精选优质文档-----倾情为你奉上一、绪论1、 机电一体化的定义及其主要作用： 在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术，并将机械 装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称 机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义2、 机电一体化的组成及其功能：（1）执行器（执行功能）（2）机械本体（构造功能）：起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用3）动力源(动力功能)：为系统提供能量和动力，使系统正常运行4）传感检测单元（计测功能）：对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及 状态进行检测5）控制与信息处理单元（控制功能）：按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个 系统有目的地运行3、机电一体化的接口： 将各组成单元或子系统连接成一有机的整体 接口包括： 电气接口—实现系统间电信号的连接 机械接口—完成机械与机械部分、机械与电气装置部分的连接 人机接口—提供人与系统间的交互界面4、 机电一体化的主功能： （1）变换（加工、处理）功能； （2）传递（移动、输送）功能； （3）储存（保存、存储、记录）功能。
主功能是系统的主要特征部分，完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存第二章1、机械系统的组成及作用： （1）传动结构：主要功能是传递能量和运动 ，是一种力、速度变换器 （2）导向机构：支撑和限制运动部件按给定的运动要求和给定的运动方向运动，为机械系统中各运动装置安全、准确地完成其特定方向的运动提供保障 （3）支承件：机座或机架是支承其他零部件的基础部件它既承受其它零部件的重量和工作载荷，又起保证零件相对位置的基准作用 三者功能总结：实现传递运动和动力，支撑和导向，联系机电一体化系统各部件并实现其 构造功能2、丝杠类型、分类、支撑方式、间隙消除和预紧方式： 丝杠螺母传动的类型与特点： 1)螺母固定、丝杆转动并移动 如图a所示，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消 除了丝杆轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度但其轴向尺寸不易太长，刚性较差因此只适用于行程较小的场合 2)丝杆转动、螺母移动如图b所示，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置 其特点是结构紧凑、丝杆刚性较好适用于工作行程较大的场合 3)螺母转动、丝杆移动 如图c所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杆的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。
4)丝杆固定、螺母转动并移动 如图d所示，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便，故很少应用 5）差动传动方式 该方式的丝杆上有基本导程(或螺距) 不同的(如l01、l02)两段螺纹，其旋向相同当丝杆2转动时，可动螺母1的移动距离为S=n×(l01－l02)，如果两基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位移S因此，这种传动方式多用于各种微动机构中 丝杠分类：滑动丝杠螺母机构、滚动丝杠螺母机构滚珠丝杠副支撑方式：1）单推——单推式止推轴承分别装在滚珠丝杠的两端并施加预紧力 2）双推一双推式两端分别安装止推轴承与深沟球轴承的组合，并施加预紧力，其轴向刚度最高 3）双推——简支式一端安装止推轴承与深沟球轴承的组合，另一端仅安装深沟球轴承 4）双推——自由式一端安装止推轴承与深沟球轴承的组合，另一端悬空呈自由状态滚珠丝杠副的间隙消除和调整预紧：1）、双螺母螺纹预紧调整式 ；2）、双螺母齿差预紧调整式 ；3）、双螺母垫片调整预紧式；4）、弹簧式自动调整预紧式；5）、单螺母变位导程自预紧式和单螺母滚珠过盈预紧式3、 齿轮传动总传动比的分配原则： 在伺服系统中,通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比,以提高伺服系统的响应速度。
根据传动关系有 式中: —— 电动机的角位移、角速度、角加速度； —— 负载的角位移、角速度、角加速度 传动链的级数和各级传动比的分配 a、等效转动惯量最小原则；b、质量最小原则； 3、输出轴转角误差最小原则；4、 齿轮传动间隙的消除措施：(1) 、圆柱齿轮传动：（a）偏心轴套调整法；（b）轴向垫片调整法（锥度齿轮调整法）；（c） 双片薄齿轮错齿调整法A、周向弹簧式（不用于功率驱动）B、周向可调拉簧式(2) 斜齿轮传动：（a）垫片调整法；（b）轴向压簧调整法 (3) 锥齿轮传动：（a）轴向压簧调整法；（b）轴向弹簧调整法第三章1、 伺服系统的组成及作用：2、 步进电动机的定义、分类及特点： 定义：步进电机是一种将脉冲信号变换成相应的直线位移（或角位移）的数字/模拟变换器 特点：1）、输出转角与输入脉冲严格成正比，且在方向上与输入脉冲同步每输入一个电脉冲，电机就转动一个角度（步距角），当连续不断地输入脉冲，就一步一步不断转动 若控制输入脉冲数量、频率及电机各相绕组的通电顺序可以控制电机转角、转速与转向（很容易用微机实现数字控制）。
2）、输出转角的精度高，虽有（相邻）步距角误差，但无累积误差，有步距角误差，但转子转速转过一转以后，其（一转内）累积误差为“0”,不会长期积累 3）、可实现平滑无级调速调速范围较宽 4）、步进电机的工作状态不易受各种干扰因素影响（如电压波动，负载变化，环境误差的影响），只要干扰因素不引起“丢步”，就不影响正常工作 5）、其它：启停时间短，一般在信号输入几毫秒后就使电动机达到同步转速，信号切断后电机立即停止转动分类：（一） 按运动形式：有旋转式和直线步进电机； （二） 从励磁相数分有（3、4、5、6相等） （三） 就常用的旋转式步进电机的转子结构来说可分为三种：反应式（可变磁阻型）；永磁式（PM）；混合式(HB)3、 步进电动机的驱动原理图及工作原理： 略；见书P714、 环形分配器，功率分配器： 略；见书P725、 直流伺服系统的组成： 直流电动机、位置或速度反馈装置、直流电源及控制驱动电路6、 直流电机分类： 永磁式、它激式、串激式和并激式7、 直流系统的调速： (1)通过改变电枢电压Ua进行调理； 电枢电压调速具有起动力矩大，阻尼效果好，响应速度快且线性较好等特点，所以在伺服系统中普遍采用(t=C)。
(2)在电枢回路中串入可调电阻Ra进行调速； (3)Ua保持恒定，在激磁回路中串入调节电阻Rf调速(弱磁调速)(p=C) 串入电阻调速将引起功率损耗，效率低，机械特变软，而且只能将转速调低弱磁调理的调理范围小，所以在伺服系统的调速中，这两种方法都很少采用 8、 调压调速（三种工作原理及组成） （1）调压调速 （2）调阻调速（3） 调磁调速第四章1、 微机控制系统设计步骤： （一）首先确定系统整体控制方案 1、确定控制方式 2、执行元件类型 3、考虑特殊控制要求（如高精度、高可靠性、快速性） 4、微机控制系统的作用（输入/输出or变换/调整） 5、成本（二）确定控制算法 1、数学模型： 2、常见的控制方法： 如：机床中：逐点比较法和数字积分法 直接数值控制法中的PID调节控制 位置数字伺服系统中实现最少拍控制阀（3） 选择微型计算机1、从控制角度出发 （1） 较完善的中断系统（实时控制：正常、故障）； （2） 足够的存储容量（内部资源不够，可扩展）； （3） 完善的输入/输出通道和实时时钟；2、其他要求（从被控对象角度出发） （1）字长；（2）速度；（3）指令。
4） 系统总体设计 1、接口设计 扩展接口常用的几种方法： （1）选用功能接口板；（2）选用通用接口电路；（3）用集成电路自行设计接口电路 2、通道设计 开关量 数字量 模拟量 3、操作控制台设计（原因、功能）2、软件设计的方法： 1、软件的分类（系统软件和应用软件） 2、控制系统对应用软件的要求 3、应用软件的设计方法3、调试的步骤： 1、调试步骤 2、硬件调试与软件调试 3、系统调试4、微机接口的扩展（地址的提供和分析）：略第六章1、 典型负载： 惯性负载；外力负载；弹性负载；摩擦负载2、 工业机器人结构：专心---专注---专业。