机电一体化专业毕业论文(4)

2019-02-14 23:02

(2) 键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有:

1) 编码键盘,自动提供被按键的编码(如ASCII码或二进制码);

2) 非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。

2、 输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器(LED)是典型的输出设备,由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。

第五章 一体化常见问题及解决

机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电

子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统。机电一体化系统投入工业应用环境运行时,系统总会受到电网、空间与周围环境干扰。若系统抵御不住干扰的冲击,各电气功能模块将不能进行正常的工作,微机系统往往会因干扰产生程序“跑飞”,传感器模块将会输出伪信号,功率驱动模块将会输出畸变的驱动信号,使执行机构动作失常,最终导致系统产生故障,甚至瘫痪。

5.1 干扰源

从干扰窜入系统的渠道来看,系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等。 1、 供电干扰

大功率设备会造成电网的严重污染,使得电网电压大幅度地涨落、浪涌,大功率开关的通断,电动机的启停等原因,电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。据统计,电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起CPU误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。 2、 过程通道干扰

过程通道干扰主要来源于长线传输。当系统中有电气设备漏电,接地系统不完善,或者传感器测量部件绝缘不好等;及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起,尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时,产生的共模或差模电压都会影响系统,使系统无法工作。 3、 场干扰

系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场,如太阳及天体辐射;广播、电话、通讯发射台的电磁波;周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作,使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。

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5.2 抗供电干扰的措施

1、 配电系统的抗干扰

抑制供电干扰首先从配电系统上采取措施,其次可采用分立式供电方案,就是将组成系统各模块分别用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源供电,这样就减少了集中供电的危险性,而且也减少了公共阻抗以及公共电源的相互耦合,提高了供电的可靠性,也有利于电源散热。

另外,交流电的引入线应采用粗导线,直流输出线应采用双绞线,扭绞的螺距要小,并尽可能缩短配线长度. 2、 利用电源监视电路

在配电系统中实施抗干扰措施是必不可少的,但这些仍难抵御微秒级的干扰脉冲及瞬态掉电,特别是后者属于恶性干扰,可能产生严重的事故。因此应采取进一步的保护性措施,即使用电源监视电路。电源监视电路需具有监视电源电压瞬时短路、瞬间降压和微秒级干扰及掉电的功能;及时输出供CPU接受的复位信号及中断信号等功能。

5.3 场干扰的抑制

防止场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。须注意以下问题:

(1)消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地,接地时要防止形成接地环路。 (2)为了防止电磁场干扰,可采用带屏蔽层的信号线,并将屏蔽层单端接地。 (3)不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。

(4)在布线方面,不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线,也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用公用线,以免互相串扰。 5、 软件抗干扰技术

各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中,导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果,虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施,但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为,实施软件抗干扰的必要条件是:

(1)在干扰的作用下,微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁,或易损坏的单元设置有监测状态可查询。

(2)系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。

(3)RAM区中的重要数据在干扰侵入后可重新建立,并且系统重新运行时不会出现不允许的数据抑制数据采样的干扰可采用:数字滤波,宽度判断抗尖峰脉冲干扰等办法,也可采用重复检查法,偏差判断法来检查判断是否有干扰信号。而程序运行失常的软件抗干扰措施一般

1)设置WATCHDOG功能,由硬件配合,监视软件的运行情况,遇到故障进行相应的处理。

2)设置软件陷阱,当程序指针失控而使程序进入非程序空间时,在该空间中设置拦截指令,使程序进入陷阱,然后强迫其转入初始状地结合在一起,形成完整的系统。

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第六章 探述机电一体化 6.1机电一体化技术发展方式的探讨

6.1.1机电一体化的核心技术

机电一体化的核心技术主要包括信息处理技术、机械制造技术、传感器技术、

传动技术和自动控制技术。

6.1.2信息处理技术

信息处理技术主要指的是计算机技术,尤其是单片机技术。在机电一体化技术中“电”可以说是单片机技术、PLC 技术和通信技术的综合体。

6.1.3机械制造技术

机械制造技术是机电一体化技术的基础技术。机械制造技术包含了很多方

面,如机械设计技术、机械制造,还是机械工艺,并且其在机电一体化方面都有很大的发展,并存在巨大的发展空间。

6.1.4传感器技术

传感器技术是一种包括各种物理量的传感器,尤其是具有“一器多感”功能的

技术。近些年来“光纤传感器”随着科技的发展,取得了长足的进步,这在很大程度上对近对机电一体化技术有巨大的作用。

6.1.5传动技术

传动技术和传动控制技术是在微电子技术的支持下机电业的关键技术,它包含电力传动、液压传动、机械传动、气压传动和磁力传动等方面。随着技术手段的发展,这些传统的技术能够在更大程度上满足人们需要的各种动作和功能。

6.1.6自动控制技术

这是近年来最常用且发展最迅速的技术范畴。自动控制技术的代表技术手段是人工智能控制技术,这项技术对机电一体化技术产生了巨大的作用。

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结论

机电一体化的发展历程见证了人类走向了高科技的时代,机电一体化化的发

展趋势见证了人类对于高智能化的向往。 机电一体化不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。在走向高智能化的时代步伐下,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

本篇介绍了机电一体化技术的由来,发展,应用。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口

技术是机电一体化系统的关键环节。机电一体化技术在以后会迅速发展。

参考文献

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[5] 章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究,2006; [6] 梁俊彦,李玉翔.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯,2007。 此致 敬礼

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