【正文】 的大小、在何位置開始勻速或減速均與給定位置、當前位置以及運行速度有關。速度環(huán)主要將當前速度與速度給定發(fā)生器送來的設定速度相比較，通過速度調節(jié)器改變PWM波發(fā)生器載波頻率，實現電機的轉速調節(jié)。如圖23所示，該電路由MAX70與非門及微分電路組成。采用組態(tài)顯示方式。 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。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。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。 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。 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。 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，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字兩種方法。執(zhí)行驅動部分主要包括三相伺報電機和位置傳感器。這種微型機械學是機電一體化的重要發(fā)展方向?！⑿突?。這有點類似于活的生物摘要：當控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發(fā)展。其特征是子系統(tǒng)可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。7 集成化　　集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優(yōu)化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。5 人性化　　機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。2智能化　　即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。、電力電子等的發(fā)展為機電一體化提供了堅強基礎。1．1 機電一體化技術發(fā)展歷程,寫下了機電一體化歷史的第一頁。通過內置變頻器，采用模糊神經網絡，實現閥門的動作速度、精確定位、柔性開關以及電機轉矩等控制。整個機構缺乏完善的保護和故障診斷措施以及必要的通信手段，系統(tǒng)的安全性較差，不便與計算機聯網?，F場運行情況表明，該電動執(zhí)行機構具有動作快、保護完善以及便于和計算機通訊等優(yōu)點，充分利用了機電一體化技術帶來的方便快捷。該執(zhí)行機構將閥門、伺服電機、控制器合為一體，采用8031單片機、變頻技術實現了閥門的動作速度和位置控制，解決了閥門的精確定位、閥門柔性開關、極限位置判斷、電機保護及模擬信號隔離等技術問題。而且執(zhí)行機構的全程運行速度取決于其電機的輸出軸轉速和其內部減速齒輪的減速比，一旦出廠，這一速度固定不可調整，其通用性較弱。筆者設計的大流量電動執(zhí)行機構，采用機電一體化技術，將閥門、伺服電機、控制器合為一體，利用異步電動機直接驅動閥門的開與關。自電子技術一問世,電子技術和機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,機電一體化技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注重.第1章 機電一體化技術發(fā)展歷程及其趨向機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關技術的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。帶來勃勃生氣。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。3 模塊化　　由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發(fā)展。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。8 帶源化　　是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現可持續(xù)發(fā)展，綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環(huán)境條件作出不同反應。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。今后的機電一體化裝置對信息的依靠性很大，并且往往在結構上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的?？磥?，機電一體化產品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。 控制部分主要由單片機、PWM波發(fā)生器、IPM逆變器、A/D、D/A轉換模塊、整流模塊、輸入輸出通道、故障檢測和報警電路等組成。逆變模塊工作時所需要的直流電壓信號由整流電路對380V電源進行全橋整流得到。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。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。繞線電位器壽命短被淘汰。 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