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)：0 姓名:、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(lèi) 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(shuō)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。(1)控制及信息處理單元：鍵盤(pán)、計(jì)算機(jī)、顯示(2)測(cè)試傳感

2、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、絲答：按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素，圖示數(shù)控機(jī)床的各個(gè)部分歸類(lèi)如下:、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(cè)，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(jiǎn)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(kāi)發(fā)目標(biāo)和技術(shù)規(guī)范；收集資詳細(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(cè)試；技術(shù)評(píng)價(jià)與審

3、定；小批 試銷(xiāo)；正常生產(chǎn)；銷(xiāo)售。料，市場(chǎng)分析，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)； 量生產(chǎn)；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:絲杠螺母機(jī)構(gòu)（1）說(shuō)明單自由度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的兩種測(cè)量方案；（20分）要求給出傳感器的類(lèi)型及具體安裝位置。（2）確定整個(gè)系統(tǒng)的控制方案、畫(huà)出控制系統(tǒng)原理圖。（40分）要求寫(xiě)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(cè)量方案 1）高速端測(cè)量方案:傳感器安裝在電機(jī)的尾部，通過(guò)測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)位移的間接測(cè)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(cè)量方案:TO傳感器安裝在工作臺(tái)上，直接測(cè)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(duì)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(duì)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：用一個(gè)單片機(jī)作