北航自动化专业开题报告

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1、毕业设计(论文)开题报告题目：灌装车间数字生产线伺服控制系统方案研究学生姓名：孙文彬学号：041642213专业：自动化指导教师：李争2008年3月20日毕业设计（论文）开题报告1文献综述1.1本课题的意义自1971年日本学者首次提出机电一体化(Mechatronics)这一概念以来，机电一体化技术经历了三十多年的发展，其内涵随科技的发展不断更新。70年代，主要是指机械与电子的简单结合。机电一体化产品也较简单。主要涉及到高性能的伺服技术。如自动售货机、自动相机等。在80年代，高性能微处理器的出现立即在机

2、电一体化产品中得到应用，大大提高了机电一体化产品的自动化、智能化程度改善了产品性能。数控机床、工业机器人等是那个时代的典型机电一体化产品。进入90年代，计算机网络和通讯技术的迅速发展，使机电一体化系统向着智能化和自动化方向发展。此时机电一体化已不只是机械装置和电子装置的简单组合，而是机械、电子、控制、光学、信息和计算机等技术的相互交叉和融合。机电一体化产品也更加多样化，应用更加广泛。伺服系统用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统，又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械

3、位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角)伺服系统的结构组成。伺服系统最初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中，后来逐渐推广到很多领域，特别是自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。没有任何一种驱动能像伺服驱动器一样体现现代科技的飞速发展。它不仅拥有传统驱动器固有的驱动特性，而且正越来越多地参与系统的控制任务。采用伺服系统主要是为了达到下面几个目的：①以小功率指令信号去控制大功率负载。火炮控制和船舵控制就是典型的例子。②在没有机械连接的情

4、况下，由输入轴控制位于远处的输出轴，实现远距同步传动。③使输出机械位移精确地跟踪电信号，如记录和指示仪表等。现在伺服驱动器主要用于机床，精密机械，物流设备和工业机器人的定位控制。现在，一些要求精确定位或多轴同步运转的系统，如印刷，输送装置和切割机中也越来越多地开始使用伺服驱动器。在上述应用中，伺服驱动器，电机，和机械组件构成了一个紧凑的系统，并被认为是一个独立的整体。毕业设计（论文）开题报告随着工艺的日益复杂，以及现代工业对自动化设备生产效率要求的日益提高，高品质，高性能的伺服驱动控制器的应用也越来越广

5、泛。这种先进的驱动器将降低成本，提高效率产生深远的影响。现代交流伺服系统，经历了从模拟到数字化的转变，数字控制环已经无处不在，比如换相、电流、速度和位置控制；采用新型功率半导体器件、高性能DSP加FPGA、以及伺服专用模块(比如IR推出的伺服控制专用引擎)也不足为奇。国际厂商伺服产品每5年就会换代，新的功率器件或模块每2～2.5年就会更新一次，新的软件算法则日新月异，总之产品生命周期越来越短。总结国内外伺服厂家的技术路线和产品路线，结合市场需求的变化，可以看到一些最新发展趋势。交流伺服系统的市场范围不断

6、扩大，越来越多取代机械传动、液压和气动传动系统；交流伺服不断取代直流伺服的市场份额，导致直流伺服在整个伺服市场的占有率从目前的不到15％每年大约下降0.5%；同时交流伺服成本和尺寸不断缩小，也在蚕食高端步进电机的市场，但是步进电机本身也在不断提高自己的竞争能力，不断延伸市场空间，因此在收到冲击的同时市场也在扩大，只是速度可能不如交流伺服这么快而已。1.2国内外发展现状毕业设计（论文）开题报告1800年伏特发明电池，是电气出现的开端，电动机的诞生和发展在这之后可以分成几个阶段。从1820年一直到整个19世

7、纪末叶，发现了电磁现象以及相关的各种法则，诞生了交流电机的原型，并确立了电机的工业运用。从20世纪开始一直到1970年代，是电动机的成长和成熟期，有刷直流电机、感应电动机、同步电动机和步进电动机等各种电机相继诞生，半导体驱动技术和电子控制概念引入，带来变频驱动的实用化。从1970年代到20世纪末期，计算技术的飞跃发展为发展高性能驱动带来了机会，随着设计、评价、测量、控制、功率半导体、轴承、磁性材料、绝缘材料、制造加工技术的不断进步，电动机本体经历了轻量化、小型化、高效化、高力矩输出、低噪音振动、高可靠、

8、低成本等一系列变革，相应的驱动和控制装置也更加智能化和程序化。进入21世纪，在以多媒体和互联网为特征的信息时代，电动机和驱动装置继续发挥支撑作用，向节约资源、环境友好、高效节能运行的方向发展。交流伺服系统的相关技术，一直随着用户的需求而不断发展。电动机、驱动、传感和控制技术等关联技术的不断变化、造就了各种各样的配置。就电动机而言，可以采用盘式电机、无铁芯电机、直线电机、外转子电机等，驱动器可以采用各种功率电子元件，传感和反馈装置可以是不同精