机电一体化的电机控制与保护开题报告

1、常州大学继续教育学院毕业设计（论文）开题报告概述表题目名称：机电一体化技术论述及作用姓名孙青专业机电一体化一、选题的目的和意义随着全球一体化的迅速发展，各个领域之间相互渗透也逐步深入，进一步给机电一体化系统的发展提供了很好的平台。机电体化系统的应用领域也越来越多，越来越丰富一般来讲，机电一体化系统在以下领域运用的较为深入。1. 机器人设计领域工业机器人在我国工业中的发展中起到了不可替代的作用，业内曾经总结，工业机器人在我国工业中大致可以分为三个时期。第一个时期被称之为再现机器人，这些机器人只能根据芯片要求进行活动，智能性很差，难以根据第一代机器人的具体工作环境以及不同的操作背景进行适应 ; 第

2、二个时期工业机器人已经有了较大规模的改进，通过在之前的基础上加入传感模块，这个时代的机器人以及能够表现出一定的智能性。逐步的可以对一些实际睛况作出一定的反馈控制，逐步是的工业机器人的实用性增强。在机电一体化技术逐步增强的基础之上，第三时期的工业机器人已经在计算机技术的深入渗透之下，可以进行相对复杂的判断、决策、以及逻辑推理能力。可以在一定的环境中相对自主的进行作业。在这个问题上机电一体化技术功不可没。2. 数控机床领域数控机床在工业中的地位已经毋庸置疑，经过近五十年的发展，数控机床在机电一体化技术的帮助下，已经逐步地在其功能、操作控制、操作精度、机床结构上都有了十分陕的提升。具体表现在以下几个

3、方面。首先，硬件系统的开放性设计使得功能模块的兼容性、层次性逐步增强，并极大地提高使用者的机床使用效率。其次，结构上的设计逐步采用模块化或者总线型以及紧凑型的结构，一些比较好的数控机床已经采取了多中央处理器，多总线的体系设计，整体结构更加合理。再次，智能化、以及 WOP技术的设计。在一线制造车间就可以实现加工过程中的动态仿真，同时一些好的机制，如模糊控制、在线诊断等相对智能的机制。进一步提高了一线制造车间的效率。最后，引入多通道控制以及多线程控制，一台机床可以同时完成多个以前需要多个机床完成的不同人物，同时还能够引入一些运营机制，如机床主要部件检测、机械手情况控制、物料搬运等，都可以集成到系统

4、中去。增强了机床的使用效率和能力。以下是发展方向，也就是目的。1. 智能化是机电一体化的发展趋势之一随着计算机技术的飞速发展以及在机电领域的有效运用，人工智能在这一领域中的运用逐步得到业内专家的重视，其中第三代工业机器人的应用就是重要的发展体现。2. 高性能化是机电一体化的发展趋势之一社会需求随着可支配收入的增加变得越来越旺盛，在不增加人力资源的基础之上，高性能高效率就变成了机电一体化的重要发展趋势之一。而机电一体化中的最新的CNC系统就是针对当前高精度、高速度、高可靠性以及高效率的要求而产生的。3. 系统化是机电一体化的发展趋势之一当前一些比较先进的机电一体化系统采取了开放式以及模块化的总线

5、结构，这就是系统化的重要表现特征之一。同时，分布计算机控制系统和现场总线控制系统的引入也大大增强了机电一体化的系统性。二、国内外研究综述机电一体化的发展大体可以分为三个阶段20 世纪 60 年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。

6、20 世纪 7080 年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。我国是从 20 世纪 80 年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组。并制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面1.智能化智能化是 21 世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就

7、是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。2.模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。3.网络化由于网络的普及，基于网络的各种远程控

8、制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。4.微型化微型化兴起于20 世纪 80 年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（ MEMS），泛指几何尺寸不超过 1cm3 的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶

9、颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。5.环保化工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。最后机电一体化是当前机械行业加工应用的重点，其是一

10、套综合的处理和管理措施，是许多科学技术发展的结晶，更是当前社会生产力发展的必然结果和其在发展中和各种技术学科结合的综合产物。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且在当前科学技术不断发展中，各种技术学学科相互综合应用日益完善和明显，为当前机电一体化技术的发展带来了光明的前景。三、研究内容、预计创新点和难点1.本专业培养掌握机电一体化技术的基础理论和系统知识,能够从事有关机电一体化设备及系统的研究、设计和制造，具有创新能力、实践能力和领先意识的高素质技能型、应用型人才。机械制图、机械制造基础、机械设计基础、电子技术、工业用微型计算机、传感与检测技术、机械工程控制基础、现代设计方法；机械金工技能

11、训练、机电一体化系统综合训练、数控实训。2.从系统工程观点出发，充分利用新技术及其相互交叉融合的优势，实现机电一体化系统（或产品）的高附加值、高效率、高性能、省材料、省能源、低损耗、低污染、省时省力等等。比如采用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高科技机电一体化技术和系统以后，各企业就可以根据社会需求及时调整产品结构各生产过程，几乎不需要重新设计制造工艺设备，大大缩短了整个生产周期。机电一体化系统一般都具有自动保护的功能，可避免或减少人身和设备事故发生的可能性，显著地提高了安全性。有些机电一体化系统甚至可以在恶劣和危险的环境中作无人的自动操作。如机器人可以不顾危险，在海里、在宇宙空

12、间、在核反应堆等一些危险场合工作。机电一体化系统几乎没有机械磨损，因此系统的寿命提高，故障率降低，可靠性和稳定性增强。有些机电一体化系统甚至可以做到不需要维修，具有自动诊断、自动修复的功能。3. 机械技术 机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。四、研究思路与研究方法机电一体化研究方法是专业核心课程与主要实践环节：电工与电子技术、机械制造技术、液压与气动技术、机电设备控制技术、数控加工工艺与编程、微机原理及应用、可编程控制器、测试技术、数控机床故障诊