機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)大作業(yè)

1、.6011機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)大作業(yè)責(zé)任教師 高秋紅學(xué)校：北京一輕高級(jí)技術(shù)學(xué)校 學(xué)號(hào)：111100140 姓名：一、基礎(chǔ)知識(shí)題（每題10分，共40分）1.機(jī)電一體化系統(tǒng)的定義？機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類？答：機(jī)電一體化系統(tǒng)是由機(jī)械技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。按發(fā)展水平分：功能附加型初級(jí)系統(tǒng)，功能代替型中級(jí)系統(tǒng)，機(jī)電融合型高級(jí)系統(tǒng)按應(yīng)用分：民用機(jī)電一體化產(chǎn)品，辦公機(jī)電一體化產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)機(jī)電一體化產(chǎn)品2. 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成要素？試分析試說明圖中的各個(gè)部分分別屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)的哪一基本結(jié)構(gòu)要素。答：按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

2、要素，圖示數(shù)控機(jī)床的各個(gè)部分歸類如下： （1）控制及信息處理單元： 鍵盤、計(jì)算機(jī)、顯示（2）測試傳感部分： 光電編碼器、信號(hào)處理（3）能源： 電源（4）驅(qū)動(dòng)部分： 功放、電機(jī)（5）執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 聯(lián)軸器、齒輪減速器、絲杠螺母機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)3. 為什么采用機(jī)電一體化技術(shù)可以提高系統(tǒng)的精度？機(jī)電一體化技術(shù)使機(jī)械傳動(dòng)部分減少，因而使機(jī)械磨損，配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時(shí)由于采用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測，控制，補(bǔ)償和校正因各種干擾因素造成的誤差，從而提高精度。4簡述機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程路線（主要步驟）機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程路線（主要步驟）：擬定產(chǎn)品開發(fā)目標(biāo)和技術(shù)規(guī)范；收集資料，市場分析，

3、可行性分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析；總體方案設(shè)計(jì)；總體方案的評(píng)審和評(píng)價(jià)；詳細(xì)設(shè)計(jì)；詳細(xì)設(shè)計(jì)方案的評(píng)審和評(píng)價(jià)；試制樣機(jī)；樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，測試；技術(shù)評(píng)價(jià)與審定；小批量生產(chǎn)；試銷；正常生產(chǎn)；銷售。二、綜合分析設(shè)計(jì)題（60分）1已知電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三自由度位置控制系統(tǒng)，單個(gè)自由度的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖所示。要求：（1）說明單自由度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的兩種測量方案；（20分）要求給出傳感器的類型及具體安裝位置。（2）確定整個(gè)系統(tǒng)的控制方案、畫出控制系統(tǒng)原理圖。（40分）要求寫出兩種控制方案，方案一使用工業(yè)PC機(jī)完成系統(tǒng)的控制和方案二使用單片機(jī)完成系統(tǒng)的控制。 解：依題意有兩種測量方案1）高速端測量方案：傳感器安裝在電機(jī)的尾部，通過測量電機(jī)的轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)位移的間接測量?？蛇x用光電編碼器式傳感器或者磁電式編碼器。 （2）低速端測量方案：傳感器安裝在工作臺(tái)上，直接測量工作臺(tái)的位移?？蛇x用光柵式位移傳感器、感應(yīng)同步器或者電位計(jì)式位移傳感器。(2) 控制計(jì)算機(jī)和控制方案的選擇可以使用工業(yè)PC機(jī)及或者單片機(jī)完成系統(tǒng)的控制。具體可有以下三種方案：a工業(yè)PC機(jī)集中控制方案：用一臺(tái)工業(yè)PC機(jī)對三個(gè)自由度實(shí)現(xiàn)集中控制，包括任務(wù)管理和三個(gè)自由度的伺服控制系統(tǒng)原理圖如下：b工業(yè)PC機(jī)、單片機(jī)分級(jí)控制方案：用一臺(tái)工業(yè)PC機(jī)與三個(gè)單片機(jī)通信，對三個(gè)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)管理，每個(gè)單片機(jī)負(fù)責(zé)一個(gè)自由度的伺服控制，控制系統(tǒng)原理圖如下：c單片機(jī)、單片機(jī)分級(jí)控制方案：用一