《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》復(fù)習(xí)考試大綱

1、考機(jī)電一復(fù)化習(xí)統(tǒng)大計(jì)綱機(jī)電一體化是多學(xué)科的集成方法和技術(shù)，其核心是機(jī)械工程、電子工程、以 及信息（包括信息的獲取和處理）技術(shù)與控制技術(shù)。這門課程的特點(diǎn)是綜合性 強(qiáng)，系統(tǒng)論思想和方是貫穿全課的主線。同時(shí)，本課程是設(shè)計(jì)課，規(guī)定了本 課程的另一特點(diǎn)是特別注重設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。通過本課程的學(xué) 習(xí)應(yīng)掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本理論、基本方法和相關(guān)的基本技術(shù)。機(jī)電一體化五大要素一章總論1、機(jī)電一體化的概念機(jī)電一體化一詞的由來;機(jī)電一體化體統(tǒng)（產(chǎn)品）融機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體;要從系統(tǒng)的角度分析和解決問題;機(jī)電一體化的目標(biāo)一一多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源。2、機(jī)電一

2、體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素及功能構(gòu)成構(gòu)成要素一一機(jī)械系統(tǒng)（機(jī)構(gòu)）、電子信息處理（計(jì)算機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)（動(dòng) 力源）、傳感檢測(cè)系統(tǒng)（傳感器）、執(zhí)行元件（如電機(jī)）等五個(gè)子 系統(tǒng);系統(tǒng)的三大“目的功能” 一一1）變換（加工、處理）、2 ） 傳遞（移動(dòng)、輸送）、3）儲(chǔ)存（保持、積蓄、記錄）；機(jī)電一體化要素與人體要素的對(duì)應(yīng)關(guān)系；三個(gè)示例（工作臺(tái)、CNC機(jī)床、數(shù)控機(jī)床+機(jī)器人）說明五大要素。3、構(gòu)成要素的相互聯(lián)系各要素之間的接口是綜合系統(tǒng)性能好壞的決定性因素;“廣義接口”的概念及接口的分類：機(jī)械接口、物理接口、信息接口、環(huán)境接口等四類；強(qiáng)調(diào)“在某種意義上講機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)歸根到底就是接口設(shè)計(jì)”。4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3、的流程一一目的功能的確定及規(guī)格性能指標(biāo)確定；系統(tǒng)功能部件、功能要素的劃分；接口設(shè)計(jì)；(4 )整體評(píng)價(jià)；(5 )可靠性復(fù)查；(6)試制與調(diào)試5、系統(tǒng)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)(產(chǎn)品)內(nèi)部功能及相應(yīng)的評(píng)價(jià)參數(shù)主功能一一系統(tǒng)誤差、抗干擾能力、廢棄物輸出、變換效率;動(dòng)力功能一一輸入能量、能源(內(nèi)裝還是外掛)；控制功能輸入/輸出口的個(gè)數(shù)、自動(dòng)化程度；構(gòu)造功能一一尺寸、重量、強(qiáng)度、剛度、結(jié)構(gòu)工藝性；檢測(cè)功能精度。6、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮方法及設(shè)計(jì)類型考慮方法（1）機(jī)電互補(bǔ)法（2 ）結(jié)合（融合）法設(shè)計(jì)類型（1）開發(fā)性設(shè)計(jì)（2 ）適應(yīng)性設(shè)計(jì)（3 ）變異性設(shè)計(jì)7、機(jī)電一體化系統(tǒng)與系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程的概念、機(jī)電一體化工程和系統(tǒng)工

4、程的一致性及差異性8、機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)程序、準(zhǔn)則和規(guī)律總體設(shè)計(jì)程序；總體設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題；設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；設(shè)計(jì)規(guī)律一一功能分解、元素間的邏輯關(guān)系、物理關(guān)系；功能結(jié)構(gòu)的三種 基本形式（串聯(lián)、并聯(lián)及帶反饋的閉式結(jié)構(gòu)）9、機(jī)電一體化系統(tǒng)的開發(fā)工程開發(fā)工程的流程圖（圖1。14）；應(yīng)注意的問題：10、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的幾個(gè)基本概念：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）與并行工程（CE ）； 虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)：快速響應(yīng)設(shè)計(jì)；綠色設(shè)計(jì)；反求設(shè)計(jì)；網(wǎng)上協(xié)同設(shè)計(jì)。考核要點(diǎn):1)機(jī)電一體化的基本概念、名詞及術(shù)語(yǔ)的定義。典型機(jī)電一體化系統(tǒng)的類型。通過實(shí)例說明機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素及功能構(gòu)成。機(jī)電一體化系統(tǒng)

5、設(shè)計(jì)的流程。機(jī)電一體化系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。如何處理機(jī)與電的關(guān)系，硬件與軟件的關(guān)系。例機(jī)電一體化產(chǎn)品一般由、等部分組成，其中計(jì)算機(jī)部分的作用是：O例機(jī)電一體化技術(shù)是一門正在發(fā)展中的邊緣科學(xué)技術(shù)，是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要，在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上與一些相關(guān)技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來的，這些相關(guān)技術(shù)包括： 、O例簡(jiǎn)要說明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法如何在機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中體現(xiàn)。1-1 試說明機(jī)電一體化的含義。1-2 機(jī)電一體化的目的是什么？1-3 機(jī)電一體化系由那些基本要素組成？分別實(shí)現(xiàn)那些功能?1-4 工業(yè)的三大要素是什么？1-5 機(jī)電一體化的三大效果是什么？1-6 機(jī)電一體化接口功能有那兩種？1-7 根據(jù)不同的接口功能

6、試說明接口的種類。1- 8機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的主要評(píng)價(jià)內(nèi)容是什么？1-10機(jī)電一體化工程與系統(tǒng)工程有何異同？1-11現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比較有何突出特點(diǎn)？1-12簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與并行工程、虛擬設(shè)計(jì)、快速相應(yīng)設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)等的 涵義？1-13什么是機(jī)電互補(bǔ)法、結(jié)合法、組合法？第二章機(jī)電體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇設(shè)計(jì)1、機(jī)械傳動(dòng)部件及其功能要求機(jī)械傳動(dòng)部件的基本功能一一絲杠螺母、齒輪、齒輪齒條、鏈輪鏈條、帶 輪、繩、杠桿、凸輪、連桿、摩擦輪、萬(wàn)向節(jié)、軟軸、蝸輪蝸桿、間歇機(jī) 構(gòu)所能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部件的功能要求一一精密化、高速化、小型輕量化絲杠螺母機(jī)構(gòu)的基本傳動(dòng)形式：

7、螺母固定、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)；絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母并移動(dòng)；螺母轉(zhuǎn)動(dòng)、絲杠移動(dòng)；絲杠固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)2、滾珠絲杠傳動(dòng)部件滾珠絲杠副的組成及特點(diǎn)：滾珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類型（滾道形狀、滾珠 的循環(huán)方式）主要尺寸參數(shù)；精度等級(jí)；軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊；支承方 式的選擇；密封和潤(rùn)滑；滾珠絲杠副的選擇步驟（承載能力、壓桿穩(wěn)定核 算、剛度驗(yàn)算）3、齒輪傳動(dòng)部件齒輪傳動(dòng)形式（一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)）及傳動(dòng)比的最佳匹配；最佳匹配原則：重量最輕原則、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則。諧波齒輪傳動(dòng)：工作原理（三大件一一剛輪、柔輪、諧波發(fā)生器）； 傳動(dòng)比計(jì)算。齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法。4、撓性傳動(dòng)部件簡(jiǎn)介*同步齒形帶傳動(dòng)

8、；鋼帶傳動(dòng)；繩輪傳動(dòng)5、間歇傳動(dòng)簡(jiǎn)介*棘輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；槽輪傳動(dòng)；蝸型凸輪傳動(dòng)6、導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計(jì)導(dǎo)軌副的種類（滑動(dòng)、滾動(dòng)、氣液、彈性等導(dǎo)軌）;對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌的基本要求：導(dǎo)向精度；剛度；精度保持性；運(yùn)動(dòng)靈活性；低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；對(duì)溫度的敏感性和結(jié)構(gòu)的工藝，性滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式：三角形、矩形、燕尾形、圓形滑動(dòng)導(dǎo)軌的組合形式：雙三角、矩形一矩形、三角一矩形、三角一平面 等組合形式導(dǎo)軌副間隙的調(diào)整：壓板、鑲條；導(dǎo)軌副的材料選擇及搭配：鑄鐵、鋼、有色金屬、塑料提高導(dǎo)軌耐磨性的措施：滾動(dòng)導(dǎo)軌類型及基本要求：導(dǎo)向精度、耐磨性、剛度、工藝性；靜壓導(dǎo)軌副的工作原理簡(jiǎn)介；7、旋轉(zhuǎn)支承部件的選擇與設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)支承的種類

9、及基本要求；圓柱支承；圓錐支承；填入式滾動(dòng)支承；其他支承形式8、軸系部件的選擇與設(shè)計(jì)軸系設(shè)計(jì)的基本要求一旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、熱變形、軸上零件布置； 軸系(主軸)軸承的類型及配置；非標(biāo)準(zhǔn)軸承；靜壓軸承。9、機(jī)座與機(jī)架機(jī)座或機(jī)架的作用；對(duì)機(jī)座或機(jī)架的基本要求：剛度與抗振性、熱變形、穩(wěn)定性、工藝性、人機(jī)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：合理截面和尺寸、合理布置肋板、合理開孔、提高接觸剛 度、合理選材焊接機(jī)架的設(shè)計(jì)考核要點(diǎn):機(jī)械傳動(dòng)裝置I、軸系、導(dǎo)軌及支承件在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用。2)常見機(jī)械傳動(dòng)部件、軸系、導(dǎo)軌及支承件。滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)、預(yù)緊方式、剛度計(jì)算。機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能要求。機(jī)械傳動(dòng)裝置的動(dòng)力

10、學(xué)模型的物理意義。齒輪最佳傳動(dòng)比匹配原則。例(2001)：通過預(yù)緊可以提高滾珠絲杠的剛度，預(yù)緊方式有等幾種。例（2000）：如圖所示為直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的半閉環(huán)系統(tǒng)：V=6*l-2 m/s ,已知參數(shù)：1）電機(jī)：nm=3000 rpm N=1.5 kw J1.58*10-3 kg.m22）齒輪：折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jmg=1.2*10-3 kg.m23）滾珠絲杠：中徑d=0.056m 螺距P=0.012 m最高轉(zhuǎn)數(shù)n =300 rpm求：折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量滾珠絲杠螺母副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些?現(xiàn)有一雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程為l0= 6mm、內(nèi)齒 輪齒數(shù)為100、外

11、齒輪齒數(shù)為98是，當(dāng)其一端的齒輪相對(duì)另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過2個(gè)齒是，試問：兩個(gè)螺母之間相對(duì)移動(dòng)了多大距 離？試述滾珠絲杠副的支承方式及其特點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)部件的作用有那些？各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則是什么？ “輸出轉(zhuǎn)角誤差最小原則”的含義是什么?已知某4級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪的傳動(dòng)誤差為 e 1= e 2=e 8=0.005弧度，各級(jí)減速比相同，即i1= i2 =i4=15， 求：該傳動(dòng)系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)角誤差 e；max欲縮小e max，應(yīng)采取何種措施？；在伺服傳動(dòng)系統(tǒng)中，為保證傳動(dòng)精度應(yīng)如何分配傳動(dòng)比？某數(shù)據(jù)傳遞裝置，總傳動(dòng)比it=85 .按“慣量最小原則”確定級(jí)數(shù)和 各級(jí)傳動(dòng)比。三章機(jī)電體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的選

12、擇設(shè)計(jì)1、執(zhí)行元件執(zhí)行元件的種類：電磁式、液壓式、氣壓式、其他（壓電式等）各類執(zhí)行元件的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)（表）；對(duì)執(zhí)行元件的基本要求：慣性小動(dòng)力大、體積小重量輕、便于安裝維修、 易于微機(jī)控制2、常用的控制電機(jī)機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)控制用電機(jī)的基本要求；控制用電機(jī)種類、特點(diǎn)及選用（表）3、步進(jìn)電機(jī)及其控制步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)：控制性能好；步距角有誤差（一轉(zhuǎn)后誤差為零）、抗干擾能力強(qiáng)；步進(jìn)電機(jī)的工作原理；步距角的概念；環(huán)行脈沖分配方式；步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性及性能指標(biāo)；步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)一一環(huán)形脈沖分配器、功率放大器（單電壓功放電、高低電壓功放電路）細(xì)分驅(qū)動(dòng)原理及優(yōu)缺點(diǎn)；步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)控制 串行控制與并行控制；軟件控制、

13、硬件控制和軟硬件結(jié)合控制。4、 直流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)直流伺服電機(jī)的特性及選用；直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)5、 交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)的特性及選用；交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)考核要點(diǎn)：1）機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)控制電機(jī)的基本要求。電動(dòng)機(jī)的選型2）直流（DC）伺服電機(jī)、永磁同步（直流無刷）電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法3）交流皿0伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法4）三種步進(jìn)電機(jī)（反應(yīng)式、永磁式、及混合式）的結(jié)構(gòu)、工 作原理、控制方法及驅(qū)動(dòng)電路。步進(jìn)電機(jī)硬件環(huán)分；軟件環(huán) 分的編程原理例（2002）因?yàn)榇磐ň哂小傲D沿磁阻最小路徑通過”的特點(diǎn)，所以一般的步進(jìn)電機(jī)是靠磁拉力工作 的。四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的相控制繞組

14、為A、B、C、D,貝U四相單四拍控制方式的通電順序 為: ； 四相雙四拍控制方式的通電順序 為：。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有那些特點(diǎn)?簡(jiǎn)述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類及其特點(diǎn)。簡(jiǎn)述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角的大小的計(jì)算方法是什么?1=步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的環(huán)行分配方式是什么？步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性是什么？步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的功率放大電路原理是什么?第章機(jī)電體化系統(tǒng)的機(jī)控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)1、微機(jī)控制系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容：選用微機(jī)、設(shè)計(jì)接口、選用控制形式和動(dòng)作控制方式；專用與通用、硬件與軟件的抉擇和權(quán)衡； 微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路：確定整體控制方案、 確定控制算法、 選擇微機(jī)、 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、 軟件設(shè)計(jì)、 系統(tǒng)調(diào)試；

15、接口設(shè)計(jì)、輸入/輸出通道設(shè)計(jì)、操作控制臺(tái)設(shè)計(jì); 微機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及選用要點(diǎn)。2、單片機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及最小應(yīng)用系統(tǒng)MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；8031引角功能：I/O 口線、控制口線、電源及時(shí)鐘；最小應(yīng)用系統(tǒng)及其擴(kuò)展：8031最小應(yīng)用系統(tǒng)、8031的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展、8031輸入/輸出口的擴(kuò)展。3、數(shù)字顯示器及鍵盤接口電路數(shù)字顯示器（七段LED）的結(jié)構(gòu)及其工作原理；鍵盤、顯示器接口電路；行列式鍵盤接口電路。4、可編程控制器（PLC）的構(gòu)成及應(yīng)用舉例PLC的構(gòu)成及工作原理；某PLC的基本指令應(yīng)用舉例（帶冷卻液的鉆孔工序）一一繼電器邏輯控制電路和控制梯形圖、 PLC程序清單。梯形圖語(yǔ)言梯形圖在形式上

16、類似于繼電器控制電路圖，是原繼電器線路固提煉出 來的表達(dá)形式。簡(jiǎn)化了符號(hào)，而且還加進(jìn)了許多功能強(qiáng)而又使用靈活的指令， 將微機(jī)的特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)去，使得編程容易，而實(shí)現(xiàn)的功能卻大大超過傳統(tǒng)繼電 器控制圖。很受用戶歡迎，是目前用得最多的PLC語(yǔ)言。采用內(nèi)部邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算代替了繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等分離 元件的控制作用。盡管PLC內(nèi)部沒有任何實(shí)際的分離元件，但為了描述各種邏輯控制功能，繼電器控制中描述操作的符號(hào)和概念仍可采用。這就是梯 形圖編程法的由來。繼電器控制術(shù)語(yǔ)和PLC控制術(shù)語(yǔ)略有不同，但概念仍然一樣。下面是常用的繼電器控制術(shù)語(yǔ)和PLC控制術(shù)語(yǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這里的“輸入”、“輸出”指的是編程用到

17、的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)單元，而不僅僅是PLC的I/O點(diǎn)。這與繼電器線圈輸出以及繼電器觸點(diǎn)輸入到其他元件 意義相同。這里的“點(diǎn)”指附屬在PLC 一個(gè)存儲(chǔ)單元上的實(shí)際點(diǎn)。繼甫控制PLC接點(diǎn)一輸入線圈輸出_繼電器點(diǎn)不同的PC,語(yǔ)句表使用的助記符不相同， 以F系列PC為例，對(duì)應(yīng)于圖6-4的語(yǔ)句表為:LD1000（表示邏輯操作開始,常開接點(diǎn)可母線連接OR2000（表示常開接點(diǎn)并聯(lián)）ANDNOT1001（表示常閉接點(diǎn)串聯(lián)）OUT2000（表示輸出）LD2000OUT2001梯形圖起動(dòng)停止保險(xiǎn)按鈕按鈕開關(guān)電動(dòng)機(jī)過載(O電動(dòng)機(jī)電路電氣符號(hào)/梯形符號(hào)圖(a)XJ(b)X2(C)X3WX4YiHF4b-41T 尊敖的繼電器梯

18、形圖繼電器邏善符號(hào)TI輸入變置，常開接點(diǎn)住接點(diǎn))1/輸入變量，常閉接點(diǎn)(b接點(diǎn))或 Jp 并聯(lián)一個(gè)&接點(diǎn)或并接一個(gè)b接點(diǎn)邏輯或)( 或。耳成輸出變量(c)拂形圖符號(hào)| X4(H| |X406)435.一X4D6儼110舟】海LD X4010R1 X406AND X406OUT Y435LD Y435AND X407OR M103ANI X410ORI MHOOUT M1U3常閉觸頭并聯(lián)連接常開觸頭并聯(lián)連接常閉觸頭并聯(lián)連接OR.OR1指令的用法5、微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的I/O控制光電隔離電路的設(shè)計(jì)；信息轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)：弱轉(zhuǎn)強(qiáng)、數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換；D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換。6、常用傳感器的性能、選用檢測(cè)傳感器的分

19、類：二值型、模擬型、數(shù)字型;機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)傳感器的基本要求；傳感器的特性參數(shù)及選用原則；傳感器的選用原則及注意事項(xiàng)；各類傳感器的主要性能及優(yōu)缺點(diǎn)：位移、位置傳感器（表）角度、角位移傳感器（表）速度、加速度傳感器（表）力、壓力、力矩傳感器（表）溫度、濕度、氣敏傳感器（表）；物位傳感器（表）流量傳感器（表）傳感器的測(cè)量電路：1）模擬型測(cè)量電路；2）數(shù)字型測(cè)量電路；3）開關(guān)型測(cè)量電路；4）轉(zhuǎn)換電路（電橋、放大、調(diào)制與解調(diào)、A/D、D/A）傳感器的微機(jī)接口： 1）輸入放大器；2）頻混濾波器；3 ）采樣保持器；4）模擬多路開關(guān)考核要點(diǎn)：1）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成、前向通道和后向通道的概念及接口2）單

20、片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)及其擴(kuò)展（存儲(chǔ)擴(kuò)展、顯示擴(kuò)展、鍵盤擴(kuò)展等）3）可編程控制器系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理4）繼電器邏輯控制電路和控制梯形圖、PLC程序清單6）常用傳感器的性能、選用原則及注意事項(xiàng)可編程控制器與工業(yè)微機(jī)有何區(qū)別？可編程控制器的硬件系統(tǒng)主要由哪幾部分組成？各部分分別起何作用?試說明在“0”工作狀態(tài)下，PPI8255的輸入/數(shù)出口的選擇方法。試說明8031單片及的輸入輸出及存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法。試說明七段LED的組成原理。鍵盤鍵值是如何確定的?試說明光電耦合器的光電隔離原理。靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示的主要區(qū)別有哪些?試說明機(jī)電一體化系統(tǒng)常用傳感器的種類及其特性參數(shù)。試說明傳感器的選用原則及注意事項(xiàng)。試問A

21、/D轉(zhuǎn)換器常用方式有哪兩種？試說明它們的轉(zhuǎn)換原理。例（2002）試用8031的P1 口構(gòu)成中斷方式4x4行列式鍵盤。INTP1.7P1.68031P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0(2002)如圖為電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制用的梯形圖，試寫出PLC的程序編碼。0001050105010500五章機(jī)電體化系統(tǒng)的元部件的特性分析1、機(jī)械系統(tǒng)特性 機(jī)械系統(tǒng)特性：傳遞函數(shù)研究線性變換、微分方程研究非線性變換變換機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)變換分析； 機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性：負(fù)載力（或轉(zhuǎn)矩）向輸出端的變換、機(jī)構(gòu)內(nèi)部摩擦力的影響、機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性：平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)要素的動(dòng)態(tài)力及動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩、空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)要素的動(dòng)態(tài)力及動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩、Lagra

22、nge公式與動(dòng)態(tài)力（或轉(zhuǎn)矩）向輸入端的換算。機(jī)構(gòu)輸出端的彈性與動(dòng)態(tài)特性2、傳感器的特性分析動(dòng)電式變換器的特性及其傳遞函數(shù)；壓電式變換器的特性及其傳遞函數(shù)；其他具有平滑特性的變換器及其傳遞函數(shù)；傳感檢測(cè)系統(tǒng)的特性3、執(zhí)行元件的特性分析電磁變換執(zhí)行元件(電動(dòng)機(jī)是其典型)的特性；具有反饋環(huán)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性;步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性；壓電式執(zhí)行元件及其動(dòng)態(tài)特性。4、執(zhí)行元件與機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)合中的若干問題機(jī)械慣性阻轉(zhuǎn)矩的匹配方法凸輪曲線理論；殘留振動(dòng)分析；兩自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡創(chuàng)成所需轉(zhuǎn)矩分析?？己艘c(diǎn):1)2)傳遞函數(shù)的基本概念機(jī)械系統(tǒng)(包括負(fù)載)的動(dòng)態(tài)特性步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性分析傳感監(jiān)測(cè)系

23、統(tǒng)的特性分析試以傳遞函數(shù)的形式表示包括負(fù)載在內(nèi)的機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。試舉出幾種機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的線性變換機(jī)構(gòu)。研究機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)電有機(jī)結(jié)合最重要的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)問題有哪些？試用“控制工程基礎(chǔ)”所講的“元件特性分析方法”對(duì)常用傳感器及 電器執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析。某控制系統(tǒng)結(jié)枸圖如圖所示*電里牲一*一 弘罕圖中恥（。二LU +），。=ZcfTTij = TtoTTIj說定KP和兀的恒I以使系統(tǒng)性能同時(shí)St足;在單位拋物統(tǒng)（怛加速度）函數(shù)作用F的鑿茶誤差幅值穿越（裁止?jié)陈蕿閲\=5%計(jì)算系統(tǒng)在上述取值條件下的相磁格量答：開環(huán)傳函2Kp(l +Td5)2、(1 + T睥g) = Ggm-i)

24、- m,E+i)確定、和Tri由=!=法壬。-?二皿 L =2.5 rk_ Z- rk.S /1 + f 5T,V在 ti)c = 5T在時(shí) h I Gc(jojt.) I I (j眺)I = 1 即 偵 r= t25+ (o.5)s1 +25T/ 25(.1 +0.25) :.Td = .aGJs) Kd + Tris) 2.5(1 + 1.13)相應(yīng)的甲h 二圾t我T料二用t 1,1 x5 胞。x5 = 79.7D-26.ftD = 53.1a六章機(jī)電體化系統(tǒng)的機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析與設(shè)計(jì)1、機(jī)電有機(jī)結(jié)合之一： 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法1）負(fù)載分析r慣性負(fù)載、外力負(fù)載、典型負(fù)載：Y 彈性負(fù)載、摩擦（滑動(dòng)、滾動(dòng)、粘性）負(fù)載；負(fù)載的等效轉(zhuǎn)換：L等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量換算、L等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩?fù)Q算。2）執(zhí)行元件的匹配選擇系統(tǒng)執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)矩匹配；系統(tǒng)執(zhí)行元件的功率匹配；減速比的匹配選擇與各級(jí)減速比的分配。3）傳感裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、放大電路及電源等的匹配選擇工作臺(tái)伺服進(jìn)給系統(tǒng)半閉環(huán)控制、全閉環(huán)控制;工作臺(tái)伺服進(jìn)給系統(tǒng)的主諧振頻率計(jì)算示例。2、 機(jī)電有機(jī)結(jié)合之二：態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法1）系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法 PID調(diào)節(jié)器及其傳遞函數(shù)；調(diào)節(jié)作用的分析；典型信號(hào)的響應(yīng)；速度反饋校正。2）機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形對(duì)系統(tǒng)的影響 結(jié)構(gòu)諧振的影響；減少結(jié)構(gòu)諧振的措施提高傳動(dòng)剛度、提高機(jī)械阻尼、采用校正網(wǎng)絡(luò)、綜合速度反