机电一体化技术 课件 1.2 机电一体化系统的结构及技术组成.pptx

第1章 绪论 机电一体化技术 1.2 机电一体化系统的结构及技术组成 1.2 机电一体化系统的结构及技术组成 2 机电一体化系统各部分有三大交互方式， 即“三流”：信息流，物质流，能量流。 其结构基础如下。 六大结构要素： 1、机电一体化系统的基本组成 系统 信息流 控制系统 物质流 操作对象 能量流 提供动力 传感检测单元 控制与信息处理单元 动力及驱动 执行机构 机械本体 接口单元 接口单元 接口单元 接口单元 接口单元 接口 接口 将系统各部分按照设定的时间和空间关系安装在某一位置，并保持特定的相互关系。 ①组成：一般包括机架，机械连接，机械传动装置等。 1.2 机电一体化系统的结构及技术组成 （1）机械本体：机电一体化系统的基础 ②功能： 电能，气能，液压能 ①功能：按照系统控制要求，为系统提供能量与动力 ③要求： （2）动力及驱动:能量供应环节 ②常见形式： 高效率，良好可靠性，满足动力需求 3 ①功能：根据指令将各种能量转化为机械能，驱动机械本体做功。 ③要求： 1.2 机电一体化系统的结构及技术组成 （3）执行机构：系统的运动部件 ②方式： 电气驱动 液压驱动 气压驱动 普通电动机，控制电动机 液压缸，液压马达 气缸，气动马达 效率高，响应速度快，维修方便 对外部环境有良好的适应性与高可靠性 4 包括各种传感器及信号检测电路 ①功能： 1.2 机电一体化系统的结构及技术组成 （4）传感检测单元：自动控制的关键环节 ②组成： 高精度、高灵敏度、高信噪比等 ③要求： （5）接口单元：重要组成部分 传递 机械接口、电气接口、人机接口 ①定义：将系统各部分连接为一个有机整体 ②分类： 信息交互 信号放大 信号传递 ③要求： 高稳定性、高传输速度、强抗干扰能力、标准化通信协议 5 系统软件：根据要求编写的相关程序，固化在储存器内。 系统硬件：计算机、PLC、单片机、数控装置等 ①功能： 1.2 机电一体化系统的结构及技术组成 （6）控制与信息处理单元：核心部分 ②组成：软件和硬件组成 ③要求：信息处理智能化、轻量化、标准化。 六大基本要素并非简单拼凑，而是通过接口实现有机结合，构成机电一体化系统 控制指令 6 7 （1）伺服驱动技术： （2）传感检测技术： （3）接口技术： 2、机电一体化系统的共性关键技术 1.2 机电一体化系统的结构及技术组成 研究执行元件及驱动技术，不同场合适合不同驱动方式 机电一体化系统由多个子系统构成，接口性能影响深远 检测精度影响性能 关键：元器件灵敏度、传感检测结构、抗干扰能力 集机、电、光、声、信息于一体 机械与机械部分，机械与电气部分、人与系统间、电信号传输 8 （4）计算机控制技术： （5）精密机械技术： （6）人机交互技术： 2、机电一体化系统的共性关键技术 1.2 正弦量相量表示方法  语音和生物电信号丰富了交互方式 刚柔耦合、良好静动态特性 随着人工智能、大数据等发展，有了更多智能控制的方法。 发展趋势：集成化、网络化、智能化 计算机技术与控制技术的结合