機電一體化課程總結(jié)-資料下載頁

　　

【正文】 術(shù)平均值法 b中值濾波法 c防脈沖干擾平均值法 d程序判斷濾波法第四章直線電動機與旋轉(zhuǎn)電機傳動相比，直線電機傳動主要具有下列優(yōu)點：(1)直線電機由于不需要中間傳動機械，因而使整個機械得到簡化，提高了精度，減少了振動和噪音；(2)快速響應： 用直線電機驅(qū)動時，由于不存在中間傳動機構(gòu)的慣量和阻力矩的影響，因而加速和減速時間短，可實現(xiàn)快速啟動和正反向運行；(3)儀表用的直線電機，可以省去電刷和換向器等易損零件，提高可靠性，延長使用壽命；(4)直線電機由于散熱面積大，容易冷卻，所以允許較高的電磁負荷，可提高電機的容量定額；(5)裝配靈活性大，往往可將電機和其它機件合成一體 ：直線感應電動機、直線直流電動機、直線步進電動機 由定子演變而來的一側(cè)稱作初級，由轉(zhuǎn)子演變而來的叫次級，有動初級和動次級。直線感應電動機工作原理：當初級的多相繞組中通入多相電流后，會產(chǎn)生一個氣隙基波磁場，但是這個磁場的磁通密度Bδ是直線移動的，故稱為行波磁場。顯然，行波的移動速度與旋轉(zhuǎn)磁場在定子內(nèi)表面上的線速度是一樣的，即為Vs，稱為同步速度，且Vs=2fτ。在行波磁場切割下，次級導條將產(chǎn)生感應電動勢和電流，所有導條的電流和氣隙磁場相互作用，便產(chǎn)生切向電磁力。如果初級是固定不動的，那末次級就順著行波磁場運動的方向作直線運動。若初級移動的速度用V表示，那滑差率s=(vsv)/vs，次級移動速度v=（1s）vs，上式表明，直線感應電動機的速度與電動機極距及電源頻率成正比，因此改變極距或電源頻率都可以改變電動機的速度。與旋轉(zhuǎn)電動機一樣，改變直線電動機初級繞組的通電相序，可改變電動機運動的方向，因而可使直線電動機作往復直線運動。平板型直線電動機僅在次級的一側(cè)具有初級，這種結(jié)構(gòu)形式稱單邊型，單邊型除了產(chǎn)生切向力外，還會在初、次級間產(chǎn)生較大的法向力，這在某些應用中是不希望的，為了更充分地利用次級和消除法向力，可以在次級的兩側(cè)都裝上初級，這種結(jié)構(gòu)形式稱為雙邊型直線電動機A基本結(jié)構(gòu)：初級、次級、行波磁場 B分類：感應、直流、步進 總傳動比的確定i=qm=qamp。m=qamp。amp。m qLqamp。Lqamp。amp。LTL=TmTLF=(Jm+JLamp。amp。ii2)qaJL =(Jm+)iqamp。amp。i2LTmiTiT qamp。amp。LFcm=J2=Jmi+JLmi2+JL令 amp。 182。qL182。i=0TLFTi=LF)2+JL T+(mTmJm若不計摩擦，即TLF=0則i=JLJm傳動比分配原則2齒輪傳動鏈的級數(shù)和各級傳動比的分配 三種原則最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則:各級傳動比分配的結(jié)果為“前小后大”。質(zhì)量最小原則：小功率傳動裝置傳動比分配結(jié)果為“等傳動比分配”；大功率傳動裝置傳動比分配結(jié)果為“前大后小”。輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則 三種原則的選擇：（1）對于以提高傳動精度和減小回程誤差為主的降速齒輪傳動鏈，可按輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則設(shè)計。若為增速傳動鏈，則應在開始幾級就增速。（2）對于要求運動平穩(wěn)，啟停頻繁和動態(tài)性能好的伺服減速傳動鏈，可按最小等效轉(zhuǎn)動慣量和輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則進行設(shè)計。對于負載變化的齒輪傳動裝置，各級傳動比最好采 用不可約的比數(shù)，避免同時嚙合。（3）對于要求質(zhì)量盡可能小的降速傳動鏈，可按質(zhì)量最小原則進行設(shè)計。（4）對于傳動比很大的傳動鏈，可把定軸輪系和行星輪系結(jié)合使用。第五章可編程序控制器：（1）控制程序可變，具有很好的柔性（2）可靠性強，是用于工業(yè)環(huán)境（3）編程簡單，使用方便（4）功能完善（5）體積小，重量輕，易于裝入機器內(nèi)部 總線型工業(yè)控制計算機：（1）提高設(shè)計效率，縮短設(shè)計和制造周期（2）提高了系統(tǒng)的可靠性（3）便與調(diào)試和維修（4）能適應技術(shù)發(fā)展的需要，迅速改進系統(tǒng)的性能 單片機：（1）受集成度限制，片內(nèi)存儲器容量較小（2）可靠性高（3）易擴展（4）控制功能強（5）一般的單片機內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件，軟件開發(fā)工作量大。人機接口包括輸出接口與輸入接口兩類，通過輸出接口，操作者對系統(tǒng)的運行狀態(tài)，各種參數(shù)進行監(jiān)測；通過輸入接口，操作者向系統(tǒng)輸入各種命令及控制參數(shù)，對系統(tǒng)運行進行控制。開關(guān)型功率接口 光電隔離技術(shù) 晶閘管接口：（1）單項晶閘管接口（2）雙向晶閘管驅(qū)動接口 繼電器輸出接口 固態(tài)繼電器接口：（1）直流型SSR（2）交流型SSR大功率場效應管開關(guān)接口 模擬量輸出接口D/A轉(zhuǎn)換器的輸出方式只與模擬量輸出端的連接方式有關(guān)，與其位數(shù)無關(guān)。單極性電壓輸出 雙極性電壓輸出工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的基本要求： a具有完善的過程輸入/輸出功能 b具有實時控制功能 c具有可靠性d具有較強的環(huán)境適應和抗干擾能力 e具有豐富的軟件脈沖分配A并行 B串行：a硬件 b程序 c專用芯片步進電動機的功率驅(qū)動接口電路a單電壓功率放大圖圖為該電路的原理圖，是步進電動機控制中最簡單的一種驅(qū)動電路，在本質(zhì)上他是一個簡單的功率反相器。晶體管V用作功率開關(guān)，L是步進電動機中的一組繞組電感；RL是繞組電阻；RC是外接電阻；VD是續(xù)流二級管。工作時，晶體管V基極輸入的脈沖信號必須足夠大，使其在高電平是保證V過飽和，在地電平是V充分截止。外接電阻RC式一個限流電阻，也是為改善回路時間常數(shù)的元件。b雙電壓功率放大電路電路結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中使用U1和U2兩個直流電源，U1為高電壓（80150V）U2為低電壓（520V），V1，V2為兩個大功率晶體管。其中V1是高壓開關(guān)管，V2是功率驅(qū)動管；VD1是U2的鉗位二極管，它在V1導通時截止。在V1截止時，由于VD1正向偏置而向步進電動機繞組提供低電源U2；VD2是續(xù)流二極管，在V1，V2都截止時向繞組提供放電電路。c斬波型功率放大電路此類電路有兩種：一種是斬波恒流型；另一種為斬波平滑性。前者應用較為廣泛斬波恒流功放是利用斬波方法使電流恒定在額定值附近，典型電路如圖所示。在正常工作時，uIN端輸入步進脈沖，這事晶體管V5導通，二極管VD1發(fā)光，引起V1導通，V2截止，VV4導通。同時，uIN使晶體管VVV8導通，加在繞組L上的電源U是繞組中的電流上升，當繞組中的電流升到額定值以上時，恒流采樣電阻R12上產(chǎn)生的壓降US高于運算放大器OP1的正輸入端參考電壓UP，是OP1輸出低平，VD2導通，而使VV1截止，V2導通，VV4截止，即關(guān)閉了電源U。這樣在繞組L中產(chǎn)生反電動勢，由于VV8仍導通，故這時的反電動勢有兩個回路進行泄放，一個回路是L、RL、V8。R1VD3；另一個回路是L、RL、R1VDU、VD3。由于兩個泄放回路的并聯(lián)電阻很小，泄放時間常數(shù)較大，繞組L中的電流泄露放緩慢。當電流降至額定值一下是，R12采樣電壓US低于UP，OP1輸出高電平，二極管VD2截止，晶體管VV1導通，V2截止、VV4導通。電源U又重新加于繞組L，是其電流上升。第六章1機電一體化產(chǎn)品典型設(shè)計進程準備階段理論設(shè)計階段產(chǎn)品的設(shè)計實施階段設(shè)計定型階段 2性能參數(shù)運動參數(shù)動力參數(shù)品質(zhì)參數(shù)環(huán)境參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)界面參數(shù) 3系統(tǒng)總體方案文件的內(nèi)容系統(tǒng)的主要功能控制策略及方案個功能模塊的性能要求方案比較和選擇的初步確定為保證系統(tǒng)性能指標所采用的技術(shù)措施抗干擾機可靠性設(shè)計策略外觀造型方案及機械主題方案人員組織要求經(jīng)費和進度計劃的安排 4常用設(shè)計策略減少機械傳動部件注意選用標準充分運用硬件功能軟件化原則以微機系統(tǒng)為核心的設(shè)計策略