【正文】 術(shù)平均值法 b中值濾波法 c防脈沖干擾平均值法 d程序判斷濾波法第四章直線電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)相比，直線電機(jī)傳動(dòng)主要具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)直線電機(jī)由于不需要中間傳動(dòng)機(jī)械，因而使整個(gè)機(jī)械得到簡(jiǎn)化，提高了精度，減少了振動(dòng)和噪音；(2)快速響應(yīng)： 用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于不存在中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣量和阻力矩的影響，因而加速和減速時(shí)間短，可實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)和正反向運(yùn)行；(3)儀表用的直線電機(jī)，可以省去電刷和換向器等易損零件，提高可靠性，延長(zhǎng)使用壽命；(4)直線電機(jī)由于散熱面積大，容易冷卻，所以允許較高的電磁負(fù)荷，可提高電機(jī)的容量定額；(5)裝配靈活性大，往往可將電機(jī)和其它機(jī)件合成一體 ：直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線直流電動(dòng)機(jī)、直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 由定子演變而來(lái)的一側(cè)稱(chēng)作初級(jí)，由轉(zhuǎn)子演變而來(lái)的叫次級(jí)，有動(dòng)初級(jí)和動(dòng)次級(jí)。直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作原理：當(dāng)初級(jí)的多相繞組中通入多相電流后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)氣隙基波磁場(chǎng)，但是這個(gè)磁場(chǎng)的磁通密度Bδ是直線移動(dòng)的，故稱(chēng)為行波磁場(chǎng)。顯然，行波的移動(dòng)速度與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在定子內(nèi)表面上的線速度是一樣的，即為Vs，稱(chēng)為同步速度，且Vs=2fτ。在行波磁場(chǎng)切割下，次級(jí)導(dǎo)條將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，所有導(dǎo)條的電流和氣隙磁場(chǎng)相互作用，便產(chǎn)生切向電磁力。如果初級(jí)是固定不動(dòng)的，那末次級(jí)就順著行波磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的方向作直線運(yùn)動(dòng)。若初級(jí)移動(dòng)的速度用V表示，那滑差率s=(vsv)/vs，次級(jí)移動(dòng)速度v=（1s）vs，上式表明，直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的速度與電動(dòng)機(jī)極距及電源頻率成正比，因此改變極距或電源頻率都可以改變電動(dòng)機(jī)的速度。與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)一樣，改變直線電動(dòng)機(jī)初級(jí)繞組的通電相序，可改變電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的方向，因而可使直線電動(dòng)機(jī)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。平板型直線電動(dòng)機(jī)僅在次級(jí)的一側(cè)具有初級(jí)，這種結(jié)構(gòu)形式稱(chēng)單邊型，單邊型除了產(chǎn)生切向力外，還會(huì)在初、次級(jí)間產(chǎn)生較大的法向力，這在某些應(yīng)用中是不希望的，為了更充分地利用次級(jí)和消除法向力，可以在次級(jí)的兩側(cè)都裝上初級(jí)，這種結(jié)構(gòu)形式稱(chēng)為雙邊型直線電動(dòng)機(jī)A基本結(jié)構(gòu)：初級(jí)、次級(jí)、行波磁場(chǎng) B分類(lèi)：感應(yīng)、直流、步進(jìn) 總傳動(dòng)比的確定i=qm=qamp。m=qamp。amp。m qLqamp。Lqamp。amp。LTL=TmTLF=(Jm+JLamp。amp。ii2)qaJL =(Jm+)iqamp。amp。i2LTmiTiT qamp。amp。LFcm=J2=Jmi+JLmi2+JL令 amp。 182。qL182。i=0TLFTi=LF)2+JL T+(mTmJm若不計(jì)摩擦，即TLF=0則i=JLJm傳動(dòng)比分配原則2齒輪傳動(dòng)鏈的級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)比的分配 三種原則最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則:各級(jí)傳動(dòng)比分配的結(jié)果為“前小后大”。質(zhì)量最小原則：小功率傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比分配結(jié)果為“等傳動(dòng)比分配”；大功率傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比分配結(jié)果為“前大后小”。輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則 三種原則的選擇：（1）對(duì)于以提高傳動(dòng)精度和減小回程誤差為主的降速齒輪傳動(dòng)鏈，可按輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則設(shè)計(jì)。若為增速傳動(dòng)鏈，則應(yīng)在開(kāi)始幾級(jí)就增速。（2）對(duì)于要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，啟停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的伺服減速傳動(dòng)鏈，可按最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于負(fù)載變化的齒輪傳動(dòng)裝置，各級(jí)傳動(dòng)比最好采 用不可約的比數(shù)，避免同時(shí)嚙合。（3）對(duì)于要求質(zhì)量盡可能小的降速傳動(dòng)鏈，可按質(zhì)量最小原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。（4）對(duì)于傳動(dòng)比很大的傳動(dòng)鏈，可把定軸輪系和行星輪系結(jié)合使用。第五章可編程序控制器：（1）控制程序可變，具有很好的柔性（2）可靠性強(qiáng)，是用于工業(yè)環(huán)境（3）編程簡(jiǎn)單，使用方便（4）功能完善（5）體積小，重量輕，易于裝入機(jī)器內(nèi)部 總線型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)：（1）提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)和制造周期（2）提高了系統(tǒng)的可靠性（3）便與調(diào)試和維修（4）能適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要，迅速改進(jìn)系統(tǒng)的性能 單片機(jī)：（1）受集成度限制，片內(nèi)存儲(chǔ)器容量較?。?）可靠性高（3）易擴(kuò)展（4）控制功能強(qiáng)（5）一般的單片機(jī)內(nèi)無(wú)監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件，軟件開(kāi)發(fā)工作量大。人機(jī)接口包括輸出接口與輸入接口兩類(lèi)，通過(guò)輸出接口，操作者對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；通過(guò)輸入接口，操作者向系統(tǒng)輸入各種命令及控制參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行控制。開(kāi)關(guān)型功率接口 光電隔離技術(shù) 晶閘管接口：（1）單項(xiàng)晶閘管接口（2）雙向晶閘管驅(qū)動(dòng)接口 繼電器輸出接口 固態(tài)繼電器接口：（1）直流型SSR（2）交流型SSR大功率場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)接口 模擬量輸出接口D/A轉(zhuǎn)換器的輸出方式只與模擬量輸出端的連接方式有關(guān)，與其位數(shù)無(wú)關(guān)。單極性電壓輸出 雙極性電壓輸出工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本要求： a具有完善的過(guò)程輸入/輸出功能 b具有實(shí)時(shí)控制功能 c具有可靠性d具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)和抗干擾能力 e具有豐富的軟件脈沖分配A并行 B串行：a硬件 b程序 c專(zhuān)用芯片步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)接口電路a單電壓功率放大圖圖為該電路的原理圖，是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制中最簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路，在本質(zhì)上他是一個(gè)簡(jiǎn)單的功率反相器。晶體管V用作功率開(kāi)關(guān)，L是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中的一組繞組電感；RL是繞組電阻；RC是外接電阻；VD是續(xù)流二級(jí)管。工作時(shí)，晶體管V基極輸入的脈沖信號(hào)必須足夠大，使其在高電平是保證V過(guò)飽和，在地電平是V充分截止。外接電阻RC式一個(gè)限流電阻，也是為改善回路時(shí)間常數(shù)的元件。b雙電壓功率放大電路電路結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中使用U1和U2兩個(gè)直流電源，U1為高電壓（80150V）U2為低電壓（520V），V1，V2為兩個(gè)大功率晶體管。其中V1是高壓開(kāi)關(guān)管，V2是功率驅(qū)動(dòng)管；VD1是U2的鉗位二極管，它在V1導(dǎo)通時(shí)截止。在V1截止時(shí)，由于VD1正向偏置而向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組提供低電源U2；VD2是續(xù)流二極管，在V1，V2都截止時(shí)向繞組提供放電電路。c斬波型功率放大電路此類(lèi)電路有兩種：一種是斬波恒流型；另一種為斬波平滑性。前者應(yīng)用較為廣泛斬波恒流功放是利用斬波方法使電流恒定在額定值附近，典型電路如圖所示。在正常工作時(shí)，uIN端輸入步進(jìn)脈沖，這事晶體管V5導(dǎo)通，二極管VD1發(fā)光，引起V1導(dǎo)通，V2截止，VV4導(dǎo)通。同時(shí)，uIN使晶體管VVV8導(dǎo)通，加在繞組L上的電源U是繞組中的電流上升，當(dāng)繞組中的電流升到額定值以上時(shí)，恒流采樣電阻R12上產(chǎn)生的壓降US高于運(yùn)算放大器OP1的正輸入端參考電壓UP，是OP1輸出低平，VD2導(dǎo)通，而使VV1截止，V2導(dǎo)通，VV4截止，即關(guān)閉了電源U。這樣在繞組L中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，由于VV8仍導(dǎo)通，故這時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)有兩個(gè)回路進(jìn)行泄放，一個(gè)回路是L、RL、V8。R1VD3；另一個(gè)回路是L、RL、R1VDU、VD3。由于兩個(gè)泄放回路的并聯(lián)電阻很小，泄放時(shí)間常數(shù)較大，繞組L中的電流泄露放緩慢。當(dāng)電流降至額定值一下是，R12采樣電壓US低于UP，OP1輸出高電平，二極管VD2截止，晶體管VV1導(dǎo)通，V2截止、VV4導(dǎo)通。電源U又重新加于繞組L，是其電流上升。第六章1機(jī)電一體化產(chǎn)品典型設(shè)計(jì)進(jìn)程準(zhǔn)備階段理論設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品的設(shè)計(jì)實(shí)施階段設(shè)計(jì)定型階段 2性能參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)力參數(shù)品質(zhì)參數(shù)環(huán)境參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)界面參數(shù) 3系統(tǒng)總體方案文件的內(nèi)容系統(tǒng)的主要功能控制策略及方案?jìng)€(gè)功能模塊的性能要求方案比較和選擇的初步確定為保證系統(tǒng)性能指標(biāo)所采用的技術(shù)措施抗干擾機(jī)可靠性設(shè)計(jì)策略外觀造型方案及機(jī)械主題方案人員組織要求經(jīng)費(fèi)和進(jìn)度計(jì)劃的安排 4常用設(shè)計(jì)策略減少機(jī)械傳動(dòng)部件注意選用標(biāo)準(zhǔn)充分運(yùn)用硬件功能軟件化原則以微機(jī)系統(tǒng)為核心的設(shè)計(jì)策略