2022年7月電大本科《機電一體化系統(tǒng)設計基礎》期末考試試題及答案

1、2021年7月電大本科機電一體化系統(tǒng)設計基礎期末考試試題及答案說明：試卷號：1118課程代碼：00707適用專業(yè)及學歷層次：機械設計制造及自動化；本科考試：形考(紙考、比例30%)；終考：(紙考、比例70%)一、單選題以下不屬于機電一體化系統(tǒng)主要功能的是(0。A.控制功能 B.檢測功能C.計算功能 D.動力功能為了提高機電一體化機械傳動系統(tǒng)的固有頻率，應該(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)的摩擦阻力光柵傳感器的光柵是在一塊長條形的光學玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線數(shù)為100線/mm,當經(jīng)四倍細分后記數(shù)脈沖為400時，光柵位移是(A)mmoA. 1

2、 B. 2C. 3 D. 4以下不能實現(xiàn)交流異步伺服電動機調(diào)速的方法是(B)。A.改變電動機的轉(zhuǎn)差率B.改變供電電壓的大小C.改變電動機的供電頻率D.改變電動機定子極對數(shù)在機電一體化系統(tǒng)設計開發(fā)過程中，需要根據(jù)系統(tǒng)功能要求編寫(D),具有實時性、針對性、靈活性和通用性。A.平臺軟件B.開發(fā)軟件C.系統(tǒng)軟件D.應用軟件機電一體化產(chǎn)品設計的第一道工序和概念設計的出發(fā)點是(B)。A.結(jié)構分析B.功能分析C.工藝分析D.流程分析含有微處理器，可進行程序編制或適應條件變化的接口是(D)。A.零接口B.被動接口C.主動接口D.智能接口HRGP-1A噴漆機器人中的活塞式液壓缸屬于系統(tǒng)中的(C) oA.能源部

3、分 B.測試傳感部分C.驅(qū)動部分D.執(zhí)行機構二、判斷題機電一體化產(chǎn)品具有“智能化”的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)差別。 （對）產(chǎn)品的零部件和裝配精度高，系統(tǒng)的精度一定就高。（錯）采用虛擬樣機代替物理樣機延長了產(chǎn)品開發(fā)周期，增加了產(chǎn)品開發(fā)成本，但是可以改進產(chǎn) 品設計質(zhì)量，提高面向客戶與市場需求能力。（錯）傳感器的敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分。（對）遲滯是傳感器的一種靜態(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 引起的。（對）脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulator,簡稱PWM）控制就是對脈沖寬度進行調(diào)制的技術，即 通過脈沖寬度進行控制

4、輸出。（對）步進電動機的轉(zhuǎn)動慣量越大，同頻率下的起動轉(zhuǎn)矩就越大。（錯）從計算機的精度來看，需要計算機控制系統(tǒng)的采樣周期短一些，這是因為工業(yè)控制用的微 型機字長固定，前后兩次采樣的數(shù)值之差可能因計算機精度不高而反映不出來，從而使控制 作用減弱。（錯）反求設計是建立在概率統(tǒng)計基礎之上，主要任務是提高產(chǎn)品的可靠性，延長使用壽命，降 低維修費用。（錯）在數(shù)控設備中，通過計算機數(shù)控裝置控制執(zhí)行機構的進給以及刀具的運行等。（對）三、簡答題滾珠絲杠副消除軸向間隙的預緊調(diào)整方法有哪些？參考答案：滾珠絲杠副消除軸向間隙的預緊調(diào)整方法有：螺紋預緊調(diào)隙式、雙螺母差齒預緊調(diào)隙式、 雙螺母墊片預緊調(diào)隙式、彈簧式自動調(diào)整

5、預緊式、單螺母變位導程自預緊式。什么是傳感器的校準？并簡述如何進行校準？參考答案：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)進行復測或做必要 的調(diào)整和修正，以確保傳感器的測量精度，這個復測調(diào)整過程稱為校準。為了對傳感器有一個長期的、穩(wěn)定的和高精度的基準，對傳感器進行校準時，需要精度 比它高的基準器，這種基準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。因此對這種基準器還要用更高精度的基準器來定期校準。在一些測量儀器中特別是內(nèi)部裝有 微處理器的測量儀器中，很容易實現(xiàn)自動校準功能。步進電動機的輸入信號是什么？如何實現(xiàn)對其轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向的控制？ 參考答案：步進電機的

6、輸入信號是脈沖序列O步進電機的步矩角a與運行拍數(shù)聊、通電方式是（m二k. N,單拍時kT,雙拍時k二2, N 為定子繞組的相數(shù)）、轉(zhuǎn)子的齒數(shù)z有關。步進電機定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快，其轉(zhuǎn) 子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即輸入脈沖頻率越高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高。步進電機的轉(zhuǎn)角大小由輸入脈 沖的個數(shù)決定，改變步進電機定子繞組的通電順序，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向隨之改變。四、計算題22.下圖所示的機電一體化伺服驅(qū)動系統(tǒng)，系統(tǒng)脈沖當量8為控制器輸出一個脈沖時執(zhí) 行機構的直線位移，系統(tǒng)設計脈沖當量要小于傳動機構采用滾珠絲桿，其基本導程 /0為4mm,減速機構采用了齒輪減速，齒輪機構的傳動比1 = 3,當使用驅(qū)動元件為步進電動

7、機時，試求步進電機的步距角任。參考答案:四、計算題（10分）22.解：設0為控制器輸出一個脈沖絲桿轉(zhuǎn)過的角度，則/?= 祟乂3。（3分） 齒輪機構的傳動比z=-|- = o （3分）e 止 心小 口亡上 360X8X 360X0. 01X3 o v 則步進電機的步距角q =;= 2. 7（3分）/ o4因此為了保證系統(tǒng)脈沖當量小于0. 01mm,步進電機的步距角必須小于2. 7o （1分）五、綜合題23.某部門欲開發(fā)一款用于焊接印刷電路板芯片的機械手，請制訂出該款機械手產(chǎn)品的開發(fā) 設計流程。參考答案:機電一體化系統(tǒng)的主要設計流程分為五個階段：產(chǎn)品規(guī)劃、概念設計、詳細設計、設計實施和設計定型階段。第一階段：產(chǎn)品規(guī)劃階段：進行需求分析和需求設計，以明確設計任務。機械手的用途：焊接芯片。工作方式：手動、自動方式。主要技術參數(shù)：3自由度。使用環(huán)境要求：生產(chǎn)線。第二階段：概念設計階段：在功能分析的基礎上，優(yōu)化篩選取得較理想的工作原理方案。 第三階段：詳細設計階段。對各功能模塊進行細部設計，繪制相應的工程圖。該階段的 工作量既包括機械、電氣、電子、控制與計算機軟件等系統(tǒng)的設計，又包括總裝圖和零件圖 的繪制。第四階段：設