【正文】 a x ZKdzDK dDC ????? ??LC /t a n ??? ? 旋轉(zhuǎn)支承的種類 (1)滑動摩擦 (2)滾動摩擦 (3)流體介質(zhì)支承 (4)彈性支承 圓柱支承 （ 1）摩擦力 （ 2）方向精度和置中精度 （ 3）溫度影響 圓柱支承結(jié)構(gòu) ? 運(yùn)動式圓柱支承結(jié)構(gòu) 半運(yùn)動式圓柱支承結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)： 較高的運(yùn)動精度和置中精度；較大的承載能力。 在工作轉(zhuǎn)速下 ， 其旋轉(zhuǎn)精度 即它的運(yùn)動精度取決于其轉(zhuǎn)速 、 軸承性能以及軸系的動平衡狀態(tài) 。 影響傳動精度和位置精度 。 措施： 作受力分析，合理布置軸上零件位置和采用卸荷結(jié)構(gòu)。 ③ 采用吸振 、 隔振和消振裝置 。 ? （ 4）結(jié)構(gòu)工藝性 ? （ 5）人機(jī)工程 ? （ 6）對環(huán)境的影響 3執(zhí)行元件的選擇 ? 執(zhí)行元件的要求 （可控性、可與計算機(jī)接口聯(lián)接） 轉(zhuǎn)角可控、 ? 執(zhí)行元件的種類 ? 執(zhí)行元件的選擇 ? 執(zhí)行元件的驅(qū)動及其接口 機(jī)座或機(jī)架設(shè)計要點(diǎn) ? 一、鑄造機(jī)座 ? （ 1）提高本身的剛度 ? ① 合理選擇截面形狀和尺寸 ? ② 合理布置肋板和加強(qiáng)筋 ? ③ 合理開孔或加蓋 肋板和加強(qiáng)肋形式 ? （ 2）提高接觸剛度 表面粗糙度、加筋板等 ? ? （ 3）機(jī)座的模型剛度試驗(yàn)或計算 ? 用機(jī)座縮小的模型做剛度試驗(yàn) ? 用有限元分析計算機(jī)座的剛度及動態(tài)特性 ? （ 4）結(jié)構(gòu)工藝性 結(jié)構(gòu)工藝性 ? （ 5）材料 ? 鑄鐵 ? 鋼 ? 其他材料（花崗巖、大理石、陶瓷等） ? 二、焊接件 ? 鋼板、角鋼、型鋼等焊接而成 ? 三、鋁合金型材 ? 用鋁合金型材與連接件組合而成 3執(zhí)行元件的選擇 ?執(zhí)行元件的要求 ?執(zhí)行元件的種類 ?執(zhí)行元件的特點(diǎn)選擇 ?執(zhí)行元件的驅(qū)動及其接口 執(zhí)行元件的要求 電可控性 （角位移、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等） （應(yīng)用電壓、電流、脈沖控制等） 可與計算機(jī)接口聯(lián)接 （宜于計算機(jī)連接） 響應(yīng)迅速、反應(yīng)靈敏 （慣性小 動力大） 體積小重量輕 便于安裝與維修 執(zhí)行元件的種類 ? 電氣式 電磁式 電動機(jī) 伺服電機(jī)（交流、直流 ） 步進(jìn)電機(jī) 變頻電機(jī) 力矩電機(jī) 電磁鐵 其他 壓電元件、雙金屬片、形狀記憶合金 ? 液壓式 液壓缸、液壓馬達(dá) ? 氣壓式 氣缸、氣壓馬達(dá) ? 執(zhí)行元件的特點(diǎn)與選擇 ? 伺服電機(jī)（交流） 角位移控制、恒轉(zhuǎn)速控制、恒轉(zhuǎn)矩控制 （可雙目標(biāo)控制） （低速大轉(zhuǎn)矩、高速恒功率 ） ? 步進(jìn)電機(jī) 角位移控制 （低速大轉(zhuǎn)矩） ? 變頻電機(jī) 恒轉(zhuǎn)速控 （低速恒轉(zhuǎn)矩，高速恒功率） ? 力矩電機(jī) 恒線速度控制 （恒轉(zhuǎn)矩） 常用可控電機(jī)的特點(diǎn)與選擇 控制電機(jī) 控制特點(diǎn) 動力特性 傳動比計算 選擇主參數(shù) 伺服電機(jī) 角位移控制 恒轉(zhuǎn)速控制 恒轉(zhuǎn)矩控制 低速大轉(zhuǎn)矩 高速恒功率 0ω 電機(jī)最大功率 步進(jìn)電機(jī) 角位移控制 低速大轉(zhuǎn)矩 靜扭矩 變頻電機(jī) 恒轉(zhuǎn)速控 低速恒轉(zhuǎn)矩， 高速恒功率 02ω 電機(jī)最大功率 力矩電機(jī) 恒線速度控制 恒轉(zhuǎn)矩 0ω 堵轉(zhuǎn)扭矩 mLmLFmLF JJTTTTi ???21ffTTTTimLFmLF ????? ?360 hPi ???? ?360 hPi ??21ffTTTTimLFmLF ???21ffTTTTimLFmLF ???執(zhí)行元件的接口與驅(qū)動 弱電與強(qiáng)電的連接 4 控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計 ? 控制系統(tǒng)的種類 ? 控制系統(tǒng)的選擇 ? 檢測傳感器性能特點(diǎn)、選用及微機(jī)接口 ?LPC可編程控制器 ?單片機(jī) （有嵌入式） ?工業(yè)微機(jī)（工控機(jī)、有嵌入式） ?數(shù)控箱（專用控制器） （ 1） 控制器選擇 ? PLC可編程控制器 簡單邏輯控制 ? 單片機(jī) 大批量生產(chǎn) ? 微機(jī) 復(fù)雜控制 （復(fù)雜計算、智能控制、圖形顯示、 高速、大容量控制、友好界面） (2) 單片機(jī)系統(tǒng) （ 4）微機(jī)控制系統(tǒng)組成 （ 3）微機(jī)系統(tǒng)輸入輸出的可靠性 （ 4）微機(jī)、接口、驅(qū)動 ? DI （開關(guān)量輸入） 接按鈕、開關(guān)等 ? DO （開關(guān)量輸出） 電磁鐵、電磁閥線圈、 步進(jìn)電機(jī)等 ? AI ( AD 轉(zhuǎn)換） 模擬量 傳感器 ? AO （ DA轉(zhuǎn)換 ） 模擬量輸出控制 （伺服、變頻 電機(jī)驅(qū)動器等） ? 計數(shù)器 /定時器 計脈沖數(shù) 、脈沖發(fā)生、 脈沖寬度 輸出接口卡 開關(guān)量輸出接口卡 繼電器輸出 電磁閥、異步電機(jī)、交流接觸器 OC輸出 伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、電磁閥、繼電器 有光隔離和無光隔離型 晶閘管輸出 伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、電磁閥、繼電器 有光隔離 D/A接口卡 分辨率（ 8位、 10位、 12位、 16位） 伺服電機(jī)、變頻電機(jī)、力矩電機(jī) 通道數(shù)（ 6） 有光隔離和無隔離 定時器卡 頻率發(fā)生或脈沖發(fā)生 伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī) 有光隔離和無光隔離型 微機(jī)輸出接口弱電 /強(qiáng)電連接 微機(jī)模擬量輸出接口 ? 檢測元件的要求 ? 傳感器的（檢測元件）種類 ? （ 1）開關(guān)量傳感器 ? （ 2）模擬量傳感器 ? （ 3）數(shù)字量傳感器 輸入接口卡 開關(guān)量輸入接口卡 I(位輸入接口卡 ) 有光隔離和無光隔離型 I/O接口卡 16I+16O 32I+32O A/D接口卡 轉(zhuǎn)換時間 直接轉(zhuǎn)換型（分辨率 6位、 8位、10位） 微秒 通道數(shù)（ 6） 有光隔離和無隔離 逐步逼近型（分辨率 8位、 10位、 12位、 16位） 毫秒 通道數(shù)（ 6） 有光隔離和無隔離 雙積分型（ 2 189。 則傳遞函數(shù)寫為： )())(( )())((0)( 2121nmPSPSPS ZSZSZSbsG ?????? ???????分母多項(xiàng)式 nnnn aSaSaS ??????? ?? 111稱為系統(tǒng)的特征方程 ， 其根稱為特征根 ， 與上述極點(diǎn)是一致的 ， 反映了系統(tǒng)的共振點(diǎn) 。 （ 與位移或 轉(zhuǎn)角 成比例 ） ④ 摩擦負(fù)載 (滑動摩擦負(fù)載 、 黏性摩擦負(fù)載 、 滾動摩擦負(fù)載等 )。精度、信噪比。 ? 上升時間 ? 延滯時間 ? 調(diào)整時間 ? 超調(diào)量 ? 比例調(diào)節(jié)器 ? 積分調(diào)節(jié)器 ? 比例 積分調(diào)節(jié)器 ? 比例 積分 微分調(diào)節(jié)器 1 PID調(diào)節(jié)器 2典型信號響應(yīng) 3系統(tǒng)的動態(tài)特性 ? 一階系統(tǒng)特性 ? 二階系統(tǒng)特性 ? N階系統(tǒng)特性 as1)s(U)s(Y)s(G???)t(u)t(yadt )t(dyadt )t(yd 2122 ???212 aSaS1)S(U)S(Y)s(G????2nn22n2S)s( ????????Mn TK??MKT21??? ωn 系統(tǒng)無阻尼固有頻率 ? ξ 系統(tǒng)阻尼比 ? K 系統(tǒng)各傳遞系數(shù) （ 比例系數(shù) 、 放大倍數(shù) ）之積 ? TM 系統(tǒng)時間常數(shù) ? 注： ? [1] ξ1 （ 過阻尼 ） 系統(tǒng)穩(wěn)定 ? [2] ξ=1 （ 臨界阻尼 ） 臨界狀態(tài) ? [3] 0ξ1 （ 欠阻尼 ） 衰減阻尼 ,系統(tǒng)穩(wěn)定 ,有超調(diào) 。 ? ? 失效率 ? 可靠度 ? 平均壽命 ? 3提高可靠性措施 ? （ 1）元、器件嚴(yán)格篩選 ? （ 2）抗干擾措施 ? （ 3）自診斷和自糾錯技術(shù) ? （ 4）容錯和冗余技術(shù) ? （ 5）軟件可靠性技術(shù) 二 安全性設(shè)計 （ 1）元、器件嚴(yán)格篩選 （ 2）抗干擾措施 （ 3）自診斷和自糾錯技術(shù) （ 4）容錯和冗余技術(shù) （ 5）軟件可靠性技術(shù) ? 數(shù)字 PID ? 模糊控制 ? 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 . 數(shù)字 PID控制算法 ?PID控制算法的優(yōu)越性： ，易于掌握； 、 I、 D三個參數(shù)的優(yōu)化配置， 兼顧了動態(tài)過程的現(xiàn)在、過去 與將來的信息，使動態(tài)過程快速、 平穩(wěn)和準(zhǔn)確； ，魯棒性強(qiáng)； 理想 PID控制算法 pd 0i1 d ( )( ) ( ) ( )dt etu t K e t e t d t TTt??? ? ??????pdi( ) 1( ) 1()UsG s K T sE s T s??? ? ? ?????連續(xù)形式 離散等效：以求和替代積分，向后差分替代微分 0 0( ) ( )ktie t d t T e i?? ?? ( ) ( ) ( 1 )d e t e k e kd t T???0( ) ( 1 )( ) ( ) ( )kpdiiT e k e ku k K e k e i TTT??? ??? ? ??????? ?0( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 )kp i diu k K e k K e i K e k e k?? ? ? ? ??位置算式 理想 PID的遞推算式 向后差分法離散化 1( 1 ) /()( ) ( )() s z TUzG z G sEz ?????11( 1 )1( 1 )dpiT T zKT z T???? ?? ? ??????1 1 211 ( 1 ) ( 1 )1dpiTTK z zz T T?????? ? ? ? ???? ??1211 ( 1 ) ( 1 2 )1d d dpiT T T TK z zz T T T T?????? ? ? ? ? ???? ??1 1 2( 1 ) ( ) ( 1 ) ( 1 2 ) ( )d d dpiT T T Tz U z K z z E zT T T T? ? ???? ? ? ? ? ? ????? 理想 PID的增量差分形式 0 1 2( ) ( ) ( 1 ) ( 2 )u k q e k q e k q e k? ? ? ? ? ?( ) ( 1 ) ( )u k u k u k? ? ? ?012( 1 )2( 1 )dpidpdpTTqKTTTqKTTqKT?? ? ????? ? ? ??????其中 實(shí)際微分 PID控制算法 pdi( ) 1 1( ) 1( ) 1 fUsG s K T sE s T s T s??? ? ? ???? ??實(shí)際微分 PID的一種連續(xù)形式 理想微分 PID的不足： （ 1）干擾作用下機(jī)構(gòu)動作頻繁 （ 2）微分輸出常越限 ,不能充分發(fā)揮作用 增量式P