華東交通大學(xué)機(jī)電一體化期末考試重點(diǎn)(共11頁(yè))

1、機(jī)電(jdin)一體化系統(tǒng)的概念，尤其(yuq)是其英文概念機(jī)電一體化乃是在機(jī)械(jxi)的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱(chēng)。Mechatronics是mechanics(機(jī)械學(xué))與electronics(電子學(xué))。2、分析了它的五大構(gòu)成要素和五大功能。要素：機(jī)械系統(tǒng)（機(jī)構(gòu)）信息處理系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)）動(dòng)力系統(tǒng)（動(dòng)力源）傳感檢測(cè)系統(tǒng)（傳感器）執(zhí)行元件系統(tǒng)（電動(dòng)機(jī)）功能: 主功能：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“目的功能” 必需的功能 。動(dòng)力功能： 向系統(tǒng)提供動(dòng)力、讓系統(tǒng)得以運(yùn)轉(zhuǎn)的功能 。計(jì)測(cè)功能： 對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部信息和外部信息進(jìn)行檢測(cè)與計(jì)算處理的功

2、能?？刂乒δ埽?對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)施“目的功能”。構(gòu)造功能：使構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及元、部件維持所定的時(shí)間和空間上的相互關(guān)系所必需的功能控制器【控制（信息存儲(chǔ)、處理、傳送）】2.檢測(cè)傳感器【計(jì)測(cè)（信息收集與交換）】3.執(zhí)行元件【驅(qū)動(dòng)（操作）】4動(dòng)力源【提供動(dòng)力（能量）】5.機(jī)構(gòu)【構(gòu)造】3、各要素之間通過(guò)接口進(jìn)行聯(lián)結(jié)，不同的分類(lèi)有不同的接口。(1)根據(jù)接口的變換、調(diào)整功能。 = 1 * GB3 零接口 = 2 * GB3 無(wú)源接口 = 3 * GB3 有源接口 = 4 * GB3 智能接口(2)根據(jù)接口的輸入/輸出功能 = 1 * GB3 機(jī)械接口 = 2 * GB3 物理接口

3、= 3 * GB3 信息接口 = 4 * GB3 環(huán)境接口4. 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法（6種） = 1 * GB2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與并行工程 = 2 * GB2 虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì) = 3 * GB2 快速響應(yīng)設(shè)計(jì) = 4 * GB2 綠色設(shè)計(jì) = 5 * GB2 反求設(shè)計(jì) = 6 * GB2 網(wǎng)絡(luò)合作設(shè)計(jì)5.滾珠絲杠副（絲桿螺母）軸向間隙調(diào)整預(yù)緊的方法 = 1 * GB2 雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式 = 2 * GB2 雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式 = 3 * GB2 雙螺母墊片預(yù)緊調(diào)整式 = 4 * GB2 彈簧式自動(dòng)預(yù)緊調(diào)整式 = 5 * GB2 單螺母(lum)變位(bin wi)導(dǎo)程預(yù)緊式與單螺母

4、(lum)滾珠過(guò)盈預(yù)緊式6.滾珠絲桿副中滾珠的循環(huán)方式有哪些？?jī)?nèi)循環(huán)和外循環(huán)內(nèi)循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)：滾珠循環(huán)的回路矩，流暢性好，效率高，螺母的徑向尺寸較小，其不足是反向器加工困難，裝配調(diào)整也不方便反向器式P27 外循環(huán)：1）螺旋槽式2）插管式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造但是徑向尺寸較大，彎管端部用做擋珠器比較容易磨損。3）端蓋式7.滾珠絲杠副的支撐方式有哪些？1）單推單推式：特點(diǎn)：軸向剛度高，預(yù)拉伸安裝時(shí)預(yù)緊力較大，但壽命比雙推雙推式低 2）雙推雙推式：適合于高剛度，高轉(zhuǎn)速，高精度的精密絲杠傳動(dòng)系統(tǒng) 3）雙推簡(jiǎn)支式：雙推端可預(yù)伸拉安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用于中速，傳動(dòng)精度的長(zhǎng)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng) 4）雙推自由式

5、：軸的剛度和承載能力低，多用于輕載，低速的垂直安裝的絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)8.滾珠絲桿副的選擇要包含哪些計(jì)算？P38 = 1 * GB2 承載能力選擇 = 2 * GB2 壓桿穩(wěn)定性核算 = 3 * GB2 剛度的驗(yàn)算8.諧波齒輪傳動(dòng)工作原理、組成、減速比的計(jì)算。P42工作原理：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。組成：波發(fā)生器（主動(dòng)件）、剛輪、柔輪9.齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法圓柱齒輪傳動(dòng)： = 1 * GB2 偏心套（軸）調(diào)整法 = 2 * GB2 軸向墊片調(diào)整法 = 3 * GB2 雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法斜齒輪傳動(dòng)墊片調(diào)整和軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)整10.列取哪些是撓性傳動(dòng)部件？哪些

6、是間歇傳動(dòng)部件？了解其工作原理?yè)闲詡鲃?dòng)部件：同步帶傳動(dòng)、鋼帶傳動(dòng)、繩輪傳動(dòng)工作原理：主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)時(shí)，依靠撓性傳動(dòng)部件把運(yùn)動(dòng)和力傳遞給從動(dòng)件。間歇傳動(dòng)部件：棘輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、槽輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸形凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理：將原動(dòng)機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇運(yùn)動(dòng)。11.導(dǎo)軌副的組成、種類(lèi)及其應(yīng)滿(mǎn)足的要求，爬行現(xiàn)象。 = 1 * GB2 組成：承導(dǎo)件、運(yùn)動(dòng)件 = 2 * GB2 種類(lèi) = 1 * GB3 按其接觸面的摩擦性質(zhì)分為：滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌 = 2 * GB3 按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為：開(kāi)式導(dǎo)軌、閉式導(dǎo)軌 = 3 * GB2 應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求：導(dǎo)向精度好、剛性好、運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響

7、小和結(jié)構(gòu)工藝好。 = 4 * GB2 爬行現(xiàn)象：在低速運(yùn)行時(shí)往往不是作連續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)，而是時(shí)走時(shí)停。主要(zhyo)原因：摩擦系數(shù)隨運(yùn)動(dòng)速度(sd)變化和傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性(n xn)不足。12.常用的導(dǎo)軌副間隙調(diào)整方法有壓板和鑲條。導(dǎo)軌副的截面形狀及其特點(diǎn):三角形導(dǎo)軌、矩形導(dǎo)軌、燕尾形導(dǎo)軌、圓形導(dǎo)軌導(dǎo)軌副的組合形式： = 1 * GB3 雙三角 = 2 * GB3 矩形和矩形組合 = 3 * GB3 三角形和矩形組合 = 4 * GB3 三角形和平面組合 = 5 * GB3 燕尾形導(dǎo)軌及其組合13.計(jì)算典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量？（見(jiàn)PPT）14.控制用電機(jī)的基本要求(yoqi)、種類(lèi)、特點(diǎn)P96

8、 = 1 * GB2 基本(jbn)要求 = 1 * GB3 性能(xngnng)密度大 = 2 * GB3 快速性好，即加速轉(zhuǎn)矩大，頻響特性好 = 3 * GB3 位置控制精度高，調(diào)速范圍寬，低速運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)爬行現(xiàn)象，分辨力高，振動(dòng)噪聲小 = 4 * GB3 適應(yīng)啟、停頻繁的工作要求 = 5 * GB3 可靠性高、壽命長(zhǎng) = 2 * GB2 種類(lèi)、特點(diǎn) = 1 * GB3 DC伺服電機(jī)高響應(yīng)特性高功率密度可實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)字控制接觸換向部件需要維護(hù) = 2 * GB3 晶體管式無(wú)刷直流伺服電機(jī)無(wú)需換向部件需要磁極位置檢測(cè)器具有DC伺服電機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn) = 3 * GB3 AC伺服電機(jī)對(duì)定于電流的激勵(lì)

9、分量(fn ling)和轉(zhuǎn)矩分量分別控制具有DC伺服電機(jī)的全部(qunb)優(yōu)點(diǎn) = 4 * GB3 步進(jìn)電機(jī)(dinj)轉(zhuǎn)角和控制脈沖數(shù)成比例，可構(gòu)成直流數(shù)字控制有定位轉(zhuǎn)矩可構(gòu)成廉價(jià)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)15.步進(jìn)電機(jī)的類(lèi)型： 變磁阻型 ， 永磁型 ， 混合型 16.掌握步進(jìn)電機(jī)的工作原理-步進(jìn)電機(jī)環(huán)形脈沖分配方式（例如，步進(jìn)電機(jī)為三項(xiàng)，分別是A、B、C，寫(xiě)出其三相單三拍、三相雙三拍、三相六拍的環(huán)形分配方式。） = 1 * GB3 三相單三拍：A-B-C-A-B-. = 2 * GB3 三相雙三拍：AB-BC-CA-AB- = 3 * GB3 三相六拍：A-AB-B-BC-C-CA-A-.-步距角的計(jì)

10、算 （非常重要！）步距角360(z m)式中：z-轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m-運(yùn)行拍數(shù)，通常等于相數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，即m=KN(N為電動(dòng)機(jī)的相數(shù)，單拍時(shí)K1，雙拍時(shí)K2)。17.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源由脈沖分配器、功率放大器組成。18.步進(jìn)電機(jī)功率放大器有哪些？P117步進(jìn)電機(jī)所使用的功率放大電路有電壓型和電流型。電壓型又有單電壓型、雙電壓型(高低壓型)。電流型中有恒流驅(qū)動(dòng)、斬波驅(qū)動(dòng)等。19、直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈寬調(diào)制直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理直流電機(jī)PWM調(diào)速也稱(chēng)脈寬調(diào)速，串聯(lián)并與電流相連，功率晶體管在直流電源，通過(guò)控制關(guān)斷和接通占空比可調(diào)節(jié)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)輸入一個(gè)直流控制電壓U時(shí)，就可得到一定寬度與U成比例的脈沖

11、方波給伺服電機(jī)電樞回路供電，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變電樞回路的平均電壓，從而得到不同大小的電壓值Ua,使直流電機(jī)平滑調(diào)速。20. PLC的定義？可編程邏輯控制器PLC是一種專(zhuān)用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在硬件上它能與執(zhí)行機(jī)構(gòu)”直接”連接，在軟件上提供了更直接的適用于控制要求的用戶(hù)編程語(yǔ)言。 21 PLC的分類(lèi)、特點(diǎn)、基本組成、內(nèi)部器件、工作方式與運(yùn)行框圖、工作的全過(guò)程、工作原理，輸出電路類(lèi)型有哪幾種？（不全考，但是肯定會(huì)考其中2-3個(gè)點(diǎn)） = 1 * GB2 PLC的基本組成：CPU模塊、輸入輸出模塊、編程器 = 2 * GB2 特點(diǎn)：程序可變、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、功能強(qiáng)、體積小、特別是易于編程、

12、操作方便、便于維修、價(jià)格低廉。 = 3 * GB2 內(nèi)部器件: PLC的內(nèi)部器件實(shí)際上是PLC用戶(hù)功能存儲(chǔ)器中的一些內(nèi)存單元。 = 4 * GB2 工作方式:采用“不斷循環(huán)、順序掃描”工作方式CPU從第一條指令開(kāi)始順序逐條地執(zhí)行用戶(hù)程序，直到用戶(hù)程序結(jié)束(jish)之處。然后返回第一條指令開(kāi)始新的一輪掃描。PLC就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述的掃描循環(huán)。執(zhí)行用戶(hù)程序時(shí)，需要各種現(xiàn)場(chǎng)信息，這些現(xiàn)場(chǎng)信息已接至PLC的輸入端。PLC采集現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)信息(采集輸入信號(hào))有兩種方式：(1)定時(shí)采集成批傳送方式(fngsh)：一般在掃描周期的開(kāi)始或結(jié)束將所有輸入信號(hào)(輸入部件的通、斷狀態(tài))采集并存放

13、在功能存儲(chǔ)器的某一區(qū)域，一般稱(chēng)為“輸入狀態(tài)表“即記憶輸入模塊輸入狀態(tài)的存儲(chǔ)器。執(zhí)行用戶(hù)程序所需輸入狀態(tài)都在輸入狀態(tài)表中取用，而不直接到輸入模塊去取用。(2)直接傳送方式：執(zhí)行“直接輸入指令”時(shí),隨程序的執(zhí)行，需要哪一個(gè)輸入信息就直接從輸入模塊取用這個(gè)輸入狀態(tài)。此時(shí)輸入狀態(tài)表內(nèi)容不變化，要到下次定時(shí)采集時(shí)才變化。 = 5 * GB2 工作的全過(guò)程: = 1 * GB3 讀取現(xiàn)場(chǎng)信息 = 2 * GB3 執(zhí)行用戶(hù)程序 = 3 * GB3 輸出控制信號(hào) = 6 * GB2 輸出電路類(lèi)型 = 1 * GB3 繼電器輸出型 = 2 * GB3 可控硅(SCR)和固態(tài)繼電器(SSR)輸出型 = 3 * G

14、B3 晶體管輸出型22.光電隔離電路的應(yīng)用 = 1 * GB2 采用光電耦合器可以將微機(jī)與前向、后向通道以及其他相關(guān)部分切斷與電路的聯(lián)系，從而有效地防止干擾信號(hào)進(jìn)入微機(jī)。 = 2 * GB2 為了減少通道及電源的干擾，V/f轉(zhuǎn)換器的頻率輸出可采用光電耦合隔離23.光柵位移傳感器工作原理，根據(jù)光柵指標(biāo)及計(jì)數(shù)脈沖數(shù)計(jì)算位移在透射式直線光柵中，把主光柵與指示光柵的刻線面相對(duì)疊合在一起，中間留有很小的間隙，并使兩者的柵線保持很小的夾角，這是在指示光柵上就出現(xiàn)幾條較粗的明暗條紋，稱(chēng)為莫爾條紋。當(dāng)主光柵水平方向正反移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋上下移動(dòng)，借助莫爾條紋對(duì)柵距的放大作用，摩爾條紋距離為L(zhǎng)，光敏元件將莫爾條紋

15、轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)，每移動(dòng)一個(gè)柵距，即產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。光柵莫爾條紋(tio wn)的特點(diǎn)是起放大作用，用W表示條紋(tio wn)寬度(mm),P表示(biosh)柵距(mm)，a表示光柵條紋間的夾角，W=P/a24.掌握傳感器的倍頻計(jì)數(shù)25.編碼器的種類(lèi)？工作原理？其數(shù)字測(cè)速的計(jì)算方法（M法和T法）軸式和套式編碼器輸出的代碼信息是位置或位移，位置是指規(guī)定坐標(biāo)中的坐標(biāo)值，即到固定原點(diǎn)的距離(或角度)，也可以稱(chēng)為絕對(duì)位置。位移指的是被測(cè)對(duì)象從任一位置到另一不同位置所移動(dòng)的距離(或角度)。輸出絕對(duì)位置的編碼器為絕對(duì)值型編碼器.而輸出位移量的編碼器叫增量型編碼器。27.系統(tǒng)的時(shí)間相應(yīng)性能參數(shù)（指標(biāo)）有

16、哪些？并了解(lioji)各個(gè)參數(shù)的意義28.掌握(zhngw)PID控制器P25129. 伺服系統(tǒng)要求(yoqi)及分類(lèi)。區(qū)分伺服系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán) = 1 * GB2 要求：精度高、響應(yīng)快、調(diào)速范圍寬、負(fù)載特性硬 = 2 * GB2 按有無(wú)位置檢測(cè)和反饋分類(lèi)：開(kāi)環(huán)、閉環(huán) = 1 * GB3 開(kāi)環(huán)：沒(méi)有位置反饋系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)元件：步進(jìn)電機(jī) = 2 * GB3 閉環(huán):基于反饋控制原理進(jìn)行工作的。驅(qū)動(dòng)元件：直流或交流伺服電機(jī)位置檢測(cè)元件的安裝部位不同，又分為全閉環(huán)(位置檢測(cè)元件安裝在機(jī)床工作臺(tái)或刀架上)和半閉環(huán)(安裝在電動(dòng)機(jī)軸上，用以精確控制電動(dòng)機(jī)的角位移量)30. 什么(shn me)是產(chǎn)品

17、的可靠性？保證機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）可靠性的方法有哪些(nxi)？簡(jiǎn)要說(shuō)明可靠性，是指“產(chǎn)品(chnpn)(或系統(tǒng))在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力（1）提高系統(tǒng) (產(chǎn)品)的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量(在保證系統(tǒng) (產(chǎn)品)可靠性的方法中，提高系統(tǒng) (產(chǎn)品)的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量是最根本的方法，它的作用是消除故障于發(fā)生之前或者降低故障率)冗余技術(shù)(隱蔽法)診斷技術(shù)(暴露法)31. 機(jī)電系統(tǒng)的干擾源有哪些？ = 1 * GB2 傳導(dǎo)型，通過(guò)各種線路傳入控制器。包括供電干擾、強(qiáng)電干擾、接地干擾 = 2 * GB2 輻射型，通過(guò)空間感應(yīng)進(jìn)入控制器。包括電磁干擾、靜電干擾33.抑制電磁干擾的方法？屏蔽、隔離、濾波、接地合理布局和軟件抗干擾技術(shù)利用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻暮袪罨驓钇帘误w，將干擾源或干擾對(duì)象包圍起來(lái)而割斷或消弱干擾場(chǎng)的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳輸32.機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，哪些屬于穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算？哪些屬于動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算？答：穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)：系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立及主諧振頻率的計(jì)算使系統(tǒng)的輸出運(yùn)動(dòng)參數(shù)達(dá)到所要求技術(shù)狀態(tài)執(zhí)行元件的參數(shù)選擇功率（力/力矩）匹配以及過(guò)載能力的驗(yàn)算。各主要元件的選擇與控制電路的設(shè)計(jì)信號(hào)的有效傳遞各級(jí)增益的分配各級(jí)之間阻抗的匹配和抗干擾措施等，并為后面動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的校正補(bǔ)償裝置的引入留有余地。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)：主要是設(shè)計(jì)校正補(bǔ)償裝置，是系統(tǒng)滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)技術(shù)