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1、 机电一体化技术复习大纲第一章1、机电一体化系统的组成及各部分功能。机电一体化系统的基本功能要素：机械本体（结构装置和传动装置） ，动力部分，传感检测部分，执行部分，驱动部分，控制及信息处理部分，各要素和环节之间相联系的接口1、机械本体（结构装置和传动装置） ，机身、框架、机械联接等产品支持机构，实现构造功能。 要求：可靠、小型、美观、节能、高效、轻量。2. 动力部分（能源）提供能量，转换成需要的形式，实现动力功能。要求：效率高、可靠性好3、传感检测装置（传感器和仪器）检测产品内部状态和外部环境，实现计测功能。要求：体积小、精度高、抗干扰。4、电子控制单元（控制与信息处理部分）存储、处理、运算
2、、决策，实现控制功能,.要求：高可靠性、柔性、智能化5、执行部分（机械、电磁、电液）根据控制信息和指令完成所要求的动作。要求：标准化、系列化、可靠性、轻量等6、驱动部分根据控制信息和指令驱动各种执行机构完成各种动作和功能。要求：标准化、系列化、可靠性、轻量等7、接口将各个要素或子系统连接成为一个有机的整体，使各个功能环节有目的的协调运动。功能：交换 实现信息和能量的交换 放大 达到能量匹配传递 按照一定的顺序传送2、机电一体化技术所涉及到的相关技术。1、检测传感技术研究对象：传感器及其信号检测装置（即变送器）作用：感受器官、反馈环节。要求：能快速、准确地获得信息并在相应的应用环境中具有高可靠性
3、。2.信息处理技术主要完成信息的交换、存取、运算、判断和决策等.其主要工具是计算机。3、自动控制技术 关于软件方面的技术，主要以控制理论为指导，对控制系统设计、仿真、现场调试、可靠运行等提供解决方案。4、伺服驱动技术 研究对象：执行元件及其驱动装置 执行元件种类：电动、液压、气压 驱动装置：各种电动机的驱动电源电路5、机械技术（新的制造工艺和材料） 实现机电一体化产品的主功能和构造功能，影响系统的结构、重量、体积、刚性、可靠性等。6、系统总体技术系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统工程的观点和方法，将系统各个功能模块有机的结合起来，以实现整体最优。其重要内容为接口技术。接口包括电气接口、机
4、械接口、人机接口第二章1、齿轮传动齿侧间隙的消除方法。刚性消隙法：刚性消隙法是在严格控制轮齿齿厚和齿距误差的条件下进行的，调整后齿侧间隙不能自动补偿，但能提高传动刚度。柔性消隙法：柔性消隙法指调整后齿侧间隙可以自动补偿。采用这种消隙方法时，对齿轮齿厚和齿距的精度要求可适当降低，但对传动平稳性有负面影响，且传动刚度低，结构也比较复杂。2、谐波齿轮传动的工作原理及主要特点。谐波齿轮减速器 传动比大 承载能力大 传动精度高 齿侧间隙小 传动平稳结构简单、体积小、重量轻3、支撑技术的类型及其特点。回转运动支承：滚动轴承、动压轴承、静压轴承、磁轴承等1.非标准滚动轴承：微型滚动轴承，密珠轴承2.液体静压
5、轴承，3.空气静压轴承主轴：圆柱径向和端面推力空气静压轴承，双半球空气轴承主轴，前球形后圆径向空气轴承的主轴， ）立式空气轴承4.磁轴承直线运动支承类型：滑动导轨、滚动导轨、液体和气体静压导轨特点：导向精度大、刚度大、耐磨性好、运动灵活平稳。第三章1、光电式转速传感器测量转速的原理。光源发出的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量时间 T 内的脉冲数 N，可测出转速为 n=60N/Zt2、光栅位移传感器的工作原理及应用方法。光栅由主光栅和指示光栅组成。把指示光
6、栅平行的放在标尺光栅上面，并且使它们的刻线相互倾斜一个很小的角度，这时在指示光栅上就出现几条较粗的明暗条纹，称为莫尔条纹。莫尔条纹有两个重要的特性：1.当主光栅不动，指示光栅左右平移时，莫尔条纹将沿着指示栅线的方向上下移动。2.莫尔条纹有位移的放大作用。利用这两大特性可把肉眼看不见的光栅位移变成为清晰可见的莫尔条纹移动，可以用测量条纹的移动来检测光栅的位移，并以此可以实现高灵敏的位移测量。特点：测量精度高，响应快和量程范围大等。3、旋转变压器测量转速的原理及应用方法。旋转变压器又称分解器，是一种控制用的微电机，它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号的一种间接测量装置。旋转变压器是一种
7、输出电压随转角变化的角位移测量装置。在结构上与二相线绕式异步电动机相似，由定子和转子组成。定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边。激磁电压接到转子绕组上，感应电动势由定子绕组输出.旋转变压器是一种输出电压随转角变化的角位移测量装置。旋转变压器作为位置检测装置有两种应用方式：鉴相方式和鉴幅方式第四章1、双极式 H 型可逆 PWM 变换电路用于直流伺服电机控制的工作原理。用大功率器件的开关作用，将直流电压换成一定频率的方波电压，通过对方波脉冲宽度的控制，改变输出电压的平均值。2、步进电机的工作原理及时序。P91 该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按
8、合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。3、交流伺服电机的控制方法。交流伺服电动机有三种控制方式，它们分别是幅值控制、相位控制和幅相控制。幅值控制：控制电压和励磁电压保持相位差 90 度，只改变控制电压幅值。相位控制：相位控制时控制电压和励磁电压均为额定电压，通过改变控制电压和励磁电压相位差，实现对伺服电机的控制。幅相控制：对幅值和相位都进行控制，通过改变控制电压的幅值及控制电压与励磁电压相位差控制
9、伺服电机的转速。第五章1、直接数字控制系统的工作原理。直接数字控制(Direct Digit Control)，简称为 DDC 系统，是用一台计算机对被控参数进行检测，再根据设定值和控制算法进行运算，然后输出到执行机构对生产进行控制，使被控参数稳定在给定值上。利用计算机的分时处理功能直接对多个控制回路实现多种形式控制的多功能数字控制系统。在这类系统中，计算机的输出直接作用于控制对象，故称直接数字控制，英文缩写 DDC。2、PID 控制方法（模拟算法公式，位置式 PID 控制算式，增量式 PID 控制算式及比例、积分、微分项的控制作用） 。P130-1343、软件数字滤波的方法。算术平均值法 、
10、中值滤波法、防脉冲干扰平均值法、第七章1、工业机器人的组成。工业机器人是机电一体化的系统，它由以下几个部分组成： 1、操作机: 工业机器人完成作业的执行机构。包括：机座、立柱、手臂、手腕、手部等。 2、驱动系统: 主要指驱动执行机构的传动装置。由驱动器、减速器、检测元件等组成。分为电动、液动、气动驱动系统。 3、控制系统: 是工业机器人的核心部分。支持操作机按所需的顺序，沿规定的轨迹运动。 4、智能系统: 是计算机控制系统的高层次发展。由感觉系统和决策、规划系统组成。2、球坐标型机器人的自由度。至少 5 个自由度其运动由两个转动一个移动组成。其工作空间为一球体。特点：结构紧凑，工作空间范围大，可与其他机器人协调工作。3、工业机器人的运动控制的数学工具工业机器人的执行机构属于空间机构，因而可以采用空间坐标变换基本原理及坐标变矩阵解析方法来建立描述各个构建之间的相对位置和姿态的矩阵方程。应用于转动副、移动副和螺旋副组成的空间工业机器人机构研究中的齐次坐标变换矩阵是 D-H 矩阵。
