機電一體化模擬設計研究論文

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1計算機模擬教學介紹

機電一體化模擬設計研究論文

機電一體化技術這門課程是機電一體化專業的必修課程。課程除了正常的實驗環節之外,需要進行機電一體化設計。以往的做法是佈置課題後,由學生進行機電結合裝置的引數設計和CAD繪圖設計,並將設計內容熟練掌握。通過答辯驗證學生的課程設計結果。在建立模擬實驗室後,在課程設計的內容上,增加了利用模擬軟體進行電機驅動電路設計,並進行模擬的環節。其做法是,教師佈置並講解電機驅動的相關電路,學生根據驅動原理設計與機電一體化結構設計相配套的驅動電路,然後進行模擬。所設計的驅動電路,採用PROTEUS完成。按下S1、S2、S3鍵盤,電機分別完成正轉、反轉和停轉控制。學生在設計前,必須複習步進電機的驅動原理。就是步進電機是將微控制器的電脈衝轉換成步距角進行旋轉運動的裝置。一個脈衝,步進電機轉一個步距角。而脈衝的頻率決定步進電機的轉動速度。步進電機的驅動脈衝是分時由脈衝分配器供給的。

2機電一體化模擬設計過程

學生設計好教師要求的軟體和電路圖後,必須使用PROTEUS程式呼叫KEILC51程式進行聯調。KEILC51可以根據PROTEUS程式的除錯結果進行修改,直到兩軟體將PROTEUS所設計的硬體電路和KEILC51程式所代表的軟體程式完美地被結合到一起,並符合所要求的設計要求後,整個設計過程結束。學生要能夠完整地設計所要求的電路,並根據電路特點進行程式設計。所謂的電路特點的掌握,就是機電一體化設計中自動控制理論所需達到和掌握的知識。這些知識中,確定為核心與必須學生掌握的`部分,包括步進電機轉向原理的掌握、步距角與電機脈衝數的關係、步進電機與直流伺服電機和交流伺服電機的控制特點上的區別與聯絡、步進電機環形脈衝分配的順序和特點、C程式設計流程圖與程式設計語句中需要解決與注意的幾大問題等等。

學生在設計完成後,要對自己的設計進行創新性的變化設計。這些設計也要與之前的結構設計理念相匹配。這樣,通過增加機電一體化設計的模擬設計環節,使學生的機電結合的知識更加鞏固,同時對相關知識的理解也更趨向於立體化,也使課程設計的內容更為豐富。學生在進行機電一體化設計時,不僅僅對機電裝置結構與驅動電機選型、機械零件引數校核,同時也動手進行控制環節的過程進行設計並驗證設計的正確性。通過這樣增加的設計環節,使此課程設計的內容更加豐富。大大鍛鍊了學生的機電結合的設計能力。增加這樣的模擬環節,對同樣有此課程的同行們,會有一定的啟示作用。