P.1机械电子学（mechatronics）亦称机电一体化，是随着生产和技术的发展，在以机械技术，电子技术，计算机技术为主的多门学科相互渗透，相互结合的过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科mechanics机械学，electronic电子学
机械电子学：主功能、动力功能、信息与控制功能上引进电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件；
计算机信息网络协调与控制，用于机械力、运动和能量流等动力学的机械和机电部件相互联系；
设计机械产品和生产初始阶段 精密机械技术和电子控制系统
P.5机电一体化系统的组成要素：机械本体、动力源、执行机构、检测与传感装置、控制与信息处理装置
六项技术：机械、计算机与信息处理、监测与传感、自动控制、伺服驱动、系统总体 意义:提高精度，增强功能和可用性，提高生产效率，降低成本，提高安全性和可靠性，减轻劳动强度，改善劳动条件，简化结构，减轻重量，增加系统柔性和智能化
P.20plc是一种专为工业环境应用而设计制造的计算机。它在基本硬件结构上，工作方式上为程序存储，为了适应逻辑控制的需要，具有很强的现场输入输出的功能，有较强的驱动能力，有自己独特的编程语言和编程方法
可编程控制器的特点（填空）可靠性高，抗干扰能力强；丰富的输入输出接口模块；功能强，适应面广；编程简单，容易掌握；采用模块化结构，系统构成灵活
工业控制计算机是在工业环境中使用的以电子计算机为核心的测量和控制系统。它的作用是处理来自检测与传感装置的输入，并把处理结果输出到执行结构去控制生产过程，同时可对生产过程进行监督和管理。
总线式工控机是依赖某种标准设计，由包括主机在内的各种i/o接口功能模块而组成的计算机
特点：取消了计算机系统母板；采用开放式总线结构；各种i/o功能模块可直接插在总线槽上；选用工业化电源；可按控制系统的要求配置相应的模版；便于实现最小系统；软件极为丰富
Std总线是8位/16位兼容的总线，STD总线采用功能模块；开放式的系统结构；具有严格的标准化，广泛的兼容性；具有强大的 I/O 扩展能力。很适用于传统产业的技术改造和工业过程控制。
P.27传感器与检测系统在机电一体化中的作用：检测系统是机电一体化产品中的一个重要组成部分，用于实现计测功能，
1、把各种非电量信号转换为电信号
2、对传感器送去的电信号进行加工，使之成为合乎需要的、便于输送或显示和记录的、可作进一步后续处理的信号
要求：
1、精度、灵敏度和分辨率高
2、线性、稳定性和重复性好
3、静、动态特性好，测量范围大
4、抗干扰能力强
细分：是指对初始网格依据一定的规则通过不断细分，产生光滑的极限曲线或曲面
辨向：由于位移传感器一般允许在正反两个方向移动，在进行计数和细分电路的设计时，往往要综合考虑辨向问题
细分和辨向的方法：多路信号采集细分与辨向；电阻链移相细分与辨向；锁相信频细分与
辨向；脉冲填充细分与辨向
信号采样与保持：所谓采样，就是把时间连续的信号变成一串不连续的脉冲时间序列的过程。需要用a/d转换器将其转换成数字量，a/d转换过程需要一定时间，为防止误差，要求在此期间内采样信号不变。实现这一功能的电路称为采样/保持电路。
P.55习题3-
1、3-
9、3-12
P.56伺服驱动系统的一般组成（输入指令，控制器、功率放大、执行元件、机械部件、检测装置、输出量）、类型（根据执行元件的不同，伺服系统可分为电气式、液压式、气动式）、（根据控制原理，即有无检测环节及其检测部件，可分为开环、半闭环和闭环）；机电系统对伺服系统的要求：
1、高的稳定性
2、快速性
3、高精度
伺服系统是以机械参数（位移、速度、加速度、力和力矩等）作为被控量的一种自动控制系统。这种系统的基本要求是输出量能迅速而精确的响应指令输入的变化，所以伺服系统也常常称为随动系统或自动跟踪系统
基本组成形式（填图）（模拟式、混合式、数字方式）图4-3重要
P.62计算（关于步进电机）
P.70直流伺服驱动系统(调试方法、pwm、组成）在pwm构成的驱动电路中，只要改变脉冲的宽度，也可以调节电机的转速，但这样的调速系统是开环；在闭环伺服系统中，目前用得最多的是晶闸管直流调速系统和pwm直流脉宽调速系统
根据pwm的工作原理，必须有一种电路或者装置将控制转速的指令转换成脉冲的宽度，其中元件工作在高速开关状态，这样的装置叫直流pwm驱动装置（图4—23）（p.78图4—29）重要
P.80交流伺服系统（可能出现在b卷）
P95微进给装置（热变形式、磁致伸缩式、压电式）
P.106伺服电机的选择实例(重点）
题4-11
Spwm逆变器的工作原理：在交直交变频调速中，信号主要经使用整流器把交流变直流再由逆变器把直流变交流的过程，而spwm逆变器就是一组宽度安正弦规律变化的矩形脉冲，它通过通电时间的变化而模拟出正弦波的信号从而把直流转化成交流电
题4-15
P.114轨迹控制的原理和插补原理
轨迹的控制就是控制器每隔一定时间间隔t给出中间点的坐标信息，控制伺服系统驱动机械运动部件按指令要求运动，从而得到所要求的轨迹
插补的要求
1、插补所需的原始数据要少，
2、插补的结果没有累计误差，局部偏差不超过所允许的误差，插补曲线要精确地通过给定基点
3、沿插补路线，进给速度恒定且符合加工要求
4、线路简单可靠
P.117表5-1p.120表5-3p.145例5-5
P.146计算机控制系统的组成（计算机、模拟信号转换为数字信号的a/d转换器，数字信号转换模拟信号的d/a转换器）、
控制过程（1实时数据采集、2实时决策3实时控制）
分类（1顺序控制2.直接数字控制系统3计算机监督控制系统4.计算机分级控制系统） （图5-36）
优点：计算机控制技术是自动控制理论与计算机技术相结合的产物。用计算机取代常规的控制器，实现对控制系统的调节和控制，就可以构成计算机控制系统。具有计算机强大的计算、逻辑判断和记忆等信息加工能力，只要运用计算机的各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序，就能实现对被控对象的控制。
P.161机电一体化中的机械结构与传统机械系统的区别
机电一体化系统中的机械零部件，就作用机设计原理来说，与传统机械基本相同。但是，在机电一体化系统中，很多机械零部件已不仅仅是起支承、传递运动和动力的作用，而成为伺服系统的组成部分，直接影响系统的控制精度、响应速度和稳定性。因此，机电一体化系统中的机械结构与一般的机械结构相比，除要求具有合理的结构、强度、刚度和精度外，还要具有响应特性，就是说响应要快、稳定性要好。为此，对机电一体化系统中的机械结构常提出低摩擦、无间隙、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求
P.168精密机械要求(机电一体化系统中常用的伺服驱动齿轮传动，除要进行一般的齿轮传动设计外，其传动比的设计还要满足脉冲当量的要求，并需按最大加速能力及最小惯量等要求设计，从而获得最佳的控制效果）
P.174.齿轮传动间隙调整方法（1.中心距可调消隙2.弹簧加载双片齿轮消隙）
P.177滚珠丝杆传动（重要）它由丝杠、螺母、滚珠和反向器等四部分组成。丝杠转动，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉出，在螺母上装有反向器，构成滚珠的循环通道，使滚珠从通道的一端滚出后，沿通道进入另一端，重新进入滚道，形成一闭合回路 特点：传动效率高、传动精度高、磨损小、寿命长、运动的可逆性、结构复杂，工艺性差，成本高。
按滚珠在整个循环过程中与丝杠表面的接触情况，可分为内循环和外循环。内循环方式在循环过程中始终与丝杠表面保持接触；外循环方式中的滚珠在循环返回时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动
为了消除空程，通常采用双螺母预紧法。
P.187接口（图7-2）狭义接口是指计算机接口，广义接口是指在系统中各要素或子系统之间，必须平稳的进行物质、能量、信息的输入和输出。在相互连接的要素的交接面上必须具有相应的某些条件，才能连接，该交接面就称为接口
在机电一体化系统中，认真处理接口很重要，它是保证产品具有高性能，高质量的必要条件，这是由机电一体化系统的复杂性决定的
P.194精度概念 精度都是实际参数（测量值）与理想参数（真值）的符合程度，符合程度越高，精度也就越高。误差是指实际参数与理想参数的偏离程度，误差理论是精度设计与精度测量的理论基础
误差分类：（性质）随机误差、系统误差、粗大误差；（来源）原理误差、制造误差、运行误差；（时间特性）静态参数误差、动态参数误差
误差分配：是指将产品允许的总误差经济合理地分配到零部件上，并规定各零部件的公差和技术要求。总误差包括总系统误差和总随机误差，一般来说系统误差影响较大，而数目较少，如果系统仅是某个变量的函数则可以用产品误差方程来表示，随机误差的特点是其数量多，一般安均根法来综合。（公差调整）
P.197误差补偿是调整公差的一种有效手段。
误差补偿方法：工艺补偿（轴系回转精度的误差抵消、大件导轨精度的综合修刮、坐标定位精度的综合修正）和设计补偿（误差值补偿、误差传递系数补偿、综合补偿）
数控机床与一般机床相比，影响加工精度的误差源较多，而且是数控机床特有的，它的误差源分为：
1、加工前的误差源（编程误差、机床调整误差、自动换刀误差）
2、机床本身误差（机床几何精度误差、弹性变形引起的误差）
3、运行时误差（定位误差、各种运行速度下的误差）
P201可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。
机电故障：硬件逻辑故障（永久性、间发性、边缘性）软件故障（系统软件、应用软件）常
见干扰（自然、人为、固有）/（静电、磁场耦合、漏电耦合、共组抗干扰、电磁辐射） 防护：屏蔽干扰源、隔离、滤波、接地、合理布置电源、软件抗干扰
数控系统的组成与职能：
1、人机接口和通信接口；是数控系统和操作人员进行的信息交流而必须具备的硬件和软件，是数控系统和计算进行的通信必须具备的相应的硬件和软件
2、cnc装置；是计算机数控系统的核心，根据输入的数据段插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件，加工出需要的零件
3、伺服单元；是cnc和机床本体的联系环节，接受来自cnc装置的进给指令，并将其变换和放大后通过驱动装置转变成机床工作台的位移和速度
4、驱动装置;把已经放大的指令信号变成机械运动，通过机械连接部件驱动机床工作台，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图纸要求的零件
5、辅助控制部分；用于控制其它部件工作，如换刀，加工冷却液等
6、测量装置，也称反馈元件，通常安装在机床的工作台或丝杠上，把机电工作台的实际位移变成电信号反馈给cnc，供cnc与指令值比较产生误差信号，以控制机床像消除误差的方向移动
7、机床本身；在设计cnc机床时采用许多新的加强刚性、减小热变形、提高精度等方面的措施。
最后压轴题：改造机构方面（换刀、控制、伺服、检测、传动系统）
