机械工程控制基础
实验指导书
王恒升
编著
中南大学机电工程学院机械电子工程系 2006 年 9 月
目
录
实验一 一阶 RC 电路的阶跃响应……………………………………1 实验二 一阶 RC 电路的频率特性……………………………………8 实验三 PID 经典控制规律及其作用……………………………….15
实验一
一阶 RC 电路的阶跃响应
一、基本理论
一阶 RC 电路是典型的一阶系统例子，本实验的电路原理如图 1-1。
R
i ui
1MΩ C 1μ F
uo
图 1-1 RC 串联电路
根据电路理论很容易写出以下方程
ui ? u0 R i d C? u0 dt i or u0 1 ? ? ? id ? C?
0 t
( 1 ? 1) ( 1 ? 2)
由式（1-1）可以得到图 1-2（a） ，再由式（1-2）可以得到图 1-2（b） ，此 即为一阶 RC 电路的一种方框图表达形式。
i
i
i
i
∫ o
t
τ
(a) 图 1-2 RC 串联电路的一种方框图
(b)
图（1-1）与图 1-2（b）的区别是明显的，前者的线条代表连接导线，符号 代表实际的电阻与电容器件， 当有输入电压时线路中有电流 i 流过。后者只是代 表电路中各物理量（信号）之间的运算关系，其中并没有实际的物理量存在。如
1
果在电路图中有一个分支，其中的支路电流会比总电流小分支越多,后面分支中 的电流越小；而方框图中的信号并不会因为分支而有所变化（如 1-2（b）中的 输出点）,信号的分支不影响信号的强弱。 从以上过程可以看出， 方框图是数学关系式的图形表达，直观地描述了信号 之间的运算关系。 如果用复频域表达，在零初始条件对式（1-1） 、式（1-2）取拉普拉斯变换， 可得到式（1-3） ，该式的运算关系可用图 1-3 表出。
Ui( s ) ? U0( s ) R I( s ) U0( s ) 1 C? s ? I( s ) ( 1 ? 3)
i 0 0
图 1-3
复频域下 RC 串联电路的一种方框图
由式（1-3）可以容易地写出传递函数式，
G( s ) U0( s ) Ui( s ) 1 R? C? s ? 1 ( 1 ? 4)
综上所述，一个 RC 串联电路可以表示为： 1．用图形符号连接起来的电路图； 2．用数学式表达出的运算关系； 3．用方框图表达出的运算关系 这几种方法以不同的形式表达了同一物理系统，都是这一物理系统的模型， 其中电路图是一种“物理模型” ，运用物理定律（欧姆定律、克希霍夫定律等） 对实际物理系统进行简化，以“路”的方式研究串联 RC 电路中的电磁现象；后 两种方法主要针对的是其中的物理量 （信号） 的运算关系， 更强调其中的 “运算” ， 甚至于可以暂时撇开 RC 串联电路的物理系统本身， 只研究变量之间的运算关系， 因此是这一系统的“数学模型” 。 根据研究系统的任务的不同，可以采用不同的模型方法。对于上述系统，如 果需要分析电路中的功率传递、功率
因数等，采用电路图的方式是合理的；如果 要更宏观地分析系统的动态过程、信号相移、频率特性等，显然用数学模型更为 适宜。 以上模型有时可能都不适用， 例如要研究高频情况下电磁辐射对周围电子系 统的干扰， 就时就得用电磁场的模型理论。 利用模型分析只是理论上的一种手段， 对实际工作起到一定的指导作用， 在某些极端的使用场合可能最终还得建立一个 实际系统，通过对真实系统的测试达到对系统的更为准确的认识。如极高频、极 微弱信号、超大功率、极端环境等。
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二、实验目的
1．研究一阶 RC 串联电路在阶跃信号激励下的响应； 2．研究电路参数对响应曲线的影响； 3．研究初始条件对响应曲线的影响； 4．研究一阶系统的特征参数。
三、实验系统构成
图 1-4
实验系统的构成
实验系统构成如图 1-4，共三大部分，一是计算机，包括其中的数据采集卡 （PCI6014）二是 NI ELVIS 工作台套件， ； 包括上面的面包板 （原型板， Prototyping Board） ；这两者之间通过 68 芯通信电缆相连；第三部分在上图中未显示出来， 是计算机软件。
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实验操作的界面： 一是上面说到的 NI ELVIS 工作台，主要在上面完成电路（实验对象）的搭 接，工作台的外形如图 1-5，其详细介绍参见附录； 二是软件平台， 在其上启动对实验对象的输入和输出信号的采集，结果的显 示及后处理。
图 1-5
NI ELVIS 工作台外形
四、实验步骤
步骤 1．按图 1-6 搭接 RC 串联电路，搭接电路时要注意： （1）电路的输入端接到原型板左下角的“Variable Power Supplies”区的 “Supply+”端子上，另一个输入端接到“地（Ground）。 ” （2） 系统同时采集 RC 串联电路的输入和输出信号，因此用到两路模拟量输 入端，在图 1-6 中用红色椭圆线所围的部分。ACH0+和 ACH0-为一路模拟量输入， ACH1+和 ACH1-为另一路模拟量输入，图中将负端连在一起后接地；ACH1+接 RC 电路的输入电压；ACH0+接 RC 电路的输出电压。 （3）在实际测量过程中，为了减小 RC 电路的输出阻抗，后面加了一级由运 算放大器（OP741）组成的单位增益的反馈放大器（图 1-7） ，OP741 的引脚排列 如图 1-8。 （4）电路搭接完成后经实验指导教师检查后方可打开电源开关。
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图 1-6 RC 串联电路的接线
图 1-7
带单位增益放大器的 RC 串联电路
5
图 1-8
8 脚 OP 741 运算放大器的引脚图
步骤 2．启动程序“一阶 RC 电路的动态过程” ，出现以下界面。界面的主画 面是显示区，左边显示输入输出曲线，左边显示电路图并在动态显示输入-输出 的曲线。 上面的一行数字输入区的含义分别为： （1） “采样频率” ：表示采集工作台
RC 电路输入-输出模拟量的速率，默认 值为 1kHz，本系统的最大值为 100kHz； （2） “平均滤波取点个数” ：为了消除采集干扰，每一个采样输出点是连续 很多个采样数据的算术平均值， 默认取 100 个值的平均，可根据电路的时间常调 整；
图 1-9
实验软件操作界面
以上两个值决定了采样输出点的时间间隔，在以上默认值下为 100/1000 = 0.1 秒。 （3） “显示数据点个数” ：表示在波形中要显示的点数，根据电路的时间常 数以基本达到稳态为宜。 （4） “初始值”和“终值”：分别表示输入的两个阶跃值。输入的样式如图
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所示， 程序启动采集时的输入总是从零值开始，第一个阶跃结束后电容的电压接 近于第一个阶跃值（即初始值） ，第二个阶跃值可以是正阶跃，也可是负阶跃， 对于第二个阶跃来说，第一个阶跃值就是系统的初始状态。
输入 起始值
终值
启动采集点
时间
图 1-10
加在 RC 串联电路上的输入样式
步骤 3．输入-输出曲线对应的采样值存放在程序运行的当前目录下的文本 文档中，文件名为“1col 输出 2col 输入.txt” ，数据文件共两列，第一列为输 出采样值， 第二列为输入采样值，数据点之间的时间间隔根据所选的采样频率和 平均滤波点个数显示在屏幕的右上部分。 注意：每一次采集完成后，自动将上次记录的数据文件覆盖掉，只保留最后 一次的数据。因此，若想要保留某次的采集结果，请将数据文件更名保存。 步骤 4．改变“初始值”与“终值” ，重复以上过程。 步骤 5．改变电阻（或电容）值，重复以上过程。
五、实验报告
1. 2. 3. 4. 5. 研究一阶 RC 串联电路的数学模型，研究在阶跃信号作用下系统的输 出响应； 研究不同实验条件下得到的系统响应曲线，总结响应与系统参数、初 始条件之间的关系，与理论结果进行对比； 在相同系统参数下，根据不同输入下的响应曲线研究一阶 RC 电路的 时间常数，并与实际物理参数的计算值相比较； 通过理论分析与实验，谈谈自己的心得。 （选做）研究 RLC 串联电路的数学模型,研究在单位阶跃激励下电容 器输出电压的响应情况,选用任何的研究手段,如:理论分析,编程计 算,实验方法等
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实验二
一、基本理论
一阶 RC 电路的频率特性
仍然采用实验一中的一阶 RC 串联电路，如图 2-1。
R
i ui
1MΩ C 1μ F
uo
图 2-1 RC 串联电路
给输入端施加正弦激励
ui Uim? sin? ?t? ( 2 ? 1)
根据线性系统理论，其输出为同频率的正弦信号,
uo Uom? sin? ?t ? ?? ( 2 ? 2)
输出-输入正弦信号之间的幅值比随频率而变化,其变化规律称为系统的幅 频特性;它们之间的相位差也是频率的函数,
称为相频特性。即
A? ?? Uom Uim ?? ?? ??0 ( 2 ? 3)
用以上幅值比和相位差构造一个复数,复数的模即为幅值比, 复数的幅角即 为相位差,该复数
A? ?? ? e
j ? ?( ? )
( 2 ? 4)
同时表达了幅频特性和相频特性，因此称为系统的频率特性。该复数的求取通常 有两个办法：一是将系统的传递函数中复变量 s 用纯虚数 jω来代替得到的复变 函数就是式（2-4）所示的复函数。由实验一可求出其传递函数如下
8
i 0 0
图 2-2
复频域下 RC 串联电路的一种方框图
U0( s ) Ui( s ) 1 R? C? s ? 1 ( 2 ? 5)
G( s )
所以，其频率特性式为，
G? j? ?? U0? j? ?? Ui? j? ?? 1 j? ?? R? C ? 1 ( 2 ? 6)
二是根据上述的定义，构建一个系统，给系统施加不同频率的正弦输入，测 量其输出正弦的幅值与相位， 计算出幅值比和相位差就可得到频率特性，这种方 法叫实验法，就是本实验要采用的方法。
二、实验目的
5．研究频率特性的测定方法； 6．研究一阶 RC 串联电路的频率特性； 7．研究电路参数对频率特性的影响。
三、实验系统构成
实验系统构成与实验一相同（图 1-5） ，实验线路也同实验一（图 1-6、图 1-7） ，但须注意，本实验的输入与实验一不同，接自函数发生器的输出（见下面 的介绍） 。本次实验的逻辑框图如图 2-3 所示，NI ELVIS 工作台既作为频率可调 的信号源（函数发生器） ，又具有测试输出的测量功能（示波器） 。NI ELVIS 的 操作面板如图 2-4。 图 2-5 给出了函数发生器部分的操作面板，在本次实验中把“MANUAL”开关 打在“手动位置” ，手动指示灯亮； “波形选择”开关打在“正弦波”位置；然后 可以通过旋钮调节输入正弦的频率和幅值。 图 2-6 为原型板的接线端子图，图 2-7 显示了函数发生器的输出接线端子， 图 2-8 显示了模拟量输入和示波器输入部分的接线端子， 2-9 为示波器的软件 图 操作界面。
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频率幅值可调 节的信号源
测试探头
机
图 2-3
实验系统逻辑框图
图 2-4
NI ELVIS 的操作面板
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图 2-5
函数发生器部分的操作面板
图 2-6
NI ELVIS 的的原型板概貌
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图 2-7
函数发生器部分的接线端子
图 2-8
示波器和模拟量输入部分的接线端子
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图 2-9 示波器的软件操作界面 测量显示用到 NI ELVIS 的示波器软件，双击打开“ELVIS – Oscilloscope” 程序界面， 如图 2-9 所示。 这是一个双踪示波器面板， 其操作与普通示波器相似， 图中用细红椭圆线标注了通道 A 和通道 B 的信号输入的选择列表框， 在本次实验 中一定要选取“BNC/Board CH A”和“BNC/Board CH B” ，不能选错，否则会造 成仪器内部短路，损坏仪器。
四、实验步
骤
步骤 1．与实验一相似，按图 2-10 搭接 RC 串联电路及单位增益运算放大器 电路。
图 2-10
被测对象电路原理图
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步骤 2．将输入端连接至函数发生器输出端（参见图 2-7）的“FUNC_OUT” 端，另一个输入端接到“地”端（GROUND） 。 同时将输入端接到示波器输入端 CHA+，CHA-端与 CHB-端一起接到“地”端 （GROUND） 。 步骤 3．将输出连接到示波器输入端 CHB+。 经实验指导教师检查并确认无误后方可打开电源开关。 步骤 4．双击“ELVIS – Oscilloscope”打开示波器程序界面（如图 2-9） ， 请注意： 通道 A 和通道 B 的信号输入一定要选取 “BNC/Board CH A” “BNC/Board 和 CH B” ，不能选错。 步骤 5． 示波器面板上的 “TRIGGER” 触发源， 用下拉列表框选择 “WYNC_OUT” ， 调节示波器的其它旋钮，使波形显示稳定而清晰。按下通道选择下面的“MEAS” （测量）按钮，可测出信号的频率、峰峰值、相位等。 步骤 6．列表记录以上实测值。 步骤 7．调节函数发生器的输出频率，重复测试，根据幅值比的大小，在高、 中、低频率处各测得五组有效数据。 步骤 8．改变电阻（或电容）值，重复步骤 5~7。
五、实验报告
6. 7. 8. 9. 10. 11. 研究一阶 RC 串联电路的频率特性，对其频率特性有定性的认识； 在直角坐标系中分别画出幅频特性和相频特性曲线（坐标轴线性刻 度） ； 根据实测值，在复平面上画出式（2-4）的点，并绘出光滑曲线（即 Nyquist 图） ； 对实测曲线与理论结果进行对比； 对实测曲线计算输出信号幅值与输入信号幅值比为 1/√2 时的频率， 并分析此时的相位差； 通过理论分析与实验，谈谈自己的心得。
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实验三
一、基本理论
PID 经典控制规律及其作用
控制工程常涉及到被控动力学对象，如图 3-1，需要将其某个参数调整到预 期值，如：将温度调整到某设定值、将运动部件调整到某位置、将转速调整到某 给定值， 运动部件沿着预定的轨迹移动等，这个参数就是该动力学对象的输出目 标值 y(t)。
被控对象
图 3-1 被控动力学对象
对目标变量的操纵遵循动力学对象本身的运动规律，例如，对于燃烧气体加 热的热处理炉，调节燃料气体阀门的大小可以操纵炉子的温度，其规律（如热惯 性）与炉子本身的热容量、保温材料、加热对象等因素有关，根据对象的物理性 质可以将这种运动规律数学化， 就是所谓的数学模型，这里的燃料气体的阀门开 度就是图 3-1 中的 u(t)，称为操纵变量。
图 3-2
球杆系统
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图 3-3
球杆系统的机构原理
机械工程的动力学对象其输出目标常常是位置、速度等机械量，对目标的操 纵往往是通过电动机或液压或气动的方式
实现的，本实验的动力学对象如图 3-2 所示，是一个球杆系统，其原理如图 3-3 所示。
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齿轮的转角θ通过杆臂（Lever Arm）操纵横杆（Beam）的倾斜程度进而调 整球（Ball）在杆上的位置，动态调整θ角可以将球控制在目标位置（图中的距 离 r） 。齿轮的转动是由直流伺服电机驱动的，因此该球杆系统可用以下的方框 图来表示。
功率驱动
图 3-3
伺服电机
传动及球 杆机构
球杆系统的构成框图
手动方式拨动轮盘使球在某预期位置平衡也不是不可能做到的， 但一定不是 一件容易的事情。 自动控制应该比人工手动调整做得更好，下面是自动控制的方 框图
ydes
控制器
球杆及其 驱动系统
位置检测
图 3-4
球杆控制系统方框图
在工程控制中，PID 是非常有效的一种控制算法。P(Proportional)指的是 比例，就是比例（环节）运算规律；I（Integral）指的是积分（环节）运算规 律；D（Derivative）指的是微分（环节）运算规律；三者合起来就是比例积分 微分控制器（或调节器） 。PID（Proportional Integral Derivative）控制是控 制工程中技术成熟、应用广泛的一种控制策略，经过长期的工程实践，已形成了 一套完整的控制方法和典型的结构。它不仅适用于数学模型已知的控制系统中， 而且对于大多数数学模型难以确定的工业过程也可应用。PID 控制参数整定方 便，结构改变灵活，在众多工业过程控制中取得了满意的应用效果。 如图 3-4，PID 控制运算的输入是偏差（即期望值与实际值之间的差） ，输出 是球杆系统的操纵变量，PID 控制器对偏差的运算式如下，
u( t) ? d KP? e( t) ? KI? ? e? ?? d ? ? KD? e( t) ? dt 0
t ? ? ? e( t ) ? 1 ? ? e? ? ? d ? ? T ? ? d e( t ) ? ? = KP? ? ? ?? d ? Ti ?0 ?d t ?? ? t
( 3 ? 1)
式中
K p e?t ? ——比例控制项， K p 为比例系数；
1 Ti
? e?? ?d? ——积分控制项，
t 0
Ti 为积分时间常数；
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Td
d e?t ? ——微分控制项， Td 为微分时间常数。 dt
PID 控制算式的传递函数形式为，
U( s ) E( s ) KP ? ? KD? s s KI KD? s ? KP? s ? KI s
2
( 3 ? 1)
比例控制改善了系统的稳态性能（开环增益加大，稳态误差减小）和快速性 （幅值穿越频率 增大，过渡过程时间缩短），但系统稳定程度变差。 加上积分环节后，具有了记忆功能，系统型次提高了，系统的稳态误差得以消除
或减少，改善了系统的稳态性能。但系统的相位裕量有所减小，稳定程度变差，系统动 态性能有所下降。 微分控制作用具有预测特性，提高了系统的快速性，改善了系统的动态性能，但微 分控制作用放大了噪声信号，高频段增益上升，
系统抗干扰能力减弱，并且还可能在执 行元件中造成饱和效应。 适当调整 PID 的参数，使 PID 控制在低频段主要起积分控制作用，改善系统的稳态 性能；在中频段主要起微分控制作用，提高系统的动态性能
二、实验目的
8．掌握控制系统的一般构成； 9．研究 PID 经典控制规律对系统频率特性的影响； 10． 研究 PID 控制规律对系统时域性能指标的影响。
三、实验系统构成
实验系统的构成如图 3-5 所示， （1）控制对象为球杆系统， （2）直流伺服电 机的智能驱动装置 IPM100， （3）计算机。计算机通过 RS232 接口向 IPM100 下载 控制命令和程序，同时采集球杆的实时状态，控制算法是在 IPM100 中实现的。 计算机的软件运行环境为 Matlab，程序界面如图 3-6。
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图 3-5
控制系统构成
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图 3-6 Matlab 控制程序
四、实验步骤
步骤 1．检查实验系统各部分的信号连接线、电源是否插好，完成后打开 IPM100 电源开关。 步骤 2．运行 Matlab，在命令行内键入“Simulink”后回车，启动 Simulink 工具箱。 步骤 3． Simulink 的左边工具箱中打开 在 “Googol Educational Products” ， 双击“Ball&Beam Control\PID control”模块，打开球杆系统的控制程序界面 （图 3-6） 。 步骤 4．运行 Simulink 程序，可看到球杆控制系统启动，打开“scope”可 以看到球的实际位置及其控制过程。 步骤 5．修改目标位置、PID 控制参数，观察控制效果。 步骤 6．重复进行步骤 5，选择最能说明 P、I、D 控制规律的情况，记录控 制条件及运行曲线。 步骤 7．请实验指导教师检查记录结果，整理实验台面，关机，盖好仪器设 备，清理本实验区域内的卫生，离开实验室。
五、实验报告
12. 13. 谈谈你对构建一个控制系统的认识； 根据实验记录及理论分析，写出有关 PID 控制规律的研究报告。
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上海百睿机电设备有限公司– https://www.doczj.com/doc/e917119598.html, 机械设计试验指导书 第一次机械设计结构展示与分析 一、实验目的 1.了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式； 2.了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式； 3.了解常用的润滑剂及密封装置； 4.了解常用紧固联接件的类型； 5.通过对机械零部件及机械结构及装配的展示与分析，增加对其直观认识。 二、实验设备 机构模型；典型机械零件实物；若干不同类型的机器。 三、实验内容、步骤 在实验室要认识的典型机械零件主要有螺纹联接件、齿轮、轴、轴承、弹簧，具体内容如下： 1.各种类型的螺纹联接实物，各种类型的螺栓、螺母及垫圈实物，螺纹联接的失效实物，各种类型的键、销实物，各种类型的键、销失效实物，各种类型的焊接、铆接实物； 2.各种类型及各种材质的齿轮、齿轮加工刀具、蜗轮蜗杆、带、带轮、链条、链轮、螺旋传动的零部件实物，失效零件实物； 3.各种类型的轴、轴承实物，轴上零件的轴向固定和周向固定实物，轴瓦和轴承衬实物，轴承、轴、轴瓦失效实物； 4.各种类型的弹簧和弹簧失效实物，各种联轴器、离合器实物模型。 四、注意事项 注意保护零件陈列柜中的零件。 五、实验作业 1.请回答在实验室所见到的零部件如螺栓、键、销、弹簧、滚动轴承、联轴器、离合器各 有哪些类型？ 2.请举出螺栓、键、齿轮、滚动轴承的一种使用情况以及相应的失效形式。 六、问题思考 1.传动带按截面形式分哪几种？带传动有哪几种失效形式？ 2.传动链有哪几种？链传动的主要失效形式有哪些？ 3.齿轮传动有哪些类型？各有何特点？齿轮的失效形式主要有哪几种？ 4.蜗杆传动的主要类型有哪几种？蜗杆传动的主要失效形式有哪几种？ 5.轴按承载情况分为哪几种？轴常见的失效形式有哪些？ 6.联轴器与离合器各分为哪几类？各满足哪些基本要求？ 7.弹簧的主要类型和功用是什么？ 8.可拆卸联接和不可拆卸联接的主要类型有哪些？ 9.零件和构件的本质区别是什么？ 常用带传动效率测试分析实验台
题目 1：永磁同步电机双闭环矢量控制系统仿真 一．实验目的 1．加深理解永磁同步电机矢量控制系统的工作原理 2．掌握永磁同步电机驱动系统仿真分析方法 二．实验要求： 1.永磁同步电机双闭环控制系统建模 2.电流控制器设计 3.电流环动态跟随性能仿真实验 4.转速控制器设计 5.转速环抗负载扰动性能仿真实验 6.给出仿真实验结果与理论分析结果的对比及结论 三．预习内容 注：以下所有找不到的器件均可以通过搜索框搜索 Simulink的启动在MATLAB中键入>>Simulink，进入Simulink library，2014 版本的可直接点击MATLAB界面上的 Simulink library，在Simulink界面上选择 File->New->Model 。如图 1 所示： 图 1 Simulink界面 在 Simulink一级标题下点击source 将 step( 阶跃函数 ) 拖入空白文件作为
转速给定，也可用两个ramp 函数相减，使转速缓慢达到预定转速，如图2： 图2 转速给定 在 Simulink一级标题下点击Ports & Subsystems 选择Subsystem 放入空白文件并双击，删除In1 和 Out1 的连线，如图 3： 图3 子函数模块 选择 Simulink>Continuous下的integrator、Simulink>discontinuous下的 Saturation、Simulink>math operation下的gain和Add，连好线后保存并返回，作为 PI 调节器，其中 saturation可设置上下限为100和-100，如图4：
第一章引言 1.1 工业机械手概述 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。 气动技术有以下优点: (1)介质提取和处理方便。气压传动工作压力较低，工作介质提取容易，而后排入大气，处理方便，一般不需设置回收管道和容器:介质清洁，管道不易堵存在介质变质及补充的问题. (2)阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小(一般不卜浇塞仅为油路的千分之 一)，空气便于集中供应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样，造成压力明显降低和严重污染。 (3)动作迅速，反应灵敏。气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的压力和速度。气动系统也能实现过载保护，便于自动控制。 (4)能源可储存。压缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时，机器及其工艺流程不致突然中断。 (5)工作环境适应性好。在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、振动等恶劣环境中，气压传动与控制系统比机械、电器及液压系统优越，而且不会因温度变化影响传动及控制性能。 (6)成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元、辅件的材质和加工精度要求，制造容易，成本较低。传统观点认为:由于气体具有可压缩性，因此，在气动伺服系统中要实现高精度定位比较困难(尤其在高速情况下，似乎更难想象)。此外气源工作压力较低，抓举力较小。虽然气动技术作为机器人中的驱动功能已有部分被工业界所接受，而且对于不太复杂的机械手，用气动元件组成的控制系统己被接受，但由于气动机器人这一体系己经取得的一系列重要进展过去介绍得不够，因此在工业自动化领域里，对气动机械手、气动机器人的实用性和前景存在不少疑虑。 1.2 气动机械手的设计要求 1.2.2 课题的设计要求 本课题将要完成的主要任务如下: (1)机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面相对较广。 (2)选取机械手的座标型式和自由度。
DDSZ-1型电机及电气技术实验指导书 1 认识实验 一、实验目的 1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。 二、预习要点 1、如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表电流表的量程。 2、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器? 不串接会产生什么严重后果? 3、直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置? 为什么? 若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果? 4、直流电动机调速及改变转向的方法。 三、实验项目 1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正直流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。 2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。 四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序 1 2、控制屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44
五、实验说明及操作步骤 1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法， 讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。 2、用伏安法测电枢的直流电阻 图2-1 测电枢绕组直流电阻接线图 （1）按图2-1接线，电阻R 用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。A 表选用D31上的直流安培表。开关S 选用D51挂箱上的双刀双掷开关。 （2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V 。调节R 使电枢电流达到0.2A （如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U 和电流I 。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U 、I 三组数据列于表2-1中。 （3）增大R 使电流分别达到0.15A 和0.1A ，用同样方法测取六组数据列于表2-1中。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值 表中： )(3 13323133a a a a R R R R ++= （4）计算基准工作温度时的电枢电阻 由实验直接测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值： 式中R aref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（Ω）。 R a ——电枢绕组的实际冷态电阻。（Ω）。 θref ——基准工作温度，对于E 级绝缘为75 ℃。 )(311312111a a a a R R R R ++=)(312322212a a a a R R R R ++=) (1321a a a a R R R R ++=a ref a aref R R θ θ++=235235
《机械设计实验指导书》 徐双满洪建平编 王青温审 机械工程实验教学中心 2011年 2月
螺栓联接实验指导书 一．实验目的 1．掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。 2．掌握求联接件（螺栓）刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C 1/C 1+C 2。 3．了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。 二．实验设备 图1—1为螺栓联接实验机结构组成示意图，手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联接件，拧紧手轮1就可将联接副预紧，并且联接件受拉力作用，被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。 １．螺栓联接实验机的主要实验参数如下: 1)．螺栓材料为45号钢，弹性模量E 1=2.06×105N/mm 2，螺栓杆直径d=10mm ，有效变形计算长度L 1=130mm 。 2）．套筒材料为45号钢，弹性模量E 2=2.06×105N/mm 2，两件套筒外径分别为D=31和32，径为D 1=27.5mm ，有效变形计算长度L 2=130mm.。 2．仪器 1）YJ-26型数字电阻应变仪。 2）YJ-26型数字电阻应变仪。 3）PR10-26型预调平衡箱。
ΔF Dn λb λm λ λm ’ θn λ F θ0 D0 Q p F Q p Q 图4－３ 力－变形协调图 图4－２ LBX-84型实验机结构图 1-加载手轮 2-拉杆 3-测力计百分表 4-测力环 5-套筒 6- 电阻应变片 7-螺栓 8-背紧手轮 9-予紧手轮 三．实验原理 1．力与变形协调关系 在螺栓联接中，当联接副受轴向载荷后，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联接件受压力，产生压缩变形，根据螺栓（联接件）和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如4－3所示。当联接副受工作载荷后，螺栓因受轴 向工作载荷F 作用，其拉力由预紧力Ｑp 增加到总拉力Q ，被联接件的压紧力Q p 减少到剩余预紧力Q ˊp ，这时，螺栓伸长变形的增量Δλ1，等于被联接件压缩变形的恢复Δλ2，即Δλ1=Δλ2=λ，也就是说变形的关系是协调的。因此，又称为变形协调图。 知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小，即力与变形之比Q/λ称
电力电子技术及电机控制实验装置实验指导书(doc 61页)
电力电子技术实验指导书武夷学院机电工程学院
目录 第一章DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置简介 (1) 1-1 控制屏介绍及操作说明 (1) 1-2 DJK01电源控制屏 (1) 1-3 各挂件功能介绍 (4) 第二章电力电子及电机控制实验的基本要求和安全操作说明 (80) 1-1 实验的特点和要求 (81) 1-2 实验前的准备 (82) 1-3 实验实施 (83) 1-4 实验总结 (85) 1-5 实验安全操作规程 (87) 第三章电力电子技术实验 (89) 实验一 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 (89) 实验二锯齿波同步移相触发电路实验 (95) 实验三单相桥式半控整流电路实验 (100) 实验四直流斩波电路原理实验 (108) 实验五单相交流调压电路实验 (116) 实验六三相半波可控整流电路实验 (124) 1
第一章DJDK-1 型电力电子技术及电机控制实验装置简介 1-1 控制屏介绍及操作说明 一、特点 (1)实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《自动控制系统》、《直流调速系统》、《交流调速系统》、《电机控制》及《控制理论》等课程所开设的主要实验项目。 (2)实验装置占地面积小，节约实验室用地，无需设置电源控制屏、电缆沟、水泥墩等，可减少基建投资；实验装置只需三相四线的电源即可投入使用，实验室建设周期短、见效快。 (3)实验机组容量小，耗电小，配置齐全；装置使用的电机经过特殊设计,其参数特性能模拟3KW 左右的通用实验机组。 (4)装置布局合理，外形美观，面板示意图明确、清晰、直观；实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头，两者不能互插，避免强电接入弱电设备， 1
《电力机车电机》实验指导书 实验一直流电机认识实验 一．实验目的 1．学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2．认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。 二．预习要点 1．如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表、电流表的量程。 2．直流他励电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器？不连接会产生什么严重后果？ 3．直流电动机起动时，励磁回路连接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么严重后果？ 4．直流电动机调速及改变转向的方法。 三．实验项目 1．了解MEL系列电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。 2．用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。 四．实验设备及仪器 1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B） 2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）或电机导轨及校正直流发电机 3．直流并励电动机M03 4．220V直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部） 5．电机起动箱（MEL-09）。 6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。 五．实验说明及操作步骤 1．由实验指导人员讲解电机实验的基本要求，实验台各面板的布置及使用方法，注意事项。 2．在控制屏上按次序悬挂MEL-13、MEL-09组件，并检查MEL-13和涡流测功机的连接。 3．直流仪表、转速表和变阻器的选择。 直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联，并联或串并联的接法。 （1）电压量程的选择
《机械设计基础》实验指导书 二零零九年十一月
机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 （1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实 训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。 （2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意 事项。 （3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。 二、严格遵守实训室的规章制度 （1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。 三、认真做好实训 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。 （2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 （3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指 导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动
手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写 出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。
目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)
电机控制实验指导书 广东工业大学信息工程学院 2013.1
实验安全操作规程 为了顺利完成电力电子技术及电机控制实验，确保实验时人身安全与设备可靠运行要严格遵守如下安全操作规程： (1)在实验过程时，绝对不允许实验人员双手同时接到隔离变压器的两个输出端，将人体作为负载使用。 (2)为了提高学生的安全用电常识，任何接线和拆线都必须在切断主电源后方可进行。 (3)为了提高实验过程中的效率，学生独立完成接线或改接线路后，应仔细再次核对线路，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。 (4)如果在实验过程中发生过流告警，应仔细检查线路以及电位器的调节参数，确定无误后方能重新进行实验。 (5)在实验中应注意所接仪表的最大量程，选择合适的负载完成实验，以免损坏仪表、电源或负载。 (6)电源控制屏以及各挂件所用保险丝规格和型号是经我们反复实验选定的，不得私自改变其规格和型号，否则可能会引起不可预料的后果。 (7)在完成电流、转速闭环实验前一定要确保反馈极性是否正确，应构成负反馈，避免出现正反馈，造成过流。 (8)除作阶跃起动试验外，系统起动前负载电阻必须放在最大阻值，给定电位器必须退回至零位后，才允许合闸起动并慢慢增加给定，以免元件和设备过载损坏。 (9)在直流电机启动时，要先开励磁电源，后加电枢电压。在完成实验时，要先关电枢电压，再关励磁电源。
目录 实验安全操作规程........................................................................ 错误!未定义书签。目录............................................................................................ 错误!未定义书签。实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验.... 错误!未定义书签。实验二晶闸管直流调速系统主要单元的调试........................ 错误!未定义书签。实验三单闭环不可逆直流调速系统实验................................ 错误!未定义书签。实验四双闭环不可逆直流调速系统实验.............................. 错误!未定义书签。实验五逻辑无环流可逆直流调速系统实验.......................... 错误!未定义书签。实验六双闭环三相异步电机调压调速系统实验.................... 错误!未定义书签。实验七双闭环三相异步电机串级调速系统实验.................... 错误!未定义书签。
《机械设计基础》实验指导书
二零零九年十一月 机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 （1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。 （2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。 （3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。二、严格遵守实训室的规章制度
（1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。三、认真做好实训 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。 （2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 （3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。
目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)
实验一步进电机基本原理实验 一、实验目的 1、了解步进电动机的基本结构和工作原理。 2、掌握步进电机驱动程序的设计方法。 二、实验原理 步进电动机又称为脉冲电机，是工业过程控制和仪表中一种能够快速启动、反转和 制动的执行元件。其功能是将电脉冲转换为相应的角位移或直线位移。步进电动机的运 转是由电脉冲信号控制的，步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比，每给一 个脉冲，步进电机就转动一个角度（步距角）或前进/倒退一步。步进电机旋转的角度由 输入的电脉冲数确定，所以，也有人称步进电动机为一个数字/角度转换器。 当某一相绕阻通电时，对应的磁极产生磁场，并与转子形成磁路，这时，如果定子 和转子的小齿没有对齐，在磁场的作用下，由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点， 转子将转动一定的角度，使转子与定子的齿相互对齐，由此可见，错齿是促使电机旋转 的原因。 四相步进电动机以四相单四拍、四相双四拍、四相八拍方式工作时的脉冲分配表如 表1，表2和表3 表1 四相单四拍脉冲分配表表2 四相双四拍脉冲分配表 时，若用手旋转它，感觉很难转动。
三、实验步骤： 1.将DRYDC-A型运动控制台的电源线和串行通信接口线连接好。 2.打开DRMU-ME-B综合实验台的电源总开关，开关电源的开关，采集仪开关。 启动硬件设备。 3.打开计算机，从桌面或程序组运行DRLink主程序，然后点击DRLink快捷 工具条上的“联机注册”图标，选择“DRLink采集主卡检测”进行注册。 没有使用信号采集主卡的用户可选择：“局域网服务器”进行注册，此时，必需在对话框中填入DRLink服务器的主机IP地址。 4.点击DRLink快捷工具条上“文件夹”图标，出现文件选择对话框，在实验 目录中选择“步进电机基本原理”实验，并启动该实验。 5.点击该实验脚本中的“开关”按钮，向运动控制卡下载实验程序。 6.本实验中先做步进电机的驱动实验：选择运行方式为“连续驱动”，依次选 择步进电机的工作方式为：四相单四拍、四相双四拍、四相八拍；方向可以是任意的；脉冲间隔参数可用5～10ms。点“电机驱动”按钮，驱动电机工作。观察电机的工作情况。（对于四相八拍的工作方式，脉冲间隔最小可以到2ms）终止电机运行请在运行方式中选择“停止保持”或“停止不保持”。 7.步进电机的自锁实验：运行方式选择“停止保持”，其它参数不变，点“电 机驱动”按钮。可以使步进电机某相通电，处于“自锁”状态。此时，用手转动电机的皮带轮，可以感到转动比较困难。 8.步进电机的步距角演示：运行方式选择“单步驱动”，点“电机驱动”按钮。 每点击一次“电机驱动”按钮，步进电机旋转一个角度，这个角度就是步距角。对于本实验台步距角为1.8o。 除了可以使用DRLink平台下的实验脚本进行本实验外，还可以使用C-51的C语言程序进行本实验。本运动控制平台在内部使用了DRMC-A型运动控制卡，其CPU是ADUC842，关于ADUC842的硬件的详细信息，请参考我们提供的pdf 文档。在DRMC-A型运动控制台，步进电机的端口地址：0x8000，用低4位表示电机的4相，1表示发送脉冲，0表示空。根据步进电机的工作方式的脉冲分配表（表1～3），逐步向端口的低4位写入0和1就可以了。具体的程序请参考StepMotor1.c～StepMotor5.c。在生成执行代码后，按运动控制台的“PRG”+“RST”按钮后，使用Windows Serial Downloader将执行程序下载到单片机内。 四、实验报告要求 1.简述步进电机的工作原理。 2.简述步进电机的四相八拍工作方式的优、缺点。 五、思考题 根据四相双四拍脉冲分配表（表2），参考StepMotor1.c，设计四相双四拍工作
篇一：设备日常点检标准作业指导书 设备日常点检标准作业指导书 篇二：设备点检管理作业指导书 设备点检管理作业指导书版号 2007页码1/5 1目的与适用范围 1.1 目的掌握设备运行状况 便于对设备实行有效维修 保障设备过程能力。 1.2 适用范围 公司所属设备的点检工作 2引用文件 sp09《基础设施管理程序》 3职责 3.1机动设备部运行管理室对公司设备点检工作实行归口管理 对公司重点 关键 设备疑难故障实施诊断。 3.2各设备使用单位组织实施对设备的日常岗位和专业点检、重点设备的精密点检 组织实施点检人员的培训。 3.3检修中心受生产厂委托 按《设备点检标准》对生产厂的设备进行日常点检和维修值班点检 组织实施点检人员的培训。 4点检分类 4.1按点检周期与业务范围 将点检分为日常岗位点检、专业点检和精密点检三大类。 4.2专业点检分为专业维修点检和专职专业点检。 4.3精密点检为状态监测和故障诊断。 5点检分工 5.1日常岗位点检由岗位操作者和运行人员承担。 5.2专业点检和状态监测由维修值班人员、设备科专职点检员承担。 5.2.1 专业维修点检由维修值班人员承担。 5.2.2 专业专职点检与状态监测由专职点检员承担。5.3设备故障诊断由机动设备部专业人员承担。 6工作程序 6.1 点检标准 1、生产厂对设备进行a、b、c、d分类 编制a、b、c类设备点检标准。设备a、d、c、d分类标准见附件。 2、a、b 类设备点检标准 经机动设备部批准后实施。c类设备点检标准 生产厂自行批准后实施。 6.2 点检实施 1、机动设备部运行管理室配合生产厂、检修中心和人力资源部对专业点检人员实施培训 指导生产厂实施设备点检。 2、生产厂组织岗位操作人员 实施设备岗位日常点检 组织专职点检员进行专业专职点检 对关键设备实施状态监测。 3、检修中心接受生产厂委托 组织本单位专业人员对生产厂设备实施专业维修点检。 4、机动设备部运行管理室运用“涟钢设备状态在线监测系统网” 对全公司关键旋转设备 实施状态监测和故障诊断 组织生产厂专业专职点检员对“涟钢设备状态在线监测系统”实施维护。 5、必要时 机动设备部运行管理室接受生产厂委托 对生产厂设备实施故障诊断或故障处理 或外委实施故障诊断或故障处理。 6.3 点检实效管理 1、生产厂及时处理点检发现的设备隐患 或编制检修计划 按计划对隐患进行整改。 2、生产厂每月对设备点检、隐患处理绩效 以及隐患计划处理安排 通过信息管理系统报机动设备部运行管理室。 3、机动设备部设备运行管理室对生产厂设备点检进行督察 综合各生产厂的设备点检、隐患处理绩效 编制《设备点检月报》。 4、生产厂每半年对点检工作情况进行小结 年终进行全面总结 并报机动设备部。 5、对生产厂的点检实施情况 机动设备部运行管理室不定期组织进行专项检查与考核。 6、机动设备部年终对生产厂设备点检工作情况 进行综合检查与评优。 7 质量记录《设备点检月报》 sw/y15—11《设备检测报告》附件 点检设备a、b、c、d分类参照标准一、定性分值评价法 从可靠性、安全性、维修性及经济性等方面 对设备进行评价 确定点检设备的分类。 a、b、c、d分类表分值r 分值范围设备类别设备特征维修方式 r=∑ai 70~50 a类重点关键设备预防 50~35 b类关键设备预防 35~20 c类一般设备一般预防 20以下 d 类次要设备事后二、简单定性分类法 1、a类设备 生产线上的关键设备或关键辅助设备 其出现故障时损失价值大、故障停机影响生产时间长。 2、b类设备 生产线上一般及重要辅助设备 其出现故障时损失价值相对较小 或故障停机影响生产时间相对较短。 3、c类设备 一般不影响生产的设备及辅助设备 但其出现故障时损失价值大 需防止故障损失扩大的设备 对其重点部位需进行点检。 4、d类设备 发生故障可以通过事后维修的设备。三、说明 1、本参照标准所提供的“定性分值评价法”和“简单定性分类法”两种评价方法 由各二级厂根据本单位实际 选用其中一种 或两种综合应用 确定点检设备的a、b、c、d分类。 2、各单位可以根据本单位实际 另行制订设备的a、b、c、d分类标准
机械设计实验指导书 贺俊林冯晚平编著 机械设计制造及其自动化 农业机械化及其自动化专业用 3 山西农业大学工程技术学院 机械原理与零件实验室 2008年
目录 实验一、减速器拆装实验 (2) 实验二、轴系结构设计实验 (6) 实验三、齿轮结构设计实验 (9) 实验四、带传动实验 (12) 实验五、齿轮传动效率实验 (17)
实验一减速器拆装 一、实验目的 1.了解减速器各部分的结构，并分析其结构工艺性。 2.了解减速箱各部分的装配关系和比例关系。 3.熟悉减速器的拆装和调整过程 二、实验所用的工具、设备、仪器（每试验小组） 1.二级减速器一台 2.游标卡尺一把 3、活搬手二把 4、套筒扳手一套 5、钢板尺一把 三、实验内容 1.了解铸造箱体的结构。 2.观察、了解减速器附属零件的用途，结构安装位置的要求。 3.测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的厚度、筋板厚度、齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离等。 4.了解轴承的润滑方式和密封装置，包括外密封的型式，轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。
四、实验步骤 1.拆卸。 （1）仔细观察减速器外部各部分的结构，从各部分结构中观察分析回答后面思考题内容。 （2）用板手拆下观察孔盖板，考虑观察孔位置是否恰当，大小是否合适。 （3）拆卸箱盖 a、用扳手拆卸上，下箱体之间的连接螺栓、拆下定位销。将螺栓，螺钉、垫片、螺母和销钉放在盘中，以免丢失，然后拧动启盖螺钉使上下箱体分离，卸下箱盖。 b、仔细观察箱体内各零部件的结构和位置，并分析回答后面思考题内容。 c、测量实验内容所要求的尺寸。 d、卸下轴承盖，将轴和轴上零件一起从箱内取出，按合理顺序拆卸轴上零件。 2.装配 按原样将减速器装配好，装配时按先内部后外部的合理顺序进行，装配轴套和滚动轴承时，应注意方向，注意滚动轴承的合理装拆方法，经指导教师检查合格后才能合上箱盖，注意退回启盖螺钉，并在装配上、下箱盖之间螺栓前应先安装好定位销，最后拧紧各个螺栓。 五、注意事项 1.切勿盲目拆装，拆卸前要仔细观察零、部件的结构及位置，考虑好拆装顺序，拆下的零、部件要统一放在盘中，以免丢失和损坏。 2.爱护工具、仪器及设备，小心仔细拆装避免损坏
安徽工程大学 《控制电机》课程实验指导书 专业：自动化 安徽工程大学电气工程学院 2013年12月
目录 步进电动机使用说明 (2) 实验一步进电动机（2学时） (5) 实验二交流伺服机电动机（2学时） (10)
步进电动机说明 步进电动机又称脉冲电机，是数字控制系统中的一种重要的执行元件，它是将电脉冲信号变换成转角或转速的执行电动机，其角位移量与输入电脉冲数成正比；其转速与电脉冲的频率成正比。在负载能力范围内，这些关系将不受电源电压、负载、环境、温度等因素的影响，还可在很宽的范围内实现调速，快速启动、制动和反转。随着数字技术和电子计算机的发展，使步进电机的控制更加简便、灵活和智能化。现已广泛用于各种数控机床、绘图机、自动化仪表、计算机外设，数、模变换等数字控制系统中作为元件。 一、使用说明 D54步进电机实验装置由步进电机智能控制箱和实验装置两部分构成。 （一）步进电机智能控制箱 本控制箱用以控制步进电机的各种运行方式，它的控制功能是由单片机来实现的。通过键盘的操作和不同的显示方式来确定步进电机的运行状况。 本控制箱可适用于三相、四相、五相步进电动机各种运行方式的控制。 因实验装置仅提供三相反应式步进电动机，故控制箱只提供三相步进电动机的驱动电源，面板上也只装有三相步进电动机的绕组接口。 1、面板示意图（见附录） 2、技术指标 功能：能实现单步运行、连续运行和预置数运行；能实现单拍、双拍及电机的可逆运行。 电脉冲频率：5Hz～1KHz 工作条件：供电电源AC220V±10%，50Hz 环境温度-5℃～40℃ 相对湿度≥80% 重量：6kg 尺寸：390×200×230mm3 3、使用说明 (1)开启电源开关，面板上的三位数字频率计将显示“000”；由六位LED数码管组成的步 进电机运行状态显示器自动进入 “9999→8888→7777→6666→5555→4444→3333→2222→1111→0000”动态自检过程，而 后停显在系统的初态“┤.3”。 (2)控制键盘功能说明 设置键：手动单步运行方式和连续运行各方式的选择。
机械手夹具皮带更换维修作业指导书 一、设备基本情况 1、品牌：ABB机器人型号：IRB6700-200-2.60 主要用途：切割、去毛刺、研磨抛光、上下料 2、主要参数： 二、维修前的准备工作 三、现场联系生产工，将机械手夹具停放在便于维修的位置并断电悬挂警示牌。 四、拆掉两边护板，检查皮带损坏情况。对损坏的皮带进行更换。
五、皮带更换的过程： 1、拆掉机械臂与爪子连接处卡圈（注意标记左右方向），以及连接螺丝。 2、操作工配合操作。供电，提升机械臂，使臂与爪分离开，并断电。 3、拆掉爪子两端面以及顶部固定螺丝。 4、操作工配合将机械臂放下，将臂与爪连接螺丝安装好。然后提升机械臂，使爪子上端面与爪子分离开一定高度（便于拆卸皮带即可，不宜过高）。并断电。 5、拆开两端爪头与皮带固定处压板，将皮带取出。
6、测量旧皮带长度，裁剪合适长度的皮带（1450mm） 7、将皮带传入卡槽内压紧。注意皮带要安装正，不能有松紧边。然后调节皮带的松紧程度并固定。 （固定）（调节） 8、调节两边爪头位置，将两边爪头向中间靠拢。然后将另一端固定压板压紧。
9、放下机械臂，将爪子找正，把两端面螺丝紧固。拆掉机械臂与爪子连接螺丝，将臂与爪子分离开一定高度（方便操作即可）。 10、安装爪子上端面螺丝并紧固。若螺丝孔位置错移，将气缸固定螺丝松开（拆松即可）然后调整位置，把上端面螺丝紧固后将气缸固定螺丝紧固好。 11、放下机械臂，安装臂与爪连接处螺丝并紧固。然后安装卡圈。 六、试车 1、空载试车并观察情况。运动正常以后断电后安装护板。 2、清理现场卫生，做到工完料净场地清。
机械设计基础实验指导书 教师：李伟 2017年3月
实验一机构展示与认知实验 一、实验目的 1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识； 2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。 二、实验方法及主要内容 本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜，主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。 通过演示机构的传动原理，增强学生对机构与机器的感性认识。通过实验指导老师的讲解与介绍，学生的观察、思考和分析，对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。提高对学习机械原理课程的兴趣。 三、展示及分析 （一）机构的组成 通过对蒸气机、内燃机模型的观察，我们可以看到，机器的主要组成部分是机构。简单机器可能只包含一种机构，比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。可以说，机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。 机构是机械原理课程研究的主要对象。通过对机构的分析，我们可以发现它由构件和运动副所组成。机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件，它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成；运动副是指两构件之间的可动联接，常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面的接触而构成的运动副，通称为低副；凡两构件通过点或线的接触而构成的
运动副，称为高副。 （二）平面连杆机构 连杆机构是应用广泛的机构，其中又以四杆机构最为常见。平面连杆机构的主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求，而且结构简单、制造容易、工作可靠。 平面连杆机构分成三大类：即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。 1. 铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。 2. 单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。 3. 双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。 通过平面连杆机构应用实例，我们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所
本文由https://www.doczj.com/doc/e917119598.html,【中文word文档库】收集 实验一机构运动简图测绘 分析机构的组成可知，任何机构都是由许多构件通过运动副的联接而构成的。这些组成机构的构件其外形和结构往往是很复杂的，但决定机构各部分之间相对运动关系的是原动件的运动规律、运动副类型及运动副相对位置的尺寸，而不是构件的外形（高副机构的轮廓形状除外）、断面尺寸以及运动副的具体结构。因此，为了便于对现有机构进行分析或设计新机构，可以撇开构件、运动副的外形和具体构造，而只用简单的线条和符号代表构件和运动副，按比例定出各运动副的位置，以此表示机构的组成和运动情况。这种表示机构相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。掌握机构运动简图的绘制方法是工程技术人员进行机构设计、机构分析、方案讨论和交流所必需的。 一、实验目的 1．对运动副、零件、构件及机构等概念建立实感； 2．熟悉并运用各种运动副、构件及机构的代表符号； 3．学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图； 4．验证和巩固机构自由度计算方法和机构运动是否确定的判定方法。 二、实验设备及用具 1．各种机构和机器的实物或模型 2．直尺、圆规、铅笔、橡皮、草稿纸（自备） 三、机构运动简图绘制的方法及步骤 1．了解待绘制机器或模型的结构、名称及功用，认清机械的原动件、传动系统和工作执行构件。 2．缓慢转动原动件，细心观察运动在构件间的传递情况，了解活动构件的数目。 3. 根据相连接的两构件间的接触情况和相对运动特点，判定机构中运动副种类、个数和相对位置。 在了解活动构件的数目及运动副的数目时，需注意以下两种情况： ①当两构件间的相对运动很小时，勿认为一个构件。 ②由于制造误差和使用日久，同一构件各部分之间有稍许松动时，易误认为两个构件。碰到这种情况，要仔细分析，正确判断。 3．要选择最能表示机构特征的平面为视图平面，同时，要将原动件放在一适当的位置，以使机构运动简图最为清晰。 4．在草稿纸上按规定的符号绘制机构运动简图，在绘制时，应从原动件开始，先画出运动副，再用粗实线连接属于同一构件的运动副，即得各相应的构件。原动件的运动方向用箭头标出。在绘制时，在不影响机构运动特征的前提下，允许移动各部分的相对位置，以求图形清晰。初步绘制时可按大致比例作图（称之为机构示意图）。图作完后，从原动件开始分别1、2、3……标明各构件，再用A、B、C……表明各运动副。
电机系统教学实验台使用说明 概述 ＭEL—Ⅰ型电机系统教学实验台总体外观结构如图1所示。图中序号5为涡流测功机及其导轨,序号8为安装在电机工作台上得被试电机。被试电机可以根据不同得实验内容进行更换。为了实验时机组安装方便与快速得要求,实验台得各类电机均设计成相同得中心高。同时,各电机得底脚采用了与普通电机不同得特殊结构形式。在机组安装时，将各电机之间通过联轴器同轴联结,被试电机得底脚安放在电机工作台得导轨上,只要旋紧两只底脚螺钉，不需做任何调整,就能准确保证各电机之间同心度，达到快速安装得目得。当测量被试电动机输出转矩时,可从序号4得测功机力矩显示窗中直接读取。被试电机得转速就是通过与测功机同轴联接得直流测速发电机来测量得。转速高低可以从图4得转速表直接读取。 图１电机系统教学实验台总体外观 序号2为电源控制屏,通过调压器输出单相或三相连续可调得交流电源。 序号1为仪表屏,根据用户得需要配置指针式与数字式表。
序号3为实验桌,内可放置各种组件及电机,桌面上放置测功机及导轨。 序号６为实验时所需得仪表,可调电阻器,可调电抗器与开关箱等组件。这些组件在 实验台上可任意移动。组件内容可以根据实验要求进行搭配。 第一章主要结构部件 2.电压表。可指示实验台输入得电压与交流电源输出得线电压,通过指针表旁边得开关切换。 3.三相主电源U、Ｖ、W输出。 4．保险丝座。３只3A保险丝分别就是u、v、w三相电源输出得保险丝，进行电源得短路保护,一旦电网电压对称输入,而电源输出不对称,则有可能烧毁保险丝。 5.调压器。 三相调压器得容量为１、5KVＡ,线电压0～４３０V连续可调,为了保证实验者得实验,电网与三相调压器之间接有隔离变压器或漏电保护器。三相调压器可调节单相或三相电压输出。当沿逆时针旋到底输出电压最小，改变旋钮位置,即可调节输出交流电源电压得大小。 6．主电源控制开关。当按下此开关时，红灯灭绿灯亮，主电路接触器闭合,U、V、W输出交流电。