电子毕业论文 篇一
摘要：气动机械手由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
关键字：机械手 控制器 仿人操作
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率：可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
机械手的组成
机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
（一）执行机构
包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。
1、手部
即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。夹持式手部由手指（或手爪）和传力机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位（是外廓或是内孔）和物件的重量及尺寸。
常用的指形有平面的、v形面的和曲面的：手指有外夹式和内撑式；指数有双指式、多指式和双手双指式等。而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较多时常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。
2、手腕
手腕是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位（即姿势）。
3、手臂
手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置。工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件（如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等）与驱动源（如液压、气压或电机等）相配合，以实现手臂的各种运动。
4、立柱
立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降（或俯仰）运动均与立柱有密切的联系。机械手的立柱因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。
5、行走机构
当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可在机座上安滚轮式行走机构可分装滚轮、轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机运动。滚轮式布为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。
6、机座
机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。
（二）驱动系统
驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、气压传动、机械传动。控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。
目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位（或机械挡块定位）系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息（如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间），同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
（三）控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。
目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位（或机械挡块定位）系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息（如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间），同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
（四）位置检测装置
控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。
参考文献：
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电子技术论文 篇二
【文章摘要】信息技术的快速发展推动许多学科进一步完善，以电力电子技术为例，其本身具有较强的理论性、实践性等特征，涉及的波形图、电路图也较多，相关设计人员需掌握较多相关理论，且在设计分析中面临较多的难题。在此背景下便提出仿真技术，即Matlab，其可通过相应模型的构建使所有波形结果具有可视化特征。对此，本文将对电力电子设计中Matlab应用的必要性、基于Matlab的系统模块构建以及系统仿真思路进行探析。
【关键词】Matlab；电力电子技术；应用
0前言
作为近年来能够合理控制电能形态的技术，电力电子技术在信息技术推动下得到快速发展，其以自身相关器件转换与控制电能，无论数瓦电器或数千瓦输电系统，都可通过电力电子装置进行控制。据统计分析，国外许多发达国家依托于电力电子技术所转换的电能达到90%，而这一转换过程的实现主要得益于其在仿真过程中能够取得精确的结果。因此，本文对电力电子技术中Matlab的应用研究，对促进电力电子技术发展具有十分重要的意义。
1电子电路设计中Matlab应用的必要性
目前，电子电路设计中逐渐强调以自动化为主，通过原理图设计与仿真相应的电路，使电子电路的设计达到最优，并分析电路中的最坏条件等。然而这些设计自动化目标的实现，要求将控制领域中的典型代表Matlab引入其中，其具备基本交互式编程能力，且较多图像或数据处理以及原理图设计等都可利用其完成。特别Matlab近年来发展中，版本处于不断更新态势，且有较多系统模块与模型如电力电子器件、电路以及电机等都被囊括其中。加上完善中将Sinulink环境引入其中，更能容纳较多关于电力电子的相关模块，为电路电子设计提供具体的指导。同时，电力电子系统在构造中，将Matlab引入其中，也可直接通过仿真计算以测出相关电路结果，无需考虑以往因硬件试验条件缺失而难以仿真的难题，保证设计精准性的同时减轻设计人员的负担。因此，将Matlab引入电子电路设计中极为必要。
2基于Matlab的模型构建
模型构建中主要需考虑到Simulink环境，根据[]电气系统设计要求，将其融入SinPowerSystems中，该仿真系统对电力电子系统以及电路都较为适用，而且能够仿真电路传输过程以及电机拖动系统等。其中，SinPowerSystems模块在内容上应以晶闸管、整流二极管、Mosfet模块、Diode模块等为主，同时的也容纳较多集成度较高的模块与底层模块等，如Universalbridge、Thyristor模块。实际建模过程中由于需考虑整流系统，所以对各模块要求合理建模。具体建模过程中，主要需考虑Sinulink系统构建、仿真等问题，实现的步骤体现在：①将Sinulink进行打开，可从Matlab中寻找具体内容；②完成Sinulink构建后，对其进行命名，可使模型后缀名界定在mdl上；③根据电子电路设计需要，在模块集中进行相应模块的寻找，将其向所构建的模型放置；④进行电力电子系统的构造，并对该系统进行仿真；⑤综合分析仿真结果，得出最终结论。
3基于Matlab系统仿真研究
电力电子技术实际设计过程中，其目标多集中在如何控制与变换电能方面，其中电力可细化为直流电力、交流电力为主，前者多表现在干电池、蓄电池方面，而后者集中在公用电网方面。但电力由电源获取，应在电力变换的基础上才可满足电力电子设计要求，所以应做好电力变换工作。现行电力变换中，常用的方式主要以直流变与交流变直流、交流为主。一般被叫做整流的为交流变直流，而作为逆变的则为直流变交流；直流变直流主要指不同电压下直流的转变，交流变交流则叫做的交流电力控制，侧重于变换电力或电压。明确这些内容的基础上，便可引入Matlab完成仿真。具体仿真过程主要表现在以下几方面。
3.1仿真过程在整流电路中的实现
近年来整流电路在应用过程中，多以三相桥式类型为主，所以将Matlab引入后，主要对三相桥式类型电路进行仿真。具体仿真中，首先需做好Sinulink环境的构建，在此基础上完成三相桥式系统结构模型的构建。实践研究发现，该系统结构中要求电桥模块需保证具有较高的精度，且在触发脉冲方面，也需引入具体的脉冲发生器，这样可达到整流电路要求。完成仿真模型构建后，便可得到仿真结果，若利用相应的波形图表示，整个三相桥式电路在整流结果上将更清晰的显示出来，仅需对控制角进行操作，便可得到整流波形变化结果，为电路设计提供准确的参考。
3.2仿真过程在逆变电路中的实现
对于逆变电路，其主要指直流电转换为交流电。目前，逆变电路的应用也较为常见，如较多直流电源包括太阳能电池或蓄电池等，在对交流负载进行供电时要求逆变电路作用充分发挥。同时，也有许多电力电子装置，如感应加热或不间断电源以及变频器等，其在设计过程中都需将逆变电路作为核心内容。所以电力电子技术中关键的内容在于逆变电路方面。需注意的是，区别于直流侧电源，逆变电路通常以电流型、电压型两种形式为主，在仿真过程中需通过Matlab做好全桥电路的构建，在此基础上完成仿真过程。根据实践发现，整个构建的结构中，全桥逆变在构成上主要以四个桥臂为主，且各桥壁需依托于PWM发生器向其提供脉冲，这样便可通过仿真结果判断逆变后负载电流、电压波形等。综合来看，无论将Matlab用于整流电路或逆变电路中，仅需保证Sinulink环境合理构造，将相关电路与具体设计内容进行仿真，便可得到相关的波形与设计性能指标，为电路电子设计提供合理指导。
4结论
电力电子技术中引入Matlab能够为设计提供更多的指标数据。实际引入中应正确认识电力电子技术、Matlab的基本内涵，以Matlab为依托进行电路电子模型的具体构建，在此基础上将整流电路与逆变电路引入具体仿真过程中，可结合仿真结果分析实际设计中需注意的问题，能够保证电路电子的设计更为完善，推动电力电子技术的进一步发展。
【参考文献】
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电子技术论文 篇三
1电气工程训练与电工电子技术的教学现状
电气工程训练是当下电气工程教学的核心内容，而通过相关教学，增强的主要是每个学生对于专业技能、装备以及实验用具的运用能力，同时强化对于设备的维修能力。所以电气工程训练课程的重要性也由此体现，特别重点突出了实践应用的关键性。对于相关的教学流程，首先教师需要通过专业介绍强化学生对于专业认知度，其次了解实践学习的内容，即用电安全须知、电工电子技术基础内容以及实践动手内容等。然后进行多阶段训练：①基础阶段，初步了解电路基础知识与电子器件特性。②拓展阶段，强化相关知识的进阶，同时进行相应的创新，创新训练可以在学生了解完成基础阶段后就开展；最后需要对训练课程进行调整，特别是实践和理论的整合方面，很多教师在教学过程中往往存在重实践、轻理论，从而导致两者之间相辅相成的促进作用不够，甚至导致理论教学与实践教学脱节，对此，教师主要需要将电工电子技术进行拓展，从而保证与学生能够通过理论配合实践学习。教材选择上适宜较为基础的，应用较强的以及较为先进的教材，其中基础主要是指教材包含课程的基础理念、规则以及思想等等讲解；应用则是指所学知识能够与实际相联系，同时运用到实践操作中；而先进则是教材设计的知识要与目前时代以及主流技术相联系，保证知识理念的与时俱进。对于目前电气工程训练方面，大部分设置80个学时，划分为两类，其一主要是对基本电气控制手段进行教学，同时完成一些基础的操作教学；其二则是学会照明电路的安装以及调整，同时能够了解一般的电工技术知识。
2电气工程训练与电工电子技术实践教学缺陷
对于目前电气工程训练与电工电子技术实践教学而言，虽然已经具有一定的体系，但是由于教学设计方面的欠缺科学性，也让教学问题层出不穷，具体的问题主要可以分为两类，其一，教学配置欠缺科学性。很多学生课程安排往往不规律，特别是整个课程趋于前松后紧的趋势，也导致理论教学与实践训练出现脱节的问题。例如传统的电工训练，一般课程设置都是一周，而每次训练周计划项目主要集中在前三日，主要运用的是一般理论以及实践操作。其余两日主要是以创新为主，但是这样会导致学生学习出现问题，即前三日由于学习内容过多，导致神经长期处于紧张状态，到了后期突然的放松，会导致学习出现懈怠的情况，从而导致学生的行为受到影响，最终引发学习效率问题；其二，实践操作意义不大，特别是对于实际工作而言，所训练的项目的技术性和专业水平都比较低，例如电气工程训练的学习的主要内容涵盖了学习交流电动机控制线路，照明电路的配置等等，虽然表面看来具有较强的实用效果，但是教学内容所运用的电路已经落后于时代，缺乏与时俱进，急需要更新。
3电气工程训练与电工电子技术实践教学的措施
（1）教材方面的改革。对于教材来说，主要的改革可以从两个方面进行改革，即一方面，主要是对于目前训练实践的教材进行调整，即主要可以划分为四个教学阶段以及六大模块，首先四个阶段，含理论阶段、实践阶段、创新阶段以及制作阶段，此外，六大模块，可以包含初步认识、仪表运用、电路分析、线路板定制、组成以及配置、修理。而对于实践教材而言，四个教学阶段以及六大模块是密不可分的，而且教材的科学性能够提升学生整体的接受度；另一方面，教材知识的难度以及实践计划的变动，而变动过程尤其需要遵循两个原则，第一个原则是保证理论与实践有机契合，即两者互相参考，在理论教学中，着重于安全用电须知、元器件介绍、检查维修知识普及入手，同时提出与实践关联不大的内容，并且通过理论的巩固了解，让学生后期实践能够有足够的知识作为指导；第二个原则，主要是推行因材施教，例如一些学生在专业课程方面因为差异导致学习存在困难，则需要进行教材内容相应的调整，另外，即便是一些同类专业的学生，由于学习阶段的差异，也需要进行分类教学，同时选择正常的教学侧重点。
（2）教学方面的改革。对于教学方面的改革主要在于趣味性，即通过教学方法的多样性，让传统的理论知识得以趣味化，生动化，最后通过最简单的方法向学生展示，从而有效提升他们对知识的理念能力。例如：理论方面的教学，可以采用多媒体或者模型教学对传统的“一粉笔一节课”教学进行取代，同时利用多媒体的图片展示开展演示以及启示进阶教学，从而有效引导学生，提升他们对于学习的兴趣，另外在实践动作教学中，教师还可以采用示范教学，即手把手进行教学，有效提升学生的实践能力，同时持续对学生进行鼓舞和引导，强化他们的思想，从而让他们能够养成自我思考与自我拓展的习惯，同时保证团队合作精神的有效形成。此外，教学方面还需要遵循层次感，即可以将教学流程分为基础教学、进阶教学以及巩固教学三个方面，首先是基础教学，即通过知识转变为技能的质变，让学生通过技能的运用让他们能够充分了解自身知识方面的缺陷，同时了解理论学习的方向；其次是进阶学习，进阶学习的主要是以实践为主，特别是社会实践，例如进入企业定岗实习、校内实习基地实践等等；最后是巩固教学，巩固教学主要是对实践教学进行相应的拓展，主要可以通过学生内部的小组合作完成教学，即属于开放性学习的过程，而学生的关注焦点也不仅仅是学校内部的实训课程，还可以是校外的一些科研计划，从而提升学生自我学习自我创作的能力，对于他们未来的健康发展带来巨大的指导作用和价值。
（3）考核方面的改革。对于考核评估方面，同样需要遵循多样性，同时还根据学生能力和专业的差异，进而采用多样的教学手段，例如对于实践的目的以及方法进行调整，即根据学生能力的差异安排不同的评估标准，从而让学生在许可范围之内不断提升自我，最终满足与自身相匹配的目标需求，然后通过项目教学，让学生在学习中累计成就感，同时教师不断提升他们的目标标准，从而让他们不断提升自身能力，最终成为一名同时具备实践能力与理论水平的综合人才。
（4）激励方面的改革。对于教师来说，要提升学生的最终的学习效果可以通过学习任务的变动和奖励的调整进行相应的激励，特别是在实践学习中，教师可以通过学习任务的多样性，配合学生的竞争意识以及团队配合，完成相应的教学内容，而对于具有明显进步的学生要及时进行奖励激励，而对于无法完成任务的学生，则需要进行相应的指导。同时还可以在一些活动中加入激励措施，例如小组竞赛、个人竞赛等多样化的实践竞赛中了解相关的奖励方案，同时通过多角度进行落实，对于奖励的内容也进行丰富化，即包含证书奖励、奖品奖励以及奖金奖励等等，同时善于分析每个学生的优点，落实“人人有奖励”的思想，从而保证学生的自我价值以及自我意识都能在此刻形成，最终有效促进他们未来不断的发展和完善自身的能力和水平。
4结语
电气工程训练与电工电子技术应用，是实践性较强的科目，而要保证其具有良好的应用效果，需要完善相应的教学和学习内容，可以通过“四个改革”入手，即教材方面的改革、教学方面的改革、考核方面的改革，从而保证学生能够在有效的教学中获得足够的能力和素质，以利于未来的发展。