機電一體化系統(tǒng)設計試卷1-有答案.doc

一簡答題（20分，每題4分）1為什么采用機電一體化技術可以提高系統(tǒng)的精度？機電一體化技術使機械傳動部分減少，因而使機械磨損，配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用電子技術實現(xiàn)自動檢測，控制，補償和校正因各種干擾因素造成的誤差，從而提高精度。2剛度對傳動系統(tǒng)有哪些影響？剛度會影響傳動系統(tǒng)的精度和固有頻率，隨剛度的減小，傳動鏈的變形增大，傳動精度降低，系統(tǒng)的固有頻率下降。3機械技術的4個支柱學科是什么？機械學、制造工藝學、控制、力學。4有幾種常用的工業(yè)控制計算機？單片機、DCS、PLC 、單回路調節(jié)器、微機測控系統(tǒng)和分散控制系統(tǒng)。5機械本體的作用是什么？系統(tǒng)的支撐結構，包括機身和框架。二填空題（20分，每空2分）1傳感器一般由（ 敏感元件），（轉換元件）和（ 基本轉換電路 ）組成。2對驅動裝置的技術要求有（精度）、（穩(wěn)定性）、（ 快速性）和（ 可靠性 ）。3構思比較常用（）、（ ）和（ ）等方法。(專家調查法、頭腦風暴法、檢查提問法、檢索查表法、特性列舉法、缺點列舉法、希望列舉法，之中的任意三個。)三分析題（20分，每題10分）1畫圖說明工業(yè)PC機與普通信息處理計算機的主要區(qū)別是什么？與普通信息處理機相比較,工業(yè)PC機有以下特點1） 將普通信息處理機的大母板改為功能插板，具有豐富的過程輸入輸出功能2） 良好的時實性3） 抗干擾電源，密封機箱，具有良好的環(huán)境適應性。4）豐富的應用軟件。2如圖所示的伺服系統(tǒng)，試分析絲杠螺母機構的傳動誤差對工作臺輸出精度的影響。絲杠螺母機構位于電機之后，系統(tǒng)是開環(huán)控制，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，會影響輸出精度。四 計算題（24分，每題12分）1 如圖所示電機驅動系統(tǒng)，已知工作臺的質量為m=50Kg，負載力為,最大加速度為5m/s2,絲杠直徑為d=16mm,導程t=4mm,齒輪減速比為i=6,總效率為，忽略絲杠慣量的影響，試計算電機的驅動力矩？1 解：負載力包括以下幾部分1） 外負載力2） 慣性負載力電機上的負載力矩為2 如圖所示的開環(huán)步進電機位置控制系統(tǒng)，工作臺長L=800mm，往復精度為mm，齒輪傳動比，絲杠的直徑20mm，步進電機的步距角為，試確定絲杠的導程。解：設絲杠的導程為t ，每個脈沖對應工作臺的位移為則 五綜合訓練題（16分）已知五自由度教學機器人，采用步進電機控制，具有手動示教、再現(xiàn)功能，試確定其控制計算機及控制方案，并說明理由。解：五自由度機器人采用步進電機控制，沒有使用位置元件，采用開環(huán)控制，控制功能比較簡單，又考慮到用于教學，成本不應太高，使用環(huán)境良好，采用單片機控制就可以滿足使用要求。手動示教盒是一個單片機系統(tǒng)，它由單片機、RAM、串行通信口、鍵盤、LED顯示器等組成。它承擔命令輸入、狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)存儲、通過與關節(jié)控制單片機通信給關節(jié)單片機發(fā)送控制命令等任務。關節(jié)