機電一體化技術

1、機電一體化技術(高起專)階段性作業(yè)1 總分: 100分 考試時間:分鐘 填空題說明:1. 機電一體化產(chǎn)品中需要檢測的物理量分成_(1)_ 和_(2)_ 兩種類型。(6分)(1).參考答案:電量(2).參考答案:非電量2. 檢測環(huán)節(jié)能夠對輸出進行測量，并轉換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱，一般包括_(3)_ 和_(4)_ 。(6分)(1).參考答案:傳感器(2).參考答案:轉換電路3. 在機電一體化系統(tǒng)中，傳感器輸出電信號的形式可以分為_(5)_ ，_(6)_ 和_(7)_ 等三種。(6分)(1).參考答案:電壓輸出(2).參考答案:電流輸出(3).參考答案:頻率輸出4. 傳感器的靈敏度反映了被測量的數(shù)

2、值處在穩(wěn)定狀態(tài)時，_(8)_ 的變化量與_(9)_ 的變化量的比值。(6分)(1).參考答案:輸出量(2).參考答案:輸入量5. 光電編碼器按結構原理可分為_(10)_ 和_(11)_ 兩種。(6分)(1).參考答案:增量式光電編碼器(2).參考答案:絕對式光電編碼器6. 感應同步器按其結構形式可分為_(12)_ 和_(13)_ 兩種。(6分)(1).參考答案:直線式感應同步器(2).參考答案:回轉式感應同步器7. 電容式位移傳感器是將被測物理量轉換為_(14)_ 變化的裝置。(6分)(1).參考答案:電容量8. 常用傳感器的輸出信號類型包括_(15)_ 、_(16)_ 、_(17)_ 等三種

3、。 (6分)(1).參考答案:模擬信號(2).參考答案:數(shù)字信號(3).參考答案:開關信號9. 電感式傳感器是一種把微小位移變化量轉變成_(18)_ 的位移傳感器。(6分)(1).參考答案:電感變化量10. 熱電阻溫度傳感器的工作原理是基于金屬的_(19)_ 。(6分)(1).參考答案:熱電阻效應11. 熱電偶溫度傳感器的工作原理是基于物體的_(20)_ 。(5分)(1).參考答案:熱電效應12. 測速發(fā)電機的負載電阻越大，其線性度_(21)_ 。(5分)(1).參考答案:越好13. 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_(22)_ m

4、m。(5分)(1).參考答案:2014. 設某光柵的條紋密度是250條/mm，要用它測出1m的位移，應采用的細分電路倍頻數(shù)為_(23)_ 倍頻。(5分)(1).參考答案:415. 采樣/保持器在保持階段相當于一個_(24)_ 。(5分)(1).參考答案:模擬信號存儲器16. 隔離放大器中采用的耦合方式主要有_(25)_ 和_(26)_ 兩種。(5分)(1).參考答案:變壓器隔離(2).參考答案:光電隔離17. 接口的基本功能主要有_(27)_ 、放大、_(28)_ 。(5分)(1).參考答案:變換(2).參考答案:耦合18. 根據(jù)頻率特性解釋下列濾波器的作用：低通濾波器：只讓_(29)_ 通過

5、，而高于_(30)_ 受到抑制衰減，不讓通過。帶通濾波器：只讓_(31)_ 通過，而高于_(32)_ 部分和低于_(33)_ 部分受到抑制衰減，不讓通過。(5分)(1).參考答案:低頻成分(2).參考答案:截止頻率成分(3).參考答案:某一頻帶內(nèi)的成分(4).參考答案:上截止頻率成分(5).參考答案:下截止頻率成分機電一體化技術(高起專)階段性作業(yè)2 總分: 100分 考試時間:分鐘 填空題說明:1. 伺服系統(tǒng)的基本組成包括_(1)_ 、_(2)_ 、_(3)_ 和_(4)_ 等四大部分。(6分)(1).參考答案:控制器(2).參考答案:功率放大器(3).參考答案:執(zhí)行機構(4).參考答案:檢

6、測裝置2. 對伺服系統(tǒng)的技術要求是_(5)_ 、_(6)_ 、_(7)_ 和_(8)_ 。(6分)(1).參考答案:系統(tǒng)精度(2).參考答案:穩(wěn)定性(3).參考答案:響應特性(4).參考答案:工作頻率3. 伺服系統(tǒng)的基本組成包括_(9)_ 、_(10)_ 、_(11)_ 、_(12)_ 等四部分。(6分)(1).參考答案:控制器(2).參考答案:執(zhí)行環(huán)節(jié)(3).參考答案:檢測裝置(4).參考答案:比較環(huán)節(jié)4. 在伺服系統(tǒng)中，在滿足系統(tǒng)工作要求的情況下，首先應保證系統(tǒng)的_(13)_ 和_(14)_ ，并盡量提高伺服系統(tǒng)的響應速度。(6分)(1).參考答案:穩(wěn)定性(2).參考答案:精度5. 執(zhí)行元

7、件又稱能量變換元件，用以控制機械執(zhí)行機構的運動，可分為 _(15)_ 、_(16)_ 、_(17)_ 等三種類型。(6分)(1).參考答案:電磁式(2).參考答案:液壓式(3).參考答案:氣壓式6. 步進電機的步距角指在_(18)_ 的作用下，電機轉子轉過的角位移。(5分)(1).參考答案:一個脈沖7. 步進電機的工作方式有_(19)_ 和_(20)_ 等兩種方式。(5分)(1).參考答案:單拍工作方式(2).參考答案:雙拍工作方式8. 開環(huán)步進電動機控制系統(tǒng)，主要由_(21)_ 、_(22)_ 、_(23)_ 等三部分組成。(5分)(1).參考答案:環(huán)形分配器(2).參考答案:功率放大器(3

8、).參考答案:步進電動機9. 環(huán)形分配的三種常用方法是_(24)_ 、_(25)_ 、_(26)_ 。(5分)(1).參考答案:軟件分配器(2).參考答案:硬件分配器(3).參考答案:專用模塊分配器10. 步進電動機常用的驅動電路有_(27)_ 、_(28)_ 、_(29)_ 等三種類型。(5分)(1).參考答案:單電源驅動電路(2).參考答案:雙電源驅動電路(3).參考答案:斬波限流驅動電路11. 步進電機根據(jù)作用原理和結構，可分為_(30)_ 、_(31)_ 、_(32)_ 等三類。(5分)(1).參考答案:反應式(2).參考答案:永磁式(3).參考答案:混合式12. 目前普遍采用的環(huán)形分

9、配器主要有_(33)_ 、_(34)_ 兩種。(5分)(1).參考答案:軟件環(huán)分(2).參考答案:硬件環(huán)分13. 步進電機的開環(huán)控制精度主要由步進電機的_(35)_ 、_(36)_ 決定；為了進一步提高步進電機的控制精度，可以采用_(37)_ 來提高控制精度。(5分)(1).參考答案:結構形式(2).參考答案:工作方式(3).參考答案:細分驅動電路14. 伺服電機在PWM功率放大器驅動下可以處于_(38)_ 、_(39)_ 、_(40)_ 等三種狀態(tài)。(5分)(1).參考答案:正轉(2).參考答案:反轉(3).參考答案:停止15. PWM功率放大器由_(41)_ 、_(42)_ 等兩部分組成。

10、(5分)(1).參考答案:電壓脈沖變換器(2).參考答案:開關式功率放大器16. 直流伺服電動機的控制方式主要有_(43)_ 、_(44)_ 兩種方式。(5分)(1).參考答案:電樞電壓控制(2).參考答案:勵磁磁場控制17. 直流伺服電機的機械特性指當_(45)_ 一定時，_(46)_ 與_(47)_ 之間的關系。(5分)(1).參考答案:控制電壓U(2).參考答案:電磁轉矩(3).參考答案:轉速18. 交流伺服電機可采用_(48)_ 、_(49)_ 、_(50)_ 三種控制方式。(5分)(1).參考答案:幅值控制(2).參考答案:相位控制(3).參考答案:幅相控制19. 目前直流穩(wěn)壓電源中

11、常采用的小功率單相整流電路有三種，即_(51)_ 、_(52)_ 、_(53)_ 。(5分)(1).參考答案:半波整流電路(2).參考答案:全波整流電路(3).參考答案:橋式整流電路機電一體化技術(高起專)階段性作業(yè)3 總分: 100分 考試時間:分鐘 填空題說明:1. 滾珠絲桿中滾珠的循環(huán)方式有_(1)_ 、_(2)_ 兩種。(8分)(1).參考答案:內(nèi)循環(huán)(2).參考答案:外循環(huán)2. 齒輪傳動的總等效慣量隨著傳動級數(shù)的_(3)_ 。(8分)(1).參考答案:增加而減小3. 滾珠絲桿螺母副結構有兩類：_(4)_ 、_(5)_ 。(7分)(1).參考答案:循環(huán)插管式(2).參考答案:內(nèi)循環(huán)反向

12、器式4. 機電一體化的機械系統(tǒng)設計主要包括兩個環(huán)節(jié)：_(6)_ 、_(7)_ 。(7分)(1).參考答案:靜態(tài)設計(2).參考答案:動態(tài)設計5. 對直線導軌副的基本要求是_(8)_ 、_(9)_ 、_(10)_ 、_(11)_ 。(7分)(1).參考答案:阻尼合理(2).參考答案:剛度大(3).參考答案:抗振性好(4).參考答案:間隙小6. 機電一體化系統(tǒng)中常見的軸承包括_(12)_ 、_(13)_ 、_(14)_ 和磁軸承等。(7分)(1).參考答案:滾動軸承(2).參考答案:滑動軸承(3).參考答案:靜壓軸承7. 機械結構因素如_(15)_ 、_(16)_ 、_(17)_ 和間隙等對伺服系

13、統(tǒng)對性能具有影響。(7分)(1).參考答案:阻尼(2).參考答案:摩擦(3).參考答案:慣量8. 斜齒輪傳動機構中消除齒側隙的常用方法是_(18)_ 、_(19)_ 。(7分)(1).參考答案:墊片調整法(2).參考答案:軸向壓簧調整法9. 機電一體化機械系統(tǒng)包括_(20)_ 、_(21)_ 、_(22)_ 等三大機構。(7分)(1).參考答案:傳動機構(2).參考答案:導向機構(3).參考答案:執(zhí)行機構10. 錐齒輪傳動側隙調整措施主要有_(23)_ 、_(24)_ 。(7分)(1).參考答案:軸向壓簧調整法(2).參考答案:周向彈簧調整法11. 滾珠絲杠副的支承按其限制絲杠副的軸向竄動情況

14、，可分為_(25)_ 、_(26)_ 、_(27)_ 等三種。(7分)(1).參考答案:一端固定一端自由(2).參考答案:一端固定一端游動(3).參考答案:兩端固定12. 導軌剛度主要是指_(28)_ 、_(29)_ 、_(30)_ 。(7分)(1).參考答案:結構剛度(2).參考答案:接觸剛度(3).參考答案:局部剛度13. 機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）常用齒輪傳動形式有_(31)_ 、_(32)_ 、_(33)_ 等三種形式。(7分)(1).參考答案:定軸輪系(2).參考答案:行星輪系(3).參考答案:諧波輪系14. 在進行機械系統(tǒng)負載和轉動慣量的等效中，遵循的基本原則是_(34)_ 。(7分)

15、(1).參考答案:能量守恒定律機電一體化技術(高起專)階段性作業(yè)4 總分: 100分 考試時間:分鐘 填空題說明:1. 機電一體化系統(tǒng)，設計指標和評價標準應包括_(1)_ 、_(2)_ 、_(3)_ 、_(4)_ 等。(6分)(1).參考答案:性能指標(2).參考答案:系統(tǒng)功能(3).參考答案:使用條件(4).參考答案:經(jīng)濟效益2. 從控制角度講，機電一體化可分為_(5)_ 和_(6)_ 兩種控制系統(tǒng)。(6分)(1).參考答案:開環(huán)(2).參考答案:閉環(huán)3. 定機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設計方案的方法通常有_(7)_ 、_(8)_ 、_(9)_ 。(6分)(1).參考答案:取代法(2).參考答案:

16、整體設計法(3).參考答案:組合法4. 機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將_(10)_ 、_(11)_ 、_(12)_ 、_(13)_ 等在系統(tǒng)工程的基礎上有機集成，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的最佳性價比。(6分)(1).參考答案:檢測技術(2).參考答案:伺服技術(3).參考答案:計算機與信息處理技術(4).參考答案:機械技術5. 機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設計類型大致可分為_(14)_ 、_(15)_ 、_(16)_ 等三類。(6分)(1).參考答案:開發(fā)性設計(2).參考答案:適應性設計(3).參考答案:變參數(shù)設計6. 在優(yōu)化設計方法中，機電一體化系統(tǒng)設計的三個階段分別是：_(17)_ 、_(18)_ 、_

17、(19)_ 。(5分)(1).參考答案:系統(tǒng)設計階段(2).參考答案:參數(shù)設計階段(3).參考答案:允差設計階段7. 機電一體化系統(tǒng)產(chǎn)品的可靠性是指在_(20)_ 、_(21)_ 內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。(5分)(1).參考答案:規(guī)定條件(2).參考答案:規(guī)定時間8. 按需要屏蔽的干擾場的性質，屏蔽可分為_(22)_ 、_(23)_ 、_(24)_ 等三類。(5分)(1).參考答案:電場屏蔽(2).參考答案:磁場屏蔽(3).參考答案:電磁場屏蔽9. 交流電源引進外部干擾的耦合途徑有_(25)_ 、_(26)_ 兩種。(5分)(1).參考答案:電感性耦合(2).參考答案:電容性耦合10. 多點接

18、地的優(yōu)點是：_(27)_ ；缺點是：_(28)_ 。(5分)(1).參考答案:互不干擾(2).參考答案:接線多而復雜11. 從電路上隔離干擾的三種常用方法是: _(29)_ 、_(30)_ 、_(31)_ 。(5分)(1).參考答案:光電隔離(2).參考答案:變壓器隔離(3).參考答案:繼電器隔離12. 產(chǎn)生電磁干擾的三個條件是：_(32)_ 、_(33)_ 、_(34)_ 。(5分)(1).參考答案:干擾源(2).參考答案:傳播途徑(3).參考答案:接受干擾的對象13. 干擾傳播途徑有兩種方式：傳導耦合方式：干擾信號能量以_(35)_ 的形式，通過金屬導體傳遞；幅射耦合方式：干擾信號能量以_

19、(36)_ 的形式，通過空間感應傳遞。(5分)(1).參考答案:電壓或電流(2).參考答案:電磁場14. 常見的干擾類型中，_(37)_ 、_(38)_ 屬于傳導耦合方式；_(39)_ 、_(40)_ 屬于幅射耦合方式。(5分)(1).參考答案:漏電干擾(2).參考答案:共阻抗感應干擾(3).參考答案:靜電干擾與磁場干擾(4).參考答案:電磁輻射干擾15. 磁場屏蔽方法中，對高頻交變磁場應采用_(41)_ 的金屬材料作屏蔽體；對低頻交變磁場應采用 _(42)_ 的材料作屏蔽體，并保證磁路暢通。(5分)(1).參考答案:銅和鋁等導電性能好(2).參考答案:鐵等高導磁率16. 電場屏蔽方法中，通常

20、采用_(43)_ 的金屬材料作屏蔽體，并應保持良好_(44)_ 。(5分)(1).參考答案:銅鋁等導電性能良好(2).參考答案:接地17. 一點接地方法中，串聯(lián)接地的優(yōu)點是：_(45)_ ，缺點是：_(46)_ 。并聯(lián)接地的優(yōu)點是：_(47)_ ，缺點：_(48)_ ，僅適用于_(49)_ 電路。(5分)(1).參考答案:接線簡單(2).參考答案:前后相互干擾(3).參考答案:干擾小(4).參考答案:接線多而復雜(5).參考答案:低頻18. 工作接地分為_(50)_ 、_(51)_ 。(5分)(1).參考答案:一點接地(2).參考答案:多點接地19. 抑制電磁干擾的常用方法有_(52)_ 、_

21、(53)_ 、_(54)_ 、_(55)_ 合理布局和軟件抗干擾技術等。(5分)(1).參考答案:隔離(2).參考答案:濾波(3).參考答案:屏蔽(4).參考答案:接地機電一體化技術(高起專)綜合測試2 總分: 100分 考試時間:分鐘 名詞解釋說明:1. 伺服控制系統(tǒng)(5分)參考答案：伺服控制系統(tǒng)：伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制系統(tǒng)。解題思路：2. 柔性制造系統(tǒng)(5分)參考答案：柔性制造系統(tǒng)：柔性制造系統(tǒng)簡稱，是一組數(shù)控機床和其他自動化的工藝設備，由計算機信息控制系統(tǒng)和物料自動儲運系統(tǒng)有機結合的整體。柔性制造系統(tǒng)由加工、物流、信

22、息流三個子系統(tǒng)組成，在加工自動化的基礎上實現(xiàn)物料流和信息流的自動化。解題思路：3. 脈沖當量(5分)參考答案：脈沖當量：用步進電機驅動進給裝置，其進給方式是步進式的，一個脈沖所產(chǎn)生的坐標軸移動量叫做脈沖當量。解題思路：4. 看門狗(5分)參考答案：看門狗：是一種監(jiān)控定時器，當系統(tǒng)因干擾或瞬時故障等原因出現(xiàn)異常時，如程序飛跑或程序進入死循環(huán)等，“看門狗”可以使系統(tǒng)自動恢復正常的運行，從而提高系統(tǒng)的可靠性。解題思路：簡答題說明:5. 機電一體化傳動系統(tǒng)有哪幾種類型，各有什么作用？(10分)參考答案：(1) 齒輪傳動是機電一體化系統(tǒng)中常用的傳動裝置，它在伺服運動中的主要作用是實現(xiàn)伺服電機與執(zhí)行機構間

23、的力矩匹配和速度匹配，還可以實現(xiàn)直線運動與旋轉運動的轉換。(2) 螺旋傳動是機電一體化系統(tǒng)中常用的一種傳動形式。它是利用螺桿與螺母的相對運動，將旋轉運動變?yōu)橹本€運動。 (3) 滑動摩擦導軌  直線運動導軌的作用是用來支承和引導運動部件按給定的方向作往復直線運動   滾動摩擦導軌是在運動件和承導件之間放置滾動體（滾珠、滾柱、滾動軸承等），使導軌運動時處于滾動摩擦狀態(tài)。解題思路：6. 滾珠絲杠副傳動的軸向間隙對系統(tǒng)有何影響？消除措施有哪幾種？(10分)參考答案：滾珠絲杠副傳動的軸向間隙對系統(tǒng)有何影響？消除措施有哪幾種？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

24、處有彈性變形，則當螺桿反向轉動時，將產(chǎn)生空回誤差。為了消除空回誤差，在螺桿上裝配兩個螺母1和2，調整兩個螺母的軸向位置，使兩個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。消除措施包括：（1）雙螺母齒差式；（2）雙螺母墊片式；（3）單螺母變位導程自預緊式。解題思路：7. 試簡述光電式轉速傳感器的測量原理。(10分)參考答案：光電式轉速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)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。當縫隙圓盤隨被

25、測軸轉動時，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測量單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)N，則可測出轉速為：                          式中：   Z圓盤上的縫隙數(shù)；       

26、0;                           n轉速(rmin)；t測量時間(s)。解題思路：8. 什么是接地，控制系統(tǒng)接地的目的是什么？(10分)參考答案：將電路、設備機殼等與作為零電位的一個公共參考點（大地）實現(xiàn)低阻抗的連接，稱之謂接地。接地的目的有兩個：一是為了安全，例如把電子設備的機殼、機座等與大地相接，當設備中存在漏

27、電時，不致影響人身安全，稱為安全接地；二是為了給系統(tǒng)提供一個基準電位，例如脈沖數(shù)字電路的零電位點等，或為了抑制干擾，如屏蔽接地等。稱為工作接地。工作接地包括一點接地和多點接地兩種方式。解題思路：9. 說明PWM脈寬調速的基本原理。(10分)參考答案：圖中的開關S周期性地開關，在一個周期T內(nèi)閉合的時間為，則一個外加的固定直流電壓U被按一定的頻率開閉的開關S加到電動機的電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號，其高度為U、寬度為，如右圖所示。電樞兩端的平均電壓為：  式中   =/T=Ud/U，(0<<1)   為導通率（或稱占空比）。

28、 當T不變時，只要改變導通時間，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。當從0T改變時，Ud由零連續(xù)增大到U。解題思路：分析題說明:10. 某光柵傳感器，刻線數(shù)為100線/mm，設細分時測得莫爾條紋數(shù)為400，試計算光柵位移是多少毫米？若經(jīng)四倍細分后，記數(shù)脈沖仍為400，則光柵此時的位移是多少？測量分辨率是多少？(15分)參考答案：（1） 100：1=400：         得 x=4 mm（2） 四細分：400：1=400：        

29、;       得x=1mm（3） 分辨率：1÷400=2.5(m)解題思路：11. 試繪制閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成框圖，并分析各部分的功能。(15分)參考答案：閉環(huán)控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等個五部分。（1）比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進行比較，以獲得輸出與輸入間的偏差信號，通常由專門的電路或計算機來實現(xiàn)；（2）控制器通常是計算機或PID控制電路；其主要任務是對比較元件輸出的偏差信號進行變換處理，以控制執(zhí)行元件按要求動作；（3）執(zhí)行元件按控制信號的要求，將輸入的各種形式的能量轉化

30、成機械能，驅動被控對象工作，機電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般指各種電機或液壓、氣動伺服機構等。（4）被控對象是指被控制的機構或裝置，是直接完成系統(tǒng)目的的主體，一般包括傳動系統(tǒng)、執(zhí)行裝置和負載；（5）檢測環(huán)節(jié)指能夠對輸出進行測量，并轉換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱的裝置，一般包括傳感器和轉換電路。解題思路：機電一體化技術(高起專)綜合測試1 總分: 100分 考試時間:分鐘 名詞解釋說明:1. 系統(tǒng)精度(5分)參考答案：指輸出量復現(xiàn)輸入信號要求的精確程度。解題思路：2. 傳感器(5分)參考答案：是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的、便于應用的某種物理量的測量裝置。解題思路：3. 靈敏度

31、(5分)參考答案：指在穩(wěn)態(tài)下，傳感器的輸出變化量Y與輸入變化量X的比值，也即                 S=dy/dx=Y/X解題思路：4. 線性度(5分)參考答案：是指傳感器的輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離直線的程度，又稱   為非線性誤差。解題思路：簡答題說明:5. 一個典型的機電一體化系統(tǒng)應包含哪些幾個基本要素？(10分)參考答案：機電一體化系統(tǒng)，應包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅動部分、執(zhí)

32、行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。將這些部分歸納為：結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素；這些組成要素內(nèi)部及其之間，形成通過接口耦合來實現(xiàn)運動傳遞、信息控制、能量轉換等有機融合的一個完整系統(tǒng)。解題思路：6. 什么是爬行現(xiàn)象，避免爬行現(xiàn)象的措施包括哪些？(10分)參考答案：當運動速度低于某一數(shù)值之后，盡管原動部件的速度是恒定的，從動部件仍然要出現(xiàn)忽快忽慢，甚至忽走忽停的現(xiàn)象，影響或破壞了系統(tǒng)的工作性能，這就是“爬行現(xiàn)象”。避免爬行現(xiàn)象的措施包括：（1）減少靜、動摩擦力的差別；（2）提高傳動件（系統(tǒng)）的剛度；  （3）盡量縮小從動件的質量。解題思路

33、：7. 步進電動機常用的驅動電路有哪幾種類型？(10分)參考答案：   （1）單電源驅動電路；（2）雙電源驅動電路；（3）斬波限流驅動電路。解題思路：8. 機電一體化系統(tǒng)中伺服機構的作用是什么？(10分)參考答案：伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制系統(tǒng)。機械傳動是一種把動力機產(chǎn)生的運動和動力傳遞給執(zhí)行機構的中間裝置，是一種扭矩和轉速的變換器，其目的是在動力機與負載之間使扭矩得到合理的匹配，并可通過機構變換實現(xiàn)對輸出的速度調節(jié)。在機電一體化系統(tǒng)中，伺服電動機的伺服變速功能在很大程度上代替了傳統(tǒng)機械傳動中的變速機構，只

34、有當伺服電機的轉速范圍滿足不了系統(tǒng)要求時，才通過傳動裝置變速。由于機電一體化系統(tǒng)對快速響應指標要求很高，因此機電一體化系統(tǒng)中的機械傳動裝置不僅僅是解決伺服電機與負載間的力矩匹配問題。而更重要的是為了提高系統(tǒng)的伺服性能。為了提高機械系統(tǒng)的伺服性能，要求機械傳動部件轉動慣量小、摩擦小、阻尼合理、剛度大、抗振性好、間隙小，并滿足小型、輕量、高速、低噪聲和高可靠性等要求。解題思路：9. 機電一體化系統(tǒng)接口中常使用光電耦合器，其作用有哪些？(10分)參考答案：   （1）能保護系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對低壓信號系統(tǒng)的損壞。   （2）泄漏電流低，對于

35、測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，能對直流和低頻信號(電壓或電流)進行準確、安全的測量。解題思路：分析題說明:10. 刻線為1024的增量式角編碼器安裝在機床的絲杠轉軸上，已知絲杠的螺距為2mm，編碼器在10秒內(nèi)輸出307200個脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉速分別是多少？(15分)參考答案：10s內(nèi)轉軸轉了多少轉： 307200÷1024=300（轉）位移量（螺距 T=2mm）： 300×2=600 (mm)轉速： 300÷10=30（轉/秒）解題思路：11. 分析下圖差動螺旋傳動原理。（圖中，設螺桿3左、右兩段螺紋的旋向相同，且導程

36、分別為Ph1和Ph2。2為可動螺母）(15分)參考答案：當螺桿轉動角時，可動螺母2的移動距離為：     如果Ph1與Ph2相差很小，則 L很小。因此差動螺旋常用于各種微動裝置中。若螺桿3左、右兩段螺紋的旋向相反，則當螺桿轉動角時，可動螺母2的移動距離為：             可見，此時差動螺旋變成快速移動螺旋，即螺母2相對螺母1快速趨近或離開。這種螺旋裝置用于要求快速夾緊的夾具或鎖緊裝置中。解題思路：機電一體化技術(高起專)綜合測

37、試3 總分: 100分 考試時間:分鐘 名詞解釋說明:1. 計算機集成制造系統(tǒng)(5分)參考答案：計算機集成制造系統(tǒng)：簡稱CIMS（Computer Intergrated Manufacturing System），是一種集市場分析、產(chǎn)品設計、加工制造、經(jīng)營管理、售后服務與一體，借助于計算機的的控制與信息處理功能，使企業(yè)運作的信息流、物質流、價值流和人力資源有機融合，實現(xiàn)產(chǎn)品快速更新、生產(chǎn)率大幅提高、質量穩(wěn)定、資金有效利用、損耗降低、人員合理配置、市場快速反饋和良好服務的全新的企業(yè)生產(chǎn)模式。解題思路：2. 開環(huán)控制系統(tǒng)(5分)參考答案：開環(huán)控制系統(tǒng)：指無反饋的控制系統(tǒng)。解題思路：3. 傳感器的

38、靜態(tài)特性(5分)參考答案：傳感器的靜態(tài)特性：傳感器變換的被測量的數(shù)值處在穩(wěn)定狀態(tài)時，傳感器的輸入/輸出關系稱為傳感器的靜態(tài)特性。描述傳感器靜態(tài)特性的主要技術指標是：線性度、靈敏度、遲滯、重復性、分辨率和零漂。解題思路：4. 步進電機(5分)參考答案：步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。步進電機在驅動器作用下每接收到一個脈沖信號，它就按設定的方向轉動一個固定的角度，即為“步距角”，其旋轉是以固定的角度一步一步運行的。解題思路：簡答題說明:5. 傳動間隙對系統(tǒng)性能的影響有哪些？(10分)參考答案：（1）閉環(huán)之外的齒輪齒隙，對系統(tǒng)穩(wěn)定性無影響，但影響伺服精度。由于齒隙的存在，在

39、傳動裝置逆運行時造成回程誤差，使輸出軸與輸入軸之間呈非線性關系，輸出滯后于輸入，影響系統(tǒng)的精度。（2）閉環(huán)之內(nèi)傳遞動力的齒輪齒隙，對系統(tǒng)靜態(tài)精度無影響，這是因為控制系統(tǒng)有自動校正作用。又由于齒輪副的嚙合間隙會造成傳動死區(qū)，若閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度較小，則會使系統(tǒng)產(chǎn)生自激振蕩，因此閉環(huán)之內(nèi)動力傳遞齒輪的齒隙對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有影響。(3）反饋回路上數(shù)據(jù)傳遞齒輪齒隙既影響穩(wěn)定性，又影響精度。解題思路：6. 為什么機電一體化系統(tǒng)中的測試過程往往要進行非線性補償？試說明非線性補償常采用哪些方法。(10分)參考答案：很多檢測元件如熱敏電阻、光敏管、應變片等具有不同程度的非線性特性，這使較大范圍的動態(tài)檢測存在著很

40、大的誤差，因此必須進行非線性補償。方法有以下三種：（1）計算法：當輸出電信號與傳感器的參數(shù)之間有確定的數(shù)字表達式時，就可采用計算法進行非線性補償。即在軟件中編制一段完成數(shù)字表達式計算的程序，被測參數(shù)經(jīng)過采樣、濾波和標度變換后直接進入計算機程序進行計算，計算后的數(shù)值即為經(jīng)過線性化處理的輸出參數(shù)。2）查表法：把事先計算或測得的數(shù)據(jù)按一定順序編制成表格，查表程序的任務就是根據(jù)被測參數(shù)的值或者中間結果，查出最終所需要的結果。（3）插值法計算法： 依據(jù)傳感器輸出的特性曲線列出插值計算公式，利用這個公式求取傳感器輸出信號與被測物理量之間的關系。解題思路：7. 在計算機控制系統(tǒng)中，如何用軟件進行干擾的防護？

41、(10分)參考答案：（1）軟件濾波：用軟件來識別有用信號和干擾信號，并濾除干擾信號的方法，稱為軟件濾波；（2）軟件“陷井”；將程序存儲器空白的單元填充復位代碼，一旦系統(tǒng)受干擾程序跑飛時便被俘獲，從而使系統(tǒng)復位；（3）軟件“看門狗”（WATCHDOG）：用硬件（或軟件）的辦法要求使用監(jiān)控定時器定時檢查某段程序或接口，當超過一定時間系統(tǒng)沒有檢查這段程序或接口時，可以認定系統(tǒng)運行出錯（干擾發(fā)生），可通過軟件進行系統(tǒng)復位或按事先預定方式運行。解題思路：8. 導向機構有哪幾種類型，各有什么特點？(10分)參考答案：（1）滑動摩擦導軌的運動件與承導件直接接觸。其優(yōu)點是結構簡單、接觸剛度大；缺點是摩擦阻力大

42、、磨損快、低速運動時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。（2）滾動摩擦導軌是在運動件和承導件之間放置滾動體（滾珠、滾柱、滾動軸承等），使導軌運動時處于滾動摩擦狀態(tài)。滾動導軌的特點是：摩擦系數(shù)小，并且靜、動摩擦系數(shù)之差很小，故運動靈便，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；定位精度高，一般滾動導軌的重復定位誤差約為0.10.2m，而滑動導軌的定位誤差一般為1020m。因此，當要求運動件產(chǎn)生精確微量的移動時，通常采用滾動導軌；磨損較小，壽命長，潤滑簡便；結構較為復雜，加工比較困難，成本較高；對臟物及導軌面的誤差比較敏感。（3）液體靜壓導軌的優(yōu)點是：摩擦系數(shù)很?。ㄆ饎幽Σ料禂?shù)可小至0.0005），可使驅動功率大大降低，運動輕便靈活，低速時無爬行現(xiàn)象；導軌工作表面不直接接觸，基本上沒有磨損，能長期保持原始精度，壽命長；承載能力大，剛度好；摩擦發(fā)熱小，導軌溫升?。挥鸵壕哂形褡饔?，抗振性好。靜壓導軌的缺點是：結構較復雜，需要一套供油設備，油膜厚度不易掌握，調整較困難，這些都影響靜壓導軌的廣泛使用。氣體靜壓導軌是由外界供壓設備供給一定壓力的氣體將運動件與承導件