機電一體化復(fù)習(xí)整理

1、計算題:1差動螺旋傳動2、PWM?2.晶體管脈寬調(diào)制驅(qū)動(PWM)=當在電樞繞組輸入一個直流控制電壓時，通過控制開關(guān)周期T內(nèi)占空比u就可得到一個與之成比例的平均電壓文來給伺服電動機電樞回路供電& 個周期內(nèi)的平均電壓為:/冷餉二尹T只要連續(xù)地改變t (0"T)就可以得到0的連續(xù)平均電壓，從而達到連續(xù)改變電動機轉(zhuǎn)速的目的。實際應(yīng)用的PWM系統(tǒng)，采用大功率晶體管代替開關(guān)K,其開關(guān)頻率一般為 2000Hz。使功率放大器的晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)下，開關(guān)周期T （或頻率）保持恒定，用調(diào)整開關(guān)周期內(nèi)晶體管導(dǎo)通時間的方法來改變輸出，以使電機兩端獲得寬度隨時間變化的電壓脈沖，從而改變電樞電壓的平

2、均值達到調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的目的。PWM系統(tǒng)的優(yōu)點：（1）主電路線路簡單，需用的功率器件少；（2）開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較??；（3） 低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達1:10000左右；（4）若與快速響應(yīng)的電機配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強；（5）功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當開關(guān)頻率適當時，開關(guān)損耗也不 大，因而裝置效率較高。由于功率晶體管比晶閘管具有更優(yōu)良的特性， 而且，目前功率晶體管的功率、 耐壓等都 已有了很大的提高，所以在中小功率直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)中，晶體管脈寬調(diào)制方式（PWM驅(qū)動系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。簡答題:1、機電部件:二.

3、機電一體化系統(tǒng)的組成要素2、導(dǎo)軌形式及調(diào)整方式：按摩擦性質(zhì)分為：（1 ）滑動導(dǎo)軌：兩導(dǎo)軌工作面的摩擦性質(zhì)為滑動摩擦。（2）滾動導(dǎo)軌：兩導(dǎo)軌導(dǎo)向面之間放置滾珠、滾柱或滾針等。（3）氣（液）體導(dǎo)軌：導(dǎo)軌的運動件與導(dǎo)向支承件之間充壓力油或氣。 按結(jié)構(gòu)特點分：（1）開式導(dǎo)軌：借助重力或彈簧彈力保證運動件和承載面接觸。（2）閉式導(dǎo)軌：靠導(dǎo)軌本身形狀保證運動件和承載面接觸。 滑動導(dǎo)軌副的截面形狀及其特點導(dǎo)軌正常工作需載導(dǎo)軌滑動表面之間應(yīng)保持適當?shù)拈g隙。導(dǎo)軌的間隙如依靠刮研來保證，要費很大的勞動量，而且導(dǎo)軌經(jīng)長期使用后，會因磨損而增大間隙，需要及時調(diào)整。常用方法有：壓板調(diào)整、平鑲條調(diào)整、斜鑲條調(diào)整。(1)

4、壓板調(diào)整如下圖，可修刮壓板1來調(diào)整矩形導(dǎo)軌的間隙。a)b)矩形導(dǎo)軌垂直方向間隙的調(diào)整1-壓板，2-接合面s 3-調(diào)整螺釘，4-調(diào)整墊片(2) 平鑲條調(diào)整圖為采用平鐐條調(diào)整導(dǎo)軌間隙的結(jié) 構(gòu)。平鑲條橫截面積可為平行四邊形或 矩形檔調(diào)整沿平鑲條全長均勻分布的若 干螺釘使間隙適當，再用螺母鎖緊；由 于全長上只有若干螺釘點受力，容易產(chǎn) 生撓度變形，剛性差，制造方便，設(shè)計 時加大鑲條厚度，縮短螺釘之間距離。(3) 斜鑲條調(diào)整圖亡采用兩根斜鑲條，圖b 采用一根斜鑲條；調(diào)整時擰動 兩端螺釘，使斜鑲條縱向移動 來調(diào)整間隙租為了縮短斜鑲條 的長度，一般將鑲條放在移動 件上含鑲條兩側(cè)面與導(dǎo)軌面全 部接觸，故剛性好，

5、但斜鑲條 必須加工成斜形，因此制造困 難*3、傳感器的動靜特性，體現(xiàn)指標 問題：如何評價傳感器的性能？靜特性匕輸入為常量或變化較慢動特性：輸入隨時間較快變化y=f(x)y=fWO傳感器特性主要是指輸出與輸入之間的關(guān)系。動特性是指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。決定動特性的因素傳感器的自身結(jié)構(gòu) 輸入信號的形式評價傳感器特性的指標分辨力、穩(wěn)定性、靜態(tài)誤差（靜態(tài)測量不確定度）則當螺桿反向4、滾珠絲杠軸向間隙的影響和消除方式滾珠螺旋副中有軸向間隙或在載荷作用下滾珠與滾道接觸處有彈性變形, 轉(zhuǎn)動時，將產(chǎn)生空回誤差。滾珠絲杠副軸向間隙的預(yù)緊調(diào)整方：1.雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式1 鎖緊蛭那2-調(diào)整螺串3.

6、 4-滾珠螺母如圖所示.幅母3的外端有凸緣，鷹母4的外端制有鷹紋，并通過 兩個圓蟀母固定©預(yù)緊后兩個螺母中的滾珠相向受力如圖b所示），從而消除軸向間隙。 苴特點是結(jié)構(gòu)簡單，剛性好、預(yù)緊可靠，使用中調(diào)整方便，但不能精 確定量地進行調(diào)整。線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、2.雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式1-套筒；2-內(nèi)齒輪；A螺母；4絲杠如圖所示，兩個螺母3分別制有圓柱齒輪，兩者齒數(shù)相差一個齒.與兩端 的兩個內(nèi)齒輪2相嚙合，并用螺釘和定位銷固定在套筒1上。兩個滾珠甥母相對于套筒同一方向轉(zhuǎn)動同一個齒后固定找兩個滾珠螺母產(chǎn) 生相對角位移.使兩個滾珠螺母產(chǎn)生相對移動.從而消除間隙并產(chǎn)生的預(yù)緊力©

7、 其特點是可實現(xiàn)定量調(diào)整，即可進行精密微調(diào).使用中調(diào)整較方便。雙螺母墊片預(yù)緊式1”墊片；2累母如圖所示，調(diào)整墊片1的厚度，可使兩螺母滬生相對位移，以達到 消除間隙、產(chǎn)生預(yù)緊拉力之目的其特點是結(jié)構(gòu)簡單、剛度高、預(yù)緊可靠，但使用中調(diào)整不方便。4彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式彈蕃目動調(diào)整預(yù)緊式如圖所示，雙蝮母中一個活動另一個固定，用彈簧使其間始終具有產(chǎn) 生軸向位移的推動力，從而獲得預(yù)緊力。其特點是能消除使用過程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但苴結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、軸向剛度低，適用于輕載場合，5.單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式和單螺母滾珠過盈預(yù)緊式圖示為單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊方式.它是在灤珠螺母體內(nèi)的兩列循壞 滾珠鏈之間，使內(nèi)螺

8、紋滾道在軸向制作一個尺的導(dǎo)程突變量，從而使 二列滾珠產(chǎn)生軸向錯位而實現(xiàn)預(yù)緊，預(yù)緊力的大小取決于&和單列滾 珠的徑向間隙。其特點是結(jié)構(gòu)簡單緊樓，但使用中不能調(diào)整，且制造困難。5、閉環(huán)系統(tǒng)工作原理、伺服驅(qū)動系統(tǒng)舉例說明 絲杠，電機，編碼器，舉例說明直流伺服電動機原理、特點與控制特性I1.工作原理：I直流伺服電動機的結(jié)構(gòu)原理如下圖所示，由永磁體定 子、線圈轉(zhuǎn)子（電樞）.電刷和換向器組成，磁場中的線 圈通入電流時，就會產(chǎn)生電磁力，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動口為了得 到連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動，就必須隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角度不斷改變 電流方向，因此，必須有電刷和換向器口在閉環(huán)系統(tǒng)中，把系統(tǒng)的輸出量通過檢測裝置（傳感器） 引向

9、系統(tǒng)的輸入端，與系統(tǒng)的輸入量進行比較，從而得到反 饋量與輸入量之間的偏差信號口利用此偏差信號通過控制器 （調(diào)節(jié)器）產(chǎn)生控制作用，自動糾正偏差.因此，帶輸出量負 反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)具有提高系統(tǒng)抗擾性，改善控制精度的 性能，廣泛用于各類自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中口根據(jù)自動控制原理，反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按被調(diào)量的 偏差進行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會自動產(chǎn) 生糾正偏差的作用。6、PWM脈寬調(diào)速原理（占空比）當正脈沖較寬時，ton>T/2 （黑色控制脈沖），則電樞兩端的平均電壓為正，在電動運 行時電動機正轉(zhuǎn)。當正脈沖較窄時，to*T/2 （綠色控制脈沖），平均電壓為負，電動機反轉(zhuǎn)。如果正、負脈沖寬

10、度相等，ton=T/2 （紅色控制脈沖），平均電壓為零，則電動機停止。PWM變換器的輸出平均電壓為s=詁-守q=（奪-叫設(shè)占空比為P調(diào)速時，p的可調(diào)范圍為41, -l<y<+lo當p >0*5時，丫為正，電機正轉(zhuǎn)；當p<05時，丫為負,電機反轉(zhuǎn)；當p =0.5時，7=0,電機停止。7、什么是傳感器的零飄和蠕變，二者的關(guān)系？§1應(yīng)變式傳辭三、特性指標3.零漂和蠕變粘貼在試件上的應(yīng)變片，在溫度保持恒定、不承受機械應(yīng)變時，其電阻值隨時間而變化的特性，稱為應(yīng)變片的零漂.如果在一定溫度下，使應(yīng)變片承受恒定的機械應(yīng)變，其電阻值隨時間而變化的特性，稱為應(yīng)變片的蠕變。蠕變中包

11、含零漂，零漂是蠕變的特例。小題i機械傳動部件的功能：（匹配速度和力矩）傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使執(zhí)行元件與負載之間在轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配； 改變運動形式，如將直線運動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動或?qū)⒒剞D(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動；2、雙推-雙推：軸向剛度最高。該方式適合于高剛度、 高轉(zhuǎn)速、高精度的精密絲杠傳動系統(tǒng)。 但隨溫度的升高會使絲杠的預(yù)緊力增大，易造成兩端支承的預(yù)緊力不對稱。單推-單推：推力軸承分別裝在滾珠絲杠的兩端并施加預(yù)緊力。其特點是軸向剛度較高, 預(yù)拉伸安裝時，預(yù)緊力較大，但軸承壽命比雙推-雙推式低。雙推一簡支：軸向剛度較低，使用時應(yīng)注意減少絲杠熱變形的影響。雙推端可預(yù)拉伸安 裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用

12、于中速、傳動精度較高的長絲杠傳動系統(tǒng)。雙推-自由：軸向剛度最小。多用于輕載、低速的垂直安裝的絲杠傳動系統(tǒng)。3、滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。234'內(nèi)循環(huán)的特點是：滾珠在循環(huán)過程中始終與絲 杠表面保持接蝕n-竝秤；2-蟬母匚3-滾建：4反向爭外循環(huán)：1）螺旋槽式：2 ）插管式：3） 端蓋式:4、 在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，與電動機同軸安裝一臺測速發(fā)電機TG （也可以是光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器等測速裝置），從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負反饋電壓Un,與給定電壓Un*相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差電壓Un,經(jīng)過放大器 A，產(chǎn)生電力電子變換器 UPE所需要的控制電壓 Uc，用以

13、控制電動機轉(zhuǎn)速 n。5、 伺服放大、傳動裝置、執(zhí)行機構(gòu)稱為 模塊？傳感器中，測量電橋是將傳感器的參數(shù)轉(zhuǎn)化成為電壓的輸出。7、步進電機中，只要控制（輸入電脈沖的數(shù)量）、（頻率）以及（電機繞組通電相序）即 可獲得所需的 轉(zhuǎn)角位移、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。8、影響滾珠絲杠螺旋傳動的因素有：螺距誤差，中徑誤差，牙型半角誤差，溫度，軸向竄 動，絲杠軸向方向與導(dǎo)軌軸向方向不平行、 9、圓錐支承的方向精度和置中精度較高，承載能力較強。但摩擦阻力矩也較大。磨損后可 借助軸向位移自動補償間隙。常用于鉛垂軸且承受軸向力。10、分辨力：傳感器所能檢測到的最小輸入增量。分辨率：（Resolution / yFS） x 100%分

14、辨力 是有量綱的數(shù)。指傳感器能檢出被測信號的最小變化量，當被測量的變化小于分辨力時，傳感器對輸入量的變化無任何反應(yīng)。將分辨力除以儀表的滿度量程就是儀表的分辨率11、傳感器提高靈敏度，非線性誤差（）？12、系統(tǒng)控制精度與檢測（裝置）精度之間的關(guān)系？ （1/3 1/51/10 ）13、步進電機的步進角決定了步進電機的（最小位移），步距角越小，控制精度（越高）。14、傳感器采集信號的不同分為哪幾種形式?二傳感器的分類（物理型，物性型，結(jié)構(gòu)型，化學(xué)型，生物型）分類標準工作機理!11逹亦曲淞學(xué)型注哋BB|構(gòu)成原理j蠡翳T*亦輸出信號模沁數(shù)字型被測對象物理型：禾U用某些變換元件的物理性質(zhì)以及某些功能材料的特殊物理性能制成的傳感器。物性型：利用某些物質(zhì)本身的特性或效應(yīng)制作的結(jié)構(gòu)型：以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，利用某些物理規(guī)律實現(xiàn)的化學(xué)型：利用電化學(xué)反應(yīng)原理， 把無機和有機化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。生物型：利用生物活性物質(zhì)選擇性的識別和鑒定生物化學(xué)物質(zhì)的傳感器。15、傳感器一般由三部分組成：敏感元件，轉(zhuǎn)換元件，基本轉(zhuǎn)換電路16、17、機電一體化常見的執(zhí)行元件：電磁，液壓，氣壓1819、導(dǎo)軌剛度有（自身）、（局部）和（接觸）三種剛度（重量最輕原則）、（輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最20、機電一體化系統(tǒng)中各級傳動比的最佳