機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)2014

機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)

題型:填空題簡(jiǎn)答題論述題計(jì)算題1、什么是機(jī)電一體化？請(qǐng)舉出5種實(shí)際生活中常用的幾種機(jī)電一體化產(chǎn)品2、一個(gè)典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，應(yīng)包含哪些幾個(gè)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(diǎn)？4、滾珠絲杠副有什么特點(diǎn)？在使用中應(yīng)該注意什么？5、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是什么？6、同步帶傳動(dòng)有什么特點(diǎn)？7、機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動(dòng)比分配原則有哪些？8、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(biāo)？10、傳感器的作用是什么？如何選用？11、說(shuō)說(shuō)從機(jī)械系統(tǒng)方面如何保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的高性能？12、試擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)方案與檢測(cè)方案并進(jìn)行說(shuō)明。13、說(shuō)說(shuō)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)各自的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍14、機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求是什么？15、試舉例說(shuō)明單片機(jī)、PLC、工控機(jī)幾種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。16、試述電動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)各自的特點(diǎn)及選擇依據(jù)。17、試分析家用變頻空調(diào)的計(jì)算機(jī)控制原理。18、試分析機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中摩擦和阻尼比的選擇原則。19、在計(jì)算機(jī)和外部交換信息中，數(shù)據(jù)傳輸方式有哪兩種類(lèi)型？20、微機(jī)控制系統(tǒng)中的輸入與輸出通道有哪幾種？21、干擾對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)有什么影響？在機(jī)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(xún)是計(jì)算機(jī)控制中的主要I/O方式，試論述其優(yōu)、缺點(diǎn)。

已知電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三自由度位置控制系統(tǒng)，單個(gè)自由度的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖所示。試說(shuō)明單自由度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的兩種測(cè)量方案機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)給傳動(dòng)與檢測(cè)方案三、步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)每接受一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)固定的角度3、步進(jìn)電機(jī)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(chēng)為“一拍”四、步進(jìn)電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)1、脈沖當(dāng)量δ：步進(jìn)電機(jī)每接受一個(gè)脈沖時(shí)，工作臺(tái)走過(guò)的位移單位為mm/pulseδ=0.001～0.0025精密機(jī)床0.005～0.01數(shù)控機(jī)床0.1～0.15一般機(jī)床角脈沖當(dāng)量δα：就是步距角α(°/pulse)當(dāng)通過(guò)中間傳動(dòng)裝置時(shí)，角脈沖當(dāng)量δα為：M驅(qū)動(dòng)器指令脈沖如下圖，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)絲杠螺母副帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其脈沖當(dāng)量δ為：Z1Z2設(shè)計(jì)時(shí)，先根據(jù)運(yùn)動(dòng)精度選定δ，再根據(jù)負(fù)載確定步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)α，并選定絲杠的導(dǎo)程p,計(jì)算出傳動(dòng)比i后，最后設(shè)計(jì)傳動(dòng)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(fù)載折合到步進(jìn)電機(jī)軸的負(fù)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(fù)雜和經(jīng)濟(jì)程度，一般取相數(shù)較少的。3、最高運(yùn)行頻率與速度關(guān)系.根據(jù)工作臺(tái)的最高速度vmax選擇步進(jìn)電機(jī)最高運(yùn)行頻率fmax由得注意量綱：vmax(m/min)4、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與加減速性能步進(jìn)電機(jī)的加減速性能與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所產(chǎn)生的慣性力矩有關(guān)慣性力矩：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角加速度越大，步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率越低，加減速性能越差，越容易失步。通過(guò)減小步距角和減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量改善啟動(dòng)、加減速性能5、電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算作用在步進(jìn)電機(jī)軸的總的負(fù)載轉(zhuǎn)矩按下式計(jì)算：其中：Jm是電機(jī)軸自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（Kg.m2）Jd是系統(tǒng)折算到電機(jī)軸的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（Kg.m2）是電機(jī)啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)的角加速度（rad/s2）F作用在工作臺(tái)的摩擦力（N）FW作用在工作臺(tái)的外力（N）伺服系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的總效率（取0.7—0.85）絲杠螺母預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率（取0.9）F0絲杠螺母預(yù)緊時(shí)的力（N）P是絲杠螺距（mm）i是總傳動(dòng)比如圖所示電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，已知工作臺(tái)的質(zhì)量和負(fù)載力,最大加速度已知,絲杠直徑為d,導(dǎo)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(jì)算電機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(shí)柔輪的轉(zhuǎn)速n1;

(2)柔輪固定時(shí)剛輪的轉(zhuǎn)速n2（1）剛輪固定時(shí)：

（2）柔輪固定時(shí)

2、已知某一線性電位器的測(cè)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(shí)的相應(yīng)電阻Rx=，電位器的工作電壓Vi=,負(fù)載電阻為RL。(1)已測(cè)得輸出電壓Vo=,求RL。(2)試計(jì)算此時(shí)的測(cè)量誤差。A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)

模數(shù)(A/D)和數(shù)模(D/A)分辨率;

用輸出二進(jìn)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(lái)表示正、負(fù)符號(hào)，其余7位表示信號(hào)幅值，則最末一位數(shù)字