机电一体化一.pptxVIP

机电系统控制技术;目 录;第一节 机电一体化基本概念; 机电一体化是一个综合的概念，包含了技术和产品两方面内容。它首先是指机电一体化技术，其次是指机电一体化产品。机电一体化技术是指包括技术基础、技术原理在内的、使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术。机电一体化产品是指采用机电一体化技术，在机械产品基础上创造出来的新一代机电产品。; 机电一体化的突出特点在于它在机械产品中注入了过去所没有的新技术，把电子器件的信息处理和自动控制等功能“揉合”到机械装置中去，从而获得了过去单靠某一种技术而无法实现的功能和效果。机电一体化技术的重要实质是应用系统工程的观点和方法来分析和研究机电一体化产品或系统（可统称为机电一体化产品），综合运用各种现代高新技术进行产品的设计与开发，通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成部分的合理匹配和外部的整体效能最佳。;第一节 机电一体化基本概念;第二节 机电一体化发展概况;(一)“机电一体化”的发展历程

数控机床的问世,写下了“机电一体化”的第一页。

微电子技术为“机电一体化‘’带来勃勃生机。

可编程序控制器、电力电子等的发展为”机电一体化“提供了坚强基础。

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。;(二)“机电一体化”发展趋势

1.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、信息处理系统、机械结构等部件组成的。引进光学技术,实现光机电一体化，其优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统和信息处理系统，光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。;2.自律分配系统化——柔性化。未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根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”是可以改变的。这样，既明显地增加??系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。;3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要受益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形式而为复杂的、有较多冗余度的双向联系的复杂结构。;4.“生物、软件”化——仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。;这一研究领域称为“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，不可分割。

机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋势，但有一段漫长的道路要走。;5.微型机电化——微型化。利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。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控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，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发展方向。;第三节 机电一体化产品的构成;图1-1产品目的功能图;图1-2CNC机床的内部功能构成;二、机电一体化基本结构要素 1、机械本体

包括机身、框架、机械联接等在内的产品支持结构，属于基础部分，实现产品的构造功能。

2、动力源

向系统提供能量，并将输入的能量转化成需要的形式，实现动力功能。;3、检测与传感装置

包括各种传感器及其信号检测电路，用于对产品运行时的内部状态和外部环境进行检测，提供运行控制所需的各种信息，实现计测功能。

4、控制与信息处理装置

根据产品的功能和性能要求以及传感器的反馈信息，进行处理、运算和决策，对产品运行施以相应的控制。;5、执行机构

包括机械传动与操作机构，在控制信息作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。;第三节 机电一体化产品的构成;第四节 机电一体化产品的分类;第四节 机电一体化产品的分类;第四节 机电一体化产品的分类;第五节 机电一体化共性关键技术;计算机与信息技术

其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

系统技术

系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面