國開大學2022年09月1118《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)》期末考試參考答案

試卷代號:11182022年春季學期考試機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)參考答案2022年9月一、單選題(每題3分,共24分)1.C2.B3.D4.B5.D6.C7.A8.A二、判斷題(正確的打√,錯誤的打×,每題3分,共30分)9.√10.√11.×12.×13.√14.√15.√16.×17.×18.×三、簡答題(每小題8分,共24分)19.簡述機電一體化對機械系統(tǒng)的基本要求。答:對機械系統(tǒng)的基本要求:高精度;快速響應;良好的穩(wěn)定性。20.傳感器一般由哪幾部分組成?各部分作用是什么?答:傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換器件、信號轉(zhuǎn)換電路和輔助電源四部分組成:(1)敏感元件:直接感受被測量,并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成與被測量有確定對應關(guān)系的其他物理量。(2)轉(zhuǎn)換器件:將敏感元件輸出的非電物理量(如位移、應變、光強等)轉(zhuǎn)換成電參數(shù)量(如電阻、電感、電容等)。(3)信號轉(zhuǎn)換電路:將電路參數(shù)量轉(zhuǎn)換成便于測量的電量,如電壓、電流、頻率等。(4)輔助電源:作用是提供能源。有的傳感器需要外部電源供電;有的傳感器則不需要外部電源供電,如壓電傳感器。21.PID控制算法中的比例、積分、微分部分各起何作用?答:P(比例)I(積分)D(微分)調(diào)節(jié)器是將偏差的比例、積分、微分通過線性組合構(gòu)成控制量。其中比例調(diào)節(jié)起糾正偏差的作用,其反應迅速;積分調(diào)節(jié)能消除靜差,改善系統(tǒng)靜態(tài)特性;微分調(diào)節(jié)有利于減少超調(diào),加快系統(tǒng)的過渡過程。此三部分配合得當,可使調(diào)節(jié)過程快速、平穩(wěn)、準確,收到較好的效果。四、計算題(10分)22.解:由系統(tǒng)可知:Δ?max=Δ1+Δ?3+Δ??5+Δ?6Δ?7+Δ?8(4分)則系統(tǒng)可能的最大誤差為:Δ?max++++0.004=0.01125(rad)(4分)根據(jù)上式可以看出,誤差大的齒輪盡量對靠近輸入端,傳動比大的齒輪對盡量靠近輸出端,這樣能夠減小傳動誤差,提高系統(tǒng)的精度。(2分)(1118號)機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)答案第1頁(共2頁)五、綜合題(12分)23.假定你在設(shè)計一套典型的機電一體化系統(tǒng),比如智能工業(yè)機械手,請制訂出概念設(shè)計的流程。解:產(chǎn)品概念設(shè)計決定性地影響產(chǎn)品創(chuàng)新過程中后續(xù)的產(chǎn)品詳細設(shè)計、產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)、產(chǎn)品市場開發(fā)以及企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。產(chǎn)品概念設(shè)計包含以下流程:(1)首先是將設(shè)計任務抽象化,確定出系統(tǒng)的總功能;(2分)(2)根據(jù)系統(tǒng)的總功能要求和構(gòu)成系統(tǒng)的功能要素進行總功能分解,劃分出各功能模塊,將總功能分解為子功能,直到分解到不能再分解的功能元,形成功能樹;確定它們之間的邏輯關(guān)系;(2分)(3)對各功能模塊輸入/輸出關(guān)系進行分析,確定功能模塊的技術(shù)參數(shù)和控制策略、系統(tǒng)的外觀造型和總體結(jié)構(gòu);(2分)(4)尋找子功能(功能元)的解,并將原理解進行組合,形成多種原理解設(shè)計方案;(2分)理;(2分)(6)方案進行整體評價:對不同的方案進行整體評價,選擇綜合指