機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)

1、第一章 概述1、機(jī)電一體化術(shù)語(yǔ)的來(lái)源：最早（1971年）起源于日本2、機(jī)電一體化乃是在機(jī)械的主功能、動(dòng)機(jī)功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與微電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。3、機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）構(gòu)成的五大部分（或子系統(tǒng)）是：控制器、檢測(cè)傳感器、執(zhí)行元件、動(dòng)力源、機(jī)構(gòu)。P64、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮方法通常有：機(jī)電互補(bǔ)法、融合（結(jié)合）法和組合法。例：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮方法及設(shè)計(jì)類(lèi)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(lèi)型（1）開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì) （2）適應(yīng)性設(shè)計(jì) （3）變異性設(shè)計(jì)第二章 機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì)1、為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作

2、穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)中常提出低摩擦、無(wú)間隙、低慣量、高剛度、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊纫蟆?、差動(dòng)傳動(dòng)方式工作原理圖：由圖可知螺桿2左、右兩段螺紋螺距不同、旋向相同的螺紋Ph1和Ph2，若螺母旋合圈數(shù)為5，當(dāng)絲杠2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，Ph1=15，Ph2=8，則螺母1的移動(dòng)距離為多少？解：=n(Pn1-Pn2)=352如圖所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)x向工作臺(tái)的三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)z為100。滾珠絲杠的基本導(dǎo)程為l0=6mm。已知傳動(dòng)系統(tǒng)的橫向(x向)脈沖當(dāng)量為0.005mm/脈沖。試求：（1）步進(jìn)電機(jī)的步距角；（2）減速齒輪的傳動(dòng)比i。功放電機(jī)滾珠絲杠工作臺(tái)i圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)示意圖解：（1）

3、K=3相，N=3拍，z=100步進(jìn)電機(jī)的步距角=360º/(z*m)= 360º/(z*K*N)= 360º/(100*3*3)=0.4 º（2）由于一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)0.4 º，工作臺(tái)橫向(x向)脈沖當(dāng)量0.005mm，由于滾珠絲杠的基本導(dǎo)程為l0=6mm，對(duì)應(yīng)于絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)一周360 º ，設(shè)一個(gè)脈沖絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為x，則 6mm/360º=0.005/xº，得x=0.3º故減速齒輪的傳動(dòng)比i=0.3/0.4=3/46、滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有 內(nèi)循環(huán) 和 外循環(huán) 兩種。7、滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)

4、整與預(yù)緊（為什么要調(diào)整？什么方式？）滾珠絲杠副在有負(fù)載時(shí)，滾珠與滾道面接觸點(diǎn)處將產(chǎn)生彈性變形。換向時(shí)，其軸向間隙會(huì)引起空回。這種空回是非連續(xù)的，既影響傳動(dòng)精度又影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。單螺母絲杠副的間隙消除相當(dāng)困難。實(shí)際應(yīng)用中，常采用以下幾種調(diào)整預(yù)緊方法：（1）雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式（2）雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式（3）雙螺母墊片預(yù)緊調(diào)整式（4）彈簧式自動(dòng)預(yù)緊調(diào)整式（5）單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊式和單螺母滾珠過(guò)盈預(yù)緊式例1：滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊方式有幾種？各有何特點(diǎn)？ 答：（1）雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式L；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單剛性好、預(yù)緊可靠，使用中調(diào)整方便，但不能精確定量地進(jìn)行調(diào)整；（2）雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整

5、式Ch或C；可實(shí)現(xiàn)定量調(diào)整，即可進(jìn)行精密微調(diào)，使用中調(diào)整較方便。（3）雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式D；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度高、預(yù)緊可靠，但使用中調(diào)整不方便。（4）彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式；能消除使用過(guò)程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向剛度低，適合用于輕載場(chǎng)合。（5）單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊式和單螺母滾珠過(guò)盈預(yù)緊式B。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但使用過(guò)程中不能調(diào)整，且制造困難。例3：滾珠絲杠副軸向間隙對(duì)傳動(dòng)有何影響？采用什么辦法消除它？ 答：滾珠絲杠副軸向間隙影響反向傳動(dòng)精度。消除滾珠絲杠副軸向間隙通常采用的方法有：1）采用雙螺母結(jié)構(gòu)調(diào)整兩螺母軸向相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)預(yù)緊消除間隙。具體措施有：墊片調(diào)隙，螺紋預(yù)緊

6、調(diào)隙，齒差預(yù)緊調(diào)隙等方式。2）采用單螺母結(jié)構(gòu)用增大鋼球直徑的方式實(shí)現(xiàn)預(yù)緊以消除間隙。8、滾珠絲杠副按支撐方式分為哪四種？P35單推-單推式，雙推-雙推式，雙推-簡(jiǎn)支式，雙推-自由式例2：滾珠絲杠副的支承方式有幾種？各有何特點(diǎn)？ 答：（1）單推-單推式；軸向剛度較高，預(yù)拉伸安裝時(shí)，預(yù)緊力較大，但軸承壽命比雙推-雙推式低；（2）雙推-雙推式；軸向剛度較高，適合于高剛度、高轉(zhuǎn)速、高精度的精密絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。但隨著溫度的升高會(huì)使絲杠的預(yù)緊力增大，易造成兩端支承的預(yù)緊力不對(duì)稱(chēng)；（3）雙推-簡(jiǎn)支式；軸向剛度較低，應(yīng)注意減少絲杠熱變形的影響。雙推端可預(yù)拉伸安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用于中速、傳

7、動(dòng)精度較高的長(zhǎng)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。（4）雙推-自由式；軸向剛度和承載能力低，多用于輕載、低速的垂直安裝的絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。9、各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則： （1）重量最輕原則；（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則；（3）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則；10、諧波齒輪傳動(dòng)與少齒差行星齒輪傳動(dòng)十分相似。它是依靠柔性齒輪產(chǎn)生的可控變形波引起齒間的相對(duì)錯(cuò)齒來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的。具有雙波發(fā)生器的諧波減速器，其鋼輪和柔輪的齒數(shù)差為ZgZr2。11、齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法：（1）圓柱齒輪傳動(dòng)：偏心套（軸）調(diào)整法；軸向墊片調(diào)整法；雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法（2）斜齒輪傳動(dòng)：與圓柱齒輪相同12、梯形齒同步帶結(jié)構(gòu)由包布層、帶齒、背帶和加強(qiáng)筋組成。13

8、、機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)軌的基本要求是：導(dǎo)向精度高、剛性好、運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。14、導(dǎo)向精度：導(dǎo)向精度是指導(dǎo)軌按給定方向作直線運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確程度。導(dǎo)向精度的高低主要取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，導(dǎo)軌的幾何精度和接觸精度，導(dǎo)軌的配合間隙、油膜厚度和油膜剛度，導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度和熱變形等。15、導(dǎo)軌副按截面形狀分為哪幾種？各自的特點(diǎn)是什么？（1）三角形導(dǎo)軌：磨損自動(dòng)補(bǔ)償，精度高，制造檢修困難（2）矩形導(dǎo)軌：制造檢修容易，承載大，剛度高，安裝方便，磨損不能自動(dòng)補(bǔ)償（3）燕尾形導(dǎo)軌：高度小，剛度差，摩擦力大，制造檢修困難，磨損不能自動(dòng)補(bǔ)償（4）圓形導(dǎo)軌 ：制造方便，精度高，磨損

9、后難調(diào)整補(bǔ)償，承載低三角形導(dǎo)軌副的特點(diǎn)：導(dǎo)向性和精度保持性高，接觸剛度好，工藝性差，對(duì)導(dǎo)軌四個(gè)表面難以完全接觸。第三章 執(zhí)行元件的選擇與設(shè)計(jì)1、直流伺服電機(jī)為直流供電，為調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)賬和方向，需要對(duì)其直流電壓的大小和方向進(jìn)行控制。目前，常用晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動(dòng)和晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)兩種方式。例2：直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有哪幾種？晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動(dòng)、晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)2、控制繞組與勵(lì)磁繞組在空間上相角相差90°。3、步進(jìn)電機(jī)又稱(chēng)脈沖電動(dòng)機(jī)。它是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。只要控制輸入電脈沖的數(shù)量、頻率以及電動(dòng)機(jī)繞組通電相序即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，很容易用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制

10、。（概念）4、P108 計(jì)算題步進(jìn)電機(jī)有哪幾種通電方式？步距角與通電方式有否有關(guān)？答：三相步進(jìn)電機(jī)： 1）單相輪流通電方式，三相單三拍通電。 2）雙相輪流通電方式，三相雙三拍通電.3）單雙相輪流通電方式，三相六拍通電。其他相步進(jìn)電機(jī)步距角與通電方式的關(guān)系：=360°/（zm）；：步距角；z:轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m為運(yùn)行拍數(shù)。第四章 微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇及接口設(shè)計(jì)1、所謂計(jì)算機(jī)控制，就是按照規(guī)定的控制算法進(jìn)行控制，因此，控制算法的正確與否直接影響控制系統(tǒng)的品質(zhì)，甚至決定整個(gè)系統(tǒng)的成敗。2、微型計(jì)算機(jī)按組裝形式可分為單片機(jī)、單板機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。3、8086/8088CPU的最大與最小工作模式。

11、4、點(diǎn)亮顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。5、光電隔離電路的作用有哪些？P172為了防止強(qiáng)電干擾以及他干擾信號(hào)通過(guò)I/O控制電路進(jìn)入計(jì)算機(jī)影響其工作，通常的辦法是首先采用濾波吸收，抑制干擾信號(hào)的產(chǎn)生，然后采用光電隔離的辦法，使微機(jī)與強(qiáng)電部件不共地。阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)，光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成。作用：1）可將輸入與輸出央兩部分電路的地線分開(kāi)，各自使用一套電源供電。2）可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換3）提高驅(qū)動(dòng)能力6、知道：線性度、靈敏度。7、光電碼盤(pán)式：分為8份，轉(zhuǎn)一圈需要8個(gè)脈沖（反向推）和角度關(guān)系；轉(zhuǎn)多少度？多少個(gè)脈沖？P1868、測(cè)速發(fā)電機(jī)：與轉(zhuǎn)速成正比。9、傳感器是將被檢測(cè)對(duì)象的各種物

12、理變化量變?yōu)殡娦盘?hào)的一種變換器。第五章 元、部件的特性分析1、所謂反饋，就是通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)傳感裝置將輸出量的全部或一部分返回到輸入端，使之與輸入量進(jìn)行比較，用其偏差對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，反饋控制的目標(biāo)是使該偏差為零。例1: 什么是反饋控制？系統(tǒng)的輸出量不僅受輸出量影響，而且反饋回來(lái)影響輸入量，由于系統(tǒng)是利用輸出量與輸入量之間的偏差進(jìn)行控制，又稱(chēng)負(fù)反饋控制。2、伺服系統(tǒng)有時(shí)也稱(chēng)伺服機(jī)構(gòu)，它是以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。其輸出量隨輸入量的變化而變化，因此有時(shí)也稱(chēng)隨動(dòng)系統(tǒng)。3、采樣是指將連續(xù)時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖或數(shù)字信號(hào)的過(guò)程。采樣控制系統(tǒng)包括一般的采樣系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)。第六章 機(jī)電有機(jī)結(jié)

13、合的分析與設(shè)計(jì)1、總結(jié)：齒輪傳動(dòng)總的等效慣量隨傳動(dòng)級(jí)數(shù)的增大而減少。P245例1：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. 減小而減小       C. 增加而增加    D. 變化而不變 4. 機(jī)電一體化研究的核心技術(shù)是接口問(wèn)題。5. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）

14、構(gòu)成的五大部分（或子系統(tǒng)）是：機(jī)械系統(tǒng)、電子信息處理系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)。6. 機(jī)電一體化接口按輸入/輸出功能分類(lèi)機(jī)械接口、物理接口、信息接口、環(huán)境接口。7. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）按設(shè)計(jì)類(lèi)型分為：開(kāi)放性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)。8. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）按機(jī)電融合程度分為：機(jī)電互補(bǔ)法、 機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法。9. 機(jī)電一體化技術(shù)是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息與控制功能 基礎(chǔ)上引入 微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)地結(jié)合所構(gòu)成系統(tǒng)的總稱(chēng)。10.機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三大功能應(yīng)具有的兩大重要特征（轉(zhuǎn)換作用方式）：以能源轉(zhuǎn)換為主 和 以信息轉(zhuǎn)換為

15、主 。11. 絲杠螺母機(jī)構(gòu)的基本傳動(dòng)形式有： 螺母固定絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)、 絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)、 螺母轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿移動(dòng)、絲桿固定螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)四種形式。12. 滾珠絲杠副按螺紋滾道截面形狀分為單圓弧和雙圓弧兩類(lèi)；按滾珠的循環(huán)方式分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩類(lèi)。13. 滾珠絲杠副軸向間隙調(diào)整與預(yù)緊的基本方法有：雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整、雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整、雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊、彈簧自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊四種方式。14. 滾珠絲杠副常選擇的支承方式有：?jiǎn)瓮茊瓮剖?、雙推雙推式、雙推簡(jiǎn)支式、雙推自由式。15. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）常用齒輪傳動(dòng)形式有定軸輪系、行星輪系和諧波輪系三種形式。16. 在機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)中，常用的傳動(dòng)比分

16、配原則有：重量最輕原則、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則、傳動(dòng)精度最優(yōu)原則等。17. 常用導(dǎo)軌副的截面形式有：三角形導(dǎo)軌、矩形導(dǎo)軌、燕尾形導(dǎo)軌、圓形導(dǎo)軌 四種形式。18. 導(dǎo)軌剛度主要指：結(jié)構(gòu)剛度、接觸剛度和局部剛度。19. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）中，?？蛇x擇的執(zhí)行元件：電磁式、液壓式、氣壓式和其他形式的執(zhí)行元件。20. 電動(dòng)機(jī)的工作特性分為恒轉(zhuǎn)矩工作和恒功率兩個(gè)階段，其轉(zhuǎn)折點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和功率分別稱(chēng)為：額定轉(zhuǎn)速和 額定功率；伺服電動(dòng)機(jī)用于調(diào)速控制時(shí)，應(yīng)該工作在恒轉(zhuǎn)矩階段。21. 步進(jìn)電機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式可分為：反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)、永磁式步進(jìn)電機(jī)、混合式步進(jìn)電機(jī)三種。22. 步進(jìn)電機(jī)的工作方式有：?jiǎn)闻墓ぷ鞣绞胶捅杜墓ぷ鞣?/p>

17、式。23. 步進(jìn)電機(jī)的開(kāi)環(huán)控制精度主要由步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式 和工作方式 決定的；為了進(jìn)一步提高步進(jìn)電機(jī)的控制精度，可以采用細(xì)分電路來(lái)提高控制精度。24. 依據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作原理，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制電路主要由：方向控制電路、環(huán)形分配電路、驅(qū)動(dòng)放大電路等組成。 25. 機(jī)電一體化系統(tǒng)中，常用的微型計(jì)算機(jī)類(lèi)型有：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)、 單板機(jī)控制系統(tǒng)、工業(yè)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)三種。26. 提高機(jī)電一體化控制系統(tǒng)工作可靠性的措施主要有：隔離技術(shù)、 和 屏蔽技術(shù)、濾波技術(shù)27. 常用傳感器主要分為模擬信號(hào)檢測(cè)傳感器、數(shù)字信號(hào)檢測(cè)傳感器、 開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)傳感器 三種形式。28. 機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析設(shè)計(jì)方法主要有穩(wěn)態(tài)設(shè)

18、計(jì)方法和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法兩種。29. 在機(jī)電一體化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的負(fù)載分析中，常見(jiàn)的典型負(fù)載形式有：慣性負(fù)載、外力負(fù)載、內(nèi)力負(fù)載 、彈性負(fù)載、摩擦負(fù)載等。30. 在進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)負(fù)載和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的等效中，遵循的基本原則是能量守恒定律 一.填空1. 機(jī)電一體化技術(shù)是 機(jī)械學(xué) 與 電子學(xué) 的結(jié)合；一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)包含：機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感與檢測(cè)部分 和 控制與信息處理 五部分。2.在應(yīng)用力電壓相似原理建立機(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型時(shí)，力對(duì)應(yīng) 電壓 、位移對(duì)應(yīng) 電荷 、速度對(duì)應(yīng) 電流 、質(zhì)量對(duì)應(yīng) 電感 、粘滯阻尼系數(shù)對(duì)應(yīng) 電阻 、彈簧柔度對(duì)應(yīng) 電容 、自由度對(duì)應(yīng) 閉合回路 。3. 傳感器的

19、靈敏度反映了被測(cè)量的數(shù)值處在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)， 輸出量 的變化量與輸入量 的變化量的比值。4. 電容式位移傳感器是將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為 電容量 變化的裝置。5. 滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有 外循環(huán) 和 內(nèi)循環(huán) 兩種。6. 測(cè)速發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻越大，其線性度 越好 。7.步進(jìn)電機(jī)的步距角指在 一個(gè)電脈沖的作用下，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移。8.諧波齒輪傳動(dòng)的三個(gè)主要部件是： 剛輪 、 柔輪 和 諧波發(fā)生器 。9.直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性指當(dāng) 控制電壓Ua 一定時(shí)， 電磁轉(zhuǎn)矩 與 轉(zhuǎn)速 之間的關(guān)系；調(diào)節(jié)特性指在 輸出轉(zhuǎn)矩 一定時(shí)， 轉(zhuǎn)速 與 控制電壓 之間的關(guān)系。一.填空1. 通常一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)包含

20、： 動(dòng)力、 執(zhí)行器 、 傳感器 、 計(jì)算機(jī)和 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 五部分。2 傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有： 線性度 、 靈敏度 、 遲滯度 、分辨力 和 重復(fù)度 等。3. 電感式位移傳感器是通過(guò)檢測(cè) 電感量 的變化來(lái)檢測(cè)被測(cè)量的位移。4.滾珠絲杠副中采用雙螺母是為了便于 螺旋弧軸向 間隙的調(diào)整。5.在光柵式位移傳感器中，莫爾條紋對(duì)光柵的 柵距 起到了放大作用。6.諧波齒輪傳動(dòng)的三個(gè)主要部件是： 剛輪 、 柔輪 和 諧波發(fā)生器 。7.直流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好、可靠性好、響應(yīng)速度快和扭矩大等；無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是_無(wú)換向器 、可控性好和 穩(wěn)定性好_等8. 機(jī)電一體化技術(shù)是 機(jī)械 與 微電子 的結(jié)合

21、；10. 傳感器的靈敏度反映了被測(cè)量的數(shù)值處在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)， 輸出量 的變化量與 輸入量 的變化量的比值。11. 電容式位移傳感器是將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為 電容 變化的裝置。12. 滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有 內(nèi)循環(huán) 和 外循環(huán) 兩種。13. 測(cè)速發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻越大，其線性度 越好 。14.步進(jìn)電機(jī)的步距角指在 電脈沖 的作用下，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移。15.直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性指當(dāng) 電樞電壓 一定時(shí)， 轉(zhuǎn)矩 與 轉(zhuǎn)速 之間的關(guān)系；調(diào)節(jié)特性指在 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 一定時(shí)， 電樞電壓 與 轉(zhuǎn)速 之間的關(guān)系。16.滾珠絲桿副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種17. 在諧波齒輪傳動(dòng)中，若柔輪固定、諧波發(fā)生器

22、主動(dòng)、剛輪從動(dòng)，則主、從動(dòng)件轉(zhuǎn)向 相同。18. 傳感器的遲滯特性是指輸入量在增加和減少的過(guò)程中，同一輸入量下其 輸出量 的差別。19、壓電式加速度傳感器中壓電元件變形后所產(chǎn)生的 電荷量 與加速度成正比。20、若是傳感器的最大非線性誤差、為輸出量的滿刻度值，則傳感器的線性度可表示為。21、在機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能原理方案設(shè)計(jì)中，其功能元的組合方式常用的有串聯(lián)結(jié)構(gòu)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)和 環(huán)形 三種形式。22、在單圓弧型螺紋滾道的滾珠絲杠副中，其接觸角會(huì)隨 軸向 載荷大小的變化而變化。23、對(duì)于以提高傳動(dòng)精度和減小回程誤差為主的傳動(dòng)齒輪系，應(yīng)按 輸出軸的轉(zhuǎn)矩誤差最小 原則分配其各級(jí)傳動(dòng)比。二選擇題1. “機(jī)電一

23、體化”這一名詞產(chǎn)生于20世紀(jì)，其產(chǎn)生的年代為 （ A ）A70年代50年代40年代80年代2. “機(jī)電一體化”在國(guó)外被稱(chēng)為（ C ）AMachineElectronicsMechatronicsA和B3. 機(jī)電一體化產(chǎn)品的動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分的主要功能是 （ D ）A提供動(dòng)力傳遞運(yùn)動(dòng)傳遞動(dòng)力A、B和4. 在同步齒型帶傳動(dòng)中，同步帶的齒形為（ A ）A梯形矩形漸開(kāi)線擺線5. 直流伺服電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系式稱(chēng)為其 （ A ）A機(jī)械特性調(diào)節(jié)特性力矩特性轉(zhuǎn)速特性6. 在滾珠絲杠副中，預(yù)緊調(diào)整是為了消除其 （ B ）A徑向間隙軸向間隙預(yù)應(yīng)力A和B7. 在交流伺服電機(jī)中，控制繞組與勵(lì)磁繞組在

24、空間相差的電角度是（ D ）A60°45°0° 90°8. 若為傳感器的輸入量，是其輸出量，則傳感器的靈敏度為（ C ）A9. 在可編程控制器的編程中，同一繼電器線圈在梯形圖中出現(xiàn)的次數(shù)最多為（ B ）A213410. MCS51的每個(gè)機(jī)器周期包含狀態(tài)周期數(shù)為（ D ）A122410611.在滾珠絲杠副JB3162.2-91的標(biāo)準(zhǔn)中，最高的精度等級(jí)是（ A ）A1級(jí)10級(jí)7級(jí)C級(jí)12. 光柵式位移傳感器的柵距W、莫爾條紋的間距B和傾斜角之間的關(guān)系為（ A ）A13. 差動(dòng)變壓器式電感傳感器屬于（ C ）A渦流式自感型互感型可變磁阻式14. 在自動(dòng)控制系統(tǒng)

25、中，伺服電機(jī)通常用于控制系統(tǒng)的（ B ）A開(kāi)環(huán)控制C和D全閉環(huán)控制半閉環(huán)控制15. 在光柵式位移傳感器中，莫爾條紋與光柵條紋的排列方向幾乎成（ A ）A90°0°45°60° 16. 在同步齒型帶傳動(dòng)中，節(jié)線的長(zhǎng)度在工作過(guò)程中（ A ）A不變變長(zhǎng)變短幾乎不變17. Mechatronics是兩個(gè)不同學(xué)科領(lǐng)域名稱(chēng)的組合，這兩個(gè)不同的學(xué)科是（ B ）A機(jī)械學(xué)與信息技術(shù) 機(jī)械學(xué)與電子學(xué)機(jī)械學(xué)與自動(dòng)化技術(shù) 機(jī)械學(xué)與計(jì)算機(jī)18 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)包括（ D ）ACAD、CAPP、CAM FMS 計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理 A、B和C19. 在機(jī)電一體化系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立的過(guò)

26、程中經(jīng)常會(huì)采用力電壓等效法，此時(shí)機(jī)械系統(tǒng)的阻尼等效于電系統(tǒng)的（C）A電容電荷電阻電感20. 直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制電壓與輸出轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系式稱(chēng)為其 （ B ）A轉(zhuǎn)速特性調(diào)節(jié)特性工作特性機(jī)械特性21. 滾珠絲杠副的基本導(dǎo)程指絲杠相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)2弧度時(shí)，螺母上基準(zhǔn)點(diǎn)的（ B ）A徑向位移軸向位移螺旋線長(zhǎng)度坐標(biāo)值22. 若直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻趨于無(wú)窮大，則輸出電壓與轉(zhuǎn)速（ B ）A成反比成正比成平方關(guān)系成指數(shù)關(guān)系23. 在MCS51中，MOV指令用于訪問(wèn)（ B ）A內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 外部程序存儲(chǔ)器24. 在兩級(jí)齒輪傳動(dòng)中，若傳動(dòng)比的分配方案是，則其遵循的原則是（

27、A ）A重量最輕 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小 輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小 加速度響應(yīng)最快25. 諧波齒輪傳動(dòng)中的柔輪相當(dāng)于行星輪系中的（ B ）A中心輪行星輪系桿B和C26. 在MCS51單片機(jī)中，用于對(duì)外部程序存儲(chǔ)器讀的信號(hào)是（ A ）APSENRDWRALE27. 步進(jìn)電機(jī)在轉(zhuǎn)子齒數(shù)不變的條件下，若拍數(shù)變成原來(lái)的2倍，則步距角為原來(lái)的（ A ）A0.5倍2倍0.25倍不變28. 傳感器在零輸入狀態(tài)下，輸出值的變化稱(chēng)為傳感器的（ C ）A線性度精確度零漂分辨率29. 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)通常用于控制系統(tǒng)的（ C ）A半閉環(huán)控制閉環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制前饋控制30. 為了提高滾珠絲杠副的旋轉(zhuǎn)精度，滾珠絲杠副在使用

28、之前應(yīng)該進(jìn)行（ B ）A調(diào)整徑向間隙預(yù)緊預(yù)加載荷表面清洗31. 感應(yīng)同步器可用于檢測(cè)（ D ）A位置加速度速度位移32 通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助規(guī)劃以及計(jì)算機(jī)輔助制造，統(tǒng)一連接成一個(gè)大系統(tǒng)稱(chēng)為 （B）A. 順序控制系統(tǒng) B. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) C. 柔性制造系統(tǒng) D. 伺服系統(tǒng)33描寫(xiě)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是 （A）A. 微分方程 B. 代數(shù)方程組 C. 常系數(shù)線性微分方程組 D. 以上答案都不對(duì)34 齒輪傳動(dòng)的總等效慣量隨傳動(dòng)級(jí)數(shù)的 （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35 某伺服電動(dòng)機(jī)最高大輸出轉(zhuǎn)矩為5N·m，通過(guò)齒輪系5

29、:1減速，可帶動(dòng) （ A ）的最大轉(zhuǎn)矩負(fù)載。A. 25N·m B. 50 N·m C. 2.5 N·m D. 1.25 N·m36. 某伺服電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速為1200r/min，通過(guò)絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)帶動(dòng)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，絲杠螺距為6mm，最大進(jìn)給速率可達(dá) （B） A. 72m/min B. 7.2m/min C. 5m/min D. 3.6m/min 37 某光柵的條紋密度是100條/mm，光柵條紋間的夾角弧度，則莫爾條紋的寬度是 （C）A. 100mm B. 20mm C. 10mm D. 0.1mm38直流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出的是與轉(zhuǎn)速（ C）A. 成正比的交流電壓

30、 B. 成反比的交流電壓 C. 成正比的直流電壓 D. 成反比的直流電壓39下列屬于變磁阻電動(dòng)機(jī)的是（ C） A. 直流電動(dòng)機(jī) B. 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī) C步進(jìn)電動(dòng)機(jī) D. 永磁同步電動(dòng)機(jī)40直流伺服電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速為 （ A） A. B. C. D. 41 某步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有48個(gè)齒，采用五相五拍方式運(yùn)行，其步距角為 （B） A. B. C. D. 42計(jì)算步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的公式為 （ B） A. B. C. D. 43. 步進(jìn)電機(jī)一般用于（ A ）控制系統(tǒng)中。 A. 開(kāi)環(huán) B. 閉環(huán) C. 半閉環(huán) D. 前饋44某三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子40個(gè)齒，欲使其步距角為，應(yīng)采用的通電方式為 （C ） A.

31、單拍制 B. 雙拍制 C. 單雙拍制 D. 細(xì)分電路1機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要功能就是對(duì)輸入的物質(zhì)按照要求進(jìn)行處理，輸出具有所需特性的物質(zhì)。（× ） 2. 系統(tǒng)論、信息論、控制論是機(jī)電一體化技術(shù)的理論基礎(chǔ)，是機(jī)電一體化技術(shù)的方法論。（ ） 3信息處理技術(shù)是指在機(jī)電一體化產(chǎn)品工作過(guò)程中，與工作過(guò)程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動(dòng)控制有關(guān)的信息輸入、識(shí)別、變換、運(yùn)算、存儲(chǔ)、輸出和決策分析等技術(shù)。（ ）4自動(dòng)控制是在人直接參與的情況下，通過(guò)控制器使被控對(duì)象或過(guò)程自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。（× ）5產(chǎn)品的組成零部件和裝配精度高，系統(tǒng)的精度一定就高。（× ）6為減少機(jī)械傳動(dòng)部件的扭矩反饋

32、對(duì)電機(jī)動(dòng)態(tài)性能的影響，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的基本固有頻率應(yīng)低于電氣驅(qū)動(dòng)部件的固有頻率的23倍，同時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)接近控制系統(tǒng)的工作頻率，以免系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而失去穩(wěn)定性。（× ）7傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量取決于機(jī)構(gòu)中各部件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)速。（× ）8在閉環(huán)系統(tǒng)中，因齒輪副的嚙合間隙而造成的傳動(dòng)死區(qū)能使系統(tǒng)以610倍的間隙角產(chǎn)生低頻振蕩，采用消隙裝置，以提高傳動(dòng)精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。（× ）9進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于阻尼對(duì)系統(tǒng)的精度和快速響應(yīng)性均產(chǎn)生不利的影響，因此機(jī)械系統(tǒng)的阻尼比取值越小越好。（× ）10滾珠絲杠垂直傳動(dòng)時(shí)，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動(dòng)裝置。（ ）11采

33、用偏心軸套調(diào)整法對(duì)齒輪傳動(dòng)的側(cè)隙進(jìn)行調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且可以自動(dòng)補(bǔ)償側(cè)隙。（ ）× 12采用虛擬樣機(jī)代替物理樣機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)測(cè)試和評(píng)估，延長(zhǎng)了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，增加了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本，但是可以改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高面向客戶與市場(chǎng)需求能力。（ ）×二、單選題1、以下產(chǎn)品屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的是（C ）。A游標(biāo)卡尺 B電話 C全自動(dòng)洗衣機(jī) D非指針式電子表2為提高機(jī)電一體化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，應(yīng)設(shè)法（A ）。 A增大系統(tǒng)剛度 B增大系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量C增大系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力矩 D減小系統(tǒng)的摩擦阻力3導(dǎo)程L0=8mm的絲杠驅(qū)動(dòng)總質(zhì)量為60kg的工作臺(tái)與工件，則其折算到絲杠上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為（B

34、 ）kg·mm2。 A48.5 B97 C4.85 D9.74傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率對(duì)傳動(dòng)精度有影響，（B ）固有頻率可減小系統(tǒng)地傳動(dòng)誤差，（A ）系統(tǒng)剛度可提高固有頻率。AA提高，提高 B提高，減小 C減小，提高 D減小，減小5下列哪種方法是采用單螺母預(yù)緊原理來(lái)消除滾珠絲杠副的間隙？（ D ） A螺紋調(diào)隙式 B雙螺母墊片調(diào)隙式C齒差調(diào)隙式 D偏置導(dǎo)程法6. 齒輪傳動(dòng)的總等效慣量隨傳動(dòng)級(jí)數(shù)( ?A )。 BA.增加而減小    B.增加而增加    C.減小而減小      &#

35、160; D.變化而不變7多級(jí)齒輪傳動(dòng)中，各級(jí)傳動(dòng)比“前小后大”的分配原則不適用于按（ D ）設(shè)計(jì)的傳動(dòng)鏈。 A最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則（小功率傳動(dòng)裝置）B最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則（大功率傳動(dòng)裝置）C輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則D重量最輕原則8某機(jī)電一體化系統(tǒng)需要消除齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙，采取下列哪種方法使得調(diào)整過(guò)程中能自動(dòng)補(bǔ)償齒側(cè)間隙？（D ） A偏心套調(diào)整法 B軸向墊片調(diào)整法C薄片錯(cuò)齒調(diào)整法 D軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)整法1.某工作臺(tái)采用直流電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)如圖所示，已知電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jm=4×10-4kg·m3，與電機(jī)輸出軸相連的小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1=1×10-4k

36、g·m3，大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J2=1.8×10-4kg·m3，絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js=3.8×10-4kg·m3。工作臺(tái)的質(zhì)量m=50kg，絲杠導(dǎo)程t=5mm，齒輪減速比為i=5。試求：（1）工作臺(tái)折算到絲杠的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JG；（2）傳動(dòng)件折算到電機(jī)軸的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je；（3）電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。工作臺(tái)絲杠 滾珠螺母齒輪減速器聯(lián)軸器DC伺服電機(jī)i=5圖 直流電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)解：（1）JG=m（t / 2）2=50*1000*(0.005/2×3.14) 2=0.03166 ( kg·m3)(2) Je=( J2+Js

37、+JG)/i2=（1.8×10-4+3.8×10-4+316.6×10-4）/52= 12.88×10-4 ( kg·m3 )(3)J= J1+ Je =1×10-4 +12.88×10-4 =13.88 (kg·m3)2.已知某四級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差為1=2=8=0.01弧度，各級(jí)減速比相同，即i1 = i2 = i4 =3，求該系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)角誤差max。解：max=1/( i1* i2* i3* i4)+ (2+3)/ (i2* i3* i4)+ (4+5)/ (i3* i4)+ (6+7/ (i4

38、)+ 8= =0.01/34+ 0.02/33+0.02/32+0.02/3+0.01 =0.01975 （弧度）1機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微電子技術(shù)為主體、以機(jī)械部分為核心，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成的綜合性技術(shù)。（ ） × 2機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)與一般的機(jī)械系統(tǒng)相比，應(yīng)具有高精度、良好的穩(wěn)定性、快速響應(yīng)性的特性。（ ）3雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，能夠精確調(diào)整。（× ） 4.傳感器的轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分。（ ）×5感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制造的高精度檢測(cè)元件，有直線和圓盤(pán)式兩種，分別用作檢測(cè)直線位移

39、和轉(zhuǎn)角。（ ） 6選擇傳感器時(shí)，如果測(cè)量的目的是進(jìn)行定性分析，則選用絕對(duì)量值精度高的傳感器，而不宜選用重復(fù)精度高的傳感器。（× ） 7傳感器在使用前、使用中或修理后，必須對(duì)其主要技術(shù)指標(biāo)標(biāo)定或校準(zhǔn)，以確保傳感器的性能指標(biāo)達(dá)到要求。（ ）8驅(qū)動(dòng)部分在控制信息作用下提供動(dòng)力，伺服驅(qū)動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類(lèi)型的驅(qū)動(dòng)裝置。（ ） 9氣壓式伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常用在定位精度較高的場(chǎng)合使用。（× ）10永磁型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)即使其定子繞組斷電也能保持一定轉(zhuǎn)矩，故具有記憶能力，可用于定位驅(qū)動(dòng)。（ ）11步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，同頻率下的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就越大。（× ）12直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

40、特性是電機(jī)轉(zhuǎn)速與其輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。（× ）二、單選題1以下產(chǎn)品不屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的是（ B ）。A工業(yè)機(jī)器人 B電子計(jì)算機(jī) C空調(diào) D復(fù)印機(jī)2多級(jí)齒輪傳動(dòng)中，各級(jí)傳動(dòng)比相等的分配原則適用于按（ C ）設(shè)計(jì)的傳動(dòng)鏈。 A最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則 B輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則C重量最輕原則（小功率裝置） D重量最輕原則（大功率裝置）3檢測(cè)環(huán)節(jié)能夠?qū)敵鲞M(jìn)行測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱，一般包括傳感器和（B ）。A 控制電路 B 轉(zhuǎn)換電路 C 放大電路 D 逆變電路4幅頻特性和相頻特性是模擬式傳感器的（B ）。 A靜態(tài)特性指標(biāo) B動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)C輸入特性參數(shù) D輸出特性參數(shù)5光柵傳感器的光

41、柵是在一塊長(zhǎng)條形的光學(xué)玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線數(shù)為100線/mm，經(jīng)四倍細(xì)分后，記數(shù)脈沖為400，光柵位移是（A ）mm。A1 B2 C3 D46受控變量是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一種反饋控制系統(tǒng)稱(chēng)(B )。A.順序控制系統(tǒng) B.伺服系統(tǒng) C.數(shù)控機(jī)床 D.工業(yè)機(jī)器人7閉環(huán)控制的驅(qū)動(dòng)裝置中，絲杠螺母機(jī)構(gòu)位于閉環(huán)之外，所以它的（C ）。A回程誤差不影響輸出精度，但傳動(dòng)誤差影響輸出精度B傳動(dòng)誤差不影響輸出精度，但回程誤差影響輸出精度C回程誤差和傳動(dòng)誤差都不會(huì)影響輸出精度D回程誤差和傳動(dòng)誤差都會(huì)影響輸出精度8. 以下可對(duì)交流伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速的方法是（B ）。A 改變電壓的大小 B 改變電動(dòng)機(jī)的供電頻率C

42、 改變電壓的相位 D 改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)1刻線為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？解：（1）絲杠旋轉(zhuǎn)一周有1024個(gè)脈沖，307200個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于絲杠旋轉(zhuǎn)307200/1024=300周，故刀架的位移量為300*2mm=600mm， （2）絲杠的轉(zhuǎn)速為300*2/10=60 （弧度/ 秒）2如圖所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)x向工作臺(tái)的三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)z為100。滾珠絲杠的基本導(dǎo)程為l0=6mm。已知傳動(dòng)系統(tǒng)的橫向(x向)脈沖當(dāng)量為0.005mm/脈沖。試求

43、：（1）步進(jìn)電機(jī)的步距角；（2）減速齒輪的傳動(dòng)比i。功放電機(jī)滾珠絲杠工作臺(tái)i圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)示意圖解：（1）K=3相，N=3拍，z=100步進(jìn)電機(jī)的步距角=360º/(z*m)= 360º/(z*K*N)= 360º/(100*3*3)=0.4 º（2）由于一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)0.4 º，工作臺(tái)橫向(x向)脈沖當(dāng)量0.005mm，由于滾珠絲杠的基本導(dǎo)程為l0=6mm，對(duì)應(yīng)于絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)一周360 º ，設(shè)一個(gè)脈沖絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為x，則 6mm/360º=0.005/xº，得x=0.3º故減速齒輪的傳動(dòng)比i

44、=0.3/0.4=3/4五、綜合題1圖示直射式光電轉(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(pán)、光源、光電器件和指示縫隙盤(pán)組成，光源發(fā)生的光通過(guò)縫隙圓盤(pán)和指示縫隙照射到光電器件上。試分析傳感器的測(cè)量原理。解：當(dāng)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(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光敏元件接收到脈沖信號(hào)，若轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)上縫隙是均勻刻制，總數(shù)量為N，則光敏元件每輸出N個(gè)脈沖，就意味著圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周360º；若輸出M個(gè)脈沖，就意味著轉(zhuǎn)過(guò)360*M/Nº，因此，該傳感器可以用于測(cè)量角度。如果在T秒時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)輸出M個(gè)脈沖，就意味著轉(zhuǎn)速為360*M/N/T (&

45、#186;/s ) 因此，該傳感器也可以用于測(cè)量角速度。1某工作臺(tái)采用如圖所示的直流電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，已知工作臺(tái)的行程L=250mm，絲杠導(dǎo)程t=4mm，齒輪減速比為i=5，要求工作臺(tái)位移的測(cè)量精度為0.005mm（忽略齒輪和絲杠的傳動(dòng)誤差）。（1）若采用高速端測(cè)量方法，將旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在電機(jī)輸出軸上，確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。（2）若采用低速端測(cè)量方法，將傳感器與絲杠的端部直接相連，ns=500脈沖/轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器是否合用？工作臺(tái)絲杠 滾珠螺母齒輪減速器聯(lián)軸器DC伺服電機(jī)i=5圖 直流電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)解：（1）設(shè)工作臺(tái)位移（測(cè)量精度）0.005mm時(shí)，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為，則有得

46、：，若對(duì)應(yīng)于電機(jī)軸的角度為，則，安裝在電機(jī)輸出軸上的旋轉(zhuǎn)編碼器共有，故旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為（2）因?yàn)?gt; ns=500，故不合用。1有一脈沖電源，通過(guò)環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進(jìn)電機(jī)定子勵(lì)磁繞組，已知轉(zhuǎn)子有24個(gè)齒，步進(jìn)電機(jī)的步距角是（C ）。 a=360/(znk)=360/(24*5*2)A0.6° B1.2° C1.5° D2°2步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，其輸出轉(zhuǎn)矩隨著工作頻率增高而（B ）。A上升 B下降 C不變 D前三種情況都有可能3采用脈寬調(diào)制（PWM）進(jìn)行直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過(guò)改變（A ）來(lái)改變電樞回路的平均電壓，從而實(shí)現(xiàn)直流

47、電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速。A脈沖的寬度 B脈沖的頻率 C脈沖的正負(fù) D其他參數(shù)4含有微處理器，可進(jìn)行程序編制或適應(yīng)條件變化的接口是（D ）。P220A零接口 B被動(dòng)接口 C主動(dòng)接口 D智能接口5HRGP-1A噴漆機(jī)器人中的活塞式液壓缸屬于系統(tǒng)中的（C ）。P249A能源部分 B測(cè)試傳感部分 C驅(qū)動(dòng)部分 D執(zhí)行機(jī)構(gòu)6HRGP-1A噴漆機(jī)器人中的手部屬于系統(tǒng)中的（D ）。A能源部分 B測(cè)試傳感部分 C驅(qū)動(dòng)部分 D執(zhí)行機(jī)構(gòu)7通常，數(shù)控精密鏜銑床等高精度數(shù)控設(shè)備，其伺服系統(tǒng)的控制方式均采用（B ）。A開(kāi)環(huán)控制 B閉環(huán)控制 C半閉環(huán)控制 D混合控制8數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的伺服電機(jī)屬于設(shè)備的（C ）。A能源部分 B測(cè)

48、試傳感部分 C驅(qū)動(dòng)部分 D執(zhí)行機(jī)構(gòu) 二、填空題 （每小題2分，共20分)1. 滾珠絲桿中滾珠的循環(huán)方式： _，_。2. 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)應(yīng)包括 _， _，_ ， _。3. 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_。4. 某光柵的條紋密度是50條/mm，光柵條紋間的夾角=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是_。5. 連續(xù)路徑控制類(lèi)中為了控制工具沿任意直線或曲線運(yùn)動(dòng)，必須同時(shí)控制每一個(gè)軸的_，使它們同步協(xié)調(diào)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。6. 某4極交流感應(yīng)電機(jī)，電源頻率為50Hz，轉(zhuǎn)速為1470r/min，則轉(zhuǎn)差率為_(kāi)。7. 齒輪傳動(dòng)的總等效慣量與傳動(dòng)級(jí)數(shù)_ _。三、

49、選擇題 （每小題2分，共10分）1. 一般說(shuō)來(lái)，如果增大幅值穿越頻率c的數(shù)值，則動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts ( )A. 產(chǎn)大 B. 減小 C. 不變 D. 不定2. 加速度傳感器的基本力學(xué)模型是 ( )A. 阻尼質(zhì)量系統(tǒng) B. 彈簧質(zhì)量系統(tǒng) C. 彈簧阻尼系統(tǒng) D. 彈簧系統(tǒng)3. 齒輪傳動(dòng)的總等效慣量與傳動(dòng)級(jí)數(shù) ( )A. 有關(guān) B. 無(wú)關(guān) C. 在一定級(jí)數(shù)內(nèi)有關(guān) D. 在一定級(jí)數(shù)內(nèi)無(wú)關(guān)4. 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 ( )A. 單片機(jī) B. 2051 C. PLC D. DSP5、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（ ） 等個(gè)五部分。A 換向結(jié)構(gòu) B 轉(zhuǎn)換電路 C 存儲(chǔ)電路 D檢測(cè)環(huán)節(jié)四、判斷題 （每小題2分，共10分)1、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)。（ ）2、電氣式執(zhí)行元件能將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械力，并用機(jī)械力驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。如交流電機(jī)、直流電機(jī)、力矩電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。（ ）3、對(duì)直流伺服電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其機(jī)械特性越硬越好。（ ü ）4、步進(jìn)電機(jī)的步距角決定了系統(tǒng)的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（ ）5