文件做答題2015-05-18-16-51-08

1、1、什么是傳感器的動(dòng)態(tài)特性？其分析方法有哪幾種？ (1) 傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)動(dòng)態(tài)激勵(lì)(輸入)的響應(yīng)(輸出)特 性，即其輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。反映輸出值 真實(shí)再現(xiàn)變化著的輸入量的能力。 (2) 傳感器的動(dòng)態(tài)特性可以用基于時(shí)域的瞬態(tài)響應(yīng)法和基于頻域的 頻率響應(yīng)法來(lái)分析。其中，時(shí)域分析通常用階躍函數(shù)、脈沖函 數(shù)和斜坡函數(shù)作為激勵(lì)信號(hào)來(lái)分析傳感器的動(dòng)態(tài)特性；頻域分 析一般用正弦函數(shù)作為激勵(lì)信號(hào)來(lái)分析傳感器的動(dòng)態(tài)特性。2、簡(jiǎn)述傳感檢測(cè)系統(tǒng)的含義及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的地位和作用 (1) 傳感檢測(cè)系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感受環(huán)節(jié)，是控制系統(tǒng)的信 息入口。其主要任務(wù)是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中所

2、需的本身和外界的各種 參數(shù)及狀態(tài)（非電量）進(jìn)行檢測(cè)并轉(zhuǎn)換成與被測(cè)量有確定對(duì)應(yīng) 關(guān)系的電信號(hào)，通過(guò)信號(hào)調(diào)節(jié)電路傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的信息處理單 元，經(jīng)過(guò)分析處理后，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。 (2) 傳感器與檢測(cè)技術(shù)是信息社會(huì)的重要基礎(chǔ)技術(shù)，傳感器是信息 獲取系統(tǒng)的首要部件，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)，也是機(jī)電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一，其水平高 低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能。 3、什么是傳感器的靜態(tài)特性？衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)有哪些？ (1) 傳感器的靜態(tài)特性就是指被測(cè)量x不隨時(shí)間變化，或隨時(shí)間的變 化程度遠(yuǎn)緩慢于傳感器固有的最低階運(yùn)動(dòng)模式的變化程度時(shí)， 傳感器的輸出量y與輸入

3、量x之間的函數(shù)關(guān)系。 (2) 衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是：線性度、靈敏度、分辨 率、遲滯、重復(fù)性、穩(wěn)定性和漂移。4、畫(huà)出機(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成要素之間的相互聯(lián)系框圖。 5、已知四級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為，。計(jì)算該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)折算到輸出端的總轉(zhuǎn)角誤差。其中：齒輪的模數(shù)均為，Z1=20，Z2=30，Z3=18，Z4=36，Z5=20，Z6=40，Z7=20，Z8=60。解：1.)計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)比與總傳動(dòng)比：由題意已知：，則：6、簡(jiǎn)述絕對(duì)式編碼器和增量式編碼器的區(qū)別 (1) 絕對(duì)式編碼器：編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是唯一的；編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了；使用壽命長(zhǎng)，可靠性高，其精度

4、和分辨率取決于光碼盤(pán)的精度和分辨率。 (2) 增量式編碼器：編碼器每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)預(yù)先設(shè)定的角度將輸出一個(gè) 脈沖信號(hào)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)脈沖信號(hào)的數(shù)量來(lái)計(jì)算旋轉(zhuǎn)的角度，因此編 碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是相對(duì)的；由于采用固定脈沖信號(hào)，因此旋 轉(zhuǎn)角度的起始位可以任意設(shè)定；由于采用相對(duì)編碼，因此掉電后 旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)會(huì)丟失，需要重新復(fù)位。 7、畫(huà)出概念設(shè)計(jì)的步驟及方法框圖。 8、簡(jiǎn)述傳感器的基本組成及各組成部分的功能 (1) 傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成。 傳感（敏感）元件：直接感受被測(cè)非電量，并按一定規(guī)律將其 轉(zhuǎn)換成與被測(cè)非電量有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的其它物理量。如彈性敏感元件將力轉(zhuǎn)換為位移或應(yīng)變輸出；

5、轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件輸出的非電物理量（如位移、應(yīng)變、光強(qiáng)等）轉(zhuǎn)換成電路參量（如電阻、電感、電容等）；基本轉(zhuǎn)換電路：將電路參數(shù)量轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的電學(xué)量，如電壓、電流、頻率等。 9、設(shè)有i =20,傳動(dòng)級(jí)數(shù)n= 2的小功率傳動(dòng),試按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。解：按最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分配傳動(dòng)比的計(jì)算公式：根據(jù)題意，有：，10、某數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中，J1和J2分別為中間軸和末端軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，K1和K2分別為中間軸和末端軸的剛度，TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。假設(shè)伺服電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)為Kb，轉(zhuǎn)矩系數(shù)為Kt，電樞電阻為Ra，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Jm，電機(jī)機(jī)電放大系數(shù)Km為，機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm 為，測(cè)速電機(jī)比電勢(shì)為Kf，編

6、碼器增益為Kp，忽略電樞電感及齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，試回答下列問(wèn)題： （1）求負(fù)載折算到伺服電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、等效剛度和等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 （2）將計(jì)算機(jī)等效為一個(gè)PID環(huán)節(jié)，試畫(huà)出該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖 。（1）慣量折算：；剛度折算：；轉(zhuǎn)矩折算：(2) 11、有一個(gè)工作臺(tái)由一臺(tái)三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿螺母副帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)，假定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，步進(jìn)電機(jī)的通電方式為A-AB-B-BC-C-CA-A，滾珠絲杠的導(dǎo)程Ph為20mm，試求在一個(gè)脈沖作用下工作臺(tái)的位移？解：步進(jìn)電機(jī)的步距角為：（5分）在一個(gè)脈沖作用下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)給一個(gè)步距角，此時(shí)工作臺(tái)的位移x為：（5分）12、已知圖示齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪Z1相對(duì)于自身回轉(zhuǎn)軸線的總轉(zhuǎn)角誤差為，齒輪Z2相對(duì)于其自身回轉(zhuǎn)軸線的總轉(zhuǎn)角誤差為，齒輪副Z3、Z4輪折算到其主動(dòng)軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為，齒輪副Z5，Z6折算到從動(dòng)軸上的總轉(zhuǎn)角誤差為。計(jì)算該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)折算到輸出端的總轉(zhuǎn)角誤差。其中：齒輪的模數(shù)均為，Z1=