寧波大學(xué)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考試題及答案

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考試題1。什么是機(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)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱.２.機(jī)電一體化產(chǎn)品由哪些基本要素構(gòu)成？機(jī)械本體(機(jī)床）、動(dòng)力源(電、液壓等)、檢測與傳感裝置(各種傳感器等)、控制與信息處理裝置(伺服系統(tǒng)、ｃnｃ等)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電機(jī)、絲桿、導(dǎo)軌、刀架等)3.機(jī)電一體化有哪些共性關(guān)鍵技術(shù)?機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、檢測與傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)4。什么是機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)？應(yīng)用系統(tǒng)總體技術(shù)，從整體目標(biāo)出發(fā)，綜合分析產(chǎn)品的性能要求及各機(jī)、電組成單元的特性,選擇最合理的單元組合方案,實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品整體優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程。5。什么是特征指標(biāo)、優(yōu)化指標(biāo)、尋常指標(biāo)?其作用各是什么?這些指標(biāo)可否在一定條件下相互轉(zhuǎn)化？特征指標(biāo):決定產(chǎn)品功能和基本性能的指標(biāo)，是設(shè)計(jì)中必須設(shè)法達(dá)到的指標(biāo)。優(yōu)化指標(biāo)：在產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)中用來進(jìn)行方案對(duì)比的評(píng)價(jià)指標(biāo)．尋常指標(biāo)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)中作為常規(guī)要求得一類指標(biāo),一般不定量描述。可以相互轉(zhuǎn)化.尋常指標(biāo)有較為固定的范疇,而特征指標(biāo)和優(yōu)化指標(biāo)的選定則應(yīng)根據(jù)具體產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的特征指標(biāo)，可能是另一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的優(yōu)化指標(biāo)。某些指標(biāo)在要求較為嚴(yán)格、必須經(jīng)過周密設(shè)計(jì)才能達(dá)到時(shí),應(yīng)選為特征指標(biāo),而在要求較為寬松的情況下，可選為優(yōu)化指標(biāo)。6。什么是等效性、互補(bǔ)性、可比性?等效性、互補(bǔ)性、可比性分析對(duì)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)有何意義？等效性:具有等效性的功能可有多種具體實(shí)現(xiàn)形式,如濾波功能可由多種濾波器實(shí)現(xiàn)?？梢曰ハ嗵娲臋C(jī)械、電子硬件或軟件方案必然在某個(gè)層次上可實(shí)現(xiàn)相同的功能,因而稱這些方案在實(shí)現(xiàn)某種功能上具有等效性。產(chǎn)品各組成環(huán)節(jié)的特性是相互關(guān)聯(lián)的，而且共同影響系統(tǒng)的性能，這種機(jī)、電環(huán)節(jié)互相關(guān)聯(lián)、相輔相成為互補(bǔ)性?？杀刃?它是指被評(píng)價(jià)的方案之間在基本功能、基本屬性及強(qiáng)度上要有可比性。等效性是可以進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的充分條件之一。互補(bǔ)性，是機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的另一充分條件.7.試結(jié)合等效性與互補(bǔ)性闡述機(jī)電一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)的條件。機(jī)電一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)要在具有等效性的功能中和具有互補(bǔ)性的環(huán)節(jié)中進(jìn)行機(jī)械、電子、軟件等技術(shù)之間的比較和權(quán)衡。首先找出它們具有可比性的表達(dá)形式，用具有相同量綱的優(yōu)化指標(biāo)（如成本、可靠度、相對(duì)精度等)對(duì)各方案進(jìn)行比較.8。目前大多采用什么方法進(jìn)行機(jī)電一體產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)？其具體含義是什么?多方案優(yōu)化的方法：在滿足約束條件(特征指標(biāo))的前提下,采用不同原理及不同品質(zhì)的組成環(huán)節(jié)構(gòu)成多種可行方案，用優(yōu)化指標(biāo)對(duì)這些方案進(jìn)行比較、優(yōu)選，從而獲得滿足特征指標(biāo)要求,且優(yōu)化指標(biāo)最合理的總體設(shè)計(jì)方案。9.多目標(biāo)規(guī)劃的求解策略有哪些?含義分別是什么?降維法:用一個(gè)其主要作用的指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù),而將其它優(yōu)化指標(biāo)轉(zhuǎn)化為約束條件,從而使多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題。順序單目標(biāo)法:首先對(duì)各優(yōu)化指標(biāo)按重要程度排序，按單目標(biāo)優(yōu)化方法依序求出每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的最優(yōu)解,然后對(duì)這些單目標(biāo)優(yōu)化解進(jìn)行折衷處理，從而得到整體最優(yōu)解。評(píng)價(jià)函數(shù)法:首先將各優(yōu)化指標(biāo)依一定關(guān)系進(jìn)行組合，從而構(gòu)造出一個(gè)單目標(biāo)問題的目標(biāo)函數(shù)，被稱為評(píng)價(jià)函數(shù)，然后依據(jù)這個(gè)評(píng)價(jià)函數(shù)對(duì)各種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終確定出最優(yōu)方案．1０．為何在機(jī)電一體化總體方案設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行功能分配和性能指標(biāo)分配?如何進(jìn)行功能分配和性能指標(biāo)分配?性能指標(biāo)分配目的:總體方案中一般有多個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)同一性能指標(biāo)產(chǎn)生影響，需要合理地限定這些環(huán)節(jié)對(duì)總體性能指標(biāo)的影響程度。為保證以最佳的結(jié)構(gòu)方案實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能。功能分配時(shí)應(yīng)首先把這些形式盡可能的全部列出來，用這些具體實(shí)現(xiàn)形式構(gòu)成不同的結(jié)構(gòu)方案,采用適當(dāng)?shù)膬?yōu)化指標(biāo)對(duì)這些方案進(jìn)行比較,選出最優(yōu)或較優(yōu)的方案。性能分配時(shí)，首先要把各互補(bǔ)環(huán)節(jié)對(duì)性能指標(biāo)可能產(chǎn)生的影響作用范圍琢一列出,對(duì)于不可比較的變量應(yīng)先變換成相同量綱的變量，在滿足約束的條件下,采用不同的分配方法將性能指標(biāo)分配給各互補(bǔ)環(huán)節(jié)，構(gòu)成多個(gè)可行方案,進(jìn)一步選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化指標(biāo)，對(duì)這些可行方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，選出最優(yōu)方案.11.基本轉(zhuǎn)換電路的作用是什么?基本轉(zhuǎn)換電路有哪些種?其具體作用各是什么？作用:將傳感器輸入的電參數(shù)形式的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量形式。分壓電路：差動(dòng)電路：用于差動(dòng)式傳感器信號(hào)的轉(zhuǎn)換.非差動(dòng)橋式電路:調(diào)頻電路：脈沖調(diào)寬電路:12.減小放大器噪聲及提高放大器工作穩(wěn)定性的措施有哪些?抑制放大器噪聲的措施：(１）壓縮放大器帶寬,濾除通帶以外的各種噪聲信號(hào);(2）減少信號(hào)源電阻，并盡量使其與放大器的等效噪聲電阻相等,以實(shí)現(xiàn)噪聲阻抗匹配；(3）選用低噪聲放大器件,以減少噪聲的產(chǎn)生；（4）減少接線電纜電容的影響以及各種干擾因素的影響。提高放大器穩(wěn)定性的措施：(1）采用具有高穩(wěn)定度的無源元件或引入直流負(fù)反饋來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；(２)采用集成運(yùn)算放大器及深度負(fù)反饋來穩(wěn)定放大倍數(shù)；（3）采用電容和電阻進(jìn)行相位補(bǔ)償,以消除由寄生電容或其他寄生耦合所引起的自激震蕩；(５）采取散熱與均熱措施，以保證溫度穩(wěn)定,減小熱漂移.１3.高輸入阻抗放大器、高共模抑制比放大器的作用是什么?高輸入阻抗放大器:與傳感器電路或基本轉(zhuǎn)換電路相匹配,希望放大器具有較高的輸入阻抗.高共模抑制比放大器:在對(duì)兩被測信號(hào)的差值進(jìn)行放大的同時(shí),抑制來自環(huán)境的共模干擾。14。在檢測系統(tǒng)中，為何常對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)制？常用的調(diào)制方法有哪些?其含義分別是什么?在檢測系統(tǒng)中,進(jìn)入檢測電路的除了傳感器輸出的測量信號(hào)外，還往往有各種噪聲。而傳感器的輸出信號(hào)一般又很微弱,將測量信號(hào)從含有噪聲的信號(hào)中分離出來是檢測系統(tǒng)的一項(xiàng)重要任務(wù)。為了便于區(qū)別信號(hào)與噪聲,往往給測量信號(hào)賦予一定特征，因此進(jìn)行調(diào)制。信號(hào)調(diào)制就是用一個(gè)信號(hào)(調(diào)制信號(hào))去控制另一作為載體的信號(hào)(