機電系統(tǒng)設(shè)計復習2014

機電系統(tǒng)設(shè)計復習

題型:填空題簡答題論述題計算題1、什么是機電一體化？請舉出5種實際生活中常用的幾種機電一體化產(chǎn)品2、一個典型的機電一體化產(chǎn)品，應包含哪些幾個基本要素？它們的作用是什么？3、滾珠絲杠副有哪幾種支承方式？各有什么特點？4、滾珠絲杠副有什么特點？在使用中應該注意什么？5、導向機構(gòu)的作用是什么？6、同步帶傳動有什么特點？7、機電一體化系統(tǒng)中傳動比分配原則有哪些？8、步進電機的驅(qū)動有哪幾部分組成？各有什么作用？9、傳感器的靜態(tài)特性有哪些指標？10、傳感器的作用是什么？如何選用？11、說說從機械系統(tǒng)方面如何保證機電一體化系統(tǒng)的高性能？12、試擬定機電一體化系統(tǒng)進給系統(tǒng)機械傳動方案與檢測方案并進行說明。13、說說步進電動機、直流電動機、交流電動機各自的特點及應用范圍14、機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對傳動機構(gòu)的基本要求是什么？15、試舉例說明單片機、PLC、工控機幾種工業(yè)控制計算機的應用領(lǐng)域。16、試述電動、氣動和液動各自的特點及選擇依據(jù)。17、試分析家用變頻空調(diào)的計算機控制原理。18、試分析機電系統(tǒng)設(shè)計中摩擦和阻尼比的選擇原則。19、在計算機和外部交換信息中，數(shù)據(jù)傳輸方式有哪兩種類型？20、微機控制系統(tǒng)中的輸入與輸出通道有哪幾種？21、干擾對機電一體化系統(tǒng)有什么影響？在機電一體化系統(tǒng)中常用的抗干擾措施有哪些？22、中斷和查詢是計算機控制中的主要I/O方式，試論述其優(yōu)、缺點。

已知電機驅(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。試說明單自由度驅(qū)動系統(tǒng)的兩種測量方案機電一體化設(shè)備進給傳動與檢測方案三、步進電機的性能參數(shù)1、齒距角αz：轉(zhuǎn)子相鄰兩齒的夾角2、步距角α：步進電機每接受一個脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個固定的角度3、步進電機轉(zhuǎn)速與脈沖頻率的關(guān)系m：定子繞組相數(shù)Z：轉(zhuǎn)子的齒數(shù)k：通電狀態(tài)系數(shù)K=1單拍K=2單雙拍定子繞組每改變一次通電的方式，稱為“一拍”四、步進電機參數(shù)設(shè)計1、脈沖當量δ：步進電機每接受一個脈沖時，工作臺走過的位移單位為mm/pulseδ=0.001～0.0025精密機床0.005～0.01數(shù)控機床0.1～0.15一般機床角脈沖當量δα：就是步距角α(°/pulse)當通過中間傳動裝置時，角脈沖當量δα為：M驅(qū)動器指令脈沖如下圖，步進電機通過絲杠螺母副帶動工作臺運動時，其脈沖當量δ為：Z1Z2設(shè)計時，先根據(jù)運動精度選定δ，再根據(jù)負載確定步進電機的參數(shù)α，并選定絲杠的導程p,計算出傳動比i后，最后設(shè)計傳動齒輪的各參數(shù)等。2、最大靜轉(zhuǎn)矩Tmax與相數(shù)、拍數(shù)一般根據(jù)TL≤（30～50%）Tmax選擇Tmax其中TL為把負載折合到步進電機軸的負載力矩，若相數(shù)、拍數(shù)較多，可選0.5，否則選0.3，考慮控制回路的復雜和經(jīng)濟程度，一般取相數(shù)較少的。3、最高運行頻率與速度關(guān)系.根據(jù)工作臺的最高速度vmax選擇步進電機最高運行頻率fmax由得注意量綱：vmax(m/min)4、轉(zhuǎn)動慣量與加減速性能步進電機的加減速性能與轉(zhuǎn)動慣量所產(chǎn)生的慣性力矩有關(guān)慣性力矩：轉(zhuǎn)動慣量和角加速度越大，步進電機的啟動頻率越低，加減速性能越差，越容易失步。通過減小步距角和減小轉(zhuǎn)動慣量改善啟動、加減速性能5、電機負載轉(zhuǎn)矩計算作用在步進電機軸的總的負載轉(zhuǎn)矩按下式計算：其中：Jm是電機軸自身的轉(zhuǎn)動慣量（Kg.m2）Jd是系統(tǒng)折算到電機軸的總的轉(zhuǎn)動慣量（Kg.m2）是電機啟動、制動時的角加速度（rad/s2）F作用在工作臺的摩擦力（N）FW作用在工作臺的外力（N）伺服系統(tǒng)傳動鏈的總效率（取0.7—0.85）絲杠螺母預緊時的傳動效率（取0.9）F0絲杠螺母預緊時的力（N）P是絲杠螺距（mm）i是總傳動比如圖所示電機驅(qū)動系統(tǒng)，已知工作臺的質(zhì)量和負載力,最大加速度已知,絲杠直徑為d,導程t,齒輪減數(shù)比為i,總效率為，忽略絲杠慣量的影響，要求計算電機的驅(qū)動力矩。

已知諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Z1,剛輪齒數(shù)Z2，波發(fā)生器的轉(zhuǎn)速nH。試求：(1)剛輪固定時柔輪的轉(zhuǎn)速n1;

(2)柔輪固定時剛輪的轉(zhuǎn)速n2（1）剛輪固定時：

（2）柔輪固定時

2、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=，電刷位移為X時的相應電阻Rx=，電位器的工作電壓Vi=,負載電阻為RL。(1)已測得輸出電壓Vo=,求RL。(2)試計算此時的測量誤差。A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標

模數(shù)(A/D)和數(shù)模(D/A)分辨率;

用輸出二進制數(shù)碼的位數(shù)表示。位數(shù)越多，量化誤差越小，分辨力越高。常用有8位、10位、12位、16位等。

例如，某A／D轉(zhuǎn)換器輸入模擬電壓的變化范圍為-10V～+10V，轉(zhuǎn)換器為8位，若第一位用來表示正、負符號，其余7位表示信號幅值，則最末一位數(shù)字