《30453自考机电一体化技术及应用小抄》由会员分享，可在线阅读，更多相关《30453自考机电一体化技术及应用小抄（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 机电一体化：应用机械技术、传感检 测技术、信息处理技术、自动控制技 术、伺服传动技术和系统总体技术等 多学科技术领域综合交叉的技术密集 型系统工程2滚珠花键：一种传动装置又是直线运 动支撑3传感器：借助于检测元件接收一种形 式的信息，并按一定规律将它转换成 另一种信息的装置4电容传感器：将被测非电量的变化转 换为电容量变化的一种传感器5 电感式传感器：把被测量变化转换成 线圈自感或互感变化的装置6 同步感应器：一种应用电磁感应原理 制造的高精度检测原件 7鉴相式：根据感应电势的相位来鉴别 位移量8直流测速机：一种测速元件，实际上 就是一台微型的直流发电机9 接触式传感器：获取两个物体是否已
2、 接触的信息的传感器10 接近式传感器：判别在某一范围内 是否有某一物体的传感器11 程控增益放大器：利用计算机采用 软件控制的办法来实现增益的自动变 换12 隔离放大器：具有防止电网电压等 对测量回路损坏的功能的放大器 13采样/保持器：使输入信号处于采样 状态的器件14 软件数字量非线性校正：利用计算 机软件进行非线性补偿15 数字滤波：通过一定的计算或判断 来提高信噪比16 中值滤波法：在三个采样周期内连 续采样读入三个检测信号，从中选择 一个居中的数据作为有效信号17 伺服：在控制指令的指挥下，控制 驱动原件，使机械系统的运动部件按 照指令要求进行运动18 直流伺服系统：采用直流伺服电
3、动 机作为执行元件的伺服系统19 旋转变压器：一种输出电压随转角变化的角位移测量装置20相敏放大器（鉴幅器）：将交流电压 转换为与之成正比的直流电压，并使 它的极性与输入的交流电压的相位相 适应的放大器21 占空比：高电平在一个周期之内所 占的时间比率22检测误差：由检测元件引起的误差23 原理误差：由系统结构和输入信号 引起的误差24扰动误差：负载扰动引起的误差25 交流伺服系统：采用交流伺服电动 机作为执行元件的伺服系统26 变频调速：改变异步电动机的供电 频率，可以改变其同步转速，实现调 速运行27 恒磁通变频调速：保持电动势与频 率之比为常数进行控制28 恒功率变频调速：保持电动机的额
4、 定功率不变，改变负载的速度29 调制波和载波：以所期望的波形作 为调制波，而受它调制的信号称为载 波30 载频比：三角载波的频率跟正弦调 制波的频率之比31 同步调制：改变正弦调制波频率的 同时成正比的改变三角载波的频率， 是载频比保持不变32 异步调制：改变正弦调制波频率的 同时，三角载波频率保持不变，使载 频比不断变化33 步距角：步进电动机每步转过的角 度34 最高起动频率：空载时，步进电动 机由静止突然起动，并不失步地进入 稳速运行，所允许的起动频率的最高 值35 最高工作频率：步进电动机连续运 行时所能接受的最高频率36 电液速度伺服控制系统：系统的输 出量为速度，将此速度反馈到输
5、入端， 并与输入量比较，实现对系统的速度 控制的系统37 电液力伺服控制系统：以力或压力 为被控制物理量的控制系统 38D/A 转换器：将数字量转换成模拟 量的电路39 A/D 转换器：将模拟电压转换成数 字量的器件40集散控制系统(DCS)：由计算机技术、信号处理技术、检测技术、控制 技术、通信技术和人机接口技术相互 发展、渗透而产生的新型工业计算机 控制系统。对生产过程进行集中监视、 操作、管理、和分散控制41 STD总线：一个通用工业控制的8 位微型机总线42 单片微计算机： 将 CPU、RAM、 ROM、定时/计数、多功能I/O、通信 控制器，甚至图形控制器、高级语言、 操作系统等都集
6、成在一块大规模集成 电路芯片上的计算机43 模糊推理：从不精确的前提集合中 得出可能不精确结论的推理44 工业机器人：一种机械装置，具有 通用性；可以再编程；有自动控制系 统，可在无人参与下自动完成动作。45柔性制造系统(FMS)：可变的、自 动化程度较高的制造系统46计算机集成制造系统(CIMS)：是运用系统工程的整体优化观点，在人 的核心作用下将现代信息技术与生产 技术结合起来，从信息技术和组织上 将全生产过程的各项工作系统和信息 系统连接起来的生产系统47 DDC：直接数字控制系统48 SCC：监督控制系统49 DCS：分布式控制系统50 PWM：脉宽调制型1. 机电一体化的理论基础和物
7、质基础 系统工程、控制论和信息论是理论基 础。微电子技术的发展，半导体大规 模集成电路制造技术的进步是物质基 础。2. 机电一体化系统的基本要素与各要 素的作用(1) 机械本体(2)动力部分(3)传 感检测部分(4)执行部分(5)驱动 部分(6)控制与信息处理部分( 7) 接口3. 机电一体化六个关键技术及作用(1) 机械技术：是机电一体化的基础(2) 传感检测：是机电一体化系统的 感官(3)信息处理技术：信息的交换、 存取、运算、判断和决策(4)自动控 制技术：实现机电一体化系统的目标 最佳化(5)伺服传动技术：在控制指 令的指挥下，控制驱动元件，使机械 的运动部件按照指令要求运动，并具 有
8、良好的动态性能(6)系统总体技术： 将各有关技术协调配合、综合运用而 达到整体系统的最佳化4. 现代机械的机电一体化目标 (1)提高精度(2)增强功能(3)提 高生产效率，降低成本(4)节约能源， 降低能耗(5)提高安全性、可靠性(6) 改善操作性和实用性(7)减轻劳动强 度，改善劳动条件(8)简化结构，减 轻重量(9)降低价格(10)增强柔性 应用功能5 影响机电一体化系统中传动链的动 力学性能的因素(1)负载的变化(2)传动链惯性(3) 传动链固有频率(4)间隙、摩擦、润 滑和温升6 主要间隙类型和消隙措施 齿侧间隙、传动间隙、轴向间隙、扭 转间隙。齿侧间隙：刚性消隙法、柔 性消隙法。轴向
9、间隙：调整垫片的厚 度。7 传感器的选用原则 (1)足够的容量( 2)与测量或控制 系统的匹配性好，转换灵敏度高(3) 精度适当，稳定性高(4)反应速度快， 工作可靠性好(5)适用性和适应性强 (6)使用经济8 光电式转速传感器的结构和测速原 理 由带缝隙圆盘、光源、光电器件和指 示缝隙盘组成。光源发出的的光通过 缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件 上，圆盘转动时，圆盘每转一周，光 电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉 冲，根据测量时间内的脉冲数，可测 出转速9接近式位置传感器的分类 （1）电磁式（2）光电式（3）静电容 式（4）气压式（5）超声波式 10测量放大器的特点（1）具有很高的共模抑制比（
10、 2）高 增益（3）低噪声（4）高输入阻抗 11隔离放大器的特点（1）能保护系统元件不受高共模电压 的损害，防止高压对低压信号系统的 损坏（2）泄漏电流低，对于测量放大 器的输入端无须提供偏流返回通路（3）共模抑制比高，能对直流和低频 信号进行准确安全的测量 12常用的集成采样/保持器系列用于一般目的：AD582、AD583、 LF198。用于高速场合：HTS-0025、 HTS-0010、HTC-0300。用于高分辨率 场合： SHA114413 数字滤波的优点 （1）由程序实现，不需要增加任何硬 件设备，也不存在阻抗匹配问题，可 以多个通道共用，节约投资，提高可 靠性、稳定性（2）可以对频
11、率很低的 信号实现过滤（3）灵活性好，可用不 痛的滤波程序实现不痛的滤波方法， 或改变滤波器的参数 14常用的数字滤波方法（1）算术平均值法（2）中值滤波法 （3）防脉冲干扰平均值法（ 4）程序 判断滤波法15伺服系统的结构组成 （1）控制器（2）功率放大器（3）执 行机构（4）检测装置16PWM 控制电路的组成 （1）脉冲调制器（2）逻辑延时环节 （3）晶体管基极驱动器17 直流测速机的输出特性 当负载电阻趋于无穷大时，输出电压 与转速成正比。随着负载电阻变小， 输出电压下降，而且输出电压与转速 之间并不能严格保持线性关系。18永磁式测速机原理恒定磁通由定子产生，当转子在磁场 中旋转时，电枢
12、绕组中即产生交变的 电势，经换向器和电刷转换成与转子 速度成正比的直流电路19 步进电机功率放大器的功能 将环形分配器的输出信号进行功率放 大，得到步进电动机控制绕组所需的 脉冲电流及所需的脉冲波形 20集成采样/保持器的特点 采样速度快、精度高、下降速度慢21 L398 的特点 采样速度高、保持电压下降慢、精度 高22 常用非线性软件处理方法及应用场 合（1 ）计算法：当输出电信号与传感器 的参数之间有确定的数字表达式时， 可采用计算法进行。 （2 ）查表法：用 汇编语言编写程序运算都比较复杂， 甚至无法建立相应的数学模型的参数 计算。（3）插值法：占用内存单元多， 表格编制麻烦的运算用插值
13、法减少列 表点和测量次数。23插值法的计算机实现步骤（1）用实验法测出传感器的变化曲线（2）将上述曲线进行分段，选取各插 值基点（3）确定并计算出各差指点的 值，及两相邻插值点的拟合直线的斜 率，并存放在存储器中（4）计算取出X-Xi （5）找出X所在的区域，并取出 该段的斜率（6）计算 Ki（X-Xi）（7） 计算结果 y24伺服电动机的基本要求（ 1 ）宽广而平滑的调速范围（ 2）较 硬的机械特性和良好的调节特性（3） 快速响应（ 4）空载始动电压小 25 永磁直流伺服电动机特点应用范围 体积小、转矩大、力矩和电流成比例、 伺服性能好、反应速度快、功率体积 比大、功率重量比大、稳定性好。应
14、 用于办公自动、化工厂自动化、国防 工业、家用电器、仪表26 无槽电枢直流伺服电动机特点应用 范围 转动惯量小、机电时间常数小、换向 良好。用于需快速动作、功率较大的 伺服系统27 空心杯电枢直流伺服电动机特点应 用范围 转动惯量小、机电时间常数小、转向 好、低速运转平滑、快速响应、寿命 长、效率高。用于快速动作的伺服系 统。如机器人的腕、臂关节 28印刷绕组直流伺服电动机特点应用 转向好、旋转平稳、机电时间常数小、 快速响应、低速运转性能好、能承受 频繁的可逆运转。试用于低速和起动、 反转频繁的伺服系统29 反应式步进电动机特点 （1）气隙小（2）步距角小（3）励磁 电流较大（4）电动机内部
15、阻尼较小（5） 断电时没有定位转矩30 永磁式步进电动机特点 （1）步距角大（ 2）控制功率较小， 效率高（3）电动机内部阻尼较大，单 步运行振荡时间短（4）断电时有一定 的定位转矩31 永磁感应式步进电动机（混合式步 进电动机）特点 （1）步距角小（2）响应频率高（3） 励磁功率小（4）效率高32晶闸管SCR特性（1）具有正反向阻断能力（ 2）阳极 和控制极同时加正向电压时晶闸管导 通33功率晶体管GTR工作的三种状态 截至、有源、放大饱和状态34绝缘栅双极晶体管IGBT特性（1）高电流密度（2）低饱和电压（3） 高输入阻抗（4）高速特性35 SPWM 变频调速系统的组成及各 部分的作用 （
16、1）绝对值运算器：根据电动机的要 求给定电位器输出电压（2）函数发生 器：实现调速过程中电压和频率的协 调关系（3）逻辑控制器：根据定电位 器送来的电压，经逻辑开关，使控制 系统的 SPWM 波输出相应的相序送到 逆变器，实现电动机的正反转及停止。 还要完成各种保护控制 36电液伺服系统的特点 响应速度快、输出功率大、结构紧凑 37计算机控制系统的硬件组成 主机、外围设备、过程输入输出设备、 人机联系设备和通信设备等 38计算机控制系统的软件组成 （1）系统软件：汇编语言、高级语言、 控制语言、数据结构、操作系统、数 据库系统、通信网络软件（2）应用软 件：输入程序、输出程序、控制程序、 人机接口程序、打印显示程
