狹縫間液滴行為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)

何利華，施錦磊，馮 凱，龔 適，倪 敬

（杭州電子科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，杭州 310018）

0 引言

機(jī)器中有許多不同形式的摩擦副，摩擦不僅會(huì)造成能量損失，還會(huì)引起零件表面發(fā)熱、磨損乃至失效［1］，故利用潤(rùn)滑來減少摩擦、降低磨損［2-3］。利用微米級(jí)的油霧型液滴對(duì)摩擦副或切削區(qū)域進(jìn)行有效的冷卻和潤(rùn)滑，成為一種典型的綠色冷卻潤(rùn)滑技術(shù)，受到科學(xué)界與產(chǎn)業(yè)界的認(rèn)可［4］。與傳統(tǒng)的冷卻潤(rùn)滑技術(shù)不同，油霧型潤(rùn)滑大多以孤液滴的形式附著在零部件表面，滲入部件接觸區(qū)域的狹縫內(nèi)［5］。如對(duì)直齒輪進(jìn)行油霧潤(rùn)滑，隨著齒輪的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪嚙合處將發(fā)生磨損并產(chǎn)生摩擦溫度，形成伴有溫度的嚙合間隙，間隙大小和角度不斷變化，潤(rùn)滑液滴在伴有溫度的變間隙內(nèi)的行為演變將改變潤(rùn)滑形態(tài)，導(dǎo)致潤(rùn)滑效果發(fā)生改變，影響齒輪間的嚙合狀態(tài)［6-7］。同樣地，汽車零部件的切削加工大多采用微量潤(rùn)滑，在伴有切削溫度的刀-工-屑狹縫中，切屑和工件的塑性變形將使得狹縫間隙的大小和角度不斷發(fā)生變化，影響潤(rùn)滑液滴的行為狀態(tài)，無法達(dá)到有效的冷卻和潤(rùn)滑［8-9］?？梢?，液滴在伴有摩擦溫度的狹縫間的狀態(tài)行為演變研究有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)綠色冷卻潤(rùn)滑技術(shù)。

液滴在狹縫間的演變行為研究涉及微納技術(shù)領(lǐng)域，而研究微米、亞微米甚至納米量級(jí)尺寸領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)中占據(jù)了舉足輕重的地位，也開始逐漸滲入到高等機(jī)械工程教育中的各類課程，成為重要的教學(xué)內(nèi)容［10］。本文以油霧型液滴冷卻潤(rùn)滑技術(shù)為研究背景，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)代機(jī)電液一體化技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一套溫控下多角度變狹縫間液滴行為檢測(cè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)以工業(yè)PLC自動(dòng)控制技術(shù)為基礎(chǔ)［11］，嵌入模糊PID控制理論［12］、精密傳感技術(shù)［13］、高速顯微檢測(cè)技術(shù)［14］以及機(jī)電傳動(dòng)控制［15］等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，結(jié)合了《大學(xué)化學(xué)》《大學(xué)物理》《電子技術(shù)》《機(jī)電傳動(dòng)控制》《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》等多學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的。該教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用當(dāng)前先進(jìn)設(shè)備且涉及微納技術(shù)領(lǐng)域，使學(xué)生更加深刻了解到當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是精密自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和探索精神，鼓勵(lì)學(xué)生不斷思考、嘗試和努力解決實(shí)際工程問題，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主思考并創(chuàng)新性解決學(xué)習(xí)中的實(shí)踐問題的要求。

1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理與性能指標(biāo)

1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

溫控條件下多角度變狹縫間液滴行為演變檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置整體設(shè)計(jì)如圖1 所示，主要由狹縫間距與角度控制、模糊PID溫控以及液滴行為演變監(jiān)測(cè)等模塊組成。具體工作原理如下：

（1）狹縫間距與角度控制模塊工作原理。PLC通過高速脈沖輸出接口向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送正向指令脈沖；伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)脈沖的頻率和數(shù)量，驅(qū)動(dòng)并控制豎直伺服電動(dòng)機(jī)Ⅰ，使其帶動(dòng)豎直定位滑塊改變上、下載板的間距。電渦流間距傳感器可向PLC 實(shí)時(shí)反饋，形成閉環(huán)控制。上、下載板的距離可以從厘米級(jí)變化到微米級(jí)，甚至亞微米級(jí)，實(shí)現(xiàn)平板和狹縫間的形態(tài)切換。伺服驅(qū)動(dòng)器通過PLC發(fā)送的脈沖指令驅(qū)動(dòng)并控制水平伺服電動(dòng)機(jī)Ⅱ動(dòng)作，使其同步改變上、下載板間的傾斜角度，由編碼器實(shí)時(shí)反饋角度值，形成閉環(huán)控制。為方便觀察，可通過豎直定位滑塊上的量角器復(fù)查載板的傾斜角度。

圖1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)圖

（2）模糊PID溫控模塊工作原理。內(nèi)置加熱器必須達(dá)到快速預(yù)熱及精確控制。目前工程中應(yīng)用的PID控制可以達(dá)到精確的參數(shù)調(diào)節(jié)，但無法實(shí)現(xiàn)在設(shè)定溫度的小范圍內(nèi)緩慢調(diào)節(jié)，采用模糊PID 控制算法來實(shí)現(xiàn)該傳熱板的恒溫控制，其控制結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 模糊PID控制器結(jié)構(gòu)

模糊PID將偏差的比例、積分和微分通過線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，其規(guī)律為：

式中：u（t）為PID 調(diào)節(jié)器輸出；e（t）為PID 調(diào)節(jié)器輸入；Kp是比例系數(shù)，Ki為積分時(shí)間常數(shù)，Kd為微分時(shí)間常數(shù)。

該方法主要是根據(jù)預(yù)設(shè)溫度誤差e和誤差變化率ec，利用模糊控制器在線修改PID 控制中的參數(shù)Kp、Ki、Kd，以滿足在不同e和ec時(shí)對(duì)控制參數(shù)有不同的要求，獲得控制量u（t），完成對(duì)加熱器的恒溫控制，控制傳熱板的溫度和液滴溫度。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的最優(yōu)控制。

（3）液滴行為演變監(jiān)測(cè)模塊工作原理。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)適用于不同黏度的液體檢測(cè)。當(dāng)上、下載板形成狹縫時(shí)，液滴在狹縫間的行為將發(fā)生不同的演變；當(dāng)狹縫出現(xiàn)角度變化時(shí)，液滴受重力及載板剪切力的影響也將發(fā)生不同的演變。采用VW-9000E 高速顯微鏡可實(shí)現(xiàn)對(duì)狹縫間液滴行為狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如圖3 所示。

圖3 液滴行為演變監(jiān)測(cè)模塊設(shè)計(jì)

對(duì)高速顯微鏡拍攝的圖像進(jìn)行液滴輪廓提取，即可得到液滴的流動(dòng)形態(tài)和靜止形態(tài)。比較相鄰兩幀圖像液滴在水平方向上的距離變化，根據(jù)顯微鏡的采樣時(shí)間即可得到液滴在水平方向上的即時(shí)速度，同理可以得到液滴在垂直方向上的即時(shí)速度。

1.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的具體性能指標(biāo)

本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要性能指標(biāo)如下：

①溫控箱溫控范圍：－10～120°C；

②帶編碼器的水平伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)載板傾斜的傾斜范圍：－60°～60°；

③微調(diào)旋鈕每轉(zhuǎn)一圈，豎直定位塊上下移動(dòng)的距離為1 mm；

④電渦流間距傳感器量程：0～1 mm，±0.4 μm。

2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)

狹縫間距與角度控制模塊是本實(shí)驗(yàn)裝置的核心機(jī)械部件。

2.1 狹縫間距結(jié)構(gòu)

狹縫間距控制模塊結(jié)構(gòu)由帶編碼器的豎直伺服電機(jī)Ⅰ、滑塊導(dǎo)向座、微調(diào)旋鈕、上載板支架座和電渦流傳感器組成，如圖4 所示。

滑塊導(dǎo)向座安裝在支架側(cè)面且與立柱相對(duì)，其側(cè)面設(shè)有限位凸起，下端標(biāo)有刻度，使其可在豎直支架上精準(zhǔn)滑動(dòng)；帶編碼器的伺服電動(dòng)機(jī)Ⅰ安裝在滑塊導(dǎo)向座上方，并通過滾珠絲杠帶動(dòng)上載板支架座沿著滑塊導(dǎo)向座上下移動(dòng)，微調(diào)旋鈕安裝在滑塊導(dǎo)向座側(cè)面，實(shí)現(xiàn)大間距快速調(diào)整；電渦流傳感器安裝在上載板邊緣處，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋給PLC，實(shí)現(xiàn)上、下載板間的設(shè)定間距精準(zhǔn)控制。

2.2 角度偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖4 狹縫間距控制模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

狹縫角度控制模塊結(jié)構(gòu)由帶編碼器的水平伺服電動(dòng)機(jī)Ⅱ、電動(dòng)機(jī)座、上載板、下載板、電磁鐵、內(nèi)置傳熱器和溫控箱組成，如圖5 所示。

圖5 狹縫角度控制模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（帶溫控箱）

上載板與下載板之間通過電磁鐵與兩個(gè)小型鉸鏈相連，形成連桿結(jié)構(gòu)：當(dāng)電磁鐵處于開路狀態(tài)時(shí)，上載板可通過卡槽形式上下移動(dòng)；當(dāng)電磁鐵處于接通狀態(tài)時(shí)，上載板與電磁鐵固定，實(shí)現(xiàn)上下載板聯(lián)動(dòng)。帶編碼器的水平伺服電動(dòng)機(jī)Ⅱ安裝在電動(dòng)機(jī)座上，電動(dòng)機(jī)軸通過減速裝置與內(nèi)置傳熱板固定，通過電動(dòng)機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)可改變內(nèi)置傳熱板與下載板的傾斜角度，電磁鐵接通并帶動(dòng)上載板移動(dòng)。在上載板支座架的下端刻有分度線，可實(shí)時(shí)讀取載板的傾斜角度。

3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電氣控制

3.1 電氣系統(tǒng)

（1）嵌入式軟PLC 控制系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的間距、角度和溫度控制需求，設(shè)計(jì)了一套嵌入式軟PLC控制系統(tǒng)，如圖6 所示。

該系統(tǒng)主要是由SMART-HMI 人機(jī)界面，S7-200系列PLC，模擬量I／O 擴(kuò)展模塊，數(shù)字量I／O 擴(kuò)展模塊、伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服電動(dòng)機(jī)，電渦流傳感器和溫度控制器組成。在Windows操作系統(tǒng)中利用STEP7-Micro／Win軟件進(jìn)行順序控制的設(shè)計(jì)及PLC 編程，其中系統(tǒng)程序以梯形圖的方式進(jìn)行編程，將編譯結(jié)果寫入PLC；利用WinCC flexible SMART V3 軟件進(jìn)行觸摸屏界面設(shè)計(jì)并寫入觸摸屏設(shè)備，使人機(jī)交流更加友好。伺服系統(tǒng)選擇ASDA-A3 系列，PLC發(fā)出的電信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的控制。PLC 通過模擬量I／O擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)上、下載板間距（電渦流傳感器）和溫控箱溫度（熱電偶）進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；經(jīng)過A／D 轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算后，通過數(shù)字量I／O 擴(kuò)展模塊對(duì)加熱器的輸出功率進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)恒溫控制。

圖6 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制原理設(shè)計(jì)

具體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件配置及其相關(guān)具體參數(shù)見表1。

表1 PLC控制系統(tǒng)元器件配置

（2）伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制回路。圖7 為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制回路，由強(qiáng)電回路和控制回路組成。強(qiáng)電回路主要為主電路電源和電動(dòng)機(jī)供電電路，即通過伺服驅(qū)動(dòng)器的R、S、T端子經(jīng)由低壓斷路器MCCB 和接觸器MC 接入三相電，在通過伺服驅(qū)動(dòng)器的U、V、W端子接通伺服電動(dòng)機(jī)繞組。控制回路主要包括控制回路電源輸入端（L1C、L2C）、編碼器位置輸出端、編碼器連接器（CN2）、Mini USB 連接器（CN4）和位置反饋信號(hào)接頭（CN5）。其中，L1C和L2C端子連接單相交流電源，實(shí)現(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)器主電路電源輸入回路；編碼器位置輸出端為伺服驅(qū)動(dòng)器I／O 端子的一部分，實(shí)現(xiàn)將編碼器的A、B、Z信號(hào)以差動(dòng)方式輸出；CN2 接口與伺服電動(dòng)機(jī)的編碼器連接，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)上的編碼器信號(hào)回路；CN4 串行通訊端口與PC 軟件連接，實(shí)現(xiàn)PC控制信號(hào)回路；CN5 接口鏈接外部位置反饋，與伺服形成全閉環(huán)的控制回路。

圖7 伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制回路原理圖

（3）信號(hào)控制回路。根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)狹縫間距、內(nèi)置傳熱板溫度以及溫控箱的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了如圖8 所示的電渦流位移傳感器、溫度傳感器以及加熱器的信號(hào)控制回路。其中模擬信號(hào)輸入，傳感器通過屏蔽雙絞線與PLC中模擬量I／O擴(kuò)展模塊通道連接；雙絞線的屏蔽層與接地端（PE）連接。

圖8 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模擬信號(hào)采樣與控制原理圖

3.2 PLC控制軟件設(shè)計(jì)

在PC機(jī)中，采用STEP 7-Micro／WIN編程軟件，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作流程設(shè)計(jì)，溫控下多角度變狹縫間液滴行為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制流程如圖9 所示。

該控制軟件主要由點(diǎn)動(dòng)控制、自動(dòng)控制和參數(shù)設(shè)置等子程序組成。

點(diǎn)動(dòng)控制子程序主要用于設(shè)備調(diào)試以及維護(hù)的情況下使用，能夠分別實(shí)現(xiàn)對(duì)狹縫間距和載板傾角等執(zhí)行元件單獨(dú)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制，是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)成。

圖9 系統(tǒng)自動(dòng)控制流程圖

自動(dòng)控制子程序是根據(jù)設(shè)定的溫度、角度、間距等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)對(duì)傳熱板溫度、偏轉(zhuǎn)角度、狹縫間距進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行誤差補(bǔ)償。該子程序是本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵程序，提供了參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)和判斷功能，提供了性能評(píng)價(jià)和狀態(tài)報(bào)警功能。

參數(shù)設(shè)置子程序是根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，但不能超過測(cè)量范圍，否則系統(tǒng)報(bào)警提示。

3.3 人機(jī)界面

在PC 機(jī)中，采用SMART 系列編輯軟件WinCC flexible SMART V3 編寫觸摸屏界面。根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)自動(dòng)控制流程的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的點(diǎn)動(dòng)控制界面和自動(dòng)控制界面。

點(diǎn)動(dòng)測(cè)試界面可點(diǎn)動(dòng)控制狹縫間距和載板傾角的微動(dòng)控制，可以檢查執(zhí)行單元是否正常工作。

自動(dòng)控制界面是用于控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所有子程序協(xié)同工作的界面，包括自動(dòng)運(yùn)行過程中根據(jù)設(shè)定參數(shù)實(shí)時(shí)記錄溫度和間距的數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)記錄參數(shù)的變化。圖10為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)界面，包括當(dāng)前參數(shù)、溫度監(jiān)測(cè)、距離監(jiān)測(cè)、參數(shù)設(shè)定，還包括自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)停止按鍵和系統(tǒng)運(yùn)行、報(bào)警、停止指示燈。

4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)，可進(jìn)行的教學(xué)實(shí)驗(yàn)如下：

（1）基于交流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)電傳動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)可配合《機(jī)電傳動(dòng)控制》這門專業(yè)必修基礎(chǔ)課進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，特別是針對(duì)交流伺服電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所選用的伺服系統(tǒng)，使學(xué)生更加深刻地理解單相交流伺服電動(dòng)機(jī)的組成、配線、安裝調(diào)試過程及其工作原理，提高感性認(rèn)識(shí)和解決問題的能力，更好地掌握機(jī)電傳動(dòng)理論知識(shí)。

圖10 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)自動(dòng)控制監(jiān)控界面

（2）基于可編程控制器的PLC 編程實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)將以可編程控制器為對(duì)象，了解PLC 的基本概況，包括其組成、功能、工作方式、軟件介紹等，完成可編程控制器的安裝與維護(hù)；利用編程軟件了解并熟悉梯形圖的設(shè)計(jì)和編程方法，并結(jié)合本實(shí)驗(yàn)裝置的硬件組成完成基本指令的編程練習(xí)、電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)等，使學(xué)生了解軟件編程能力和邏輯思維能力，更深刻地認(rèn)識(shí)數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。

（3）基于電渦流效應(yīng)原理的位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)的原理為：通過高頻電流的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)有導(dǎo)電體接近時(shí)，因?qū)щ婓w渦流效應(yīng)產(chǎn)生渦流損耗，而渦流損耗與導(dǎo)電體離線圈的距離有關(guān)，故可進(jìn)行位移測(cè)量。利用本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的電渦流傳感器，使學(xué)生充分了解電渦流位移傳感器的工作原理和電渦流效應(yīng)的應(yīng)用以及接觸特性阻抗的變化特性和影響因素，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)精神，鞏固學(xué)生的理論知識(shí)。

（4）基于模糊PID溫度控制實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)可配合《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》這門專業(yè)必修基礎(chǔ)課進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。區(qū)別于常規(guī)的PID 控制，在受到環(huán)境等非線性因素的影響時(shí)，模糊PID 控制可保證實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有自適應(yīng)控制能力。通過對(duì)PID控制算法和模糊理論的講解，使學(xué)生了解模糊自適應(yīng)PID控制理論，通過本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)際操作，建立合適的模糊規(guī)則推理出合適的系統(tǒng)誤差及誤差變化率，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，使學(xué)生更深層次地理解PID控制中的比例、積分和微分參數(shù)，明確各項(xiàng)性能指標(biāo)的含義，加深學(xué)生對(duì)經(jīng)典控制理論的掌握，豐富學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（5）液滴行為演變觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。利用本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，針對(duì)不同配比、不同性能的溶液液滴，通過高速顯微鏡對(duì)液滴形態(tài)以及液跡輪廓進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)比并測(cè)量相鄰幀數(shù)的液跡狀態(tài)，用以得出液滴的行為演變過程與即時(shí)速度，從而培養(yǎng)學(xué)生自我分析和解決問題的能力。

5 結(jié)語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的溫控下多角度變狹縫間液滴行為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，具有以下的特色：

（1）融合了PLC 控制、電伺服驅(qū)動(dòng)、模糊PID 溫度控制、電渦流位移傳感等機(jī)電液一體化控制技術(shù)，內(nèi)容涵蓋涉及《機(jī)電傳動(dòng)控制》《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》《大學(xué)物理》等課程內(nèi)容，能夠有效滿足不同高等院校完成經(jīng)典機(jī)電伺服傳動(dòng)控制、PLC編程設(shè)計(jì)、電渦流位移傳感檢測(cè)和模糊PID溫度控制等基礎(chǔ)性教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

（2）集電伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電子元器傳感技術(shù)、PLC控制系統(tǒng)、PC軟件編程技術(shù)和高速顯微檢測(cè)技術(shù)于一體，軟硬件豐富，功能完備，實(shí)訓(xùn)難易程度可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)對(duì)象進(jìn)行靈活調(diào)整，具有較好的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備先進(jìn)性，能有效滿足大學(xué)生在不同階段的能力培養(yǎng)。

（3）該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)屬于微納系統(tǒng)研究領(lǐng)域，特別針對(duì)不同配比、不同特性的溶液液滴進(jìn)行狹縫特性檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)需求設(shè)定狹縫間距、傳熱板溫度、載板傾角，觀測(cè)液滴行為演變，開展各因素對(duì)液滴行為演變影響的數(shù)據(jù)分析和討論，能有效滿足大學(xué)生以及研究生培養(yǎng)所需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代機(jī)電液一體化控制技術(shù)水平，具有較高的實(shí)驗(yàn)和研究應(yīng)用價(jià)值。