机电一体化毕业论文摘要

　　机电一体化又称机械电子学，它是由英文机械学mechanics的前半部分与电子学electronics的后半部分组合而成，机电一体化是由计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术、控制技术、光学技术等相融合构成的一门独立的交叉学科。以下是机电一体化毕业论文摘要，供大家参考。
　　
　　机电一体化毕业论文摘要一：
　　
　　题目：机电一体化灵巧舵机控制系统设计
　　
　　摘 要
　　
　　电动舵机是一种复杂的机电一体化系统，是飞机、导弹等飞行器飞行控制系统的关键组成部分，其性能的好坏直接决定了整个飞行器性能的优劣。随着电力电子技术和永磁电机的发展，新型永磁无刷直流电机以其体积小、功率密度高、结构简单、控制灵活等诸多优点，已广泛应用于电动舵机系统。本文采用盘式无刷直流电机作为电动舵机系统的动力源，对其结构特点、工作原理、驱动方式分别展开分析，并对其数学模型和传递函数进行了推导。研制了一套体积小、结构紧凑、可靠性高的硬件电路，设计了位置、转速、电流三闭环控制算法，以得到较好的控制精度。为了验证所设计硬件系统的可靠性和控制策略的可行性，搭建了实验平台，并对原理样机进行了测试实验。结果表明，所研制的舵机系统满足控制性能要求，具有灵巧的一体化特点，具有很高的应用价值。论文研究的内容主要包括以下几个方面：
　　
　　1.提出了电动舵机伺服系统关键技术指标。分析了舵机用无刷直流电机的结构与基本原理，得到了等效电路图，建立了无刷直流电机的动力学模型，并推导出了电动舵机的传递函数。
　　
　　2.针对整个驱动系统，研制了一套以DSP+CPLD为核心控制架构的智能功率驱动电路，包括主电源滤波及转换电路、电流检测与过流保护电路、位置检测与旋变激励信号调理电路、串口通信及其外围电路。
　　
　　3.根据无刷直流电机的运行特点及数学模型，设计了位置、转速、电流三闭环控制算法，其中位置环采用比例积分控制，速度环、电流环均采用比例控制。在DSP主控制器中设计了控制模块、定时器模块、采样模块和串口通信等模块。在CPLD辅助控制器中设计了Hall换相逻辑、舵机转动方向解算逻辑、位置超限和过流保护等逻辑。
　　
　　4.搭建了完整的实验驱动平台，对原理样机进行了控制性能测试实验，并对结果进行了详细地描述和分析。
　　
　　关键词：舵机；无刷直流电机；DSP;CPLD;PID控制
　　
　　机电一体化毕业论文摘要二：
　　
　　题目：基于四杆机构的协同优化方法研究
　　
　　摘要
　　
　　随着社会发展和工程应用要求的不断提高，现代机械产品越来越朝着机电一体化的方向发展，同时，对机械产品的运动精度、控制稳定性和零件结构的优化设计等方面也提出了更高的要求。一方面，由于机电一体化产品是一个机械系统和控制系统强耦合的综合系统，其所包含的机械系统和控制系统之间相互影响，两者之间模型参数是否能够有效匹配，直接影响到系统的整体性能表现。另一方面，系统动力学参数和控制系统参数的改变会对机构性能产生影响，当具体到机构中某个关键零件时，这种影响成为不可忽略的因素，进而影响到零件的受载情况和优化设计结果。
　　
　　传统的设计方法不能很好的兼顾机械系统和控制系统之间的耦合关系，不能全面考虑机械系统动力学模型、控制系统参数和零件结构拓扑之间的相互影响，很难满足实际的设计要求。因此，在机电产品的设计开发过程中，综合考虑机械系统动力学模型、控制系统参数与零件结构拓扑之间的关系十分必要，这对于机电一体化产品的设计开发和零件优化设计有着重要的意义。针对上述问题，本文以受控四杆机构为研究对象，基于机电联合仿真，给出了在一个优化环节中同时考虑机械系统动力学模型、控制系统参数和零件结构拓扑的协同优化流程。
　　
　　首先，在ADAMS软件中建立四杆机构的刚柔耦合动力学模型，分析了动力学模型参数改变对机构性能的影响，并在此基础上对动力学模型进行了优化，得到新的动力学模型。然后，在MATLAB/Simulink中建立四杆机构的控制系统模型，输入阶跃信号，利用工程常用的试凑法，以系统快速响应为目标对控制器参数进行优化，得到与机械系统相匹配的控制系统模型。最后，搭建ADAMS与MATLAB/Simulink的联合仿真平台，根据机械系统动力学模型是否优化和控制系统参数是否优化组合成四种不同情况，分别进行联合仿真分析，得到柔性连杆臂的应变能和时间载荷历程，并通过OPTISTRUCT对连杆臂进行拓扑优化。
　　
　　对比机构动力学性能、控制系统响应曲线、连杆臂拓扑优化结果以及应变能曲线，验证优化后的效果。本文通过对受控四杆机构的分析研究，实现了对机构动力学模型、控制系统参数和连杆臂结构拓扑的协同优化设计，达到了提高系统综合性能的优化目标，为机电一体化产品设计开发和对机构关键零件的优化设计提供了有益参考。
　　
　　关键词：机电联合仿真；PID控制；拓扑优化；四杆机构
　　
　　机电一体化毕业论文摘要三：
　　
　　题目：自适应环境温度变化的机电一体化温度仪表的研制
　　
　　摘要
　　
　　在化工、制药、轻纺等行业中温度的测量和控制是进行安全、高效生产的重要依据。目前市场上经常采用的测温仪表是压力式温度仪表、双金属温度计、热电阻传感器、热电偶传感器等几种类型，其中压力式温度仪表、双金属温度计仅能进行现场指示不能远距离监控，且其精度容易受到环境温度的变化和仪表内部结构的影响，经常需要通过手动去校零，使用不方便；而热电阻和热电偶传感器适用于远距离测量，现场指示需配置二次仪表和电源不方便，且其指示值会跳动不利于现场读数。针对这些问题，本文设计了一种自适应环境温度变化的机电一体化温度仪表。
　　
　　本文所设计的温度仪表由自适应环境温度变化的压力式测温系统和热电阻（电子）测温系统组成，一个用于现场指示一个远传。其中压力测温系统采用压力式温度仪表，通过采用最小二乘支持向量机（LS-SVM）的方法建立误差模型研究和分析对压力式温度仪表精度影响最大的两个因素，从而设计出自适应补偿机构来解决压力测温系统的精度问题。通过在压力测温系统中置入热电阻传感器来实现远距离传送与监控，实现了单点测温双重指示的机电一体化高精度测温功能。论文的主要内容如下：
　　
　　（1）分析了仪表的两个测温系统的结构性能，初步选用了压力测温系统和电子测温系统的测温仪表，并提出了机电一体化温度仪表的总体设计方案，并确定了相应的系统功能与技术指标。
　　
　　（2）采用最小二乘支持向量机（LS-SVM）的方法建立误差预测模型。分析了液体压力式温度仪表的测温结构和误差影响因素，将环境温度及毛细管长度等特征参数作为模型输入，将误差值及误差随毛细管长度的变化率作为输出。根据回归预测的原理，利用网格搜索和交叉验证的方法寻找最优参数组合，建立液体压力式温度仪表的误差模型。采用LSSVMlab进行实验结果研究，在MATLAB上运行，通过实验结果分析得出对压力式温度仪表精度影响最大的两个因素。
　　
　　（3）对比分析了传统的双金属补偿方法的不足之处，在压力式温度仪表的误差模型分析的基础上，提出了一种导管补偿的方法并设计出补偿机构来实现自适应补偿，解决对仪表精度影响最大的两个因素。通过理论分析及实验验证自适应补偿机构的有效性与优越性。
　　
　　（4）依据热电阻测温仪表的原理、结构等方面理论，选定机电一体化温度仪表热电阻测温系统的热电阻和航空插头，并对整个热电阻测温系统的结构原理进行了分析。最后制造出本文所设计的机电一体化温度仪表，并通过分析和实验验证本课题所设计的机电一体化温度仪表的各项技术指标。
　　
　　本文对压力式温度仪表进行了自适应补偿机制的研究与设计，并将其与热电阻测温系统组成机电一体化温度仪表来满足温度测量的现场指示与远程监控的功能，且这两个测温系统能互相监视，提高了温度测量的可靠性和准确性，同时本文所设计的机电一体化温度仪表和研究方法对仪表技术的发展具有重要的意义。
　　
　　关键词：自适应补偿，压力式温度仪表，精度，最小二乘支持向量机（LS-SVM），机电一体化