《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性作業(yè)及答案

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1、機(jī)電一體化系統(tǒng) 1 機(jī)電一體化系統(tǒng) 機(jī)電一體化系統(tǒng) 作業(yè)1 姓 名： 學(xué) 員： 得 分： 教師簽字： # 機(jī)電一體化系統(tǒng) # 機(jī)電一體化系統(tǒng) 一、填空題 1機(jī)電一體化包括六大共性關(guān)鍵技術(shù)：精密機(jī)械技術(shù)、 、信息處理 # 機(jī)電一體化系統(tǒng) # 機(jī)電一體化系統(tǒng) 技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)禾廿 2 ?機(jī)電一體化的產(chǎn)生與迅速發(fā)展的根本原因在于社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步。系統(tǒng)工程、控制論和信息 論是機(jī)電一體化的 基礎(chǔ)，也是機(jī)

2、電一體化技術(shù)的 。微電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體大 規(guī)模集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步，則為機(jī)電一體化技術(shù)奠定了 基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展有一 個(gè)從 狀況向 方向發(fā)展的過程。 3. —個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、 、 、執(zhí)行 部分、控制及信息處理部分和接口。 4. 機(jī)電一體化系統(tǒng)對動(dòng)力部分的要求是用盡可能 的動(dòng)力輸入獲得盡可能 的功能輸出。 5?根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)匹配性要求，要求執(zhí)行部分的剛性 、重量 、實(shí)現(xiàn)組件化、標(biāo)準(zhǔn)化 和系列化，提高系統(tǒng)整體 。 6. 機(jī)電一體化系統(tǒng)一方面要求驅(qū)動(dòng)的高 和快速 ，同時(shí)要求對水、油、溫度、塵埃 等外部環(huán)境的

3、和 。 7. 自動(dòng)控制技術(shù)的目的在于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的目標(biāo) 。 8伺服傳動(dòng)技術(shù)就是在 的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求運(yùn)動(dòng)， 并具有良好的 。 9. 擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法可歸結(jié)為 、 和 。 10. 機(jī)電一體化系統(tǒng)對機(jī)械傳動(dòng)部件的摩擦特性的要求為：靜摩擦力盡可能 ，動(dòng)摩擦力應(yīng)盡為 可能小的 斜率，若為 斜率則易產(chǎn)生爬行，降低精度，減少壽命。 ".運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械部件易產(chǎn)生振動(dòng)，其振幅取決于系統(tǒng)的阻尼和固有頻率，系統(tǒng)的阻尼越 ，最大 振幅越 ，其衰減越快。 12 ?在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮阻尼對伺服系統(tǒng)的影響，一般取阻尼比 E在 到 之

4、間的欠阻尼系統(tǒng)， 這樣既能保證振蕩在一定的范圍內(nèi)，過渡過程較平穩(wěn)，過渡時(shí)間較短，又具有較高的靈敏度。 13 ?間隙將使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生 ，影響伺服系統(tǒng)中位置環(huán)的 。 14 ?在伺服系統(tǒng)中，通常采用 原則選擇總傳動(dòng)比，以提高伺服系統(tǒng)的 。 二、 選擇題 1 ?機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素之一：接口的基本功能是（ ） A .交換 B .放大 C .傳遞 D .以上三者 2. 機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心是（ ） A .動(dòng)力部分 B.執(zhí)行機(jī)構(gòu) C.控制器 D .接口 3. 機(jī)電一體化系統(tǒng)中，根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作這一功能的是（ ）。 A .機(jī)械本體 B .動(dòng)力部分

5、 C .控制器 D .執(zhí)行機(jī)構(gòu) 4. 在設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)裝置時(shí)， 對于轉(zhuǎn)動(dòng)精度要求高的降速齒輪傳動(dòng)鏈， 可按什么原則進(jìn)行設(shè)計(jì) （ ）。 A .輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小 B .等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小 C .質(zhì)量最小 D.質(zhì)量最大 5. 對于要求質(zhì)量盡可能小的降速傳動(dòng)鏈，可按什么原則進(jìn)行設(shè)計(jì)（ ） A .輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小 B .等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小 C .重量最輕 D .重量最大 三、 名詞解釋 系統(tǒng)總體技術(shù)一一 四、 簡述題 簡述機(jī)電一體化技術(shù)方向。 3 機(jī)電一體化系統(tǒng) 2?機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的最基本要素，請你說說它的作用及設(shè)計(jì)要求。 3?機(jī)電一體化系統(tǒng)中影響傳動(dòng)鏈的

6、動(dòng)力學(xué)性能的因素有哪些? 五、計(jì)算題 某齒輪系中，設(shè)i = 65，傳動(dòng)級數(shù)n = 3的小功率傳動(dòng)，試按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。 并驗(yàn)算之。 4 機(jī)電一體化系統(tǒng) 5 機(jī)電一體化系統(tǒng) 機(jī)電一體化系統(tǒng) 作業(yè)2 姓 名： 學(xué) 員： 得 分： 教師簽字： 一、填空題 i ?常用的直線位移測量傳感器有 等 （只要說出其中的三種） 2 ?光柵是一種位置檢測元件，它的特點(diǎn)是測量精度 ，響應(yīng)速度 和量程范圍 。 3?感應(yīng)同步器根據(jù)勵(lì)磁繞組供電電壓形式不同，分為 測量方式和 測量方式。 4 ?數(shù)字濾波的方法有很多種， 可

7、以根據(jù)不同的測量參數(shù)進(jìn)行選擇， 成用的數(shù)字濾波方法有 法、 中 、 和 。 二、選擇題 1 ?將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化的是（ ）傳感器。 A .應(yīng)變式 B .電容式 C .壓電式 D .熱電式 1. （ ）是指傳感器的實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的偏差。 A .靈敏度 B .遲滯性 C.線性度 D.重復(fù)性 3 ?只能進(jìn)行角位移測量的傳感器是（ ） B.電感式傳感器 D.光電編碼盤 A .電容傳感器 C .光柵 三、名詞解釋 1.傳感器一一 2.傳感器的靜態(tài)特性 3 ?傳感器的線性度 4. 電容式傳感器一 5 ?隔離放大器一一 四、簡述題 1.

8、在機(jī)電一體化測控系統(tǒng)中，對被測參量用軟件進(jìn)行“線性化”處理的方法有哪些？各適用于什么場 合？ 2 .數(shù)字濾波與硬件 RC濾波器相比有哪些優(yōu)點(diǎn)? 答： 6 機(jī)電一體化系統(tǒng) 機(jī)電一體化系統(tǒng) 作業(yè)3 姓 名： 學(xué) 員： 得 分： 教師簽字： 一、填空題 i?一般說來，伺服系統(tǒng)的基本組成可包含 、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測裝置。 2 ?伺服中的控制器通常由 組成，常用的控制算法有 和 等。 7 機(jī)電一體化系統(tǒng) # 機(jī)電一體化系統(tǒng) 3?執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由伺服電動(dòng)機(jī)或液壓伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)裝置等組成。目前，采用 作為驅(qū)動(dòng)

9、元件的執(zhí)行機(jī)構(gòu)占據(jù)較大的比例。 4?伺服電動(dòng)機(jī)是電氣伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其作用是把 轉(zhuǎn)換為 。 5. PWM功率放大器的基本原理是： 利用大功率器件的 作用，將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定 的 方波電壓，通過對方波脈沖的控制，改變輸出電壓的平均值。 6 ?經(jīng)典控制理論校正系統(tǒng)的方法，通常有 和 兩種。 7 ?目前常將交流伺服系統(tǒng)按其選用不同的電動(dòng)機(jī)分為兩大類： 和異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)。 異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)的伺服系統(tǒng)，多用于 。 &步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的種類很多，按其主電路結(jié)構(gòu)分：有 驅(qū)動(dòng)和 驅(qū)動(dòng)兩種。 9?計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類型有： 、 、 和 等。 10 ?計(jì)算機(jī)的控制

10、理論分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論。經(jīng)典控制理論是 的系統(tǒng)，現(xiàn) 代控制理論可以分析 的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等復(fù)雜控制。 11 ?工業(yè)控制計(jì)算機(jī)由 和 兩大部分組成。 12 ?從設(shè)計(jì)思路看，設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器可歸納為 設(shè)計(jì)法和 設(shè)計(jì)法。 二、選擇題 1 ?將脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件是（ ） A ?旋轉(zhuǎn)變壓器 B交流伺服電動(dòng)機(jī) C.步進(jìn)電動(dòng)機(jī) D.光電編碼盤 2 ?如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為 U、V、W，其通電順序?yàn)?U—； V—； W—； U,則這種分配方式為（ ） A ?三相三拍 B.三相四拍 C.三相六拍 D ?雙三拍 3?由電信號處理部分和液壓功率

11、輸出部分組成的控制系統(tǒng)是（ ） A .交流伺服系統(tǒng) B .直流伺服系統(tǒng) C .電液伺服系統(tǒng) D .步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 4?數(shù)字PID調(diào)節(jié)器中，哪部分的調(diào)節(jié)作用并不很明顯，甚至沒什么作用（ ） A .積分部分 B .微分部分 C.比例部分 D .都不明顯 5. 不完全微分PID調(diào)節(jié)器是在一般 PID調(diào)節(jié)器加上什么環(huán)節(jié)而構(gòu)成的（ ） A .并入一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié) B.串入一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié) C.并入一個(gè)二階慣性環(huán)節(jié) D .串入一個(gè)二階慣性環(huán)節(jié) 三、名詞解釋 1. 伺服—— 2. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 3. 整流器一一 4. 斬波器一一 5. 直流伺服系統(tǒng)—— 6. 旋轉(zhuǎn)變壓器一一

12、 7. 交流伺服系統(tǒng)一一 8電液伺服系統(tǒng)一一 9.直接數(shù)字控制系統(tǒng)一一 四、簡述題 1伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)復(fù)合哪些基本要求? U、V、W，寫出則三 2 ?什么是環(huán)行分配器？實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配有哪些方法？如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為 相六拍的通電順序。 ?請你說說分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)？。 9 機(jī)電一體化系統(tǒng) 、填空題 1?工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展通?？蓜澐譃槿?，第一代是指可編程工業(yè)機(jī)器人（示教再現(xiàn)機(jī)器人） 是指 ;第三代是指 10 機(jī)電一體化系統(tǒng) # 機(jī)電一體化系統(tǒng) 2?工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)可以從不同角度進(jìn)行分類，按軌跡控制方式的不同，可分為 2.

13、 柔性制造系統(tǒng)按機(jī)床臺數(shù)和工序數(shù)可分為: 和柔性制造工廠（FMF ）四種類型。 3. 制造企業(yè)的 CIMS功能模型通常包括: 和計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量分系統(tǒng)（ CAQ ）四個(gè)應(yīng)用（功能）分系統(tǒng)。 二、選擇題 1. 工業(yè)機(jī)器人的自由度數(shù)取決于什么所要求的動(dòng)作（ A .作業(yè)目標(biāo) B.靈活程度 C.控制方式 D .驅(qū)動(dòng)方式 2.對進(jìn)行二維平面作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人需要幾個(gè)自由度（ A .一個(gè) B .二個(gè) C.三個(gè) D .四個(gè) 3.目前，大部分工業(yè)機(jī)器人多采用多少級計(jì)算機(jī)控制（ A .一級 B .二級 C .三級 D .四級 4.對于只進(jìn)行二維平面作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人只需要三自由度，若要使

14、操作具有隨意的位姿，則工業(yè)機(jī)器 人至少需要幾個(gè)自由度（ A .四個(gè) B .五個(gè) C .六個(gè) D .八個(gè) 5. FMS適用于下述何種生產(chǎn)類型（ A .單件、小批 B .大批量、多品種  6 ?由能量自動(dòng)分配及輸送子系統(tǒng)和能量自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所組成的系統(tǒng)稱為（ ） A .加工系統(tǒng) B .物料系統(tǒng) C .能量系統(tǒng) D .信息系統(tǒng) 7.由過程控制子系統(tǒng)和過程監(jiān)視子系統(tǒng)所組成的系統(tǒng)屬于柔性制造系統(tǒng)中的（ ） A .加工系統(tǒng) B.物料系統(tǒng) C.能量系統(tǒng) D .信息系統(tǒng) CIMS 8支持生產(chǎn)計(jì)劃和控制、銷售、采購、倉庫、財(cái)會(huì)等功能，用以處理生產(chǎn)任務(wù)的信息的系統(tǒng)屬于 功能模型中哪

15、一應(yīng)用分系統(tǒng)（ ）。 A .管理信息分系統(tǒng)（MIS ） B .技術(shù)信息分系統(tǒng)（TIS） C.制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS ） D .計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)（ CAQ ） 9.包括CAD、CAPP和NCP （數(shù)控程序編制）等子系統(tǒng)，用以支持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)個(gè)工藝準(zhǔn)備等功能, 處理有關(guān)結(jié)構(gòu)方面的信息的系統(tǒng)屬于 CIMS功能模型中哪一應(yīng)用分系統(tǒng)（ ）。 A .管理信息分系統(tǒng)（MIS ） B .技術(shù)信息分系統(tǒng)（TIS ） C.制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS ） D .計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)（ CAQ ） 三、 名詞解釋 1. 機(jī)器人一一 2 .柔性制造系統(tǒng)（FMS ）―― 四、 簡述題 1. 簡述

16、工業(yè)機(jī)器人的三個(gè)重要特性。 何為柔性制造系統(tǒng)？應(yīng)具備的功能有哪些? 12 機(jī)電一體化系統(tǒng) 2. 何為柔性制造系統(tǒng)？按機(jī)床臺數(shù)和工序，柔性制造系統(tǒng)可分為哪幾種類型? 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性考核作業(yè)（一）答案 一、填空題 1機(jī)電一體化包括六大共性關(guān)鍵技術(shù)： 精密機(jī)械技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、 自動(dòng)控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)。 2 ?機(jī)電一體化的產(chǎn)生與迅速發(fā)展的根本原因在于社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步。系統(tǒng)工程、控制論和信息 論是機(jī)電一體化的 理論基礎(chǔ)，也是機(jī)電一體化技術(shù)的 方法論。微電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體大規(guī)模集成 電路制造技術(shù)的進(jìn)步，則為機(jī)電一體化技術(shù)奠

17、定了 物質(zhì)基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展有一個(gè)從 自發(fā)狀 況向自為方向發(fā)展的過程。 3. —個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、 動(dòng)力部分、傳感檢測部分、執(zhí) 行部分、控制及信息處理部分和接口。 4?機(jī)電一體化系統(tǒng)對動(dòng)力部分的要求是用盡可能 小的動(dòng)力輸入獲得盡可能 大的功能輸出。 5?根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)匹配性要求，要求執(zhí)行部分的剛性 提高、重量減輕、實(shí)現(xiàn)組件化、標(biāo)準(zhǔn)化和系 列化，提高系統(tǒng)整體可靠性。 6.機(jī)電一體化系統(tǒng)一方面要求驅(qū)動(dòng)的高 效率和快速響應(yīng)特性，同時(shí)要求對水、油、溫度、塵埃等外部 環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性。 7?自動(dòng)控制技術(shù)的目的在于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)

18、的目標(biāo) 最佳化。 8伺服傳動(dòng)技術(shù)就是在 控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求運(yùn)動(dòng)，并 具有良好的 動(dòng)態(tài)性能。 9?擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法可歸結(jié)為 替代法、整體設(shè)計(jì)法和組合法。 10?機(jī)電一體化系統(tǒng)對機(jī)械傳動(dòng)部件的摩擦特性的要求為：靜摩擦力盡可能 小，動(dòng)摩擦力應(yīng)盡為可能 小的正斜率，若為 副斜率則易產(chǎn)生爬行，降低精度，減少壽命。 "?運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械部件易產(chǎn)生振動(dòng)，其振幅取決于系統(tǒng)的阻尼和固有頻率，系統(tǒng)的阻尼越 大，最大振 幅越小，其衰減越快。 12?在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮阻尼對伺服系統(tǒng)的影響，一般取阻尼比 E在0.4到0.8之間的欠阻尼系統(tǒng)，這樣 既能保

19、證振蕩在一定的范圍內(nèi)，過渡過程較平穩(wěn)，過渡時(shí)間較短，又具有較高的靈敏度。 13?間隙將使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生 回程誤差，影響伺服系統(tǒng)中位置環(huán)的 穩(wěn)定性。 14 ?在伺服系統(tǒng)中，通常采用 負(fù)載角加速度最大 原則選擇總傳動(dòng)比，以提高伺服系統(tǒng)的 響應(yīng)速度。 二、選擇題 1 ?機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素之一：接口的基本功能是（ D ） A .交換 B .放大 C .傳遞 D .以上三者 2. 機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心是（ C ） A .動(dòng)力部分 B.執(zhí)行機(jī)構(gòu) C.控制器 D .接口 3?機(jī)電一體化系統(tǒng)中，根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作這一功能的是（ D ）。 A .機(jī)械本體 B .動(dòng)力

20、部分 C .控制器 D .執(zhí)行機(jī)構(gòu) 4. 在設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)裝置時(shí)，對于轉(zhuǎn)動(dòng)精度要求高的降速齒輪傳動(dòng)鏈，可按什么原則進(jìn)行設(shè)計(jì)（ A ） A .輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小 B .等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小 C .質(zhì)量最小 D.質(zhì)量最大 5. 對于要求質(zhì)量盡可能小的降速傳動(dòng)鏈，可按什么原則進(jìn)行設(shè)計(jì)（ C ） A .輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小 B .等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小 C .重量最輕 D .重量最大 三、 名詞解釋 系統(tǒng)總體技術(shù)一一是以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)。 四、 簡述題 1簡述機(jī)電一體化技術(shù)方向。 答：按照微電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電結(jié)合的深度以及機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的要求，機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)電一體化技

21、術(shù) 方向可分為以下幾類： (1) 在原有機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用微型計(jì)算機(jī)控制裝置，使系統(tǒng)的性能提高，功能增強(qiáng)； (2) 用電子裝置局部替代機(jī)械傳動(dòng)裝置和機(jī)械控制裝置，以簡化結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)控制靈活性； (3) 用電子裝置完全替代原來執(zhí)行信息處理功能的機(jī)構(gòu)，簡化了結(jié)構(gòu)，豐富了信息傳輸?shù)膬?nèi)容， 提高了速度。 (4) 用電子裝置完全替代機(jī)械的主功能，形成特殊的加工能力； (5) 機(jī)電技術(shù)完全融合形成新型機(jī)電一體化產(chǎn)品。 2?機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的最基本要素，請你說說它的作用及設(shè)計(jì)要求。 答：機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的最基本要素，主要用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和支承部件，以完成規(guī) 定的動(dòng)作；傳遞功

22、率、運(yùn)動(dòng)和信息；支承聯(lián)接相關(guān)部件等。 機(jī)械系統(tǒng)通常是微型計(jì)算機(jī)控制伺服系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，因此，在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮一 般機(jī)械設(shè)計(jì)要求外，還必須考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)因素與整個(gè)伺服系統(tǒng)的性能參數(shù)、電氣參數(shù)的匹配，以獲得 良好的伺服性能。 3?機(jī)電一體化系統(tǒng)中影響傳動(dòng)鏈的動(dòng)力學(xué)性能的因素有哪些？ 答：機(jī)電一體化系統(tǒng)中影響傳動(dòng)鏈的動(dòng)力學(xué)性能的因素一般有以下幾方面： (1) 負(fù)載的變化 負(fù)載包括工作負(fù)載、摩擦負(fù)載等，要合理選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)鏈，使之與負(fù)載 變化相匹配。 (2) 傳動(dòng)鏈慣性 慣性既影響傳動(dòng)鏈的起停特性，又影響控制的快速性、定位精度和速度偏差的大 小。 (3) 傳動(dòng)鏈固有頻率影響系

23、統(tǒng)諧振和傳動(dòng)精度。 (4) 間隙、摩擦、潤滑和溫升 影響傳動(dòng)精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 五、 計(jì)算題 1某齒輪系中，設(shè)i= 65，傳動(dòng)級數(shù)n = 3的小功率傳動(dòng)，試按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。并 驗(yàn)算之。 2n -n 4 1 解：由式 ik 2n4 15 機(jī)電一體化系統(tǒng) 16 機(jī)電一體化系統(tǒng) 23亠 1 2 1 屛=22(2J) 65 科=27 657 =2.2131 i2 =2 22 ,22 2 \7 =3.4632 =8.4809 驗(yàn)算：i=i ”2i3i4=65 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性考核作業(yè)（二）答案

24、一、填空題 1 ?常用的直線位移測量傳感器有 電感式傳感器、電容式傳感器、差動(dòng)傳感器、感應(yīng)同步器、光柵傳感 器等（只要說出其中的三種）。 2 ?光柵是一種位置檢測元件，它的特點(diǎn)是測量精度 高，響應(yīng)速度 快和量程范圍 大。 3 ?感應(yīng)同步器根據(jù)勵(lì)磁繞組供電電壓形式不同，分為 鑒相測量方式和 鑒幅測量方式。 4?數(shù)字濾波的方法有很多種，可以根據(jù)不同的測量參數(shù)進(jìn)行選擇，成用的數(shù)字濾波方法有 算數(shù)平均值 法、中值濾波法、防脈沖干擾平均值法 和程序判斷濾波法。 選擇題 1 ?將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化的是（ B ）傳感器。 A .應(yīng)變式 B .電容式 C .壓電式 D .熱

25、電式 2. （ C ）是指傳感器的實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的偏差。 A .靈敏度 B .遲滯性 C.線性度 D.重復(fù)性 3 ?只能進(jìn)行角位移測量的傳感器是（ D ） A .電容傳感器 B.電感式傳感器 C .光柵 D.光電編碼盤 三、名詞解釋 1. 傳感器一一是借助于檢測元件接收一種形式的信息，并按一定規(guī)律將它轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。 2. 傳感器的靜態(tài)特性一一傳感器在靜態(tài)信號作用下，其輸入 -輸出的關(guān)系。 3 .傳感器的線性度一一 指傳感器的實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的偏差。 3. 電容式傳感器一一 是將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器。 4. 隔離放大器

26、一一指對輸入、輸出和電源在電流電阻彼此隔離使之沒有直接耦合的測量放大器。 四、簡述題 1. 在機(jī)電一體化測控系統(tǒng)中，對被測參量用軟件進(jìn)行“線性化”處理的方法有哪些？各適用于什么場 合？ 答：用軟件進(jìn)行“線性化”處理的方法有三種：計(jì)算法、查表發(fā)和插值法。 當(dāng)輸出電信號與傳感器的參數(shù)之間有確定的數(shù)字表達(dá)式時(shí)，就可采用計(jì)算法進(jìn)行非線性補(bǔ)償。 在機(jī)電一體化測控系統(tǒng)中，有些非線性參數(shù)的計(jì)算是非常復(fù)雜的，它們不是用一般算數(shù)運(yùn)算就可 以計(jì)算出來的，而需要涉及到指數(shù)、對數(shù)、三角函數(shù)以及積分、微分等運(yùn)算，所有這些運(yùn)算用匯編語 言編寫程序都比較復(fù)雜，有些甚至無法建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。為了解決這些問題，可以

27、采用查表法。 查表法占用的內(nèi)存單元較多，表格的編制比較麻煩，在機(jī)電一體化測控系統(tǒng)中也常利用微機(jī)的運(yùn) 算能力，使用插值法來減少列表點(diǎn)和測量次數(shù)。 2 .數(shù)字濾波與硬件 RC濾波器相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：數(shù)字濾波就是通過一定的計(jì)算或判斷來提高信噪比，它與硬件 RC濾波器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1） 數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的， 不需要任何硬件設(shè)備， 也不存在阻抗匹配問題， 可以多個(gè)通道公用， 不但節(jié)約投資，還可提高可靠性和穩(wěn)定性。 （2） 可以對頻率很低的信號實(shí)現(xiàn)濾波， 而模擬RC濾波器由于受電容容量的限制， 頻率不可能太低。 （3） 靈活性好，可以用不同的濾波程序?qū)崿F(xiàn)不同的濾波方法，或改變?yōu)V波

28、器的參數(shù)。 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性考核作業(yè)（三）答案 一、填空題 1?一般說來，伺服系統(tǒng)的基本組成可包含 控制器、功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測裝置。 2?伺服中的控制器通常由 電子線路或計(jì)算機(jī) 組成，常用的控制算法有 PID控制和最優(yōu)控制等。 3. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由伺服電動(dòng)機(jī)或液壓伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)裝置等組成。目前，采用 電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元 件的執(zhí)行機(jī)構(gòu)占據(jù)較大的比例。 4?伺服電動(dòng)機(jī)是電氣伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其作用是把 電信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 4. PWM功率放大器的基本原理是：利用大功率器件的 開關(guān)作用，將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定 頻率的方波 電壓，通過對方波脈沖的控制，改變輸出電

29、壓的平均值。 5. 經(jīng)典控制理論校正系統(tǒng)的方法，通常有 綜合法（預(yù)期特性法） 和分析法（試探法） 兩種。 7 .目前常將交流伺服系統(tǒng)按其選用不同的電動(dòng)機(jī)分為兩大類： 同步型交流伺服電動(dòng)機(jī) 和異步型交流伺 服電動(dòng)機(jī)。異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)的伺服系統(tǒng)，多用于 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和其他調(diào)速系統(tǒng) 。 &步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的種類很多，按其主電路結(jié)構(gòu)分：有 單電壓驅(qū)動(dòng)和高、低電壓 驅(qū)動(dòng)兩種。 9?計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類型有： 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng) 、監(jiān)督控制系統(tǒng) 和分布式控制系 統(tǒng)等。 10. 計(jì)算機(jī)的控制理論分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論。經(jīng)典控制理論是 單輸入一單輸出 的系統(tǒng)， 現(xiàn)

30、代控制理論可以分析多輸入一多輸出的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等復(fù)雜控制。 11. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)由 計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng) 和過程輸入/輸出系統(tǒng) 兩大部分組成。 12. 從設(shè)計(jì)思路看，設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器可歸納為 連續(xù)化 設(shè)計(jì)法和 離散化 設(shè)計(jì)法。 二、選擇題 1. 將脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件是（ C ） A .旋轉(zhuǎn)變壓器 B交流伺服電動(dòng)機(jī) C .步進(jìn)電動(dòng)機(jī) D .光電編碼盤 2 .如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為 U、V、W，其通電順序?yàn)?U >V >W > U，則這種分配方式為（ A ） A .三相三拍 B.三相四拍 C.三相六拍 D .雙三拍 3. 由電信號處理部分和液壓功率輸

31、出部分組成的控制系統(tǒng)是（ C ） A .交流伺服系統(tǒng) B .直流伺服系統(tǒng) C .電液伺服系統(tǒng) D .步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 4?數(shù)字PID調(diào)節(jié)器中，哪部分的調(diào)節(jié)作用并不很明顯，甚至沒什么作用( B ) A .積分部分 B .微分部分 C.比例部分 D .都不明顯 5.不完全微分 PID調(diào)節(jié)器是在一般 PID調(diào)節(jié)器加上什么環(huán)節(jié)而構(gòu)成的( B ) A .并入一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié) B.串入一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié) C.并入一個(gè)二階慣性環(huán)節(jié) D .串入一個(gè)二階慣性環(huán)節(jié) 三、 名詞解釋 1. 伺服一一在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。 2. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一一是

32、一種將脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件。 3. 整流器一一把交流電變換成固定的或可調(diào)的直流電的功率放大器。 4. 斬波器一一 把固定的直流電變成可調(diào)的直流電的功率放大器。 5. 直流伺服系統(tǒng)一一采用直流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)。 6. 旋轉(zhuǎn)變壓器一一是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)角變化的角位移測量裝置。 7. 交流伺服系統(tǒng)一一采用交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)。 8電液伺服系統(tǒng)一一由電信號處理部分和液壓功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)。 9.直接數(shù)字控制系統(tǒng)一一計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和處理結(jié)果直接輸出作用于被控對象的控制系統(tǒng)。 四、 簡述題 1. 伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)復(fù)合哪些基本要求？ 答：通常伺

33、服電動(dòng)機(jī)應(yīng)符合以下基本要求： (1) 具有寬廣而平滑的調(diào)速范圍； (2) 具有較硬的機(jī)械特性和良好的調(diào)節(jié)特性； (3) 具有快速響應(yīng)特性； (4) 空載始動(dòng)電壓小。 2. 什么是環(huán)行分配器？實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配有哪些方法？如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為 U、V、W，寫出則三 相六拍的通電順序。 答：使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序按輸入脈沖的控制而循環(huán)變化的裝置稱為環(huán)行分配器。 實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配的方法有：1軟件環(huán)行分配；2硬件環(huán)行分配；3專用環(huán)行分配器。 三相六拍的通電順序?yàn)椋?U—； UV r V—; VW —; W—; WU —； U 或 u：—UV:—V VW:—W「WU U 3. 請你說說

34、分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)？。 答：分布式控制系統(tǒng)綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)，采用多層分級的結(jié)構(gòu)形成，從上而下 分為控制級、控制管理級、生產(chǎn)管理級和經(jīng)營管理級。每級用一臺或多臺計(jì)算機(jī)，級間連接通過數(shù)據(jù) 通信總線。 分布式控制系統(tǒng)采用分散控制、集中操作、分級管理和分而自治的原則。其安全可靠性、通用靈 活性、具有最優(yōu)控制性能和綜合管理能力，為計(jì)算機(jī)控制開創(chuàng)了新方法。 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性考核作業(yè)(四)答案 一、填空題 1. 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展通?？蓜澐譃槿?，第一代是指可編程工業(yè)機(jī)器人(示教再現(xiàn)機(jī)器人) ；第二代 是指智能機(jī)器人；第三代是指自治式工業(yè)機(jī)器人。 2. 工業(yè)機(jī)器人

35、控制系統(tǒng)可以從不同角度進(jìn)行分類，按軌跡控制方式的不同，可分為 點(diǎn)位控制和連續(xù)軌 跡控制。 3 .柔性制造系統(tǒng)按機(jī)床臺數(shù)和工序數(shù)可分為： 柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、柔性 制造生產(chǎn)線（FML ）和柔性制造工廠（FMF、四種類型。 4. 制造企業(yè)的 CIMS功能模型通常包括： 管理信息系統(tǒng)（MIS ）、技術(shù)信息系統(tǒng)（TIS）、制造自動(dòng) 化分系統(tǒng)（MAS ）和計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量分系統(tǒng)（ CAQ、四個(gè)應(yīng)用（功能、分系統(tǒng)。 、選擇題 1. 工業(yè)機(jī)器人的自由度數(shù)取決于什么所要求的動(dòng)作（ A ） A ?作業(yè)目標(biāo) B.靈活程度 C.控制方式 D ?驅(qū)動(dòng)方式 2. 對進(jìn)行二維

36、平面作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人需要幾個(gè)自由度（ C ） A .一個(gè) B .二個(gè) C.三個(gè) D .四個(gè) 3. 目前，大部分工業(yè)機(jī)器人多采用多少級計(jì)算機(jī)控制（ B ） A .一級 B .二級 C .三級 D.四級 4. 對于只進(jìn)行二維平面作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人只需要三自由度，若要使操作具有隨意的位姿，則工業(yè)機(jī)器 人至少需要幾個(gè)自由度（ C ）。 A .四個(gè) B .五個(gè) C .六個(gè) D .八個(gè) 5. FMS適用于下述何種生產(chǎn)類型（ C ）。 A .單件、小批 B .大批量、多品種 C. A 和 B 6. 由能量自動(dòng)分配及輸送子系統(tǒng)和能量自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所組成的系統(tǒng)稱為（ C ） A .加工

37、系統(tǒng) B .物料系統(tǒng) C .能量系統(tǒng) D .信息系統(tǒng) 7. 由過程控制子系統(tǒng)和過程監(jiān)視子系統(tǒng)所組成的系統(tǒng)屬于柔性制造系統(tǒng)中的（ D ） A .加工系統(tǒng) B.物料系統(tǒng) C.能量系統(tǒng) D .信息系統(tǒng) 8支持生產(chǎn)計(jì)劃和控制、銷售、采購、倉庫、財(cái)會(huì)等功能，用以處理生產(chǎn)任務(wù)的信息的系統(tǒng)屬于 CIMS 功能模型中哪一應(yīng)用分系統(tǒng)（ A ）。 A .管理信息分系統(tǒng)（MIS ） B .技術(shù)信息分系統(tǒng)（TIS） C.制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS ） D .計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)（ CAQ ） 9.包括CAD、CAPP和NCP （數(shù)控程序編制）等子系統(tǒng)，用以支持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)個(gè)工藝準(zhǔn)備等功能， 處理有關(guān)結(jié)

38、構(gòu)方面的信息的系統(tǒng)屬于 CIMS功能模型中哪一應(yīng)用分系統(tǒng)（ B ）。 A .管理信息分系統(tǒng)（MIS ） B .技術(shù)信息分系統(tǒng)（TIS ） C .制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS ） D.計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)（ CAQ ） 三、名詞解釋 1. 機(jī)器人一一一種可重復(fù)編程的多功能操作手，用以搬運(yùn)材料、零件、工具或者是一種為了完成不同 操作任務(wù)，可以有多種程序流程的專門系統(tǒng)。 2. 柔性制造系統(tǒng)（FMS ） ―― FMS是指可變的、自動(dòng)化程度較高的制造系統(tǒng)。 四、簡述題 1. 簡述工業(yè)機(jī)器人的三個(gè)重要特性。 答：（1、是一種機(jī)械裝置，可以搬運(yùn)材料、零件、工具或者完成多種操作和動(dòng)作功能，也即具

39、有通用 性。 (2 )是可以再編程的，具有多種多樣程序流程地，這為人機(jī)聯(lián)系提供了可能，也使之具有獨(dú)立的 柔軟性。 (3)有一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以在無人參與下，自動(dòng)地完成操作作業(yè)和動(dòng)作功能。 2 ?何為柔性制造系統(tǒng)？應(yīng)具備的功能有哪些？ 答：FMS是指可變的、自動(dòng)化程度較高的制造系統(tǒng)。 FMS應(yīng)具備的功能有： (1) 自動(dòng)完成多品種多工序零件的加工； (2) 自動(dòng)輸送和儲(chǔ)料； (3) 自動(dòng)診斷； (4) 信息處理。 3. 何為柔性制造系統(tǒng)？按機(jī)床臺數(shù)和工序，柔性制造系統(tǒng)可分為哪幾種類型？ 答：FMS是指可變的、自動(dòng)化程度較高的制造系統(tǒng)。 按機(jī)床臺數(shù)和工序，柔性制造系統(tǒng)可分為：

40、 (1) 柔性制造單元(FMC ); (2) 柔性制造系統(tǒng)(FMS); (3) 柔性制造生產(chǎn)線(FML ); (4) 柔性制造工廠(FMF )。 中央廣播電視大學(xué)開放教育數(shù)控技術(shù)專業(yè)(機(jī)電方向) 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》作業(yè)答題輔導(dǎo) 說明：本作業(yè)講評將對《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性考核作業(yè)中的各類題型解答要點(diǎn)作輔導(dǎo)。 一、 名詞解釋 1、 適應(yīng)性設(shè)計(jì)一一是在原理方案基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，提高 系統(tǒng)的性能和質(zhì)量。 2、 開發(fā)性設(shè)計(jì)一一是在沒有參考樣板的情況下，根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求所進(jìn)行的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出質(zhì) 量和性能方面滿足目的要求的系統(tǒng)。 3、 變參

41、數(shù)設(shè)計(jì)一一在設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變部分結(jié)構(gòu)尺寸，使之適應(yīng)于量的方面有所 變更的要求的一種設(shè)計(jì)方法。 學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中應(yīng)注意運(yùn)用比較的方法，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方法有三種，注意他們之間的區(qū)別 和聯(lián)系。 1、 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一一是一種將脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件。 2、 直流伺服系統(tǒng)一一采用直流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)。 3、 交流伺服系統(tǒng)一一采用交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)。 掌握概念時(shí)可以采用比較方法，比較這組概念的異同。本門課程是概述性質(zhì)的課程，概念很多， 同組的概念特別要注意用比較法進(jìn)行學(xué)習(xí)。 二、 選擇題 1 ?在反映產(chǎn)品失效的失效率和時(shí)間的關(guān)系曲線

42、中，某一時(shí)期失效期的特點(diǎn)是失效率高，且隨時(shí)間的增 加而迅速下降，這一時(shí)期稱為( A )。 A ?早期失效 B ?偶然失效 C ?損耗失效 2. 在可維修系統(tǒng)中，在規(guī)定的工作條件和維修條件下，在某一特定的瞬時(shí)，系統(tǒng)正常工作的概率，稱 為(D ) A .可靠度 B .失效率 C.平均壽命 D.有效度 產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率稱為( A ) 21 機(jī)電一體化系統(tǒng) A .可靠度 B .失效率 C.平均壽命 D .有效度 4 ?電路各部分公共導(dǎo)線阻抗、地阻抗和電源內(nèi)阻壓降相互耦合形成的干擾，稱為（ A .靜電干擾 C.共阻抗感應(yīng)干擾 5?工業(yè)用

43、電，高頻及微波設(shè)備等引起的干擾屬于（ A ?自然干擾 D .固有干擾 6.電場通過電容耦合的干擾。稱為（ A ） A .靜電干擾 C.共阻抗感應(yīng)干擾 B .磁場耦合干擾 D .電磁輻射干擾 C ） B .有意干擾 B .磁場耦合干擾 D .電磁輻射干擾 C .無意干擾 22 機(jī)電一體化系統(tǒng) 可靠性的概念以及評價(jià)系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)中有許多概念容易產(chǎn)生混淆，學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意比較異同之 處?？垢蓴_技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)掌握如何在機(jī)電一體化產(chǎn)品中應(yīng)用的。 三、填空題 1. 機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)主要可歸納為：機(jī)械技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、 自動(dòng)控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù) 和

44、系統(tǒng)總體技術(shù)。 2. 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢可概況為以下三個(gè)方面： 性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方 向發(fā)展；功能上，向小型化、輕型化、多功能方向發(fā)展； 層次上，向系統(tǒng)化、復(fù)合集成化的方向發(fā)展。 3. 機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)大致可分為 開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)和 變參數(shù)設(shè)計(jì)。 4. 在擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法中， 取代法是改造舊產(chǎn)品開發(fā)新產(chǎn)品或?qū)υ到y(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改 造的常用方法。 5. 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對伺服系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)相應(yīng)都有影響，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，在不影響系統(tǒng)剛度的條件 下，應(yīng)盡量減小慣量。 6. 同步帶傳動(dòng)的主要失效形式有： 承載繩疲勞拉斷_、打滑和跳齒

45、和磨損。 填空題主要考核的都是一些基本概念及應(yīng)用。 四、簡答題 1.擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法通常有哪些？并解釋各種方法的含義。 答：擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法通常有取代法、整體設(shè)計(jì)法和組合法。 取代法是用電器控制系統(tǒng)取代原系統(tǒng)中機(jī)械控制機(jī)構(gòu)。這種方法是改造舊產(chǎn)品開發(fā)新產(chǎn)品或?qū)υ?系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造常用的方法。 整體設(shè)計(jì)法是在設(shè)計(jì)時(shí)完全從系統(tǒng)的整體目標(biāo)考慮各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 這種方法主要用于新系統(tǒng) （或 產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)。 組合法是選用各種標(biāo)準(zhǔn)功能模塊，通過接口將各單元有機(jī)地組合設(shè)計(jì)成機(jī)電一體化系 統(tǒng)。 2.機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素有哪些？其主要功能是什么？ 答：機(jī)電一體

46、化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、動(dòng)力部分、檢測部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器 和接口。 機(jī)械子系統(tǒng)的主要功能是使構(gòu)造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間和時(shí)間關(guān)系安置在一定 的位置上，并保持特定的關(guān)系。 動(dòng)力部分的功能應(yīng)是按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的要求為系統(tǒng)提供能量 和動(dòng)力使系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。 檢測部分的功能是把系統(tǒng)運(yùn)行過程中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，變成 可識別信號，送往控制裝置，經(jīng)過信息處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能是根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作。 控制器的功能是根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)信息和系統(tǒng)的目標(biāo)，進(jìn)行信息處理，按照一定的程序發(fā)出相應(yīng)的 控制信號，通

47、過輸出接口送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行并達(dá)到預(yù)期的性能。 3?什么是環(huán)行分配器？實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配有哪些方法？如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為 U、V、W，寫出則三 相六拍的通電順序。 答：使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序按輸入脈沖的控制而循環(huán)變化的裝置稱為環(huán)行分配器。 實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配的方法有：1軟件環(huán)行分配；2硬件環(huán)行分配；3專用環(huán)行分配器。 三相六拍的通電順序?yàn)椋?U >UV )V >VW >W >WU >U 或 U：_UV：_V VW W WU U 簡答題在回答時(shí)要做到答清要點(diǎn)，對知識掌握透徹，并能做到舉一反三。以第三題為例，不但掌 握三相六拍的通電順序，還應(yīng)掌握三相三拍或雙三拍的通

48、電順序。 五、計(jì)算題 2 K=40 N -m/rad; fm= 12s -N -m; f = 15s -N -m； J=25Kg -m； 1 ?某數(shù)控機(jī)床位置控制系統(tǒng)的參數(shù)如下: Ts-Tc=1.6 N ? m,求其臨界轉(zhuǎn)速 Q c。 so* 廠 0 c— E關(guān)系曲線 f 2、JK 12 15 2 i 25 40 =0.4269 根據(jù)0 c— E關(guān)系曲線查表，得出現(xiàn)爬行時(shí)系統(tǒng)的 24 機(jī)電一體化系統(tǒng) 臨界初始相位0 c=80 28 -「) If” f)(1—tan。) 2 1.6 (12 15)(1

49、 1 -0.42692 0.4269 tan 80) rad/s = 0.0099 rad/s # 機(jī)電一體化系統(tǒng) 2.某齒輪系中，設(shè)i = 80,傳動(dòng)級數(shù)n = 4的小功率傳動(dòng)，試按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。 并驗(yàn)算之。 解：由式 4 1 i/2冇90九 # 機(jī)電一體化系統(tǒng) i4 24 嚴(yán) 1 11 1 ii =22宀）802"」=2麗 8015 =1.7268 i 2 i 3 = 2.1085 = 3.1438 =6.9887 驗(yàn)算：i=i 1i2i3i4=79.9958 PO 以上兩個(gè)計(jì)算題是本門課程的典型例題，學(xué)員應(yīng)認(rèn)真理解并掌握，做到解題思路清晰，解題步驟 清楚。答題時(shí)有解題步驟并要寫出公式代入數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。 25