机电有机结合的分析与设计课件.ppt

1、机电有机结合的分析与设计机电有机结合的分析与设计6.1 概述概述 6.2 机电有机结合之一机电有机结合之一-机电一体化系统机电一体化系统的稳态设计考虑方法的稳态设计考虑方法6.3 机电有机结合之二机电有机结合之二-机电一体化系统机电一体化系统的动态设计考虑方法的动态设计考虑方法6.3 可靠性、安全性设计可靠性、安全性设计工作台工作台电机电机执行元件执行元件驱动器驱动器信息处理系统信息处理系统（计算机）（计算机）动力源动力源传感器传感器数控机床的基本构成数控机床的基本构成 机电一体化系统设计过机电一体化系统设计过程是机电有机结合即程是机电有机结合即机电机电参数相互匹配参数相互匹配的过程。的过程。

2、1、了解被控对象的特点和、了解被控对象的特点和对系统的具体要求，制定出对系统的具体要求，制定出系统的控制方案；系统的控制方案；l系统主要元部件的种类系统主要元部件的种类l各部分之间的联接方式各部分之间的联接方式l系统的控制方式系统的控制方式l所需能源形式所需能源形式l校正补偿方法校正补偿方法l信号转换的方式等。信号转换的方式等。包括：包括：l使输出参数达到技术要求；使输出参数达到技术要求；l执行元件的参数选择；执行元件的参数选择；l功率（或转矩）的匹配及过载能力的验算；功率（或转矩）的匹配及过载能力的验算；l主要元部件的选择与控制电路设计；主要元部件的选择与控制电路设计；l信号的有效传递；信号

3、的有效传递；l各级增益的分配；各级增益的分配；l各级之间阻抗的匹配和抗干扰措施。各级之间阻抗的匹配和抗干扰措施。主要是设计补偿装置主要是设计补偿装置4、进行动态设计计算、进行动态设计计算5、试验与调试、试验与调试机电一体化系统稳态设计的考虑方法机电一体化系统稳态设计的考虑方法MjnkniFjvjJi、Ti1、确定系统负载、确定系统负载系统负载包括：系统负载包括：l惯性负载惯性负载l外力负载外力负载l弹性负载弹性负载l摩擦负载等摩擦负载等目的：目的：将系统全部负载折算到电机轴将系统全部负载折算到电机轴上，以确定所选电机的最大输出。上，以确定所选电机的最大输出。系统由系统由m个移动部件和个移动部件

4、和n个个转动部件组成转动部件组成 Mj、Vj、Fj分别为第分别为第i 移动移动部件的质量（部件的质量（kg）、运动）、运动速度（速度（m/min)和所受的负和所受的负载力（载力（N）MjnkniFjvjJi、TiJi、ni、Ti分别为转动部件的转动惯量（分别为转动部件的转动惯量（kgm2)转速（转速（r/min)和所受负载力矩（和所受负载力矩（N.m）系统运动部件的动能总和为：系统运动部件的动能总和为：mjjjniiivmJE12122121 等效到电机轴上的总动能为：等效到电机轴上的总动能为：221kkJE mjkjjnikiivmJJ1212)()(mjkjjnikiinvmnnJ1221

5、2)(41)(1）齿轮齿条传动）齿轮齿条传动100022121mZndRv m齿轮模数齿轮模数 Z齿轮齿数齿轮齿数 n齿轮转速齿轮转速 1000mZn jOjnLv vj-工作台的移动速度（工作台的移动速度（m/min）L0-丝杠的基本导程（丝杠的基本导程（m）nj-丝杠的转速（转丝杠的转速（转/min）系统在时间系统在时间 t 内克服负载作的功的总和为：内克服负载作的功的总和为：mjjjniiitvFtTW11 折算到电机轴的功折算到电机轴的功 为：为：tTWkk kWW mjkjjnikiinvFnnTT1121 JmZ1=20Z2=40Z3=30Z4=60MA=300kgL0=6mm12

6、FL=510.5NZ1Z2Z3Z4轴轴1,轴轴2 丝杠丝杠JC电机电机JmJ(kg.cm2)0.1 1.60.23.20.04122.24nkn1n2 mjkjjnikiinvmnnJJ12212)(41)(JmZ1=20Z2=40Z3=30Z4=60L0=6mm12JmZ1=20Z2=40Z3=30Z4=60L0=6mm12222224213121)(4)()()(mAAmCZmZZZmnVMnnJJJnnJJJJJJ 214020211 zznnm416030402043212 zzzznnmmmAnnLnV100020 0015.04110006 JmZ1=20Z2=40Z3=30Z4=

7、60L0=6mm122222)0015.0(4300)41()1204.02.3()21()2.004.06.1()01.024.2(=3.7525kg.cm2222224213121)(4)()()(mAAmCZmZZZmnVMnnJJJnnJJJJJJ mALnVFT 2 mjkjjnikiinvFnnTT1121 JmZ1=20Z2=40Z3=30Z4=60L0=6mm12FL=510.5 JT tJdtdJ 终终tnJm 2 3410306015002107525.3 =1.965(N.m)=2.09(N.m)0015.0215.510965.1 T尽量选用标准化商品；尽量选用标准化商

8、品；1、确定执行元件的类型、确定执行元件的类型2、选择与被控对象及其负载相、选择与被控对象及其负载相匹配的执行元件。匹配的执行元件。执行元件输出轴上总转矩包括：执行元件输出轴上总转矩包括：l 等效负载力矩等效负载力矩Tl 等效惯性负载力矩等效惯性负载力矩 T=T+T惯惯T=T/(-机械系统总的传动效率）机械系统总的传动效率）电电机机的的启启动动力力矩矩TTq步进步进电机电机相数相数345拍数拍数3648510 0.50.8660.7070.7070.8090.951max/jTT 所选步进电机的最大静态转矩应为：所选步进电机的最大静态转矩应为：qjTT maxl查表查表3-8，选择型号为，选择

9、型号为110BF004的步进电机。的步进电机。l进行校验。进行校验。)(55.9(maxmaxWTnTTPm ）惯惯P-预选电机的估算功率预选电机的估算功率Pnmax-电机的最高转速（电机的最高转速（r/min)max-电机的最高角加速度电机的最高角加速度(rad/s)-考虑电机、减速器等的功率系数考虑电机、减速器等的功率系数式中：式中：（1）过热验算）过热验算 当负载力矩为变量时，应用等效法求其等当负载力矩为变量时，应用等效法求其等效转效转矩矩Tdx,在电机激磁磁通在电机激磁磁通 近似不变时：近似不变时：).(.21222121mNtttTtTTdx t1、t2.时间间隔时间间隔在此时间间隔

10、内的负载力矩分别为在此时间间隔内的负载力矩分别为T1、T2。nN-电机的额定转速（电机的额定转速（r/min)dxNdxNPPTTTN-电机的额定转矩电机的额定转矩(N.m)PN-电机的额定功率（电机的额定功率（W）Pdx-由等效转矩由等效转矩Tdx换算的电机功率换算的电机功率)(55.9.WnTPNdxdx Tmax-瞬时最大负载转矩瞬时最大负载转矩TN-电机的额定转矩电机的额定转矩K-为电机的过载系数为电机的过载系数kTTN maxl减速比主要根据负载特性、脉冲当减速比主要根据负载特性、脉冲当量和系统的综合要求来选择确定。量和系统的综合要求来选择确定。l在设计中供参考在设计中供参考用用5.

11、02)(mLmLFmLFJJTTTTi TLF-负载转矩负载转矩 Tm-额定转矩额定转矩JL-负载惯量负载惯量 Jm-电机转动惯量电机转动惯量5.0122)(ffTTTTimLFmLF f1-电机的粘性摩擦系数电机的粘性摩擦系数 f2-负载的粘性摩擦系数负载的粘性摩擦系数-步进电机步距角步进电机步距角L0-丝杠螺距丝杠螺距-系统脉冲当量系统脉冲当量 3600Li 1）从系统应具有的输出能力及）从系统应具有的输出能力及要求出发，选定执行元件和传要求出发，选定执行元件和传动装置动装置l设计适当的校正补偿装置；设计适当的校正补偿装置；l完善电源电路及其它辅助电路。完善电源电路及其它辅助电路。l满足传

12、感器的基本要求；满足传感器的基本要求；l信号的转换要迅速及时，信噪比大；信号的转换要迅速及时，信噪比大；l装置的转动惯量尽量小；装置的转动惯量尽量小；l性能要稳定可靠等。性能要稳定可靠等。l尽量选用商品化的集成电路尽量选用商品化的集成电路l要有足够的输入要有足够的输入/输出通道输出通道l要与传感器输出阻抗的匹配和与放要与传感器输出阻抗的匹配和与放大器的输入阻抗符合要求。大器的输入阻抗符合要求。1）输出阻抗小，效率高，时间常数小；）输出阻抗小，效率高，时间常数小；2）应为执行元件的运行状态提供）应为执行元件的运行状态提供适宜条件；适宜条件；4）输入级的阻抗要大，以减轻）输入级的阻抗要大，以减轻检

13、测传感装置的负荷；检测传感装置的负荷；5）放大器应具有足够的放）放大器应具有足够的放大倍数，其特性应稳定可大倍数，其特性应稳定可靠，便于调整。靠，便于调整。l所有电源应具有足够的保护所有电源应具有足够的保护措施；措施；l要有为系统服务的自检电路、要有为系统服务的自检电路、显示与操作装置显示与操作装置。步骤：步骤：1）绘制系统框图）绘制系统框图2）建立系统传递函数）建立系统传递函数3）确定系统主振频率）确定系统主振频率电机电机工作台工作台功放功放前置前置放大放大 vi(t)+测速发电机测速发电机滚珠丝杠滚珠丝杠i1i2 i(t)位移检测器位移检测器用滚珠丝杠出动工作台的伺服进给系统用滚珠丝杠出动

14、工作台的伺服进给系统电机电机工作台工作台功放功放前置前置放大放大 vi(t)+i1i2 i(t)Vi(s)+G1G2G3G4G7G5G6-+-i(s)11i)1(sTsKmm KAK KvsKr21i系系统统框框图图系统的传递函数为：系统的传递函数为：Vi(s)+G1G2G3G4G7G5G6-+-i(s)11i)1(sTsKmm KAK KvsKr21i系系统统框框图图65432173243211)()()(GGGGGGGGGGGGGsVssGii 22/)1(iKKsKKKsTKrvmAm 其中：其中：K=K KAKm/i1)()1()()()()(2sGKKKKsKKKsTsGKKKsVs

15、XsGjbmAvmAmjmAii 01JJJKmn 式中：式中：Jm-系统等效到电机轴上的总转动惯量系统等效到电机轴上的总转动惯量 K-机械传动系统的总扭转刚度机械传动系统的总扭转刚度22104222132121)2(11111iilKiiKiKKK 系统的总扭转刚度的倒数等于各传动元件系统的总扭转刚度的倒数等于各传动元件折算到电机轴的刚度的倒数之和折算到电机轴的刚度的倒数之和IIIIII01JJJKmn J1-第第I根轴上的转动惯量根轴上的转动惯量J0-除了第除了第I根轴外系统其它传动部件等效到电根轴外系统其它传动部件等效到电机轴上的转动惯量机轴上的转动惯量10JJJm 2000N电电 机机

16、IIIZ1=17Z2=51L0=12mm1200prm微微机机速度环速度环位置环位置环检测传感器检测传感器已知系统如下参数，求已知系统如下参数，求该机械系统的主谐振频率该机械系统的主谐振频率：l直流伺服电机的转速直流伺服电机的转速n=1200(r/min)，l转子转动惯量转子转动惯量Jm=210-4(kgm2);l齿轮箱减速比齿轮箱减速比i=3,z1=17,z2=51,模数模数m=2，齿，齿轮宽度轮宽度B=15(mm),l滚珠丝杠直径滚珠丝杠直径d=60mm,长度长度l=2.16m,基本基本导程导程l0=12mm，丝杠转速，丝杠转速ns=400r/min，l工作台移动部件总质量工作台移动部件总

17、质量W=2000N,l最大进给速度为最大进给速度为4.8m/min，010101)(JJJJKJJJKemen 2000N电电 机机IIIZ1=17Z2=51L0=12mm11zmJJJ 2020)2(igWlJJJsZ 式中：式中：d-转动体的直径转动体的直径(m)B转动体的宽度转动体的宽度(m).(32108.7243mkgBdJ ).(10535.132015.0034.01416.3108.72543mkg 32108.714131BdJzz ：齿轮齿轮).(10243.132015.0102.01416.3108.72343mkg 32108.724232BdJzz ：齿轮齿轮).(

18、02144.03216.206.01416.3108.7243mkg 32108.743BdJss 丝杠：丝杠：11zmJJJ 2233102000)1416.32012.0(02144.010243.1 =2.59910-3(kg.m2)2020)2(igWlJJJsZ ).(101535.210535.11022454mkg 2000N电电 机机IIIZ1=17Z2=51L0=12mm01JJJKmen 2111iKKKIIIe 扭转刚度的计算：扭转刚度的计算：式中：式中：d-转动轴的直径转动轴的直径(m)l-转动轴的变形长度转动轴的变形长度(m)G-钢的弹性模量钢的弹性模量(G=8.11

19、010Pa)lGdK 324 lGdKI 324)/.(310631.032101.8025.01416.3104radmN lGdKII 324)/.(4771316.232101.806.01416.3104radmN 2111iKKKIIIe )/.(5.2896794771313106311radmN 010101)(JJJJKJJJKemen )/(1206910599.2101535.2)10599.2101535.2(5.289673434srad 一、概述一、概述1）选择系统的控制方式和校正）选择系统的控制方式和校正形式；形式；l反馈控制方式反馈控制方式l前馈和反馈相结合的复合

20、控制方式前馈和反馈相结合的复合控制方式 反反馈馈校校正正并并联联校校正正滞滞后后校校正正超超前前滞滞后后校校正正超超前前校校正正串串联联校校正正比比例例校校正正校校正正方方式式Gc(s)G(s)H(s)Xi(s)Xo(s)Gc(s)G2(s)H(s)Xi(s)Xo(s)G1(s)G3(s)Gc(s)G2(s)Xo(s)G1(s)Xi(s)H(s)Gc(s)G2(s)Xo(s)G1(s)N(s)Xi(s)H(s)l有源校正有源校正l无源校正无源校正Cui(t)uo(t)R1R2无源校正无源校正+CRi1(t)ui(t)uo(t)i2(t)a有源校正有源校正3）将校正装置有效地联接到稳）将校正装置

21、有效地联接到稳态设计阶段所设计的系统中态设计阶段所设计的系统中去，满足系统的各项动态指去，满足系统的各项动态指标。标。工程上常用对数频率法即借工程上常用对数频率法即借助助BodeBode图（对数频率特性图）图（对数频率特性图）和根轨迹法进行设计。和根轨迹法进行设计。系统三大特性：系统三大特性：l稳定性稳定性l快速性快速性l准确性准确性稳定性指标：稳态误差稳定性指标：稳态误差ess动态性指标：快速性指标：动态性指标：快速性指标：c c 稳定性指标：稳定性指标：(c c)和和K Kg g(g g)比比稳态误差稳态误差小小0L()/dB0-20-40 c1/Ti-180-900()(rad/s)12

22、比比稳态误差小稳态误差小0L()/dB0-20-40 c1/Ti-180-900()(rad/s)12穿越频率穿越频率 c c越大，系统的快速性越好。越大，系统的快速性越好。比比快速性差快速性差20L()/dB0-20-40 c11/Ti-180-900()(rad/s)c2 1 (c)-Kg0L()/dB0-20 c1/Ti-180-900()(rad/s)(rad/s)g-40该系统稳定。该系统稳定。0-180090L()/dB()0-20 c2 (c2)-90-270-60+20 (rad/s)(c1)c112常用有源校正网络作为常用有源校正网络作为PID调节器。调节器。)11()(sT

23、sTKsGdipc 校正传函为：校正传函为：比例比例P微分微分I积分积分DPRRsGc 12)(+R1ui(t)uo(t)aR2-180-900 ()L()dB0 (rad/s)K0K1时，对系统性能的影响正好相反时，对系统性能的影响正好相反系统型次提高，稳态性能改善。系统型次提高，稳态性能改善。相位裕量减小，稳定程度变差。相位裕量减小，稳定程度变差。0L()/dB未校正未校正-180-900()1(c)未校正未校正 (rad/s)cPI校正装置：校正装置：Kp11/Ti已校正已校正 2(c)已校正已校正相位裕量增加，稳定性提高；相位裕量增加，稳定性提高；0-180090L()/dB()0未校

24、正未校正 c (c)未校正未校正1/Td-90-270 (rad/s)已校正已校正 (c)已校正已校正 c-400-180090L()/dB()0未校正未校正 c (c)未校正未校正1/Td-90-270 (rad/s)已校正已校正 (c)已校正已校正 c-400-180090L()/dB()0未校正未校正 c (c)未校正未校正1/Td-90-270 (rad/s)已校正已校正 (c)已校正已校正 c-400-180090L()/dB()0未校正未校正 c (c)未校正未校正1/Td-90-270 (rad/s)已校正已校正 (c)已校正已校正 c-40l在低频段，改善了系统的稳态性能；在低

25、频段，改善了系统的稳态性能；l在中频段，有效地提高了系统的动态性能。在中频段，有效地提高了系统的动态性能。l 由于含有微分作用，在要求响应快的系统或噪由于含有微分作用，在要求响应快的系统或噪声比较大的系统不宜采用声比较大的系统不宜采用x0(t)t无控制无控制机电伺服系统中电机的输出图机电伺服系统中电机的输出图P校正校正PI校正校正 为了改善电机的性能，为了改善电机的性能，常采用电流负反馈或速度负反常采用电流负反馈或速度负反馈。（如加入测速发电机进行馈。（如加入测速发电机进行速度反馈）速度反馈）sTsGdc)()(FJssK G0(s)R(s)C(s)_+E(s)闭环传递函数为：闭环传递函数为：

26、KFsJsKsGK 2)()(FJssK G0(s)R(s)C(s)_+E(s)TdsGc(s)+闭环传递函数为：闭环传递函数为：KsKTFJsKsGdK )()(2 超调量增加，系统的稳定程度增加，超调量增加，系统的稳定程度增加，但快速性降低。但快速性降低。KsKTFJsKsGdK )()(2KFsJsKsGK 2)(校正后的传递函数：校正后的传递函数：FKTFd 校校正正后后的的阻阻尼尼增增加加1）反馈校正所用信号的功率水平较高，不）反馈校正所用信号的功率水平较高，不需要放大；需要放大；2）当）当|G(s)H(s)1时，局部反馈部分的等时，局部反馈部分的等效传递函数为：效传递函数为：)(1

27、)()(1)(sHsHsGsG 可改善系统性能的目的。可改善系统性能的目的。由传动装置的弹性变形而产由传动装置的弹性变形而产生的振动，称为结构谐振（或机生的振动，称为结构谐振（或机械谐振）；械谐振）；当结构谐振频率落到系当结构谐振频率落到系统工作带宽以内时，将导致统工作带宽以内时，将导致系统产生自激振荡而无法工系统产生自激振荡而无法工作，或使机构损坏。作，或使机构损坏。闭环系统基本上不会受结闭环系统基本上不会受结构谐振的影响，但结构谐振对构谐振的影响，但结构谐振对被控对象的实际运动还是有影被控对象的实际运动还是有影响的。响的。主要是增加传动系统的刚度主要是增加传动系统的刚度减小负载的转动惯量减

28、小负载的转动惯量合理的结构布置合理的结构布置。（1）提高传动刚度）提高传动刚度方法：方法：采用粘性联轴器或在负采用粘性联轴器或在负载端设置液压阻尼器或电磁载端设置液压阻尼器或电磁阻尼器。阻尼器。（4）应用综合速度反馈减小谐振）应用综合速度反馈减小谐振一、可靠性设计一、可靠性设计1、可靠性的基本概念、可靠性的基本概念 是指产品在规定条件下和规定是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。时间内，完成规定功能的能力。可靠性的概念包含产品的可靠性的概念包含产品的无故障性无故障性和和耐久性耐久性两方面的两方面的含义含义这是提高可靠性的这是提高可靠性的最根本最根本的方法的方法；（1）提高产品的

29、设计和制造质量）提高产品的设计和制造质量裕度法主要对关键性的产品采用。裕度法主要对关键性的产品采用。1）裕度法）裕度法2）自动控制法）自动控制法1limmax YYKRKR-可靠性储备系数可靠性储备系数Ylim-某一输出参数某一输出参数Y在极限条件下达到的极值在极限条件下达到的极值Ymax-某一输出参数某一输出参数Y达到失效时的参数值达到失效时的参数值当当KR1，称为具有可靠性储备，称为具有可靠性储备maxYYKR Y为为Y值不超过极限范围的概率为值不超过极限范围的概率为 时的值时的值 使产品具有自适应、自调整、使产品具有自适应、自调整、自诊断甚至自修复的功能。自诊断甚至自修复的功能。应规定适

30、当的应规定适当的环境条件环境条件、维护保养条件维护保养条件和和操作规程操作规程，以保证产品在使用阶段的可靠性的以保证产品在使用阶段的可靠性的问题。问题。又称为储备技术，它是利又称为储备技术，它是利用系统的并联模型来提高系统用系统的并联模型来提高系统可靠性的一种手段。可靠性的一种手段。v工作冗余工作冗余v后备冗后备冗余余 是一种两个或两个以上是一种两个或两个以上单元并行工作的并联模型。单元并行工作的并联模型。采用工作冗余时，只采用工作冗余时，只有当有当所有的单元所有的单元都失效时都失效时系统才会失效；系统才会失效；又称非工作储备或待机储备。又称非工作储备或待机储备。采用后备冗余时，系统采用后备冗

31、余时，系统必须必须设置失效检测与转设置失效检测与转换装置换装置。1）失效检测和转换装置的可靠性）失效检测和转换装置的可靠性绝对可靠，则选择后备冗余绝对可靠，则选择后备冗余不绝对可靠，就宁可采用工作冗余法；不绝对可靠，就宁可采用工作冗余法；必须由多个单元同时完成同必须由多个单元同时完成同一工作的，就不能采用工作冗余一工作的，就不能采用工作冗余法；法；如温升、系统电源的影响如温升、系统电源的影响 冗余技术能大大提高由于随冗余技术能大大提高由于随机原因引起的失效；但对由于应机原因引起的失效；但对由于应力所引起的失效无效。力所引起的失效无效。如果某一环境条件是使如果某一环境条件是使并联各单元失效的共同

32、因并联各单元失效的共同因素，则冗余单元也不可靠。素，则冗余单元也不可靠。机械系统机械系统常采用裕度法来提高可靠性；常采用裕度法来提高可靠性；电气系统电气系统常采用冗余技术来提高可靠性常采用冗余技术来提高可靠性。任务：任务：1）出现故障时，迅速确定故障的种类和位）出现故障时，迅速确定故障的种类和位置；置；2）在故障尚未发生时，确定产品中有关元）在故障尚未发生时，确定产品中有关元器件距离极限状态的程度，采用维护措器件距离极限状态的程度，采用维护措施或进行自动调整，防止发生故障施或进行自动调整，防止发生故障。1、测试诊断对象，得出诊断信号测试诊断对象，得出诊断信号2、将诊断信号分析得到异常信号、将诊

33、断信号分析得到异常信号3、将异常信号与标准信号进行分析、将异常信号与标准信号进行分析4、确定故障的种类和故障位置、确定故障的种类和故障位置是在故障出现之前进行的是在故障出现之前进行的在在故障发生之后进行的在在故障发生之后进行的 诊断测试诊断测试 故障监测故障监测 直接征兆直接征兆 间接征兆间接征兆 在检测在检测产品的输出参数产品的输出参数时取得的异常性诊断信号。时取得的异常性诊断信号。从那些与产品工作能力存从那些与产品工作能力存在函数关系的在函数关系的间接参数间接参数中取中取出的异常性诊断信号出的异常性诊断信号。将测试取得的诊断信号与设定将测试取得的诊断信号与设定的标准数据相比较，或利用事先确

34、的标准数据相比较，或利用事先确定的征兆与故障之间的对应关系，定的征兆与故障之间的对应关系，来确定故障的种类与部位。来确定故障的种类与部位。自动控制法及冗余技术和诊自动控制法及冗余技术和诊断技术断技术是用硬件、软件或两者结合是用硬件、软件或两者结合来保证产品可靠性的措施。来保证产品可靠性的措施。检测传感器检测传感器整流电源整流电源供电干扰供电干扰控制器控制器I/O辐射干扰辐射干扰转换接口转换接口执行元件执行元件强电干扰强电干扰辐射干扰辐射干扰接地干扰接地干扰干扰渠道示意图干扰渠道示意图 辐辐射射型型传传导导型型 接接地地干干扰扰强强电电干干扰扰供供电电干干扰扰 静电干扰静电干扰电磁干扰电磁干扰1

35、）供电系统的抗干扰措施）供电系统的抗干扰措施稳压、滤波、隔离稳压、滤波、隔离 在可靠性要求很高的地方，可在可靠性要求很高的地方，可采用不间断电源（采用不间断电源（UPS）首先采取吸收的方法，抑制其产生；首先采取吸收的方法，抑制其产生；然后采用隔离的方法，阻断其传导。然后采用隔离的方法，阻断其传导。R2R3UiUp_+R1Ru输出信号输出信号U0主要是切断接地环路主要是切断接地环路 单点接地单点接地 并联接地并联接地 光电隔离光电隔离通常采用的措施有：通常采用的措施有：变送变送接口接口屏蔽层屏蔽层CRT控制器控制器打印机打印机接口接口整流整流电流电流 措施包括：措施包括：1）增加系统信息管理的软

36、件；）增加系统信息管理的软件；2）利用软件冗余，防止信息的输）利用软件冗余，防止信息的输入入/输出过程及传送过程中出错；输出过程及传送过程中出错；（1）利用软件来提高系统的可靠性）利用软件来提高系统的可靠性4）用软件进行系统调度）用软件进行系统调度措施：措施：1）程序分段和层次结构）程序分段和层次结构2）结构简单，易于修改和扩）结构简单，易于修改和扩充，故障少；充，故障少；3）提高可测试性设计；）提高可测试性设计；从工业安全角度来看，要减少从工业安全角度来看，要减少生产事故的发生，在很大程度上寄生产事故的发生，在很大程度上寄希望发展希望发展机电一体化技术。机电一体化技术。1）对机器人的可靠性还

37、较低的）对机器人的可靠性还较低的认识不足认识不足2）机器人的运动与人有密切联）机器人的运动与人有密切联系系3）机器人的手臂在三维空间运）机器人的手臂在三维空间运动的，没有在整体上充分考虑动的，没有在整体上充分考虑安全保护措施。安全保护措施。1）安装安全栅）安装安全栅2）安装监视器）安装监视器3）安装防越程装置）安装防越程装置4）安装警视灯）安装警视灯5）安装紧急停止装置）安装紧急停止装置6）低速示教）低速示教1）由于机械设备的高度自动化和大型）由于机械设备的高度自动化和大型化，以及控制的软件化，不可能从化，以及控制的软件化，不可能从外观上了解自动化机械的动作，操外观上了解自动化机械的动作，操作者处理异常情况比较困难；作者处理异常情况比较困难；2）由于许多自动化机械与）由于许多自动化机械与非自动化机械的混合使用，非自动化机械的混合使用，因而事故较多，难以制定因而事故较多，难以制定对策，以确保安全；对策，以确保安全；3）异常情况的处理是由人来完成）异常情况的处理是由人来完成的，而自动化设备并未充分考的，而自动化设备并未充分考虑人的存在，在排除故障是容虑人的存在，在排除故障是容易发生安全问题。易发生安全问题。