機(jī)電一體化教案-概論部分(編輯修改稿)
2025-05-14 02:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 產(chǎn)品能量供應(yīng)部分，其作用就是按照系統(tǒng)控制要求向機(jī)器系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力使系統(tǒng)正常運(yùn)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(jī)電一體化產(chǎn)品還要求動(dòng)力源的效率高，即用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功率輸出。 機(jī)電一體化產(chǎn)品的五個(gè)基本組成要素之間并非彼此無(wú)關(guān)或簡(jiǎn)單拼湊、疊加在一起，工作中它們各司其職，互相補(bǔ)充、互相協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的功能，即在機(jī)械本體的支持下，由傳感器檢測(cè)產(chǎn)品的運(yùn)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(duì)各種信息進(jìn)行處理，并按要求控制執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行器的能源則由動(dòng)力部分提供。在結(jié)構(gòu)上，各組成要素通過(guò)各種接口及相關(guān)軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)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?dòng)照相機(jī)就是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其內(nèi)部裝有測(cè)光測(cè)距傳感器，測(cè)得的信號(hào)由微處理器進(jìn)行處理，根據(jù)信息處理結(jié)果控制微型電動(dòng)機(jī)，由微型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)快門(mén)、變焦及卷片倒片機(jī)構(gòu)，從測(cè)光、測(cè)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(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。又如，汽車(chē)上廣泛應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)也是典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)。分布在發(fā)動(dòng)機(jī)上的空氣流量計(jì)、水溫傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、曲軸位置傳感器、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器、爆燃傳感器、氧傳感器等連續(xù)不斷地檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況和燃油在燃燒室的燃燒情況，并將信號(hào)傳給電子控制裝置ECU，ECU首先根據(jù)進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器或空氣流量計(jì)的進(jìn)氣量信號(hào)及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，計(jì)算基本噴油時(shí)間，然后再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度等工作參數(shù)信號(hào)對(duì)其進(jìn)行修正，確定當(dāng)前工況下的最佳噴油持續(xù)時(shí)間，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比。此外，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，ECU還具有控制發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)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(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要組成部分 2．簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要組成部分的基本功能 章節(jié)名稱(chēng) 第1 章 第3節(jié)教學(xué)名稱(chēng)機(jī)電一體化個(gè)功能組成部件的關(guān)系及作用教學(xué)時(shí)數(shù) 學(xué)時(shí) 教學(xué)目標(biāo)1．理解機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要應(yīng)用技術(shù)2．基本掌握計(jì)算機(jī)信息技術(shù)伺服傳動(dòng)技術(shù)相關(guān)概念3．理解傳感檢測(cè)，自動(dòng)控制技術(shù)精密機(jī)械技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)概念4．了解上述應(yīng)用技術(shù)的基本內(nèi)容課程重點(diǎn)難點(diǎn)1. 計(jì)算機(jī)信息技術(shù)伺服傳動(dòng)技術(shù)相關(guān)概念2. 傳感檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)精密機(jī)械技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)概念教學(xué)方法及手段1．課堂理論課講授2．多媒體教學(xué)課件播放輔助教學(xué)概述機(jī)電一體化是在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上由多種技術(shù)學(xué)科相互交叉、滲透而形成的一門(mén)綜合性邊緣性技術(shù)學(xué)科，所涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常廣泛。要深入進(jìn)行機(jī)電一體化研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，就必須了解并掌握這些技術(shù)。機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)主要有：①檢測(cè)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(dòng)技術(shù)、⑤機(jī)械技術(shù)⑥系統(tǒng)總體技術(shù)。一、檢測(cè)傳感技術(shù)1。作用：檢測(cè)與傳感技術(shù)指與傳感器及其信號(hào)檢測(cè)裝置相關(guān)的技術(shù)。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，傳感器就像人體的感覺(jué)器官一樣，將各種內(nèi)、外部信息通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)裝置感知并反饋給控制及信息處理裝置。因此檢測(cè)與傳感是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2。要求：機(jī)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(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)。但是由于目前檢測(cè)與傳感技術(shù)還不能與機(jī)電一體化的發(fā)展相適應(yīng)，使得不少機(jī)電一體化產(chǎn)品不能達(dá)到滿(mǎn)意的效果或無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。因此，大力開(kāi)展檢測(cè)與傳感技術(shù)的研究對(duì)發(fā)展機(jī)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(yùn)算、判斷和決策等，實(shí)現(xiàn)信息處理的主要工具是計(jì)算機(jī),因此計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息處理技術(shù)是密切相關(guān)的。計(jì)算機(jī)技術(shù)包括計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等。2。作用與要求在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，計(jì)算機(jī)與信息處理裝置指揮整個(gè)產(chǎn)品的運(yùn)行，信息處理是否正確、及時(shí)，直接影響到產(chǎn)品工作的質(zhì)量和效率。因此，計(jì)算機(jī)應(yīng)用及信息處理技術(shù)已成為促進(jìn)機(jī)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(zhuān)家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都屬于計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)。三、自動(dòng)控制技術(shù)1。內(nèi)容及作用自動(dòng)控制技術(shù)范圍很廣，包括自動(dòng)控制理論、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、現(xiàn)
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