《2022年机电一体化大学本科方案设计书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年机电一体化大学本科方案设计书（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精品学习资源太原理工高校毕业论文机电一体化中的电机掌握与爱护系别： 机电系专业： 机电一体化同学姓名： 高慧敏指导老师： 崔健民欢迎下载精品学习资源内 容 摘 要依据机电一体化技术的进展前景，提出一种新型电动执行机构的设计方案，具体介绍了该执行机构各功能元件的选型与设 计、阀位及速度掌握原理以及各种关键问题的解决方法；该执行机构将阀门、伺服电机、掌握器合为一体，采纳8031 单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置掌握，解决了阀门的精确 定位、阀门柔性开关、极限位置判定、电机爱护及模拟信号隔离 等技术问题；现场运行情形说明，该电动执行机构具有动作快、 爱护完善以及便于和运算机通讯等优点，充分
2、利用了机电一体化 技术带来的便利快捷；关键词：电动机阀门继电器爱护机电一体化技术总结欢迎下载精品学习资源目 录内容摘要 2插图索引 4引言 5第 1 章机电一体化技术进展历程及其趋向61.1 机电一体化技术进展历程 61.2 机电一体化进展趋向 6第 2 章机电一体化中电动执行机构的硬件设计及工作原理112.1系统工作原理 11第 3 章机电一体化中阀位及速度掌握原理15第 4 章关键技术问题的解决17第 5 章机电一体化中继电器爱护的现状与进展195.1 继电爱护进呈现状 195.2 继电爱护的将来进展 215.2.1 运算机化 225.2.2 网络化 235.2.3 爱护、掌握、测量、数据
3、通信一体化255.2.4 智能化 26终止语 27参考文献 28欢迎下载精品学习资源插 图 索 引图2-1电动执行机构 控制系统框图 11图2-2IPM输出电流、电压检测 14图 2-3 程序出格自复原电路15图3-2阀位及速度控制原理框图 15图3-3执行机构的典 型运行速度图 16图4-1线性隔离放大器 19欢迎下载精品学习资源引 言在现代化生产过程掌握中，执行机构起着特别重要的作用，它是 自动掌握系统中不行缺少的组成部分；现有的国产大流量电动执 行机构存在着掌握手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位 精度低、牢靠性差等问题；而且执行机构的全程运行速度取决于 其电机的输出轴转速和其内部减
4、速 齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不行调整，其通用性较弱；整个机构缺乏完善的爱护 和故障诊断措施以及必要的 通信手段，系统的安全性较差，不便与运算机联网；鉴于以上缘由，采纳传统的大流量电动执行机构 的掌握系统，牢靠性和稳固性较差；随着运算机网络 、现场总线等技术在工业过程中的应用，这种执行机构已远远不能满意工业 生产的要求；笔者设计的大流量电动执行机构，采纳机电一体化技术，将阀门、伺服 电机、掌握器合为一体，利用异步 电动机直接驱动阀门的开与关；通过内置变频器，采纳模糊神经网络，实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等掌握；该电动执行机构省去了用于掌握 电机正、反转的接触器和
5、可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的掌握柜和配电柜， 具有动作快、爱护较完善、便于和运算机联网等优点；实际运行说明，该执行机构工作稳固，性能牢靠；自电子技术一问世 , 电子技术和机械技术的结合就开头了 , 只是显现了半导体集成电路 ,欢迎下载精品学习资源特别是显现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后, 机电一体化 技术之后有了明显进展 , 引起了人们的广泛注意 .第 1 章 机电一体化技术进展历程及其趋向机电一体化是机械、微电子、掌握、运算机、信息处理等多学科的交叉融合，其进展和进步有赖于相关技术的进步与进展，其主要进展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、
6、带源化和绿色化；1.1 机电一体化技术进展历程1. 数控机床的问世 , 写下了 机电一体化 历史的第一页；2. 微电子技术为 机电一体化 带来勃勃愤怒；3. 可编程序掌握器、 电力电子 等的进展为 机电一体化 供应了顽强基础；4. 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使 机电一体化 跃上新台阶.1.2 机电一体化进展趋向1 数字化微掌握器及其进展奠定了机电产品数字化的基础，如不断进展的数控机床和机器人；而运算机网络的快速崛起，为数字化设欢迎下载精品学习资源计与制造铺平了道路，如虚拟设计、运算机集成制造等；数字化要求机电一体化产品的软件具有高牢靠性、易操作性、可爱护 性、自诊断才能以及友好人机界
7、面；数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复；2 智能化即要求机电产品有肯定的智能, 使它具有类似人的规律摸索、判定推理、自主决策等才能；例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和爱护带来极大的便利；随着模糊掌握、神经网络、灰色理 论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与进展，为机 电一体化技术进绽开创了宽阔天地；3 模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作；如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等
8、功能的电机一体掌握单元等；这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元快速开发出新的产品；4 网络化由于网络的普及，基于网络的各种远程掌握和监视技术方兴未艾；而远程掌握的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以运算机为中心的运算机集成家用电器系统， 使人们在家里可充共享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向进展；欢迎下载精品学习资源5 人性化机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品给予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，仍要求在颜色、造型等方面与环
9、境相和谐， 使用这些产品，对人来说仍是一种艺术享受，如家用机器人的最高境域就是人机一体化；6 微型化微型化是精细加工技术进展的必定，也是提高效率的需要； 微 机电 系统 Micro Electronic Mechanical Systems， 简 称MEMS是 指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和掌握电路，直至接口、通信和电源等于一体的 微型器件或系统；自 1986 年美国斯坦福高校研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州高校 Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在 MEMS工艺、材料以及微观机理讨论方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系
10、统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）；7 集成化集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装 配、检测、治理等多种工序；为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性；第一可将系统分解为如干层次，使系统功能分散，并使各部分和谐而又安全地运 转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能欢迎下载精品学习资源最优、功能最强；8 带源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电
11、池；由于在很多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有特殊的好处；带源化是机电一体化产品的进展方向之一；9 绿色化科学技术的进展给人们的生活带来庞大变化，在物质丰富的同时也带来资源削减、生态环境恶化的后果；所以，人们呼吁爱护环境，回来自然，实现可连续进展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生；绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒服、和谐而可再生利用的产品；在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命终止时，产品可分解和再生利用；10. 光机电一体化 .一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息
12、处理系统、机械结构等部件组成的 . 因此, 引进光学技术 , 实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源 动力 系统和信息处理系统 . 光机电一体化是机电产品进展的重要趋向.11. 自律安排系统化柔性化 .将来的机电一体化产品, 掌握和执行系统有足够的“冗余度”， 有较强的“柔性”，能较好地应对突发大事，被设计成“自律安排系统”；在自律安排系统中，各个子系统是相互独立工作的，欢迎下载精品学习资源子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可依据不同 的环境条件作出不同反应；其特点是子系统可产生本身的信息并 附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以转变的；这 样，
13、既明显地增加了系统的适应才能 柔性 ，又不因某一子系统的故障而影响整个系统；12. 全息系统化智能化；今后的机电一体化产品“全息”特点越来越明显，智能化水平越 来越高；这主要收益于模糊技术、信息技术 特别是软件及芯片技术 的进展；除此之外，其系统的层次结构，也变简洁的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系；13. “生物一软件”化仿生物系统化；今后的机电一体扮装置对信息的依靠性很大，并且往往在结构上 是处于“静态”时不稳固，但在动态 工作 时却是稳固的；这有点类似于活的生物摘要：当掌握系统 大脑 停止工作时，生物便“死亡”，而当掌握系统 大脑 工作时，生物就很有活力；仿生学探究领
14、域中已发觉的一些生物体优良的机构可为机电一体化产 品供应新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”仍有 待于深化探究；这一探究领域称为“生物软件”或“生物系 统”，而生物的特点是硬件 肌体 软件 大脑 一体，不行分割；看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化进展趋，但有 一段漫长的道路要走；14. 微型机电化微型化；目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在试验室中已制造出亚微 M级的机械元件；当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和掌握器了；届时机械和电子完全可以“融欢迎下载精品学习资源合”，机体、执行机构、传感器、 CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件；这种微型机械学是机电一体化的重要 进展方向；第 2 章 机电一体化中电动执行机构的硬件设计及工作原理电动执行机构掌握系统原理框图如图2-1 所示；智能执行机构从结构上主要分为掌握部分和执行驱动部分；掌握部分主要由单片机、 PWM波发生器、 IPM逆变器、 A/D、D/A转换模块、整流模块
