機電系統(tǒng)集成及

1、機電系統(tǒng)集成與控制機電系統(tǒng)集成與控制 總總32 32 學時學時 其中講授其中講授1818學時，課堂討論學時，課堂討論1414學時學時參考書：參考書： 尚濤等，機電控制系統(tǒng)設計尚濤等，機電控制系統(tǒng)設計. . 北京：化學北京：化學工業(yè)出版社，工業(yè)出版社，2006.42006.4 2. 2. 張立勛等，機電一體化系統(tǒng)設計張立勛等，機電一體化系統(tǒng)設計. . 北京：北京：高等教育出版社，高等教育出版社，2007.112007.11 3. 3. 芮延年等，機電傳動控制芮延年等，機電傳動控制. . 北京：機械北京：機械工業(yè)出版社，工業(yè)出版社，2006.72006.71.1.4. 4. 韓立群等，智能控制理論

2、及應用韓立群等，智能控制理論及應用. . 北京：北京：機械工業(yè)出版社，機械工業(yè)出版社，2008.12008.1 講授講授1818學時包括：學時包括：第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 機電一體化系統(tǒng)總體方案設計機電一體化系統(tǒng)總體方案設計第三章第三章 機械系統(tǒng)設計機械系統(tǒng)設計 第四章第四章 機電控制系統(tǒng)電路設計機電控制系統(tǒng)電路設計第五章第五章 檢測系統(tǒng)設計檢測系統(tǒng)設計第六章第六章 電液控制系統(tǒng)設計電液控制系統(tǒng)設計第七章第七章 計算機控制系統(tǒng)設計計算機控制系統(tǒng)設計第八章第八章 機電系統(tǒng)集成與控制實例機電系統(tǒng)集成與控制實例 課堂討論包括：課堂討論包括： 機械系統(tǒng)建模及動態(tài)仿真機械系統(tǒng)建模及動態(tài)仿真2

3、. 2. 液壓系統(tǒng)建模及液壓系統(tǒng)建模及AMEsimAMEsim軟件的介紹軟件的介紹3. 3. 神經(jīng)網(wǎng)絡控制及應用神經(jīng)網(wǎng)絡控制及應用4. 4. 模糊控制及其應用模糊控制及其應用5. 5. 實際機電系統(tǒng)設計問題討論實際機電系統(tǒng)設計問題討論第一章第一章 緒論緒論 1.1 1.1 機電一體化的基本概念機電一體化的基本概念 1.1.1 1.1.1 機電一體化的技術基礎機電一體化的技術基礎 1.1.2 1.1.2 機電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素機電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素 1.1.3 1.1.3 機電一體化的相關技術機電一體化的相關技術 1.1.4 1.1.4 機電一體化的技術優(yōu)勢及發(fā)展趨勢機電一體化的技術優(yōu)勢及發(fā)

4、展趨勢1.2 1.2 機電一體化系統(tǒng)設計的工程路線機電一體化系統(tǒng)設計的工程路線 1.2.1 1.2.1 現(xiàn)代系統(tǒng)設計的特征現(xiàn)代系統(tǒng)設計的特征 1.2.2 1.2.2 機電一體化產(chǎn)品設計的工程路線機電一體化產(chǎn)品設計的工程路線 1.1 1.1 機電一體化的基本概念機電一體化的基本概念 1.1.1 1.1.1 機電一體化的技術基礎機電一體化的技術基礎 機電一體化技術是機電一體化技術是2020世紀世紀5050年代以來，隨年代以來，隨著電子技術、計算機技術，特別是微電子技術著電子技術、計算機技術，特別是微電子技術和信息技術的發(fā)展而發(fā)展起來的新技術。和信息技術的發(fā)展而發(fā)展起來的新技術。機電機電一體化技術是

5、機械技術同微電子技術和信息技一體化技術是機械技術同微電子技術和信息技術術有機有機結(jié)合而成的一種高級綜合性技術。結(jié)合而成的一種高級綜合性技術。 日本在日本在2020世紀世紀7070年代提出了機電一體化一年代提出了機電一體化一詞詞(Mechatronics)(Mechatronics)。它是取英語。它是取英語Mechanics(Mechanics(機機械學械學) )的前半部和的前半部和Electronics(Electronics(電子學電子學) )的后半的后半部拼合而成的，字面上表示機械學和電子學兩部拼合而成的，字面上表示機械學和電子學兩個學科的綜合，在中國通常稱為個學科的綜合，在中國通常稱為機

6、電一體化或機電一體化或機械電子學機械電子學。但是。但是機電一體化并不是機械技術機電一體化并不是機械技術和電子技術的和電子技術的簡單疊加簡單疊加，而是有著自身體系的，而是有著自身體系的新型學科。新型學科。 目前，世界各國對機電一體化技術都有自目前，世界各國對機電一體化技術都有自己的認識，機電一體化這一術語尚無統(tǒng)一的定己的認識，機電一體化這一術語尚無統(tǒng)一的定義。在日本具有普遍性的一種定義為：義。在日本具有普遍性的一種定義為：“是在是在機械的主功能、動力功能、信息和控制功能上機械的主功能、動力功能、信息和控制功能上引進了電子技術，并將機械裝置與電子設備以引進了電子技術，并將機械裝置與電子設備以及軟件

7、等有機結(jié)合而成系統(tǒng)的總稱及軟件等有機結(jié)合而成系統(tǒng)的總稱”；在美國；在美國的定義則為：的定義則為：“由計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)與控制由計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)與控制的、用于完成包括機械力、運動和能量流等動的、用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學任務的機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)力學任務的機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”； 在中國對機電一體化的一種認識是：在中國對機電一體化的一種認識是：“在在機械產(chǎn)品的基礎上應用微電子技術和計算機技機械產(chǎn)品的基礎上應用微電子技術和計算機技術產(chǎn)生出來的新一代的電子產(chǎn)品術產(chǎn)生出來的新一代的電子產(chǎn)品”，這種認識，這種認識的核心是的核心是“機電一體化產(chǎn)品必須是由計算機控機電一體化產(chǎn)品必須是由計

8、算機控制的伺服系統(tǒng)制的伺服系統(tǒng)”。盡管上述各種定義或認識在。盡管上述各種定義或認識在內(nèi)容上各不相同，但它們的共同點都是強調(diào)了內(nèi)容上各不相同，但它們的共同點都是強調(diào)了機電一體化技術中必須包含機電一體化技術中必須包含“由電子設備尤其由電子設備尤其是計算機進行控制是計算機進行控制”這一內(nèi)容。由此可見控制這一內(nèi)容。由此可見控制技術在機電一體化產(chǎn)品中的應用是非常重要的，技術在機電一體化產(chǎn)品中的應用是非常重要的，控制系統(tǒng)的設計是否合理將直接影響機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)的設計是否合理將直接影響機電產(chǎn)品的質(zhì)量。的質(zhì)量。 機電一體化機電一體化技術技術和機電一體化和機電一體化產(chǎn)品產(chǎn)品可分別可分別概括為：概括為：（1 1）

9、機電一體化技術）機電一體化技術 是微電子技術、計算機技術、信息技術與是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術相結(jié)合的新興的綜合性高新技術，是機械技術相結(jié)合的新興的綜合性高新技術，是機械電子技術與微電子技術的有機結(jié)合。機械電子技術與微電子技術的有機結(jié)合。（2 2）機電一體化產(chǎn)品）機電一體化產(chǎn)品 是新型機械結(jié)構(gòu)與微電子器件，特別是微是新型機械結(jié)構(gòu)與微電子器件，特別是微處理器、微型機相結(jié)合而開發(fā)出來的新一代電處理器、微型機相結(jié)合而開發(fā)出來的新一代電子化機械產(chǎn)品。子化機械產(chǎn)品。 機電一體化產(chǎn)品的種類非常多，應用范圍也非常廣機電一體化產(chǎn)品的種類非常多，應用范圍也非常廣泛，可以從不同角度對其進行分類。泛，可以從不同角度對其進行分類。從機電一體化技術從機電一體化技術的發(fā)展水平來看，可以分為三類系統(tǒng)：的發(fā)展水平來看，可以分為三類系統(tǒng)： 功能附加型初級系統(tǒng)功能附加型初級系統(tǒng) 功能替代型中級系統(tǒng)功能替代型中級系統(tǒng) 機電融合型高級系統(tǒng)機電融合型高級系統(tǒng) 從機電一體化的應用范圍來看，也可以分為三類系從機電一體化的應用范圍來看，也可以分為三類系統(tǒng)：統(tǒng)： 用于人們?nèi)粘Ｉ畹臋C電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)），如用于人們?nèi)粘Ｉ畹臋C電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)），如自動洗衣機、自動照相機等，稱為民用機電產(chǎn)品。自動洗衣機、自動照相機等，稱為民用機電產(chǎn)品。 用于社會生