[工學]第6章：機電有機結合的分析與設計-資料下載頁
2025-01-19 12:04本頁面
【正文】 極值 Ymax某一輸出參數(shù) Y達到失效時的參數(shù)值 當 KR1，稱為具有可靠性儲備 可靠性儲備系數(shù)也可按下式計算： 39。m a xYYKR ?Y’為 Y值不超過極限范圍的概率為 ?時的值 自動控制 使產(chǎn)品具有自適應、自調(diào)整、自診斷甚至自修復的功能。 應規(guī)定適當?shù)?環(huán)境條件 、維護保養(yǎng)條件 和 操作規(guī)程 ，以保證產(chǎn)品在使用階段的可靠性的問題。 （ 2）冗余技術 又稱為儲備技術，它是利用系統(tǒng)的并聯(lián)模型來提高系統(tǒng)可靠性的一種手段。 包括： ?工作冗余 ?后備冗余 工作冗余： 是一種兩個或兩個以上單元并行工作的并聯(lián)模型。 采用工作冗余時，只有當 所有的單元 都失效時系統(tǒng)才會失效； 后備冗余 又稱非工作儲備或待機儲備。 采用后備冗余時，系統(tǒng)必須 設置失效檢測與轉換裝置 。 設計時選擇冗余方法的原則： 1）失效檢測和轉換裝置的可靠性 絕對可靠，則選擇后備冗余 不絕對可靠，就寧可采用工作冗余法； 2）產(chǎn)品性能的要求 必須由多個單元同時完成同一工作的，就不能采用工作冗余法； 3）環(huán)境條件和工作條件的影響 如溫升、系統(tǒng)電源的影響 4）引起失效的可能原因 冗余技術能大大提高由于隨機原因引起的失效；但對由于應力所引起的失效無效。 如果某一環(huán)境條件是使并聯(lián)各單元失效的共同因素，則冗余單元也不可靠。 通常 機械系統(tǒng) 常采用裕度法來提高可靠性； 電氣系統(tǒng) 常采用冗余技術來提高可靠性。 5）經(jīng)濟上的可行性和產(chǎn)品的體積和重量等因素。 （ 3）診斷技術 任務： 1）出現(xiàn)故障時，迅速確定故障的種類和位置； 2）在故障尚未發(fā)生時，確定產(chǎn)品中有關元器件距離極限狀態(tài)的程度，采用維護措施或進行自動調(diào)整，防止發(fā)生故障。 診斷過程是： 測試診斷對象，得出診斷信號 將診斷信號分析得到異常信號 將異常信號與標準信號進行分析 確定故障的種類和故障位置 1）測試 是在故障出現(xiàn)之前進行的 在在故障發(fā)生之后進行的 ? 診斷測試 ? 故障監(jiān)測 2）征兆 ? 直接征兆 ? 間接征兆 直接征兆： 在檢測 產(chǎn)品的輸出參數(shù)時取得的異常性診斷信號。 間接征兆： 從那些與產(chǎn)品工作能力存在函數(shù)關系的 間接參數(shù) 中取出的異常性診斷信號。 3）診斷 將測試取得的診斷信號與設定的標準數(shù)據(jù)相比較，或利用事先確定的征兆與故障之間的對應關系，來確定故障的種類與部位。 裕度法 主要是一種改進硬件的措施； 自動控制法及冗余技術和診斷技術 是用硬件、軟件或兩者結合來保證產(chǎn)品可靠性的措施。 干擾和抗干擾措施 檢測傳感器 整流電源 供電干擾 控制器 I/O 輻射干擾 轉換接口 執(zhí)行元件 強電干擾 輻射干擾 接地干擾 干擾渠道示意圖 （ 1）干擾源 ?????輻射型傳導型?????接地干擾強電干擾供電干擾???靜電干擾電磁干擾（ 2）抗干擾措施 1）供電系統(tǒng)的抗干擾措施 穩(wěn)壓、濾波、隔離 在可靠性要求很高的地方，可采用不間斷電源（ UPS） 2）接口電路的抗干擾措施 首先采取吸收的方法，抑制其產(chǎn)生； 然后采用隔離的方法，阻斷其傳導。 驅動接口的光電隔離措施 差動式運算放大器抗干擾原理 R2 R3 Ui Up _ + R1 Ru 輸出信號 U0 近距離數(shù)字信號抗干擾接口電路 3）接地系統(tǒng)的抗干擾措施 主要是切斷接地環(huán)路 ① 單點接地 ② 并聯(lián)接地 ③ 光電隔離 通常采用的措施有： 單點接地系統(tǒng) 變送 接口 屏蔽層 并聯(lián)接地系統(tǒng) CRT 控制器 打印機 接口 整流 電流 ～ 軟件的可靠性技術 措施包括： 1）增加系統(tǒng)信息管理的軟件； 2）利用軟件冗余，防止信息的輸入 /輸出過程及傳送過程中出錯； （ 1）利用軟件來提高系統(tǒng)的可靠性 3）編制診斷程序 4）用軟件進行系統(tǒng)調(diào)度 （ 2）提高軟件的可靠性 措施： 1）程序分段和層次結構 2）結構簡單，易于修改和擴充，故障少； 3）提高可測試性設計； 二、安全性設計 從工業(yè)安全角度來看，要減少生產(chǎn)事故的發(fā)生，在很大程度上寄希望發(fā)展 機電一體化技術。 （ 1）工業(yè)機器人產(chǎn)生事故的原因 表現(xiàn)在： 1）對機器人的可靠性還較低的認識不足 2）機器人的運動與人有密切聯(lián)系 3）機器人的手臂在三維空間運動的，沒有在整體上充分考慮安全保護措施。 （ 2）工業(yè)機器人的安全措施 1）安裝安全柵 2）安裝監(jiān)視器 3）安裝防越程裝置 4）安裝警視燈 5）安裝緊急停止裝置 6）低速示教 機電一體化機械設備的自動化還存在如下問題： 1）由于機械設備的高度自動化和大型化，以及控制的軟件化，不可能從外觀上了解自動化機械的動作，操作者處理異常情況比較困難； 2）由于許多自動化機械與非自動化機械的混合使用，因而事故較多，難以制定對策，以確保安全； 3）異常情況的處理是由人來完成的，而自動化設備并未充分考慮人的存在，在排除故障是容易發(fā)生安全問題。
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