二、
1． 在设计前进行的市场信息调查中，用户在提出设备或产品的设计要求
时，往往只提出使用要求，设计技术人员必须将使用要求转换成设计 工作所需要的技术参数和技术指标，这项工作有时很复杂，需要首先 进行原理方案设计，进行大量的实验研究，通过实验研究分析整理， 再制定机电系统设计技术参数和技术指标。
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6. 在设计机电一体化系统中，为了选用最佳的功能单元实施原理方案，
可以通过以下几种途径，实现正确合理的选择。 (1) (2) (3) 根据设计要求，详细分析，借助于其他产品设计功能单元原理方
7. (1) 在设计机电一体化系统（或产品）中，在满足设计要求的条件下，
要考虑附加要求 (2) 在设计中所选择的功能单元，应从全局考虑，综合设计，互相补
图2-3 正弦压力发生器主要功能结构
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(2) 标定频率控制系统。 标定频率控制系统由计算机、控制板、接口电路、电机驱动器、步进电动机
组成，如图2-4
图2-4 标定频率控制系统
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(3) 压力源调节系统。压力源调节系统由高压气瓶、过滤器、减压阀、 高压电磁阀组成。如图2-5
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3. 计算功能是由程序实现计算微分、积分、滤波、信号分析、信号处理
4. 机械结构是根据机电一体化系统（或产品）的功能需求设计的，有组
合结构，整体结构，立式结构，框架结构，装置主体等功能单元。
5. 在设计任何类型的机电一体化系统（或产品）中操作使用单元是十分
重要的，是根据产品特点，使用特点，外形美观而设计的操作使用单 元。
图2-1 定系统设计中常用的基本功能单元可分为:物理功能单元、 逻辑功能单元、数学功能单元、机械结构功能单元、操作使用单元等
1. 可以实现不同形式的能量之间的变换单元，例如：把物理信号利用不
同的传感器转换为电信号，把电能转换为机械能等。在设计中根据具 体要求，确定物理功能单元。 2. 根据机电一体化系统工作状态、工作方法、设计的控制系统，按照事 先设计的逻辑关系实现，逻辑关系与操作方式、顺序、安全性、可靠 性，抗干扰性有关。
第二章 机电一体化系统总体
第一节 机电一体化系统总体设计概述 第二节 机电系统设计技术参数与技术 第三节 机电一体化系统原理方案设计 第四节 机电一体化系统结构方案设计
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第五节 机电一体化系统总体布局与应 用设计
第六节 机电一体化系统总体设计
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第一节 机电一体化系统总体设计概述
结构图，无论系统多么复杂，功能结构的设计工作都可以有计划、有 步骤、有条不紊地进行。系统规模再大、再复杂的系统、均可以按功 能单元分解，设计出单元功能结构图，为系统总体设计提供了详细的
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第三节 机电一体化系统原理方案设计
一、 机电一体化系统原理方案设计分析
在机电一体化系统总体设计中，所设计的机电系统技术性能和功能不 同、使用要求不同、设计方案不同、所选用的单元部件不同、设计的 原理方案更不同，所以，原理方案设计没有确定的格式可采用。
二、
机电一体化系统是由多个功能单元组成的。系统功能就是指输入量与 输出量之间的关系，利用功能简图方式表示，有利于设计和分析信号 的传输过程。如图2-1。由检测传感器，放大器，控制器部分组成检
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2. 机电系统的控制量是指输入量、输出量所包括是能量流、信息流。这
些量本身的性质，特点，尺寸等都可能成为系统技术参数与指标的确 定依据。 3. 机电一体化系统的主要特点是精度高，可靠性好。为了保证系统的精 度，在总体设计时，必须以保证输出量的精度作为主要技术指标为依 据。 4. 在机电一体化系统设计中，对于系统本身的技术参数及性能指标考虑 的比较多，对于应用条件考虑的较少，直接影响到系统的应用范围。
(3) 对于体现产品特色的，关键性功能单元，应多采用创造性设计方
(4) 对于实现功能单元，应多提出几种原理方案，以便总体设计评价 择优采用。
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三、 机电一体化系统功能结构图的设计方法
在设计机电一体化系统中，根据所设计的系统按照功能分解：机械单 元，检测单元，控制单元，信息处理单元，执行单元等，最后组合起
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
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第二节 机电系统设计技术参数与技术指标 制定方法
一、 机电系统技术参数与技术指标设计分析
机电一体化系统的主要技术参数是能够基本表征该系统的概貌与特征 的。由于机电一体化系统所代表的设备与产品广泛分布在各个领域， 所以不同的系统功能的主要技术参数或技术指标的内容有很大不同。
1 以功能单元为基础，组合成功能结构的方式有三种基本类型，如图
2-2所示，分别为串联结构，并联结构，回路结构。
图2-2 基本功能结构 (a)窜连结构；(b)并连结构；(c)回路结构
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2. 机电系统功能结构图的设计，首先把所设计的系统按系统功能分解，
分析单元功能之间的关系，再设计功能结构图。以压力传感器动态校 准系统为例，说明功能结构图的设计方法。压力传感器动态校准系统 是一个高精度压力传感器动态标定系统，它由发生器主机、压力源调 节系统、标定频率控制系统、标定信号测试系统组成。功能结构图设 (1) 正弦压力发生器主机。 正弦压力发生器主机系统由控制盘、功能盘、压力室组成如图2-3所
机电一体化系统设计的第一环节是总体设计，在具体设计之前，对所 要设计的机电一体化系统的各方面，根据简单、实用、经济、安全、 美观等基本原则，进行综合性设计。其主要设计内容有：主要技术参 数及技术指标的制定，机电系统原理方案设计，结构方案设计，总体 布局与环境设计，总体方案的评价与决策，可靠性设计，安全性设计 等。
图2-5 压力源调节系统
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(4) 标定信号测试系统。 标定信号测试系统由参考传感器、被标传感器、动态电阻应变仪、动
态测试分析仪组成。如图2-6
图2-6 标定信号测试系统
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(5) 正弦压力标定系统功能结构总图。 压力传感器动态标定系统如图2-7所示,按照这种方式，建立系统功能