機(jī)電一體化設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題及答案

1、-機(jī)電一體化設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題及 答案2復(fù)習(xí)題一、是非判斷1、機(jī)電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案設(shè)計時遵循傳動鏈最短原 則的好處是使傳動精度高，而傳動性能穩(wěn)定性降 低（X）2、莫爾條紋具有使柵距的節(jié)距誤差平均化的特點(diǎn)。（V）3、滾珠絲杠傳動的特點(diǎn)是傳動效率高、運(yùn)動具 有可逆性、傳動精度高、磨損小，使用壽命長、3能自不（X）4、采用光電耦合器可以將前向通道、后向通道 以及其他相關(guān)部分切斷與電路的聯(lián)系， 地防止（V）5、動態(tài)顯示是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管,從而有效 擾信號進(jìn)入微機(jī)。46、分辨率是D/A轉(zhuǎn)換器對輸入量變化敏感程度的描述，與輸入數(shù)字量的位數(shù)有關(guān)。8位數(shù)的分 辨率為1/256，10位數(shù)的分辨率為1/102

2、4。（V）7、在機(jī)電產(chǎn)品中若有檢測元件，則該產(chǎn)品的控5制系統(tǒng)一定是閉環(huán)的&無源濾波器常采用LC諧振電路或RC網(wǎng)絡(luò)作為濾波器件。G）9、機(jī)電產(chǎn)品轉(zhuǎn)動慣量大可使機(jī)械負(fù)載變大，靈（X）610、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖可以表明各機(jī)構(gòu)間的配 合協(xié)調(diào)關(guān)系。（2）11、機(jī)電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計是從：定量到定性，具體 到抽象，粗略到精細(xì)的過程結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足的目 標(biāo)：（X）12、 雙頻激光干涉儀是同一激光器發(fā)出的光分成幅值不同的兩束光產(chǎn)生干涉。得到的是按幅值變 化的交流調(diào)頻信號，信噪比高，可實(shí)現(xiàn)高分辨率 測量。13、滾珠絲杠傳動中，當(dāng)絲杠改變轉(zhuǎn)動方向時， 間隙會使運(yùn)動產(chǎn)生空程，從而影響機(jī)構(gòu)的傳動精 度（2）14、采用

3、光電耦合器可以將前向通道、 后向通道保證功能、提高性能能、降低成本號,7以及其他相關(guān)部分切斷與電路的聯(lián)系，地防止（V）15、鍵碼識別就是判斷閉合鍵的代碼， 種方法，一種是靜態(tài)檢測法一一稱為編 另一種是動態(tài)檢測法一一成為非編碼鍵盤（X）16、選用D/A芯片時位數(shù)愈多精度愈高，其轉(zhuǎn)換的時間愈長。（V）17、在機(jī)電產(chǎn)品中若有檢測元件，則該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)不一定是閉環(huán)的。（V）18、在微機(jī)檢測系統(tǒng)的輸入通道中，采樣/保持（S/H）電路可有可無。（X）19、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法以消除齒側(cè)間隙， 但反向時不會出現(xiàn)死區(qū)。（X）20、采樣時間是指對被測參數(shù)檢測的時間。（V）二、簡答題1、同步帶傳動主要失效形式有

4、哪些？主要原因 是什么？（a）承載繩斷裂原因是帶型號過小和小帶輪 直徑過小從而有效微機(jī)。擾信號進(jìn)入8等。(b)爬齒和跳齒 原因是同步帶傳遞的圓周力 過大、帶與帶輪間的節(jié)距差值過大、帶的初拉力 過小等。(c)帶齒的磨損 原因是帶齒與輪齒的嚙合干 涉、帶的張緊力過大等。(d)其他失效方式帶和帶輪的制造安裝誤差 引起的帶輪棱邊磨損、帶與帶輪的節(jié)距差值太大 和嚙合齒數(shù)過少引起的帶齒剪切破壞、同步帶背 的龜裂、承載繩抽出和包布層脫落等。2、滾珠絲杠的支承形式有哪幾種，各適用于什么場合？單推一單推：適宜中速、精度高，雙推一雙推：適宜高速、高剛度、高精度。雙推一簡支：適宜中速、精度較高的長絲杠。雙推一自由：

5、適宜中小載荷與低速，更適宜垂直 安裝，短絲杠。3、機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計中進(jìn)行功能分析設(shè)計時，為什么要抽象化？突出基本的、必要的要求，擯棄偶然情況和枝節(jié) 問題，便于抓住設(shè)計問題核心，避免構(gòu)思方案前 形成的條條框框，放開視野，尋求更為理想的設(shè) 計方案94、下圖為開關(guān)式乘型全波相敏檢波電路原理圖, 試說明信號的相位解調(diào)原理。UoUSR5/ R2R3Us滾珠絲杠采用齒差調(diào)隙方式時，若兩齒齒數(shù) 分別為Z1=99, Z2=10Q，螺母同方向轉(zhuǎn)過的齒數(shù)n=1，絲杠的導(dǎo)程P=6mm試問產(chǎn)生的軸 向位移（即間隙）5為多少？該方式的特點(diǎn)是什么？ 產(chǎn)生的軸向位移（即間隙）5為：該結(jié)構(gòu)復(fù)在UC為高電平的半周期，同相端

6、接地，V1導(dǎo)通，V2截止，NUC為窪相半周期，R3V1截至，V2導(dǎo)通，N端接5、Z2作可靠。10雜，加工和裝配工藝性差，但是調(diào)整的 精度高，6.機(jī)電系統(tǒng)中選擇控制形式的基本原則有哪些？_*. 根據(jù)系統(tǒng)的要求，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成特定的運(yùn)動 規(guī)律，并滿足工作要求。具體任務(wù)包括： 使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定的順序和規(guī)律運(yùn)動、改變各 運(yùn)動構(gòu)件的運(yùn)動方向和速度大小、使各運(yùn)動構(gòu)件 間有協(xié)調(diào)的動作，完成給定作業(yè)循環(huán)的要求、對 工作中的不正常情況報警7.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些 方面？應(yīng)包括系統(tǒng)功能、人益。8.步進(jìn)電動機(jī)常用的驅(qū)動電路有哪幾種類型？其 中哪種電路適于永磁式步進(jìn)電動機(jī)？主要有：單極性驅(qū)動電路

7、、雙極性驅(qū)動電路、高 低壓驅(qū)動電路、斬波驅(qū)動電路、細(xì)分電路。其 中雙極性驅(qū)動電路適于永磁式步進(jìn)電動機(jī)。9.步進(jìn)電動機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和參考脈沖伺服系統(tǒng)的 輸入信號是什么？輸出軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、位置 各自與哪些因素有關(guān)？(1)參考脈沖序列。性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效11轉(zhuǎn)速與參考脈沖頻率成正比。12(2)輸出軸轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)向電平?jīng)Q定位置由參考脈沖數(shù)決疋。10.什么是PLC的掃描工作制？ P LC的掃描工作制，即檢測輸入變 量、求解當(dāng)前控制邏輯以及修正輸 出指令。重復(fù)進(jìn)行。1、如圖所示鍵盤輸入接口采用行掃描法時如何 判斷鍵盤中有無鍵按下及判斷閉合鍵所在的位 置(1)判斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線Y0-Y3置低

8、電平態(tài)。只要有一列的電平為低， 相交叉的4個按鍵之中，則鍵盤中無鍵按下。(2)判斷閉合鍵所在的位置在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵 的過程。其方法是：依次將行線置為低電Vc,然后檢測列線的狀 則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線。若所有列線均為高電平，即三、分析題13在置某根行線為低電平時，其它線為高電 確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列 線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低 電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。2、試分析下圖所示差動電路的工作過程。利用傳感器的一對差動阻抗R1和 構(gòu)成分壓器，在平衡狀態(tài)，R1=R2=R0;當(dāng)被測量發(fā)生變化時，傳感

9、器阻抗也隨之變化，設(shè)變化量為R0平。在Ui/nV/ R UOR,則R1=U0=R2- U1/ R1R,R2=-R,于是+ R2=(R0-A R) U1/2 R0 ;阻抗的變化被轉(zhuǎn)換成了輸出電壓的變化。 差動式傳感器作補(bǔ)償環(huán)境變化影響的阻抗元件 電路中的一個阻抗可以是用作補(bǔ)償環(huán)境變化影 響的阻抗元件。對于非牛。3、下圖中用M法測量轉(zhuǎn)速時，脈沖發(fā)生器每旋 轉(zhuǎn)一周輸出100個脈沖，若檢測周期為20ms, 在一個檢測周期內(nèi)所測得的脈沖數(shù)為50。試計 算其轉(zhuǎn)速和測速裝置的分辨率。(5分)1415JLnR.-JL60606030(r/min)PT 100 0.024、右圖為發(fā)光二極管VLE與單片機(jī)8031

10、的一 種接口電路，已知發(fā)光二極管的正向壓降Vf=1.5V，驅(qū)動器7407通過發(fā)光二極管的電路電阻Rf 的值。60mn -PT60 50100 0.021500(r/mi n)1) 60m PT PT的壓降Vcs=0.5V，要求lf=10mA,試確定電路中8(1318(131十十300()PlPl74LS0774LS07RfRf165、絲杠工作臺的簡化模型如圖所示，列出其動 力學(xué)方程，計算其傳遞函數(shù)，并化簡成二階系統(tǒng) 的標(biāo)準(zhǔn)形式?；喅啥A系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式17D=Z m (mm) =2 n/60(弧度/秒)nZm(mm/s)607、已知某一線性電位器的測量位移原理如圖所示。 若電位器的總 電阻R=

11、2kQ,電刷位移為X時 1 J 的相應(yīng)電阻Rx=1kQ,電位器的工作電壓V=12V,負(fù)載電阻為R。(1)已測得輸出電壓Vo=5.8V,求R。(2)試計算此時的測量誤差。V)=-1- Vi旦旦1空RXRLR(1)當(dāng)V)1=5.8時，5.8=二解之得RL皂2丄0.4RL(2)空載時R設(shè)測量出5.8 V輸出電壓時的測量誤差為分度圓直徑:齒輪角速度:齒條線速度:2L=,Vo-Vi6V25.8=工7121RL214.5(K )18貝q6 580.0333.3%5相交流感應(yīng)電動機(jī)，電源頻率50Hz空載19轉(zhuǎn)速為1450r/min。(1)該電動機(jī)為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少？(2)堵轉(zhuǎn)時定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各

12、為多少？(3)空載時，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少?空載時轉(zhuǎn)差率為：(2)堵轉(zhuǎn)時：S=1定子繞組電勢頻率f1=50 Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率f2=Sf1=50Hz(1)空載時：定子繞阻電勢頻率f1=50H乙轉(zhuǎn)子繞組電勢頻 率:f2=S fi0.033 50Hz 1.67Hz四、綜合題1、已知雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Z1=200,剛輪齒數(shù)乙=202,波發(fā) 生器的轉(zhuǎn)速nH=600r/min。如圖 試求：(1)剛輪固定時柔輪的轉(zhuǎn)速n1；(1)n16f, p 60f 2 Pn即該電動機(jī)為四級S=1500 14500.0331500n220(2)柔輪固定時剛輪的轉(zhuǎn)速21600竺101n22n2605.94

13、1(r/mi n)(1)要求電動機(jī)轉(zhuǎn)速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少？要求電動機(jī)轉(zhuǎn)速為100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少？(1)60r / min;單雙拍制n匹60r/min型mzrcf m zrc 3 80 2480Hz100r/min益3、某控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，圖中(1)剛輪固定時:nHni二或HZ2Z1J1Z2Z1600 200 1002ni一6001-1006(r/ min)(2)柔輪固定時nHn2二或Z2Z1HZ2)2Z2Z12、相變磁阻式步進(jìn)電動機(jī)，轉(zhuǎn)子80個齒。mzrc(2)100r/ min;單拍制即：f=1003 80 1400Hz602

14、2GC(s)=Kp(1+TdS),Gp(s)=K12S2(TS +1)22S2(0.1S+1)確定K)和Td的值，23以使系統(tǒng)性能同時滿足：在單位拋物線(恒加速度)函數(shù)作用下的穩(wěn)態(tài) 誤差essa0.2，幅值穿越(截止)頻率3c=5s(3)計算系統(tǒng)在上述取值條件下的相位裕量(1)開環(huán)傳函G(s)=Gc(s)Gp(s)=2Kp(1 Tds) 2Kp(1 Tds)I日n5/(5Td)1即 _125J1(0.5)21+25T225(1 0.25)Td1.1sGc(s)Kp(1TdS)2.5(1 1.1s)1111mtg Td ctg Tctg 1.1 5 tg 01579.726.65314、若某一光柵的條紋密度為100條/mm現(xiàn)利用 光柵莫爾條紋的放大作用，把莫爾條紋的寬度 調(diào)成5mm求光柵條紋間的夾角。柵距P=1/100=