(完整版)中央電大機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)2008-2012歷年真題匯總,推薦文檔_第1頁
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文檔簡介

1、機(jī)電一體化單選試題匯總二、單選題(每小題 4 分,共 24 分)1. 機(jī)電一體化技術(shù)是以( b )技術(shù)為核心,強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成的綜合性技術(shù)。a. 自動化 b電子 c機(jī)械 d軟件2. 機(jī)電一體化技術(shù)是以( c )部分為主體,強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成的綜合性技術(shù)。a. 自動化 b微電子 c機(jī)械 d 軟 件3. 在機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)過程中,總體方案設(shè)計完成后應(yīng)立即進(jìn)行( b )。a樣機(jī)設(shè)計(詳細(xì)設(shè)計) b 此方案的評審、評價c理論分析(數(shù)學(xué)模 2) d可行性與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析4在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,機(jī)械傳動要滿足伺服控制的基本要求足( a )。a精度、穩(wěn)定性、快速響應(yīng)性 b精度、穩(wěn)定忭、低噪聲c

2、精度,高可靠性、小型輕量化 d精度、高可靠性、低沖擊振動5. 在機(jī)械傳動系統(tǒng)中,用于加速慣性負(fù)載的驅(qū)動力矩為( d )。a電機(jī)力矩 b負(fù)載力矩 c折算負(fù)載力矩 d電機(jī)力矩與折算負(fù)載力矩之差6在下列電機(jī)中,( c )既可通過閉環(huán)實現(xiàn)速度或位置控制,又可作步進(jìn)方式運(yùn)行,且電機(jī)轉(zhuǎn)速不受負(fù)載影響,穩(wěn)定性高。a步進(jìn)電機(jī) b直流伺服電機(jī) c交流同步伺服電機(jī) d籠型交流異步電機(jī)7在開環(huán)控制系統(tǒng)中,常用( b )做驅(qū)動元件。a直流伺服電動機(jī) b步進(jìn)電動機(jī) c同步交流伺服電動機(jī) d異步交流伺服電動機(jī)8在工業(yè)控制計算機(jī)中,控制總線的功能是( b )。a確切指定與之通信的外部硬什 b確定總線上信息流的時序c在計算機(jī)

3、內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù) d 連接控制電源3. 在工業(yè)控制應(yīng)用中,為了( d ),da 轉(zhuǎn)換的輸出常常要配接 vi 轉(zhuǎn)換器。a抑制共模電壓的干擾b非電壓信號的轉(zhuǎn)換 c信號的放大、濾波d適應(yīng)工業(yè)儀表的要求4. 在工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計中,( a )是理論分析階段要進(jìn)行的工作之一。a傳感器的選擇及精度分析b技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 c控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計d控制系統(tǒng)軟件配置與調(diào)試9. 以下產(chǎn)品不屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的是( b )。a機(jī)器人 b移動電話 c數(shù)控機(jī)床 d復(fù)印機(jī)0. 以下產(chǎn)品不屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的是( b )。a 工業(yè)機(jī)器人b電子計算機(jī)c空調(diào)d復(fù)印機(jī)11以下除了( d ),均是由硬件和軟件組成。a計算機(jī)控制系統(tǒng) bpl

4、c 控制系統(tǒng)c嵌入式系統(tǒng) d繼電器控制系統(tǒng)2以下抑制電磁干擾的措施,除了( d ),其余都是從切斷傳播途徑人手。a屏蔽b隔離c濾波d軟件抗干擾3. 導(dǎo)程 l0=8mm 的絲杠驅(qū)動總質(zhì)量為 60kg 的工作臺與工件,則工作臺與工件折算到絲杠上的等效轉(zhuǎn)動慣量為( b )kgmm2。a48.5b97c4.85d9.74. 導(dǎo)程 l0=8mm 的絲杠的總質(zhì)量為 6kg,標(biāo)稱直徑為 40mm,則其轉(zhuǎn)動慣量為(a)kgmm2。a1200b480c120d485. 下列哪個不是傳感器的動特性?( d )a幅頻特性b臨界頻率c相頻特性d分辨率6下列哪項指標(biāo)是傳感器的動態(tài)特性?( d )。a量程b線性度c靈敏度

5、d幅頻特性7幅頻特性和相頻特性是模擬式傳感器的( b )。a靜態(tài)特性指標(biāo)b動態(tài)特性指標(biāo)c輸入特性參數(shù)d輸出特性參數(shù)8靜態(tài)剛度屬于傳感器的( c )。a靜態(tài)特性指標(biāo)b動態(tài)特性指標(biāo)c輸人特性參數(shù)d輸出特性參數(shù)9頻率響應(yīng)函數(shù)是傳感器的( b )。a靜態(tài)特性指標(biāo)b動態(tài)特性指標(biāo)c輸入特性參數(shù)d輸出特性參數(shù)0機(jī)械系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)的動態(tài)特性主要影響表現(xiàn)為( b )等方面。a固有頻率、響應(yīng)速度、慣量 b固有頻率、失動量、穩(wěn)定性c摩擦特性、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性 d摩擦特性、失動量、慣量21. 為提高機(jī)電一體化機(jī)械傳動系統(tǒng)的固有頻率,應(yīng)設(shè)法( a )。a增大系統(tǒng)剛度 b增大系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量 c增大系統(tǒng)的驅(qū)動力矩d減小系統(tǒng)

6、的摩擦阻力2傳動系統(tǒng)的固有頻率對傳動精度有影響,( a ) 固有頻率可減小系統(tǒng)地傳動誤差, ( a )系統(tǒng)剛度可提高固有頻率。- 20 -a提高,提高b提高,減小c減小,提高d減小,減小3. 多級齒輪傳動中,各級傳動比相等的分配原則適用于按( c )設(shè)計的傳動鏈。a最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則b輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則 c重量最輕原則(小功率裝置)d重量最輕原則(大功率裝置)4. 多級齒輪傳動中,各級傳動比“前大后小”的分配原則適用于按( d )設(shè)計的傳動鏈。a最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則b輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則c重量最輕原則(小功率裝置)d重量最輕原則(大功率裝置) 5閉環(huán)控制的驅(qū)動裝置中,齒輪減速器位于

7、前向通道,所以它的( b )。a傳動誤差不影響輸出精度,但回程誤差影響輸出精度2. 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動后,其輸出轉(zhuǎn)矩隨著工作頻率增高而(b)。a上升b下降 c不變d前三種情況都有可能3. 對同一種步進(jìn)電機(jī),三相單三拍的步距角是三相六拍的( c )倍。a05b1c2d34. 有一脈沖電源,通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進(jìn)電機(jī)定子勵磁繞組,已知轉(zhuǎn)子有 24 個齒,步進(jìn)電機(jī)的步距角是( c )。a0.6b1.2c1.5d25. 頻矩特性表示步進(jìn)電機(jī)( b )與脈沖頻率的關(guān)系。a額定動態(tài)轉(zhuǎn)矩b最大動態(tài)轉(zhuǎn)矩c最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩d最大啟動轉(zhuǎn)矩b回程誤差不影響輸出精度,但傳動誤差影響輸出精度6std 總線的

8、 ad 轉(zhuǎn)換接口模板中,除 ad 轉(zhuǎn)換器及 std 總線接口邏輯之外;還應(yīng)設(shè)置( c )。c傳動誤差和回程誤差都會影響輸出精度d傳動誤差和回程誤差都不會影響輸出精度a采樣保持器與通道選擇器b通道選擇器與多路開關(guān)6閉環(huán)控制的驅(qū)動裝置中,絲杠螺母機(jī)構(gòu)位于閉環(huán)之外,所以它的(d)。c多路開關(guān)與采樣保持器dvi 轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)理電路a回程誤差不影響輸出精度,但傳動誤差影響輸出精度7開放式體系結(jié)構(gòu)中的 vlsi 是指( c )。b傳動誤差不影響輸出精度,但回程誤差影響輸出精度a不同的用戶層次b用戶的特殊要求c超大規(guī)模集成電路d模塊化體系結(jié)c回程誤差和傳動誤差都不會影響輸出精度d回程誤差和傳動誤差都會影響

9、輸出精度構(gòu)8為保證系統(tǒng)安全可靠工作,下列機(jī)電一體化產(chǎn)品中,( d )需要進(jìn)行抗干擾設(shè)計。7. 半閉環(huán)控制的驅(qū)動裝置中,絲杠螺母機(jī)構(gòu)位于閉環(huán)之外,所以它的( d a回程誤差不影響輸出精度,但傳動誤差影響輸出精度)。a頻率b數(shù)量c步距角d通電順序b傳動誤差不影響輸出精度,但回程誤差影響輸出精度c回程誤差和傳動誤差都不會影響輸出精度d回程誤差和傳動誤差都會影響輸出精度8. hrgp-1a 噴漆機(jī)器人中的旋轉(zhuǎn)變壓器屬于系統(tǒng)中的( b )。a 能源部分b測試傳感部分c控制器d執(zhí)行機(jī)構(gòu)9hrgpla 噴漆機(jī)器人中的活塞式液壓缸屬于系統(tǒng)中的( c )。a能源部分b測試傳感部分c驅(qū)動部分d執(zhí)行機(jī)構(gòu)0hrgp-

10、1a 噴漆機(jī)器人中的手部屬于系統(tǒng)中的( d )。a 能源部分b測試傳感部分c驅(qū)動部分d執(zhí)行機(jī)構(gòu)31. 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角的精確控制是通過控制輸入脈沖的( b )來實現(xiàn)的。a自動洗衣機(jī)b自動照相機(jī)c滾筒型繪圖機(jī)d數(shù)控機(jī)床9通常,ttl 電平接口不用于( a )。a工控機(jī)與獨立設(shè)備的連接b操作面板上開關(guān)狀態(tài)的輸入c驅(qū)動帶電氣隔離的繼電器d輸出指示燈控制0. 計算機(jī)控制系統(tǒng)實際運(yùn)行時,需要由用戶自行編寫(d),具有實時性、針對性、靈活性和通用性。a實時軟件b開發(fā)軟件c系統(tǒng)軟件d應(yīng)用軟件41數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的伺服電機(jī)屬于設(shè)備的( c )。a能源部分b傳感部分c驅(qū)動部分d執(zhí)行機(jī)構(gòu)2( a )又稱為力矩電動機(jī),

11、在位置控制方式的伺服系統(tǒng)中,它可在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作。a永磁式直流伺服電機(jī)b電磁式直流伺服電機(jī)c.永磁式交流同步伺服電機(jī)d籠型交流異步伺服電機(jī)5. 采用脈寬調(diào)制(pwm)進(jìn)行直流電動機(jī)調(diào)速驅(qū)動時,通過改變( a )來改變電樞回路的平均電壓,從而實現(xiàn)直流電動機(jī)的平滑調(diào)速。a. 脈沖的寬度b脈沖的頻率c脈沖的正負(fù)d其他參數(shù)6. 某機(jī)電一體化系統(tǒng)需要消除斜齒輪傳動的齒側(cè)間隙,采?。╠)調(diào)整法使得調(diào)整過程中能自動補(bǔ)償齒側(cè)間隙。a. 偏心套b軸向墊片c薄片錯齒d軸向壓簧錯齒機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)歷年試題匯總一、判斷題(正確的打,錯誤的打,每題 3 分,共 30 分)01自動控制技術(shù)是機(jī)電一體化六個相關(guān)技術(shù)之

12、一,而接口技術(shù)是自動控制技術(shù)中的一個方面。( )2. 自動控制是在人直接參與的情況下,通過控制器使被控對象或過程自動地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。( )3. 機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微電子技術(shù)為主體、以機(jī)械部分為核心,強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成的綜合性技術(shù)。()4. 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)與一般的機(jī)械系統(tǒng)相比,應(yīng)具有高精度、良好的穩(wěn)定性、快速響應(yīng) 性 的 特 性 。 () 5機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要功能就是對輸入的物質(zhì)按照要求進(jìn)行處理,輸出具有所需特性的物質(zhì)。( )6. 機(jī)電體化產(chǎn)品的適應(yīng)性設(shè)計是指對產(chǎn)品功能及結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行的設(shè)計。( )7. 機(jī)電一體化產(chǎn)品的適應(yīng)性設(shè)計是指改變產(chǎn)品部分結(jié)構(gòu)尺寸而形成系列產(chǎn)品的設(shè)計

13、。( )8. 機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,具有“智能化” 的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)差別。( )9. 傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量取決于機(jī)構(gòu)中傳動件的質(zhì)量、轉(zhuǎn)速和尺寸參數(shù)。( ) 0傳動軸在單向回轉(zhuǎn)時,回程誤差對傳動精度沒有影響。( ) 11傳感器的靜態(tài)特性是特指輸入量為常量時,傳感器的輸出與輸入之間的關(guān)系。( )2. 傳感器的轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分。( )3. 驅(qū)動元件的選擇及動力計算是機(jī)電一體化產(chǎn)品開發(fā)過程理論分析階段的工作之一。( )4. 驅(qū)動裝置中同一環(huán)節(jié)的誤差,其高頻分量和低頻分量,對系統(tǒng)輸出精度的影響程度可能是

14、不同的。( )5. 驅(qū)動部分在控制信息作用下提供動力,伺服驅(qū)動包括電動、氣動、液壓等各種類型的驅(qū)動裝置。( )6. 驅(qū)動電路中采用脈沖調(diào)制(pwm)放大器的優(yōu)點是功率管工作在開關(guān)狀態(tài)、管耗小。()7. 直流伺服電機(jī)的驅(qū)動電路中,脈寬凋制放大器由于管耗大,因而多用于小功率系統(tǒng)。( )8. 直流伺服電機(jī)的驅(qū)動電路中,由于脈寬調(diào)制放大器的管耗大,因此多用于小功率系統(tǒng)。( )9. 直流伺服電動機(jī)和永磁同步交流伺服電動機(jī)都可以采用 pwm 控制方式進(jìn)行控制。( )0直流伺服電動機(jī)的調(diào)速特性是電機(jī)轉(zhuǎn)速與其輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。( )21直流伺服電動機(jī)的機(jī)械特性是電機(jī)轉(zhuǎn)速與其控制電壓的關(guān)系。( )2. 數(shù)控機(jī)床中

15、的計算機(jī)屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制及信息處理單元,而電機(jī)和主軸箱則屬于系統(tǒng)的驅(qū)動部分。( )3. 數(shù)字式傳感器的動態(tài)特性是輸入量變化的臨界速度。( )4. 數(shù)字化物理樣機(jī)就是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件,強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計。( )5. 工業(yè) pc 機(jī)與個人計算機(jī) ibm pc 的最大差別是把 ibm pc 中的母板分成了多塊 pc 插件。( )6. 工業(yè) pc 機(jī)與個人計算機(jī) ibmpc 的最大差別是換用了工業(yè)電源。( )7. 遲滯是傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)之一,反映傳感器輸入量在正反行程中,輸出輸入特性曲線的不重合度。( )8. 遲滯是傳感器的一種動態(tài)誤差,是由于在傳感器的正反行程中的輸出輸入特性曲線不重合引起

16、的 。 () 9遲滯是傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)之,反映傳感器輸入量按同一方向做全量程連續(xù)多次變動時,輸出輸入特性曲線的不一致性。( )0在滾珠絲杠螺母間隙的調(diào)整結(jié)構(gòu)中,齒差式調(diào)隙機(jī)構(gòu)的精度較高,且結(jié)構(gòu)簡單,制作成本低。( )31在噴漆機(jī)器人的開發(fā)設(shè)計過程中,詳細(xì)設(shè)計完成后即可進(jìn)行樣機(jī)的試制。( )2. 在工控機(jī)系統(tǒng)的總線中,控制總線的功能是確定總線上信息流的時序。( )3. 在工控機(jī)系統(tǒng)的總線中,數(shù)據(jù)總線的功能是確定總線上信息流的時序。( )4. 在全自動洗衣機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計過程中,控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計是理論分析階段的任務(wù)之一。( )5. 在閉環(huán)控制系統(tǒng)中,驅(qū)動裝置中各環(huán)節(jié)的誤差因其在系統(tǒng)中所處的位置不同

17、,對系統(tǒng)輸出精度 的 影 響 不 同 。 () 6在閉環(huán)系統(tǒng)中,因齒輪副的嚙合間隙而造成的傳動死區(qū)能使系統(tǒng)以 610 倍的間隙角產(chǎn)生低頻振蕩,采用消隙裝置,以提高傳動精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。() 7在閉環(huán)系統(tǒng)中,因齒輪副的嚙合間隙而造成的傳動死區(qū)能使系統(tǒng)以 15 倍的間隙角產(chǎn)生低頻振蕩,采用消隙裝置,以提高傳動精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。( )8. 采用虛擬樣機(jī)代替物理樣機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計測 l 試和評估,延長了產(chǎn)品開發(fā)周期, 增加了產(chǎn)品開發(fā)成本,但是可以改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量,提高面向客戶三捕場需求能力。( )9. 采用雙螺母螺紋調(diào)隙以消除滾珠絲杠副軸向間隙,結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)緊湊,工作可靠,調(diào)整方便,能 夠 進(jìn) 行

18、 很 精 確 的 調(diào) 整 。 ()0采用偏心軸套調(diào)整法對齒輪傳動的側(cè)隙進(jìn)行調(diào)整,結(jié)構(gòu)簡單,且可以自動補(bǔ)償側(cè)隙。()41通常,步進(jìn)電機(jī)的最高連續(xù)工作頻率遠(yuǎn)大于它的最高啟動頻率。( )2通常,提高響應(yīng)速度和提高系統(tǒng)的動態(tài)精度是有矛盾的,若想同時實現(xiàn)高速度和高精度,需要綜合考慮各環(huán)節(jié)和整個系統(tǒng)的控制形式。() 3通常,機(jī)械傳動系統(tǒng)的基本固有頻率應(yīng)高于電氣驅(qū)動部件的固有頻率 23 倍。( )4現(xiàn)場總線系統(tǒng)采用一對一的設(shè)備連線,按控制回路分別進(jìn)行連接,打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 形 式 。() 5現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法是將系統(tǒng)劃分為硬件和軟件兩個獨立的部分,然后按各自的設(shè)計流程分別完成。( )6. 系統(tǒng)

19、論、信息論、控制論是機(jī)電一體化技術(shù)的理論基礎(chǔ),是機(jī)電一體化技術(shù)的方法論。( )7. 系統(tǒng)的靜摩擦阻尼越大,使系統(tǒng)的回程誤差增大,定位精度降低。( )8. 齒輪傳動的嚙合間隙會造成一定的傳動死區(qū),若在閉環(huán)系統(tǒng)中,傳動死區(qū)會使系統(tǒng)產(chǎn)生低頻震蕩。( )9. 齒輪傳動系統(tǒng)各級傳動比的最佳分配原則中等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則是使所設(shè)計的齒輪傳動系統(tǒng)換算到該齒輪傳動系統(tǒng)輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量為最小。( )0為減少機(jī)械傳動部件的扭矩反饋對電機(jī)動態(tài)性能的影響,機(jī)械傳動系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)接近控制系統(tǒng)的工作頻率,以免系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而失去穩(wěn)定性。() 51為減少機(jī)械傳動部件的扭矩反饋對電機(jī)動態(tài)性能的影響,機(jī)械傳動系統(tǒng)的基本固

20、有頻率應(yīng)低于電氣驅(qū)動部件的固有頻率的 23 倍,同時,傳動系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)接近控制系統(tǒng)的工作頻率,以免系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而失去穩(wěn)定性。( )2. 為適應(yīng)工業(yè)儀表的要求,da 的輸出要配接 v1 轉(zhuǎn)換器。( )3. ttl 電平接口能用于輸出指示燈的控制,也能用于驅(qū)動帶電氣隔離的繼電器。( )4. ttl 電平接口能用于輸出指示燈的控制,但不能用于驅(qū)動帶電氣隔離的繼電器。( )5. 氣壓式伺服驅(qū)動系統(tǒng)常用在定位精度較高的場合使用。( )6. 氣壓伺服系統(tǒng)的過載能力強(qiáng),在大功率驅(qū)動和高精度定位時性能好,適合于重載的高加減速驅(qū)動。( )7. 步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量越大,同頻率下的起動轉(zhuǎn)矩就越大。( )8.

21、閉環(huán)伺服系統(tǒng)中工作臺的位置信號僅能通過電機(jī)上的傳感器或是安裝在絲桿軸端的編碼器檢測得到。( )9. 電氣驅(qū)動部件的固有頻率應(yīng)高于機(jī)械傳動系統(tǒng)的基本固有頻率 23 倍。( ) 0反求設(shè)計是建立在概率統(tǒng)計基礎(chǔ)之上,主要任務(wù)是提高產(chǎn)品的可靠性,延長使用壽命,降低維修費用。( )61仿真根據(jù)采用的模型不同可分為計算機(jī)仿真、半物理仿真和全物理仿真。( )2. 滾珠絲杠垂直傳動時,必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動裝置。( )3. 進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計時,由于阻尼對系統(tǒng)的精度和快速響應(yīng)性均產(chǎn)生不利的影響,因此機(jī)械系統(tǒng)的阻尼比取值越小越好。() 4絕對式光電編碼器能用于角位置測量,也能用于角速度測量。( )5. 接

22、口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中的一個方面,它的功能是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分的可靠連接。( )6. 計算機(jī)控制系統(tǒng)的采樣周期越小,其控制精度就越高。( )7. 開環(huán)控制系統(tǒng),執(zhí)行裝置的誤差直接影響系統(tǒng)精度,但不存在穩(wěn)定性問題。( )8. 綠色設(shè)計是對已有的產(chǎn)品或技術(shù)進(jìn)行分析研究,進(jìn)而對該系統(tǒng)(產(chǎn)品)進(jìn)行剖析、重構(gòu)、再創(chuàng) 造 的 設(shè) 計 。() 9脈沖分配器的作用是使步進(jìn)電動機(jī)繞組的通電順序按一定規(guī)律變化。( ) 0脈沖分配器的作用是使電動機(jī)繞組的通電順序按一定規(guī)律變化。( )71plc 具有完善的自診斷功能,能及時診斷出 plc 系統(tǒng)的軟件、硬件故障,并能保護(hù)故障現(xiàn)場,保證了 plc 控制系統(tǒng)的工作安全性。( )2

23、全物理仿真與計算機(jī)仿真相比較,在時間、費用和方便性上都具有明顯的優(yōu)點,是一種經(jīng)濟(jì)、快 捷 與 實 用 的 仿 真 方 法 。() 3嵌入式系統(tǒng)大多工作在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中,通常都具有低功耗、體積小、集成度高等 特 點 。 () 4伺服驅(qū)動系統(tǒng)在控制信息作用下提供動力,伺服驅(qū)動包括電動、氣動、液壓等各種類型的驅(qū)動裝置。( )5. std 總線可采用總線復(fù)用技術(shù),也支持多處理機(jī)系統(tǒng)。( )6. 伺服驅(qū)動系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換的裝置和部件。( )7. 微機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線中,在任何給定時刻數(shù)據(jù)流八允許往一個方向傳榆。( )8. 無論采用何種控制方案,系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測裝置的精度

24、。( )9. 需求設(shè)計是指新產(chǎn)品開發(fā)的整個生命周期內(nèi),從分析用戶需求到以詳細(xì)技術(shù)說明書的形式來描述滿足用戶需求產(chǎn)品的過程。( )0選擇傳感器時,如果測量的目的是進(jìn)行定性分析,則選用絕對量值精度高的傳感器,而不宜選 用 重 復(fù) 精 度 高 的 傳 感 器 。 () 81信息處理技術(shù)是指在機(jī)電一體化產(chǎn)品工作過程中,與工作過程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動控制有關(guān)的信息輸入、識別、變換、運(yùn)算、存儲、輸出和決策分析等技術(shù)。() 2永磁型步進(jìn)電動機(jī)即使其定子繞組斷電也能保持一定轉(zhuǎn)矩,故具有記憶能力,可用于定位驅(qū)動 。 () 3一個較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng),應(yīng)包括以下幾個基本要素:機(jī)械本體、動力系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)及

25、執(zhí)行部件,各要素和環(huán)節(jié)之間通過接口相聯(lián)系。( )4阻尼比除了與機(jī)械系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù) b 有關(guān)外,還與系統(tǒng)的拉壓剛度系數(shù) k。和質(zhì)量 m有關(guān)。( )機(jī)電一體化簡答試題匯總?cè)⒑喆痤}(每小題 8 分,共 24 分)1. 簡述完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)五大組成要素。12. 完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分?答:機(jī)械本體、動力系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、執(zhí)行部件、信息處理及控制系統(tǒng)五部分相互協(xié)調(diào),共同完成所規(guī)定的目的功能。 3機(jī)電一體化系統(tǒng)中,對控制及信息處理單元的基本要求是什么?答:機(jī)電一體化系統(tǒng)中,對控制及信息處理單元的基本要求:信息處理速度和可靠性,增強(qiáng)抗干擾能力,完善系統(tǒng)自診斷功能,實現(xiàn)信息處理智能化

26、和小型化,輕量,標(biāo)準(zhǔn)化等。 4試述直流電機(jī)伺服系統(tǒng)中脈寬調(diào)制放大器的基本工作原理。答:脈寬調(diào)制放大器是直流伺服電機(jī)常用的晶體管驅(qū)動電路。利用大功率晶體管的開關(guān)作用,將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波電壓,施加于直流電機(jī)的電樞,通過對方波脈沖寬度的控制,改變電樞的平均電壓,使電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。 5簡述直流伺服電動機(jī)脈寬調(diào)制的工作原理。26. 交流伺服電機(jī)有哪些類型?交流伺服驅(qū)動的主要特點是什麼?答:交流伺服電機(jī)有永磁式交流同步電機(jī)和籠型開步電機(jī)兩類。交流伺服驅(qū)動的豐要特點有:(1) 調(diào)速范圍大;(2)適合大、中功率伺服系統(tǒng);(3)運(yùn)行平穩(wěn),轉(zhuǎn)速不受負(fù)載變化的影響;(4)輸出轉(zhuǎn)矩較人,而轉(zhuǎn)矩脈動

27、小。7. 步進(jìn)電機(jī)是如何實現(xiàn)速度控制的?答:步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動是由輸人的電脈沖信號控制的,每當(dāng)電機(jī)繞組接收一個脈沖,轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個相應(yīng)的角度,其角位移量與輸入脈沖的個數(shù)嚴(yán)格成正比,在時間上與輸入脈沖同步。因而,只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率和電機(jī)繞組的相序,即可得到所需轉(zhuǎn)動的速度和方向。8步進(jìn)電動機(jī)的輸入信號是什么?如何實現(xiàn)對其轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向的控制?答:步進(jìn)電機(jī)的輸入信號是脈沖序列。步進(jìn)電機(jī)的步矩角 與運(yùn)行拍數(shù) m、通電方式 k(m=kn,單拍時 k=1,雙拍時 k=2,n 為定子繞組的相數(shù))、轉(zhuǎn)子的齒數(shù) z 有關(guān)。步進(jìn)電機(jī)定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快,其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越快,即通電狀態(tài)的變化頻率越

28、高,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高。改變步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電順序,轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向隨之改變。9什么是步進(jìn)電機(jī)的步距角?它是由哪些參數(shù)確定的?答:步進(jìn)電機(jī)在每輸入一個電脈沖信號,轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角。它由步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)子的齒數(shù)和電機(jī)的通電方式所決定。0機(jī)電一體化系統(tǒng)仿真在系統(tǒng)設(shè)計過程中所起的作用是什么?311機(jī)電一體化系統(tǒng)仿真的模型主要有哪幾種?分別應(yīng)用于系統(tǒng)設(shè)計的哪個階段?32. 試述可編程序控制器的功能及組成。答:可編程序控制器可取代繼電器控制,完成順序和程序控制;可組成閉環(huán)系統(tǒng),實現(xiàn)精確的位置和速度控制;可構(gòu)成高速數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng),實現(xiàn)生產(chǎn);過程的完全自動化。典型的可編程序控制器由電源、微

29、處理器、存貯器、輸入輸出接口和編程器所組成。3. plc 控制系統(tǒng)有何優(yōu)越性?答:plc 主要具有可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、靈活通用、使用方便、維護(hù)簡單,plc 提供標(biāo)準(zhǔn)通信接口,可以方便地構(gòu)成 plcplc 網(wǎng)絡(luò)或計算機(jī)plc 網(wǎng)絡(luò),plc 應(yīng)用程序的編制和調(diào)試非常方便,plc 具有監(jiān)控功能。4. 簡述數(shù)控設(shè)備中計算機(jī)數(shù)控裝置的組成和功能。45. 什么是傳感器的校準(zhǔn)?并簡述如何進(jìn)行校準(zhǔn)?答:傳感器在使用前、使用中或擱置一段時間再使用時必須對其性能參數(shù)進(jìn)行復(fù)測或做必要的調(diào)整和修正,以確保傳感器的測量精度,這個復(fù)測調(diào)整過程稱為校準(zhǔn)。為了對傳感器有一個長期的、穩(wěn)定的和高精度的基準(zhǔn),在一些測量儀器中特

30、別是內(nèi)部裝有微處理器的測量儀器中,很容易實現(xiàn)自動校準(zhǔn)功能。對傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)時,需要精度比它高的基準(zhǔn)器,這種基準(zhǔn)器受時間的推移和使用的磨損等因素的影響,參數(shù)會隨之改變。因此對這種基準(zhǔn)器還要用更高精度的基準(zhǔn)器來定期校準(zhǔn)。6. pid 控制算法中比例、積分、微分部分各起何作用?37. 什么是 pid 調(diào)節(jié)器?三部分在系統(tǒng)調(diào)節(jié)中各起什么作用?答:按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)器,將偏差的比例、積分、微分通過線性組合構(gòu)成控制量,簡稱為 p(比例)i(積分)d(微分)調(diào)節(jié)器,是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。a. pid 調(diào)節(jié)器中比例調(diào)節(jié)起糾正偏差的作用,其反應(yīng)迅速;b. 積分調(diào)節(jié)能

31、消除靜差,改善系統(tǒng)靜態(tài)特性;c. 微分調(diào)節(jié)有利于減少超調(diào),加快系統(tǒng)的過渡過程。??;8. 簡述對滾珠絲桿副進(jìn)行間隙調(diào)整和預(yù)緊方法。答:通常采用雙螺母預(yù)緊和單螺母(適于大滾珠、大導(dǎo)程)兩種方法,將彈性變形控制在最小限度內(nèi),以減小或消除軸向間隙,并可提高滾珠絲杠副的剛度。常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有三種:螺紋調(diào)隙式、墊片調(diào)隙式和齒差調(diào)隙式三種;單螺母消隙常用增大滾珠直徑法和偏置導(dǎo)程法兩種預(yù)緊方法。9. 滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些?圓柱直齒輪的齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪些?答:(1)滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有:螺紋預(yù)緊調(diào)整式、雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式、雙螺母墊片預(yù)緊調(diào)整式、

32、彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式、單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式。(2)圓柱直齒輪的齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有:偏心套調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法(周向拉簧式、可調(diào)拉簧式)。0齒輪傳動中齒側(cè)間隙對系統(tǒng)有何影響,如何消除圓柱直齒輪的齒側(cè)間隙?答:齒輪的嚙合間隙會造成傳動死區(qū),若該死區(qū)是在閉環(huán)系統(tǒng)中,則可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定, 常會使系統(tǒng)以 15 倍間隙角產(chǎn)生的低頻振蕩。為了降低制造成本,則多采用各種調(diào)整齒側(cè)間隙的方法來消除或減小嚙合間隙,常用的方法有:偏心套調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法等。21齒輪傳動中各級傳動比的最佳分配原則分別有哪些?各使用在那些場合?答:齒輪傳動中各級傳動比的最佳分配原則

33、:a重量最小原則(結(jié)構(gòu)緊湊)ib轉(zhuǎn)動慣量最小原則(快速響應(yīng));c輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則(精度)。結(jié)合可行性、經(jīng)濟(jì)性對轉(zhuǎn)動慣量、結(jié)構(gòu)尺寸和傳動精度提出適當(dāng)要求:要求體積小、重量輕的齒輪采用重量最輕的原則;要求運(yùn)動平穩(wěn)、起停頻繁和動態(tài)性能好的輪系采用最小轉(zhuǎn)動慣量原則或輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則;提高傳動精度和減小回程誤差為主的輪系采用轉(zhuǎn)角誤差最小原則。2. 簡述機(jī)械系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。答:機(jī)械系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)的主要影響表現(xiàn)為以下幾方面:(1) 失動量系統(tǒng)剛度越大,因靜摩擦力的作用所產(chǎn)生的傳動部件的彈性變形越小,系統(tǒng)的失動量也越(2) 固有頻率機(jī)械系統(tǒng)剛度越大,固有頻率越高,可遠(yuǎn)離控制系統(tǒng)或

34、驅(qū)動系統(tǒng)的頻帶寬度,從而避免產(chǎn)生共振;(3) 穩(wěn)定性剛度對開環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影響,而對閉環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大影響, 提高剛度可增加閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3. 為減小機(jī)械系統(tǒng)的傳動誤差,可采用哪些結(jié)構(gòu)措施?答:減小機(jī)械系統(tǒng)的傳動誤差可采用的結(jié)構(gòu)措施有:適當(dāng)提高零部講本身的精度;合理設(shè)計傳 動鏈,減小零邢件制造、裝配誤差劉傳動精度的影響;采用消隙機(jī)構(gòu),以減小或消除回程誤差。4. 簡述概念設(shè)計的設(shè)計過程。答:設(shè)計過程:設(shè)計任務(wù)抽象化,確定系統(tǒng)的總功能一將總功能分解為子功能,直到功能元+尋找子功能(功能元)的解一將原理解進(jìn)行組合,形成多種原理解設(shè)計方案+對眾多方案進(jìn)行評價決策,選定最佳方案一概念

35、產(chǎn)品。5. 簡述開關(guān)量輸出模板的基本組成。答:開關(guān)量輸出模板的基本組成為:std 總線信號、輸出端口譯碼控制、輸出數(shù)據(jù)鎖存、輸出信號調(diào)理電路、負(fù)載。6. 簡述 hrgpla 噴漆機(jī)器人的示教過程。答:示教過程由工作人員用手操縱操作機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)和手腕,根據(jù)噴漆工件表面的形狀進(jìn)行示教操作,此時中央處理器通過反饋元件(旋轉(zhuǎn)變壓器)將示教過程中測試的參數(shù)存人存儲器, 即把示教過程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的空間軌跡記錄下來。7. 簡述 std 總線微機(jī)控制系統(tǒng)的主要特點。答:std 總線微機(jī)控制系統(tǒng)的主要特點:(1) 采用小板結(jié)構(gòu),高度的模塊化,其功能模板結(jié)構(gòu)靈活,可靠性高,硬件冗余小,成本低。(2) 模板設(shè)計具有嚴(yán)格的

36、標(biāo)準(zhǔn)和廣泛的兼容性。(3) 面向 io 的設(shè)計,具有強(qiáng)大的 io 擴(kuò)展能力,使控制系統(tǒng)非常適合工業(yè)控制的應(yīng)用。(4) 高可靠性。8. 開放式體系結(jié)構(gòu)的主要特點是什麼?答:開放式體系結(jié)構(gòu)是近年來在電子工業(yè)和計算機(jī)工業(yè)中流行的一種設(shè)計思想,其主要特點是:向未來的 vlsi 開放;向不同用戶層次開放;向用戶的特殊要求開放;采用模塊化結(jié)構(gòu)。四、計算題 (8 分)1、如圖所示步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠的高速定位系統(tǒng)。已知工作臺的重量為 w2000n,工作負(fù)載 f0,工作臺與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)選擇的步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) 240 脈沖轉(zhuǎn); 根據(jù)工作臺定位精度選用脈沖當(dāng)量 005mm脈沖;滾珠絲杠的導(dǎo)程 t12mm,

37、直徑為d36mm;系統(tǒng)總效率為, 。試計算:(1)齒輪的減速比;(2)折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 t。解:(1)齒輪的減速比 i2、如圖所示電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng),已知工作臺 的質(zhì)量為 m60kg,負(fù)載力為f11200n, 最大加速度為 10ms2,絲杠直徑為d16mm,導(dǎo)程 t=4mm,齒輪減速比為i5,總效率為 v40,忽略絲杠慣量的影響,試計算電機(jī)的驅(qū)動力矩。解:(1)計算負(fù)載力負(fù)載力由外負(fù)載力、慣性負(fù)載力兩部分構(gòu)成3、(6 分)已知傳動機(jī)構(gòu)如圖所示,試計算電機(jī)軸上的總等效慣量。(列出算式)1(6 分)解:等效慣量可以分為以下幾個部分來計算 ( )( )( )( )解:設(shè)一級齒輪的傳動比為 i1,第

38、二級齒輪的傳動比i2。齒輪傳動系統(tǒng)的總重量:m = pbm2 z1 2 + z2 2 + z3 2 + z4 22222m = pbm2 222 i 2 4z 1(1 + i)+ z1 + 1 則 m13 i根據(jù)重量最小原則,令= 0 ,得:i1z3 i z1d3 i d1i1 = 2 ,i2=3.2/2=1.61、設(shè)有一大功率電動機(jī)驅(qū)動的二級齒輪傳動減速傳動系統(tǒng)如圖所示,假設(shè)齒輪箱的傳動效率為 100%,齒輪箱的傳動比 i=3.2,已知齒輪采用相同材料,寬度 b 相同,各齒輪的模數(shù)m=3,主動齒輪的齒數(shù) z1=20、z3=25,請根據(jù)重量最小原則設(shè)計齒輪傳動系統(tǒng),推導(dǎo)并計算各級齒輪傳動比和齒

39、輪 2、齒輪 4 的齒數(shù)。p(mz)2(提示:齒輪的質(zhì)量為bp)4則:z2=40、z4=402、設(shè)有一小功率電動機(jī)驅(qū)動的二級齒輪傳動減速系統(tǒng)如圖所示,假設(shè)齒輪箱的傳動效率為100%,齒輪箱的總傳動比 i=2,已知齒輪采用相同材料,齒輪的寬度相等,各齒輪的模數(shù)m=4,主動齒輪的齒數(shù):z1=z3=30,請根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量最小原則設(shè)計齒輪傳動系統(tǒng),計算各級齒輪傳動比和齒輪 2、齒輪 4 的齒數(shù)。1 i21 143 24i1j = j i4 、 j = j i = j ( ) 4d321= pbp 413j = j1 2i2i21i2j 2 + 3j + j 41mej= j +解:設(shè)一級齒輪的傳動比為

40、i1,轉(zhuǎn)換到電機(jī)軸的齒輪慣量:j= j + j i 4 + j2i 4+j1 ( i )ime11 111i2 21i1 ( )i121i2i= j1 (1+ i1 + 2 +14 )i1j 解:左端外齒輪旋轉(zhuǎn)一周,螺母軸向移動 6mm,則每轉(zhuǎn)一個齒,螺母的軸向移動 6l00 右端外齒輪旋轉(zhuǎn)一周,螺母軸向移動 6mm,烈每轉(zhuǎn)一個齒,螺母的軸向移動698=00612mm:當(dāng)兩端轉(zhuǎn)向相同時:一端的外齒輪相對于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過 1 個齒時,相對移動的軸向2根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量最小原則,令mei1= 0 ,得 i6 - i 2 - 2i2 = 0 或i4 -1- 2i= 01112(i 4 + 1)1221

41、i 2距離為 00612006=0.0012(mm),所以當(dāng)一端的外齒輪相對于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過 2 個齒時相對移動的軸向距離為(o0612006)*2=00024(mm)。i2 =,當(dāng)i4 1時,則可簡化為 i2 1i1=i21.414,z2=z4=42qqq 已知某工作臺采用直流電機(jī)和絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(如圖所示),已知工作臺的行程l250mm,絲杠導(dǎo)程 t4mm,齒輪減速比為 i5,要求工作臺位移的測量精度為 0005mm20現(xiàn)有如下圖所示的雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠,其基本導(dǎo)程為 l0=6mm、左端齒輪齒數(shù)為 100、右端齒輪齒數(shù)為 98。當(dāng)兩端轉(zhuǎn)向相同時,一端的外齒輪相對于另一端的外

42、齒輪轉(zhuǎn)過 2 個齒時,試求兩個螺母之產(chǎn)生的相對軸向位移?(忽略齒輪和絲杠的傳動誤差)。(1) 試采用高速端(電機(jī))測量方法,確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。(2) 若選取 ns200 脈沖轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器是否合用?解:(1)(6 分)在高速端進(jìn)行測量:設(shè)傳感器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為 n,每個脈沖對應(yīng)工作臺的位移為:滿足題目要求。qqq 已知某工作臺采用直流電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動,已知工作臺的行程 l250mm,絲杠導(dǎo)程t4mm,齒輪減速比為 i5,要求工作臺位移的測量精度為 0.005mm(忽略齒輪和絲杠的傳動誤差)。試采用高速端測量方法,確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。題 1:請制訂一套典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)概念

43、設(shè)計的流程。題 2:假定你在設(shè)計一套典型的機(jī)電一體化系統(tǒng),比如數(shù)控機(jī)床,請制訂出該數(shù)控機(jī)床概念設(shè)計的流程。分析綜合評價決策明確設(shè)計任務(wù)求總功能黑箱法總功能分解功能逐級分解創(chuàng)造性方法、目錄法、調(diào)查分析法尋找子功能解原理解組合形態(tài)學(xué)矩陣法評價與決策各種評價方法概念產(chǎn)品解:產(chǎn)品概念設(shè)計將決定性地影響產(chǎn)品創(chuàng)新過程中后續(xù)的產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計、產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)、產(chǎn)品市場開發(fā)以及企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)。包含以下流程:解:高速端測量,傳感器與電機(jī)相連接。綜合題+分析題滿足題目要求。(1) 首先是將設(shè)計任務(wù)抽象化,確定出系統(tǒng)的總功能;(2) 根據(jù)系統(tǒng)的總功能要求和構(gòu)成系統(tǒng)的功能要素進(jìn)行總功能分解,劃分出各功能模塊, 將總

44、功能分解為子功能,直到分解到不能再分解的功能元,形成功能樹;確定它們之間的邏輯關(guān)系;(3) 對各功能模塊輸入/輸出關(guān)系進(jìn)行分析,確定功能模塊的技術(shù)參數(shù)和控制策略、系統(tǒng)的外觀造型和總體結(jié)構(gòu);(4) 尋找子功能(功能元)的解,并將原理解進(jìn)行組合,形成多種原理解設(shè)計方案,(5) 以技術(shù)文件的形式交付設(shè)計組討論、審定。由于體現(xiàn)同一功能的產(chǎn)品可以有多種多樣的工作原理,(6) 方案進(jìn)行整體評價:對不同的方案進(jìn)行整體評價,選擇綜合指標(biāo)最優(yōu)的設(shè)計方案。最終選定最佳方案形成概念產(chǎn)品。(注:繪制出流程圖或文字作答均可。)題目 2:根據(jù)下圖所示氣體壓力傳感器的原理圖,分析該傳感檢測系統(tǒng)的原理組成及各部分的作用。氣體

45、疆力傳燎器第三階段:詳細(xì)設(shè)計階段。對各功能模塊進(jìn)行細(xì)部設(shè)計,繪制相應(yīng)的工程圖。該階段的工作量既包括機(jī)械、電氣、電子、控制與計算機(jī)軟件等系統(tǒng)的設(shè)計,又包括總裝圖和零件圖的繪制。第四階段:設(shè)計實施階段。首先根據(jù)機(jī)械、電氣圖紙和算法文件,制造、裝配和編制各功能模塊;然后進(jìn)行模塊的調(diào)試;最后進(jìn)行系統(tǒng)整體的安裝調(diào)試,復(fù)核系統(tǒng)的可靠性及抗干擾性。第五階段:設(shè)計定型階段。對調(diào)試成功的系統(tǒng)進(jìn)行工藝定型,整理設(shè)計資料。小批量生產(chǎn),試銷。六、綜合題(16 分)已知一個繩位移控制系統(tǒng)的兩種驅(qū)動方案分別如圖 a 和 b 所示,試分析兩種方案的特點;并畫圖說明方案(b)絲杠滑臺驅(qū)動測量位移的方法。答:氣體壓力傳感器的工

46、作原理是膜盒 2 的下半部與殼體 1 固接,上半部通過連桿與磁心4 相連,磁心 4 置于兩個電感線圈 3 中,后者接入轉(zhuǎn)換電路 5。該傳感檢測系統(tǒng)由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成:(1) 敏感元件。膜盒 2 就是敏感元件,其外部與大氣壓 pa 相通,內(nèi)部感受被測壓力 p,當(dāng)少變化時,引起膜盒上半部移動,即輸出相應(yīng)的位移量。(2) 轉(zhuǎn)換元件??勺冸姼?3 是轉(zhuǎn)化元件,它把輸入的位移量轉(zhuǎn)換成電感的變化。(3) 基本轉(zhuǎn)換電路。5 即為轉(zhuǎn)換電路。某部門欲開發(fā)一款用于焊接印刷電路板芯片的機(jī)械手,請制訂出該款機(jī)械手產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計流程。解:機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要設(shè)計流程分為五個階段:產(chǎn)品規(guī)劃、概念

47、設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、設(shè)計實施和設(shè)計定型階段。第一階段:產(chǎn)品規(guī)劃階段:進(jìn)行需求分析和需求設(shè)計,以明確設(shè)計任務(wù)。比如,可以明確: 機(jī)械手的用途:焊接芯片。工作方式:手動、自動方式。主要技術(shù)參數(shù):自由度、定位精度、運(yùn)行速度等。使用環(huán)境要求:生產(chǎn)線。第二階段:概念設(shè)計階段:在功能分析的基礎(chǔ)上,優(yōu)化篩選取得較理想的工作原理方案。解 :1. 驅(qū)動特點: 方案 a結(jié)構(gòu)簡單、易實現(xiàn)。繩的位移叫以很大但繩在滾筒方向會產(chǎn)生橫向位移。需要采用制動器或者止逆型減速器才能防止繩對電機(jī)的反向驅(qū)動。方案 b結(jié)構(gòu)較簡單成本與方案。相當(dāng)。繩的位移要受到絲杠長度的限制,普通絲杠具有止逆功能, 無需增加制動器即可防上繩對電機(jī)的反向驅(qū)動

48、。無橫向位移。2. 方案 1,的測量方法(如圖所示)(1)電機(jī)軸安裝編碼器間接測量繩的位移;(2)滑臺安裝直線傳感器直接測量繩的位移。已知一個繩位移控制系統(tǒng)的兩種驅(qū)動方案分別如圖 a 和 b 所示,試分析兩種方案的特點;并畫圖說明方案(a)減速器滾筒驅(qū)動測量位移的方法。作業(yè) 2已知五自由度機(jī)器人,采用直流電機(jī)控制,關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的測量采用增量式編碼器,具有手動示教和再現(xiàn)功能,試確定其控制計算機(jī)及控制方案。提示:畫出控制方案原理圖,并作簡要說明。解:控制系統(tǒng)原理圖如下:手動示教盒是一個單片機(jī)系統(tǒng),它由單片機(jī)、ram、串行通信口、鍵盤、led 顯示器等組成。它承擔(dān)命令輸入、狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)存儲、通過與關(guān)節(jié)控制單片機(jī)通信給關(guān)節(jié)單片機(jī)發(fā)送控制命令等任務(wù)。每個關(guān)節(jié)控制單片機(jī)分別負(fù)責(zé)單

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