机电一体化A4作弊纸.pdf

“机电一体化”是机械技术、电子技术以及信息技术相互交叉、融合的产物。定义:在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能的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。它包括技术和产品两个部分。主要目的:增加机械系统或装置的附加值和自动化程度。五大功能构成要素:机械本体(机构)、信息处理与控制部分(计算机)、能源部分(动力源)、检测部分(传感器)、执行元件部分(如电动机)等五个子系统组成。机电一体化系统是由若干具有特定功能的机械与微电子要素组成的有机整体,具有满足人们使用要求的功能(目的功能)。根据不同的使用目的,要求系统能对输入的物质、能量和信息(即工业三大要素)进行某一处理,输出所需要的物质、能量和信息。主功能:是实现系统“目的功能”直接必须的功能,主要是对物质、能量、信息及其相互结合进行变换、传递和存储;动力功能:向系统提供动力、让系统得以运转的功能;检测与控制功能:根据系统内部信息和外部信息对整个系统进行控制、使系统正常运转,实施“目的功能”。构造功能:构成系统的子系统及元、部件维持特定的时间和空间上的相互关系所必须的功能。机电一体化系统(产品)的五大要素及其对应的五大功能。机电一体化系统构成要素与人体构成要素的对应关系: ~系统(产品)要素功能人体要素控制器控制(信息存储、处理、传送) 头脑检测传感器计测(信息收集变换) 感官执行元件驱动(操作) 肌肉动力源提供动力内脏机构构造骨骼构成机电一体化系统的要素或子系统之间必须能顺利地进行物质、能量和信息的传递与交换。为此,各要素或各系统连接处必须具备一定的“联系条件”,这些联系条件称为接口。接口的作用:为实现机械、电子、信息等各种技术在机电一体化系统中的物质、能源、信息的传递与转换,达到系统所需的目的功能。接口的功能:输入/输出接口信息的匹配;信息的转换、调整、能源信息的匹配。接口技术的分类:按变换调整功能分类:零接口、无源接口、有源接口、智能接口; 按输入输出功能分类:机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。系统设计的考虑方法与设计类型:参数匹配是系统设计首先需要考虑的问题。设计方法:机电互补法、融合法、组合法;设计类型:开发性设计、适应性设计、变异性设计。负载角加速度最大原则,确定总传动比: Jm—电动机M的转子的转动惯量;θm—电动机M的角位移;JL—负载L的转动惯量;θL—负载L的角位移;TLF —摩擦阻抗转矩;i—齿轮系G的总传动比。根据传动关系有 i ?????????? ??? ?? mmm ???? ??、、 LLL ???? ??、、——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。 TLF换算到电动机轴上的阻抗转矩为TLF / i;JL换算到电动机轴上的转动惯量为JL/i2。设Tm为电动机的驱动转矩,在忽略传动装置惯量的前提下,根据旋转运动方程,电动机轴上的合转矩Ta为: () TJ T T J ii ?? ??????() J Ji i ?? ????? T i T J i J ??????则根据负载角加速度最大的原则,令/0 L d di ????则解得 T T J i T T J ??? ? ?????若不计摩擦,即TLF=0,