1.机电一体化技术是指包括技术基础、技术原理在内的、使机电一体化系统得以实现、使用和发展的技术。机电一体化系统有机电一体化产品和机电一体化生产系统。
2.机电一体化产品是指采用机电一体化技术,在机械产品基础上创造出来的新一代产品或设备;机电一体化生产系统是运用机电一体化技术把各种机电一体化设备按目标产品要求组成的一个高生产率、高柔性、高质量、高可靠性、低能耗的生产系统。
3.机电一体化的技术体系是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等现代高新技术群体基础之上的一种高级综合技术。
4.机电一体化技术的主要特征:1)整体结构最优化。2)系统控制智能化。3)操作性能柔性化。
5.机电一体化系统必须具备以下三种目的功能:1)变换(加工、处理);2)传递(移动、输送)功能;3)储存(保持、积蓄、记录)功能。
6.机电一体化产品一般都具备四种内部功能,即主功能、动力动能、控制功能、和构造功能。
7.机电一体化生产系统的组成:由物流系统、能量流系统、信息流系统等子系统组成。
8.构成机电一体化系统的理论基础是系统论、控制论、和信息论。
9.机电一体化系统设计的原则:1)机电互补原则;2)功能优化原则;3)自动化、省力化原则;4)效益最大原则;5)开放性原则。
10.机电一体化系统设计的分类如下:1)开发性设计;2)适应性设计;3)变异型设计。
11.机械系统的基本要求:1)高精度;2)良好的稳定性;3)快速响应。此外,机械系统还有刚度高、可靠性好、质量轻、体积小、寿命长等要求。
12.为确保机械系统的精度和工作稳定性,设计过程中,为达到无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求,主要采取以下措施:1)采用低摩擦阻力的传动部件和导向支撑部件;2)缩短传动链,提高传动与支撑刚度;3)选用最佳传动比,已达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量,尽可能提高加速能力;4)缩小反向死去误差;5)改进支撑及机架的结构设计。
13.直齿圆柱齿轮传动机构的调整法有:1)偏心轴套调整法;2)锥度齿轮调整法;3)双片薄齿轮错齿调整法。
14.轴向位移量的计算:P33
s=n*p*h/z1;s=(1/(z1)-1/(z2))*n*p*h=[(z2-z1)*n*p*h]/(z1*z2)。
15.滚珠丝杠副的支撑按其限制丝杠的轴向窜动情况,分为三种形式:1)一端固定、一端自由(F—O),适用于较短和竖直的丝杠;2)一端固定、一端游动(F—S),适用于较长的卧式安装丝杠;3)两端固定(F—F),适用于对刚度和位移精度要求高的场合。
16.等效综合负载转矩计算 例题P47。
17.惯量匹配条件:步进电机1/4
18.阻尼的影响:P58。
19.齿轮传动副的选择计算 总传动比分配原则:1)最小等效惯量原则;2)质量最小原则;3)输出轴转角误差最小原则。
20.提高齿轮传动精度的措施:1)齿轮误差的综合与分析;2)合理布置传动链;3)采用补偿与校正装置;
4)提高有关零件的精度。
21.滚动直线导轨副的选择计算:P75。
22.传感器是一种以一定精度将被测量(如力、温度、距离、变形、位置、功率等)转换与之有明确对应关系的、易于精确处理和测量某种物理量(如电量)的测量部件或装置。一般有敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。
23.传感器的基本特征 传感器的静态特性:1)线性度;2)灵敏度;3)迟滞;4)重复性;5)分辨率;6)零漂;7)精度(精确度)。
24.莫尔条纹具有位移放大作用。P111。
25.信号放大电路 信号放大电路亦称放大器,用于将传感器或经基本转换电路输出的微弱信号不失真地加以放大,以便于进一步加工和处理。
26.被调制信号称为载波,一般是较高频率的交变信号。P152。
27.根据载波受调制的参数的不同,调制可分为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。使载波的幅值、频率或相位随调制信号而变化的过程称为调幅波、调频波或调相波。
28.从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。幅值解调主要有包络检波和相敏检波两类。
29.一般滤波器分为四类:即低通、高通、带通和带阻滤波器。
30.截止频率 幅频特性值等于K/sqrt(2)所对应的频率称为滤波器的截止频率。P163。
31.系统的数学模型就是描述系统输出与输入等物理量间制约关系的数学表达式或者图、表等。传递函数的求法。P193。
32.系统稳定的充分必要条件。P210。
33.控制系统的综合与校正:1)控制系统的串联校正;2)控制系统的并联校正;3)控制系统的复合校正。
34.信号的采样:把时间上连续的信号变成时间上离散的采样信号或数字信号的过程称为采样。
35.采样信号的复原:由采样信号f*(t)不失真地恢复到原连续信号f(t)。这一过程称为采样信号的恢复。
36.香农采样的含义。P233。
37.Z变换的求法。P235。
38.连续系统稳定的充要条件是其闭环传递函数的极点全部位于s平面的左半部。采样系统稳定的充要条件是闭环脉冲传递函数的极点均在z平面单位圆的内部。Z平面单位圆的周线是采样系统临界稳定的标定。
39.在实现对生产过程的控制中,操作者将对象的被控参数及运行状态,按要求的方式送入计算机之后,计算机经过计算、处理,讲结果以数字量的形式输出,此时要将数字量变换为适合生产过程控制的量,因此计算机和生产过程之间,必有有设置信息的传递和变换装置,这个装置就称为过程输入/输出通道,也叫I/O通道。
40.伺服系统的基本结构包含控制器、功率放大器、执行机构和检测装置。
41.步进电机是将电脉冲信号转换成角位移(或线位移)的一种机电式数模转换器。其转子的转角(或位移)与电脉冲数成正比,它的速度与脉冲频率成正比,而运动方向是由步进电机通电的顺序所决定的。
42.A/D、D/A。P360。
43.步进电机绕组的每一次通断电操作称为一拍,每拍中只有一相绕组通电,其余断电,这种通电方式成为单相通电方式。三相步进电机的A、B、C三相轮流通电一次共需三拍,成为一个通电循环,相应的通电方式又成为三相单三拍通电方式。如果步进电机通电循环的每拍中都有两相绕组通电,这种通电方式称为双相通电方式。
44.确定机械传动比和传动方式。P383。
1.机电一体化技术是指包括技术基础、技术原理在内的、使机电一体化系统得以实现、使用和发展的技术。机电一体化系统有机电一体化产品和机电一体化生产系统。
2.机电一体化产品是指采用机电一体化技术,在机械产品基础上创造出来的新一代产品或设备;机电一体化生产系统是运用机电一体化技术把各种机电一体化设备按目标产品要求组成的一个高生产率、高柔性、高质量、高可靠性、低能耗的生产系统。
3.机电一体化的技术体系是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等现代高新技术群体基础之上的一种高级综合技术。
4.机电一体化技术的主要特征:1)整体结构最优化。2)系统控制智能化。3)操作性能柔性化。
5.机电一体化系统必须具备以下三种目的功能:1)变换(加工、处理);2)传递(移动、输送)功能;3)储存(保持、积蓄、记录)功能。
6.机电一体化产品一般都具备四种内部功能,即主功能、动力动能、控制功能、和构造功能。
7.机电一体化生产系统的组成:由物流系统、能量流系统、信息流系统等子系统组成。
8.构成机电一体化系统的理论基础是系统论、控制论、和信息论。
9.机电一体化系统设计的原则:1)机电互补原则;2)功能优化原则;3)自动化、省力化原则;4)效益最大原则;5)开放性原则。
10.机电一体化系统设计的分类如下:1)开发性设计;2)适应性设计;3)变异型设计。
11.机械系统的基本要求:1)高精度;2)良好的稳定性;3)快速响应。此外,机械系统还有刚度高、可靠性好、质量轻、体积小、寿命长等要求。
12.为确保机械系统的精度和工作稳定性,设计过程中,为达到无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求,主要采取以下措施:1)采用低摩擦阻力的传动部件和导向支撑部件;2)缩短传动链,提高传动与支撑刚度;3)选用最佳传动比,已达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量,尽可能提高加速能力;4)缩小反向死去误差;5)改进支撑及机架的结构设计。
13.直齿圆柱齿轮传动机构的调整法有:1)偏心轴套调整法;2)锥度齿轮调整法;3)双片薄齿轮错齿调整法。
14.轴向位移量的计算:P33
s=n*p*h/z1;s=(1/(z1)-1/(z2))*n*p*h=[(z2-z1)*n*p*h]/(z1*z2)。
15.滚珠丝杠副的支撑按其限制丝杠的轴向窜动情况,分为三种形式:1)一端固定、一端自由(F—O),适用于较短和竖直的丝杠;2)一端固定、一端游动(F—S),适用于较长的卧式安装丝杠;3)两端固定(F—F),适用于对刚度和位移精度要求高的场合。
16.等效综合负载转矩计算 例题P47。
17.惯量匹配条件:步进电机1/4
18.阻尼的影响:P58。
19.齿轮传动副的选择计算 总传动比分配原则:1)最小等效惯量原则;2)质量最小原则;3)输出轴转角误差最小原则。
20.提高齿轮传动精度的措施:1)齿轮误差的综合与分析;2)合理布置传动链;3)采用补偿与校正装置;
4)提高有关零件的精度。
21.滚动直线导轨副的选择计算:P75。
22.传感器是一种以一定精度将被测量(如力、温度、距离、变形、位置、功率等)转换与之有明确对应关系的、易于精确处理和测量某种物理量(如电量)的测量部件或装置。一般有敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。
23.传感器的基本特征 传感器的静态特性:1)线性度;2)灵敏度;3)迟滞;4)重复性;5)分辨率;6)零漂;7)精度(精确度)。
24.莫尔条纹具有位移放大作用。P111。
25.信号放大电路 信号放大电路亦称放大器,用于将传感器或经基本转换电路输出的微弱信号不失真地加以放大,以便于进一步加工和处理。
26.被调制信号称为载波,一般是较高频率的交变信号。P152。
27.根据载波受调制的参数的不同,调制可分为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。使载波的幅值、频率或相位随调制信号而变化的过程称为调幅波、调频波或调相波。
28.从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。幅值解调主要有包络检波和相敏检波两类。
29.一般滤波器分为四类:即低通、高通、带通和带阻滤波器。
30.截止频率 幅频特性值等于K/sqrt(2)所对应的频率称为滤波器的截止频率。P163。
31.系统的数学模型就是描述系统输出与输入等物理量间制约关系的数学表达式或者图、表等。传递函数的求法。P193。
32.系统稳定的充分必要条件。P210。
33.控制系统的综合与校正:1)控制系统的串联校正;2)控制系统的并联校正;3)控制系统的复合校正。
34.信号的采样:把时间上连续的信号变成时间上离散的采样信号或数字信号的过程称为采样。
35.采样信号的复原:由采样信号f*(t)不失真地恢复到原连续信号f(t)。这一过程称为采样信号的恢复。
36.香农采样的含义。P233。
37.Z变换的求法。P235。
38.连续系统稳定的充要条件是其闭环传递函数的极点全部位于s平面的左半部。采样系统稳定的充要条件是闭环脉冲传递函数的极点均在z平面单位圆的内部。Z平面单位圆的周线是采样系统临界稳定的标定。
39.在实现对生产过程的控制中,操作者将对象的被控参数及运行状态,按要求的方式送入计算机之后,计算机经过计算、处理,讲结果以数字量的形式输出,此时要将数字量变换为适合生产过程控制的量,因此计算机和生产过程之间,必有有设置信息的传递和变换装置,这个装置就称为过程输入/输出通道,也叫I/O通道。
40.伺服系统的基本结构包含控制器、功率放大器、执行机构和检测装置。
41.步进电机是将电脉冲信号转换成角位移(或线位移)的一种机电式数模转换器。其转子的转角(或位移)与电脉冲数成正比,它的速度与脉冲频率成正比,而运动方向是由步进电机通电的顺序所决定的。
42.A/D、D/A。P360。
43.步进电机绕组的每一次通断电操作称为一拍,每拍中只有一相绕组通电,其余断电,这种通电方式成为单相通电方式。三相步进电机的A、B、C三相轮流通电一次共需三拍,成为一个通电循环,相应的通电方式又成为三相单三拍通电方式。如果步进电机通电循环的每拍中都有两相绕组通电,这种通电方式称为双相通电方式。
44.确定机械传动比和传动方式。P383。