机电系统集成及课件.ppt

1、机电系统集成与控制机电系统集成与控制 总总32 32 学时学时 其中讲授其中讲授1818学时，课堂讨论学时，课堂讨论1414学时学时参考书：参考书：1.1.尚涛等，机电控制系统设计尚涛等，机电控制系统设计.北京：化学北京：化学工业出版社，工业出版社，2006.42006.42.2.2.2.张立勋等，机电一体化系统设计张立勋等，机电一体化系统设计.北京：北京：高等教育出版社，高等教育出版社，2007.112007.113.3.3.3.芮延年等，机电传动控制芮延年等，机电传动控制.北京：机械北京：机械工业出版社，工业出版社，2006.72006.74.4.4.4.韩立群等，智能控制理论及应用韩立群

2、等，智能控制理论及应用.北京：北京：机械工业出版社，机械工业出版社，2008.12008.1 讲授讲授1818学时包括：学时包括：第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 机电一体化系统总体方案设计机电一体化系统总体方案设计第三章第三章 机械系统设计机械系统设计 第四章第四章 机电控制系统电路设计机电控制系统电路设计第五章第五章 检测系统设计检测系统设计第六章第六章 电液控制系统设计电液控制系统设计第七章第七章 计算机控制系统设计计算机控制系统设计第八章第八章 机电系统集成与控制实例机电系统集成与控制实例 课堂讨论包括：课堂讨论包括：1.1.机械系统建模及动态仿真机械系统建模及动态仿真2.2.液压系

3、统建模及液压系统建模及AMEsimAMEsim软件的介绍软件的介绍3.3.神经网络控制及应用神经网络控制及应用4.4.模糊控制及其应用模糊控制及其应用5.5.实际机电系统设计问题讨论实际机电系统设计问题讨论第一章第一章 绪论绪论 1.1 1.1 机电一体化的基本概念机电一体化的基本概念 1.1.1 1.1.1 机电一体化的技术基础机电一体化的技术基础 1.1.2 1.1.2 机电一体化系统的结构要素机电一体化系统的结构要素 1.1.3 1.1.3 机电一体化的相关技术机电一体化的相关技术 1.1.4 1.1.4 机电一体化的技术优势及发展趋势机电一体化的技术优势及发展趋势1.2 1.2 机电一

4、体化系统设计的工程路线机电一体化系统设计的工程路线 1.2.1 1.2.1 现代系统设计的特征现代系统设计的特征 1.2.2 1.2.2 机电一体化产品设计的工程路线机电一体化产品设计的工程路线 1.1 1.1 机电一体化的基本概念机电一体化的基本概念 1.1.1 1.1.1 机电一体化的技术基础机电一体化的技术基础 机电一体化技术是机电一体化技术是2020世纪世纪5050年代以来，随年代以来，随着电子技术、计算机技术，特别是微电子技术着电子技术、计算机技术，特别是微电子技术和信息技术的发展而发展起来的新技术。和信息技术的发展而发展起来的新技术。机电机电一体化技术是机械技术同微电子技术和信息技

5、一体化技术是机械技术同微电子技术和信息技术术有机有机结合而成的一种高级综合性技术。结合而成的一种高级综合性技术。日本在日本在2020世纪世纪7070年代提出了机电一体化一年代提出了机电一体化一词词(MechatronicsMechatronics)。它是取英语。它是取英语Mechanics(Mechanics(机机械学械学)的前半部和的前半部和Electronics(Electronics(电子学电子学)的后半的后半部拼合而成的，字面上表示机械学和电子学两部拼合而成的，字面上表示机械学和电子学两个学科的综合，在中国通常称为个学科的综合，在中国通常称为机电一体化或机电一体化或机械电子学机械电子学

6、。但是。但是机电一体化并不是机械技术机电一体化并不是机械技术和电子技术的和电子技术的简单叠加简单叠加，而是有着自身体系的，而是有着自身体系的新型学科。新型学科。目前，世界各国对机电一体化技术都有自目前，世界各国对机电一体化技术都有自己的认识，机电一体化这一术语尚无统一的定己的认识，机电一体化这一术语尚无统一的定义。在日本具有普遍性的一种定义为：义。在日本具有普遍性的一种定义为：“是在是在机械的主功能、动力功能、信息和控制功能上机械的主功能、动力功能、信息和控制功能上引进了电子技术，并将机械装置与电子设备以引进了电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件等有机结合而成系统的总称及软件等有机结合而成

7、系统的总称”；在美国；在美国的定义则为：的定义则为：“由计算机信息网络协调与控制由计算机信息网络协调与控制的、用于完成包括机械力、运动和能量流等动的、用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机电部件相互联系的系统力学任务的机电部件相互联系的系统”；在中国对机电一体化的一种认识是：在中国对机电一体化的一种认识是：“在在机械产品的基础上应用微电子技术和计算机技机械产品的基础上应用微电子技术和计算机技术产生出来的新一代的电子产品术产生出来的新一代的电子产品”，这种认识，这种认识的核心是的核心是“机电一体化产品必须是由计算机控机电一体化产品必须是由计算机控制的伺服系统制的伺服系统”。尽管上述各种

8、定义或认识在。尽管上述各种定义或认识在内容上各不相同，但它们的共同点都是强调了内容上各不相同，但它们的共同点都是强调了机电一体化技术中必须包含机电一体化技术中必须包含“由电子设备尤其由电子设备尤其是计算机进行控制是计算机进行控制”这一内容。由此可见控制这一内容。由此可见控制技术在机电一体化产品中的应用是非常重要的，技术在机电一体化产品中的应用是非常重要的，控制系统的设计是否合理将直接影响机电产品控制系统的设计是否合理将直接影响机电产品的质量。的质量。机电一体化机电一体化技术技术和机电一体化和机电一体化产品产品可分别可分别概括为：概括为：（1 1）机电一体化技术）机电一体化技术 是微电子技术、计

9、算机技术、信息技术与是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术相结合的新兴的综合性高新技术，是机械技术相结合的新兴的综合性高新技术，是机械电子技术与微电子技术的有机结合。机械电子技术与微电子技术的有机结合。（2 2）机电一体化产品）机电一体化产品 是新型机械结构与微电子器件，特别是微是新型机械结构与微电子器件，特别是微处理器、微型机相结合而开发出来的新一代电处理器、微型机相结合而开发出来的新一代电子化机械产品。子化机械产品。机电一体化产品的种类非常多，应用范围也非常广机电一体化产品的种类非常多，应用范围也非常广泛，可以从不同角度对其进行分类。泛，可以从不同角度对其进行分类。从机电一体化技术从

10、机电一体化技术的发展水平来看，可以分为三类系统：的发展水平来看，可以分为三类系统：功能附加型初级系统功能附加型初级系统 功能替代型中级系统功能替代型中级系统 机电融合型高级系统机电融合型高级系统 从机电一体化的应用范围来看，也可以分为三类系从机电一体化的应用范围来看，也可以分为三类系统：统：用于人们日常生活的机电一体化产品（系统），如用于人们日常生活的机电一体化产品（系统），如自动洗衣机、自动照相机等，称为民用机电产品。自动洗衣机、自动照相机等，称为民用机电产品。用于社会生产的机电一体化产品（系统），如数控用于社会生产的机电一体化产品（系统），如数控机床、工业机器人等，称为产业机电产品。机床、工业机器人等，称为产业机电产品。用于办公自动化的机电一体化产品（系统），如复用于办公自动化的机电一体化产品（系统），如复印机、打字机等，称为办公机电产品。印机、打字机等，称为办公机电产品。