《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》試卷答案

XX大學(xué)XX學(xué)院xxxx-xxxx學(xué)年第X學(xué)期《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》試卷班級(jí)學(xué)號(hào)姓名題目—-四總得分得分一、填空題：（每空1分，共20分）［、機(jī)電一體化是機(jī)械與電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。2、開發(fā)性設(shè)計(jì)是在既沒有參考樣板又沒有具體設(shè)計(jì)方案的情形下,根據(jù)抽象原理，按照系統(tǒng)性能要求進(jìn)行的設(shè)計(jì)。3、滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率高達(dá)0.90?0.95,為滑動(dòng)絲杠副的3?4倍。4、啟動(dòng)或反向時(shí)，系統(tǒng)的輸入運(yùn)動(dòng)與輸出運(yùn)動(dòng)之間的差值就是系統(tǒng)的失動(dòng)量。5、對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)中齒輪傳動(dòng)裝置進(jìn)行傳動(dòng)比分配的原則是最小負(fù)載慣量原則6、據(jù)齒輪系傳動(dòng)比最佳分配條件，簡(jiǎn)化的最佳速比分配關(guān)系為i一孩o2727、在開環(huán)步進(jìn)電機(jī)-絲杠系統(tǒng)中，傳動(dòng)比大小與系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的步距角有關(guān)。8、滾珠絲杠副可以將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闉樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。9、計(jì)算齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)非隨機(jī)載荷的采用峰值綜合法法。10、數(shù)字式傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的傳感器輸出信號(hào)為增量碼信號(hào)11、當(dāng)傳感器的輸出信號(hào)是電參數(shù)形式時(shí)，需要采用基本轉(zhuǎn)換電路，將其轉(zhuǎn)換成電量形式。12、采樣信號(hào)變成連續(xù)信號(hào)必須經(jīng)過一D/A轉(zhuǎn)換器和保持器才能完成二、選擇題：（將答案填入表格，每題1.5分，共30分）12345678910CCABABBBBD11121314151617181920BBBABCDBAB1、機(jī)電一體化與英文單詞（C）Mechanics—*致B.Electronics—*致C.Mechatronics—*致D.Electric-Machine—*致2、變異性設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下（C）對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行局部更改的設(shè)計(jì)根據(jù)抽象設(shè)計(jì)原理對(duì)系統(tǒng)性能要求進(jìn)行設(shè)計(jì)僅改變現(xiàn)有系統(tǒng)的規(guī)格尺寸的設(shè)計(jì)根據(jù)抽象設(shè)計(jì)原理進(jìn)行局部更改的設(shè)計(jì)3、柔性化是在生產(chǎn)對(duì)象變更需要改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作規(guī)律時(shí)，（A）無須改變硬件只改變軟件就可以B.無須改變軟件只改變硬件就可以C.既要改變硬件又要改變軟件才行D.既不改變硬件又不改變軟件4、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的承載能力是平面滾道形式的（B）A.23倍B.13倍C.4倍D.33倍5、齒輪傳動(dòng)的總等效慣量隨傳動(dòng)級(jí)數(shù)（A）A.增加而減小B.增加而增加C.減小而減小D.變化而不變6、在設(shè)計(jì)滾珠絲杠副時(shí)所要求的硬度HRC（B）A.越小其硬度系數(shù)就越小B.越大其硬度系數(shù)就越小C.越大其硬度系數(shù)就越大D.大小與其硬度系數(shù)無關(guān)7、偏心軸套調(diào)整法是采用偏心軸套的旋轉(zhuǎn)來改變（B）A.兩齒輪軸向位移量以消除齒側(cè)間隙B.齒輪之間的中心距以消除齒側(cè)間隙C.兩齒輪相對(duì)旋轉(zhuǎn)的角位移消除間隙D.兩薄片齒輪之間墊片厚度以消除間隙8、滾動(dòng)摩擦系數(shù)幾乎與運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，其動(dòng)摩擦力與靜摩擦力之差（B）A.極大B.極小C.為零D.為無窮大9、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采取消隙措施，可以消除齒側(cè)間隙及其造成的（B）A.換向誤差B.換向死區(qū)C.換向沖擊D.換向阻力10、滾珠絲杠副螺紋滾道型面的截面形狀有（D）A.單圓弧型面和拋物線型面B.雙圓弧型面和橢圓弧型面C.拋物線型面和橢圓弧型面D.單圓弧型面和雙圓弧型面11、導(dǎo)軌截面為矩形截面的滾動(dòng)導(dǎo)軌承載時(shí)其受力（B）A.上下方向相等但左右不等B.上下左右各方向大小相等C.上下方向不相等但左右相等D.上下左右各方向大小均不相等12、滾珠絲杠副為單圓弧型面螺紋滾道時(shí)，其接觸角隨軸向負(fù)荷（BA.增大而減小B.增大而增大C.減小而增大D.減小而減小13、為了提高齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)度精度，并使機(jī)構(gòu)緊湊，各級(jí)傳動(dòng)比（BA.應(yīng)按“前大后小”次序分配B.應(yīng)按“前小后大”次序分配C.必須相等D.應(yīng)與伺服系統(tǒng)匹配14、頻率調(diào)制是讓一個(gè)高頻載波信號(hào)的頻率隨（A）A.調(diào)制信號(hào)而變化的過程B.調(diào)幅信號(hào)而變化的過程C.載波信號(hào)而變化的過程D.調(diào)頻信號(hào)而變化的過程15、濾波器的截止頻率是指濾波器的幅頻特性值等于（B）A.很K所對(duì)應(yīng)的頻率B.所對(duì)應(yīng)的頻率K/C./2所對(duì)應(yīng)的頻率D.2K所對(duì)應(yīng)的頻率16、調(diào)頻波的解調(diào)可以先將調(diào)頻波變換成（C）A.調(diào)幅波后進(jìn)行幅值檢波B.調(diào)頻波后進(jìn)行幅值檢波C.調(diào)頻調(diào)幅波后進(jìn)行幅值檢波D.調(diào)相調(diào)幅波后進(jìn)行幅值檢波17、共模抑制比就是（D）A.共模增益與差模增益之比C.開環(huán)增益與閉環(huán)增益之比18、濾波器的帶寬是指濾波器兩（A.固有頻率之間的頻率范圍C.諧振頻率之間的頻率范圍閉環(huán)增益與開環(huán)增益之比D.差模增益與共模增益之比B）截止頻率之間的頻率范圍D.穿越頻率之間的頻率范圍19、為保證閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性（A）1—0（z）的零點(diǎn)必須包含G（z）的所有不穩(wěn)定零點(diǎn)1—①（z）的極點(diǎn)必須包含G（z）的所有不穩(wěn)定零點(diǎn)①（z）的零點(diǎn)必須包含G（z）的所有不穩(wěn)定零點(diǎn)①（z）的極點(diǎn)必須包含G（z）的所有不穩(wěn)定零點(diǎn)20、控制系統(tǒng)極點(diǎn)在z平面單位圓外時(shí)，對(duì)應(yīng)的暫態(tài)響應(yīng)是（B）A.衰減或振蕩衰減的B.發(fā)散或振蕩發(fā)散的不變或等幅振蕩的D.衰減或等幅振蕩的三、簡(jiǎn)答題：（共20分）1、簡(jiǎn)述機(jī)電一體化的概念。（4分）機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)最優(yōu)化而建立起來的一門新的科學(xué)技術(shù)。

2、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則有哪些？（4分）答：1）機(jī)電互補(bǔ)原則；2）功能優(yōu)化原則；3）自動(dòng)化、省力化原則；4）效益最大原則;3、簡(jiǎn)述機(jī)電一體化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)系統(tǒng)性能的影響。（4分）答：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?。涸诓挥绊憴C(jī)械系統(tǒng)剛度的前提下，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡量減小。1）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成不良影響，機(jī)械負(fù)載增大；2）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大系統(tǒng)響應(yīng)速度降低，靈敏度下降；3）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大系統(tǒng)固有頻率減小，容易產(chǎn)生諧振。4、齒輪傳動(dòng)副的消隙方法有哪些？（4分）答：1）軸向消隙法；2）徑向消隙法；3）周向消隙法。5、簡(jiǎn)述對(duì)測(cè)量放大電路的性能要求。（4分）答：具有高輸入阻抗、共模抑制能力強(qiáng)、失調(diào)及漂移小、噪聲低、閉環(huán)增益穩(wěn)定性高等。四、計(jì)算題：（30分）X（s）=^-1、求函數(shù)蕓的Z變換。（5分）解：上式可化為：ABAs+Bs+2S2S2X（s）=—+—==

X(S)=-+—得：A=l,B=2,ss2X(s)的S2S2X(Z)=Z[L-1[X(5)]]=Z[L-1[1+—]]=Z[L-1[1]]+2Z[L-1[—]]S$2SS2_z*2Tz_z(z+2T-l)Z-1([-1)2([-1)22、一階有源低通濾波器電路原理如圖所示，試求：(10分)（1）濾波器的輸入與輸出之間的傳遞函數(shù)關(guān)系；（2）通頻帶增益和截止頻率解：由電路圖列出電壓和電流平衡方程得uu（-—6>RRHC}1f1_1_oCiff在穩(wěn)態(tài)時(shí)令，=加得輸入與輸出之間的傳遞函數(shù)為—(R/R)G(s)=——￡—l_CR5+1由上式可得通頻帶增益為K由上式可得通頻帶增益為K=-R/Rf截止頻率為f=1/(2兀AC)

of截止頻率為3、絲杠螺母驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖所示，已知工作臺(tái)的質(zhì)量m=200Kg,絲杠螺距Ph=5mm,絲杠長(zhǎng)度L=0.8m,中徑為d=30mm,材料密度為P=7.8x103Kg/g,齒輪齒數(shù)分別為Zl=20,Z2=45,模數(shù)m=2mm,齒寬b=20mm。試求折算到電機(jī)軸上的總等效慣量Jeo（15分）

解：（1）計(jì)算各傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量材料密度P=7.8xlO3Kg/Q,齒輪的計(jì)算直徑按分度圓直徑計(jì)算，絲杠的計(jì)算直徑取中徑。,1,兀pH4/J=—ma2=832_兀x7.8x103x0.044x0.0232J==3.92x10-5kg?m232J=*7.8x103二0.094x0.02To、］。3以血3232z2TOC\o"1-5"