機(jī)電一體化要點(diǎn)

一.填空1.機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械學(xué)與電子學(xué)的結(jié)合；一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)包含：機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感與檢測(cè)局部和控制與信息處理五局部。2.機(jī)電一體化系統(tǒng)包括機(jī)械技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、伺服技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)信息處理技術(shù)、總體等相關(guān)技術(shù)。3機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)總傳動(dòng)比確定的最正確選擇方案有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原那么、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原那么、質(zhì)量最小原那么。4.機(jī)電一體化系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、動(dòng)力源、執(zhí)行元件、傳感器、和機(jī)構(gòu)五大要素組成5.機(jī)電一體化系統(tǒng)的接口有變換調(diào)整和輸入輸出兩大功能。6.變換調(diào)整功能有零接口、無(wú)源接口、有源接口、智能接口四種接口，輸入輸出功能分為機(jī)械接口、物理接口、信息接口、和環(huán)境接口四種接口。7.工業(yè)三大要素物質(zhì)、信息、能量。8.機(jī)電一體化系統(tǒng)的共性關(guān)鍵技術(shù)有檢測(cè)傳感技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。9.導(dǎo)軌由承導(dǎo)件和運(yùn)動(dòng)件組成。10.導(dǎo)軌的種類(lèi)：滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌、氣體液體導(dǎo)軌、彈性摩擦導(dǎo)軌。11.軸系部件的設(shè)計(jì)的根本要求有方向精度和置中精度、摩擦阻力距的大小、許用載荷、對(duì)溫度的敏感性、耐磨性及磨損的可補(bǔ)償性、抗震性、本錢(qián)。12.機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的根本要求有精密化、高速化、小型輕量化。13.機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件可分為電動(dòng)式、液動(dòng)式和氣動(dòng)式。14.滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種。15.機(jī)電一體化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括性能指標(biāo)、系統(tǒng)功能、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益。16.在伺服系統(tǒng)中，在滿足系統(tǒng)工作要求的情況下，首先應(yīng)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度，并盡量高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度。17．機(jī)電一體化系統(tǒng)〔產(chǎn)品〕設(shè)計(jì)類(lèi)型大致可分為開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變參數(shù)設(shè)計(jì)。12.在應(yīng)用力—電壓相似原理建立機(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型時(shí)，力對(duì)應(yīng)電壓、位移對(duì)應(yīng)電荷、速度對(duì)應(yīng)電流、質(zhì)量對(duì)應(yīng)電感、粘滯阻尼系數(shù)對(duì)應(yīng)電阻、彈簧柔度對(duì)應(yīng)電容、自由度對(duì)應(yīng)閉合回路。13.傳感器的靈敏度反映了被測(cè)量的數(shù)值處在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，輸出量的變化量與輸入量的變化量的比值。14.電容式位移傳感器是將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電容量變化的裝置。15.測(cè)速發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻越大，其線性度越好。17.步進(jìn)電機(jī)的步距角指在一個(gè)電脈沖的作用下，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移。18.諧波齒輪傳動(dòng)的三個(gè)主要部件是：剛輪、柔輪和諧波發(fā)生器。19.直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性指當(dāng)控制電壓Ua一定時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系；調(diào)節(jié)特性指在輸出轉(zhuǎn)矩一定時(shí)，轉(zhuǎn)速與控制電壓之間的關(guān)系。20.順序控制系統(tǒng)是按照預(yù)先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，順序控制器通常用PLC。21.某光柵的條紋密度是50條/mm，光柵條紋間的夾角θ=0.001孤度，那么莫爾條紋的寬度是20mm。22.連續(xù)路徑控制類(lèi)中為了控制工具沿任意直線或曲線運(yùn)動(dòng)，必須同時(shí)控制每一個(gè)軸的_位置和速度_，使它們同步協(xié)調(diào)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。某4極交流感應(yīng)電機(jī)，電源頻率為50Hz，轉(zhuǎn)速為1470r/min，那么轉(zhuǎn)差率為0.02。23.齒輪傳動(dòng)的總等效慣量與傳動(dòng)級(jí)數(shù)增加而減小。24.累計(jì)式定時(shí)器工作時(shí)有2種。25.復(fù)合控制器必定具有前饋控制器。26.鉆孔、點(diǎn)焊通常選用簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)控制類(lèi)型。27.實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電環(huán)形分配的三種常用方法是采用計(jì)算機(jī)軟件分配器、小規(guī)模集成電路搭接的硬件分配器、專(zhuān)用模塊分配器。28．抑制電磁干擾的常用方法有屏蔽、隔離、濾波、接地、合理布局和軟件抗干擾技術(shù)。29．實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電環(huán)形分配的三種常用方法是采用計(jì)算機(jī)軟件分配器、小規(guī)模集成電路搭接的硬件分配器、專(zhuān)用模塊分配器。30．抑制電磁干擾的常用方法有屏蔽、隔離、濾波、接地、合理布局和軟件抗干擾技術(shù)。簡(jiǎn)述題1機(jī)電一體化：機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、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)械裝置與微電子技術(shù)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱2.自動(dòng)控制：由控制裝置自動(dòng)進(jìn)行操作的控制。3.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)：無(wú)反應(yīng)的控制系統(tǒng)。4.逆變器：把固定的直流電變成固定或可調(diào)的交流電的DC/AC變流器。5.PWM：通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖的寬度改變負(fù)載電壓平均值的脈寬調(diào)制斬波器。6.伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度及動(dòng)力輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。7.閉環(huán)控制系統(tǒng)是指具有反應(yīng)的控制系統(tǒng)。1.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)的特點(diǎn)？機(jī)電一體化系統(tǒng)的一大特點(diǎn)是由于機(jī)電一體化系統(tǒng)的微電子裝置取代了人對(duì)機(jī)械的絕大局部的控制，并加以延伸和擴(kuò)大，克服了人體能力的缺乏和弱點(diǎn)；另一大特點(diǎn)是節(jié)省能源和材料消耗。這些特點(diǎn)正是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)高性能化、智能化、省能省資源化及輕薄短小化的重要原因。2.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)〔或產(chǎn)品〕的設(shè)計(jì)類(lèi)型。機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)類(lèi)型大致有以下三種：開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)和變異性設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)是沒(méi)有任何參照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。適應(yīng)性設(shè)計(jì)是在總的方案原理根本保持不變的情況下，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價(jià)值。變異性設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸，使之適應(yīng)于量的方面的要求。3.測(cè)量：是人們借助于專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，通過(guò)一定的方法對(duì)被測(cè)對(duì)象收集信息，取得數(shù)據(jù)概念的過(guò)程。4.靈敏度：在穩(wěn)態(tài)下，輸出的變化量ΔY與輸入的變化量ΔX的比值。即為傳感器靈敏度。S=dy/dx=ΔY/ΔX5.壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定的方向?qū)λ┘恿Χ顾a(chǎn)生變形時(shí)，內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)外表上將產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又重新恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng)。6.動(dòng)態(tài)誤差：動(dòng)態(tài)誤差在被測(cè)量隨時(shí)間變化過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量時(shí)所產(chǎn)生的附加誤差稱為動(dòng)態(tài)誤差。7.傳感器：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、根本電路。感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量的測(cè)量裝置。8.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類(lèi)型?單電源驅(qū)動(dòng)電路雙電源驅(qū)動(dòng)電路斬波限流驅(qū)動(dòng)電路恒流源驅(qū)動(dòng)電路9.什么是三相六拍通電方式？如果步進(jìn)電動(dòng)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A→AB→B→BC→C→CA→…9.什么是步進(jìn)電機(jī)的使用特性?步距誤差步距誤差直接影響執(zhí)行部件的定位精度。最大靜轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在某相始終通電而處于靜止不動(dòng)狀態(tài)時(shí)，所能承受的最大外加轉(zhuǎn)矩，亦即所能輸出的最大電磁轉(zhuǎn)矩，它反映了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能力和低速步進(jìn)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載能力。啟動(dòng)矩一頻特性空載時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止突然啟動(dòng)，并不失步地進(jìn)入穩(wěn)速運(yùn)行所允許的最高頻率稱為最高啟動(dòng)頻率。啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩有關(guān)。運(yùn)行矩頻特性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)所能接受的最高頻率稱為最高工作頻率，它與步距角一起決定執(zhí)行部件的最大運(yùn)行速度。最大相電壓和最大相電流分別是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每相繞組所允許施加的最大電源電壓和流過(guò)的最大電流。2.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常應(yīng)該遵循的一些根本原那么。機(jī)電一體化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常應(yīng)該遵循的一些根本原那么:任務(wù)分配原那么：根據(jù)產(chǎn)品的性能，有時(shí)相同的功能可以由不同的零件來(lái)承當(dāng)；有時(shí)不同的功能又可以由同一個(gè)零件來(lái)承當(dāng)。自補(bǔ)償原那么：通過(guò)技術(shù)系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)或相互關(guān)系，產(chǎn)生加強(qiáng)功能、減載或平衡作用。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變?cè)獦?gòu)造的解空間中尋找出最優(yōu)解。力傳遞原那么：盡量縮短力流傳遞路線；盡量使力流變化緩慢。力平衡原那么：利用零件本身的結(jié)構(gòu)抵消附加的載荷。穩(wěn)定性原那么：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該使其結(jié)構(gòu)即使在受到力的作用時(shí)也能處于穩(wěn)定狀態(tài)。等強(qiáng)度原那么。降低噪聲。簡(jiǎn)述PWM脈寬調(diào)速原理。在一個(gè)周期T內(nèi)閉合的時(shí)間為τ，那么一個(gè)外加的固定直流電壓U被按一定的頻率開(kāi)閉的開(kāi)關(guān)S加到電動(dòng)機(jī)的電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號(hào)，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(dǎo)通率〔或稱占空比〕。當(dāng)T不變時(shí)，只要改變導(dǎo)通時(shí)間，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。當(dāng)從0~T改變時(shí)，Ud由零連續(xù)增大到U。分析題〔一〕、分析、說(shuō)明如下圖計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中信號(hào)變換與傳輸?shù)倪^(guò)程、原理。采樣過(guò)程是用采樣開(kāi)關(guān)〔或采樣單元〕將模擬信號(hào)按一定時(shí)間間隔抽樣成離散模擬信號(hào)的過(guò)程。因采樣后得到的離散模擬信號(hào)本質(zhì)上還是模擬信號(hào)，未數(shù)量化，不能直接送入計(jì)算機(jī)，故還需經(jīng)數(shù)量化，變成數(shù)字信號(hào)才能被計(jì)算機(jī)接受和處理。量化過(guò)程〔簡(jiǎn)稱量化〕就是用一組數(shù)碼〔如二進(jìn)制碼〕來(lái)逼近離散模擬信號(hào)的幅值，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由于計(jì)算機(jī)的數(shù)值信號(hào)是有限的，因此用數(shù)碼來(lái)逼近模擬信號(hào)是近似的處理方法。信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)后經(jīng)其處理經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出。D/A轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的裝置。模擬量輸出主要由D/A轉(zhuǎn)換器和輸出保持器組成。它們的任務(wù)是把微機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。多路模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式，主要取決于輸出保持器的結(jié)構(gòu)形式。保持器一般有數(shù)字保持方案和模擬保持方案兩種。這就決定了模擬量輸出通道的兩種根本結(jié)構(gòu)形式。撥銷(xiāo)盤(pán)；2撥銷(xiāo)盤(pán)；2—鎖緊弧；3—槽輪；4—定位弧；5—撥銷(xiāo)答：工作原理是：撥銷(xiāo)盤(pán)以不變的角速度旋轉(zhuǎn)，撥銷(xiāo)轉(zhuǎn)過(guò)2β角時(shí)，槽輪轉(zhuǎn)過(guò)相鄰兩槽間的夾角2α，在撥銷(xiāo)轉(zhuǎn)過(guò)其余局部的2(π-β)角時(shí)，槽輪靜止不動(dòng)，直到撥銷(xiāo)進(jìn)入下一個(gè)槽內(nèi)，又重復(fù)以上循環(huán)。2.對(duì)于圖示的支承結(jié)構(gòu)，應(yīng)用力傳遞原理說(shuō)明哪種支承的剛性最好？哪種支承的剛性最差？〔a〕〔b〕〔c〕〔d〕〔e〕〔a〕〔b〕〔c〕〔d〕〔e〕答：圖(a)中由于力的傳遞路線最短，所以剛性最