機(jī)電一體化試卷及答案

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)中的計算機(jī)接口電路通常使用光電耦合器，光電耦合器的作用有哪些.（1）能保護(hù)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(jìn)行準(zhǔn)確、安全的測量。2、什么是三相六拍通電方式.如果步進(jìn)電動機(jī)通電循環(huán)的各拍中交替出現(xiàn)單、雙相通電狀態(tài)，這種通電方式稱為單雙相輪流通電方式。如AfABfBfBC—CfCAf…3、簡述PWM脈寬調(diào)速原理。.在一個周期T內(nèi)閉合的時間為t,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(guān)S加到電動機(jī)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①，如右圖所示。電樞兩端的平均電壓為：U=JTUdt=匚U=pUdT0 T式中 p=T/T=Ud/U,（0<P<1）P為導(dǎo)通率（或稱占空比）。當(dāng)t不變時，只要改變導(dǎo)通時間T，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。當(dāng)T從0r改變時，Ud由零連續(xù)增大到U。5.傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量的測量裝置。敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本電路。2、滾珠絲杠副的軸向間隙對系統(tǒng)有何影響如何處理答。如果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處有彈性變形，則當(dāng)螺桿反向轉(zhuǎn)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(diào)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(cè)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。常用的調(diào)整預(yù)緊方法有下列三種。墊片調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式齒差調(diào)隙式答。1機(jī)電一體化--從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合，以實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)最佳化的一門新科學(xué)技術(shù)。2、柔性制造系統(tǒng)：柔性制造系統(tǒng)FlexibleManufacturingSystem）是由兩臺或兩臺以上加工中心或數(shù)控機(jī)床組成，并在加工自動化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動化5、感應(yīng)同步器：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元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測直線位移和轉(zhuǎn)角。2、伺服電動機(jī)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進(jìn)行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出電動機(jī).試分析圖示傳動系統(tǒng)中，齒輪減速器的傳動誤差對工作臺輸出精度的影響IF1口

變換功放AIF1口

變換功放解答:齒輪傳動鏈位于電機(jī)之后，前向通道的閉環(huán)之外，其傳動誤差的低頻分量和高頻分量都不能通過閉環(huán)控制來消除，都會影響輸出精度。.如圖所示的系統(tǒng)，試分析傳感器的誤差對輸出精度的影響。（8分）輸空解答：傳感器位于閉環(huán)之內(nèi)的反饋通道上，其誤差的高頻分量（噪聲信號）因系統(tǒng)的低通作用得到校正，不影響輸出精度;傳感器誤差的低頻分量，如靜態(tài)精度（分辨率等）直接影響輸出精度，它決定了系統(tǒng)精度的上限。.已知電機(jī)驅(qū)動的三自由度位置控制系統(tǒng)，單個自由度的驅(qū)動系統(tǒng)如圖所示，試確定單自由度驅(qū)動系統(tǒng)的測量方案。絲江鯉母機(jī)柄解：依題意有兩種測量方案（1）高速端測量方案：傳感器安裝在電機(jī)的尾部，通過測量電機(jī)的轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)對工作臺位移的間接測量?？蛇x用光電編碼器式傳感器或者磁電式編碼器。⑵低速端測量方案：傳感器安裝在工作臺上，直接測量工作臺的位移。可選用光柵式位移器、感應(yīng)同步器或者電位計式位移傳感器。絲七蝶母機(jī)構(gòu).已知某工作臺采用直流電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動，已知工作臺的行程L=250mm,絲杠導(dǎo)程t=4mm,齒輪減速比為i=5,要求工作臺位移的測量精度為o.005mm（忽略齒輪和絲杠的傳動誤差）。（1）試采用高速端測量方法，確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)'⑵若將傳感器與絲杠的端部直接相連，n。=500脈沖/轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器是否合用。

IK伺胺電機(jī)齒輪放矩端碼器三□IK伺胺電機(jī)齒輪放矩端碼器三□解答(1)高速端測量設(shè)傳感器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為，n,每個脈沖對應(yīng)工作臺的位移為AL="?-1由測盤精度005mm,?日於二號礪=w膿沖雄選取耳=200光電編碼器，助理論測盤精度, 4"=k=7+CMC。.例5**口口 滿足題目要求。⑵低速端測量傳感器直接與絲杠連接，與減速比無關(guān)△匚==-71士4 r、*dL。,。。5一肋“脈沖/轉(zhuǎn)可知”。=500脈沖/轉(zhuǎn)的編碼器不合用。5.如圖所示的開環(huán)步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)，已知負(fù)載為F=1000N,工作臺長L=500mm,往復(fù)精度為±0.0lmm,絲杠導(dǎo)程q=8|m1^,直徑d=20mm,步進(jìn)電機(jī)的步距角為a=1.8。，試確定齒輪減速比i。熊卬母迅

熊卬母迅2.(10分)解：步迸電機(jī)的每轉(zhuǎn)脈沖散2=幽=瞿=2血脈沖/轉(zhuǎn)白1.o根據(jù)工作臺定位精度的要求，選用脈沖當(dāng)量3=0.Olmin/E★沖設(shè)1專動用為i,每個脈沖對應(yīng)工作臺的位移為■_工上■_工上*=威［=。.Q1X2。。-4.(1).(1)梯形圖：(2)助記符指令程序:STR X1OR Y1ANDNOTX2OUTY1STR X3OR Y2ANDNOTX4AND Y1OUT Y2(1)工業(yè)PC機(jī)集中控制方案：用一臺工業(yè)PC機(jī)對三個自由度實(shí)現(xiàn)集中控制，包括任務(wù)管理和三個自由度的伺服控制系統(tǒng)原理圖如下。⑵工業(yè)PC機(jī)、單片機(jī)分級控制方案：用一臺工業(yè)PC機(jī)與三個單片機(jī)通信，對三個單片機(jī)實(shí)現(xiàn)管理，每個單片機(jī)負(fù)責(zé)一個自由度的伺服控制，控制系統(tǒng)原理圖如下。⑶單片機(jī)、單片機(jī)分級控制方案：用一個單片機(jī)作為主單片機(jī)與三個從單片機(jī)通信，對三個從單片機(jī)實(shí)現(xiàn)管理，每個從單片機(jī)負(fù)責(zé)一個自由度的伺服控制，控制系統(tǒng)原理圖如下。解：依題意有兩種測量方案（1）高速端測量方案：（8分）傳感器安裝在電機(jī)的尾部，通過測量電機(jī)的轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)對工作臺位移的間接測量?？蛇x用光電編碼器式傳感器或者磁電式編碼器。⑵低速端測量方案：（8分）傳感器安裝在工作臺上，直接測量工作臺的位移?？蛇x用光柵式位移器、感應(yīng)同步器或者電位計式位移傳感器。誨臺電機(jī)誨臺電機(jī)1.（14分）解：等效慣量可以分為以下幾個部分來計算（1）電機(jī)軸上的元件（齒輪1）。產(chǎn)工i=L2XJ0-1kg?m2（2）中間軸上的元件（齒掄幻/，2=±Jw=/xi.gXJG-3=4「75X】。*kg?n/<3）負(fù)載軸上的元件（絲杠、工作臺）絲杠慣量;=2X10-3=2X10-3kg?m*32 32工作臺折算到絲杠上的慣量士/r