学文网机电系统设计篇1
本系统拟选用的主控制器为TMS320F28335，其具有150MHz的高速处理能力，12位16通道ADC，具备32位浮点处理单元，有多达18路的PWM输出，其中有6路为TI特有的更高精度的PWM输出(HRPWM)。本系统中正是使用了其***的PWM模块产生脉冲信号。因课题需要精确定位故选用控制精度为1.8°的42步进电机实现装置推动，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件，其结构***如***2所示。从理论上讲，步进电机的驱动方式只需通过循环改变定子线圈励磁就能实现，但是由于电机对电路驱动能力要求高，故本系统采用外接驱动芯片A3977，A3977细分驱动器采用高性能的专用微步距电脑控制芯片，其含内置转换器的完整的微步电动机驱动器。只需在一个步进输入一个脉冲即可驱动电动机进行一个步进，通过两个逻辑输入确定所处的全、半、1/4或1/8步进模式。其内部同步整流控制电路用来改善脉宽调制(PWM)操作时的功率消耗，并且该芯片可以自动地控制其PWM操作工作在快、慢及混合衰减模式。本驱动芯片设置为全步模式，其采用共阴接法en使能，dir控制方向，step信号接收脉冲信号，信号的频率决定转速，脉冲的个数控制电机的步进距离。系统的总体硬件***如***3所示，上位机对信号采集后通信DSP，使DSP产生相应的控制信号输给连接好42电机的步进电机驱动器A3977SED，控制电机的运行完成系统控制目的。
2系统软件设计
本系统的软件设计拟从两方面展开：1PWM脉冲的产生设计，2步进电机的控制方式设计。2.1PWM脉冲序列的产生PWM是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。本系统采用DSP产生脉冲序列，DSP28335共12路16位的ePWM，能进行频率和占空比控制。PWM信号频率由时基周期寄存器TBPDR和时基计数器的计数模式决定。初始化程序采用的计数模式为递增计数模式。在递增计数模式下，时基计数器从零开始增加，直到达到周期寄存器值(TBPDR)，然后时基计数器复位到零，再次开始增加。2.2步进电机的控制本系统设计了手动和自动两种控制方式，手动模式主要运用于对自动化和控制要求不高的场合，通过按键实现电机的步移、加减速、正反转和启停。自动模式运用于对自动化程度、控制精度要求高的工况。针对实验室项目，本系统采用的控制方式主要为自动模式。上位机上电后即开始检测实验室装置（流量传感器）输出信号，通过与事先设定好的两个阈值A和B(B>A)进行比较，当信号强度为零时电机推动传感器高速循环扫描现场直到信号强度大于阈值A时，系统判断为粗调成功。此后系统进入微调阶段，电机进入低速运行模式，传感器低速移动直到信号强度大于或者等于B强度时系统控制电机停止运行。系统的控制流程***如***5所示。在本系统中针对不同的工况设计的两个信号阈值为程序设计中的周期寄存器提供了设置依据，因实验室系统对精度要求较高，故周期寄存器设置的初值都较大从而使Fpwm的值较小，电机的转速也相应较低。在本系统中选用EPWM2B端口输出PWM的脉冲，GPIO1控制电机转动方向，GPIO2控制电机的启停。
3系统调试分析
3.1PWM脉冲调制分析***6为DSP输出的脉冲波形和其相对应的参数，通过修改参数值可以实现对脉冲频率的改变，并且可以通过DSP的点对输出控制电机的运行。通过调试分析能够很好地实现实验目的，持续地改变电机的运行状态。3.2控制精度调试本系统采用电机推动丝杆移动装置。丝杆采用的是滚珠丝杠，其为一种将回转运动转化为直线运动的理想的产品。本系统选用的电机的最小步进角为1.8°故控制精度调试实际就是丝杆精度的调试，本系统选用的丝杆的额定扭矩为4N.m，最小角位移对应线位移为10μm。系统总体调试：现阶段系统调试结果为通过按键和程序控制能够很容易地实现电机的运行，能够通过计算得出电机的运行角速度并送液晶屏显示当前过程量。连接好丝杆的电机能够实现对传感器的推动。通过上位机对传感器信号强度的实时监测，系统能够基本满足设计目的，即系统能自动并有效地进行最佳信号点的检测，达到对物块的精确定位。
4小结
机电系统设计篇2
关键词：电机包装；防水；防锈；防潮；设计
中***分类号：F40 文献标识码：A
1 关于其流通环境
它是说设备在流通的时候所处的所有的外在的状态。其包装要能够有效的承担所有的外在因素的干扰，才可以切实的发挥出包装的具体效益。接下来具体的阐述几类对于设备包装有着较大的干扰性的要素。
1.1关于冲击
所谓的冲击，具体的说是一种短时间的，而且非常激烈的活动，它是说电机在非常短暂的时间之中出现的非常显著的速率变动等等。这种问题一般是出现在其装卸和输送的时候。如表1所示。
1.2 关注振动
它是说质点比对于它的均衡方位而开展的来回多次的活动，我们在庙会振动的时候一般是分析它的频次和加速率。干扰要素很多，比如输送的设备，以及环境情况和包装的外在形式以及重量等等的一些。具体的信息如表2所示。
1.3 关于降雨
假如设备的外包装没有做好防护设置，或是其闭合不紧密的话，此时就会导致其出现一些损坏问题，或者是生锈等等。所以，在设计的时候，要了解运输途中以及到达区域的降雨状态。我们国家的降雨在地区之间是呈现出一种从沿海向内陆不断减少的态势的。
1.4 关于盐雾
它是影响包装安全的一个关键的要素。它是由一些含有盐分的细小的滴液组合而得到的弥散体系，其一般是存在于海或是沿海的区域之中。当海风大的时候，其含量就大，相反的离海越远的区域它的盐分就越少。所以，在沿海的道路等输送的时候，要认真的分析该项要素的干扰。
2关于防护包装
在特定的流通背景之中，该项防护包装涵盖除锈以及防潮和防水等的内容。
所谓的防锈是避免涩北的表层出现锈迹而使用的一项防护方法。而防潮具体的说是避免潮气进入到设备包装里面而干扰到它的品质而是用的一项防护方法。所谓的防水是说避免液体的水，也就是说雨水等进入到包装里面干扰到它的品质而使用的一项防护方法。
2.1 确定防护包装等级
其具体的防潮等的级别，要结合产品的特征和流通氛围和存放的时间以及时节等等的一些要素来明确。
因为它的存放时间在一到两年，环境为温度20～30e、相对湿度70%～90%之间，同时它对于湿度有一定的敏感性，经由合理的清理以及晾晒之后，其表层不会出现油污等等的问题，因此其一般使用三级的防锈，二级的防潮。同时以为内其一般是存放在库房之中的，假如在输送的土中遇到降雨的话，其包装的下方会暂时的泡到水里，此时就要将其防水定位为三级。假如在输送的时候发生了水害的话，电机包装箱短时间沉入水面以下，选择二级防水包装。
2.2 关于包装措施
当使用防锈方法以前的时候，要对其适当的清理，而且晒干。通常使用液体清理，然后对其晾晒干，进而涂上一些油脂物质。 。
对于防潮来讲，它通常使用透水性不是很高的柔性的物质，同时加入一些干燥材料，对其密封。如单一柔性薄膜加干燥剂包装或复合薄膜加干燥剂包装，干燥剂一般选用硅胶。硅胶干燥剂的计算选择用量：
W= 100ARY+ 0.5D
式中： W—干燥剂用量；D—包装内含湿性材料质量；A—包装材料的总面积（取量值）；Y—预定的贮存时间（取下次更换干燥剂的时间）；R—温度40℃，相对湿度90%条件下包装薄膜水蒸气透过量。
该防水包装通常使用防水物质来敷设。比如在箱子之中放上一些塑料膜，箱顶采用双层防水材料，在箱顶外层敷设油毡纸并且伸出箱边不小于100mm，通风孔外侧订塑料网，并加百叶窗挡雨。
2.3 运输包装
通过分析我们得知，干扰其运输活动的要素中，冲击以及振动是非常厉害的。其关键是来自于装载以及运输的时候。关键的参考要素有以下的一些：
如果设备的重量超过了120克的话，设备对于流通时期的冲击等的受力性非常高。其在流通时的运输措施总共有四类，分别是汽运以及火车和飞机、轮船。对于电机来讲，它通常使用的是第一类；等效跌落高度代表电机在流通过程中跌落冲击能量的大小。等效跌落高度主要与装卸方式有关。电机一般采用机械装卸，跌落高度在30～60cm之间。
它的包装是运输包装。一般是使用木头材质的箱子，目的是为了承担运输时期的冲击力等
3关于防护包装体的设计
现在，我国的此类设备的包装通常使用的都是经验措施。为了更加合理的维护设备，就要对其开展包装体系的设计活动，以此来保证它在输送和存放的时候安全。
通过建立电机产品的结构和性能数据库，建立国内流通环境数据库，基于电机运输包装的木箱结构设计，建立电机防护包装设计系统。本系统在Windows XP环境下操作，利用Auto CAD 2004、Visual Basic 6.0技术并结合Access 2003研究开发电机防护包装计算机辅助设计（CAD）系统。
3.1 防护包装系统框架***
基于计算机辅助设计的电机防护包装系统设计框***、主要功能见***1。
3.2 人机界面
该体系结合设备的型号等来设计箱体的大小以及使用的材料等。结合输送的用时以及区域来选取何种形式。结合流通的氛围等来选取包装的级别。进而得到所需的内容。
结语
经由上文的分析我们得知了电机包装相关的知识，在对其开展结构设计的前提之下，设置了电机防护包装CAD系统，切实的提升了设计的品质和功效，确保了防护体系的智能化。
参考文献
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[5] GB/T 4879-1999.防锈包装[Z].
机电系统设计篇3
关键词：机电一体化；机械系统；性能设计
我国信息技术的发展与进步，使机电一体化应用相关电子技术获得了广大的发展前景，有效提高了机械系统的设计水平。机电一体化的应用突破了传统机电行业的工作方式，加强改革与创新，通过对各部件的协调，强化了机电系统的运行状态。当前机电一体化机械系统中，仍存在灵活性、柔性不足等问题，为了提升机电系统的自动化能力，应明确机电一体化机械系统设计的要点和发展前景。
1机电一体化机械系统设计原则
（1）精度高。机电一体化可发挥机电一体化系统优势，提高产品精度，严格控制设计过程。例如：一旦机械系统精度未满足相关标准，出现产品不合格现象，便难以保证生产质量与生产效率，而通过机电一体化对精度标准进行判定，可提高零部件的尺寸标准率与产品合格率[1]。（2）智能化。智能化是机械系统的主要特征之一，在进行产品设计中，可及时发现并处理机电突况，缩短反应周期。因机电一体化在工作时，机械系统的各部件处于***运行状态，当设计出现变动与更改时，不会因为一个部件而影响整体系统。智能化系统可及时发现故障，快速地向机械系统传达智能，执行相关操作，保证机电一体化可以正常运行或及时停止，避免故障增加。（3）稳定性。机电一体化机械系统的稳定性较高，不仅可以延长机械元件的寿命，还可提升工作效率，提升机电产品性能。在设计中，应严格控制机电一体化系统性能，单个机械系统涉及较多子系统，严格控制机械振动频率与摩擦系数，从而满足系统稳定性[2]。
2机电一体化机械系统的设计要点
2.1性能设计
提高精度是机电产品设计的基本原则，只有精度达到标准要求，才能加强产品应用优势，为机电产品的生产带来保障[3]。然而，在机电产品的设计中，往往会出现机电一体化机械系统设计不够准确的问题，导致产品不合格，生产出的零件尺寸不合理，零件精度不够，无法满足客户要求。加强其智能化机电设计和快速响应，是机电一体化系统的主要功能，通过智能化的运用，可以处理在生产过程中发生的突发事件，还可减少生产时间，临时修改设计内容。在系统收到计算机的指令后，智能系统便可快速与机器中的各种元件进行工作，传达信息内容，进而提升机械系统稳定性，从而提高各元件的寿命与效率[4]。因此，作为一个庞大、元件众多的机械系统，为了保证其稳定性，应减少机械振动的频率与零件与器械之间的摩擦次数，应确认零件尺寸的选择，向小型化与轻量化的方向发展。
2.2部件设计
机械系统的性能分析包括动态与静态特征分析，需要应用数学模型与公式表达，进而反映出机械系统的相关性能[5]。设计系统中，因各部件的运动参数、关系与结构确定了零件的精度与材料等特点，而选择其他部件等工作都由机械系统来决定，这些性能决定了机械产品的功能质量参数，功能质量参数优，则表示机械产品的性能较好，使用寿命长，灵敏度高，零件较为耐磨，可以长期运作。传统机械系统中，动力元件是重要的组成部分，机械系统的机电元件由计算机信息网络进行控制，为传动部件提供源源不断的动力。随着计算机技术的不断发展，机电一体化的机械系统零件逐渐智能、自动化，减少了人力投入，为企业带来更高的效益。其中，机电系统中的导体为驱动元件，驱动元件将计算机传达的指令转化为机电一体化的运用语言，进而引导机电一体化的工作，驱动元件主要由变速器转矩与速度转化器组成，具有精度高、体积小、重量低、效率高等特点，是一种稳定、高效的传输元件。
2.3传动设计
传动设计可使机械系统应用动力机的机械能，主要集中在伺服机械系统方面，在进行实际的设计过程中，要根据机电结合的具体内容将控制电机引入系统中，在引入的同时，保证控制电机具有无级调速功能并将速度调为较大范围，减少其他零件的应用数量，进而降低磨损，避免在制造过程中出现误差，减少传动设计流程，使机电一体化的运行更为简单[6]。此外，控制电机应用过程中，传动方式要以并联为主，由执行、传动、控制等多种机构构成系统，控制机械系统的运行环节，发挥计算机的作用。在传动设计中，要应用现行或无间隙传动方式，加强机械系统的稳定性。
3机电一体化机械系统的发展趋势
3.1强化机电一体化的安全性
随着时代的发展，国外先进的机械生产技术逐渐在我国得到应用，其中在电子与机械方面，加强了自动化工作，减少了人员投入与生产成本，实现了经济效益。未来设计人才与设计理念将进一步加强机电一体化的设计与应用，增加科研与后期维修的支出，实现效益最大化。机电一体化机械系统不仅显著节省了人力、成本投入，还提升了制作成品的精密度，提高了成品的质量。微电子技术与电力电子技术是机电一体化技术发展的核心，应加强探究与应用，其中微型计算机与微型处理器最为重要，机电产品监控特点体现在操作、控制方面，可进行及时反馈，增加了机电一体化的安全性，保证了日常的维护工作，进而延长了机电一体化的使用寿命[7]。可见，机电产品监控加强了机电一体化的灵活性与自主性。
3.2应用柔性制造系统
未来，智能化、集成化的传感系统将得到更广泛的应用，机电一体化将以高性能、高处理速度与计算模式为智能控制方案创造有利条件，进一步推动机电产品的智能化发展。其中柔性制造系统具有一定的代表性，柔性制造系统指将各种设备由一个传输系统联系起来，由传输装置将工件送到各加工设备，使工件进行准确、迅速加工。柔性制造系统使机电一体化具有自动化能力，使其工作效率得到显著提升[8]。
4机电一体化系统的发展策略
4.1促进科技创新
首先要摒弃传统的思想观念，并在传统观念基础上加强创新，企业领导人要加强对机电一体化技术的重视，发展机电一体化技术，转变原有的“投资成本过高”等不正确的思想观念，要对机电一体化技术的发展进行创新，融入现代先进技术，保证机电一体化技术满足时代需要，符合社会需求。同时，要加强机电一体化技术在人们生活中的应用，提升用户对机电一体化的重视程度，发挥机电一体化的作用，进而促进我国经济发展。
4.2将现代技术与机电一体化结合
机电一体化技术并不单一存在，需要将其与现代技术结合。在未来发展中，将机电一体化与信息技术、高新技术结合，进而优化机电一体化系统，增加企业的经济效益；同时，对机电一体化进行现代管理，通过高新技术加强机电一体化的创新。应用这两种技术，可以找出机电一体化在工作中的不足，进而对机电一体化进行改进，发挥其最大作用。
4.3融入节能环保理念
机电一体化系统具有广阔的设计与发展前景，在未来发展中，要提升其制作成品的质量，加强机电一体化的性能，因此在进行设计中，要严格进行质量控制，采用正确的设计方式；同时对系统配置、设备接口和结构进行优化创新，将节能环保理念应用到机电一体化机械系统设计中。在对机电一体化的设计与使用过程中，要进行环保考量，保证其对生态环境的污染破坏较小，再通过正确的使用方式，优化设计流程，实现机电一体化的环保作用，进而使企业稳定发展，符合社会的发展规律。
5结束语
随着机电一体化技术的发展，将推动机械系统的新一步完善，而机械自动化在行业发展中具有较大优势，提高机电一体化的智能性将成为行业发展的最终选择，因此设计人员要结合机电产品的设计要求，在机械系统的设计过程中，要严格控制设计质量，从结构、动力元件、传动元件等多种方面提升机械制造技术水平，发展广阔的市场空间，实现机电一体化机械系统的设计目标。
参考文献：
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[7]祁明胜,张冬梅.机电一体化技术在机械工程中的应用及发展趋势[J].造纸装备及材料,2020,49(5):33-34+37.
机电系统设计篇4
关键词：机电一体化；机械系统；设计
1机电一体化的特点分析
1.1安全性高
工程项目中，机电一体化技术的应用价值较高，相关产品具有性能高、功能全的优势，同时还可以进行监视、报警、自动保护等操作。设备运行中，一旦发生异常问题，系统相关部分可及时进行自我保护，避免人员、设备等受到损坏，整个设备运行的安全性大幅提升[1]。
1.2生产能力强
机电一体化设备应用中，可及时进行信息自动处理和控制，具有较高的控制精度，同时检测灵敏度可满足要求。机电一体化系统一般包含控制元件，设备运行中，相关作业人员需要结合运行条件进行系统启动，设备可根据要求完成对应指令，做出相应规定性动作，可充分保证产品的生产效率，避免产品性能不达标等状况的发生。此外，引入自动化技术之后，整个系统的应用价值大幅提高。
1.3使用价值高
机电一体化设备可及时进行数字显示，还具有程序操控的智能，可避免过多按钮、手柄的设置，人性化程度更高。此外，机电一体化技术可多次重复操作，如果设备较为先进，可自主选择控制程序，降低了操作人员的工作量。
2机电一体化机械系统的设计
2.1原则分析
为了保证机械系统的设计满足要求，需要遵循如下设计原则：①高精度。作为机电一体化产品，必须保证产品精度满足设计要求，方可将优势充分发挥出来。如果机械系统设计精度不够，极易引发产品不合格的状况。相关零部件的尺寸、精度等均需满足评判标准；②稳定性高。机械系统的设计中，需要考虑设备使用寿命、使用效率两方面要求，提高产品性能参数的管理，避免稳定性差引发的危害。一般机械系统的子系统较多，需要考虑各部分机械振动的频率、摩擦系数等要素，提高零部件尺寸的优化，保证整个系统朝着质量轻、体积小的方向发展[2]。
2.2设计流程
1）动力零部件的设计。作为机械系统中的关键部分，动力元件需要引起足够的重视，动力元件一般是由计算机信息网络协调控制的，可为各传导部位提供动力支撑作用。动力元件包括发电机等设备，科技进步带动系统动力元件朝着更加智能化、自动化的方向进步，可避免人力资源过渡浪费[3]。
2）传动元件的设计。一体化系统中传动元件主要承担传导的角色，可将计算机指令翻译成机器可识别的信息，从而指导其进行相应工作。传动元件一般包括两方面：传动机和转矩与转速的变换器。传动机的精度较高，体积小、重量轻、噪音低，还可以满足机械系统的伺服性能，是稳定性非常好的传动元件。
3）机械系统的性能分析。立数学模型、数学表达式来真实反映机械系统的性能。设计系统各个部件运动参数、关系和结构，确定零件的精确度、材料和结构。选择其他部件、原件，配置系统阻尼等等都隶属于机械系统的性能。机械系统的性能对产品性能具有极大影响，高性能的产品方可保证设备具有较长使用寿命，整体灵敏度、耐磨程度等可满足预期要求。
3发展方向分析
首先，系统逐渐朝着智能化方向发展。智能化需求一般需要建立在扎实的理论基础之上，将人工化、动力学、自主决策等技术融入到设计工作中，并加强相关软件的开发，加强芯片技术、模糊技术的应用研发。通过对产品控制系统的智能化处理提高整体性能。其次，系统化发展。该特点是建立在系统结构模式化、开放化的需求之上，内部可进行动态调整，对产品控制管理具有极大意义，同时通信功能强，包括RS232、RS485等格式。机电一体化技术将设备和人的思维进行有效结合，提高了设备使用对象的精确化管理，发展层次更高，具有仿生学的特点。然后，网络化，网络技术是当下较为常见的方法，对经济全球化具有积极影响。机电一体化技术应用中，需要加强网络化技术的应用，在网络环境中进行合理的远程监控、安全监控，方可更加高效的利用当下新技术。最后，机电一体化机械系统正朝着微型化方向发展。现阶段，新型材料、纳米材料的应用逐渐增多，导致电机体积也逐渐减小，加强新技术的开发应用具有重大意义。其应用范围包括：微型机器人、微型传感器等。增加识别装置的低成本、微型化方向研发可极大程度的提高该系统的应用范围。
4结束语
机械系统设计中，相关设计人员需要在满足机械可靠性的前提下进行设计，充分发挥设计优势。这是提高机械产品运行质量，发挥运行效益的基本方法，对未来发展规划具有重大现实意义。此外，还需要加强机电一体化相关人才的培养，保证其可快速适应生产要求。
参考文献：
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[2]李春雨.机电一体化技术的应用与发展[J].工程技术研究,2016(7):64-65.
机电系统设计篇5
【关键词】可靠；电源；防雷击；不间断
1.概述
提升机作为煤矿生产的重要大型设备，要满足安全、可靠、高效、长时运行的要求。在影响提升机安全可靠运行的诸多因素中，提升机电控系统电源部分的可靠性是因素之一。在目前生产的电控系统中，如果进线交流电网电压受到了干扰，就会对电控系统的交、直流电源部分造成影响，严重时可能会损坏控制模块。本设计较好地提高了交、直流电源系统的可靠性，从而使电控系统整体的可靠性得到了进一步完善。
2.配电系统的可靠性设计
2.1 设计思路
可靠性的含义即为稳定性高，故障率低。从此角度出发，按以下思路进行：
（1）尽量避免故障的发生：设计本身要合理，符合电气工程及现场实际的需要；设计配备的各种元器件及耗材质量要过硬，容量要足够大；设计要配备合理的保护，包括过压保护、电压暂降及暂时断电等；设计要满足各项试验等级要求，尤其是耐压、绝缘等试验。
（2）故障一旦发生的处理措施：故障一旦发生，要考虑设计出快速查找故障的方法，在重要用电设备和容易出现故障的地方增加故障监测装置，以便尽量快速找到故障点；还要设计出快速排除故障的方法，增加备用回路，一旦本回路出现故障，可以迅速切换到备用回路中。
（3）使故障对设备及生产的影响达到最小化：这个思路除了快速查出及解决故障外，还要注意增设适当的保护措施，使由于交流电源故障引起的电控系统本身及设备的损坏率降到最低。
2.2 低压配电系统交流进线的设计
（1）设备选型
①双回路隔离开关：选用大容量隔离开关，容量为400A，两路380V交流进线，手动切换，一用一备。
②断路器：选用大容量配电保护塑壳断路器，容量为400A，具有过载保护、短路保护及漏电保护等功能，具有电子式脱扣器。
③母排配电：选用高质量镀锌铜排，截面积50*5m?，构成低压分配电源的母线。
④电压分配：选用至少是负载容量2倍以上的小型空气断路器，分别给控制柜、传动柜以及其它设备供电。
⑤防雷击设计：选用高质量防雷击产品，短时耐受冲击电流60kA以上，可有效对低压供配电系统与用电设备的雷电或其它瞬时过电压的浪涌进行保护。
（2）设计原理
设计原理***如***1所示。***中-G为隔离开关；-Q为断路器；-P为显示表；-FL为防雷击模块。
防雷击原理***如***2所示。
2.3 主控系统交流电源部分的设计
（1）设备选型
①变压器：主控及继电控制电源的下级选用一个高质量控制变压器，变比380V/220V，容量2kVA，其作用是对交流进线部分进行电气隔离，减少由于供电网的波动或谐波引起的电压干扰。
②交流净化稳压电源：在控制变压器的输出端，设计安装一个交流净化电源，容量2kVA，用于对输入电压跌落或电压渐变时产生的电压变化进行稳压。
③不间断电源：在交流净化稳压器的输出端，设计安装一个不间断电源，容量2kVA，延续时间3600S，用于对输入电压暂时或长时断电进行不间断处理。
④交流电源分配：选用高质量小型空气断路器、滤波器、熔断器和变压器，组成可靠性高的配电回路。
（2）设计原理
设计原理***如***3所示。***中-T为变压器；-UPS为不间断电源；-Q为断路器；-B为滤波器；-F为熔断器；-A为直流电源。
3.可靠性能试验
3.1 防雷击试验
（1）试验方法
差模试验：在防雷器的L-N线间，施加冲击电流（8/20μs）：±6.0kA、±12.0kA、±30.0kA、±60.0kA，检测试品的残压Ur。
共模试验：在防雷器的L-PE线间，施加冲击电流（8/20μs）：±60.0kA、120.0kA检测试品的残压Ur。
（2）试验结果
由试验结果（如表1所示）可见，本设计具有较高的可靠性，能够抗击一定程度的雷击。
3.2 电压跌落、暂时中断与电压渐变
（1）试验方法
试验仪器接入变压器-T1的一次侧，测量不间断电源-UPS的输出电压及电流。
仪器选择主要取决于负载电流、峰值启动电流的能力。输出电压精度为±5%。
根据产品标准的电压跌落或中断要求进行试验。试验一般做3次，每次间隔10s。
试验要在电源系统正常工作的状态下进行。
（2）试验结果
由试验结果（如表2所示）可见，本设计具有较高的可靠性和稳定性，能够适应一定程度的电压跌落、电压中断和电压渐变。
4.总结
本文提出了提升机电控电源系统的优化设计方案，为提升机电控系统的可靠运行创造了必备条件。本系统已在现场投入使用近一年，未出现过任何问题，使由于停电引起的提升机运行故障率大大降低，达到了煤矿安全生产的标准，取得了良好的效果，保证了煤矿提升的效率。
参考文献
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[4]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].机械工业出版社， 2002.
机电系统设计篇6
关键词：ARM；控制系统；步进电机
中***分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 02-0000-02
在增强数字控制系统中步进电机是个重要执行元件，在机电一体化设备和自动化设备中得到广泛的应用。步进电机在许多制造业中成为了核心地位，例如在机器人、打印机、数控机床和绘***仪等设备上都是以步进电机为核心。在工业中也是同样，但是由于工业中的一些设备大多老旧跟不上时代的步伐，由于过时导致设备的储容量小实用性不强，在此同时就应当实现步进电机驱动上的位移和速度的精密度显示和控制。文章将采用ARM7TD MI内核的S3C44BOX处理器来实现步进电机的驱动上需要的条件。
一、工作原理
在电脉冲信号变换相应的直线位移和相应的角位移中需要通过步进电动机来执行该指令。在载重未超过要求范围的情况下，电机的在转动的速度和位置的停止都是取决于脉冲信号中的脉冲数和频率，在负载上不会受到很大的影响；在电机侧转一个步距角秩序加一个脉冲的信号，在电机旋转方向改变上也能通过通电顺序的改变而改变。目前有较多种类的步进电机，其中结构可分为两相和多相、反应式和激励式两种。
在步进机当中包含着众多特性，步进机特性分别有这几点：一、在步进电机当中的误差是无累积误差的，唯有周期性的误差。二、步进电机并不受到负载变化上的影响，步进机中的脉冲数与步距角是成一个正比上的关系。三、在改变转动方向上，可通过改变脉冲顺序来实现。四、停止时的步进电机具有自锁的能力。五、步进机在使用的过程中十分方便操作，他速度的响应性上较好，主要体现在停止、易于启动、正反转。
二、系统的控制组成与原理
在描述系统的控制与组成原理上，将例举ARM步进机在控制方案结构中最典型的顺序如下***1所示。
在整个的系统中是通过步进电机、ARM单片机、控制面板和驱动电路进行组成。在交互界面上主要是通过控制面板来完成，通过与ARM的通信，实现对监控功能中的操作，脉冲信号由ARM单片机发出由信号分配，步进电机将功率放大来带动负载。
（一）分配电机工作信号。在脉冲分配过程中可通过CPLD来进行控制器上的分配，选择四相步进电机来对被控对象。有两种方式在常用四相电机工作中，步角距为9度的四相八拍为AB-B-BC-C-CD-D-DA-A-AB，步距角为18度的四相四拍为AB-BC-CD-DA-AB[1]。
（二）产生的脉冲信号。脉冲信号的产生是由S3C44BOX完成，在占空比例上一般脉冲信号约占0.3～0.4左右，占空比越大那么电机转速就越高。
（三）驱动器上的细分。在使用中若步进机的步距角不能够满足条件时，可对步进电机采用细分驱动的方式，通过改变细分驱动器中相邻电流的A、B，以此来控制步进电机的运转改变合成磁场中的夹角。
（四）功率。在步进电机驱动系统中最为重要的部分是将功率放大。在步进电机中动态平均电流能够让步进电机保持一定的转速，并不是静态电流下能够保持。在电机中力矩若越大那么平均电流则越大，要想达到平均电流都大那便需要驱动系统来尽量的克制电机反电势。所以在驱动方式上应当根据不同场合来采用，驱动的方式到目前为止有以下几种：细分数、恒电压、恒电流、恒压串电阻和高低压驱动等。通过这些方式来提高步进电机的动态性能，将功率放大和信号分配组成步进电机的驱动电源。
三、步进电动机系统软件设计
在软件开发平台上选用了ADS1.2作为系统开发的工具。C语言的标准特性在ADS1.2编译器上得到提供，在扩展功能上增加了较多的专用工具利用例如ARM S3C44BOX来设计。提供了强大的调试系统和友好的用户界面，在开发ARM单片机应用程序上十分便捷[2]。
在控制脉冲信号上是有控制系统ARM S3C 44BOX发出，再由可编程的逻辑CPLD器件来进行分配性的脉冲，在可编程逻辑器件中CPLD是一个较丰富的可编程I/O。可编程在系统中，操作起来十分的灵活方便，在逻辑器件上不但可以实现常规的该功能，还可以在实现时序逻辑较为复杂的功能，与单片机接口一样都能够作为一个外设来实现对单片机中所需要的功能。在连接信号上CPLD芯片管脚主要有以下几种信号：JTAG接口信号、I/O口、电源信号、外部时钟信号、地信号和片选控制信号。8MHz外部的有源晶体振荡器在系统CPLD模块中采用，在CPLD中接入了全局时钟并输入管脚[3]。
系统在对控制步骤和电机驱动中如上所述。首先系统由AD S1.2来作为开发工具的软件，对步进电机经过***开发出控制的程序，在调试成功后将S3C44BOX写到FLASH开发板上。
四、结束语
通过RAM单片机的步进电机控制系统设计中，实现在转动距离和转速上的监测和精确控制，在步进电机的系统数据处理上速度较快、产品成本低且精密度高等可靠性的优点。能够降低整个系统中的体积便于携带并且性价比高，在简单的操作上十分适用于大家并且维护过程更加方便。
参考文献：
[1]宣财鑫.PLC脉冲控制步进电机技术[J].机车车辆工艺，2012（11）：33-34.
[2]周立功.ARM微控制器基础与实战[M].北京：航空大学出版社，2011（13）：45-46.
机电系统设计篇7
1步进电机时如何进行工作的
步进电机的相关工作原理的根本，就是依靠对于电流的感应来运行，那么在这一基础上，步进电机也就无法脱离供电电路的运行支持，也就是把传统的直流电转化成为一定频率形式来进行供电，也只有在一段一段形式的直流电供应之下，才能够最大限度的保证电机始终处在正常状态下。这类特殊形式的供电形式被称之为是分时供电，而能够为步进电机提供分时供电的供电设备便是驱动器。在步进电机的内部结构可以划分成为定子、转子两个部分。步进电机中所存在的转子是以永磁体形式存在，相应的绕组直接固定在定子位置上。在钉子绕组上存在着直流电的情况下，依据相应的电磁感应原理来说，其电子的定子也就会产生一个完全固定方向的电磁场，在固定方向电磁场的影响之下，定子便开始进行转动，直到永磁体转子呈现出的磁场和定子磁场方向完全一致位置。在这一过程中，如果说电流再从另外一个方向的定子绕组流过，那么定子的磁场方向也会随之改变，转子做出对应的角度转变，周而复始的运动。因此，步进电机在实际使用的过程中，能够依据脉冲电流的频率状况，来完全改变定子绕组各个不同绕组电力顺序，进而使得电机转速、转动方向也为之改变。
2步进电机运动控制系统的原理
AT89C51单片机主要是利用复位、晶振的形式，来组成了整个控制系统中最小的应用系统，而将该应用系统接入到相应的电机驱动电路之后，并且保持和电机连接的物理架构连接，同时将时钟电路接入到其中，以便于获取脉冲信号，完成以上几个方面的配置工作后，便可以直接通过控制面板来针对单片机执行编程工作，进而使得整个系统都能够在相应的指令下完成系统控制。
3控制系统实现对步进电机运动控制的方法
从电机本身所表现出的相关运作方式可以明显的得出，该系统必须要保证能够满足就以下几个方面的功能需求：下达正转指令，电机匀速正转，直到下一个指令的传达；下达反转指令，电机匀速反转，直到下一个指令的传达；下达停止指令，电机停止转动，直到下一个指令的传达；下达加速指令，电机在当前运动状态下匀加速运转，直到下一指令的传达；下达减速指令，电机在当前运动状态下匀减速运转，直到下一指令的传达。为达成以上目的，我们需要分析单片机及最小应用系统在其中起到的具体作用。
3.1复位电路电机在工作前都处于一个初始的状态，一般都是静止状态。相应的，在CPU内也有一个使电机静止的初始状态。复位电路的作用就是通过对CPU的设定，使其恢复到初始状态，来完成对电机静止的操作，当控制系统运行出错时，也需要对其进行复位操作来使控制系统回归正常的工作状态。
3.2时钟电路步进电机的工作原理是将电脉冲信号转变成永磁体转子的旋转角度，而时钟电路的作用就是提供一个稳定的或者匀速变化的脉冲信号。当脉冲信号稳定时，步进电机就会做出匀速转动的工作状态。
3.3按键控制电路在正常生产工作时，步进电机需要通过外界控制来改变各种各样的工作状态，而按键控制电路就是向步进电机下达工作状态改变指令的输入端，通过对按键控制电路上相应的按键的操作，人们可以对控制系统下达相应的指令，使电机的工作状态发生改变。
3.4驱动电路控制系统的各部分功能已经清楚了，那么如何通过控制系统使电机完成各种工作状态，则是下面需要考虑的问题。以三相异步电动机为例，若使电机正向旋转，则需要在电动机的三相绕组上依次施加电脉冲信号，若三相绕组代号分别为X、Y、Z，则控制电机正转的脉冲信号次序为：X-XY-Y-YZ-Z-ZX-X，若控制电机反转，则相应的次序为X-XZ-Z-ZY-Y-YX-X。由此可得出，只要控制脉冲信号输出的顺序就可以对电机进行正、反转动的操作。所以，我们得出了对单片机进行编程的思路，即若控制电机匀速正传，则按下按键1，此时对CPU下达的指令是按照既定的正转脉冲次序输出脉冲信号；若控制电机匀速反转，则按下按键2，此时CPU下达的指令是按照既定的反转脉冲次序输出脉冲信号；若控制电机加速运转，则按下按键3，此时CPU令时钟电路缩短延时，来加大脉冲频率；若控制电机减速运转，则按下按键4，此时CPU令时钟电路加大延时，来减小脉冲频率；若控制电机静止，则按下按键5，此时单片机复位或者关闭P0端口。如此就完成了整个电机控制系统的基本设计。
4结束语
机电系统设计篇8
［关键词］机电一体化系统设计；案例教学；学习兴趣；创新能力
当前我国正在实施《中国制造2025》规划，这对我国工程教育特别是机械工程教育提出了更高的要求，机械装备制造企业迫切需要具备机、电、控制、信息处理等多学科融合的机电装备设计制造复合型人才。机电一体化系统设计是机械设计制造及其自动化专业的一门重要专业课，它涉及机械技术、电工电子技术、自动控制技术、检测技术、计算机信息处理技术等相关技术，是该专业所有专业课中工程性、实践性、综合性最强的一门课程，该课程后续的教学环节为毕业设计。机电一体化系统设计课程的任务是在先修课程的基础上，从系统工程观点出发，综合运用各种专业知识，分析机电一体化产品的各组成要素之间的关系，实现机电系统要求的功能。因此，该课程对于学生全面了解和掌握所修其他课程的联系，建立机电一体化的系统思维体系，培养综合运用专业知识的能力，具有重要的作用。机电一体化系统设计的教学内容包括机械系统设计、传感器测试、电机与驱动、微机原理与接口、微型计算机控制等内容。各部分内容之间相对***，课程自身的理论体系不突出，缺乏整体感。另外这些教学内容中的有些内容在先修课程机械原理、机械设计、数控技术与数控机床、机械工程测试技术、微机原理与接口、单片机原理与接口、微型控制技术等课程中均有所涉及，极易造成教学内容的重复，给学生一种重复教学的感觉，从而降低学生对本门课程的兴趣。针对上述问题，我校在实施机电一体化系统设计教学中，以实现机械、电子、控制、信息等各异技术融合为目标，以实现闭环运动控制系统的伺服性能为出发点，以系统接口设计为主线，以案例教学为教学手段将以上教学内容有机结合，实施案例教学改革。[1][2][3]
一、绪论教学案例设计
绪论部分是机电一体化系统设计课程的关键部分，该部分对于学生理解本门的课程的特点和体系结构具有重要的作用，该部分主要突出机电一体化系统的特点、组成、设计方法以及接口等。在教学过程中，我们首先对数控车床与非数控车床两个案例在结构、功能、优缺点上进行对比，机电设备与非机电设备的区别在于增加了大脑“控制器”和神经“传感检测单元”，从而提高了设备的自动化程度、精度和效率等。通过数控机床、机器人、AGV小车、数控雕刻机等案例介绍机电一体化系统的组成部分及各组成部分的功能，强调控制器和传感检测单元在机电一体化系统中的作用。另外在讲解这部分内容时，突出机电一体化系统各组成部分之间的接口连接，通过机械接口（联轴器、传动机构等）、电子电气接口（A/D、D/A、放大器、光电耦合器）、通信接口（232串行口、USB、以太网接口等）、软件协议接口（TCP/IP协议、USB协议等）等案例，讲解接口在机电一体化系统中运动、能量、信息传输变换中的作用，强调机电一体化系统通过接口将各异技术集成在一起，形成特定的功能。在机电一体化技术方向方面，主要强调当前“机械功能电子化，电子功能软件化”的发展趋势，通过伺服电机变速代替变速箱，无刷直流电机代替传统电刷直流电机，电子表代替机械表，电子秤代替机械秤，高能束加工代替刀具切削加工等案例讲解机械功能电子化的发展趋势及带来的优势。通过软件PID控制算法代替硬件PID控制器，可编程控制器PLC代替逻辑继电器电路，可编程逻辑阵列FPGA代替专用芯片等案例讲解硬件功能软件化的趋势及优势。通过以上案例，让学生深刻认识机电一体化技术的发展方向及带来的优点。在绪论部分实施案例教学，可以避免相关知识点的填鸭式和说教式教学，使学生对机电一体化系统设计这门课程有一个系统的认识，强化了学生对机电一体化系统组成、功能、设计方法等知识点的认识。
二、机械系统教学案例设计
由于教学对象是机械专业的大四学生，多数学生一看到“机械系统设计”这个标题就感觉这部分没有新的内容，认为该部分内容是机械设计课程内容的重复，甚至认为这部分内容非常简单，没有必要在课堂上讲。恰恰相反，机械系统设计是机电一体系统设计中最为关键的一部分。因此，在开始讲解这部分内容前，应该首先点明机电一体机械系统设计与普通机械设计的区别，提高学生对该部分内容的兴趣。在课堂教学中，该部分首先通过如***1所示的机械一体化系统中典型的闭环控制系统，说明机电一体化产品中的机械系统与非机电一体化产品中的机械系统最大的区别在于：机电一体化产品中的机械系统是微型计算机控制的闭环系统的组成部分，因此在进行机械系统设计时必须要考虑机械系统的结构参数（惯性、刚度、摩擦、阻尼、传动间隙、固有频率）对闭环系统伺服性能（快速性、稳定性、准确性）的影响。基于这一区别，展开讲解机械系统的结构参数对闭环系统伺服性能的影响，以及如何从机械系统设计的角度提高整个闭环系统的性能。机械系统设计部分的另外一个重要内容是传动机构设计，通过齿轮传动案例中的间隙、刚度等对伺服性能的影响，说明在机电一体化系统中应该尽可能缩短传动链，提高闭环伺服系统的性能，并以伺服电机变速代替传动机构变速、直线电机、力矩电机、电主轴等作为缩短传动链的案例；只有当电机与负载不能匹配的时候才考虑使用传动链进行力矩、速度、转动惯量的转换。齿轮传动链设计部分包括最佳传动比的选择、传动级数的选择、传动比的分配等，这三部分内容的讲解都围绕提高伺服性能为根本目标，重点讲解最小转动惯量原则、输出轴转角误差最小原则分配传动比。为了区别机械设计，本部分除重点讲解齿轮传动链设计外，还通过数控机床旋转进给工作台、A/C轴双摆角铣头、机器人关节减速器等案例讲解了双导程蜗杆蜗轮传动结构、谐波减速器、RV减速器的各自原理以及在机电一体化系统中的应用。
三、计算机测控系统教学案例设计
计算机测量控制系统是机电一体化系统的核心，它负责采集机械部件的运动信息，并与给定值比较，生成运动控制指令。该部分的教学内容在机械工程测试技术、数控技术与数控机床、单片机原理与接口、微机控制技术等课程中均有涉及，因此，在本课程教学中将传感器、伺服电机、工业控制机结合起来，以工业控制机为中心，以接口为桥梁，将相关内容通过案例整合在一起。首先简单介绍增量式旋转编码器、光栅、感应同步器等位移测量传感器的位移测量和辨向原理，由于上述传感器直接输出相位相差90度的正弦信号，因此随后重点讲解传感器的接口电路如何对正弦信号处理获得相位相差90度方波信号，以及如何完成变相细分等功能。在控制电机部分，重点介绍了步进、直流、交流电机的功率驱动电路，如斩波恒流功放电路、PWM原理、SP－WM原理等，比较了三种电机在扭矩和功率输出特性上的不同点。最后以8051单片机为处理器，使用Proteus软件设计了教学案例[4][5]，涉及位移传感器测量接口电路和D/A转换接口电路，PID数字控制等知识点。
四、机电一体化系统教学案例设计
机电一体化系统是一个机械、电子、控制、信息等各异技术相融合的系统，在机电一体化系统设计课程的最后一章，以电脑刺绣机为设计实例，通过对这一典型机电一体化系统的设计过程，使学生能够根据设计需求综合应用机械系统设计、传感器测试、电机与驱动、微机原理与接口、微型计算机控制等各方面知识来设计一个机电一体化的系统。如***2所示，刺绣工艺的动作包括绣框在x、y两个方向的直线往复运动和绣针在z方向的连续上下往复直线运动，通过这两类运动的配合和刺料机构的作用形成线迹，绣框在x、y两个方向的移动距离决定了线迹的长度和方向，绣品由线迹的集合构成。绣针在织物上方时，绣框沿x、y两个方向移动到指定的位置，当绣针自上而下落到织物表面时，绣框停止移动，在刺料机构的作用下即完成一针线迹的动作。根据机电一体化系统的几个功能要素，电脑刺绣机由微机控制系统（控制与信息处理单元）、移框步进电动机及主轴电动机（驱动与执行单元）、x、y、z三个方向的传动机构及刺料机构（机械传动单元）、针杆位置传感器（传感检测单元）、220V单相交流电源（动力单元）、机架（机械结构单元）以及各部分之间的接口组成。由刺绣打版机输出的刺绣花样数据保存在电脑刺绣机的EPROM或磁盘中，电脑刺绣机的工作过程如下：控制微机启动主轴运转，由刺料机构带动旋梭和针杆运动，微机从刺绣花样数据文件中顺序读取每一针的x、y相对位移坐标，根据坐标数据通过两个电机的协调运转驱动绣框在平面内进行移动，微机通过读取针杆位置检测器的信号使绣框的平面移动与刺料机构的运动相互配合。电脑刺绣机设计参数的计算主要包括x、y、z三个方向运动件的运动参数和动力参数的计算、结构参数计算以及品质参数、环境参数和界面参数的确定。运动参数计算主要包括主轴转速范围的确定、绣框位移计算、绣框位移与主轴转动的运动配合、绣框运动速度计算、主轴转速计算、x、y步进电动机工作频率及传动比计算、移框加速度计算等；动力参数计算主要包括刺料机构驱动功率计算、移框步进电动机驱动力矩计算等；结构参数计算主要指刺绣机工作台面的长、宽、高三个方向尺寸的计算及机头头距的计算；品质参数主要包括系统可靠性、传动精度等；环境参数包括工作电压、环境温度、环境湿度等；界面参数则用于表征机器的人—机对话方式和功能。系统各部分之间通过接口进行连接，主要的接口包括微机系统前向通道与各传感器模块的接口以及微机系统后向通道与各功率驱动模块的接口，各接口通过采用光电隔离技术防止外部模块对微机系统的回馈干扰以及防止强电信号对微机电源的干扰。尽管电脑刺绣机由微机对刺绣工艺实行全面控制，但刺绣过程会出现断线、断针等随机因素。为保证刺绣工艺的准确进行，系统必须对针杆位置、绣线通断状况、绣框极限位置进行实时检测，因此，系统必须包含绣针布上布下位置检测、针杆最高位置检测、断线检测、绣框越界检测等传感检测模块。各传感器模块与微机系统前向通道之间需要进行接口设计，另外，微机系统后向通道与电机驱动模块之间也需要进行接口设计。微机控制系统是电脑刺绣机系统的核心，根据用户要求和工艺分析，控制微机除完成用户的基本要求外，还应具备花样存储与选择功能、记忆功能、工作状态显示功能、各种进退针功能等功能。微机控制系统设计除满足上述设计要求外，还应对控制微机的软硬组成方案进行初步设计。
五、结束语
针对机电一体化系统设计课程工程性、实践性、综合性最强的特点，围绕机械一体化闭环伺服系统的各组成要素，实施案例教学，通过典型案例实现理论教学和实践教学相结合的教学方法，不但加深了学生对机电一体化系统的理解，而且提高了学生学习兴趣、自学能力和创新能力，取得了良好的教学效果。
［参考文献］
［1］杨普国，孙佘一，陈俊.项目式案例教学方法的研究与实践［J］.昆明冶金高等专科学校学报，2011（5）：83-86.
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［3］覃金昌，陈志.基于Simulink和GUI的机电一体化课程案例仿真教学研究［J］.机械工程师，2016（5）：22-24.
［4］李琦，王基，刘永葆.《机电一体化系统设计》课程教学改革与实践［J］.高等教育研究学报，2010（1）：100-101.
机电系统设计篇9
关键词：机电系统；设计概念；研究分析；应用研究；设计技术
中***分类号：TH-39 文献标识码：A
引言
随着现代化的机械技术以及电子工艺技术迅猛的发展，在机电系统之中，发展的方向也随之而改变，逐渐的由传统的设计技术而逐步转型成为了柔性化、智能化、多功能化等方向，而面临着当前激烈的市场竞争以及国际竞争的压力，仅仅依靠对进口的产品和技术进行模仿，已经难以满足我国现阶段机电系统设计技术的实际要求，并且会降低综合竞争力、失去市场地位。所以，在今后的工作当中，还需要对机电系统技术进行创新，解决企业发展的根本性问题，对现行设计方案之中不足之处进行调整，不再单纯的依靠设计者的经验来进行研究，从根本上改进设计方案、形成一套科学化的设计技术体系，并且针对机电系统进行创造性的设计，提升系统的运转效益。
机电系统设计的特点分析
明确机电系统设计的主要特征，将有助于为后期设计技能与水准的提升打下坚实的基础。首先，与其他类型的设计相比较而言，概念性的设计有着多方面的特点：设计出来的机械设备的产品，都是以其独特的性质以及与其他类型机械之间的联系等外部特征而出现，并且针对设计方面的要求并不是定量的，而是定性的，在设计的过程之中，会逐渐的随着概念式的设计方案螺旋式的进行，达到设计要求的完善以及设计操作之间的协调一致，随后，在整个机电系统设计的进程之中并没有确定的流程和方案，设计的步骤是随着设计进度的逐步深入以及设计方面存在问题的多样性而不断的调整与变更的。
在机电系统设计的过程之中，还需要很好的体现出创新性和多样性，才能够确保设计产品的高质量以及高效益。对于机电系统设计工作而言，创新可谓是整个设计流程的灵魂所在，只有不断的创新、不断的发掘，才能够确保设计出来的产品可以符合大众的使用需求，保证产品功能的实用性与完善。而针对机电系统设计是一个非常复杂的过程，综合性较强，所以其中的创新应该是多层次的，从整体布局的变化、到结构的调整、内部零件的替换、工作原理以及工作模式的革新、内部功能的叠加与修改、外部设计形态的变更以及机械设备使用过程之中的约束条件等等，需要在每一个方面达到创新，才能够确保机电系统设计的完善性与高水准。而多样性，则指的是系统设计进程之中方案选择的多样性以及设计路径的多样性，运用不同的设计原理、不同的设计思想理念，来设计出不同的产品形态以及不同的布局方式，进而迎合各种用户的实际需求，在实践的市场运作之中提供更多的解决方案，拓宽产品的适用范围。在机电系统设计过程之中还需要明确的有涉及的基本问题，首先针对系统的设计过程描述，是一个抽象性的工作，需要有着详细的、深刻的设计方案和思路，同时，对知识库的表达与建立，也是一大难点所在，需要结合产品设计的实际功能以及后期的应用效果，来做出综合性的定论。
机电系统设计原理和技术创新分析
针对机电系统设计的原理和技术进行革新，将是今后工作的重点方向，并且也是一大难点所在。针对机电系统设计方案进行创新的一大关键点，就在于工作原理的构思创新，不同的工作原理会产生完全不同的产品，所以有必要对此方面的内容引起重视。在现今对机电系统进行设计的过程之中一般使用的黑箱法来明确基本的设计原理和设计思路，确保产品以及系统管理的设计功能性的需求，并且在产品的本质方面还要有一个完整的映射过程。系统的主要作用是针对输入的信息和数据资料等进行变换以及加工处理，同时还具有保存等功能，所以设备的正常运作在很大程度之上是取决于系统设计质量的高低。采用黑箱法对机电系统设计的基本原理和总体性的功能进行分析，并且在确定出总体的设计功能之后可以层层的推理，得出功能性模块设计***纸，对各个对象和各个项目的基本功能以及功能如何实现之间存在的逻辑联系进行了深入的表达。
机电系统一个本质性的特征就是全面的、无阻碍的实现执行运动的行为，所以，在针对整个机电系统的功能性魔窟奥进行划分之时，可以将其分为三个主要的部分、即传感检测系统、执行系统以及控制信息系统，进而可以确保各个系统之间正常有序的工作，由传感系统来负责信息的控制以及信息的检测，而由执行系统来实现最终的运行目标和使用的功能，而信息系统则收集相关的数据信息和输入的资料，确定动作完成的形式。另外，通过对整个系统进行功能性的划分，还可以使得系统内部的执行元件和驱动结构系统成为了一个有机的争议，诸如在市场之中部分机电设备将传动装置以及电机装置等设计成为了一个整体，进而将电机设备之中的电机轴作为整个传动装置之中的重要组成部分，这样的设计方式不仅可以起到节省设计材料的作用，而且还可以在整体之上提升机电系统运作的效率，提升工作的质量，进而收到显著的运转效果。
机电系统应用研究
借鉴现有产品，充分分析原有产品的优点和不足，在满足场地空间、工作效率要求的前提情况下，要尽可能多地考虑工件检测和搬放的自动、智能化。在整个弹簧分拣过程中最大限度地减少人工干预，考虑运用“黑箱子”的功能推理思想一一即只关心原因(输入)和结果(输出)。在机械设计方面考虑采用立体存放结构，同时要考虑工件的定位检测、机器安全保护及报警功能。充分运用计算机强大的数据处理功能，根据数据库里面的信息实现动态分组。尽可能在人机界面上显示主要的数据信息并初步考虑实现工作流程和缓冲库的动态形象化仿真，可以在人控和程控切换状态下进行工作，实现管控一体化。(例如:在实际需要时，人可以操作按钮实现动态分组，也可以按一定的程序判断条件实现动态分组等等)。
结束语
综上所述，根据上文针对机电系统的设计方案和设计的创新流程进行全面的分析，可以对机电系统设计过程之中的创新式操作有着更加深入的掌握和了解。机电系统是今后机械产品建设和发展的一个重要的方向，所以对技术进行创新与改良，对于发展和建设的前景有着巨大的意义。在现有的工作当中，由于研究和起步都比较晚，所以在技术方面与发达国家相比还有着巨大的差距，尤其是针对系统设计的创新性还有待提升和改进，还需要在今后的工作之中逐步的形成科学化的技术理论，对课题开展深入的研究与探讨工作，进而在机电系统设计工作之中取得更大的成绩，促进产品和技术的稳步向前发展。
参考文献
宋君.浅析机电系统的设计方案【M】.机电设施建设，2012.（5）
吴圆顺.煤矿机电设备的技术提升探究与机电系统的设计方案【J】.现代工业设计，2012.1
刘猛.设备的检修以及机电系统的设计方案浅析【J】.工业建设资讯，2012.
机电系统设计篇10
矿用机械电气控制系统的设计一般分为3个步骤进行：拟定设计计划、技术设计以及矿用机械系统最后的设计。拟定设计计划主要是研究系统与电气控制装置的构成,然后寻找最好的控制方案,这也是系统设计的重点，初步设计可根据机械设计者与电气设计者一起进行计划,也可让机械设计人员做出相关的机械结构资料以及对工艺提出相应的要求,最后由电气设计人员进行初步设计。
初步拟定设计的阶段应该依照机械设计人员提出的需要,然后收集国内外同类产品的相关研究资料,最后进行详细的分析报告，争取采用新的技术和新的工艺,并对这些新的技术和新的工艺等进行必要的原理性试验研究和提出试验研究纲领,提出系统中需要运用的专用零件的相关技术要求。技术设计是依照上级部门审查批标准或者是依照用户同意的初步设计当中的内容与方法,最后完成电气控制的设计,根据以上设计要求完成电气控制设备布置设计。
产品设计是根据上级审查批准的或经用户同意认可的技术设计,最终完成电控设备产品生产用的***纸，产品设计一般有以下步骤：绘制产品的装配***、绘制产品接线***、对绘制的***样进行标准化审核，一般而言电气控制装置的设计会按照上面的三个步骤进行,每个步骤当中的相关内容都可以根据矿用机械的具体情况进行相对的调整。
2矿用机械电气控制系统的设计关键
关于矿用机械电气控制系统的设计有许多的内容，文章挑选了一些在设计中涉及到的关键问题进行论述。矿用机械电气控制的选择时关键，其中电控装置又是控制系统的重点所在，电控装置对整个矿用机械的运行起着决定作用，电控装置的控制系统一般会采用依照矿用机械设备对于电气控制系统的具体要求，然后在决定用哪种电控装置对矿用机械进行设计，一般会将系统的作用、适应能力、运行速度、系统的安全性等等考虑进设计当中。
矿用机械的机械设备运转主要是依靠机械运动完成的，所以一台矿用机械设备需要配合其他的很多机械动作，这些机械动作之间的协调性主要就是依赖机械与电气的运转来完成系统的设计，也就是说科学地选择电气转动进行调速是决定系统技术好坏的重要环节，当然在选择时应该将机械的平滑性、效率以及费用等情况都综合起来进行考虑。
3结束语