機(jī)電一體化復(fù)習(xí)答案

1、1.1 機(jī)電一體化的涵義是什么？它包含了哪兩方面內(nèi)容？答：是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱(chēng)。它包含了技術(shù)和產(chǎn)品兩方面內(nèi)容。首先是指機(jī)電一體化技術(shù)，其次是指機(jī)電一體化產(chǎn)品。1.2 機(jī)電一體化的英文名稱(chēng)是什么？mechatronics1.3 機(jī)電一體化突出的特點(diǎn)是什么？重要的實(shí)質(zhì)是什么？答：突出特點(diǎn)在于它在機(jī)械產(chǎn)品中注入了過(guò)去所沒(méi)有的新技術(shù)，把電子器件的信息處理和自動(dòng)控制等功能揉和到機(jī)械裝置中去，從而獲得了過(guò)去單靠某一種技術(shù)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能和效果。重要實(shí)質(zhì)是：應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法來(lái)分析和研究機(jī)電一體化產(chǎn)品或

2、系統(tǒng)，綜合運(yùn)用各種現(xiàn)代高新技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，通過(guò)各種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部各組成部分的合理匹配和外部的整體效能最佳。1.4 為什么說(shuō)微電子技術(shù)不能單獨(dú)在機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益？答：微電子技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)只是機(jī)械技術(shù)的附加技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)的補(bǔ)充。1.5 機(jī)電一體化對(duì)我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展有何重要意義？答：在當(dāng)前激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，機(jī)電一體化具有舉足輕重的作用，其發(fā)展水平在很大程度上反映了一個(gè)國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力。國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展必須需要大量掌握機(jī)電一體化技術(shù)人才區(qū)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，研究和開(kāi)發(fā)新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品以改善出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，加快趕超國(guó)際先進(jìn)水平的步伐。

3、機(jī)電一體化已經(jīng)顯示出強(qiáng)大的生命力，并正以空前的速度和力度沖擊著傳統(tǒng)的技術(shù)思想、生產(chǎn)方式和方法以及傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的個(gè)各個(gè)領(lǐng)域都將因此而發(fā)生深刻變革。1.6 機(jī)電一體化產(chǎn)品具有哪三個(gè)主要特征？答：整體結(jié)構(gòu)最佳化、系統(tǒng)控制智能化、操作性能柔性化。1.7 試列舉10種常見(jiàn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。答：汽車(chē)，飛機(jī)，輪船，洗衣機(jī)，電冰箱，打印機(jī)，復(fù)印機(jī)，atm機(jī)，數(shù)控機(jī)床，機(jī)器人。1.8 試分析cnc機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人的五大要素與功能。答：機(jī)電一體化產(chǎn)品所需的五種內(nèi)部功能：主功能、動(dòng)力功能、計(jì)測(cè)功能、控制功能和構(gòu)造功能。cnc（計(jì)算機(jī)數(shù)控）機(jī)床：切削加工是cnc機(jī)床的主功能是實(shí)現(xiàn)其目的所必須的功

4、能，電源通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)床，向機(jī)床提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力功能。位置檢測(cè)裝置和cnc裝置分別實(shí)現(xiàn)計(jì)測(cè)功能和控制功能。機(jī)械機(jī)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的是構(gòu)造功能。1.9 機(jī)電一體化產(chǎn)品分哪三類(lèi)？試舉例說(shuō)明。答：功能附加型（電子秤）功能替代型（電子縫紉機(jī)）機(jī)電融合型（傳真機(jī)）1.10 機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)主要有哪六項(xiàng)？答：1機(jī)械技術(shù)、2計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、3檢測(cè)與傳感技術(shù)4自動(dòng)控制技術(shù)5伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)6系統(tǒng)總體技術(shù)1.11 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到技術(shù)方案哪些性質(zhì)？答：等效性、互補(bǔ)性及可比性。1.12 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要差別是什么？答：傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的操作控制主要以電磁學(xué)原理的各種電器來(lái)實(shí)現(xiàn)，如繼電器、接

5、觸器等， 傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的操作控制主要以電磁學(xué)原理的各種電器來(lái)實(shí)現(xiàn)，如繼電器、接觸器等， 在設(shè)計(jì)中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系。機(jī)械本體和電氣驅(qū)動(dòng)界限分明， 在設(shè)計(jì)中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系。機(jī)械本體和電氣驅(qū)動(dòng)界限分明，整個(gè)裝置 是剛性的， 涉及軟件和計(jì)算機(jī)控制。 是剛性的，不涉及軟件和計(jì)算機(jī)控制。機(jī)電一體化技術(shù)以計(jì)算機(jī)為控制中 心，在設(shè)計(jì)過(guò)程 中強(qiáng)調(diào)機(jī)械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個(gè)裝置在計(jì)算機(jī)控制下具有一定的智能性1.13 為什么產(chǎn)品功能越多，操作性越差？為何產(chǎn)品應(yīng)向“傻瓜化”方向發(fā)展？答：產(chǎn)品功能的多少或強(qiáng)弱，往往與其復(fù)雜程度和功能成本直接相關(guān)。產(chǎn)品的操作性能與其功能的

6、多少有直接關(guān)系，功能越多，操作越復(fù)雜，操作性越差。在機(jī)電一體化產(chǎn)品向多功能化方向發(fā)展的同時(shí)，通過(guò)軟件來(lái)改善產(chǎn)品的操作性能，使機(jī)電一體化產(chǎn)品也向智能化和傻瓜化發(fā)展。2.1 機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的基本要求有哪些？答：1.高精度、2.快速響應(yīng)、3.良好的穩(wěn)定性2.2 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)有哪幾部分機(jī)構(gòu)組成？各部分的功用是什么？答：1.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：機(jī)電一體化中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不僅僅是轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變換器，而是已成為伺服系統(tǒng)的一部分，它要根據(jù)伺服控制的要求進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)，以滿足整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)良好的伺服性能。2.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：作用是支承和導(dǎo)向，為機(jī)械系統(tǒng)中各運(yùn)動(dòng)裝置能安全、準(zhǔn)確地完成其特定方向的運(yùn)動(dòng)提供保障。3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)：用

7、以完成操作任務(wù)的。根據(jù)操作指令的要求在動(dòng)力源的帶動(dòng)下，完成預(yù)定的操作。2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求是什么？答：1.轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，2.剛度大，3.阻尼合適，4精密化，5.可靠性高2.4 常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有哪些？各有何主要特點(diǎn)？答：1.無(wú)側(cè)隙齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)，傳動(dòng)精確高，可做到零側(cè)隙無(wú)回差，強(qiáng)度大能承受重載，結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦力小和效率高。2.滾珠絲杠副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)具有可逆性、系統(tǒng)剛度好、傳動(dòng)精度高、使用壽命長(zhǎng)、不能自鎖、制造工藝復(fù)雜。2.5 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為何要消除齒側(cè)間隙？答：機(jī)電一體化產(chǎn)品往往要求傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有自動(dòng)變向功能，這就要求齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須采取措施消除齒側(cè)間隙

8、，以保證機(jī)構(gòu)的雙向傳動(dòng)精度。主要是提高傳動(dòng)過(guò)程的精度，側(cè)隙越小，被驅(qū)動(dòng)裝置的控制精度越高；2.6 斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的調(diào)整方法有哪些？各有何主要特點(diǎn)？答：墊片調(diào)整法：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在使用時(shí)往往需要反復(fù)測(cè)試齒輪的嚙合情況，反復(fù)調(diào)節(jié)墊片的厚度才能達(dá)到要求，而且齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償；軸向壓簧調(diào)整法：齒側(cè)間隙可以自動(dòng)補(bǔ)償，但軸向尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊。2.7 滾珠絲杠副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由哪幾部分組成？答：由絲杠、螺母、滾珠、反向器組成。2.8 滾珠絲杠副軸向間隙對(duì)傳動(dòng)有何影響？采用什么方法消除它？答：對(duì)本身單一方向的傳動(dòng)精度有要求外，對(duì)其軸向間隙也有嚴(yán)格要求，以保證其反向傳動(dòng)精度。滾珠絲杠副的軸向間隙是承載時(shí)在滾珠與滾

9、道型面接觸點(diǎn)的彈性變形所引起的螺母位移量和螺母原有間隙的總和。通常采用雙螺母預(yù)緊的方法，把彈性變形控制在最小限度內(nèi)，以減小或消除軸向間隙，并可以提高滾珠絲杠副的剛度。2.9 雙螺母消除軸向間隙（預(yù)緊）的方法有哪幾種？各有何主要特點(diǎn)？ 答：墊片調(diào)隙式：結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，應(yīng)用廣，但不很準(zhǔn)確，并且當(dāng)滾道磨損時(shí)不能隨意調(diào)整，除非更換墊圈。螺紋調(diào)隙式：結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠、調(diào)整方便，缺點(diǎn)是不很精確。齒差調(diào)隙式：調(diào)整精度很高，工作可靠。但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工和裝配工藝性能較差。2.10 試舉例說(shuō)明滾珠絲杠副的標(biāo)注方法。答：采用漢語(yǔ)拼音字母、數(shù)字及漢字。fc1b-6006-5-e2左（漢江機(jī)床廠），表

10、示法蘭凸出式插管型、變位螺距、預(yù)加載荷、標(biāo)稱(chēng)直徑60mm、基本導(dǎo)程6mm、每個(gè)螺母上承載滾珠總?cè)?shù)為5圈、e級(jí)精度、檢查1、2項(xiàng)、左螺旋紋。2.11 滾珠絲杠副的對(duì)傳動(dòng)有何影響？支承形式有哪些類(lèi)型？各有何主要特點(diǎn)？答：對(duì)傳動(dòng)精度和軸向間隙有影響。支承形式有：一端固定一端自由（f-o）:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，絲杠的軸向剛度比兩端固定低，絲杠的壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速都較低，設(shè)計(jì)時(shí)盡量使絲杠受拉伸，適用于較短和豎直的絲杠；一端固定一端游動(dòng)（f-s）：需要保持螺母與兩端支承同軸，故結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較困難，絲杠的軸向剛度和f-o相同，壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速比同長(zhǎng)度的f-o型高，絲杠有熱膨脹的余地，適用于較長(zhǎng)的臥式安裝絲

11、杠；兩端固定（f-f）同f-s的1，只要軸承無(wú)間隙，絲杠的軸向剛度為一端固定的4倍，絲杠一般不會(huì)受壓，無(wú)壓桿穩(wěn)定問(wèn)題，固有頻率比一端固定要高，可以預(yù)拉伸，預(yù)拉伸后可減少絲杠自重的下垂和熱補(bǔ)償膨脹，但需一套預(yù)拉伸機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)及工藝都比較困難，要進(jìn)行預(yù)拉伸的絲杠，其目標(biāo)形成應(yīng)略小于公稱(chēng)行程，減少量等于拉伸量，適用于對(duì)剛度和位移精度要求高的場(chǎng)合。2.12 設(shè)計(jì)滾珠絲杠副時(shí)，必須驗(yàn)算哪些參數(shù)？答：傳動(dòng)效率、剛度及工作平穩(wěn)性。2.13 導(dǎo)軌的基本要求有哪些？它由哪幾部分組成？可分成哪幾類(lèi)？ 答：基本要求：導(dǎo)向精度、耐磨性、疲勞和壓潰、剛度、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和機(jī)構(gòu)工藝性。由兩個(gè)部分組成：支承導(dǎo)軌和動(dòng)導(dǎo)軌?？梢?/p>

12、分成：滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌。2.14 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的形式有哪些？各有何主要特點(diǎn)？答：按滾動(dòng)體的形狀分：鋼珠式和滾柱式。滾柱式有較高的承載能力，但摩擦力也較高，同時(shí)加工裝配相對(duì)復(fù)雜。按導(dǎo)軌截面形狀分：有矩形和梯形兩種，矩形承載時(shí)各方向受力大小相等，梯形：導(dǎo)軌承受較大的垂直載荷，而其他方向的承載能力較低，對(duì)于安裝基準(zhǔn)的誤差調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)。按滾道溝槽形狀分：有單圓弧和雙圓弧二種，單圓弧運(yùn)動(dòng)摩擦和安裝基準(zhǔn)的誤差平均作用比后者要小，但其靜剛度比后者稍差。其他形式：圓柱形滾動(dòng)直線導(dǎo)套副：運(yùn)動(dòng)輕便、靈活、精度高、價(jià)格較低、維護(hù)方便，更換容易。滾珠花鍵副：通過(guò)選配滾珠的直徑使?jié)L珠花鍵副內(nèi)產(chǎn)生過(guò)盈，以提高接觸剛度，

13、運(yùn)動(dòng)精度和抗沖擊能力。2.15 塑料導(dǎo)軌的主要特點(diǎn)是什么？答：1.塑料導(dǎo)軌軟帶：摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定，動(dòng)靜摩擦系數(shù)相近，吸收振動(dòng)，耐磨性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，維護(hù)修理方便，競(jìng)技性好。2.金屬塑料復(fù)合導(dǎo)軌板：摩擦特性?xún)?yōu)良，耐磨損。3.塑料涂層：可以利用高分子材料的性能特點(diǎn)，得到良好的工作狀態(tài)。2.16 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品哪一功能的重要環(huán)節(jié)？答：主功能。2.17 設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮哪些技術(shù)要求？答：效率、體積、質(zhì)量、自控性、工作可靠、響應(yīng)速度、動(dòng)態(tài)特性、精確度、靈敏度2.18 試列舉常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。答：微動(dòng)機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器。2.19 xh754型臥式加工中心分度工作臺(tái)的定

14、位精度靠什么保證？ 答：由端面齒盤(pán)保證。2.20 工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器可分為哪幾類(lèi)？它裝在操作機(jī)何處？答：機(jī)械夾持器、特種末端執(zhí)行器、萬(wàn)能手。工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器是裝在操作機(jī)手腕的前端，直接實(shí)現(xiàn)操作功能的機(jī)構(gòu)。2.21 機(jī)械夾持器應(yīng)具備哪些功能？它分幾類(lèi)？答：具有夾持、握住、松開(kāi)的功能，分為是三類(lèi)，圓弧開(kāi)合型、圓弧平行開(kāi)合型和直線平行開(kāi)合型。，特種手指夾持器。2.22 工件在夾持過(guò)程中所需的夾持力fqe與所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能提供的夾持力fq的關(guān)系是什么？答：fq>=fqe 3.1 試述機(jī)電一體化接口設(shè)計(jì)的重要性。答：要將各要素、各子系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，就必須能順利的在各要素、

15、各子系統(tǒng)之間進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換。為此，各要素和子系統(tǒng)的相接處必須具備一定的聯(lián)系條件，這個(gè)聯(lián)系條件通常被稱(chēng)為接口。因此也可以把機(jī)電一體化產(chǎn)品看成是有許多接口將組成產(chǎn)品的各要素的輸入/輸出聯(lián)系為一體的系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，就是在根據(jù)功能要求選擇了各要素后，所進(jìn)行的接口設(shè)計(jì)。從這一觀點(diǎn)出發(fā)，機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能取決于接口的性能，即各要素和各子系統(tǒng)之間的接口性能是綜合系統(tǒng)性能好壞的決定性因素。因此，接口設(shè)計(jì)是機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。3.2 試述機(jī)電一體化產(chǎn)品接口的分類(lèi)方法。答：根據(jù)接口的變換和調(diào)整功能，可將接口分為零接口、被動(dòng)接口、主動(dòng)接口和智能接口；根據(jù)接口的輸入輸出功能，

16、可將接口分為機(jī)械接口、物理接口、信息接口與環(huán)境接口。以控制微機(jī)為出發(fā)點(diǎn)，將接口分為人機(jī)接口與機(jī)電接口兩大類(lèi)。3.3 人機(jī)接口的作用和特點(diǎn)各是什么？答：人機(jī)接口是操作者與機(jī)電系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的接口。按照信息傳遞方向，可分為兩大類(lèi)：輸入接口與輸出接口。機(jī)電系統(tǒng)通過(guò)輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)及結(jié)果等信息；另一方面，操作者通過(guò)輸入接口向機(jī)電系統(tǒng)輸入各種控制命令，干預(yù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)所要求完成的任務(wù)。特點(diǎn)：專(zhuān)用性、低速性、高性能價(jià)格比3.4 在人機(jī)接口中，常用的輸入設(shè)備有哪幾種？常用的輸出設(shè)備有哪幾種？答：控制開(kāi)關(guān)、bcd二-十進(jìn)制碼撥盤(pán)、鍵盤(pán)等；輸出設(shè)備有狀態(tài)指示燈、發(fā)光二

17、極管顯示器、液晶顯示器、微型打印機(jī)、陰極射線管顯示器等。3.5 開(kāi)關(guān)輸入接口適用于哪一種情況？答：當(dāng)系統(tǒng)需要輸入一些二值性控制命令和參數(shù)3.6 采用消抖方法時(shí)，延時(shí)時(shí)間與抖動(dòng)時(shí)間的關(guān)系怎樣？答：延時(shí)時(shí)間應(yīng)大于抖動(dòng)時(shí)間。3.7 為節(jié)省i/o口線，bcd碼撥盤(pán)宜選用哪一種接口方法？答：動(dòng)態(tài)接口方法。3.8 設(shè)計(jì)鍵盤(pán)輸入程序時(shí)應(yīng)考慮哪幾項(xiàng)功能？答：判斷鍵盤(pán)上有無(wú)鍵閉合；判別閉合鍵的鍵號(hào)；去除鍵的機(jī)械抖動(dòng)；使控制微機(jī)對(duì)鍵的一次比閉合僅做一次處理3.9 試設(shè)計(jì)鍵盤(pán)輸入程序框圖。答：3.10 在某機(jī)電一體化產(chǎn)品中，8031通過(guò)p1口擴(kuò)展了一個(gè)4×4鍵盤(pán)，試畫(huà)出接口邏輯電路圖。 答：3.11 七段

18、發(fā)光二極管顯示器的動(dòng)態(tài)工作方式和靜態(tài)工作方式各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：靜態(tài)工作方式：優(yōu)點(diǎn)：顯示穩(wěn)定，只有在需要更新顯示內(nèi)容時(shí)，微機(jī)才執(zhí)行顯示更新子程序，因而大大節(jié)省了微機(jī)時(shí)間，提高了工作效率。缺點(diǎn)：當(dāng)擴(kuò)展顯示器位數(shù)較多時(shí)，需要占用較多i/o口。動(dòng)態(tài)工作方式：優(yōu)點(diǎn)：減少了所占用i/o口的數(shù)量，節(jié)省了硬件費(fèi)用。缺點(diǎn)：為得到穩(wěn)定顯示，微機(jī)必須定期對(duì)顯示器進(jìn)行刷新掃描，這將占用cpu大量時(shí)間。3.12 何時(shí)選用點(diǎn)陣式led顯示器？答：當(dāng)顯示信息比較復(fù)雜時(shí)。3.13 led、lcd、crt和pdp分別指什么？答： pdp：等離子顯示器；crt：陰極射線管顯示器；lcd：液晶顯示器；led：七段發(fā)光二極管顯示器。

19、3.14 試述機(jī)電接口的作用和特點(diǎn)。答：具有a/d或d/a轉(zhuǎn)換功能、具有功率放大功能、抗干擾能力強(qiáng)。3.15 在機(jī)電接口中，哪一種接口完成a/d轉(zhuǎn)換功能？哪一種接口完成d/a轉(zhuǎn)換功能？答：信息采集接口具有a/d轉(zhuǎn)換功能，控制輸出接口具有d/a轉(zhuǎn)換功能。3.16 常用的a/d轉(zhuǎn)換器有哪幾種？各有何主要特點(diǎn)？答：雙積分式轉(zhuǎn)換速度慢，但是精度高mc14433(3 1/2位)、icl7135(4 1/2位)、icl7109（12位二進(jìn)制）；逐次比較式a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度較快，adc0808/0809(8通道8位二進(jìn)制)3.17 試列舉一種常用的d/a轉(zhuǎn)換器。答：dac0832、dac12103.18

20、為何要采用功率接口電路？答：在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，被控對(duì)象所需要的驅(qū)動(dòng)功率一般都比較大，而計(jì)算機(jī)發(fā)出的數(shù)字控制信號(hào)或經(jīng)d/a轉(zhuǎn)換后所得到的模擬控制信號(hào)的功率都很小，因而必須經(jīng)過(guò)功率放大后才能用來(lái)驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象。實(shí)現(xiàn)功率放大功能的接口電路被稱(chēng)為功率接口電路。3.19 在機(jī)電接口的控制輸出接口中，常用的電力電子器件有哪些？答：晶閘管、功率晶體管、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、固態(tài)繼電器、3.20 什么是固態(tài)繼電器？它具有哪些特點(diǎn)？答：是一種無(wú)觸點(diǎn)功率型通斷電子開(kāi)關(guān)。特點(diǎn)：固態(tài)繼電器輸出電路可接交流或直流，對(duì)交流負(fù)載的控制有過(guò)零與不過(guò)零控制功能；固態(tài)繼電器是一種電子開(kāi)關(guān)，故有一定的通態(tài)壓降和斷態(tài)漏電流；負(fù)載短路易損

21、壞ssr，應(yīng)特別注意避免。3.21 ssr和scr分別指什么？答：ssr：固態(tài)繼電器；scr：?jiǎn)雾?xiàng)晶閘管4.1 檢測(cè)系統(tǒng)的功用和構(gòu)成各是什么？答：檢測(cè)系統(tǒng)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中的一個(gè)重要組成部分，用于實(shí)現(xiàn)計(jì)測(cè)功能。組成：傳感器、信號(hào)檢測(cè)電路、處理電路4.2 傳感器按輸出信號(hào)的性質(zhì)可分為哪幾類(lèi)？試舉例說(shuō)明。答：模擬式傳感器熱電偶；數(shù)字式傳感器光電編碼器。4.3 機(jī)電一體化對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的基本要求有哪些？答：精度、靈敏度、分辨率高、線性、穩(wěn)定性和重復(fù)性好；抗干擾能力強(qiáng)；靜、動(dòng)態(tài)性好。4.4 試述檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)和主要方法。答：主要任務(wù)：根據(jù)使用要求合理選用傳感器，并設(shè)計(jì)或選用相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)與處理電路

22、以構(gòu)成檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析與調(diào)試，使之在機(jī)電一體化產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)預(yù)期的計(jì)測(cè)功能。方法：實(shí)驗(yàn)分析法，即理論分析和計(jì)算與實(shí)驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法。5.1 何謂伺服系統(tǒng)？它另一名稱(chēng)是什么？答：亦稱(chēng)隨動(dòng)系統(tǒng)，是一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度或力輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。5.2 伺服系統(tǒng)是根據(jù)什么偏差進(jìn)行動(dòng)作控制的？答：根據(jù)輸入的指令值與輸出的物理量之間的偏差進(jìn)行動(dòng)作控制的。5.3 伺服系統(tǒng)由哪些功能元件組成？試畫(huà)出伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖。答：比較元件、調(diào)節(jié)元件、執(zhí)行元件、被控對(duì)象、測(cè)量反饋元件。5.4 伺服系統(tǒng)按控制方式的不同可分為哪幾種？答：開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)等5.5 機(jī)電一

23、體化對(duì)伺服系統(tǒng)有哪幾個(gè)基本要求？答：穩(wěn)定性、精度、快速響應(yīng)性、調(diào)速范圍、負(fù)載能力、可靠性、體積、質(zhì)量以及成本等方面要求。5.6 采用什么方法設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)？為什么？答：采用機(jī)電一體化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)樗欧到y(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)。6.1 機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的功用和構(gòu)成各是什么？ 答：實(shí)現(xiàn)控制及信息處理功能。由控制裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對(duì)象及傳感與檢測(cè)裝置所構(gòu)成的整體。6.2 試畫(huà)出控制系統(tǒng)基本構(gòu)成的框圖。答：6.3 控制系統(tǒng)按處理信號(hào)的形式可分為哪幾種？所對(duì)應(yīng)的信號(hào)和控制器各是什么？ 答：連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)。在連續(xù)控制系統(tǒng)中，信號(hào)是以連續(xù)的模擬信號(hào)形式被處理和傳遞，控制器采用硬件模擬電路實(shí)現(xiàn)。

24、在離散控制系統(tǒng)中，主要采用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，控制器是以軟件算法為主的數(shù)字控制器。6.4 機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與常規(guī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要區(qū)別是什么？答: 在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，被控對(duì)象不作為設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)任務(wù)只是采用控制器來(lái)調(diào)節(jié)已給定的被控對(duì)象的狀態(tài)。在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，控制裝置和被控對(duì)象同在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)兼顧兩者的特點(diǎn)和要求，使設(shè)計(jì)具有更大的靈活性，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性能更好。6.5 建立被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的方法有哪些？各自模型分別稱(chēng)為什么？答：分析法機(jī)理模型；實(shí)驗(yàn)法辨識(shí)模型。6.6 常用哪些方法建立被控對(duì)象辨識(shí)模型？其試驗(yàn)信號(hào)、測(cè)試結(jié)果和主要特點(diǎn)各是什么？答：時(shí)域法采用階

25、躍信號(hào)或矩形脈沖信號(hào)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行激勵(lì)，并在輸出端測(cè)取階躍（或脈沖）響應(yīng)曲線，然后根據(jù)階躍（或脈沖）響應(yīng)曲線來(lái)確定對(duì)象的傳遞函數(shù)。頻率法采用正弦波信號(hào)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行激勵(lì)，并在輸出端測(cè)取頻率響應(yīng)特性，然后根據(jù)頻率響應(yīng)特性來(lái)確定對(duì)象的傳遞函數(shù)。6.7 某被控對(duì)象波德圖如題6.7圖所示，粗實(shí)線a和c分別為實(shí)驗(yàn)測(cè)得的對(duì)數(shù)幅頻和相頻特性曲線，試確定該對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。 答：6.8 統(tǒng)計(jì)法所采用的隨機(jī)信號(hào)主要有哪幾種？有何區(qū)別？何謂m序列？答：白噪聲信號(hào)、偽隨機(jī)信號(hào)。偽隨機(jī)信號(hào)實(shí)驗(yàn)時(shí)間短、信息處理簡(jiǎn)單、測(cè)試誤差小。m序列是四級(jí)位移寄存器所能獲得的所有二位式序列中周期最長(zhǎng)的一種。6.9 微型機(jī)控制系統(tǒng)是哪一種

26、控制系統(tǒng)？其組成及特點(diǎn)各是什么？答：是一種離散控制系統(tǒng)。由硬件和軟件組成。硬件：微型機(jī)、外圍設(shè)備、輸入輸出通道、操作臺(tái)。軟件：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。有完善的輸入輸出通道、具有實(shí)時(shí)控制功能、具有豐富的軟件系統(tǒng)、可靠性高，耐環(huán)境性能好，具有豐富、完善、能正確反映被控對(duì)象運(yùn)動(dòng)規(guī)律并對(duì)其進(jìn)行有效控制的軟件系統(tǒng)。6.10 z變換和拉氏變換各適用于何種控制系統(tǒng)中？所處理的信號(hào)形式及其傳遞函數(shù)分別是什么？ 答：z變換適用于離散控制系統(tǒng)，常用脈沖傳遞函數(shù)描述；拉氏變換適用于連續(xù)控制系統(tǒng)，常用拉氏傳遞函數(shù)描述。6.11 試求 的z變換x (z)。 答：6.12 z變換具有哪些性質(zhì)？ 答：線性定理、滯后定理、超前定

27、理、初值定理、終值定理。6.13 z傳遞函數(shù)又稱(chēng)什么傳遞函數(shù)？它有哪幾種聯(lián)接方式？并用表達(dá)式和方框圖分別表示。答：脈沖傳遞函數(shù)。串聯(lián)、并聯(lián)和反饋聯(lián)接。6.14 pid數(shù)字控制器中包含了哪些基本控制規(guī)律？其主要特點(diǎn)是什么？答：比例（p）、積分（i）和微分（d）控制規(guī)律。p：存在穩(wěn)態(tài)誤差，曾答k值可減小穩(wěn)態(tài)誤差，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。i：在比例控制的基礎(chǔ)上加上積分控制，即可保證系統(tǒng)的快速響應(yīng)性，又可消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性都得到改善。d：可縮短瞬態(tài)響應(yīng)的過(guò)度過(guò)程，使系統(tǒng)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)精度都得到提高，但是，比例微分控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。6.15 為什么pi數(shù)字控制器應(yīng)用比較廣泛？ 答:

28、兼有比例、積分、微分控制規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。6.16 pid數(shù)字控制器有哪幾種控制算法？試寫(xiě)出相應(yīng)的控制算法表達(dá)式。在生產(chǎn)實(shí)際中常采用哪一種算法？ 答：6.17 設(shè)計(jì)pid數(shù)字控制器的關(guān)鍵是什么？常用哪幾種方法確定控制器參數(shù)？答：控制器參數(shù)的確定和采樣周期的選擇。理論計(jì)算法和工程整定法。6.18 如何合理選擇pid數(shù)字控制器的采樣周期？試舉例說(shuō)明。答：當(dāng)系統(tǒng)給定值變化頻率較高時(shí)，采樣頻率也應(yīng)取得較高，以使給定值的變化得到迅速的響應(yīng)。當(dāng)被控對(duì)象是緩慢變化的熱工或化工過(guò)程時(shí)，采樣周期可以取得較大，當(dāng)被控對(duì)象是快速系統(tǒng)時(shí)，采樣周期應(yīng)取得較小。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)慣性較大時(shí)，

29、采樣周期可以取得大一些。當(dāng)系統(tǒng)中控制回路數(shù)較多時(shí)，考慮到控制程序的執(zhí)行時(shí)間，應(yīng)取較大的采樣周期。6.19 特殊pid數(shù)字控制器有哪幾種？各適用于何種場(chǎng)合？答：積分分離式pid數(shù)字控制器適用于被控對(duì)象不允許有過(guò)大超調(diào)量的場(chǎng)合；帶死區(qū)的pid數(shù)字控制器適用于被控對(duì)象比較穩(wěn)定時(shí)不希望執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作的場(chǎng)合。6.20 smith數(shù)字控制器和dahlin數(shù)字控制器分別適用于何處？答：適用于被控對(duì)象具有純滯后環(huán)節(jié)的場(chǎng)合。6.21 最少拍無(wú)差跟蹤控制系統(tǒng)有何主要特點(diǎn)？ 答：具有較好快速性和準(zhǔn)確性。6.22 設(shè)計(jì)快速無(wú)波紋控制系統(tǒng)必須具備的條件是什么？ 答：被控對(duì)象g0(s)中應(yīng)包含必要的積分環(huán)節(jié)數(shù)。系統(tǒng)閉環(huán)

30、z傳遞函數(shù)w（z）應(yīng)滿足最少拍無(wú)差控制系統(tǒng)要求的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性條件。w（z）還應(yīng)滿足無(wú)波紋控制系統(tǒng)要求的附加條件，即包含廣義對(duì)象ghg0(z)在z平面單位圓內(nèi)的所有零點(diǎn)。6.23 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主要有哪幾類(lèi)？答：plc、單片機(jī)、工控機(jī)6.24 在選擇控制裝置中的微型機(jī)時(shí)，應(yīng)主要考慮哪些因素？答：計(jì)算精度、計(jì)算速度、控制方法、系統(tǒng)規(guī)模、成本/批量及設(shè)計(jì)周期。6.25 試寫(xiě)出標(biāo)準(zhǔn)化工控機(jī)系統(tǒng)的英文縮稱(chēng)。答：standardized industrial personal computer system6.26 在選用std總線工控機(jī)設(shè)計(jì)控制裝置時(shí)，應(yīng)考慮哪些功能模板和插件？答：數(shù)字量i/o

31、模板、模擬量i/o模板、信號(hào)調(diào)理模板、cpu板、存儲(chǔ)器插件、特殊功能插件。6.27 專(zhuān)用控制裝置設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有哪些？答：確定輸入接口的性質(zhì)和數(shù)量、確定輸出接口的性質(zhì)和數(shù)量、微控制器的選擇、控制裝置電路及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制裝置軟件設(shè)計(jì)。6.28 冗余技術(shù)又稱(chēng)為什么？常用的冗余結(jié)構(gòu)有哪幾種？有何區(qū)別？答：又稱(chēng)儲(chǔ)備技術(shù)。常用結(jié)構(gòu)有并聯(lián)冗余將兩個(gè)或兩個(gè)以上同樣的單元并聯(lián)運(yùn)行，平均負(fù)擔(dān)工作負(fù)荷；當(dāng)有一個(gè)單元失效時(shí)，其它單元自動(dòng)將其負(fù)荷平均分擔(dān)過(guò)來(lái)，以保證該環(huán)節(jié)功能的正常發(fā)揮。后備冗余將幾個(gè)具有同樣功能的單元并聯(lián)但只有一個(gè)單元參與運(yùn)行，其它單元備用；當(dāng)參與運(yùn)行的單元失效后通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)的方式將一個(gè)備用單元切換到工作狀態(tài)。6.29 常見(jiàn)的干擾有哪幾種？答：供電干擾、過(guò)程通道干擾、空間干擾。6.30 提高控制裝置可靠性的軟件方法有哪些？答：軟件測(cè)試、容錯(cuò)設(shè)計(jì)、糾錯(cuò)設(shè)計(jì)、抗干擾設(shè)計(jì)、故障診斷。6.31 應(yīng)如何理解 “軟件測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試者的心理狀態(tài)對(duì)測(cè)試效果起決定性作用” 這句話？答：軟件測(cè)試是一項(xiàng)重要的、必不可少的工作，也是一項(xiàng)繁瑣的、讓人氣餒的工作。在軟件