機電一體化乃是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術，并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成系統(tǒng)的總稱。機電一體化系統(tǒng)由機械系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)五個子系統(tǒng)組成。全閉環(huán)系統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng)。機電一體化的基本特征是給機械添加了“頭腦”。機電一體化系統(tǒng)必須具有一下三個“目的功能”：1、變換功能；2、傳遞功能；3、儲存功能。機電一體化系統(tǒng)設計的考慮方法通常有：機電互補法、融合（結合）法和組合法。機電一體化系統(tǒng)的設計類型大致有以下三種：1、開發(fā)性設計；2、適應性設計；3、變異性設計。P13并行工程與串行工程的差異就在于在產(chǎn)品的設計階段就要按并行、交互、協(xié)調(diào)的工作模式進行系統(tǒng)設計，就是說，在設計過程中對系統(tǒng)生命周期內(nèi)的各個階段的要求要盡可能地同時進行交互式的協(xié)調(diào)。絲杠螺母機構主要用來將旋轉運動變換為直線運動或直線運動變換為旋轉運動。絲杠螺母機構的基本傳動形式有：1、螺母固定、絲杠轉動并移動（獲得較高的傳動精度）；2、絲杠轉動、螺母移動（結構緊湊、絲杠剛性較好，適用于行程較大的場合。常用?。?；3、螺母轉動、絲杠移動；4、絲杠固定、螺母轉動并移動。滾珠絲杠副的螺紋滾道有單圓弧形和雙圓弧形。滾道型面與滾珠接觸點的法線與絲杠軸向的垂線間的夾角稱接觸角，一般為45。P26滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。外循環(huán)從結構上看有三種形式：1、螺旋槽式；2、插管式；3、端蓋式?；緦С蘌h。滾珠絲杠副在有負載時，滾珠與滾道面接觸點處將產(chǎn)生彈性變形。換向時，其軸向間隙會引起空回。這種空回是非連續(xù)的，既影響傳動精度，又影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。調(diào)整預緊的方法：1、雙螺母螺紋預緊調(diào)整式；2、雙螺母齒差預緊調(diào)整式；3、雙螺母墊片預緊調(diào)整式；4、彈簧式自動調(diào)整預緊式；5、單螺母變位導程預緊式和單螺母滾珠過盈預緊式。常用軸承的組合方式：1、單推單推式；2、雙推雙推式；3、雙推簡支式；4、雙推自由式（軸向剛度和承載能力低）。當選定執(zhí)行元件步距角、系統(tǒng)脈沖當量和絲杠基本導程Ph之后，其減速比i應滿足匹配關系為。各級傳動比的最佳分配原則：1、重量最輕原則；2、輸出軸轉矩角誤差最小原則；3、等效轉動慣量最小原則。諧波齒輪傳動的傳動比：P41圓柱齒輪傳動的齒側間隙的調(diào)整方法：1、偏心套（軸）調(diào)整法；2、軸向墊片調(diào)整法；3、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法。間歇傳動機構：1、棘輪傳動機構；2、槽輪傳動機構；3、蝸形凸輪傳動機構。機電一體化系統(tǒng)對導軌的基本要求是導向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響小以及結構工藝性好等。導向精度是指動導軌按給定方向作直線運動的準確精度。導軌副的截面形狀：1、三角形導軌（磨損后能自動補償）；2、矩形導軌；3、燕尾形導軌；4、圓形導軌。靜壓導軌副工作原理P65-P66。方向精度是指運動件轉動時，其軸線與承導件的軸線產(chǎn)生傾斜的程度。置中精度是指在任意截面上，運動件的中心與承導件的中心之間產(chǎn)生偏移的程度。嵌入式滾動支承形式：圖a所示的結構，接觸面積小，其摩擦阻力矩較另外兩種小，但所承受的載荷也較小，在耐磨性方面也不及后兩種結構好。圖b所示結構能承受較大載荷，但摩擦阻力矩較大。圖c所示結構，在承受載荷和摩擦阻力矩方面，介于前兩者之間。P71執(zhí)行元件的種類：1、電動式執(zhí)行元件；2、液動式執(zhí)行元件；3、氣動式執(zhí)行元件。特點：P91。步進電動機一般為開環(huán)控制，直流和交流伺服電機可采用半閉環(huán)或全閉環(huán)控制方式。閉環(huán)控制方式可得到比開環(huán)控制方式更精密的伺服控制。電動機的功率密度。電動機的比功率。對于起停頻率低，但要求低速平穩(wěn)和扭矩脈動小，高速運行時振動、噪聲小，在整個調(diào)速范圍內(nèi)均可穩(wěn)定運動的機械；對起停頻率高，但不特別要求低速平穩(wěn)性產(chǎn)品。直流伺服電機與驅動：P98。脈寬調(diào)制直流調(diào)速驅動系統(tǒng)原理如圖3.4所示。P99。步進電機是將電脈沖信號轉換成機械角位移的執(zhí)行元件。轉子角位移的大小及轉速分別與輸入的電脈沖數(shù)及其頻率成正比，并在時間上與輸入脈沖同步。步進電動機的特點：1、工作狀態(tài)不易受各種干擾因素的影響；2、步距角的誤差不會長期積累；3、控制性能好，不易“丟步”。步進電機的工作原理。P105-P107步距角的大小與通電方式和轉子齒數(shù)有關，大小為：。m運行拍數(shù)，通常等于相數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，即（N為電動機的相數(shù)，單拍時K=1，雙拍時K=2）。實現(xiàn)環(huán)形分配的方法有三種：1、采用計算機軟件，利用查表或計算方法來進行脈沖的環(huán)形分配，簡稱軟環(huán)分；2、采用小規(guī)模集成電路搭接而成的三相六拍環(huán)形脈沖分配器；3、采用專用環(huán)形分配器器件。將一個步距角細分成若干步的驅動方法稱細分驅動。要實現(xiàn)細分，需要將繞組中的矩形電流波改成階梯形電流波，即設法使繞組中的電流以若干個等幅等寬度階梯上升到額定值，并以同樣的階梯從額定值下降為零。使用微型計算機對步進電機進行控制有串行和并行兩種方式。專用控制系統(tǒng)適合于大批量生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品。對于多品種、中小批量生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品來說，由于還在不斷改進，結構還不十分穩(wěn)定，特別是對現(xiàn)有設備進行改造時，采用通用控制系統(tǒng)比較合理。微型計算機：字長微處理器的字長定義為并行數(shù)據(jù)總線的線數(shù)。字長直接影響數(shù)據(jù)的精度、尋址的能力、指令的數(shù)目和執(zhí)行操作的時間。速度速度的選擇與字長的選擇可一并考慮。按微處理機位數(shù)可將微型計算機分為位片、4位、8位、16位、32位和64位等機種。位數(shù)是指微處理機并行處理的數(shù)據(jù)位數(shù)，即可同時傳送數(shù)據(jù)的總線寬度。機器語言是設計計算機時所定義的、能夠直接解釋與執(zhí)行的指令體系，其指令用“0”、“1”符號所組成的代碼表示。當CPU的引腳接到+5V時，8086/8088工作于最小模式。接地，8086/8088則工作于最大模式。最小工作模式是指單處理器系統(tǒng)。最大工作模式是相對于最小工作模式而言的。其特征是系統(tǒng)中可以包括兩個或多個微處理器。8086/8088引腳的功能定義。P137P1408086CPU最小工作模式系統(tǒng)的典型配置。P141圖4.7I/O尋址方法。P152光電隔離電路的作用：1、可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開，各自使用一套電源供電；2、可以進行電平轉換；3、提高驅動能力。光電耦合隔離電路應用。P169傳感器是將被檢測對象的各種物理變化量變?yōu)殡娦盘柕囊环N變換器。按輸出信號的性質可將傳感器分為開關型、模擬型和數(shù)字型。P180傳感器與微機的基本接口。表4.32模擬量轉換輸入方式。表4.33采樣是指將連續(xù)時間信號轉變?yōu)槊}沖或數(shù)字信號的過程。D/A轉換過程。P206直線插補與圓弧插補。P247典型負載是指慣性負載、外力負載、彈性負載、摩擦負載。等效轉動慣量、等效負載轉矩。P251公式（7.3）、公式（7.8）計算舉例。P251額定轉矩T（N.m或N.cm）應大于所需要的最大轉矩。系統(tǒng)執(zhí)行元件的轉矩匹配：有源校正，通常不是靠理論計算而是用工程整定的方法來確定其參數(shù)的。方法如：P265調(diào)節(jié)器控制作用有三種基本形式，即比例作用、積分作用和微分作用?？刂谱饔脤ο到y(tǒng)產(chǎn)生的控制結果。P267由于減速器的主動輪和從動輪之間間隙的存在和傳動方向的變化，齒輪傳動的輸入轉角和輸出轉角之間呈滯環(huán)特性。傳動間