【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 設(shè)計(jì)研究階段可以在嚴(yán)酷的實(shí)時(shí)條件下進(jìn)行。測(cè)試階段在系統(tǒng)運(yùn)行完模型階段之后，所產(chǎn)生的具體的性能數(shù)據(jù)可以通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證。這機(jī)電一體化樣就可以測(cè)試和檢驗(yàn)該系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)波動(dòng)的魯棒性，功率儲(chǔ)備及連續(xù)運(yùn)行的特征。這樣做的話，用戶可以進(jìn)行測(cè)試或者使用CAMeLView TestRig進(jìn)行硬件在回路（的測(cè)試）。要進(jìn)行硬件在回路測(cè)試，相關(guān)裝置的物理特性需要詳細(xì)確認(rèn)，這些裝置必須是建立在測(cè)試平臺(tái)的基礎(chǔ)之上。識(shí)別經(jīng)過(guò)測(cè)試平臺(tái)上測(cè)試過(guò)的組件，容許這些組件在模型中被識(shí)別，并確保整個(gè)以系統(tǒng)為基礎(chǔ)的仿真分析布局。原型階段成功的測(cè)試之后，就會(huì)建立一個(gè)原型。這里要特別關(guān)注的是模型特性，這些特性特指通過(guò)特別費(fèi)力的仿真所決定的特性，比如組件損耗（性能）。這些數(shù)據(jù)結(jié)果，為模型基礎(chǔ)性分析提供服務(wù)，同時(shí)為進(jìn)一步研發(fā)提供知識(shí)基礎(chǔ)。編輯本段組成要素與四大原則 一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、職能組成要素五大組成要素有機(jī)結(jié)合而成。機(jī)械本體（結(jié)構(gòu)組成要素）是系統(tǒng)的所有功能要素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)，一般包括有機(jī)身、框架、支撐、聯(lián)接等。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分（動(dòng)力組成要素）依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力以使系統(tǒng)正常運(yùn)行。測(cè)試傳感部分（感知組成要素）對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)電一體化所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并變成可識(shí)別的信號(hào)，傳輸給信息處理單元，經(jīng)過(guò)分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息?？刂萍靶畔⑻幚聿糠郑毮芙M成要素）將來(lái)之測(cè)試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、分析、加工處理后，按照信息處理結(jié)果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的的運(yùn)行。執(zhí)行機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)組成要素）根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動(dòng)作和功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)一般由機(jī)械本體、檢測(cè)傳感部分、電子控制單元、執(zhí)行器和動(dòng)力源5個(gè)組成部分構(gòu)成。構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內(nèi)部及相互之間都必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則。接口耦合：兩個(gè)需要進(jìn)行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同（數(shù)字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續(xù)脈沖與序列脈沖等）無(wú)法直接傳遞和交換，必須通過(guò)接口耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。而兩個(gè)信號(hào)強(qiáng)弱相差懸殊的環(huán)節(jié)之間，也必須通過(guò)接口耦合后，才能匹配。變換放大后的信號(hào)要在兩個(gè)環(huán)節(jié)之間可靠、快速、準(zhǔn)確的交換、傳遞，必須遵循一致的時(shí)序、信號(hào)格式和邏輯規(guī)范才行，因此接口耦合時(shí)就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定的模式進(jìn)行交換與傳遞。能量轉(zhuǎn)換：兩個(gè)需要進(jìn)行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無(wú)法直接進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和交流，必須進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，能量的轉(zhuǎn)換包括執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法及原理。信息控制：在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲(chǔ)存、分析、運(yùn)算、判斷、決策，以達(dá)到信息控制的目的。對(duì)于智能化程度高機(jī)電一體化 的信息控制系統(tǒng)還包含了知識(shí)獲得、推理機(jī)制以及自學(xué)習(xí)功能等知識(shí)驅(qū)動(dòng)功能。運(yùn)動(dòng)傳遞：運(yùn)動(dòng)傳遞使構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成要素之間，不同類型運(yùn)動(dòng)的變換與傳輸以及以運(yùn)動(dòng)控制為目的的優(yōu)化。三、自動(dòng)化技術(shù)：所謂自動(dòng)化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來(lái)代替人去完成各種測(cè)試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實(shí)預(yù)期的目標(biāo)、功能。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行目標(biāo)。編輯本段選型與設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設(shè)計(jì)：1．單片機(jī)選用INTEL公司生產(chǎn)的8031單片機(jī)單片機(jī)，它主要通過(guò)并行8255口擔(dān)負(fù)控制系統(tǒng)的信號(hào)處理：接收系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩、閥門開機(jī)電一體化啟、關(guān)閉及閥門開度等設(shè)定信號(hào)，并提供三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號(hào)；處理IPM發(fā)出的故障信號(hào)和報(bào)警信號(hào)；處理通過(guò)模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測(cè)信號(hào)；提供顯示電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)信號(hào)；執(zhí)行控制系統(tǒng)來(lái)的控制信號(hào)，向控制系統(tǒng)反饋信號(hào)；2．三相PWM波發(fā)生器 PWM波的產(chǎn)生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。模擬法電路復(fù)雜，有溫漂現(xiàn)象，精度低，限制了系統(tǒng)的性能；數(shù)字法是按照不同的數(shù)字模型用計(jì)算機(jī)算出各切換點(diǎn)，并存入內(nèi)存，然后通過(guò)查表及必要的計(jì)算產(chǎn)生PWM波，這種方法占用的內(nèi)存較大，不能保證系統(tǒng)的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號(hào)，保證微處理器有足夠的時(shí)間進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)、保護(hù)、控制等功能，文中選用MITEL公司生產(chǎn)的SA8282作為三相PWM發(fā)生器。SA8282是專用大規(guī)模集成電路，具有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口，芯片內(nèi)部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。3．智能逆變模塊IPM 為了滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積小，可靠性高的要求，電機(jī)電源采用智能功率模塊IPM。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要適用功率小于5．5kW的三相異步電機(jī)，其額定電壓為380V，功率因數(shù)為0．75。經(jīng)計(jì)算可知，選用日本產(chǎn)的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統(tǒng)要求。該功率模塊集功率開關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路、制動(dòng)電路于一體，并內(nèi)置過(guò)電流、短路、欠電壓和過(guò)熱保護(hù)以及報(bào)警輸出，是一種高性能的功率開關(guān)器件。4．位置檢測(cè)電路 位置檢測(cè)電路是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要組成部分，它的功能是提供準(zhǔn)確的機(jī)電一體化位置信號(hào)。關(guān)鍵問(wèn)題是位置傳感器的選型。在傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中多采用繞線電位器、差動(dòng)變壓器、導(dǎo)電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動(dòng)變壓器由于線性區(qū)太短和溫度特性不理想而受到限制。導(dǎo)電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點(diǎn)的，壽命也不可能很長(zhǎng)，精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數(shù)字式傳感器，這種傳感器是無(wú)觸點(diǎn)的，且具有精度高、無(wú)線性區(qū)限制、穩(wěn)定性高、無(wú)溫度限制等特點(diǎn)。電壓、電流及檢測(cè) 檢測(cè)電壓、電流主要是為了計(jì)算電機(jī)的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷相保護(hù)和逆變模塊故障診斷。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(wú)法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器檢測(cè)IPM輸出的三相電流，對(duì)于IPM輸出電壓的檢測(cè)采用分壓電路。6)、通訊接口為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口，MAX232內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的電平轉(zhuǎn)換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平，把其它微機(jī)送來(lái)的RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成TTL電平給8031，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其它微機(jī)間的通訊。7．時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路主要用來(lái)提供采樣與控制周期、速度計(jì)算時(shí)所需要的時(shí)間以及日歷。文中選用時(shí)鐘電路DS128機(jī)電一體化87。DS12887內(nèi)部有114字節(jié)的用戶非易失性RAM，可用來(lái)存入需長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)。8．液晶顯示單元 為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能，選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態(tài)顯示方式。通過(guò)菜單選擇，可分別對(duì)閥門、力矩、限位、電機(jī)、通訊和參數(shù)等信號(hào)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)試。并采用文字和圖形相結(jié)合的方式，顯示直觀、清晰。9．程序出格自恢復(fù)電路為了保證在強(qiáng)干擾下程序出格時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)地恢復(fù)正常，選用MAX705組成程序出格自恢復(fù)電路，監(jiān)視程序運(yùn)行。如圖23所示，該電路由MAX70與非門及微分電路組成。工作原理為：一旦程序出格，WDO由高變低，由于微分電路的作用，由“與非”門輸入引腳2變?yōu)楦唠娖?，引腳2電平的這種變化使“與非”門輸出一個(gè)正脈沖，使單片機(jī)產(chǎn)生一次復(fù)位，復(fù)位結(jié)束后，又由程序通過(guò)P1．0口向MAX705的WDI引腳發(fā)正脈沖，使WDO引腳回到高電平，程序出格自恢復(fù)電路繼續(xù)監(jiān)視程序運(yùn)行。編輯本段課程簡(jiǎn)介核心課程機(jī)械制圖、電氣CAD工程實(shí)踐、電工技術(shù)基礎(chǔ)、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械加工工藝、數(shù)控機(jī)床編程、單片機(jī)原理與應(yīng)用、電子技術(shù)基礎(chǔ)、檢測(cè)與傳感技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、機(jī)床電氣控制(電機(jī)與電氣控制)、PLC、電力電子技術(shù)、數(shù)控加工工藝與編程、數(shù)控機(jī)床與維修、機(jī)電一體化技術(shù)（機(jī)電控制技術(shù)）、自動(dòng)化控制原理（PC控制與組態(tài)）、供配電技術(shù)等。實(shí)訓(xùn)課程電工技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、金工實(shí)習(xí)、電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)訓(xùn)、液壓傳動(dòng)實(shí)訓(xùn)、電力拖動(dòng)控制線路實(shí)訓(xùn)、PLC編程實(shí)訓(xùn)、數(shù)控機(jī)床維修實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)實(shí)訓(xùn)、職業(yè)生涯規(guī)劃、大學(xué)生涯規(guī)劃、職業(yè)環(huán)境認(rèn)知、成功素養(yǎng)拓展、工作能力提升、激情自主創(chuàng)業(yè)、求職過(guò)程勝出、初涉職場(chǎng)轉(zhuǎn)型等。專業(yè)軟件設(shè)計(jì)制圖：AUTO CAD、UG、solidworks、3ds max等編程仿真：PLC編程setp7（西門子PLC組態(tài)編程調(diào)試軟件）；51單片機(jī)編程keil（AT89系列、8051內(nèi)核）仿真Proteus（很多單片機(jī)支持C++，包括凌陽(yáng)十六位單片機(jī)）；數(shù)控編程仿真斯沃?jǐn)?shù)控、宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)；維修仿真數(shù)控機(jī)床維修仿真軟件。PC組態(tài)軟件：wincc(西門子)、組態(tài)王、昆侖組態(tài)等。電子仿真：NI Multisim、Proteus 等液壓與氣動(dòng)仿真：AMEsim、MSC等培養(yǎng)目標(biāo)與就業(yè)方向培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)、電、液一定的理論知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)踐技能。2．具有機(jī)械加工設(shè)備的初步操作技能和數(shù)控加工、數(shù)控編程的能力。3．具備從事機(jī)電技術(shù)必需的理論知識(shí)和綜合職業(yè)能力的機(jī)電設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備和生產(chǎn)線的運(yùn)行與維護(hù)人員，并具有設(shè)備改造能力的高等技術(shù)綜合性應(yīng)用型人才。4．能在機(jī)電設(shè)備制造企業(yè)、從事機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)、企業(yè)與車間生產(chǎn)技術(shù)管理等工作，以及機(jī)電一體化設(shè)備的安裝、調(diào)試、維修、銷售及管理；普通機(jī)床的數(shù)控化改裝等。編輯本段就業(yè)前景機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),各企業(yè)高薪聘請(qǐng)機(jī)電一體化專業(yè)人才,在深圳地區(qū)例如:富士康、三星、華為、。機(jī)電一體專業(yè)就業(yè)方向從事機(jī)電一體化液體灌裝生產(chǎn)線及商品包裝自動(dòng)化機(jī)械運(yùn)行、維護(hù)、管理、飲料、食品及商品包裝生產(chǎn)企業(yè)從事現(xiàn)代化自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線的維護(hù)和管理工作