机电一体化系统设计考试复习资料全.pdf

【机电一体化系统设计】是将机械工程与电子技术紧密结合的一种技术，它涵盖了机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感系统和执行控制系统等五个基本子系统。机电一体化系统的可靠性是其核心性能指标，指的是系统在特定条件下和规定时间内，按照预定功能稳定运行的能力。 在系统设计中，微机作为控制器具有独特的特性，例如： 1. 实时中断系统，能快速响应控制需求和紧急情况。 2. 大容量存储，保证软件和数据处理的顺畅运行。 3. 完备的输入/输出通道，涵盖逻辑、数字和模拟信号，以及接口数量。 4. 实时时钟控制，确保控制时间的精确性。 光电隔离电路在机电一体化系统中扮演着关键角色。它通过光的传输隔离控制信号，确保输入和输出的电源隔离，提高电平转换能力，并增强驱动负载的能力，同时还能有效抵抗干扰。干扰源主要包括传导型（如供电、强电和接地干扰）和辐射型（如电磁、电场和静电干扰）。对抗干扰的措施包括稳压、滤波、隔离、吸收抑制、阻断隔离、差动式运算放大器、高频滤波整形电路和合理的接地策略。 伺服系统根据反馈机制的不同，可分为开环、半闭环和闭环。开环系统简单成本低，但精度最低；半闭环系统增加了部分反馈，提高了精度；闭环系统则提供最精确的控制，但结构复杂，成本较高。 机电一体化系统的设计方法通常包括机电互补法、机电结合法和机电组合法。设计类型则分为开发性设计、适应性设计和变异性设计。对于检测传感器，要求具备高精度、快速响应、高稳定性、良好的环境适应性和易于与计算机连接等特性。 提高软件设计的可靠性，可以通过软件与硬件匹配、冗余技术、故障诊断和修复程序、调试和保护程序等手段。软件自身的可靠性设计应采用分层结构、提高可测试性，并通过严格的测试调试技术进行验证，包括单元测试、集成测试和现场测试等步骤。 单片机是微型计算机的一种，常用于控制各种设备，如工业自动化设备、家用电器等。它们通常具有低功耗、高性能、低成本和易于编程的特点，是机电一体化系统中的重要组成部分。单片机的选择和应用需考虑其处理能力、内存大小、I/O端口数量以及与外围设备的兼容性等因素。在实际应用中，单片机会与各种传感器、执行器及通信模块配合，实现对机电一体化系统的精确控制和智能化操作。