《機械系統(tǒng)設計》

機械系統(tǒng)設計機械系統(tǒng)是機電一體化系統(tǒng)的最基本要素，主要包括執(zhí)行機構(gòu)、傳動機構(gòu)和支承部件。機械的主要功能是完成機械運動，一部機器必須完成相互協(xié)調(diào)的若干機械運動。每個機械運動可由單獨的控制電機、傳動件和執(zhí)行機構(gòu)組成的若干個子系統(tǒng)來完成，若干個機械運動由計算機來協(xié)調(diào)與控制。一、機電一體化對機械傳動的要求

1、高精度精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其是機電一體化產(chǎn)品，其技術(shù)性能、工藝水平和功能比普通的機械產(chǎn)品都有很大的提高，因此機電—體化機械系統(tǒng)的高精度是其首要的要求。如果機械系統(tǒng)的精度不能滿足要求，則無論機電—體化產(chǎn)品其它系統(tǒng)工作再精確，也無法完成其預定的機械操作。2、快速響應機電一體化系統(tǒng)的快速響應即是要求機械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指令指定的任務之間的時間間隔短。這樣系統(tǒng)才能精確地完成預定的任務要求，且控制系統(tǒng)也才能及時根據(jù)機械系統(tǒng)的運行情況得到信息，下達指令，使其準確地完成任務。3、良好的穩(wěn)定性機電一體化系統(tǒng)要求其機械裝置在溫度、振動等外界干擾的作用下依然能夠正常穩(wěn)定的工作。既系統(tǒng)抵御外界環(huán)境的影響和抗干擾能力強。精選ppt精選ppt傳動機構(gòu)：機電一體化系統(tǒng)中傳動結(jié)構(gòu)的主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。因此，它實際上是一種轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化器。導向機構(gòu)：其作用是支撐和限制運動部件按給定的運動要求和規(guī)定的運動方向運動。執(zhí)行機構(gòu)：用來完成操作任務。能根據(jù)操作指令的要求在動力源的帶動下，完成預定的操作。精選ppt精選ppt慣性：(慣量)在滿足系統(tǒng)剛度的條件下，機械部分的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量越小越好。轉(zhuǎn)動慣量大會使機械負載增大、系統(tǒng)響應速度變慢、靈敏度降低，伺服特性變差；固有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振。同時轉(zhuǎn)動慣量的增大會使電氣驅(qū)動部件的諧振頻率降低，而阻尼增大。精選ppt剛度剛度為彈性體產(chǎn)生單位變形量所需的作用力。機械系統(tǒng)的剛度包括構(gòu)件產(chǎn)生各種基本變形時的剛度和兩接觸面的接觸剛度兩類。靜態(tài)力和變形之比為靜剛度；動態(tài)力和變形之比為動剛度。精選ppt摩擦兩物體接觸面間的摩擦力在應用上可以簡化為粘性摩擦力、庫倫摩擦力與靜摩擦力三類，方向均與運動方向（或運動趨勢方向）相反。粘性摩擦力大小與兩物體相對運動的速度成正比；庫倫摩擦力是接觸面對運動物體的阻力，大小為一常數(shù)；靜摩擦力是有相對運動趨勢但仍處于靜止狀態(tài)時摩擦面間的摩擦力，其最大值發(fā)生在相對開始運動前的一瞬間，運動開始后靜摩擦力即消失。精選ppt諧振頻率

包括機械傳動部件在內(nèi)的彈性系統(tǒng)，若阻尼不計，可簡化為質(zhì)量、彈簧系統(tǒng)。由此可確定系統(tǒng)的固有頻率。當外界的激振頻率接近或等于系統(tǒng)的固有頻率時，系統(tǒng)將產(chǎn)生諧振而不能正常工作。機械傳動部件實際上是個多自由度系統(tǒng)，有一個基本固有頻率和若干高階固有頻率，分別稱為機械傳動部件的一階諧振頻率和n階諧振頻率。精選ppt間隙間隙將使機械傳動系統(tǒng)中間產(chǎn)生回程誤差，影響伺服系統(tǒng)中位置環(huán)的穩(wěn)定性。有間隙時，應減小位置環(huán)增益間隙的主要形式有齒輪傳動的齒側(cè)間隙、絲杠螺母的傳動間隙、絲杠軸承的軸向間隙、連軸器的扭轉(zhuǎn)間隙等。在機電一體化系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)良好的動態(tài)性能，要盡可能避免間隙的出現(xiàn)。當間隙出現(xiàn)時，要采取消隙措施。精選ppt提高傳動精度的結(jié)構(gòu)措施提高傳動精度的結(jié)構(gòu)措施有：(1)適當提高零部件本身的精度；(2)合理設計傳動鏈，減少零部件制造、裝配誤差對傳動精度的影響〔3)采用消隙機構(gòu)．以減少或消除空程。合理設計傳動鏈方法(1)合理選擇傳動型式(2)合理確定級數(shù)和分配各級傳動比(3)合理布置傳動鏈精選ppt第二節(jié)機械傳動裝置

1齒輪傳動2蝸輪蝸桿傳動3行星齒輪傳動4諧波齒輪傳動5同步帶傳動6滾珠絲杠精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt(2)偏心軸套調(diào)整法電機1是通過偏心軸套2裝到殼體上，通過轉(zhuǎn)動偏心軸套的轉(zhuǎn)角，就能夠方便地調(diào)整兩嚙合齒輪的中心距，從而消除了圓柱齒輪正、反轉(zhuǎn)時的齒側(cè)隙。精選ppt(3)錐度齒輪調(diào)整法

在加工齒輪1和2時，將假想的分度圓柱面改變成帶有小錐度的圓錐面，使其齒厚在齒輪的軸向稍有變化（其外形類似于插齒刀）。裝配時只要改變墊片3的厚度就能調(diào)整兩個齒輪的軸向相對位置，從而消除了齒側(cè)間隙。精選ppt2.斜齒輪傳動圖7-29是墊片錯齒調(diào)整法，薄片齒輪由平鍵和軸連接，互相不能相對回轉(zhuǎn)。斜齒輪1和2的齒形拼裝在一起加工。裝配時，將墊片厚度增加或減少Δt，然后再用螺母擰緊。這時兩齒輪的螺旋線就產(chǎn)生了錯位，其左右兩齒面分別與寬齒輪的齒面貼緊，從而消除了間隙。精選ppt軸向壓簧錯齒調(diào)整法，其特點是齒側(cè)隙可以自動補償，但軸向尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊。精選ppt蝸桿傳動是由蝸桿和蝸輪組成的，用于傳遞空間交錯兩軸之間的運動和動力。交錯角一般為90°。傳動中一般蝸桿是主動件，蝸輪是從動件。精選ppt蝸輪及蝸桿機構(gòu)的特點

1）可以得到很大的傳動比：兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高于交錯軸斜齒輪機構(gòu)2）蝸桿傳動相當于螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩(wěn)、噪音很小3）具有自鎖性。當蝸桿的導程角小于嚙合輪齒間的當量摩擦角時，機構(gòu)具有自鎖性，可實現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。如在其重機械中使用的自鎖蝸桿機構(gòu)，其反向自鎖性可起安全保護作用精選ppt4）傳動效率較低，磨損較嚴重。蝸輪蝸桿嚙合傳動時，嚙合輪齒間的相對滑動速度大，故摩擦損耗大、效率低。另一方面，相對滑動速度大使齒面磨損嚴重、發(fā)熱嚴重，為了散熱和減小磨損，常采用價格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤滑裝置，因而成本較高5）蝸桿軸向力較大

精選ppt應用

蝸輪及蝸桿機構(gòu)常被用于兩軸交錯、傳動比大、傳動功率不大或間歇工作的場合。精選ppt一個或一個以上齒輪的軸線繞另一齒輪的固定軸線回轉(zhuǎn)的齒輪傳動精選ppt四、諧波齒輪傳動依靠柔性齒輪所產(chǎn)生的可控制彈性變形波，引起齒間的相對位移來傳遞動力和運動的。精選ppt精選ppt諧波齒輪傳動的優(yōu)點傳動比大承載能力大傳動精度高回程誤差小、噪聲低傳動平穩(wěn)傳動效率高結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕精選ppt波發(fā)生器H是一個桿狀部件，其兩端裝有滾動軸承構(gòu)成滾輪，與柔輪1的內(nèi)壁相互壓緊。柔輪為可產(chǎn)生較大彈性變形的薄壁齒輪，其內(nèi)孔直徑略小于波發(fā)生器的總長。波發(fā)生器是使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形的構(gòu)件。當波發(fā)生器裝入柔輪后，迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形，其長軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全嚙合，而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開。周長上其他區(qū)段的齒處于嚙合和脫離的過渡狀態(tài)。當波發(fā)生器沿圖示方向連續(xù)轉(zhuǎn)動時，柔輪的變形不斷改變，使柔輪與剛輪的嚙合狀態(tài)也不斷改變，由嚙入、嚙合、嚙出、脫開、再嚙入……，周而復始地進行，從而實現(xiàn)柔輪相對剛輪沿波發(fā)生器H相反方向的緩慢旋轉(zhuǎn)。

精選ppt五、同步帶傳動同步帶傳動是綜合了帶傳動、齒輪傳動和鏈傳動特點的一種新型傳動精選ppt同步齒形帶傳動，是一種新型的帶傳動，如圖所示，它利用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次相嚙合傳動運動和動力，因而兼有帶傳動，齒輪傳動及鏈傳動的優(yōu)點，即無相對滑動，平均傳動比準確，傳動精度高，而且齒形帶的強度高，厚度小，重量輕，故可用于高速傳動；齒型帶無需特別張緊，故作用在軸和軸承等上的載荷小，傳動效率高，在數(shù)控機械上亦有應用。精選ppt同步帶傳動的特點能方便地實現(xiàn)較遠中心距的傳動，傳動比準確，傳動效率高工作平穩(wěn)，能吸收振動不需要潤滑，耐油、水，耐高溫，耐腐蝕，維護保養(yǎng)方便強度高，厚度小，質(zhì)量輕中心距要求嚴格，安裝精度要求高制造工藝復雜，成本高精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt滾珠絲杠是一種新型螺旋傳動機構(gòu)，具有螺旋槽的絲杠與螺母之間裝有中間傳動元件——滾珠。主要用來將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動或?qū)⒅本€運動變換為旋轉(zhuǎn)運動精選ppt精選ppt精選ppt六、滾珠絲杠副傳動機構(gòu)滾珠絲杠是一種新型螺旋傳動機構(gòu)，具有螺旋槽的絲杠與螺母之間裝有中間傳動元件——滾珠。主要用來將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動或?qū)⒅本€運動變換為旋轉(zhuǎn)運動精選ppt滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型可從螺紋滾道的界面形狀、滾珠的循環(huán)方式和消除軸向間隙的調(diào)整方法進行區(qū)別單圓弧型和雙圓弧型精選ppt內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)內(nèi)循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠表面保持接觸內(nèi)循環(huán)方式的優(yōu)點是滾珠循環(huán)的回路短，流暢性好，效率高螺母的尺寸也較小。缺點是反向器加工困難，裝配調(diào)整也不方便精選ppt精選ppt

外循環(huán)滾珠在循環(huán)返回時，離開絲杠螺紋滾道，在螺母或體外作循環(huán)運動精選ppt螺旋槽式的特點是工藝簡單、徑向尺寸小、易于制造，但是擋珠器剛性差，易磨損精選ppt內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)插管式結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，但是徑向尺寸較大，彎管端部比較容易磨損精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt滾珠絲杠螺母副機構(gòu)（1）滾珠絲杠副的工作原理及特點滾珠絲杠副是一種新型的傳動機構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)特點是具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠作為中間傳動件，以減少摩擦，如圖7-13所示。圖中絲杠和螺母上都磨有圓弧形的螺旋槽，這兩個圓弧形的螺旋槽對合起來就形成螺旋線滾道，在滾道內(nèi)裝有滾珠。當絲杠回轉(zhuǎn)時，滾珠相對于螺母上的滾道滾動，因此絲杠與螺母之間基本上為滾動摩擦。為了防止?jié)L珠從螺母中滾出來，在螺母的螺旋槽兩端設有回程引導裝置，使?jié)L珠能循環(huán)流動。精選ppt滾珠絲杠副的特點1）傳動效率高，摩擦損失小。滾珠絲杠副的傳動效率η＝0.92～0.96，比常規(guī)的絲杠螺母副提高3～4倍。因此，功率消耗只相當于常規(guī)的絲杠螺母副的1/4～1/3。2）給予適當預緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時就可以消除空行程死區(qū)，定位精度高，剛度好。3）運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高。4）運動具有可逆性，可以從旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，也可以從直線運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動，即絲杠和螺母都可以作為主動件。5）磨損小，使用壽命長。6）制造工藝復雜。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，故制造成本高。7）不能自鎖。特別是對于垂直絲杠，由于自重慣力的作用，下降時當傳動切斷后，不能立刻停止運動，故常需添加制動裝置。精選ppt

在機電一體化機械系統(tǒng)中，導向支撐部件的作用是支撐和限制運動部件能按給定的運動要求和運動方向運動，這樣的部件通常稱為導軌副，簡稱導軌。第三節(jié)導向機構(gòu)精選ppt一、導軌的組成、分類及特點

導軌主要由兩部分組成：在工作時一部分固定不動，稱為支承導軌；另一部分相對支承導軌作直線或回轉(zhuǎn)運動，稱為動導軌。

精選ppt精選ppt二、導軌的基本要求機電一體化系統(tǒng)對導軌的基本要求是導向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好。對精度要求高的直線運動導軌，還要求導軌的承載面與導向面嚴格分開；運動件較重時，必須設有卸荷裝置；運動件的支承必須符合三點定位原理精選ppt導向精度導軌按給定方向作直線運動的準確程度直線度兩導軌面間的平行度精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt塑料導軌塑料導軌是在滑動導軌上鑲裝塑料而成。這種導軌定位精度較高，摩擦因數(shù)較小，剛度較高，無爬行現(xiàn)象，吸振較好，壽命長，化學穩(wěn)定性高，工藝性好，維護方便；但由于其耐熱性差，在使用中必須注意散熱。精選ppt塑料導軌軟帶可與鑄鐵或鋼組成滑動摩擦副，也可以與滾動導軌組成滾動摩擦副精選ppt滾動導軌滾動導軌是在做相對直線運動的兩導軌面之間加入滾動體，變滑動摩擦為滾動摩擦的一種直線運動支撐。滾動導軌的優(yōu)點摩擦因數(shù)小，運動靈活；動靜摩擦系數(shù)基本相同，因而啟動阻力小，不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象；可以預緊，剛度高；壽命長；精度高；潤滑方便，一次裝填，長期使用。精選ppt精選ppt精選ppt滾動導軌按滾動體形狀的不同，可以分為滾珠導軌、滾柱導軌和滾針導軌。精選ppt

滾珠為點接觸，摩擦小、靈敏度高，但承載能力小、剛度低，適用于載荷不大，行程較小，而運動靈敏度要求較高的場合。精選ppt

滾柱導軌為線接觸，承載能力和剛度都比滾珠導軌大，適用于載荷較大的場合，但制造安裝精度要求高。滾柱對導軌的不平度較敏感，容易產(chǎn)生側(cè)向偏移和滑動，而使導軌的阻力增加，磨損加快，精度降低。精選ppt

滾針導軌的尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊、排列密集。承載能力大，但摩擦相應增加，精度較低，適用于載荷大。導軌尺寸受限制的場合。（結(jié)構(gòu)尺寸較小的滾柱導軌）滾柱導軌支承為標準部件，具有安裝、潤滑簡單，調(diào)整防護容易等優(yōu)點。精選ppt按滾動體的循環(huán)方式，滾動導軌又可分為滾動體不循環(huán)式導軌和滾動體循環(huán)式導軌兩種。

滾動體不循環(huán)式導軌的滾動體可以是滾珠、滾柱或滾針。它們的共同特點是滾動體不循環(huán)，因而行程不能太長。這種導軌結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本較低，但有時難以施加預緊力，剛度較低，抗振性能差，不能承受沖擊載荷。精選ppt精選ppt滾珠絲杠副的標注方法×

—

—

循環(huán)方式

預緊方式

公稱直徑

基本導程

負荷滾珠總?cè)?shù)

精度等級

螺紋旋向浮動式F雙螺母齒差預緊C內(nèi)循環(huán)雙螺母墊片預緊D固定式G預緊方式雙螺母螺紋預緊L單螺母變導程自預緊B插管式C外循環(huán)螺旋槽式L螺旋旋向為左、右旋，只標左旋代號為LH，右旋不標。例

CTC63×10—3.5—3.5/2000×1600表示為插管突出式外循環(huán)（CT），雙螺母齒差預緊（C）的滾珠絲杠副，公稱直徑63mm，基本導程10mm，負荷滾珠總?cè)?shù)3.5圈，精度等級3.5級，螺紋旋向為右旋，絲杠全長為2000mm，螺紋長度為1600mm。精選ppt傳感檢測系統(tǒng)設計

第一節(jié)傳感器一、傳感器分類被測對象傳感器信號調(diào)理傳輸信號處理顯示記錄控制系統(tǒng)精選ppt二、機電一體化對檢測系統(tǒng)的基本要求：精度、靈敏度、分辨率高；線性、穩(wěn)定性和重復性好；抗干擾能力強；靜、動態(tài)特性好。此外，要求體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、便于安裝與維修，耐環(huán)境性能好等。三、傳感器特性：靜態(tài)特性：1、線性度：傳感器實際特性曲線與擬合直線之間的偏差2、靈敏度：輸出變化對輸入變化的比值3、遲滯性：在正反行程期間輸入—輸出特性曲線不重合程度4、重復性：輸入量按同一方向多次測試時所得特性曲線的不重合程度動態(tài)特性：傳遞函數(shù)、時間響應函數(shù)、頻率響應函數(shù)、脈沖響應函數(shù)。精選ppt四、傳感器選用原則快速、準確、可靠、經(jīng)濟的獲取信號1）足夠的量程2）與測量或控制系統(tǒng)匹配、轉(zhuǎn)換靈敏度高3）精度適當、穩(wěn)定性高4）反應速度快、工作可靠5）實用性和適應性強6）使用經(jīng)濟精選ppt第二節(jié)位移測量傳感器一、電容傳感器1.變極距型電容傳感器：

當動極板因被測量變化而向上移動使減小時，電容量增大。注意：傳感器輸出特性是非線性的，規(guī)定在較小間隙變化范圍內(nèi)工作。2.變面積型電容傳感器：原理：它與變極距型不同的是，被測量通過動極板移動，引起兩極板有效覆蓋面積A改變，從而得到電容的變化。

這種傳感器的輸出特性呈線性。因而其量程不受線性范圍的限制，適合于測量較大直線位移和角位移。

精選ppt3．變介質(zhì)型電容傳感器原理結(jié)構(gòu)如圖。圖中兩平行極板固定不動，極距為，相對介電常數(shù)為的電介質(zhì)以不同深度插入電容器中，從而改變電容。應用：這種電容傳感器有較多的結(jié)構(gòu)形式，可以用來測量紙張、絕緣薄膜等的厚度，也可以用來測量糧食、紡織品、木材或煤等非導電固體的物質(zhì)的濕度。精選ppt二、電感式傳感器

將被測量轉(zhuǎn)換為電感量變化的裝置。

變換原理：電磁感應原理。

按變換方式的不同分為自感型（可變磁阻式與渦流式)

與互感型(差動變壓器）。

1、自感型

（一）可變磁阻式

1——線圈2——鐵心3——銜鐵

由此可見：只要改變空氣隙厚度或改變氣隙截面積，即可改變線圈的電感量。注意：改變空氣隙厚度傳感器輸出特性是非線性的，規(guī)定在較小間隙變化范圍內(nèi)工作。精選ppt（二）渦流式原理：金屬板在交變磁場中的渦電流效應。金屬板置于一線圈附近，相互間距為。當線圈中有高頻交流電流通過時，便產(chǎn)生磁通。此交變磁通通過相鄰近的金屬板，金屬板上便產(chǎn)生感應電流，這種電流在金屬體內(nèi)是閉合的，稱為渦流。這種渦流將產(chǎn)生交變磁通1，根據(jù)楞次定律，渦流的交變磁場與線圈的磁場變化方向相反。由于渦流磁場的作用使原線圈的等效阻抗發(fā)生變化，變化程度與距離有關。影響因素：線圈與金屬板間距離；金屬板的電阻率；磁導率；線圈激磁園頻率等。變化線圈與金屬板間距離，可作為位移、振動測量。變化金屬板的電阻率、磁導率，可作為材質(zhì)鑒別或探傷等。應用：可用于動態(tài)非接觸測量。用作渦流式位移計、振動測量儀、無損探傷儀、測厚儀等。特點：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，不受油污等介質(zhì)的影響。精選ppt2、互感型：差動變壓器式

原理：將被測位移轉(zhuǎn)換成線圈互感變化。注意：1、輸出交流電壓、幅值與鐵心位移成正比。只反映鐵心位移大小，不反映移動極性。2、零點殘余電壓。原因：兩次級線圈結(jié)構(gòu)不對稱；初級線圈銅損電阻、鐵磁材質(zhì)不均勻、線圈間分布電容等形成。鐵心處在中間位置時，輸出不為零。解決辦法：后接電路。應用：位移測量儀。精選ppt光柵光柵是一種新型的位移檢測元件，它的持點是測量精確高、響應速度快和量程范圍大等。精選ppt精選ppt把指示光柵平行地放在標尺光柵上面，并且使它們的刻線相互傾斜一個很小的角度，這時在指示光柵上就出現(xiàn)幾條較粗的明暗條紋，稱為莫爾條絞。它們是沿著與光柵條紋幾乎成垂直的方向排列，如圖3-18所示。精選ppt精選ppt主光柵和被測物體相連，他隨被測物體的直線位移而產(chǎn)生位移。當主光柵產(chǎn)生位移時，莫爾條紋便隨著產(chǎn)生上、下位移，若用光電器件記錄下莫爾條紋通過某點的數(shù)目，便可知主光柵移動的位移，也就測得了被測物體的位移量。精選ppt感應同步器

在兩個相對放置的板上刻有如圖所示的繞組，當在滑尺的兩個繞組中分別加上激勵電壓時，則在定尺繞組中就產(chǎn)生感應電勢，其幅值決定于繞組的相對位置。精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt光電編碼器將機械轉(zhuǎn)動的模擬量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)字電信號，進行角位移檢測的傳感器稱為編碼器。編碼器的種類很多，根據(jù)檢測原理，它可以分為電磁式、電刷式、電磁感應式及光電式等。由于光電編碼器具有非接觸和體積小的特點，且分辨率很高，在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)已能產(chǎn)生數(shù)百萬個脈沖，因此，它是目前應用最為廣泛的一種編碼器。光電編碼器在數(shù)控機床、機器人的位置控制、機床進給系統(tǒng)的控制以及角度的測量、通訊及自動化控制等方面部發(fā)揮著重要的作用。精選ppt精選ppt精選ppt第三節(jié)速度、加速度傳感器一、直流測速機直流測速機是一種測速元件，實際上它就是—臺微型的直流發(fā)電機。直流測速機的持點是輸出斜率大、線性好，但由于有電刷相換向器，構(gòu)造和維護比較復雜，摩擦轉(zhuǎn)矩較大。

測速機的結(jié)構(gòu)有多種，但原理基本相同。圖所示為永磁式測速機原理電路圖。恒定磁通由定子產(chǎn)生，當轉(zhuǎn)子在磁場中旋轉(zhuǎn)時，電樞繞組中即產(chǎn)生交變的電勢，經(jīng)換向器和電刷轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)子速度成正比的直流電勢。直流測速機在機電控制系統(tǒng)中，主要用作測速和校正元件。在使用中，為提高檢測靈敏度、盡量把它連接到電機軸上，有的電機本身就已安裝了測速機。精選ppt精選ppt二、光電式轉(zhuǎn)速傳感器光電式轉(zhuǎn)速傳感器是由裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件及指示縫隙盤組成，如圖3-25所示。光源發(fā)出的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。

當縫隙圓盤隨被測軸轉(zhuǎn)動時，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與指示縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測量時間t內(nèi)的脈沖數(shù)N，可測出轉(zhuǎn)速為n=60N/ZtZ一一圓盤上的縫隙數(shù)；n——轉(zhuǎn)速(r／min)；t——測量時間(s)。精選ppt第四節(jié)位置傳感器

位置傳感器和位移傳感器不一樣，它所測量的不是一段距離的變化量，而是通過檢測，確定是否已到某一位置。因此、它只需要產(chǎn)生能反映某種狀態(tài)的開關量就可以了。位置傳感器分接觸式和接近式兩種。所謂接觸式傳感器就是能獲取兩個物體是否己接觸的信息的一種傳感器；而接近式傳感器是用來判別在某一范圍內(nèi)是否有某—物體的一種傳感器。一、接觸式位置傳感器這類傳感器用微動開關之類的觸點器件便可構(gòu)成。二、接近式位置傳感器接近式位置傳感器按其上作原理主要分：①電磁式；②光電式；③靜電容式；④氣壓式；⑤超聲波式。其基本工作原理可用圖3—38表示出來。精選ppt接近傳感器在工業(yè)自動化控制、航天、航海技術(shù)、日常生活中都有廣泛的應用。在安全防盜方面，如資料、財會、倉庫、博物館、金庫等重要場合也都裝有各式各樣的接近傳感器。在一般工業(yè)生產(chǎn)自動控制中大都采用渦流式或電容式接近傳感器。在環(huán)境比較好的場合，可采用光電式接近傳感器。而在防盜系統(tǒng)中，大都使用紅外熱釋電接近傳感器、超聲波接近傳感器和微波接近傳感器。有時為了提高識別的可靠性，幾種接近傳感器可以復合使用。精選ppt圖3—25是生產(chǎn)線工件計數(shù)裝置的示意圖。接近傳感器設置在工件傳送帶的一側(cè)，當傳送帶運行時，一個個工件經(jīng)過接近傳感器，當工件靠近接近傳感器時，傳感器輸出脈沖開關信號，該信號可直接送往計數(shù)器進行計數(shù)。精選ppt第五節(jié)傳感器信號處理精選ppt測量放大器在許多檢測技術(shù)應用場合．傳感器輸出的信號往往較弱，而且其中還包含工頻、靜電和電磁耦合等共模干擾，對這種信號的放大就需要放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗。習慣上將具有這種特點的放大器稱為測量放大器或儀表放大器。精選ppt程控增益放大器經(jīng)過處理的模擬信號，在送入計算機進行處理前，必須進行量化，即進行模擬一數(shù)字變換，變換后的數(shù)字信號才能為計算機接收和處理。當模擬信號送到模數(shù)變換器時．為減少轉(zhuǎn)換誤差．一般希望送來的模擬信號盡可能大，如采用A／D變換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換時，在A／D輸入的允許范圍內(nèi)，希望輸入的模擬信號盡可能達到最大值；然而，當被測參量變化范圍較大時，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后的模擬小信號變化也較大，在這種情況下、如果單純只使用一個放大倍數(shù)的放大器，就無法滿足上述要求；在進行小信號轉(zhuǎn)換時，可能會引入較大的誤差。為解決這個問題，工程上常采用通過改變放大器增益的方法，來實現(xiàn)不同幅度信號的放大，如萬用表、示波器等許多測量儀器的量程變換等。選擇不同的開關閉合，即可實現(xiàn)增益的變換。如果利用軟件對開關閉合進行選擇，即可實現(xiàn)程控增益變換。精選ppt圖為利用AD521測量放大器與模擬開關結(jié)合組成的程控增益放大器，通過改

變其外接電阻RG的辦法來實現(xiàn)增益控制。精選ppt隔離放大器

在有強電或強電磁干擾的環(huán)境中，為了防止電網(wǎng)電壓等對測量回路的損壞，其信號輸入通道采用隔離技術(shù)，能完成這種任務，具有這種功能的放大器稱為隔離放大器。

精選ppt傳感器接口技術(shù)精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt控制電動機及其選擇計算

第一節(jié)執(zhí)行元件分類精選ppt精選ppt精選ppt液壓系統(tǒng)精選ppt氣壓系統(tǒng)精選ppt氣壓系統(tǒng)的基本組成直線氣缸擺動氣缸氣馬達氣爪繼電器定時器電子元件計數(shù)器順序控制器氣動控制元件氣源氣源處理裝置壓力控制閥方向控制閥流量控制閥驅(qū)動裝置操作裝置指示裝置

檢測裝置控制(運算)回路按扭開關選擇開關按扭閥指示器計數(shù)器蜂鳴器限位開關限位閥接近開關傳感器壓力開關真空開關速度控制閥緩沖閥快速排氣閥電磁閥氣控閥人工換向閥機控換向閥減壓閥增壓閥安全閥空氣壓縮機過濾器油霧器油霧分離器驅(qū)動部分控制部分檢測部分精選ppt精選ppt精選ppt氣壓系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)的比較(1)空氣可以從大氣中取之不竭且不易堵塞；將用過的氣體排入大氣，無需回氣管路處理方便；泄漏不會嚴重的影響工作，不污染環(huán)境。(2)空氣粘性很小，在管路中的沿程壓力損失為液壓系統(tǒng)的干分之一，易于遠距離控制。(3)工作壓力低．可降低對氣動元件的材料和制造精度要求。(4)對開環(huán)控制系統(tǒng)，它相對液壓傳動具有動作迅速、響應快的優(yōu)點。(5)維護簡便，使用安全，沒有防火、防爆問題；適用于石油、化工、農(nóng)藥及礦山機械的特殊要求。對于無油的氣動控制系統(tǒng)則特別適用于無線電元器件生產(chǎn)過程，也適用于食品和醫(yī)藥的生產(chǎn)過程。氣壓系統(tǒng)與電氣、液壓系統(tǒng)比較有以下缺點：(1)氣功裝置的信號傳遞速度限制在聲速范圍之內(nèi)，所以它的工作頻率和響應速度遠不如電氣裝置．并且信號產(chǎn)生較大失真和延遲，也不便于構(gòu)成十分復雜的回路。但這個缺點對生產(chǎn)過程不會造成困難。(2)空氣的壓縮性遠大干液壓油的收縮性，精度較低。(3)氣壓傳動的效率比液壓傳動還要低，且噪聲較大。(4)工作壓力較低，不易獲得大的推力。氣壓傳動出力不如液壓傳動大；精選ppt執(zhí)行元件特點應用：液壓系統(tǒng)用于需大的功率重型設備氣動用于工件夾緊、輸送等自動化生產(chǎn)線電動應用最廣泛精選ppt伺服電機控制方式精選ppt精選ppt伺服電機比較精選ppt第二節(jié)步進電動機一、步進電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理它與普通電動機一樣，也是由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，其中定子又分為定子鐵心和定子繞組。定子鐵心由電工鋼片疊壓而成，定子繞組是繞置在定子鐵心6個均勻分布的齒上的線圈，在直徑方向上相對的兩個齒上的線圈串聯(lián)在一起，構(gòu)成一相控制繞組。圖6-1所示的步進電動機可構(gòu)成A、B、C三相控制繞組，故稱三相步進電動機。1-繞組2-定子鐵心3-轉(zhuǎn)子鐵心圖6-1反應式步進電動機結(jié)構(gòu)原理圖

精選ppt步進電動機的工作原理

步進電動機的工作原理實際上是電磁鐵的作用原理。當A相繞組通電時，轉(zhuǎn)子的齒與定子AA上的齒對齊。若A相斷電，B相通電，由于磁力的作用，轉(zhuǎn)子的齒與定子BB上的齒對齊，轉(zhuǎn)子沿逆時針方向轉(zhuǎn)過，如果控制線路不停地按A→B→C→A…的順序控制步進電動機繞組的通斷電，步進電動機的轉(zhuǎn)子便不停地逆時針轉(zhuǎn)動。若通電順序改為A→C→B→A…，步進電動機的轉(zhuǎn)子將順時針轉(zhuǎn)動30。這種通電方式稱為三相三拍，而通常的通電方式為三相六拍，其通電順序為A→AB→B→BC→C→CA→A…及A→AC→C→CB→B→BA→A…，相應地，定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15。

精選ppt步進電機特點（1）步進電動機定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，它的轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)過一個確定的角度，即步距角；（2）改變步進電動機定子繞組的通電順序，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向隨之改變；（3）步進電動機定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即通電狀態(tài)的變化頻率越高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高；（4）步進電動機步距角與定子繞組的相數(shù)m、轉(zhuǎn)子的齒數(shù)z、通電方式k有關，可用下式表示：

=360/mzk

式中m相m拍時，k=1；m相2m拍時，k=2。對于圖6-1所示的單定子、徑向分相、反應式步進電動機，當它以三相三拍通電方式工作時，其步距角為=360/3×4×1=30若按三相六拍通電方式工作，則步距角為=360/3×4×2=15步距角：常見的步距角0.60/1.20,0.750/1.50,0.90/1.80,10/20,1.50/30等。精選ppt例：某步進電機有80個齒,采用3相6拍方式驅(qū)動,經(jīng)絲杠螺母副驅(qū)動工作臺做直線運動,絲杠的導程為6mm。求:1、步進電機的步矩角。2、當脈沖當量要求為0.01mm時,試設計此傳動系統(tǒng)

i=Z2/Z1=αL/360δδ=αL/360i精選ppt1、k=6/3=2á=360/mzk=360/3×80×2=0.75。

2、I=Z2/Z1=αL/360δ=0.75×6/360×0.01=2/1可選Z1=20，Z2=40，模數(shù)=1.5的齒輪傳動副精選ppt例將改造一臺C620車床，其縱向絲杠的螺距t=12mm，采用110BF003型步進電動機，步距α=0.75°，系統(tǒng)規(guī)定的縱向步進當量ι=0.01mm，計算步進電動機與縱向絲杠之間的聯(lián)接傳動比。解：根據(jù)式（7-1）

可選，模數(shù)m=1.5的齒輪傳動副。當i為小數(shù)時，則可采用掛輪。

精選ppt例：三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子80個齒。(1)要求電動機轉(zhuǎn)速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?(2)要求電動機轉(zhuǎn)速為100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?精選ppt步進電機分類反應式步進電機：定子轉(zhuǎn)子均有鐵心組成，轉(zhuǎn)子無繞組，步進運行由定子繞組通電歷磁產(chǎn)生的反應力矩作用實現(xiàn)。

特點：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，運行頻率高，步距角小。應用：數(shù)控設備，機器人。永磁式步進電機：轉(zhuǎn)子用永磁鐵，靠與定子產(chǎn)生電磁力特點：控制功率小，效率高，造價低，但步距角大。應用：記錄儀，空調(diào)機。混合式步進電機：轉(zhuǎn)子有齒，帶固定極性。特點：步距角小，工作頻率高，控制功率小。但結(jié)構(gòu)復雜，成本高。精選ppt步進電機精選ppt步進電機驅(qū)動電源精選ppt脈沖分配精選ppt脈沖分配精選ppt精選ppt軟件脈沖分配

軟件環(huán)形分配器的設計方法有很多，如查表法、比較法、移位寄存器法等，它們各有特點，其中常用的是查表法。步序?qū)щ娤喙ぷ鳡顟B(tài)數(shù)值（16進制）程序的數(shù)據(jù)表正轉(zhuǎn)

反轉(zhuǎn)

CBATAB

A00101HTAB0DB01HAB01103HTAB1DB03HB01002HTAB2DB02HBC11006HTAB3DB06HC10004HTAB4DB04HCA10105HTAB5DB05H精選ppt四、步進電動機的功率放大

1．單電壓功率放大電路

此電路的優(yōu)點是電路結(jié)構(gòu)簡單，不足之處是Rc消耗能量大，電流脈沖前后沿不夠陡，在改善了高頻性能后，低頻工作時會使振蕩有所增加，使低頻特性變壞。精選ppt2．高低電壓功率放大電路電源U1為高電壓，電源大約為80～150V，U2為低電壓電源，大約為5～20V。在繞組指令脈沖到來時，脈沖的上升沿同時使VT1和VT2導通。由于二極管VD1的作用，使繞組只加上高電壓U1，繞組的電流很快達到規(guī)定值。到達規(guī)定值后，VT1的輸入脈沖先變成下降沿，使VT1截止，電動機由低電壓U2供電，維持規(guī)定電流值，直到VT2輸入脈沖下降沿到來VT2截止。不足之處是在高低壓銜接處的電流波形在頂部有下凹，影響電動機運行的平穩(wěn)性。

精選ppt該電路的特點是工作時Vin端輸入方波步進信號：當Vin為“0”電平，由與門A2輸出Vb為“0”電平，功率管（達林頓管）VT截止，繞組W上無電流通過，采樣電阻上R3上無反饋電壓，A1放大器輸出高電平；而當Vin為高電平時，由與門A2輸出的Vb也是高電平，功率管VT導通，繞組W上有電流，采樣電阻上R3上出現(xiàn)反饋電壓Vf，由分壓電阻R1、R2得到設定電壓與反饋電壓相減，來決定A1輸出電平的高低，來決定Vin-信號能否通過與門A2。若Vref->Vf時Vin信號通過與門，形成Vb正脈沖，打開功率管VT；反之，Vref-<Vf時Vin信號被截止，無Vb正脈沖，功率管VT截止。這樣在一個Vin脈沖內(nèi)，功率管VT會多次通斷，使繞組電流在設定值上下波動。

3．斬波恒流功放電路

精選ppt步進電機驅(qū)動電源總結(jié)作用：對控制脈沖進行功率放大，以使步進電機獲得足夠大的功率驅(qū)動負載運行。1、步進電機是用脈沖供電，且按一定工作方式輪流作用于各相勵磁線圈上。2、步進電機正反轉(zhuǎn)是靠給各相勵磁線圈通電順序變化來實現(xiàn)的。3、速度控制是靠改變控制脈沖的頻率實現(xiàn)的。4、在通電脈沖內(nèi)使勵磁線圈的電流能快速建立，而在斷電時電流能快速消失。精選ppt五、步進電機的選擇精選ppt1、步距角的選擇電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的最小分辨率（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度（包括減速）。電機的步距角應等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度（三相電機）等。2、靜力矩的選擇（1）根據(jù)機械結(jié)構(gòu)草圖計算機械傳動裝置及負載折算到電動機軸上的等效負載轉(zhuǎn)動慣量。（2）計算各種工況下所需的等效力矩。（3）根據(jù)步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩和起動、運行矩頻特性。TL/TMax≤0.5JL/Jm≤43、電流的選擇靜力矩一樣的電機，由于電流參數(shù)不同，其運行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓）精選ppt第三節(jié)直流伺服電動機直流伺服電動機具有良好的調(diào)速特性，較大的起動轉(zhuǎn)矩，相對功率大及快速響應等優(yōu)點。盡管其結(jié)構(gòu)復雜，成本較高，在機電控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件還是獲得了廣泛的應用。直流伺服電動機按激磁方式可分為電磁式和永磁式兩種。電磁式的磁場由激磁繞組產(chǎn)生；永磁式的磁場由永磁體(永久磁鐵)產(chǎn)生。電磁式直流伺服電動機是一種目前巳普遍使用的伺服電動機，特別是在大功率范圍內(nèi)(100w以上)。永磁式直流伺服電動機由于尺寸小、重量輕、效率高、出力大、結(jié)構(gòu)簡單，無需激磁等一系列優(yōu)點而被越來越重視。一、特點1、穩(wěn)定性好2、可控性好3、響應迅速4、控制功率低，損耗小5、轉(zhuǎn)矩大精選ppt直流伺服電動機的結(jié)構(gòu)與一般的電機結(jié)構(gòu)相似，也是由定子、轉(zhuǎn)子和電刷等部分組成，在定子上有勵磁繞組和補償繞組，轉(zhuǎn)子繞組通過電刷供電。由于轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場始終正交，因而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

精選ppt精選ppt直流伺服電機控制精選ppt二、驅(qū)動與控制一個驅(qū)動系統(tǒng)性能的好壞，不僅取決于電機本身的特性，而且還取決于驅(qū)動電路的性能以及兩者之間的相互配合。對驅(qū)動電路一般要求頻帶寬、效率高、能量能回授等。目前常用晶體管驅(qū)動和晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動，廣泛采用的直流伺服電機的晶體管驅(qū)動電路有線性直流伺服放大器和脈寬調(diào)制放大器(PwM)。一般，寬頻帶低功率系統(tǒng)選用線性放大器(小于幾百瓦)，而脈寬調(diào)制放大器常用在較大的系統(tǒng)中，尤其是那些要求在低速和大轉(zhuǎn)矩下連續(xù)運行的場合。一、晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動精選ppt二、脈寬調(diào)制放大器(PwM)PWM放大器的優(yōu)點是功率管工作在開關狀態(tài)，管耗小。它的基本原理是：利用大功率晶體管的開關作用，將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率(例如2000HZ)的方波電壓，加在直流電動機的電樞上，通過對方波脈沖寬度的控制，改變電樞的平均電壓，從而調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，如圖4—18所示。鋸齒波發(fā)生器的輸出電壓vA和直流控制信號vIN進行比較。同時，在比較器的輸入端還加入一個調(diào)零電壓v0，當控制電壓vIN為零時，調(diào)節(jié)vo使比較器的輸出電壓為正、負脈沖寬度相等的方波信號，如圖4—19(a)所示。當控制信號vIN為正或負時，比較器輸入端處的鋸齒波相應地上移或下移，比較器的輸出脈沖也隨著相應改變，實現(xiàn)了脈寬調(diào)制，如圖4—19(b)、(c)所示。精選ppt精選ppt第四節(jié)交流伺服電動機與普通直流伺服電動機相比較，普通交流伺服電動機的特點是：它不需要電刷和換向器，因而避免了由于存在電刷和換向器而引起的一系列弊病。此外，它的轉(zhuǎn)動慣量、體積和重量一般來說也較小。缺點是：輸出功率和轉(zhuǎn)矩較?。晦D(zhuǎn)矩特性和調(diào)節(jié)特性的線性度不及直流伺服電動機好；其效率也較直流伺服電動機為低。銀狐工控網(wǎng)自動化、企業(yè)信息化—中國工控網(wǎng)-運動控制專欄-中國工業(yè)控制及自動化領域權(quán)威咨詢、資訊傳媒!一、交流伺服電動機種類1、同步型（SM）：采用永磁結(jié)構(gòu)的同步電動機，又稱無刷直流伺服電動機。特點：無接觸換向部件需要磁極位置檢測器（如編碼器）具有直流伺服電動機的全部優(yōu)點。2、感應型（IM）：籠型感應電動機特點：對定子電流的激勵分量和轉(zhuǎn)矩分量分別控制具有直流伺服電動機的全部優(yōu)點。精選ppt精選ppt精選ppt用于自動焊機中保持電弧長度穩(wěn)定，其原理如圖4—34所示。交流伺服電機sL經(jīng)減速器2帶動焊條8的移動裝置3。為保證焊接質(zhì)量，要求自動焊機在整個焊接過程中能夠自動調(diào)節(jié)電弧長度，使電弧穩(wěn)定地燃燒。當電弧長度符合要求時，反饋的弧壓up和給定電壓u相等，通過比較器4得偏差信號＝o，伺服電機不轉(zhuǎn)動。如果外界干擾使弧長變長或變短，反饋弧壓up相當于增大或減小，偏差信號經(jīng)放大器1送入電機sL的控制電壓的相序發(fā)生改變，使控制伺服電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，經(jīng)移動裝置3帶動焊條8上下移動，以保持電弧長度恒定。應用舉例精選ppt二、交流伺服電動機調(diào)速精選ppt變頻調(diào)速

間接變換方式

（交－直－交變頻）變頻方式直接變換方式（交－交變頻）交－直－交變頻是把交流電通過整流器變?yōu)橹绷麟?，再用逆變器將直流電變?yōu)轭l率可變的交流電供給異步電動機。目前常用的通用變頻器即屬于交－直－交變頻，其基本結(jié)構(gòu)原理如圖4－12。由圖可知，變頻器主要由主回路（包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器）和控制回路組成。變頻器還有豐富的軟件，各種功能主要靠軟件來完成。交流電源交流電源

電壓頻率可變

中間直流環(huán)節(jié)逆變器整流器控制電路精選ppt變頻器的分類方式很多，除了按電源變換方式分類外，還可以按逆變器開關方式來分類，即PAM方式和PWM方式。PAM控制是PulseAmplitudeModulation（脈沖振幅調(diào)制）控制的簡稱；PWM控制是PulseWidthModulation（脈沖寬度調(diào)制）控制的簡稱，是在逆變電路部分同時對輸出電壓（電流）的幅值和頻率進行控制的控制方式。在這種控制方式中，以較高頻率對逆變電路的半導體開關元器件進行開閉，并通過改變輸出脈沖的寬度來達到控制電壓（電流）的目的。目前在變頻器中多采用正弦波PWM控制方式，即通過改變PWM輸出的脈沖寬度，使輸出電壓的平均值接近正弦波，這種方式也被稱為SPWM控制。變頻器還可以按控制方式分為V/F（電壓/頻率）控制、轉(zhuǎn)差頻率控制和矢量控制三種。其中，V/F控制屬于開環(huán)控制，而轉(zhuǎn)差控制和矢量控制屬于閉環(huán)控制，二者的主要區(qū)別在于V/F控制方式中沒有進行速度反饋，而在轉(zhuǎn)差頻率控制方式和矢量控制方式利用了速度傳感器的速度閉環(huán)控制。精選ppt三、交流伺服電動機的選擇1、交流伺服電動機的初選擇(1)首先考慮電動機能夠提供負載所需的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。就是能夠提供克服峰值負載所需的功率。Pm=(1.5～2.5)TLPnLP/159η其次，當電動機的工作周期可以與其發(fā)熱時間常數(shù)相比較時，必須考慮電機的熱額定問題，通常用負載的均方根功率作為確定電機發(fā)熱功率的基礎。Pm=(1.5～2.5)TLrnLr/159η精選ppt(2)發(fā)熱校核

TN≥TLr精選ppt(3)轉(zhuǎn)矩過載校核(TL)max≤(Tm)max過載轉(zhuǎn)矩(Tm)max=λTn額定力矩2.伺服系統(tǒng)慣量匹配原則1）慣量較小的系統(tǒng)1<Jl/Jm<32）慣量較大的系統(tǒng)0.25≤Jl/Jm≤1精選ppt變頻器種類通用變頻器：節(jié)能，節(jié)電20%，用于壓縮機、泵、攪拌機、擠壓機等；提高控制性能實現(xiàn)自動化，用于運輸機械、起重機等。紡織專用變頻器：改善傳動特性，實現(xiàn)自動化。紡織、化纖機械。矢量控制變頻器：提高傳動精度及實現(xiàn)系統(tǒng)的集散控制。冶金、印刷、造紙。要求高精度的轉(zhuǎn)矩控制，加速度大，能與上位機進行通訊。機床專用變頻器：用于機床主軸傳動控制，以滿足工藝上要求得大加減速轉(zhuǎn)矩，寬廣的恒功率控制及高精度的定位控制，提高機床自動化。電梯專用矢量變換控制變頻器：實現(xiàn)緩慢平穩(wěn)的升降速。高頻變頻器：用于超精密加工、高速電動機。如專用脈沖調(diào)幅型變頻器，頻率達3kHZ，對應轉(zhuǎn)速18×104r/min。

精選ppt變頻器選擇分析控制對象的負載特性選擇電動機的容量根據(jù)用途選擇合適的變頻器類型確定變頻器容量

（1）選擇變頻器具體型號是以電動機額定電流值為依據(jù)，以電動機的額定功率為參考值。變頻器最大輸出電流應大于電動機的額定電流值。（2）變頻器與電動機的距離過長時，為防止電纜對地耦合與變頻器輸出電流中諧波疊加而造成的電動機端子處電壓升高的影響，應在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。（3）變頻器選擇時，要考慮電動機的運行頻率在什么功率范圍內(nèi)。在低速范圍內(nèi)，應考慮電動機的溫升情況，是否需加裝風扇給電動機散熱。（4）變頻器選擇時，一定要注意其防護等級應與現(xiàn)場情況相匹配，防止現(xiàn)場的粉末或水分影響變頻器的長久運行。

精選ppt變頻調(diào)速系統(tǒng)應用實例

ABB變頻器在恒壓供水控制系統(tǒng)中的應用恒壓供水是指不論用戶端水量大小，總保持管網(wǎng)水壓基本恒定。這樣，既可以滿足各部位用戶的用水的需要，又不使電動機空轉(zhuǎn)，造成電能的浪費。因此，由變頻器得到給定壓力信號和實際反饋信號，利用變頻器內(nèi)部固有的功能進行比較計算，通過頻率輸出的變化調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，從而控制管網(wǎng)中水壓力恒定。變頻器恒壓供水系統(tǒng)如圖4-13所示。精選ppt本系統(tǒng)僅舉出一個簡單例子，即一臺變頻器帶一臺水泵運行。主要構(gòu)成為ABBACS600系列變頻器一臺，由于ABB公司ACS600系列變頻器均帶有PID調(diào)節(jié)器，所以可以根據(jù)給定壓力（設定壓力）和壓力傳感器返回的實際壓力信號進行比較，實現(xiàn)PID調(diào)節(jié)（比例積分微分調(diào)節(jié)），變頻器根據(jù)用戶水量大小而引起的水壓變化，相應地調(diào)節(jié)水泵電動機的轉(zhuǎn)速來控制水壓的恒定，另外變頻器可以輸出相應的電流信號給顯示控制器，可直接顯示出變頻器的實際運行狀態(tài)，同時變頻器對電動機具有過流、過壓、欠壓、過載等全部故障保護功能。恒壓供水系統(tǒng)的控制原理圖如圖4-14所示。變頻器的功能參數(shù)設定主要根據(jù)現(xiàn)場條件和廠家提供的用戶手冊進行設定，主要有：啟動/停止參數(shù)、信號選擇參數(shù)、PID控制參數(shù)與加/減速時間等幾組參數(shù)，其余均可遵照變頻器出廠值。在本系統(tǒng)主電路中，變頻器的前端加入空氣斷路器與快速熔斷器進行前端過電流保護與短路保護，以避免變頻器整流部分的損壞。后端直接與水泵電動機相連。

精選ppt精選ppt在本系統(tǒng)控制電路中，變頻器接受的壓力給定信號與壓力反饋信號均為電流信號（4-20mA），變頻器接受的啟/停信號為無源開關量信號，其運行指示信號輸出也為無源開關量信號。需要指出的是，在系統(tǒng)中如果水泵為離心式水泵，那么變頻器在選擇時可按照平方轉(zhuǎn)矩選擇；如果水泵為潛水泵，那么變頻器在選擇時應按照恒轉(zhuǎn)矩選擇。這是因為潛水泵電動機的額定電流比通常電動機的額定電流要大，所以選擇變頻器時，變頻器的連續(xù)輸出電流要大于潛水泵電動機的額定電流。精選ppt

工業(yè)控制計算機及接口

第一節(jié)工業(yè)控制計算機精選ppt微機構(gòu)成精選ppt精選ppt微機系統(tǒng)精選ppt二、工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的基本要求具有完善的過程輸入/輸出功能具有實時控制功能具有可靠性具有較強的環(huán)境適應性和抗干擾能力具有豐富的軟件三、工業(yè)控制計算機分類及特點1.可編程控制器2.總線型工業(yè)控制計算機3.單片機精選pptPLC構(gòu)成精選pptPLC特點程序可變，柔性好?？煽啃詮?，適于工業(yè)環(huán)境。編程簡單，使用方便。功能完善。體積小，重量輕，易于裝入機器內(nèi)部。精選ppt總線型工控機精選ppt總線型工控機特點提高設計效率，縮短設計和制造周期。提高系統(tǒng)可靠性。便于調(diào)試和維修。能適應技術(shù)發(fā)展的需要。精選ppt單板機精選ppt單片機精選ppt單片機系統(tǒng)構(gòu)成精選ppt單片機特點受集成度的限制，片內(nèi)存儲器容量較小?？煽啃愿?。易擴展?？刂乒δ軓姟Ｒ话銌纹瑱C內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理程序。精選ppt控制系統(tǒng)比較精選ppt一、信息采集接口

1、轉(zhuǎn)換形式精選ppt精選ppt數(shù)／模(D/A)轉(zhuǎn)換接口

D／A轉(zhuǎn)換器是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的電路，它由權(quán)電阻網(wǎng)絡、參考電壓、電子開頭等組成，典型的R—2R網(wǎng)絡D／A原理圖如圖5—21所示。從圖中可見，不管電子開關接在2點還是接地，流過每個支路的2R上的電流都是固定不變的，從參考電壓端看其輸入電阻為R，從參考電源流入的總電流為J，則每個支路〔流經(jīng)2R電阻)的電流依次為：J／2，J／4，J／8．J／16，而I=VREF／R。故輸出電壓為

vOUT＝—VREF／24[d3·23+d2·22+d1·21+d0·20]

式中d3～d0為輸入代碼，d＝“o”，則開關接地；d＝“1”，則開關接到輸出上。

如果采月n個電子開關組成的網(wǎng)絡，那么

vOUT＝—VREF／2n[dn-1·2n-1+……+d0·20]式中n指D／A電路能夠被轉(zhuǎn)換的二進制位數(shù)，如有8位、10位、12位等，有時也稱為分辨率。精選ppt精選ppt精選ppt直流伺服電機控制接口精選ppt第三節(jié)可編程控制器精選ppt精選ppt二、PLc與通用微處理機的區(qū)別①掃描工作機制是PLc與通用微處理機的基本區(qū)別。②在理論上，微機可以編程，形成PLc的多數(shù)功能，然而通用微機不是專門為工業(yè)環(huán)境應用設計的；③微機與外部世界連接時．需要專門的接口電路板，而PIC帶有各種I／O模塊可供直接利用，且輸入輸出線可多至數(shù)百條；④PLc具有多種診斷能力，模塊式結(jié)構(gòu)，易于維修；⑤PLC可采用梯形圖編程，編程語言直觀簡單，容易學握；⑥雖然許多PLc能夠接收模擬信號和進行簡單的算術(shù)運算，但是，當數(shù)學運算復雜時，PLc是無法與通用微機相競爭。精選ppt三、PLC生產(chǎn)廠家及代表產(chǎn)品日本立石（OMRON，歐姆龍）公司C系列日本三菱公司F、FX、A系列德國西門子（SIEMENS）公司S5、S7、TI系列法國TE公司TSX7系列美國通用電氣（GENERALELECTRIC）公司，簡稱GE公司GE、SR系列美國艾倫—布拉德利（ALLEN—BRADLEY)公司，簡稱AB公司SLC、PLC系列精選ppt三菱系列可編程控制器特點：

指令速度快，系統(tǒng)配置靈活，功能強大。具有豐富的擴展模塊及特殊功能模塊，可實現(xiàn)PLC于上位機之間完善的網(wǎng)絡通訊，具有網(wǎng)絡控制功能。

精選ppt精選ppt精選ppt第一講機械手及其控制一、機械手機械手是一種能模仿人手的某些工作技能，按要求抓取和搬運工件，或完成某些勞動作業(yè)機械化、自動化的裝置。自動線上的機械手能完成簡單的抓取、搬運，實現(xiàn)上、下料動作，尤其適合幾何形狀不規(guī)則、不對稱的雜件，通過選取合適的手爪，可選用較少的抓取和輸送基準面而保持上、下料及輸送的穩(wěn)定性和可靠性。二、機械手的分類目前，我國對機械手尚無較為統(tǒng)一的分類標準。一般可分為專業(yè)機械手和通用機械手兩大類。1．專用機械手這種機械手僅由手爪、腕部和手臂構(gòu)成，是輔助設備，其動作必須與機械的工作循環(huán)相配合，多數(shù)動作由控