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一個典型的機電一體化系統應包含以下幾個基本要素： 機械本體、動力與驅動部分、執行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。即結構組成要素、 動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素； 這些組成要素內部及其之間,形成通過接口耦合來實現運動傳遞、信息控制、能量轉換等有機融合的一個完整系統。
機電一體化系統的組成要素及功能如圖1所示。 
圖1 機電一體化系統的組成要素及功能
(a） 機電一體化系統的組成要素; (b） 機電一體化系統的功能 1.機械本體
機電一體化系統的機械本體包括機身、框架、連接等。
2.動力與驅動
動力部分的功能是按照系統控制要求,為系統提供能量和動力,使系統正常運行。用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功能輸出,是機電一體化產品的顯著特征之一。驅動部分的功能是在控制信息作用下提供動力,驅動各執行機構完成各種動作和功能。
3. 傳感測試部分
傳感測試部分的功能是對系統運行中所需要的本身和外界環境的各種參數及狀態進行檢測,生成相應的可識別信號,傳輸到信息處理單元,經過分析、處理后產生相應的控制信息。這一功能一般由專門的傳感器及轉換電路完成。
4.執行機構
執行機構的功能是根據控制信息和指令,完成要求的動作。執行機構是運動部件,一般采用機械、電磁、電液等機構。
5. 控制及信息單元
控制及信息單元的功能是將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進行集中、儲存、分析、加工,根據信息處理結果,按照一定的程序和節奏發出相應的指令,控制整個系統有目的地運行。
6.接口耦合與能量轉換
（1） 變換。 兩個需要進行信息交換和傳輸的環節之間,由于信息的模式不同（數字量與模擬量、串行碼與并行碼、連續脈沖與序列脈沖等等）,無法直接實現信息或能量的交流,需要通過接口完成信息或能量的統一。
（2）放大。 在兩個信號強度相差懸殊的環節間,經接口放大,達到能量的匹配。
（3）耦合。 變換和放大后的信號在各環節間能可靠、快速、準確地交換,必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規范。接口具有保證信息的邏輯控制功能,使信息按規定模式進行傳遞。
（4）能量轉換。其執行元件包含了執行器和驅動器。該轉換涉及到不同類型能量間的最優轉換方法與原理。
7. 信息控制
在系統中,作為智能組成要素的系統控制單元,在軟、硬件的保證下,完成數據采集、分析、判斷、決策功能,以達到信息控制的目的。
8. 運動傳遞
運動傳遞是指運動各組成環節之間的不同類型運動的變換與傳輸,如位移變換、速度變換、加速度變換及直線運動和旋轉運動變換等。運動傳遞還包括以運動控制為目的的運動優化設計,目的是提高系統的伺服性能。 |
一階和二階系統的動態特性參數
機電一體化系統的功能構成和組成要素
機電一體化系統的基本組成要素
轉矩、轉動慣量和飛輪轉矩的折算
pid控制原理框圖
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GMT+8, 2021-12-6 21:19
