機電一體化畢業論文摘要三篇
機電一體化畢業論文摘要一：
題目：機電一體化靈巧舵機控制系統設計
摘 要
電動舵機是一種復雜的機電一體化系統，是飛機、導彈等飛行器飛行控制系統的關鍵組成部分，其性能的好壞直接決定了整個飛行器性能的優劣。隨著電力電子技術和永磁電機的發展，新型永磁無刷直流電機以其體積小、功率密度高、結構簡單、控制靈活等諸多優點，已廣泛應用于電動舵機系統。本文采用盤式無刷直流電機作為電動舵機系統的動力源，對其結構特點、工作原理、驅動方式分別展開分析，并對其數學模型和傳遞函數進行了推導。研制了一套體積小、結構緊湊、可靠性高的硬件電路，設計了位置、轉速、電流三閉環控制算法，以得到較好的控制精度。為了驗證所設計硬件系統的可靠性和控制策略的可行性，搭建了實驗平臺，并對原理樣機進行了測試實驗。結果表明，所研制的舵機系統滿足控制性能要求，具有靈巧的一體化特點，具有很高的應用價值。論文研究的內容主要包括以下幾個方面：
1.提出了電動舵機伺服系統關鍵技術指標。分析了舵機用無刷直流電機的結構與基本原理，得到了等效電路圖，建立了無刷直流電機的.動力學模型，并推導出了電動舵機的傳遞函數。
2.針對整個驅動系統，研制了一套以DSP+CPLD為核心控制架構的智能功率驅動電路，包括主電源濾波及轉換電路、電流檢測與過流保護電路、位置檢測與旋變激勵信號調理電路、串口通信及其外圍電路。
3.根據無刷直流電機的運行特點及數學模型，設計了位置、轉速、電流三閉環控制算法，其中位置環采用比例積分控制，速度環、電流環均采用比例控制。在DSP主控制器中設計了控制模塊、定時器模塊、采樣模塊和串口通信等模塊。在CPLD輔助控制器中設計了Hall換相邏輯、舵機轉動方向解算邏輯、位置超限和過流保護等邏輯。
4.搭建了完整的實驗驅動平臺，對原理樣機進行了控制性能測試實驗，并對結果進行了詳細地描述和分析。
關鍵詞：舵機；無刷直流電機；DSP;CPLD;PID控制
機電一體化畢業論文摘要二：
題目：基于四桿機構的協同優化方法研究
摘要
隨著社會發展和工程應用要求的不斷提高，現代機械產品越來越朝著機電一體化的方向發展，同時，對機械產品的運動精度、控制穩定性和零件結構的優化設計等方面也提出了更高的要求。一方面，由于機電一體化產品是一個機械系統和控制系統強耦合的綜合系統，其所包含的機械系統和控制系統之間相互影響，兩者之間模型參數是否能夠有效匹配，直接影響到系統的整體性能表現。另一方面，系統動力學參數和控制系統參數的改變會對機構性能產生影響，當具體到機構中某個關鍵零件時，這種影響成為不可忽略的因素，進而影響到零件的受載情況和優化設計結果。
傳統的'設計方法不能很好的兼顧機械系統和控制系統之間的耦合關系，不能全面考慮機械系統動力學模型、控制系統參數和零件結構拓撲之間的相互影響，很難滿足實際的設計要求。因此，在機電產品的設計開發過程中，綜合考慮機械系統動力學模型、控制系統參數與零件結構拓撲之間的關系十分必要，這對于機電一體化產品的設計開發和零件優化設計有著重要的意義。針對上述問題，本文以受控四桿機構為研究對象，基于機電聯合仿真，給出了在一個優化環節中同時考慮機械系統動力學模型、控制系統參數和零件結構拓撲的協同優化流程。
首先，在ADAMS軟件中建立四桿機構的剛柔耦合動力學模型，分析了動力學模型參數改變對機構性能的影響，并在此基礎上對動力學模型進行了優化，得到新的動力學模型。然后，在MATLAB/Simulink中建立四桿機構的控制系統模型，輸入階躍信號，利用工程常用的試湊法，以系統快速響應為目標對控制器參數進行優化，得到與機械系統相匹配的控制系統模型。最后，搭建ADAMS與MATLAB/Simulink的聯合仿真平臺，根據機械系統動力學模型是否優化和控制系統參數是否優化組合成四種不同情況，分別進行聯合仿真分析，得到柔性連桿臂的應變能和時間載荷歷程，并通過OPTISTRUCT對連桿臂進行拓撲優化。
對比機構動力學性能、控制系統響應曲線、連桿臂拓撲優化結果以及應變能曲線，驗證優化后的效果。本文通過對受控四桿機構的分析研究，實現了對機構動力學模型、控制系統參數和連桿臂結構拓撲的協同優化設計，達到了提高系統綜合性能的優化目標，為機電一體化產品設計開發和對機構關鍵零件的優化設計提供了有益參考。
關鍵詞：機電聯合仿真；PID控制；拓撲優化；四桿機構
機電一體化畢業論文摘要三：
題目：自適應環境溫度變化的機電一體化溫度儀表的研制
摘要
在化工、制藥、輕紡等行業中溫度的測量和控制是進行安全、高效生產的重要依據。目前市場上經常采用的測溫儀表是壓力式溫度儀表、雙金屬溫度計、熱電阻傳感器、熱電偶傳感器等幾種類型，其中壓力式溫度儀表、雙金屬溫度計僅能進行現場指示不能遠距離監控，且其精度容易受到環境溫度的變化和儀表內部結構的影響，經常需要通過手動去校零，使用不方便；而熱電阻和熱電偶傳感器適用于遠距離測量，現場指示需配置二次儀表和電源不方便，且其指示值會跳動不利于現場讀數。針對這些問題，本文設計了一種自適應環境溫度變化的機電一體化溫度儀表。
本文所設計的溫度儀表由自適應環境溫度變化的壓力式測溫系統和熱電阻（電子）測溫系統組成，一個用于現場指示一個遠傳。其中壓力測溫系統采用壓力式溫度儀表，通過采用最小二乘支持向量機（LS-SVM）的方法建立誤差模型研究和分析對壓力式溫度儀表精度影響最大的兩個因素，從而設計出自適應補償機構來解決壓力測溫系統的精度問題。通過在壓力測溫系統中置入熱電阻傳感器來實現遠距離傳送與監控，實現了單點測溫雙重指示的機電一體化高精度測溫功能。論文的主要內容如下：
（1）分析了儀表的兩個測溫系統的結構性能，初步選用了壓力測溫系統和電子測溫系統的測溫儀表，并提出了機電一體化溫度儀表的總體設計方案，并確定了相應的系統功能與技術指標。
（2）采用最小二乘支持向量機（LS-SVM）的方法建立誤差預測模型。分析了液體壓力式溫度儀表的測溫結構和誤差影響因素，將環境溫度及毛細管長度等特征參數作為模型輸入，將誤差值及誤差隨毛細管長度的變化率作為輸出。根據回歸預測的原理，利用網格搜索和交叉驗證的方法尋找最優參數組合，建立液體壓力式溫度儀表的誤差模型。采用LSSVMlab進行實驗結果研究，在MATLAB上運行，通過實驗結果分析得出對壓力式溫度儀表精度影響最大的兩個因素。
（3）對比分析了傳統的雙金屬補償方法的不足之處，在壓力式溫度儀表的誤差模型分析的基礎上，提出了一種導管補償的方法并設計出補償機構來實現自適應補償，解決對儀表精度影響最大的`兩個因素。通過理論分析及實驗驗證自適應補償機構的有效性與優越性。
（4）依據熱電阻測溫儀表的原理、結構等方面理論，選定機電一體化溫度儀表熱電阻測溫系統的熱電阻和航空插頭，并對整個熱電阻測溫系統的結構原理進行了分析。最后制造出本文所設計的機電一體化溫度儀表，并通過分析和實驗驗證本課題所設計的機電一體化溫度儀表的各項技術指標。
本文對壓力式溫度儀表進行了自適應補償機制的研究與設計，并將其與熱電阻測溫系統組成機電一體化溫度儀表來滿足溫度測量的現場指示與遠程監控的功能，且這兩個測溫系統能互相監視，提高了溫度測量的可靠性和準確性，同時本文所設計的機電一體化溫度儀表和研究方法對儀表技術的發展具有重要的意義。
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