tǒng)(產(chǎn)品)高附加價(jià)值化，即多功能化、高效率化、高可靠性化、省材料省能源化，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向輕、薄、短、小巧化方向發(fā)展，不斷滿足人們生活的多樣化需求和生產(chǎn)的省力化、自動(dòng)化需求。優(yōu)先發(fā)展的機(jī)電一體化領(lǐng)域必須同時(shí)具備下述幾個(gè)條件：①短期或中期普遍需要；②具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；③具備或經(jīng)過(guò)短期努力能具備必需的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；④社會(huì)效益十分顯著的領(lǐng)域。6大共性關(guān)鍵技術(shù)：1.檢測(cè)傳感技術(shù)，檢測(cè)傳感器屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的檢測(cè)傳感元件。2.信息（信息處理）技術(shù)，信息技術(shù)包括信息的輸入、變換、運(yùn)算、存儲(chǔ)和輸出技術(shù)。3自動(dòng)控制技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)包括高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷、校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等技術(shù)。4.伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是執(zhí)行元件中的一些技術(shù)問(wèn)題。5.精密機(jī)械技術(shù)，機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)精密機(jī)械提出的新要求有：減輕重量、縮小體積、提高精密、提高剛度、改善動(dòng)態(tài)性能等。6.系統(tǒng)總體技術(shù)，系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，將總體分解成若干功能單元，找出能完成各個(gè)功能的技術(shù)方案，再把功能與技術(shù)方案組合成方案進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）由機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))、電子信息處理系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))、動(dòng)力系統(tǒng)(動(dòng)力源)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)(傳感器)、執(zhí)行元件系統(tǒng)(如電動(dòng)機(jī))，五個(gè)子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)的五種內(nèi)部功能：1.主功能：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“目的功能”直接必需的功能。2.動(dòng)力功能：向系統(tǒng)提供動(dòng)力、讓系統(tǒng)得以運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。3.計(jì)測(cè)功能：對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部信息和外部信息進(jìn)行檢測(cè)與計(jì)算處理的功能。4.控制功能：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)施“目的功能”。5.構(gòu)造功能：使構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及元、部件維持所定的時(shí)間和空間上的相互關(guān)系所必需的功能。廣義接口功能有兩種：1.變換調(diào)整功能、調(diào)整2.輸入/輸出。根據(jù)接口的變換、調(diào)整功能，可將接口分成以下四種：1)零接口。不進(jìn)行任何變換和調(diào)整、輸出即為輸入等，僅起連接作用的接口，稱為零接口。例如輸送管、接插頭、接插座、接線柱、傳動(dòng)軸、導(dǎo)線、電纜等。2）無(wú)源接口。只用無(wú)源要素進(jìn)行變換、調(diào)整的接口，稱為無(wú)源接口。例如齒輪減速器、進(jìn)給絲杠、變壓器、可變電阻器以及透鏡等。3)有源接口。含有有源要素、主動(dòng)進(jìn)行匹配的接口，稱為有源接口。例如電磁離合器、放大器、光電耦合器、D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器以及力矩變換器等。4)智能接口。含有微處理器，可進(jìn)行程序編制或可適應(yīng)性地改變接口條件的接口，稱為智能接口。例如自動(dòng)變速裝置，通用輸入／輸出LSI(8255等通用I/O)、GP-IB總線、STD總線等。根據(jù)輸入／輸出功能可分成以下四種廣義接口：1）機(jī)械接口2）物理接口3）信息接口4）環(huán)境接口。工業(yè)三大要素物質(zhì)、能量和信息機(jī)電一體化對(duì)三大要素的三大效果省能源，省資源，智能化機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的考慮方法：1)機(jī)電互補(bǔ)法又稱取代法。該方法的特點(diǎn)是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品（系統(tǒng))中的復(fù)雜機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)，以彌補(bǔ)其不足。2）結(jié)合(融合)法，它是將各組成要素有機(jī)結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件(子系統(tǒng))，其要素之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配比較充分。3）組合法，它是將結(jié)合法制成的功能部件(子系統(tǒng))、功能模塊，像積木那樣組合成各種機(jī)電一體化系統(tǒng)（品），故稱組合法。機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型：1）開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)，它是沒(méi)有參照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求，設(shè)計(jì)出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品或系統(tǒng)。2)適應(yīng)性設(shè)計(jì)，它是在總的方案原理基本保持不變的情況下，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價(jià)值。3)變異性設(shè)計(jì)，它是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸使之適應(yīng)于量的方面有所變更的要求。B設(shè)計(jì)主要從以下幾方面采取措施：1)采用低摩擦阻力的傳動(dòng)部件和導(dǎo)向支承部件；2)縮短傳動(dòng)鏈，提高傳動(dòng)與支承剛度；3)選用最佳傳動(dòng)比，以達(dá)到提高系統(tǒng)分辨率、減少等效到執(zhí)行元件輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，盡可能提高加速能力；4)縮小反向死區(qū)誤差，如采取消除傳動(dòng)間隙、減少支承變形的措施；5)改進(jìn)支承及架體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以提高剛性、減少振動(dòng)、降低噪聲。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，要求傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不斷適應(yīng)新的技術(shù)要求。具體講有三個(gè)方面：1)精密化，—對(duì)某種特定的機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)其性能的需要提出適當(dāng)?shù)木芏纫?。雖然不是越精密越好，但由于要適應(yīng)產(chǎn)品的高定位精度等性能的要求，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精密度要求也越來(lái)越高。2)高速化，—產(chǎn)品工作效率的高低，直接與機(jī)械傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)。因此，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)的要求。3)小型化、輕量化，—隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)精密化、高速化的發(fā)展，必然要求其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的小型、輕量化，以提高運(yùn)動(dòng)靈敏度(快速響應(yīng)性)、減小沖擊、降低能耗。為與微電子部件的微型化相適應(yīng)，也要盡可能做到使機(jī)械傳動(dòng)部件短小輕薄化。絲桿和螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合情況，有一下類型：1.螺母固定，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)；2絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)；3.螺母轉(zhuǎn)動(dòng)、絲桿移動(dòng)；4絲桿固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)。絲杠螺母機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)形式及選擇方法是：(1)螺母固定、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)如圖2—2a所示，該傳動(dòng)形式因螺母本身起著支承作用，消除了絲杠軸承可能產(chǎn)生的附加軸向竄動(dòng)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可獲得較高的傳動(dòng)精度。但其軸向尺寸不宜太長(zhǎng)，否則剛性較差。因此只適用于行程較小的場(chǎng)合。(2)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)如圖2-2b所示，該傳動(dòng)形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)，故需導(dǎo)向裝置。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，絲杠剛性較好。適用于工作行程較大的場(chǎng)合。(3)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)、絲杠移動(dòng)如圖2_2c所示，該傳動(dòng)形式需要限制螺母移動(dòng)和絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且占用軸向空間較大，故應(yīng)用較少。(4)絲杠固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)如圖2—2d所示，該傳動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但在多數(shù)情況下使用極不方便，故很少應(yīng)用。此外，還有差動(dòng)傳動(dòng)方式，其傳動(dòng)原理如圖2_3所示。該方式的絲杠上有基本導(dǎo)程(或螺距)不同的(如L01、L02)兩段螺紋，其旋向相同。當(dāng)絲杠2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可動(dòng)螺母1的移動(dòng)距離s=n(L01-L02)(n為絲杠轉(zhuǎn)速)，如果兩基本導(dǎo)程的大小相差較少，則可獲得較小的位移s。因此，這種傳動(dòng)方式多用于各種微動(dòng)機(jī)構(gòu)中。滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型可以從螺紋滾道的截面形狀、滾珠的循環(huán)方式和消除軸向間隙的調(diào)整方法進(jìn)行區(qū)別。滾珠的循環(huán)方式有：滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。外循環(huán)---外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)返向時(shí)，離開(kāi)絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外作循環(huán)運(yùn)動(dòng)。從結(jié)構(gòu)上看，外循環(huán)有以下三種形式：1）螺旋槽式2）插管式3)端蓋式精度等級(jí)：根據(jù)GB/T17587.3-1998（與ISO3408-3：1992同）標(biāo)準(zhǔn)，將滾珠絲杠副的精度分成為1、2、3、4、5、7、10共七個(gè)等級(jí)，最高級(jí)為1級(jí)，最低級(jí)為10級(jí)。推薦采用的精度等級(jí)：數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)床和精密儀器等用于開(kāi)環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)，根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求可選用1、2、3級(jí)，一般動(dòng)力傳動(dòng)可選4、5級(jí)，全閉環(huán)系統(tǒng)可選2、3、4級(jí)。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊：(1)雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式，(2)雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式，(3)雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式，（4）彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式，（5）單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式和單螺母滾珠過(guò)盈預(yù)緊式。滾珠絲桿副支承方式的選擇：1之承方式：1)單推-單推式，2)雙推-雙推式，3)雙推-簡(jiǎn)支式4)雙推-自由式。2制動(dòng)裝置。各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則：1.重量最輕原則。2.輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則3.等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則.綜合上述，在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)上述的原則并結(jié)合實(shí)際情況的可行性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)精度提出適當(dāng)要求。具體來(lái)講有一下幾點(diǎn)：1，對(duì)于要求體積小、重量輕的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)可用重量最輕原則。2.對(duì)于要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、起停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的伺服系統(tǒng)的減速齒輪系，可按最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和總轉(zhuǎn)角誤差最小的原則來(lái)處理。對(duì)于變負(fù)載的傳動(dòng)齒輪系統(tǒng)的各級(jí)傳動(dòng)比最好采用不可約的比數(shù)，避免同期齒合以降低噪聲和振動(dòng)。3.對(duì)于提高傳動(dòng)精度和減小回程誤差為主的傳動(dòng)齒輪系，可按總轉(zhuǎn)角誤差最小原則。對(duì)于增速傳動(dòng)，由于增速時(shí)容易破環(huán)傳動(dòng)齒輪系工作的平穩(wěn)性，應(yīng)在開(kāi)始幾級(jí)就增速，并且要求每級(jí)增速比最好大于1：3，以利于增加輪系剛度、減小傳動(dòng)誤差。4.對(duì)較大傳動(dòng)比傳動(dòng)的齒輪系，往往需要將定軸輪系和行星輪系巧妙結(jié)合為混合輪系。對(duì)于相當(dāng)大的傳動(dòng)比，并且要求傳動(dòng)精度與傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、體積小、重量輕時(shí)，可選用新型的諧波齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法：1，圓柱齒輪傳動(dòng)：偏心套（軸）調(diào)整法，軸向墊片調(diào)整法，雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法。圓形導(dǎo)軌：此類導(dǎo)軌制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔經(jīng)過(guò)珩磨，可達(dá)到精密配合，但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙。圓柱形導(dǎo)軌有兩個(gè)自由度，適用于同時(shí)作直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的地方。若要限制轉(zhuǎn)動(dòng)。可在圓柱表面開(kāi)鍵槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩，亦可采用雙圓柱導(dǎo)軌。圓柱導(dǎo)軌用于承受軸向載荷的場(chǎng)合。2-19.設(shè)有一諧波齒輪減速器，其減速比為100，柔輪齒數(shù)為100答：根據(jù)公式:iHr=Zr/(zr-zg)可知:當(dāng)iHr=100時(shí),Zg=99,（但一般剛輪齒數(shù)比柔輪齒數(shù)多，所以舍去）當(dāng)iHr=-100時(shí),Zg=101;故該諧波減速器的剛輪齒數(shù)為101,（柔輪）輸出軸方向與（波發(fā)生器）輸入軸轉(zhuǎn)向相反。(提示：一般來(lái)說(shuō)，剛輪僅比柔輪多幾個(gè)齒；剛輪固定時(shí)，柔輪與輸出軸固聯(lián)；柔輪固定時(shí)，剛輪與輸出軸固聯(lián)，兩種情況下，波發(fā)生器均與輸入軸固聯(lián))C．執(zhí)行元件的種類及特點(diǎn)：1.電氣式執(zhí)行元件，包括控制用電動(dòng)機(jī)(步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、DC和AC伺服電動(dòng)機(jī))、靜電電動(dòng)機(jī)、磁致伸縮器件、壓電元件、超聲波電動(dòng)機(jī)以及電磁鐵等。其中，利用電磁力的電動(dòng)機(jī)和電磁鐵，因其實(shí)用、易得而成為常用的執(zhí)行元件。對(duì)控制用電動(dòng)機(jī)的性能除了要求穩(wěn)速運(yùn)轉(zhuǎn)性能之外，還要求具有良好的加速、減速性能和伺服性能等動(dòng)態(tài)性能以及頻繁使用時(shí)的適應(yīng)性和便于維修性能。2.液壓式執(zhí)行元件，主要包括往復(fù)運(yùn)動(dòng)的油缸、回轉(zhuǎn)油缸、液壓馬達(dá)等，其中油缸占絕大多數(shù)。目前，世界上已開(kāi)發(fā)了各種數(shù)字式液壓式執(zhí)行元件，例如電-液伺服馬達(dá)和電-液步進(jìn)馬達(dá)，這些電-液式馬達(dá)的最大優(yōu)點(diǎn)是比電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩大，可以直接驅(qū)動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩/慣量比大，過(guò)載能力強(qiáng)，適合于重載的高加減速驅(qū)動(dòng)。3.氣壓式執(zhí)行元件，氣壓式執(zhí)行元件除了用壓縮空氣作工作介質(zhì)外，與液壓式執(zhí)行元件無(wú)什么區(qū)別。具有代表性的氣壓執(zhí)行元件有氣缸、氣壓馬達(dá)等。氣壓驅(qū)動(dòng)雖可得到較大的驅(qū)動(dòng)力、行程和速度，但由于空氣粘性差，具有可壓縮性，故不能在定位精度較高的場(chǎng)合使用。對(duì)執(zhí)行元件的基本要求：1.慣量小、動(dòng)力大2.體積小、重量輕，既要縮小執(zhí)行元件的體積、減輕重量，同時(shí)又要增大其動(dòng)力，故通常用執(zhí)行元件的單位重量所能達(dá)到的輸出功率或比功率，即用功率密度或比功率密度來(lái)評(píng)價(jià)這項(xiàng)指標(biāo)。設(shè)執(zhí)行元件的重量為G，則功率密度為P/G。比功率密度為(T2/J)/G。3.便于維修、安裝，執(zhí)行元件最好不需要維修。無(wú)刷DC及AC伺服電動(dòng)機(jī)就是走向無(wú)維修的一例。4.宜于微機(jī)控制，根據(jù)這個(gè)要求，用微機(jī)控制最方便的是電氣式執(zhí)行元件。因此機(jī)電一體化系統(tǒng)所用執(zhí)行元件的主流是電氣式，其次是液壓式和氣壓式(在驅(qū)動(dòng)接口中需要增加電-液或電-氣變換環(huán)節(jié))。內(nèi)燃機(jī)定位運(yùn)動(dòng)的微機(jī)控制較難，故通常僅被用于交通運(yùn)輸機(jī)械。對(duì)控制用電動(dòng)機(jī)的基本要求：開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)。半閉環(huán)，閉環(huán)系統(tǒng)：伺服電動(dòng)機(jī)。D簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)的工作原理：其定子有六個(gè)均勻分布的磁極，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)磁極組成一相，即有A-A1、B-B1、C-C1三相，磁極上繞有勵(lì)磁繞組。假定轉(zhuǎn)子具有均勻分布的四個(gè)齒，當(dāng)A、B、C三個(gè)磁極的繞組依次通電時(shí)，則：A、B、C三對(duì)磁極依次產(chǎn)生磁場(chǎng)吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)距角大小的計(jì)算方法：步距角的大小與通電方式和轉(zhuǎn)子齒數(shù)有關(guān)，其大小可用下式計(jì)算：步距角＝360°／(zm)式中z-轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m-運(yùn)行拍數(shù)，通常等于相數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，即m=KN(N為電動(dòng)機(jī)的相數(shù)，單拍時(shí)K＝1，雙拍時(shí)K＝2)。步進(jìn)電機(jī)也可以制成四相、五相、六相或更多的相數(shù)，以減小步距角并改善步進(jìn)電機(jī)的性能。-說(shuō)明CPU,MC,與MCS的關(guān)系：微處理機(jī)簡(jiǎn)稱CPU。它是一個(gè)大規(guī)模集成電路(LSI)器件或超大規(guī)模集成電路(VLSI)器件，器件中有數(shù)據(jù)通道、多個(gè)寄存器、控制邏輯和運(yùn)算邏輯部件，有的器件還含有時(shí)鐘電路，為器件的工作提供定時(shí)信號(hào)。微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱MC。它是以微處理機(jī)(CPU)為中心，加上只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、輸入／輸出接口電路、系統(tǒng)總線及其他支持邏輯電路組成的計(jì)算機(jī)。上述微處理機(jī)、微型計(jì)算機(jī)都是從硬件角度定義的，而計(jì)算機(jī)的使用離不開(kāi)軟件支持。一般將配有系統(tǒng)軟件、外圍設(shè)備、系統(tǒng)總線接口的微型計(jì)算機(jī)稱為微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱MCS。微機(jī)選用要點(diǎn)：不同領(lǐng)域可選用不同品種、不同檔次的微機(jī)。生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化、機(jī)床自動(dòng)化、數(shù)控機(jī)床一般應(yīng)用8位或16位微機(jī)系統(tǒng)，特別是控制系統(tǒng)與被控對(duì)象分離時(shí)，可使用單板機(jī)、多板機(jī)微機(jī)系統(tǒng)。像家用電器、商用產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)一般裝在產(chǎn)品內(nèi)，故應(yīng)采用單片機(jī)或微處理器。然而，這類產(chǎn)品處理速度不高、處理數(shù)據(jù)量不大、處理過(guò)程又不太復(fù)雜，故主要采用4位或8位微機(jī)。在要求很高的實(shí)時(shí)控制及復(fù)雜的過(guò)程控制、高速運(yùn)算及大量數(shù)據(jù)處理等場(chǎng)合，如智能機(jī)器人、導(dǎo)航系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)應(yīng)主要使用16位與32位微機(jī)。對(duì)一般的工業(yè)控制設(shè)備及機(jī)電產(chǎn)品、汽車機(jī)電一體化控制、智能儀表、計(jì)算機(jī)外設(shè)控制、磅秤自動(dòng)化、交通與能源管理等，多采用8位機(jī)。換句話說(shuō)，4位機(jī)常用于較簡(jiǎn)單、規(guī)模較小的系統(tǒng)(或產(chǎn)品)，16位與32位機(jī)及64位機(jī)主要用于較復(fù)雜的大系統(tǒng)，8位機(jī)則用于中等規(guī)模的系統(tǒng)。由于單片機(jī)的迅速發(fā)展，它的功能更強(qiáng)，性能更完善，逐漸滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域的要求，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，不但用于簡(jiǎn)單小系統(tǒng)，而且不斷被復(fù)雜大系統(tǒng)所采用。說(shuō)明光電耦合器的光電隔離原理：控制輸出時(shí)，從上圖a可知，微機(jī)輸出的控制信號(hào)經(jīng)74LS04非門反相后，加到光電耦合器G的發(fā)光二極管正端。當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，經(jīng)反相后，加到發(fā)光二極管正端的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，沒(méi)有光發(fā)出。這時(shí)光敏晶體管截止，輸出信號(hào)幾乎等于加在光敏晶體管集電極上的電源電壓。當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光敏晶體管接收發(fā)光二極管發(fā)出的光而導(dǎo)通，于是輸出端的電平幾乎等于零。同樣的道理，可將光電耦合器用于信息的輸入，如上圖b所示。當(dāng)然，光電耦合器還有其他連接方式，以實(shí)現(xiàn)不同要求的電平或極性轉(zhuǎn)換E．MC/FMC/FMS/FA/CIMS的含義是什么：MC：加工中心；FMC：柔性制造單元；FMS：柔性制造系統(tǒng)；FA:CIMS：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。F．計(jì)算：系統(tǒng)調(diào)節(jié)方法：1.PID調(diào)節(jié)器及其傳遞函數(shù)，2.調(diào)節(jié)作用分析，3.速度反饋校正可靠性設(shè)計(jì)：所謂可靠性，是指“產(chǎn)品(或系統(tǒng))在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力”。“完成規(guī)定功能”就是能夠連續(xù)地保持產(chǎn)品(或系統(tǒng))的工作能力，使各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)定值。保證系統(tǒng)（產(chǎn)品）可靠性的方法：自動(dòng)控制：在系統(tǒng)(產(chǎn)品)設(shè)計(jì)中，利用機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使系統(tǒng)(產(chǎn)品)具有自適應(yīng)、自調(diào)整、自診斷甚至自修復(fù)的功能，可以大大提高系統(tǒng)(產(chǎn)品)的可靠性。這是因?yàn)樽赃m應(yīng)和自調(diào)整等自動(dòng)化技術(shù)，能使機(jī)器具有適應(yīng)工作條件經(jīng)常變化的功能(對(duì)外界的作用作出反應(yīng))，以及恢復(fù)喪失了的工作能力的功能，使系統(tǒng)(產(chǎn)品)不僅具有完成規(guī)定功能的能力，而且能夠長(zhǎng)時(shí)期地保持這種能力，不必?fù)?dān)心外界影響，也不必?fù)?dān)心系統(tǒng)(產(chǎn)品)本身在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生故障。（2）冗余技術(shù)。冗余技術(shù)又稱儲(chǔ)備技術(shù)。它是利用系統(tǒng)的并聯(lián)模型來(lái)提高系統(tǒng)(產(chǎn)品)可靠性的一種手段。冗余有工作冗余和后備冗余兩類。工作冗余：又稱工作儲(chǔ)備或掩蔽儲(chǔ)備，是一種兩個(gè)或兩個(gè)以上單元并行工作的并聯(lián)模型。平時(shí)，由各個(gè)單元平均負(fù)擔(dān)工作應(yīng)力，因此工作能力有冗余。只有當(dāng)所有的單元都失效時(shí)系統(tǒng)才失效，如果還有任何一個(gè)單元未失效，系統(tǒng)就可靠地工作，不過(guò)這個(gè)單元要負(fù)擔(dān)額定的全部工作應(yīng)力。后備冗余：又稱非工作儲(chǔ)備或待機(jī)儲(chǔ)備。平時(shí)只需一個(gè)單元工作，另一個(gè)單元是冗余的，用于待機(jī)備用。這種系統(tǒng)必須設(shè)置失效檢測(cè)與轉(zhuǎn)換裝置，不斷檢測(cè)工作單元的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)失效就啟動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，用后備單元代替失效的工作單元。（3）診斷技術(shù)。從本質(zhì)上來(lái)看，診斷技術(shù)是一種檢測(cè)技術(shù)，用來(lái)取得有關(guān)系統(tǒng)(產(chǎn)品)中產(chǎn)生的失效(故障)類型和失效位置信息。它的任務(wù)有兩個(gè)：一是出現(xiàn)故障時(shí)，迅速確定故障的種類和位置，以便及時(shí)修復(fù)；二是在故障尚未發(fā)生時(shí)，確定產(chǎn)品中有關(guān)元器件距離極限狀態(tài)的程度，查明系統(tǒng)(產(chǎn)品)工作能力下降的原因，以便采取維護(hù)措施或進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，防止發(fā)生故障。診斷的過(guò)程是：首先對(duì)診斷對(duì)象進(jìn)行特定的測(cè)試，取得診斷信號(hào)(輸出參數(shù))，再?gòu)脑\斷信號(hào)中分離出能表征故障種類和位置的異常性信號(hào)，即癥兆；最后將癥兆與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，確定故障的種類和故障位置。測(cè)試：通常有兩種測(cè)試，一是在故障出現(xiàn)之后，為了迅速確定故障的種類和位置，對(duì)診斷對(duì)象進(jìn)行的試驗(yàn)性測(cè)試，這時(shí)診斷對(duì)象處于非工作狀態(tài)，這種情況稱為診斷測(cè)試；二是在故障發(fā)生之前，診斷對(duì)象處于工作狀態(tài)，為了預(yù)測(cè)故障或及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障而進(jìn)行的在線測(cè)試，這種情況稱為故障監(jiān)測(cè)。癥兆：癥兆是有助于判斷故障種類和故障位置的異常性診斷信號(hào)，可分為直接癥兆和間接癥兆兩類。直接癥兆是在檢測(cè)產(chǎn)品整機(jī)的輸出參數(shù)或可能出現(xiàn)故障的元、部件的輸出參數(shù)時(shí)，取得的異常性診斷信號(hào)。例如，系統(tǒng)(產(chǎn)品)的主要性能參數(shù)異?；蛴嘘P(guān)機(jī)械零件的磨損量、變形量等參數(shù)變化的信號(hào)。間接癥兆是從那些與系統(tǒng)(產(chǎn)品)工作能力存在函數(shù)關(guān)系的間接參數(shù)中取出的異常性診斷信號(hào)。例如，系統(tǒng)(產(chǎn)品)的音響信號(hào)、溫度變化、潤(rùn)滑油中的磨損產(chǎn)物、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)(幅頻特性)等，都可作為取得間接癥兆的信號(hào)。采用間接癥兆進(jìn)行診斷的主要優(yōu)點(diǎn)是，可以在系統(tǒng)(產(chǎn)品)處于工作狀態(tài)及不作任何拆卸的情況下,評(píng)價(jià)產(chǎn)品的工作能力。其缺點(diǎn)是，間接癥兆與系統(tǒng)(產(chǎn)品)輸出信號(hào)之間往往存在某種隨機(jī)關(guān)系，此外，一些干擾因素也會(huì)影響間接癥兆的有效性。盡管如此，間接癥兆在診斷技術(shù)中還是得到了廣泛應(yīng)用。診斷：診斷就是將測(cè)試取得的診斷信號(hào)與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，或利用事先確定的癥兆與故障之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來(lái)確定故障的種類與部位。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是根據(jù)系統(tǒng)(產(chǎn)品)或元、部件輸出參數(shù)的極限值來(lái)設(shè)定的。癥兆與故障之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可根據(jù)理論分析或模擬仿真試驗(yàn)來(lái)建立，這種關(guān)系用列表形式來(lái)表示時(shí)，稱為故障診斷表，有時(shí)稱為故障字典。前面簡(jiǎn)述了保證系統(tǒng)(產(chǎn)品)可靠性的方法，其中裕度法主要是一種改進(jìn)硬件的措施，自動(dòng)控制法以及冗余技術(shù)和診斷技術(shù)是用硬件、軟件或兩者結(jié)合來(lái)保證系統(tǒng)(產(chǎn)品)可靠性的措施。干擾和抗干擾措施：（1)干擾源。一般來(lái)說(shuō)，在機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）中，用專用或通用微型計(jì)算機(jī)組成的控制器，其硬件經(jīng)過(guò)篩選和老化處理，可靠性非常高，平均無(wú)故障工作時(shí)間較長(zhǎng)，因此，引起控制器故障(失效)的原因多半不在于其本身，而在于從各種渠道進(jìn)入控制器的干擾信號(hào)。下圖表示干擾信號(hào)進(jìn)入控制器的各種渠道。這些渠道可分為兩大類型：一是傳導(dǎo)型，通過(guò)各種線路傳入控制器，包括供電干擾、強(qiáng)電干擾和接地干擾等；二是輻射型，通過(guò)空間感應(yīng)進(jìn)入控制器，包括電磁干擾和靜電干擾等。供電干擾：控制器一般都配備有專用的直流穩(wěn)壓電源，即使如此，從交流供電網(wǎng)傳來(lái)的干擾信號(hào)仍然可能影響電源電壓的穩(wěn)定性，并可能經(jīng)過(guò)整流電源竄入控制器。這些干擾信號(hào)主要來(lái)源于附近大容量用電設(shè)備的負(fù)載變化和開(kāi)、停時(shí)產(chǎn)生的電壓波動(dòng)。這些設(shè)備在起動(dòng)時(shí)使電網(wǎng)電壓瞬時(shí)降低，在停止時(shí)又產(chǎn)生過(guò)電壓和沖擊電流。此外，雷電感應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生沖擊電流。供電電網(wǎng)對(duì)控制器的另一種干擾是斷電或瞬時(shí)斷電，這將引起數(shù)據(jù)丟失或程序紊亂。強(qiáng)電干擾：驅(qū)動(dòng)電路中的強(qiáng)電元件如繼電器、電磁鐵和接觸器等感性負(fù)載，在斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓和沖擊電流。這些干擾信號(hào)不僅影響驅(qū)動(dòng)電路本身，還會(huì)通過(guò)電磁感應(yīng)干擾其他信號(hào)線路。這種強(qiáng)電干擾信號(hào)能通過(guò)外部接口通道影響控制器內(nèi)部I/O接口的狀態(tài)，并通過(guò)I/O接口進(jìn)入控制器。接地干擾：接地干擾是由于接地不當(dāng)、形成接地環(huán)路產(chǎn)生的。下圖為接地環(huán)路的兩種典型情況。圖a是由于接地點(diǎn)遠(yuǎn)而形成的環(huán)路，因?yàn)椴煌恢玫慕拥攸c(diǎn)一般不可能電位相同，因此形成圖中所示的地電位差；圖b是采用公用地線串聯(lián)接地而形成的環(huán)路，由于各設(shè)備負(fù)載不平衡、過(guò)載或漏電等原因，可能在設(shè)備之間形成電位差；無(wú)論哪種情況形成的電位差，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)顯著的電流而干擾電路的低電平。輻射干擾：如果在控制系統(tǒng)附近存在磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)、靜電場(chǎng)或電磁波輻射源，就可能通過(guò)空間感應(yīng)，直接干擾系統(tǒng)中的各設(shè)備(控制器、驅(qū)動(dòng)接口、轉(zhuǎn)換接口等)和導(dǎo)線，使其中的電平發(fā)生變化，或產(chǎn)生脈沖干擾信號(hào)。系統(tǒng)附近或系統(tǒng)中的感性負(fù)載是最常見(jiàn)的干擾源，它的開(kāi)、停會(huì)引起電磁場(chǎng)的急劇變化，其觸點(diǎn)的火花放電也會(huì)產(chǎn)生高頻輻射。人體和處于浮動(dòng)狀態(tài)的設(shè)備都可能帶有靜電，甚至可能積累很高的電壓。在靜電場(chǎng)中，導(dǎo)體表面的不同部位會(huì)感應(yīng)出不同的電荷，或?qū)w上原有的電荷經(jīng)感應(yīng)而重新分配，這些都將干擾控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（2)抗干擾措施。用來(lái)抑制上述各種干擾信號(hào)的產(chǎn)生或防止干擾信號(hào)危害的抗干擾措施，既有針對(duì)各種干擾源的性質(zhì)和部位而采取的措施，也有從全局出發(fā)而采取的提高產(chǎn)品可靠性的措施。供電系統(tǒng)的抗于擾措施：針對(duì)交流供電網(wǎng)絡(luò)這個(gè)干擾源所采取的抗干擾措施主要是穩(wěn)(穩(wěn)壓)、濾(濾波)、隔(隔離)。增加電子交流穩(wěn)壓器：在直流穩(wěn)壓電源的交流進(jìn)線側(cè)增加電子交流穩(wěn)壓器、用來(lái)穩(wěn)定220V單向交流進(jìn)線電壓，可以進(jìn)一步提高電源電壓的穩(wěn)定性。增加低通濾波器，用來(lái)濾去電源進(jìn)線中的高頻分量或脈沖電流。加入隔離變壓器，以阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)通路，并抑制干擾信號(hào)的強(qiáng)度。在可靠性要求很高的地方，可采用不間斷電源(具有備用直流電源)，以解決瞬時(shí)停電或瞬時(shí)電壓降所造成的危害。接口電路的抗干擾措施：在控制器與執(zhí)行元件之間的驅(qū)動(dòng)接口電路中，少不了由弱電轉(zhuǎn)強(qiáng)電的電感性負(fù)載，以及用來(lái)通、斷電感負(fù)載的觸點(diǎn)，這些都是產(chǎn)生強(qiáng)電干擾的干擾源。對(duì)于這種干擾，首先是采取吸收的方法抑制其產(chǎn)生，然后采取隔離的方法，阻斷其傳導(dǎo)。這種強(qiáng)電干擾，也會(huì)通過(guò)電磁感應(yīng)影響控制器與檢測(cè)傳感器之間的轉(zhuǎn)換接口電路。對(duì)于這種干擾以及從空間感應(yīng)受到的其他輻射干擾，也需采取隔離的辦法，以免通過(guò)轉(zhuǎn)換接口進(jìn)入控制器。采用RC電路或二極管和穩(wěn)壓二極管吸收在電感負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓，以消除強(qiáng)電干擾。采用光隔離措施以防止驅(qū)動(dòng)接口中的強(qiáng)電干擾及其他干擾信號(hào)進(jìn)入控制器。如下圖a所示,GT為光電耦合器，信號(hào)在其中單向傳輸，其輸入端與輸出端之間的寄生電容很小，絕緣電阻又非常大，因此干擾信號(hào)很難從輸出端反饋到輸入端，從而起到隔離作用。轉(zhuǎn)換接口的隔離：為了防止各種干擾影響由檢測(cè)傳感器傳來(lái)的較弱的模擬信號(hào)，通常采用差分式運(yùn)算放大器來(lái)隔離干擾信號(hào)，其原理如下圖b所示。這種放大器的輸出信號(hào)決定于兩個(gè)輸入端的電位差，即UP-Ui，而干擾信號(hào)的相位及大小對(duì)兩個(gè)輸入端來(lái)說(shuō)是相同的，因此干擾信號(hào)就被抵消了。對(duì)于近距離的檢測(cè)傳感器發(fā)出的數(shù)字或脈沖信號(hào)，不必再經(jīng)過(guò)放大，可采用下圖c所示的抗干擾電路。由R1和C1組成濾波器，濾去高頻干擾。由于經(jīng)過(guò)RC濾波后的脈沖信號(hào)往往有脈動(dòng)和抖動(dòng)，為了改善脈沖前沿，故增加了一級(jí)整形電路。接地系統(tǒng)的抗干擾措施：要防止從接地系統(tǒng)傳來(lái)的干擾，主要方法是切斷接地環(huán)路，通常采用以下措施。并聯(lián)接地，單點(diǎn)接地，光電隔離。機(jī)電一體化系統(tǒng)的“失效”與“故障”有何異同：如果產(chǎn)品不能完成規(guī)定功能，就稱為失效，對(duì)于可修復(fù)的產(chǎn)品，也可稱為故障?？梢?jiàn)失效(或故障)是一種破壞產(chǎn)品(或系統(tǒng))工作能力系統(tǒng)(產(chǎn)品)完成規(guī)定的功能是相對(duì)于“規(guī)定條件”和“規(guī)定時(shí)間”而言的?！耙?guī)定條件”是指使用時(shí)的應(yīng)力條件(工作條件)、環(huán)境條件和存儲(chǔ)時(shí)的存儲(chǔ)條件等，“規(guī)定條件”不同，系統(tǒng)（產(chǎn)品）的可靠性也不同。例如，同一半導(dǎo)體器件，在使用時(shí)要求輸出不同的功率，但不同的溫度和濕度等環(huán)境條件、存儲(chǔ)條件都會(huì)影響其可靠性?！耙?guī)定時(shí)間”長(zhǎng)短的不同，系統(tǒng)（產(chǎn)品）的可靠性也不同，一般來(lái)說(shuō)，規(guī)定的時(shí)間越長(zhǎng)、故障越多，可靠性也就越低。的事件，失效(或故障)越頻繁可靠性就越低。第四篇：機(jī)電一體化課程復(fù)習(xí)資料(二)簡(jiǎn)述題1.機(jī)電一體化技術(shù)（或產(chǎn)品）的定義。（P1）答：“機(jī)電一體化”是微電子技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透過(guò)程中逐漸形成的一個(gè)新概念，機(jī)電一體化技術(shù)是精密機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)等各相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新形式，是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。2.機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目的是什么？（P2）答：機(jī)電一體化的目的是使系統(tǒng)（產(chǎn)品）高附加價(jià)值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向輕、薄、短、小巧化方向發(fā)展，不斷滿足人們生活的多樣化需求和生產(chǎn)的省力化、自動(dòng)化需求。3.機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的主要構(gòu)成單元或組成部分有哪些？（P5）答：機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）由機(jī)械系統(tǒng)（機(jī)構(gòu)）、電子信息處理系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)）、動(dòng)力系統(tǒng)（動(dòng)力源）、傳感檢測(cè)系統(tǒng)（傳感器）、執(zhí)行元件系統(tǒng)（如電動(dòng)機(jī)）等五個(gè)子系統(tǒng)組成。4、簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的機(jī)電結(jié)合（融合）設(shè)計(jì)方法。（P13）答：機(jī)電結(jié)合法是將各組成要素有機(jī)地結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件（子系統(tǒng)），其要素之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配比較充分。5、簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的機(jī)電組合設(shè)計(jì)方法，特點(diǎn)是什么？。答：它是將機(jī)電結(jié)合法制成的功能部件（子系統(tǒng)）、功能模塊，像積木那樣組合成各種機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品），故稱為組合法。特點(diǎn)：在新產(chǎn)品（系統(tǒng)）系列及設(shè)備的機(jī)電一體化改造中應(yīng)用這種方法，可以縮短設(shè)計(jì)及研制周期、節(jié)約工裝設(shè)備費(fèi)用，且有利于生產(chǎn)管理、使用和維修。6.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）中的基本功能和作用是什么？（P22）答：傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使執(zhí)行元件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配。7.簡(jiǎn)答機(jī)電一體化機(jī)械傳動(dòng)的主要功能，目的，基本要求。（P22）答：主要功能：傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；目的是使執(zhí)行元件和負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配；基本要求：傳動(dòng)間隙小、精度高、體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大。8.機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的機(jī)械部分與一般機(jī)械系統(tǒng)相比，應(yīng)具備哪些特殊要求？（P22）答：（1）較高的定位精度；（2）良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，就是說(shuō)響應(yīng)要快、穩(wěn)定性要好；（3）為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)中，常提出無(wú)間隙、低摩擦、低慣量、高剛度、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊纫蟆?.簡(jiǎn)述滾珠絲杠傳動(dòng)裝置的組成，結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)。（P25）答：（1）組成：滾珠絲杠傳動(dòng)裝置由帶螺旋槽的絲桿、螺母、滾珠和反向器（滾珠循環(huán)反向裝置）等四部分組成。（2）結(jié)構(gòu)：當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾珠回程引導(dǎo)裝置構(gòu)成滾珠的循環(huán)返回通道，從而形成滾珠流動(dòng)的閉合通道。滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型從螺紋滾道的截面形狀可分為單圓弧形和雙圓弧形螺紋滾道；按滾珠的循環(huán)方式可分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)方式；按消除軸向間隙的調(diào)整方式分為雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式、雙螺紋齒差預(yù)緊調(diào)整式、雙螺紋墊片預(yù)緊調(diào)整式和彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式。（3）特點(diǎn)：軸向剛度高（即通過(guò)適當(dāng)預(yù)緊可消除絲杠與螺母之間的軸向間隙）、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)精度高、不易磨損、使用壽命長(zhǎng)等；不能自鎖，具有傳動(dòng)的可逆性。10.試分析齒輪傳動(dòng)中，定軸傳動(dòng)、行星傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)的組成與傳動(dòng)特點(diǎn)。答：（1）定軸傳動(dòng)組成：定軸傳動(dòng)有圓柱齒輪傳動(dòng)，圓錐齒輪傳動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳遞可靠，用幾何特性來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。（2）行星傳動(dòng)組成:行星傳動(dòng)主要是由傳動(dòng)齒輪，定位齒輪，行星輪和行星架組成。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比很大，由機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。（3）諧波傳動(dòng)（P38）組成：諧波齒輪傳動(dòng)由鋼輪、柔輪和波形發(fā)生器組成；特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小質(zhì)量輕、傳動(dòng)比大（幾十~幾百）、傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、效率高，可以向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。11.滾動(dòng)導(dǎo)軌副應(yīng)達(dá)到的基本要求。（P56）答：導(dǎo)向精度高、耐磨性高、足夠的剛度、良好的工藝性。12.導(dǎo)軌的剛度所包含的主要內(nèi)容有哪些？以及各部分對(duì)導(dǎo)軌副的導(dǎo)向精度影響如何？（P48）答：導(dǎo)軌的剛度就是抵抗載荷的能力，抵抗恒定載荷的能力稱為靜剛度，抵抗交變載荷的能力稱為動(dòng)剛度。載荷引起的導(dǎo)軌變形一般有自身、局部和接觸三種變形，導(dǎo)軌剛度也包含導(dǎo)軌自身剛度、局部剛度和接觸剛度。自身剛度影響導(dǎo)軌副本身結(jié)構(gòu)上等高、等距的要求，從而影響導(dǎo)向精度；局部剛度影響導(dǎo)軌副載荷集中部位的表面質(zhì)量，從而影響導(dǎo)向精度；接觸剛度影響平面的微觀不平度，即導(dǎo)軌副本身的平面度，從而影響導(dǎo)向精度。(P56)13.機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求是什么？（P88）答：（1）慣量小、動(dòng)力大（2）體積小、重量輕（3）便于維修、安裝（4）宜于微機(jī)控制14.機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求（P88）答：（1）性能密度大，即功率密度和比功率大；（2）快速性好，即加速轉(zhuǎn)矩大，頻響特性好；（3）位置控制精度高、調(diào)速范圍寬、低速運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)爬行現(xiàn)象、分辨力高、振動(dòng)噪聲小；（4）適應(yīng)起、停頻繁的工作要求；（5）可靠性高、壽命長(zhǎng)。15.常用伺服電動(dòng)機(jī)有哪些工作特點(diǎn)？（P90）答：（1）DC伺服電機(jī)的主要特點(diǎn)：①高響應(yīng)特性；②高功率密度（體積小、質(zhì)量輕）；③可實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)字控制；④接觸換向部件（電刷和整流子）需要維護(hù)。（2）晶體管式無(wú)刷直流伺服電機(jī)和永