机电一体化考试重点.

机电一体化：是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一种综合技术，是一门集机械技术，电子技术，信息技术，计算机及软件技术，自动控制技术互相融合而成的多学科交叉的综合技术。机电一体化系统的组成：机械本体动力与驱动单元传感与检测单元执行机构单元控制及信息处理单元系统接口机电一体化的相关技术：机械技术传感检测技术计算机与信息处理技术自动控制技术伺服驱动技术系统总体技术机电一体化技术的特点：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，综合自动化方向发展促进经营管理体制发生根本性的变化传动系统：是指把动力机产生的机械能传送到执行机构上的中间装置伺服系统：是指以机械运动量作为控制对象的自动控制系统，又称为随动系统伺服系统的基本指标：传动精度响应速度稳定性爬行（低速进给爬行现象的产生原因）：静摩擦力与动摩擦力之差，这个差值越大，越容易产生爬行进给传动系统的刚度越小，越容易产生爬行运动速度太低消除爬行现象的途径：提高传动系统的刚度减少摩擦力的变化齿轮传动副间隙消除的结构形式直齿圆柱齿轮传动副斜齿圆柱齿轮传动副锥齿传动副齿轮齿条传动消除间隙的方法：偏心套调整法：通过转动偏心套2，就可以调整两齿轮中心距，从而除去齿侧间隙锥度齿轮调整法：只要改变垫片3的厚度就能调整两个齿轮的轴向相对位置，从而除。双片齿轮错齿调整法：两薄片齿轮可相对回转，两薄片齿轮在一起相互齿合，在两个薄片齿轮1和2的端面均匀分布着四个螺孔，分别装上凸耳3和8。齿轮1的端面还有另外四个通孔，凸耳8可以从其中穿过，弹簧4的两端分别钩在凸耳3和调节螺钉7上。通过螺母5调节弹簧4的拉力，调节完后用螺母6锁紧。弹簧的拉力是薄片齿轮错位，即两个薄片齿轮的左右齿面分别贴在宽齿轮齿槽的左右齿面上，从而消除了齿侧间隙轴向垫片调整法：斜齿1和2的齿形拼装在一起加工，装配时在两薄片齿轮间装入已知厚度为t的垫片3，这样它的螺旋错开了，使两薄片齿轮分别与宽齿轮4的左，右齿面贴紧，消除了间隙轴向压簧调整法：与上面相似，不同的是利用齿轮2右面的弹簧压力使两薄片齿轮的左右齿面分别与宽齿轮的左右齿面贴紧，以消除齿侧间隙轴向压簧调整法：在锥齿轮1的转动轴5上装有压簧3，锥齿轮1在弹簧力的作用下可稍作轴向移动，从而消除间隙。轴向弹簧调整法：利用弹簧力使大，小齿轮稍错开，从而消除间隙。谐 固定 输入 输出 传动比计算 功能 输入与输出运动法相关系波计 刚轮2 波形发生器H 柔轮1 =-Zr/（Zg-Zr）减速 异向齿算 刚轮2 柔轮1 波形发生器 =-（Zg-Zr)/Zr 增速 异向轮 柔轮1 波形发生器 刚轮2 =Zg/(Zg-Zr) 减速 同向 柔轮1 刚轮2 波形发生器H =（Zg-Zr)/Zg增速 同向Zg-柔轮齿数 / Zr刚轮齿数 / 的2不是平方，代表刚轮，“1”代表柔轮同步齿轮带动传动的特点：传动过程中无相对滑动，因而可以保持恒定的传动比，传动精度高工作平稳，结构紧凑，无噪声，有良好减震性能，无需润滑油无需紧张，故作用在轴和轴承上的载荷小，传动效率高，高于V带10制造工艺复杂，传递功率小，寿命低。滚环的循环方式有二种：内循环外循环外循环的方式有三种:螺旋槽式插管式端盖式联轴器的种类：套筒联轴器凸缘联轴器锥环无键联轴器膜片弹性联轴器刚性联轴器：包括固定式联轴器和可移动式联轴器（如套筒，凸缘）弹性联轴器：包括金属弹性件联轴器和非金属弹性联轴器（如锥环，膜片）导轨;主要用来支撑和引导运动部件沿一定的轨道运动对导轨要求：导向精度高耐磨性好寿命长足够的刚度低速运动的平稳性工艺性好直线滑动导轨的组合形式：双三角形导轨双矩形导轨三角形平导轨组合三角形矩形导轨组合平平三角形导轨组合贴塑滑动导轨特点:摩擦因数小，且动静摩擦因数的差别较小，可以防止低速爬行现象。耐磨性，抗撕伤能力强加工性和化学稳定性好，工艺简单，成本低，并有良好的自润滑性和抗振性系统总体设计类型：接口设计通道设计操作控制台设计接口设计包括：选用功能接口板选用通用接口电路用集成电路自行设计接口电路通道设计定义：输入/输出通道是计算机与被控制对象相互交换信息的部件通道设计中的开关输入要解决电平转换，去抖动及抗干扰等问题。开关量输出要解决功率驱动问题等 模拟量输入输出通道比较复杂。模拟量输入通道主要由信号处理装置，采样单元，采样保持器，放大器，A/D变换器等组成模拟量输出通道主要由D/A转换，放大器等组成软件的设计方法有2种：1.模块化程序2.结构化程序其中，细分为1.程序模块化设计方法2.程序结构化设计方法3.系统调试单片机：在一块集成电路芯片上装有CPU,ROM,RAM以及输入-输出端口电路，该芯片被称为单片微型计算机，简称单片机。单片机输入输出通道：1数字量检测2模拟量检测3开关量检测4开关量控制5伺服驱动控制。前向通道接口：将传感器测量的被测对象信号输入到单片机数据总线的通道。后向通道接口：单片机与被控制对象练习的信号通道，包括功率驱动，干扰的抑制，D/A转换等D/A转换器的指标：1分辨率2精度3线性误差4转换时间TS 5偏移量误差关于光电隔离的作用：1可将输入与输出端两部分电路的地线分开2可进行电平转换3提高驱动能力。传感器定义：是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器一般特性（主要技术指标）：线性度，迟滞，重复性，分辨力，稳定性，温度稳定性，各种抗干扰稳定性。位移传感器包括：1光栅2磁尺3开关量位移传感器4旋转变码器-其中1,2输出的是模拟量。4输出的是脉冲量。速度传感器包括：1旋转变码器2旋转变压器3测速发电机伺服系统：指以机械量作为被控制量的一种自动控制系统。输入指令的五大环节：1检测装置2转换电路3放大装置4执行电动机5被控对象步进电动机的分类：按输出转矩大小分1快速步进电动机2功率步进电动机 按转矩产生原理分1电磁式2反应式3混合式步进电动机的工作原理：当A相通电，B，C-断电时，电动机铁心AA方向产生磁通，在磁拉力作用下，转子1,3齿与A-相磁极对齐。2,4齿与B.C两磁极相对错开30度。当B相通电，CA相断电，电机铁心的BB方向产生磁通，在磁拉力的作用下。转子沿逆时针方向旋转30度。24齿与B磁极对齐，13齿与CA两磁极相对错开30度。当C相通电，AB断电时，电机铁心CC方向产生磁通，在磁拉力作用下，转子沿逆时针方向旋转30度，13齿与C相磁极对齐。2,4齿与AB两磁极相对错开30度。步距角：=360/kmz 步机转速 n=/360*60f=f/6直流伺服电动机特点：具有较高的响应速度，精度和频率优良的控制特性等，但由于所用的电刷和转换器是使用寿命较低，需要定期更换。直流伺服电动机工作原理：通过电刷和转换器产生的整流作用，使磁场磁动势和电枢电流磁动势正交，从而产生转动力矩，使用直流供电，实现速度和方向调节控制，主要通过对直流电压电流的大小和方向进行调节直流伺服电动机按功能分类：普通型直流伺服电动机盘形电枢直流伺服电动机空心杯直流伺服电动机无槽直流伺服电动机直流伺服电动机转速关系式：n=U/ke - RaTem/KeKt ， 三种调速方式为： 调压调速调磁调速改变电枢回路电阻调速对直流电动机速度和方向控制的方式是：f大，P小，晶体管直流脉宽调制驱动 ； f小，P大，晶闸管直流脉宽调制驱动常用可控直流电源：1旋转变流机组2静止可控整流装置3脉宽调制变换器直流脉宽调制伺服驱动装置的基本原理（脉宽调速）：是利用脉宽调制器对大功率晶体管开关时间进行控制，将直流电压转换成某一频率的方波电压，加到直流电动机电枢两端，通过对“方波”的脉冲宽度的控制，改变电枢两端的平均电压，从而达到调节电动机转速的目的。交流伺服电动机的控制方式：1幅值控制2相位控制3幅相控制改变交流电动机转速的方法：1变频调速2变极调速3变转差率矢量变换实现的控制系统（矢量控制系统）：是通过对电流的空间矢量进行坐标变换实现的控制系统。交流伺服电动机的工作原理：把异步电动机经过坐标变换等直流电动机，设法在交流电动机上模拟直流电动机控制转矩的规律，以使交流电动机具有同样产生电磁转矩的能力。交流伺服电动机其原理基本思路：按照产生同样的旋转磁场这一等效原则建立起来的。