1、第第1 1章章 绪论绪论机电一体化技术机电一体化技术1.2 1.2 机电一体化系统的结构及技术组成机电一体化系统的结构及技术组成1.2 机电一体化系统的结构及技术组成机电一体化系统的结构及技术组成2 机电一体化系统各部分有三大交互方式，机电一体化系统各部分有三大交互方式，即即“三流三流”：信息流，物质流，能量流。：信息流，物质流，能量流。其结构基础如下。其结构基础如下。六大结构要素：六大结构要素：1 1、机电一体化系统的基本组成、机电一体化系统的基本组成 系统信息流控制系统物质流操作对象能量流提供动力传感检测单元控制与信息控制与信息处理单元处理单元动力及驱动执行机构机械本体机械本体接口单元接口
2、单元接口单元接口单元接口单元接口单元接口单元接口单元接口单元接口单元接口接口接口接口将系统各部分按照设定的时间和空间关系安装在某一位置，并将系统各部分按照设定的时间和空间关系安装在某一位置，并保持特定的相互关系。保持特定的相互关系。组成：组成：一般包括机架，机械连接，机械传动装置等。一般包括机架，机械连接，机械传动装置等。1.2 机电一体化系统的结构及技术组成机电一体化系统的结构及技术组成 （1）机械本体：）机械本体：机电一体化系统的基础机电一体化系统的基础功能：功能：电能，气能，液压能电能，气能，液压能功能：功能：按照系统控制要求，为系统提供能量与动力按照系统控制要求，为系统提供能量与动力要
3、求：要求：（2）动力及驱动）动力及驱动:能量供应环节能量供应环节常见形式：常见形式：高效率，良好可靠性，满足动力需求高效率，良好可靠性，满足动力需求3功能：功能：根据指令将各种能量转化为机械能，驱动机械本体做功。根据指令将各种能量转化为机械能，驱动机械本体做功。要求：要求：1.2 机电一体化系统的结构及技术组成机电一体化系统的结构及技术组成 （3）执行机构：系统的运动部件）执行机构：系统的运动部件方式：方式：电气驱动电气驱动液压驱动液压驱动气压驱动气压驱动普通电动机，控制电动机普通电动机，控制电动机液压缸，液压马达液压缸，液压马达气缸，气动马达气缸，气动马达效率高，响应速度快，维修方便效率高，
4、响应速度快，维修方便对外部环境有良好的适应性与高可靠性对外部环境有良好的适应性与高可靠性4包括各种传感器及信号检测电路包括各种传感器及信号检测电路功能：功能：1.2 机电一体化系统的结构及技术组成机电一体化系统的结构及技术组成 （4）传感检测单元：自动控制的关键环节）传感检测单元：自动控制的关键环节组成：组成：高精度、高灵敏度、高信噪比等高精度、高灵敏度、高信噪比等要求：要求：信息转化为可信息转化为可识别信号识别信号信息与控制信息与控制处理单元处理单元监测内外参监测内外参量变化量变化（5）接口单元：重要组成部分）接口单元：重要组成部分传递传递机械接口、电气接口、人机接口机械接口、电气接口、人机
5、接口定义：定义：将系统各部分连接为一个有机整体将系统各部分连接为一个有机整体分类：分类：信息交互信息交互信号放大信号放大信号传递信号传递要求：要求：高稳定性、高传输速度、强抗干扰能力、标准化通信协议高稳定性、高传输速度、强抗干扰能力、标准化通信协议5系统软件：根据要求编写的相关程序，固化在储存器内。系统软件：根据要求编写的相关程序，固化在储存器内。系统硬件：计算机、系统硬件：计算机、PLC、单片机、数控装置等、单片机、数控装置等功能：功能：1.2 机电一体化系统的结构及技术组成机电一体化系统的结构及技术组成 （6）控制与信息处理单元：核心部分）控制与信息处理单元：核心部分组成：组成：软件和硬件
6、组成软件和硬件组成要求：要求：信息处理智能化、轻量化、标准化。信息处理智能化、轻量化、标准化。六大基本要素并非简单拼凑，而是通过接口实现有机结合，构成机电一体六大基本要素并非简单拼凑，而是通过接口实现有机结合，构成机电一体化系统化系统分析、处理、存分析、处理、存储、决策储、决策执行执行元件元件传感器信号及外传感器信号及外部命令部命令控制指令控制指令67（1）伺服驱动技术：伺服驱动技术：（2）传感检测技术：传感检测技术：（3）接口技术：接口技术：2 2、机电一体化系统的共性关键技术、机电一体化系统的共性关键技术1.2 机电一体化系统的结构及技术组成机电一体化系统的结构及技术组成 研究执行元件及驱
7、动技术，不同场合适合不同驱动方式研究执行元件及驱动技术，不同场合适合不同驱动方式机电一体化系统由多个子系统构成，接口性能影响深远机电一体化系统由多个子系统构成，接口性能影响深远检测精度影响性能检测精度影响性能关键：元器件灵敏度、传感检测结构、抗干扰能力关键：元器件灵敏度、传感检测结构、抗干扰能力集机、电、光、声、信息于一体集机、电、光、声、信息于一体机械与机械部分，机械与电气部分、人与系统间、电信号传输机械与机械部分，机械与电气部分、人与系统间、电信号传输8（4）计算机控制技术：计算机控制技术：（5）精密机械技术：精密机械技术：（6）人机交互技术：人机交互技术：2 2、机电一体化系统的共性关键技术、机电一体化系统的共性关键技术1.2 正弦量相量表示方法正弦量相量表示方法 人计算机人机器人机器人语音和生物电信号丰富了交互方式语音和生物电信号丰富了交互方式刚柔耦合、良好静动态特性刚柔耦合、良好静动态特性随着人工智能、大数据等发展，有了更多智能控制的方法。随着人工智能、大数据等发展，有了更多智能控制的方法。发展趋势：集成化、网络化、智能化发展趋势：集成化、网络化、智能化计算机技术与控制技术的结合计算机技术与控制技术的结合
