機(jī)電一體化 整理

1、機(jī)電一體化靈敏度：指在穩(wěn)態(tài)下，輸出的變化量AY與輸入的變化量AX的比值。即為傳感器靈敏度。壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定的方向?qū)λ┘恿Χ顾a(chǎn)生變形時(shí)，內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生極 化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上將產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又重新恢復(fù)到不帶 電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng)。動(dòng)態(tài)誤差：動(dòng)態(tài)誤差在被測(cè)量隨時(shí)間變化過程中進(jìn)行測(cè)量時(shí)所產(chǎn)生的附加誤差稱為動(dòng)態(tài)誤差。機(jī)電一體化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：性能指標(biāo)系統(tǒng)功能使用條件經(jīng)濟(jì)效益。順序控制系統(tǒng)是按照預(yù)先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，順序控制器通常用：PLC。復(fù)合控制器必定具有：前饋控制器。鉆孔、點(diǎn)焊通常選用：簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)控制。一般說

2、來，如果增大幅值穿越頻率英的數(shù)值，則動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts （減小）。加速度傳感器的基本力學(xué)模型是（阻尼一質(zhì)量系統(tǒng)）。齒輪傳動(dòng)的總等效慣量與傳動(dòng)級(jí)數(shù)（在一定級(jí)數(shù)內(nèi)有關(guān)）。伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對(duì)象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)和（檢測(cè)元件）等個(gè)五部分。伺服控制系統(tǒng)的比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號(hào)與系統(tǒng)的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，以獲得輸出 與輸入間的偏差信號(hào)。對(duì)直流伺服電動(dòng)機(jī)來說，其機(jī)械特性越硬越好。伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路就是將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為功率信號(hào)，為電機(jī)提供電能的控制裝置，也稱其 為變流器，它包括電壓、電流、頻率、波形和相數(shù)的變換。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類型：?jiǎn)坞娫打?qū)動(dòng)電路 雙電源驅(qū)動(dòng)電路

3、 斬波限流驅(qū)動(dòng) 電路。什么是步進(jìn)電機(jī)的使用特性？步距誤差：步距誤差直接影響執(zhí)行部件的定位精度。最大靜轉(zhuǎn)矩：是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在某相始終通電而處于靜止不動(dòng)狀態(tài)時(shí)，所能承受的最大外 加轉(zhuǎn)矩，亦即所能輸出的最大電磁轉(zhuǎn)矩，它反映了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能力和低速步進(jìn)運(yùn)行時(shí)的 負(fù)載能力。啟動(dòng)矩一頻特性：空載時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止突然啟動(dòng)，并不失步地進(jìn)入穩(wěn)速運(yùn)行所允許的 最高頻率稱為最高啟動(dòng)頻率。啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩有關(guān)。運(yùn)行矩頻特性：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)所能接受的最高頻率稱為最高工作頻率，它與步距 角一起決定執(zhí)行部件的最大運(yùn)行速度。最大相電壓和最大相電流：分別是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每相繞組所允許施加的最大電源電壓和流 過的最大

4、電流。線性度：所謂傳感器的線性度就是其輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離直線的程度。 又稱為非線性誤差。伺服控制系統(tǒng)：一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度及動(dòng)力 輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)在控制中的應(yīng)用方式主要有：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、監(jiān)督計(jì)算機(jī) 控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)。滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)有兩類：外循環(huán)插管式內(nèi)循環(huán)反向器式。應(yīng)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)主要有：?jiǎn)纹瑱C(jī)PLC總線工控機(jī)?？删幊炭刂破髦饕桑篊PU存儲(chǔ)器 接口模塊。隔離放大器中采用的耦合方式主要有兩種：變壓器隔離光電隔離。繼電器隔離。采樣/保持器在保持階段相當(dāng)于一個(gè)：模擬信號(hào)存儲(chǔ)器。抑制干擾的

5、措施：屏蔽隔離濾波接地和軟件處理等方法。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如何用軟件進(jìn)行干擾的防護(hù)？軟件濾波用軟件來識(shí)別有用信號(hào)和干擾信號(hào)，并濾除干擾信號(hào)的方法，稱為軟件濾波軟件“陷井”軟件“看門狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或軟件）的辦法要求使用監(jiān)控定時(shí)器定時(shí)檢查某 段程序或接口，當(dāng)超過一定時(shí)間系統(tǒng)沒有檢查這段程序或接口時(shí)，可以認(rèn)定系統(tǒng)運(yùn)行出錯(cuò)（干 擾發(fā)生），可通過軟件進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位或按事先預(yù)定方式運(yùn)行。滾珠絲杠副的軸向間隙對(duì)系統(tǒng)有何影響？如何處理？如果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，則當(dāng)螺桿反向轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生空回誤差。為了消除空回誤差，在螺桿上裝配兩個(gè)螺母1和2,調(diào)整

6、兩個(gè)螺母的 軸向位置，使兩個(gè)螺母中的滾珠在承受載荷之前就以一定的壓力分別壓向螺桿螺紋滾道相反的 側(cè)面，使其產(chǎn)生一定的變形，從而消除了軸向間隙，也提高了軸向剛度。常用的調(diào)整預(yù)緊方法 有下列三種。墊片調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式齒差調(diào)隙式。光電藕合器的作用：1）能保護(hù)系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對(duì)低壓信號(hào)系統(tǒng)的損壞。2）泄漏電流低，對(duì)于測(cè)量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路。3）共模抑制比高，能對(duì)直流和低頻信號(hào)（電壓或電流）進(jìn)行準(zhǔn)確、安全的測(cè)量。光柵傳感器，刻線數(shù)為100線/mm，設(shè)細(xì)分時(shí)測(cè)得莫爾條紋數(shù)為400，試計(jì)算光柵位移是多 少毫米？若經(jīng)四倍細(xì)分后，記數(shù)脈沖仍為400，則光柵此時(shí)的位移是多少？

7、測(cè)量分辨率是多少？解：100： 1=400 ：x X=4 mm四倍細(xì)分：400： 1=400：x X=1mm分辨率：1： 400=2.5 m）機(jī)電一體化：從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系 統(tǒng)工程基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)最佳化的一門新科學(xué)技術(shù)。逆變器：逆變器一把固定的直流電變成固定或可調(diào)的交流電的DC/AC變流器。PWM:通過調(diào)節(jié)脈沖的寬度改變負(fù)載電壓平均值的脈寬調(diào)制斬波器。工作原理：斬波器調(diào)壓的基本原理是通過晶閘管或自關(guān)斷器件的控制，將直流電壓斷續(xù)加到 負(fù)載（電機(jī)）上，利用調(diào)節(jié)通、斷的時(shí)間變化來改變負(fù)載電壓平均值。斬波器調(diào)壓控制直流伺 服電機(jī)速度的

8、方法又稱為脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation）直流調(diào)速。從控制角度講，機(jī)電一體化可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。在機(jī)電一體化中傳感器輸出電信號(hào)的參量形式可以分為:電壓輸出電流輸出 頻率輸出。36多點(diǎn)接地：優(yōu)點(diǎn)：互不干擾，缺點(diǎn)：接線多復(fù)雜。一般來說，伺服系統(tǒng)的基本組成：控制器功率放大器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)裝置。在SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)中，通常載波是等腰三角波，而調(diào)制波是正弦波。實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電環(huán)形分配的三種常用方法是：1）采用計(jì)算機(jī)軟件分配器2）小規(guī)模集 成電路搭接的硬件分配器3）專用模塊分配器。開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的組成：環(huán)形分配器功率放大器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。干擾必備的三個(gè)條件：干

9、擾源、傳播途徑，干擾敏感體。干擾傳播途徑有二種方式：1）傳導(dǎo)耦合方式：干擾信號(hào)能量以電壓或蟲流的形式，通過金屬導(dǎo)體傳遞。2）幅射耦合方式：干擾信號(hào)能量以電磁場(chǎng)的形式，通過空間感應(yīng)傳遞。磁場(chǎng)屏蔽-對(duì)高頻交變磁場(chǎng)應(yīng)采用銅和鋁等導(dǎo)電性能好的金屬材料作屏蔽體；對(duì)低頻交 變磁場(chǎng)應(yīng)采用鐵等高導(dǎo)磁率的材料作屏蔽體，并保證磁路暢通。一點(diǎn)接地中：1）串聯(lián)接地：優(yōu)點(diǎn)：最簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)：前后相互干擾。2）并聯(lián)接地：優(yōu)點(diǎn)：干擾小，缺點(diǎn)：接線多復(fù)雜，僅適用于低頻電路。一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)：機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測(cè)試部分、控制 及信息處理部分。簡(jiǎn)述直流伺服電動(dòng)機(jī)兩種主要控制方式的工作原理？一種是電樞電壓

10、控制，即在定子磁場(chǎng)不變的情況下，通過控制施加在電繞組兩頭端的電壓信 號(hào)來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵(lì)磁磁場(chǎng)控制即通過改變勵(lì)磁電流的大小來改變定子磁場(chǎng)的強(qiáng)度，從而控制電動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。在微機(jī)控制系統(tǒng)中，主機(jī)和外圍設(shè)備間所交換的信息通常分：數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信 息數(shù)據(jù)信息可分為：1）數(shù)字量（2）模擬量（3）開關(guān)量（4）脈沖量。DAC0832有哪三種輸入工作方式？有哪二種輸出工作方式？（1）直通方式（2）單緩沖方式（3）雙緩沖方式（1）單極性輸出（2）雙極性輸出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)通過絲杠螺母帶動(dòng)執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)：已知：步距角。，脈沖數(shù)N，頻率f，絲杠導(dǎo)程p ,試求執(zhí)行部

11、件：位移量L= ? 移動(dòng)速度V=?L =（ 9 p/360 ）N ；V =（ 9 p/360 ）f柔性制造系統(tǒng)：柔性制造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing System ）是由兩臺(tái)或兩臺(tái)以上加工或 數(shù)控機(jī)床組成，并在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化。機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)環(huán)節(jié)：靜態(tài)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)方案的方法通常有取代法整體設(shè)計(jì)法 組合法。接口的基本功能：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、通信聯(lián)絡(luò)、放大。對(duì)直線導(dǎo)軌副的基本要求：導(dǎo)向精度高耐磨性好足夠的剛度對(duì)溫度變化的不敏感性和 穩(wěn)定。機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的侍服性能，要求機(jī)械傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣

12、量小、阻力合理阻尼合理剛度大抗振性好間隙小并滿足小型、輕量等要求。工作接地分：一點(diǎn)接地多點(diǎn)接地。57.STD總線的技術(shù)特點(diǎn)：模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成修改和擴(kuò)展方便高可靠性。58.SPWM:是指脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形。微機(jī)控制系統(tǒng)中的輸入與輸出通道一般包括:模擬量輸入通道 模擬量輸出通道 數(shù)字量輸 入通道數(shù)字量輸出通道.伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件主要分為:電磁式液壓式氣壓式.異步交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速：基頻（額定頻率）以下的恒磁通變頻調(diào)速，屬于_恒轉(zhuǎn)矩_調(diào)速方式?；l（額定頻率）以上的弱磁通變頻調(diào)速，屬于_恒功率一調(diào)速方式。開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的組成：環(huán)形分配器功率驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)。實(shí)

13、現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電環(huán)形分配的三種常用方法是：計(jì)算機(jī)軟件硬件分配專用環(huán)形分配 器。微機(jī)控制系統(tǒng)中I/O控制方式及I/O接口的編址方式：程序控制方式、中斷控制方式、直接 存儲(chǔ)器存取方式。獨(dú)立編址；與儲(chǔ)存器統(tǒng)一編址。永磁同步電動(dòng)機(jī)：以電子換向取代了傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)的電刷換向的電動(dòng)機(jī)。復(fù)合控制器：復(fù)合控制器帶有前饋控制系統(tǒng)的反饋控制器。它的作用是使系統(tǒng)能以穩(wěn)定的零 誤差跟蹤已知的輸入信號(hào)。靜壓軸承：靜壓軸承從外部油源給軸瓦提供壓力油，使球磨機(jī)進(jìn)、出料端的大軸在高壓油膜 的作用下浮起，與軸瓦無直接接觸，處在液體磨擦狀態(tài)，從而極大地降低了起動(dòng)力矩和旋轉(zhuǎn)阻 力矩。靜壓導(dǎo)軌：靜壓導(dǎo)軌是在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌面間通

14、入壓力油或壓縮空氣，使運(yùn)動(dòng)件浮起， 以保證兩導(dǎo)軌面間處于液體或氣體摩擦狀態(tài)下工作。屏蔽：屏蔽是利用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻暮袪罨驓钇帘误w，將干擾源或干擾對(duì)象包圍起來 從而割斷或削弱干擾場(chǎng)的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳輸。機(jī)電一體化系統(tǒng)中常見的軸承包括：滾動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承靜壓軸承磁軸承。按干擾的耦合模式干擾可分為：為靜電干擾 磁場(chǎng)耦合干擾 漏電耦合干擾。軟件濾波識(shí)別信號(hào)的原則：時(shí)間原則空間原則屬性原則。模擬式傳感器信號(hào)處理過程包括:將非電物理量轉(zhuǎn)換成電量，并經(jīng)放大、濾波等一系列處理后， 需經(jīng)模/數(shù)變換將模擬量變成數(shù)字量，才能送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程包括信號(hào)的采樣/保 持、多路轉(zhuǎn)換（多傳感器

15、輸入時(shí)）、A/D處理等過程。用軟件進(jìn)行“線性化”處理時(shí)，采用計(jì)算法的原理是怎樣的？當(dāng)輸出電信號(hào)與傳感器的參數(shù)之間有確定的數(shù)字表達(dá)式時(shí)，就可采用計(jì)算法進(jìn)行非線性補(bǔ)償。即在軟件中編制一段完成數(shù)字表達(dá)式計(jì)算的程序，被測(cè)參數(shù)經(jīng)過采樣、濾波和標(biāo)度變換后直接 進(jìn)入計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后的數(shù)值即為經(jīng)過線性化處理的輸出參數(shù)。在實(shí)際工程上，被測(cè)參數(shù)和輸出電壓常常是一組測(cè)定的數(shù)據(jù)。這時(shí)如仍想采用計(jì)算法進(jìn)行線性 化處理，則可應(yīng)用數(shù)字上曲線擬合的方法對(duì)被測(cè)參數(shù)和輸出電壓進(jìn)行擬合，得出誤差最小的近 似表達(dá)式。共模干擾往往是指同時(shí)加載在各個(gè)輸入信號(hào)接口斷的共有的信號(hào)干擾。串行通信是數(shù)據(jù)按位進(jìn)行傳送的。在傳輸過程中，每

16、一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度，一 位一位的串行傳送和接收。什么叫傳感器？傳感器的功用是什么？它是由哪幾部分組成的？各部分的作用及相互關(guān)系 如何？傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換電量的測(cè)量裝置。傳感器的功用是：一感二傳。組成：傳感器一般是由敏感元件、傳感元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件：直接可以感受被測(cè)量的變化，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是轉(zhuǎn)換元件的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量?；巨D(zhuǎn)換電路：上述的電路參量進(jìn)入基本轉(zhuǎn)換電路中，就可以轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器只完成被測(cè)參數(shù)到電量的基本轉(zhuǎn)換。試簡(jiǎn)述采樣/保持器原理。采樣/保持由存儲(chǔ)電容C，模擬開關(guān)S等組成

17、，如圖所示。當(dāng)S接通時(shí)，輸出信號(hào)跟蹤輸入信號(hào)， 稱采樣階段。當(dāng)S斷開時(shí)，電容C二端一直保持?jǐn)嚅_的電壓，稱保持階段。由此s2構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單采樣/保持器。實(shí)際上為使采樣/保持器具有足夠的精度，一般在輸入級(jí)和輸出級(jí)均 采用緩沖器，以減少信號(hào)源的輸出阻抗，增加負(fù)載的輸入阻抗。在電容選擇時(shí)，使其大小適宜， 以保證其時(shí)間常數(shù)適中，并選用漏泄小的電容。工業(yè)控制用的計(jì)算機(jī)主要有哪幾種類型，它們分別適用于哪些場(chǎng)合？工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)主要有單片微型計(jì)算機(jī)、可編程序控制器（PLC）、總線工控機(jī)等類型。根 據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的大小和控制參數(shù)的復(fù)雜程度，選用不同的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)或可編程控制器主要用于，控制量為開關(guān)量和少量

18、數(shù)據(jù)信息的模擬量的小系統(tǒng)。對(duì) 于數(shù)據(jù)處理量大的系統(tǒng)，則往往采用基于各類總線結(jié)構(gòu)的工控機(jī)，如STD總線工控機(jī)、IBM-PC 總線工控機(jī)、Multibus工控機(jī)等。對(duì)于多層次、復(fù)雜的機(jī)電一體化系統(tǒng)，則要采用分級(jí)分步式 控制系統(tǒng)，在這種控制系統(tǒng)中，根據(jù)各級(jí)及控制對(duì)象的特點(diǎn)，可分別采用單片機(jī)、可編程控制 器、總線工控機(jī)和微型機(jī)來分別完成不同的功能?？叹€為1024的增量式角編碼器安裝在機(jī)床的絲杠轉(zhuǎn)軸上，已知絲杠的螺距為2mm，編碼器 在10秒內(nèi)輸出307200個(gè)脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速分別是多少？10s內(nèi)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)：30720091024=300 （轉(zhuǎn)）位移量（.螺距T=2mm）. 300

19、 X 2=600 （mm）轉(zhuǎn)速：300910=30 （轉(zhuǎn)/秒）I/O接口電路也簡(jiǎn)稱接口電路。它是主機(jī)和外圍設(shè)備之間交換信息的連接部件（電路）。它 在主機(jī)和外圍設(shè)備之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用。I/O通道也稱為過程通道。它是計(jì)算機(jī)和控制對(duì)象之間信息傳送和變換的連接通道。在數(shù)控系統(tǒng)中，復(fù)雜連續(xù)軌跡通常采用插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)。試簡(jiǎn)述光電式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量原理。光電式轉(zhuǎn)速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測(cè)軸（或與被測(cè)軸相連接的輸入軸）上的帶縫 隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成。光源發(fā)生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光 電器件上。當(dāng)縫隙圓盤隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，

20、因此 圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)N， 則可測(cè)出轉(zhuǎn)速為n60NZt式中Z圓盤上的縫隙數(shù)；n轉(zhuǎn)速(r / min)；t一測(cè)量時(shí)間（s）。84.試述可編程控制器的工作原理?？删幊炭刂破饔袃煞N基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）和停止（STOP）狀態(tài)。不管是在哪種 狀態(tài)，PLC都是反復(fù)不斷地重復(fù)進(jìn)行，直至PLC停機(jī)。在每次循環(huán)中，若處于運(yùn)行（RUN）狀 態(tài)，可編程控制器完成5個(gè)階斷，如圖所示。若處于停止（STOP）狀態(tài)，PLC也要循環(huán)進(jìn)行內(nèi) 部處理和通信服務(wù)。在模擬輸入通道中，采樣/保持器有什么作用？是否模擬輸入通道中必須采用采樣/保持器？ 為什么？由于

21、任何一種A/D轉(zhuǎn)換器都需要有一定時(shí)間來完成量化及編碼操作，因此，在轉(zhuǎn)換過程中， 模擬量不能發(fā)生變化，否則，將直接影響轉(zhuǎn)換精度。采樣/保持器（SamPLE/Hold）就是使在A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，保證輸入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量不發(fā)生變化。模擬輸入通道中不一定非得采用采樣保持器。當(dāng)輸入的模擬量信號(hào)變化緩慢時(shí)，也可省去采樣 /rj -kE no 保持器。柔性制造系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有哪些？（1）柔性高，適應(yīng)多品種中小批量生產(chǎn)；（2）系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)床工藝能力上是相互補(bǔ)充和相互 替代的；（3）可混流加工不同的零件；（4）系統(tǒng)局部調(diào)整或維修不中斷整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作；（5） 多層計(jì)算機(jī)控制，可以和上層計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)；（6）可進(jìn)行三班

22、無人干預(yù)生產(chǎn)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是什么電機(jī)？它的驅(qū)動(dòng)電路的功能是什么？步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱電脈沖馬達(dá)，是通過脈沖數(shù)量決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動(dòng)機(jī)，成本較低，易 于采用計(jì)算機(jī)控制，且比直流交流電動(dòng)機(jī)組成的開環(huán)控制系統(tǒng)精度高，因而被廣泛應(yīng)用于開環(huán) 控制的伺服系統(tǒng)中。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)際上是一個(gè)功率開關(guān)電路，為使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能輸出 足夠的轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作，提供的足夠功率的控制信號(hào)。課件整理：機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的基本要求：高精度，快速響應(yīng)特性，高穩(wěn)定性。機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要功能：1）傳遞轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。2）改變速度大小和范圍。3）改變運(yùn)動(dòng)形式 （如旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)，連續(xù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殚g歇運(yùn)動(dòng)等）。機(jī)械傳動(dòng)部件

23、設(shè)計(jì)要求：1）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小；2）低摩擦；3）適當(dāng)?shù)淖枘幔?）剛度大；5）高諧振頻率?？倐鲃?dòng)比i達(dá)到最佳：1）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則。2）重量最輕原則。3）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原 則。滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的特點(diǎn)：承載能力大，剛性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，具有結(jié)構(gòu)自調(diào)整能力。減小機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差可采用的結(jié)構(gòu)措施有：適當(dāng)提高零部件本身的精度；合理設(shè)計(jì)傳動(dòng) 鏈，減小零部件制造、裝配誤差對(duì)傳動(dòng)精度的影響；采用消隙機(jī)構(gòu)，以減小或消除回程誤差等。消除齒輪副傳動(dòng)間隙通常分為剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法。剛性調(diào)整法包括調(diào)整中心矩法、選 擇裝配法、帶錐度齒輪法以及斜齒輪法。柔性調(diào)整法主要通過在雙齒輪中間加入彈性元件，使 雙齒輪分別

24、貼緊其嚙合齒輪齒的兩側(cè)，以消除嚙合間隙。這種方法在齒厚和周節(jié)有差異的情況 下，仍可保持無間隙嚙合，但將影響其傳動(dòng)平穩(wěn)性，傳動(dòng)剛度較低。低頻振蕩：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)都有較低的固有頻率，當(dāng)步進(jìn)運(yùn)行頻率或低速運(yùn)行頻率與該固有頻率 相等或接近時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)振蕩不前，這種現(xiàn)象稱為低頻振蕩。避免低頻振蕩的方法：采用的方法有兩種，一種是使運(yùn)行頻率避開固有頻率附近的共振區(qū)， 二是當(dāng)前一方法不允許時(shí)，可通過調(diào)節(jié)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)上的阻尼器來改變固有頻率。直流調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)：1）受使用環(huán)境條件制約。2）需要定期維護(hù)。3）最高速度和容量受限制。交流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：1）克服了直流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)。2）交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)

25、簡(jiǎn)單，可靠性 高。3）節(jié)能。4）高精度，快速響應(yīng)。交流伺服電機(jī)分類：同步型交流伺服電機(jī)與異步型交流伺服電機(jī)。交流伺服驅(qū)動(dòng)電路：直接交-交變頻電路，交-直-交變頻電路。步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能比較：1）控制精度不同，交流伺服進(jìn)度高。2）低頻特性不同， 交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。3）矩頻特性不同，步進(jìn)電機(jī) 的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出。4）過載能力不同，步進(jìn)電機(jī)一般 不具有過載能力，交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。5）運(yùn)行性能不同，步進(jìn)電機(jī)的控制為開 環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高過沖的現(xiàn)象，交流伺服驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)

26、為閉環(huán)控制，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。6）速度 響應(yīng)性能不同，交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好。旋轉(zhuǎn)變壓器：當(dāng)定子勵(lì)磁繞組以一定頻率的交流電壓激勵(lì)時(shí)，轉(zhuǎn)子輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正 弦、余弦函數(shù)關(guān)系。轉(zhuǎn)子輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的角位移測(cè)量裝置。感應(yīng)同步器（電柵）：圓盤感應(yīng)同步器，其轉(zhuǎn)子相當(dāng)于滑尺，定子相當(dāng)于定尺，而且定子繞 組中的兩個(gè)繞組也錯(cuò)開1/4節(jié)距?；咴诙ǔ呱匣瑒?dòng)一個(gè)節(jié)距，定尺繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化了一 個(gè)周期。鑒相式測(cè)量電路組成：1）位移一相位變換功能是把感應(yīng)同步器的機(jī)械位移轉(zhuǎn)換為相位。2） 相位一脈沖變換功能是把代表機(jī)械位移的相位的變化轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)。3）脈沖計(jì)數(shù)功

27、能是將 脈沖數(shù)累計(jì)起來，由可逆計(jì)數(shù)器完成。增量編碼器：兩組檢測(cè)窄縫錯(cuò)開1/4節(jié)距，其目的是使A，B兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)在 相位上相差90。測(cè)量時(shí)，兩組窄縫是靜止不動(dòng)的，圓盤與被測(cè)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)在光電變換 器A和B上就輸出一個(gè)相位差90的近似正弦波，經(jīng)邏輯電路處理后用來判別轉(zhuǎn)動(dòng)方向。用用 脈沖數(shù)算角位移。絕對(duì)式光電編碼器的特點(diǎn)：1,可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對(duì)值；2.沒有累積誤差；3.電源切 除后位置信息不會(huì)丟失。光柵測(cè)量原理：把指示光柵平行地放在標(biāo)尺光柵上面，并使它們的刻線相互傾斜一個(gè)很小的 角度。，這時(shí)在指示光柵上就出現(xiàn)幾條較粗的明暗條紋，稱為莫爾條紋，它們是沿著與光柵條 紋幾乎成垂直的

28、方向排列。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有哪些影響：在傳動(dòng)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大使機(jī)械負(fù)載增加，功率消耗 大；使系統(tǒng)相應(yīng)速度變慢，降低靈敏度；使系統(tǒng)固有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振。21：答：控制信息處理單元：鍵盤、計(jì)算機(jī)、顯示測(cè)試傳感部分：光電編碼器、信號(hào)處理能源：電源驅(qū)動(dòng)部分：功放、電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：聯(lián)軸器、齒輪減速器、絲杠螺母機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)干擾源分為供電干擾（大功率開關(guān)的通斷）、通道干擾（長(zhǎng)線傳輸）、場(chǎng)干擾等。交流電源抗干擾措施：*采用電子交流穩(wěn)壓器；*采用低通濾波器；*采用隔離變壓器：變壓器的一次側(cè)按三角形接法聯(lián)結(jié)，*二次側(cè)按星型接法聯(lián)結(jié)，初級(jí)線圈和次級(jí)線圈間加靜電屏蔽層。*采用電源分組供電；另外，交流電的引入線應(yīng)采用粗導(dǎo)線，直流輸出線應(yīng)采用雙絞線，扭絞的螺距要小，并盡可能 縮短配線長(zhǎng)度。直流電源抗干擾：每塊集成芯片的電源與地線引入端間應(yīng)接一片0.010.1 UF