機(jī)電一體化復(fù)習(xí)問題詳解

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。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是什么？Mechatro nics1.3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)品中注入了過去所沒有的新技術(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，從而獲得了過去單靠某一種技術(shù)而無法實(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)和方法來分析和研究機(jī)電 一體化產(chǎn)品

2、或系統(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)與開發(fā)，通過各種技術(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)電一體化對我國機(jī)械工業(yè)發(fā)展有何重要意義？答：在當(dāng)前激烈的國際競爭環(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)國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì) 實(shí)力。國民經(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)在國際市場上的競爭力，加快趕超國際先進(jìn)水平的步

3、伐。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種常見的機(jī)電一體化產(chǎn)品。答：汽車，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 置檢測裝置和CNC裝置分別實(shí)現(xiàn)計(jì)測功能和控制功能。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？試舉例說明。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)原理的各種電器來實(shí)現(xiàn)，如繼電器、接觸

5、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多少有直接關(guān)系，功能

6、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)，通過軟件來改善產(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)：用以完成操作任務(wù)的。根據(jù)

7、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、 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，以保證機(jī)構(gòu)的雙向傳動(dòng)精度。主

8、要是提高傳動(dòng)過程的精度，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)簡單，在使用時(shí)往往需要反復(fù)測試齒輪的嚙合情況，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傳動(dòng)有何影響？采用什么方法消除它？答：對本身單一方向的傳動(dòng)精度有要求外，對其軸向間隙也有嚴(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)在滾珠與滾道型面接觸點(diǎn)的彈性變形所引起的螺

9、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試舉例說明滾珠絲杠副的標(biāo)注方法。答：采用漢語拼音字母、數(shù)字及漢字。FC1B-6006-5-E2左（漢江機(jī)床廠），表示法蘭凸出式插管型、變位螺距、預(yù)加

10、載荷、標(biāo)稱直徑60mm、基本導(dǎo)程6mm、每個(gè)螺母上承載滾珠總?cè)?shù)為5圈、E級精度、檢查1、2項(xiàng)、左螺旋紋。2.11滾珠絲杠副的對傳動(dòng)有何影響？支承形式有哪些類型？各有何主要特點(diǎn)？答：對傳動(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-0相同，壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速比同長度的F-O型高，絲杠有熱膨脹的余地，適用于較長的臥式安裝絲杠；兩端固定（F-F）同F(xiàn)-S的1

11、,只要軸承無間隙，絲杠的軸向剛度為一端固定的4倍，絲杠一般不會(huì)受壓，無壓桿穩(wěn)定問題，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)略小于公稱行 程，減少量等于拉伸量，適用于對剛度和位移精度要求高的場合。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？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?？梢苑殖桑夯瑒?dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌。2.14

12、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：通過選配滾珠的直徑使?jié)L珠花鍵副內(nèi)產(chǎn)生過盈，以提高接觸剛度，運(yùn)動(dòng)精度和抗沖擊能 力。2.

13、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，競技 性好。2金屬塑料復(fù)合導(dǎo)軌板：摩擦特性優(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的定位精度靠什么保證？答：由端面齒盤保

14、證。2.20工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器可分為哪幾類？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？答：具有夾持、握住、松開的功能，分為是三類，圓弧開合型、圓弧平行開合型和直線平行開合型。，特種手指夾持器。2.22工件在夾持過程中所需的夾持力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>=FQ3.1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，構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，就必須能順利的在各要素、各子系統(tǒng)之間進(jìn)行物質(zhì)、能 量和信息的傳遞與交換。

15、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，可將 接口分為機(jī)械接口、物理接口、信息接口與

16、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。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：輸入接口與輸出接口。機(jī) 電系統(tǒng)通過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：控制開關(guān)、BCD二-十進(jìn)制碼撥盤、鍵盤等；輸出設(shè)備有狀態(tài)指示燈、發(fā)光二極管顯示器、液晶顯示器、微型打印機(jī)、陰 極

17、射線管顯示器等。3.5開關(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)鍵盤輸入程序時(shí)應(yīng)考慮哪幾項(xiàng)功能？答：判斷鍵盤上有無鍵閉合；判別閉合鍵的鍵號；去除鍵的機(jī)械抖動(dòng)；使控制微機(jī)對鍵的一次比閉合僅做一次處理3.9試設(shè)計(jì)鍵盤輸入程序框圖。3.10在某機(jī)電一體化產(chǎn)品中，8031通過P1 口擴(kuò)展了一個(gè)4X 4鍵盤，試畫出接口邏輯電路圖。 I-T 4 曰Cd號 Ki! I 電甘3.11七段發(fā)光二極管顯示器的動(dòng)態(tài)工作方

18、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分另U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。3.14試述機(jī)電接口的

19、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，控制輸岀接口具有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M(jìn)C14433（3 1/2位卜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為何要采用功率接口電路？

20、答：在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，被控對象所需要的驅(qū)動(dòng)功率一般都比較大，而計(jì)算機(jī)發(fā)出的數(shù)字控制信號或經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后所得到的模擬控制信號的功率都很小，因而必須經(jīng)過功率放大后才能用來驅(qū)動(dòng)被控對象。實(shí)現(xiàn)功率放大功能的接口電路被稱為功率接口電路。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：是一種無觸點(diǎn)功率型通斷電子開關(guān)。特點(diǎn)：固態(tài)繼電器輸出電路可接交流或直流，對交流負(fù)載的控制有過零與不過零控 制功能；固態(tài)繼電器是一種電子開關(guān)，故有一定的通態(tài)壓降和斷態(tài)漏電流；負(fù)載短路易損壞SSR應(yīng)特別注意避免。3

21、.21 SSR和SCR分另特旨什么？答：SSR固態(tài)繼電器；SCR單項(xiàng)晶閘管4.1檢測系統(tǒng)的功用和構(gòu)成各是什么？答：檢測系統(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)測功能。組成：傳感器、信號檢測電路、處理電路4.2傳感器按輸出信號的性質(zhì)可分為哪幾類？試舉例說明。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)電一體化對檢測系統(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)的信號檢測與處理電路以構(gòu)成檢測系統(tǒng)，對檢測系統(tǒng)進(jìn)行 分析與

22、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)測試相結(jié)合的方 法。5.1何謂伺服系統(tǒng)？它另一名稱是什么？答：亦稱隨動(dòng)系統(tǒng)，是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進(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、被控對象、測量反饋元件。5.4伺服系統(tǒng)按控制方式的不同可分為哪幾種？答：開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)等5.5機(jī)電一體化對伺服系統(tǒng)有哪幾個(gè)基本要求？答：穩(wěn)定性、

23、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)、被控對象及傳感與檢測裝置所構(gòu)成的整體。6.2試畫出控制系統(tǒng)基本構(gòu)成的框圖。6.3控制系統(tǒng)按處理信號的形式可分為哪幾種？所對應(yīng)的信號和控制器各是什么？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，信號是以連續(xù)的模擬信號形式被處理和傳遞，控制器采用硬件模擬 電路實(shí)現(xiàn)。在離散控制系統(tǒng)中，主要采用計(jì)算機(jī)對數(shù)字信號進(jìn)行處理，控制

24、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)只是采用控制器來調(diào)節(jié)已給定的被控對象的狀態(tài)。在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，控制裝置和被控對象同在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，在設(shè)計(jì)過程中應(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。文檔大全6.5建立被控對象數(shù)學(xué)模型的方法有哪些？各自模型分別稱為什么？答： 分析法一一機(jī)理模型；實(shí)驗(yàn)法一一辨識模型。6.6常用哪些方法建立被控對象辨識模型？其試驗(yàn)信號、測試結(jié)果和主要特點(diǎn)各是什么？答：時(shí)域法一一采用階躍信號或矩形脈沖信號對被控對象進(jìn)行激勵(lì)，并

25、在輸出端測取階躍（或脈沖）響應(yīng)曲線，然后根據(jù)階躍（或脈沖）響應(yīng)曲線來確定對象的傳遞函數(shù)。頻率法一一采用正弦波信號對被控對象進(jìn)行激勵(lì)，并在輸出端測取頻率響應(yīng)特性, 然后根據(jù)頻率響應(yīng)特性來確定對象的傳遞函數(shù)。6.7某被控對象波德圖如題6.7圖所示，粗實(shí)線 A和C分別為實(shí)驗(yàn)測得的對數(shù)幅頻和相頻特性曲線，試確定該對象的數(shù)學(xué)模型。153)Ba - lfidsT-T*)L,.一、U7 、L、-丨±一n丨A30Q"1 .啊“耐HiM"."即席柿久°時(shí)-和+ 1禹亠IT答:D.I ii " Itfid/f-B iSM02喪壟相ti-ita-r r|-

26、&.2ISL -fti 負(fù)” jfiSA *.；：柜球吃亡;| 二河獻(xiàn)怕那樸w £ 甲ItfiDIF承.它4*®*gn昭-1A曠ftA京'r- 16：幕 ?5, Iti ItT# l-WWnns us* 二 I)ll*1A/Ibd-a- B)6.8統(tǒng)計(jì)法所采用的隨機(jī)信號主要有哪幾種？有何區(qū)別？何謂M序列？答： 白噪聲信號、偽隨機(jī)信號。偽隨機(jī)信號實(shí)驗(yàn)時(shí)間短、信息處理簡單、測試誤差小。M序列是四級位移寄存器所能獲得的所有二位式序列中周期最長的一種。6.9微型機(jī)控制系統(tǒng)是哪一種控制系統(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)、

27、外圍設(shè)備、輸入輸出通道、操作臺。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、能正確反映被控對象運(yùn)動(dòng)規(guī)律并對其進(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？所處理的信號形式及其傳遞函數(shù)分別是什么？0-ZQ/Mr） = F<t） =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。/ / - 上；：- ：；.、：:6.11 試求 x(s)二 S 3 的 z 變換 x (z)。 (s+l)(s+2)6.12 z變換具有哪些性質(zhì)?答：

28、線性定理、滯后定理、超前定理、初值定理、終值定理。6.13 z傳遞函數(shù)又稱什么傳遞函數(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。棄戦心)珂+ G|(#>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)的過度過程，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)

29、誤差。6.15為什么PI數(shù)字控制器應(yīng)用比較廣泛？答：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?m液手楡劇據(jù)腳檯創(chuàng)具煩省丸式"和 XJ 十聲佃j 十聲5 - 1) + 盧O 8)配 In) & ( 1)吋(a)<i 1) +»亠 (n8)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

30、例說明。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)被控對象是緩慢變化的 熱工或化工過程時(shí)，采樣周期可以取得較大，當(dāng)被控對象是快速系統(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)，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？各適用于何種場合？答： 積分分離式PID數(shù)字控制器一一適用于被控對象不允許有過大超調(diào)量的場合；帶死區(qū)的PID數(shù)字控制器一一適用于被控對象比較穩(wěn)定時(shí)不希望執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作的場合。6.20 Smith數(shù)字控制器和 Dahlin數(shù)字控制器分別適用

31、于何處？答：適用于被控對象具有純滯后環(huán)節(jié)的場合。6.21最少拍無差跟蹤控制系統(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)快速無波紋控制系統(tǒng)必須具備的條件是什么？答：被控對象 Go(S)中應(yīng)包含必要的積分環(huán)節(jié)數(shù)。系統(tǒng)閉環(huán)Z傳遞函數(shù) W( z)應(yīng)滿足最少拍無差控制系統(tǒng)要求的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性條件。W( z)還應(yīng)滿足無波紋控制系統(tǒng)要求的附加條件，即包含廣義對象GhGc(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？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

32、.25試寫出標(biāo)準(zhǔn)化工控機(jī)系統(tǒng)的英文縮稱。答: Standardized in dustrial 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模板、模擬量I/O模板、信號調(diào)理模板、 CPU板、存儲(chǔ)器插件、特殊功能插件。6.27專用控制裝置設(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)又稱為什么？常用的冗余結(jié)構(gòu)有哪幾種？有何區(qū)別?答:又稱儲(chǔ)備技術(shù)。常用結(jié)構(gòu)有并聯(lián)冗余一一將兩個(gè)或兩個(gè)以上同樣的單元并聯(lián)

33、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)過來，以保證該環(huán)節(jié)功能的正常發(fā)揮。后備冗余一一將幾個(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常見的干擾有哪幾種？答：供電干擾、過程通道干擾、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)如何理解軟件測試過程中，測試者的心理狀態(tài)對測試效果起決定性作用”這句話?答:軟件測試是一項(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。在軟件測試過程中，測試者要千方百計(jì)地使程序出錯(cuò)，而不要抱有一次測試成功的幻想，也不要在通過測試發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤而又找不到原因時(shí)，過于急躁或氣餒，更不要僅通過少量測試而證明自己的程序正確。7.1什么是機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)？機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有哪些？答：是應(yīng)用系統(tǒng)總體技術(shù)。內(nèi)容：技術(shù)資料準(zhǔn)備、性能指標(biāo)確定、總體方案擬定7.2機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)按使用要求分為哪幾類？從設(shè)計(jì)角度又可分