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機電一體化設計（機電一體化設計的關鍵技術包括哪幾方面-）

發(fā)布時間：2023-04-30 20:56:08 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 777

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關于機電一體化設計的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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本文目錄:

1、機電一體化系統(tǒng)設計時的穩(wěn)態(tài)設計與動態(tài)設計共包含哪些任務
2、機電一體化系統(tǒng)設計常用哪些方法并解釋
3、機電一體化的選型與設計
4、機電一體化設計學的是什么方面的內容

機電一體化設計（機電一體化設計的關鍵技術包括哪幾方面-）

一、機電一體化系統(tǒng)設計時的穩(wěn)態(tài)設計與動態(tài)設計共包含哪些任務

總的來說：穩(wěn)態(tài)設計—— 初步確定系統(tǒng)的主回路各部分特性、參數(shù)已初步確定，便可著手建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，為系統(tǒng)的動態(tài)設計做好準備。

動態(tài)設計—— 主要是設計校正補償裝置，使系統(tǒng)滿足動態(tài)技術指標要求，通常要進行計算機仿真，或借助計算機進行輔助設計。

具體來說：

穩(wěn)態(tài)設計包括：使系統(tǒng)的輸出運動參數(shù)達到技術要求、執(zhí)行元件(如電動機)的參數(shù)選擇、功率（或轉矩）的匹配及過載能力的驗算、各主要元部件的選擇與控制電路設計、信號的有效傳遞、各級增益的分配、各級之間阻抗的匹配和抗干擾措施等，并為后面動態(tài)設計中的校正補償裝置的引入留有余地。
動態(tài)設計包括：選擇系統(tǒng)的控制方式和校正(或補償)形式，設計校正裝置，將其有效地連接到穩(wěn)態(tài)設計階段所設計的系統(tǒng)中去，使補償后的系統(tǒng)成為穩(wěn)定系統(tǒng)，并滿足各項動態(tài)指標的要求。

二、機電一體化系統(tǒng)設計常用哪些方法并解釋

機電一體化是集光、機、電于一體的現(xiàn)代機械系統(tǒng)。它由傳感、驅動、控制和執(zhí)行四部分組成。從光、機、電有機結合的角度出發(fā)，較為全面地、系統(tǒng)地闡述了光機電一體化系統(tǒng)的設計原理和方法。

介紹光機電一體化系統(tǒng)的主要思想、傳感部件的原理和選擇、執(zhí)行元件的原理和驅動、控制器的選擇、光機電一本化和控制技術、伺服系統(tǒng)設計以及光機電一體化實例。最大特點是在介紹具體部件的原理性知識的同時通過講解伺服系統(tǒng)的完整設計過程。

三、機電一體化的選型與設計

控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設計：

1．單片機選用INTEL公司生產的8031單片機

單片機

它主要通過并行8255口擔負控制系統(tǒng)的信號處理：接收系統(tǒng)對轉矩、閥門開啟、關閉及閥門開度等設定信號，并提供三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號；處理IPM發(fā)出的故障信號和報警信號；處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測信號；提供顯示電動執(zhí)行機構的工作狀態(tài)信號；執(zhí)行控制系統(tǒng)來的控制信號，向控制系統(tǒng)反饋信號；

2．三相PWM波發(fā)生器PWM波的產生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。模擬法電路復雜，有溫漂現(xiàn)象，精度低，限制了系統(tǒng)的性能；數(shù)字法是按照不同的數(shù)字模型用計算機算出各切換點，并存入內存，然后通過查表及必要的計算產生PWM波，這種方法占用的內存較大，不能保證系統(tǒng)的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號，保證微處理器有足夠的時間進行整個系統(tǒng)的檢測、保護、控制等功能，文中選用MITEL公司生產的SA8282作為三相PWM發(fā)生器。SA8282是專用大規(guī)模集成電路，具有獨立的標準微處理器接口，芯片內部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。

3．智能逆變模塊IPM 為了滿足執(zhí)行機構體積小，可靠性高的要求，電機電源采用智能功率模塊IPM。該執(zhí)行機構主要適用功率小于5．5kW的三相異步電機，其額定電壓為380V，功率因數(shù)為0．75。經計算可知，選用日本產的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統(tǒng)要求。該功率模塊集功率開關和驅動電路、制動電路于一體，并內置過電流、短路、欠電壓和過熱保護以及報警輸出，是一種高性能的功率開關器件。

4．位置檢測電路位置檢測電路是執(zhí)行機構的重要組成部分，它的功能是提供準確的

位置信號。關鍵問題是位置傳感器的選型。在傳統(tǒng)的電動執(zhí)行機構中多采用繞線電位器、差動變壓器、導電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動變壓器由于線性區(qū)太短和溫度特性不理想而受到限制。導電塑料電位器較為流行，但它是有觸點的，壽命也不可能很長，精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數(shù)字式傳感器，這種傳感器是無觸點的，且具有精度高、無線性區(qū)限制、穩(wěn)定性高、無溫度限制等特點。5、電壓、電流及檢測檢測電壓、電流主要是為了計算電機的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷相保護和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0～50Hz，采用常規(guī)的電流、電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器檢測IPM輸出的三相電流，對于IPM輸出電壓的檢測采用分壓電路。

6）、通訊接口為了實現(xiàn)計算機聯(lián)網和遠程控制，選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口，MAX232內部有兩個完全相同的電平轉換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉換為RS－232標準電平，把其它微機送來的RS－232標準電平轉換成TTL電平給8031，實現(xiàn)單片機與其它微機間的通訊。

7．時鐘電路時鐘電路主要用來提供采樣與控

制周期、速度計算時所需要的時間以及日歷。文中選用時鐘電路DS12887。DS12887內部有114字節(jié)的用戶非易失性RAM，可用來存入需長期保存的數(shù)據。

8．液晶顯示單元為了實現(xiàn)人機對話功能，選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態(tài)顯示方式。通過菜單選擇，可分別對閥門、力矩、限位、電機、通訊和參數(shù)等信號進行設置或調試。并采用文字和圖形相結合的方式，顯示直觀、清晰。

9．程序出格自恢復電路為了保證在強干擾下程序出格時系統(tǒng)能夠自動地恢復正常，選用MAX705組成程序出格自恢復電路，監(jiān)視程序運行。如圖2-3所示，該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。工作原理為：一旦程序出格，WDO由高變低，由于微分電路的作用，由“與非”門輸入引腳2變?yōu)楦唠娖?，引腳2電平的這種變化使“與非”門輸出一個正脈沖，使單片機產生一次復位，復位結束后，又由程序通過P1．0口向MAX705的WDI引腳發(fā)正脈沖，使WDO引腳回到高電平，程序出格自恢復電路繼續(xù)監(jiān)視程序運行。

四、機電一體化設計學的是什么方面的內容

以機械為主，電氣為輔，主要實現(xiàn)機械設備的自動化。

主修課程也以機械為多，電氣為輔，其中有機械制圖，機械制造工程學，機械系統(tǒng)設計，理論力學，材料力學，先進制造技術，CAD/CAE/CAM,機床電氣，計算機控制技術，機電一體化系統(tǒng)設計，液壓氣壓傳動，設備故障檢測，信號分析與處理，步進電機，電工技術，數(shù)字電子，模擬電子，數(shù)控技術，幾何公差測量，可編程控制器，單片機原理與應用技術，計算機接口技術等等。機電一體化人才是現(xiàn)代企業(yè)必需儲備的中堅力量。

以上就是關于機電一體化設計相關問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進行咨詢，客服也會為您講解更多精彩的知識和內容。