機電一體化教案-概論部分(編輯修改稿)
2025-05-14 02:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)品能量供應部分，其作用就是按照系統(tǒng)控制要求向機器系統(tǒng)提供能量和動力使系統(tǒng)正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。除了要求可靠性好以外，機電一體化產(chǎn)品還要求動力源的效率高，即用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功率輸出。 機電一體化產(chǎn)品的五個基本組成要素之間并非彼此無關(guān)或簡單拼湊、疊加在一起，工作中它們各司其職，互相補充、互相協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的功能，即在機械本體的支持下，由傳感器檢測產(chǎn)品的運行狀態(tài)及環(huán)境變化，將信息反饋給電子控制單元，電子控制單元對各種信息進行處理，并按要求控制執(zhí)行器的運動，執(zhí)行器的能源則由動力部分提供。在結(jié)構(gòu)上，各組成要素通過各種接口及相關(guān)軟件有機地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個內(nèi)部合理匹配、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。例如，我們?nèi)粘Ｊ褂玫娜詣诱障鄼C就是典型的機電一體化產(chǎn)品，其內(nèi)部裝有測光測距傳感器，測得的信號由微處理器進行處理，根據(jù)信息處理結(jié)果控制微型電動機，由微型電動機驅(qū)動快門、變焦及卷片倒片機構(gòu)，從測光、測距、調(diào)光、調(diào)焦、曝光到卷片、倒片、閃光及其它附件的控制都實現(xiàn)了自動化。又如，汽車上廣泛應用的發(fā)動機燃油噴射控制系統(tǒng)也是典型的機電一體化系統(tǒng)。分布在發(fā)動機上的空氣流量計、水溫傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器、進氣歧管絕對壓力傳感器、爆燃傳感器、氧傳感器等連續(xù)不斷地檢測發(fā)動機的工作狀況和燃油在燃燒室的燃燒情況，并將信號傳給電子控制裝置ECU，ECU首先根據(jù)進氣歧管絕對壓力傳感器或空氣流量計的進氣量信號及發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，計算基本噴油時間，然后再根據(jù)發(fā)動機的水溫、節(jié)氣門開度等工作參數(shù)信號對其進行修正，確定當前工況下的最佳噴油持續(xù)時間，從而控制發(fā)動機的空燃比。此外，根據(jù)發(fā)動機的要求，ECU還具有控制發(fā)動機的點火時間、怠速轉(zhuǎn)速、廢氣再循環(huán)率、故障自診斷等功能。 作業(yè)： 1．簡述機電一體化系統(tǒng)的主要組成部分 2．簡述機電一體化系統(tǒng)的主要組成部分的基本功能 章節(jié)名稱 第1 章 第3節(jié)教學名稱機電一體化個功能組成部件的關(guān)系及作用教學時數(shù) 學時 教學目標1．理解機電一體化系統(tǒng)的主要應用技術(shù)2．基本掌握計算機信息技術(shù)伺服傳動技術(shù)相關(guān)概念3．理解傳感檢測，自動控制技術(shù)精密機械技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)概念4．了解上述應用技術(shù)的基本內(nèi)容課程重點難點1. 計算機信息技術(shù)伺服傳動技術(shù)相關(guān)概念2. 傳感檢測技術(shù)，自動控制技術(shù)精密機械技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)概念教學方法及手段1．課堂理論課講授2．多媒體教學課件播放輔助教學概述機電一體化是在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上由多種技術(shù)學科相互交叉、滲透而形成的一門綜合性邊緣性技術(shù)學科，所涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常廣泛。要深入進行機電一體化研究及產(chǎn)品開發(fā)，就必須了解并掌握這些技術(shù)。機電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)主要有：①檢測傳感技術(shù)、②信息處理技術(shù)、③控制技術(shù)、④伺服驅(qū)動技術(shù)、⑤機械技術(shù)⑥系統(tǒng)總體技術(shù)。一、檢測傳感技術(shù)1。作用：檢測與傳感技術(shù)指與傳感器及其信號檢測裝置相關(guān)的技術(shù)。在機電一體化產(chǎn)品中，傳感器就像人體的感覺器官一樣，將各種內(nèi)、外部信息通過相應的信號檢測裝置感知并反饋給控制及信息處理裝置。因此檢測與傳感是實現(xiàn)自動控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2。要求：機電一體化要求傳感器能快速、精確地獲取信息并經(jīng)受各種嚴酷環(huán)境的考驗。但是由于目前檢測與傳感技術(shù)還不能與機電一體化的發(fā)展相適應，使得不少機電一體化產(chǎn)品不能達到滿意的效果或無法實現(xiàn)設(shè)計。因此，大力開展檢測與傳感技術(shù)的研究對發(fā)展機電一體化具有十分重要的意義。二、信息處理技術(shù)1。內(nèi)容信息處理技術(shù)包括信息的交換、存取、運算、判斷和決策等，實現(xiàn)信息處理的主要工具是計算機,因此計算機技術(shù)與信息處理技術(shù)是密切相關(guān)的。計算機技術(shù)包括計算機硬件技術(shù)和軟件技術(shù)、網(wǎng)絡與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。2。作用與要求在機電一體化產(chǎn)品中，計算機與信息處理裝置指揮整個產(chǎn)品的運行，信息處理是否正確、及時，直接影響到產(chǎn)品工作的質(zhì)量和效率。因此，計算機應用及信息處理技術(shù)已成為促進機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的最活躍的因素。人工智能、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)等都屬于計算機與信息處理技術(shù)。三、自動控制技術(shù)1。內(nèi)容及作用自動控制技術(shù)范圍很廣，包括自動控制理論、控制系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)仿真、現(xiàn)
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