《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》復(fù)習大綱

.../《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》一、名詞解釋1、采樣：將連續(xù)時間信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖數(shù)字信號的過程。2、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度：動導(dǎo)軌按給定方向作直線運動的準確程度。3、執(zhí)行元件：將控制信號轉(zhuǎn)換成機械運動和機械能量的轉(zhuǎn)換元件。4、可靠性：系統(tǒng)<產(chǎn)品>在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力。5、機電融合法：將各組成要素有機融合為一體而構(gòu)成專用或通用的功能部件<子系統(tǒng)>,其要素之間機電參數(shù)的有機匹配比較充分。6、機電一體化：在機械的主功能、動力功能、信息功能、控制功能基礎(chǔ)上引入微電子技術(shù),并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機地結(jié)合所構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。7、反饋：通過適當?shù)臋z測傳感裝置將輸出量的全部或一部分返回到輸入端,使之與輸入量進行比較,用其偏差對系統(tǒng)進行控制,反饋控制的目標是使該偏差為零。8、伺服系統(tǒng)：又稱隨動系統(tǒng),是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng),使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標<或給定值>的任意變化的自動控制系統(tǒng)。9、微機控制系統(tǒng)：是將微型計算機作為機電一體化產(chǎn)品的控制器,結(jié)合微型計算機的工作原理、接口電路<數(shù)字和模擬>的設(shè)計、相應(yīng)的控制硬件和軟件,以及它們之間的匹配,實現(xiàn)對控制對象的有效控制。10、適應(yīng)性設(shè)計：是在總的設(shè)計方案、原理基本保持不變的情況下,對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改,或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應(yīng)性設(shè)計,以使產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上增加某些附加價值。11、PLC：采用微型計算機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,融合繼電接觸器控制的概念構(gòu)成的一種控制器,使用可編程存儲器存儲用戶設(shè)計的應(yīng)用程序指令,由指令實現(xiàn)邏輯運算、順序操作、定時、計數(shù)、算術(shù)運算和I/O接口通訊來控制機電一體化系統(tǒng)<產(chǎn)品>。二、填空題1、機電一體化系統(tǒng)由機械系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、<傳感檢測系統(tǒng)、和執(zhí)行元件系統(tǒng)>五個子系統(tǒng)工組成。2、常用的機電一體化系統(tǒng)必須具備的三大目的功能是變換<加工、處理>功能；傳遞<移動、輸送>功能、儲存<保持、積蓄、記錄>功能。3、機電一體化系統(tǒng)具備的五種內(nèi)部功能分別是：主功能、動力功能、<計測功能、控制功能>和構(gòu)造功能。4、機電一體化系統(tǒng)的主功能主要是對物質(zhì)、能量、信息及其相互結(jié)合進行<變換、傳遞>和存儲。5、機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)造功能是維護各子系統(tǒng)、元/部件在所定的<時間、和空間>的相互關(guān)系。6、在評價系統(tǒng)<產(chǎn)品>內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價值時,計測功能的<精度>越高,意味著系統(tǒng)的價值越高。7、在評價系統(tǒng)<產(chǎn)品>內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價值時,主功能的<系統(tǒng)誤差>越小,意味著系統(tǒng)的價值越大。8、根據(jù)接口的變換、調(diào)整功能,接口可分為零接口、無源接口、<有源接口、和智能接口>四大類。9、根據(jù)接口的輸入/輸出功能,接口可分為機械接口、物理接口、<信息接口、和環(huán)境接口>四大類。10、運動參數(shù)是用來表征機器工作運動的軌跡、行程、<方向、和起止點正確性>的指標。11、機電一體化的三大效果是：<省能、省資源、智能化>。12、機械傳動部件的主要功能是傳遞<轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速>。13、機械系統(tǒng)一般由傳動部件、導(dǎo)向支承部件、旋轉(zhuǎn)支承部件、<軸系、和機架或箱體>組成。14、滾珠絲桿副中滾珠的循環(huán)方式有、<內(nèi)循環(huán)、和外循環(huán)>兩種。15、齒輪傳動部件可改變傳動的<轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速>和轉(zhuǎn)向。16、導(dǎo)向支承部件的作用是<支承、和限制>運動部件按給定的運動要求和規(guī)定的運動方向運動。17、按照導(dǎo)軌副接觸面的摩擦性質(zhì),導(dǎo)軌副可分為<滾動導(dǎo)軌、和滑動導(dǎo)軌>、氣體/液體導(dǎo)軌、彈性摩擦導(dǎo)軌。18、旋轉(zhuǎn)支承的方向精度是指運動件轉(zhuǎn)動時,其軸線與<承導(dǎo)件的軸線>承導(dǎo)件的軸線產(chǎn)生傾斜的程度。19、滑動摩擦支承按其結(jié)構(gòu)特點分可為圓柱支承、圓錐支承、<球面支承、和頂針支承>四類。20、軸系的主要作用是傳遞<轉(zhuǎn)矩、和傳動精度>的回轉(zhuǎn)運動,它直接承受外力。21、軸系由軸及安裝在軸上的<齒輪、帶輪>等傳動部件組成。22、磁懸浮軸承是利用<磁場力>將軸無機械摩擦、無潤滑地懸浮在空間的一種新型軸承。23、執(zhí)行元件是位于機械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接部位的<能量>轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。24、伺服電機分為<交流伺服電機、和直流伺服電機>。25、控制用電機是電氣伺服控制系統(tǒng)的動力部件,是將<電>能轉(zhuǎn)換成<機械>能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。26、控制用電機的運動方式有<回轉(zhuǎn)驅(qū)動、和直線驅(qū)動>兩種方式。27、交流伺服電機可分為<同步型、和感應(yīng)型>兩大類。28、步進電機可分為<變磁阻型、永磁型、和混合型>三大類。29、伺服電機控制方式的基本形式包括<開環(huán)控制、半閉環(huán)控制、和全閉環(huán)控制>。30、按照微型計算機的組裝形式,微型計算機可分為<單片機、和單板機>微型計算機系統(tǒng)。31、按照微處理機位數(shù)來分,微型計算機可分為位片、4位、8位、<16位、和32位>、64位等機種。32、程序設(shè)計語言大致可以分為三大類,分別是<機器語言、匯編語言>和高級語言。33、控制系統(tǒng)中的微機發(fā)出的控制信號一般要經(jīng)過<功率放大>后,才能驅(qū)動各類執(zhí)行元件。34、信息轉(zhuǎn)換電路包括弱電轉(zhuǎn)強電電路、<數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換電路、數(shù)/模,和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路>、電量非電量轉(zhuǎn)換電路。35、PLC主要是利用邏輯運算以實現(xiàn)各種<開關(guān)量>的控制。36、傳感被檢測對象的各種<物理變化量、>變?yōu)?lt;電信號>的一種變換器。37、按照輸出信號的性質(zhì),可以將傳感器分為<開關(guān)型、模擬型>和數(shù)值型。38、微型計算機的總線一般包括：<地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線>。39、機構(gòu)動力學(xué)是研究構(gòu)成機構(gòu)要素的<慣性>和機構(gòu)中各元、部件的<剛性>所引起振動的一門學(xué)問。40、傳感器變換器根據(jù)變換的物理過程可分為電/磁變換和光/電變換。41、機電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)動態(tài)設(shè)計主要是<設(shè)計校正補償裝置>。42、典型負載包括慣性負載、<外力負載、彈性負載>和摩擦負載等。43、負載的等效變換是將被控對象相關(guān)部件的固有參數(shù)及其所受的<負載>等效換算到執(zhí)行元件的<輸出軸>上。44、校正形式多種多樣,工程上常用<對數(shù)頻率法、和根軌跡方法>進行校正設(shè)計。45、當系統(tǒng)的過渡過程結(jié)束后,其輸出值達到與輸出相對應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài),此時系統(tǒng)的輸出值與目標值之差稱為<穩(wěn)態(tài)誤差>。46、PID調(diào)節(jié)器是<比例-積分-微分調(diào)節(jié)器>的簡稱。47、系統(tǒng)中采用積分環(huán)節(jié)可以減少或消除<誤差>。48、由傳動裝置<傳動系統(tǒng)>的<彈性變形>而產(chǎn)生的振動稱為結(jié)構(gòu)諧振<或機械振動>。49、機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)有固有振動頻率、振型、<模態(tài)剛度、模態(tài)質(zhì)量>和模態(tài)阻尼等。50、可靠性是指系統(tǒng)<或產(chǎn)品>在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi),完成<規(guī)定功能>的能力。三、選擇題1、機電一體化系統(tǒng)常用的設(shè)計類型有以下<>三種。答案：A<A>開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計和變異性設(shè)計<B>開發(fā)性設(shè)計、反求設(shè)計和變異性設(shè)計<C>反求設(shè)計、變異性設(shè)計和逆向性設(shè)計<D>適應(yīng)性設(shè)計、變異性設(shè)計和逆向性設(shè)計2、機電一體化產(chǎn)品融合了機械工程、電子工程、信息工程和控制工程等多學(xué)科于一體,其中<>是機電一體化產(chǎn)品的主功能。答案：C<A>動力功能；<B>信息功能；<C>機械功能；<D>控制功能3、零接口是不進行任何變換和調(diào)整,輸入即為輸出,下列屬于零接口的是<>。答案：C<A>變壓器；<B>運算放大器；<C>插頭；<D>A/D轉(zhuǎn)換器4、機電一體化系統(tǒng)的動力功能是向系統(tǒng)提供<>,讓系統(tǒng)得以運轉(zhuǎn)的功能。答案：D<A>物質(zhì)；<B>內(nèi)部信息；<C>外部信息；<D>動力5、機電一體化系統(tǒng)的主功能是對物質(zhì)、能量、<>及其相互結(jié)合進行變換、存儲和傳遞。答案：B<A>結(jié)構(gòu)；<B>信息；<C>檢測；<D>動力6、在評價系統(tǒng)<產(chǎn)品>內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價值時,主功能的主要評價參數(shù)包括<>。答案：A<A>系統(tǒng)誤差、抗干擾能力、廢棄物輸出和變換效率<B>能量輸入、能源、精度和強度<C>尺寸、重量、精度和強度<D>系統(tǒng)誤差、抗干擾能力、手動操作和接口數(shù)量7、在評價系統(tǒng)<產(chǎn)品>內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價值時,構(gòu)造功能的主要評價參數(shù)包括<>。答案：C<A>系統(tǒng)誤差、抗干擾能力和變換效率<B>能量輸入、精度和強度<C>尺寸、重量和強度<D>尺寸、手動操作和接口數(shù)量8、無源接口是對無源要素進行變換和調(diào)整的接口,下列屬于無源接口的是<>。答案：A<A>變壓器；<B>運算放大器；<C>插頭；<D>A/D轉(zhuǎn)換器9、動力參數(shù)是用來表征機器輸出動力大小的指標,下列屬于動力參數(shù)的有<>。答案：D<A>行程；<B>方向；<C>軌跡；<D>力矩10、下列屬于線性傳動部件的是<>。答案：D<A>連桿機構(gòu)；<B>凸輪機構(gòu)；<C>棘輪傳動機構(gòu)；<D>絲桿螺母副11、下列屬于非線性傳動部件的是<>。答案：A<A>連桿機構(gòu)；<B>減速裝置；<C>蝸輪蝸桿副；<D>絲桿螺母副12、下列屬于絲桿螺母機構(gòu)的傳動部件是<>。答案：B<A>減速裝置；<B>螺旋壓力機；<C>蝸輪蝸桿副；<D>連桿機構(gòu)13、下列屬于撓性傳動部件的是<>。答案：C<A>齒輪傳動；<B>蝸輪蝸桿副；<C>同步帶傳動；<D>槽輪傳動機構(gòu)14、下列屬于間隙傳動機構(gòu)的是<>。答案：D<A>齒輪傳動；<B>蝸輪蝸桿副；<C>同步帶傳動；<D>槽輪傳動機構(gòu)15、軸的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后,無負載、低速旋轉(zhuǎn)的條件下,軸前端的<>。答案：A<A>徑向跳動和軸向竄動量；<B>徑向跳動量<C>軸向竄動量；<D>系統(tǒng)誤差16、滾動軸承包括<>三大類。答案：C<A>靜壓軸承、動壓軸承和空氣軸承<B>靜壓軸承、動壓軸承和磁懸浮軸承<C>向心軸承、向必推力軸承和推力軸承<D>向心軸承、向必推力軸承和磁懸浮軸承17、執(zhí)行元件的作用是將電能、液壓能、氣壓能、化學(xué)能等轉(zhuǎn)換為<>。答案：C<A>熱能；<B>勢能；<C>機械能；<D>光能18、下列屬于電磁式執(zhí)行元件的是<>。答案：A<A>伺服電機；<B>液壓馬達；<C>壓電元件；<D>氣壓馬達19、下列屬于液壓式執(zhí)行元件的是<>。答案：B<A>伺服電機；<B>液壓馬達；<C>壓電元件；<D>氣壓馬達20、下列屬于氣壓式執(zhí)行元件的是<>。答案：D<A>伺服電機；<B>液壓馬達；<C>壓電元件；<D>氣壓馬達21、步進電動機是通過<>決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。<A>脈沖的寬度；<B>脈沖的數(shù)量；<C>脈沖的相位；<D>脈沖的占空比22、程序設(shè)計語言大致可以分為三大類,分別是<>。答案：B<A>Basic語言、C語言、C++語言；<B>機器語言、匯編語言、高級語言；<C>VB、VC、FORTRAN語言；<D>Basic語言、FORTRAN語言、PASCAL語言23、在PLC基本指令中,邏輯乘指令是<>。答案：C<A>RD；<B>WRT；<C>AND；<D>NOT24、在PLC基本指令中,邏輯加指令是<>。答案：A<A>OR；<B>WRT；<C>AND；<D>NOT25、加速度傳感器可以測量<>。答案：D<A>線位移、角位移；<B>線速度、角速度<C>速度、加速度；<D>線加速度、角加速度26、重力、推力、應(yīng)力可以用<>來測量。答案：C<A>位移傳感器；<B>速度傳感器；<C>加速度傳感器；<D>力或壓力傳感器27、為了改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和動態(tài)性能,一般采用<>進行調(diào)節(jié)。答案：D<A>比例環(huán)節(jié)；<B>積分環(huán)節(jié)；<C>微分環(huán)節(jié)；<D>比例-積分環(huán)節(jié)28、閉環(huán)之內(nèi)的動力傳動鏈齒輪間隙影響系統(tǒng)的<>。答案：A<A>穩(wěn)定性；<B>精度；<C>剛度；<D>強度29、實驗振動模態(tài)分析方法有<>。答案：A<A>時域法和頻域法；<B>時域法和做圖法；<C>頻域法和做圖法；<D>做圖法30、可靠性是指系統(tǒng)<或產(chǎn)品>在<>完成規(guī)定功能的能力。答案：D<A>規(guī)定條件下；<B>規(guī)定時間內(nèi)；<C>規(guī)定溫度下；<D>規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)四、判斷題1、以物料搬運、加工為主,輸入物質(zhì)、能量和信息,經(jīng)過加工處理,主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質(zhì),將這種系統(tǒng)<產(chǎn)品>稱為工作機。答案：<√>2、以能量轉(zhuǎn)換為主,輸入能量和信息,輸出不同能量的系統(tǒng)<或產(chǎn)品>,稱為動力機。答案：<√>3、以信息處理為主,輸入能量和信息,主要輸出某種信息<如數(shù)據(jù)、圖像、文字、聲音等>的系統(tǒng)<或產(chǎn)品>,稱為信息機。答案：<√>4、機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)造功能的作用是根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)部信息和外部信息對系統(tǒng)進行控制,使系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn),實施目的功能。答案：<Х>5、機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)造功能的作用是根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)部信息和外部信息對系統(tǒng)進行控制,使系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn),實施目的功能。答案：<Х>6、在評價系統(tǒng)<產(chǎn)品>內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價值時,動力功能的接口數(shù)量越多,意味著系統(tǒng)的價值越高。答案：<Х>7、在評價系統(tǒng)<產(chǎn)品>內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價值時,計測功能的精度越高,意味著系統(tǒng)的價值越高。答案：<√>8、在評價系統(tǒng)<產(chǎn)品>內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價值時,主功能的系統(tǒng)誤差越小,意味著系統(tǒng)的價值越大。答案：<√>9、電磁離合器是無源接口。答案：<Х>10、聯(lián)軸器是有源接口。答案：<Х>11、齒輪減速器是有源接口。答案：<Х>12、機構(gòu)接口是受通過接口部位的物質(zhì)、能量與信息的具體形態(tài)和物理條件約束的接口。答案：<Х>13、運動參數(shù)是用來表征機器工作運動的軌跡、行程、方向和起止點正確性的指標。答案：<√>14、動力參數(shù)是用來表征機器輸出動力大小的指標。答案：<√>15、蝸輪蝸桿副是線性傳動部件。答案：<√>16、凸輪機構(gòu)是線性傳動部件。答案：<Х>17、萬向聯(lián)軸器只能改變運動的傳動速度,不能改變其傳動方向。答案：<Х>18、絲桿螺母機構(gòu)有作用主要是將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動或?qū)⒅本€運動變換為旋轉(zhuǎn)運動。答案：<√>19、千斤頂是屬于以傳遞能量為主的絲桿螺母機構(gòu)。答案：<√>20、棘輪傳動機構(gòu)是撓性傳動部件。答案：<Х>21、鋼帶傳動是撓性傳動部件。答案：<√>22、導(dǎo)軌精度的保持性主要取決于導(dǎo)軌的耐磨性。答案：<√>23、與圓柱支承相比,圓錐支承的方向精度和置中精度較低。答案：<Х>24、軸系可以分為主軸軸系和中間傳動軸系。答案：<√>25、形狀記憶合金屬于電磁式執(zhí)行元件。答案：<Х>26、直流伺服電機的驅(qū)動目前常用晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動和晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動兩種方式。答案：<√>27、步進電機的步距角越小,表示其分辯力也越小。答案：<Х>28.伺服控制系統(tǒng)的比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進行比較,以獲得輸出與輸入之間的偏差信號。答案：<√>29、步進電機的步距角決定系統(tǒng)的最小位移,步距角越小,位移的控制精度越低。答案：<Х>30、微處理機<Microprocessor>簡稱CPU,它是一個大規(guī)模集成電路器件或超大規(guī)模集成電路器件。答案：<√>31、微型計算機<Microcomputer>簡稱MC,它是以微處理機<CPU>為中心,加上只讀存儲器<ROM>、隨機存取存儲器<RAM>、輸入/輸出接口電路、系統(tǒng)總成及其它支持邏輯電路組成的計算機。答案：<√>32、在PLC基本指令中,ANDNOT指令表示取反以后邏輯加。答案：<Х>33、位移傳感器可以測量速度和加速度。答案：<Х>34、當系統(tǒng)的過渡過程結(jié)束后,其輸出值達到與輸出相對應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài),此時系統(tǒng)的輸入值與目標值之差稱為穩(wěn)態(tài)誤差。答案：<Х>35、由傳動裝置<傳動系統(tǒng)>的塑性變形而產(chǎn)生的振動稱為結(jié)構(gòu)諧振<或機械振動>。答案：<Х>36、時域法是直接從機構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的時間域和響應(yīng)求取模態(tài)參數(shù)。答案：<√>37、失效<或故障>越頻繁,系統(tǒng)的可靠性越低。答案：<√>38、如果系統(tǒng)不能完成規(guī)定功能,稱為失效。答案：<√>39、如果系統(tǒng)可以修復(fù),稱為故障。答案：<√>五、簡答題1、試述機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)流程。答：<1>根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標；<2>系統(tǒng)功能部件、功能要素的劃分；<3>接口的設(shè)計；<4>綜合評價<或整體評價>；<5>可靠性復(fù)查；<6>試制與調(diào)試。2、機電一體化技術(shù)的目的是什么？答：機電一體化技術(shù)的目的是提高產(chǎn)品的附加值,即多功能、高效率、高可靠性及節(jié)約材料和能源,并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向短、小、輕、薄化方向發(fā)展,從而不斷滿足人們生活多樣化、生產(chǎn)省力化及自動化的需求。3、機電一體化系統(tǒng)由哪幾個子系統(tǒng)組成？答：機電一體化系統(tǒng)由機械系統(tǒng)<機構(gòu)>、信息處理系統(tǒng)<計算機>、動力系統(tǒng)<動力源>、傳感檢測系統(tǒng)<傳感器>、執(zhí)行元件系統(tǒng)<電機等>五個子系統(tǒng)組成。4、簡述機電一體化系統(tǒng)的總體設(shè)計程序。答：機電一體化系統(tǒng)的總體設(shè)計程序分為：<1>明確設(shè)計思想；<2>分析、綜合總體要求；<3>擬訂總體設(shè)計方案；<4>決定性能參數(shù)；<5>劃分功能模塊；<6>調(diào)研類似產(chǎn)品；<7>方案對比定型；<8>編寫總體方案論證書。5、機電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵共性技術(shù)有哪些？答：機電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵共性技術(shù)主要有：<1>檢測傳感技術(shù)；<2>信息處理技術(shù)；<3>伺服驅(qū)動技術(shù)；<4>自動控制技術(shù)；<5>精密機械技術(shù)；<6>系統(tǒng)總成技術(shù)。6、設(shè)計機械傳動部件時,為確保機械系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性,常提出哪些要求？答：<1>低摩擦,采用低摩擦阻力的傳動部件和導(dǎo)向支承部件；<2>短傳動鏈,縮短傳動鏈,提高傳動與支承剛度；<3>最佳傳動比,選用最佳傳動比,以達到提高系統(tǒng)分辨率等,盡可能提高加速性能；<4>反向死區(qū)誤差??；<5>高剛性,提高剛性可減少振動、降低噪聲等。7、在齒輪傳動中,各級傳動比的分配原則是什么？答：各級傳動比一般采用以下分配原則：<1>重量最輕原則；<2>輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則；<3>等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則。8、導(dǎo)軌副的設(shè)計就考慮哪些因素？答：<1>根據(jù)工作條件,選擇合適的導(dǎo)軌類型；<2>選擇導(dǎo)軌的截面形狀,以保證導(dǎo)導(dǎo)向精度；<3>選擇適當?shù)膶?dǎo)軌結(jié)構(gòu)及尺寸,有足夠的剛度、良好的耐磨性和低速平衡性,運動輕便；<4>選擇導(dǎo)軌的補償及調(diào)整裝置；<5>選擇合理的耐磨涂料、潤滑方法和防護裝置；<6>制訂保證導(dǎo)軌所必需的技術(shù)條件。9、滾動導(dǎo)軌副的基本要求有哪些？答：<1>導(dǎo)向精度,應(yīng)保證移動軌跡的直線性及其位置的精確性；<2>耐磨性,在預(yù)定的使用期內(nèi)保持其導(dǎo)向精度；<3>剛度,為了保證足夠的剛度,應(yīng)選用最合適的導(dǎo)軌類型、尺寸及其組合；<4>工藝性,導(dǎo)軌副要便于裝配、調(diào)整、測量、防塵、潤滑和維修保養(yǎng)等。10、旋轉(zhuǎn)支承的基本要求是什么？答：<1>方向精度和置中精度；<2>摩擦阻力的大??；<3>許用載荷；<4>對對變化的敏感性；<5>耐磨性以及磨損的補償；<6>抗振性；<7>成本。11、提高軸系部件旋轉(zhuǎn)精度要采取哪些措施？答：<1>提高軸頸與架體支承的加工精度；<2>用選配法提高軸承裝配與預(yù)緊精度；<3>軸系組件裝配后對輸出端軸的外徑、端面及內(nèi)孔通過互為基準進行精加工。12、簡述滾珠絲杠軸向間隙調(diào)整方法——雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式原理。<P33>答：如圖所示,兩個螺母3兩端分別制有圓柱齒輪,二者齒數(shù)相差一個齒,通過兩端的兩個內(nèi)齒輪2與上述圓柱齒輪相嚙合并用螺釘和定位銷固定在套筒1上。調(diào)整時先取下兩端的內(nèi)齒輪2,當兩個滾珠螺母相對于套筒同一個方向轉(zhuǎn)動一個齒,固定后,則一個滾珠螺母相對于另一個滾珠螺母產(chǎn)生相對角位移,使兩個滾珠螺母產(chǎn)生相對移動,從而消除間隙并產(chǎn)生一定的預(yù)緊力。其特點是可實現(xiàn)定量調(diào)整,即可進行精密微調(diào),使用中調(diào)整較方便。1-套筒；2-內(nèi)齒輪；3-螺母；4-絲杠13、滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些？答：雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式、雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式、雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式、彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式、單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊式和單螺母滾珠過盈預(yù)緊式。14、執(zhí)行元件的基本要求是什么？答：<1>慣量小、動力大；<2>體積小、重量輕；<3>便于維修、安裝；<4>宜于微機控制。15、控制用電動機的基本要求是什么？答：<1>性能密度大；<2>快速性能好,即加速轉(zhuǎn)矩大,頻響特性好；<3>位置控制精度高,調(diào)速范圍寬,低速運動平衡無爬行現(xiàn)象,分辯力高,振動噪聲?。?lt;4>適應(yīng)啟、停頻繁的工作要求；<5>可靠性高,壽命長。16、簡述直流伺服電機的特點。答：<1>高響應(yīng)特性；<2>高功率密度；<3>可實現(xiàn)高精度數(shù)字控制；<4>接觸換向部件需要維護。17、簡述步進電機的特點。答：<1>轉(zhuǎn)角與控制脈沖數(shù)成比例,可構(gòu)成直接數(shù)字控制；<2>有定位轉(zhuǎn)矩；<3>可構(gòu)成廉價的開環(huán)控制系統(tǒng)。18、簡述步進電機的工作原理。<P107>答：如圖所示：如果先將電脈沖加到A相勵磁繞組,定子A相磁極就產(chǎn)生磁通,并對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁拉力,使轉(zhuǎn)子的1、3兩個齒與定子的A相磁極對齊,而后再將電脈沖通入B相磁繞組,B相磁極便產(chǎn)生磁通,這時轉(zhuǎn)子2、4兩個齒與B相磁極靠的最近,于是轉(zhuǎn)子便沿著逆時針方向轉(zhuǎn)過30度角,使轉(zhuǎn)子2、4兩個齒與定子B相磁極對齊。如果按照A→C→B→A……的順序通電,步進電機將沿順時針方向一步步地轉(zhuǎn)動。19、試說明晶體管直流脈寬調(diào)制驅(qū)動<PWM>工作原理。答：如圖所示,給定供電電壓U,由控制脈沖信號Ud控制晶體管VT的通斷,從而使直流電動機得到脈沖驅(qū)動信號。改變脈沖控制信號的每一周期通電時間,就可改變直流電動機的平均工作電壓Ua達到調(diào)速目的。通電時間越長,獲得的平均電壓越大,電機轉(zhuǎn)得就快,反之,電機轉(zhuǎn)得就慢。20、輸入/輸出控制對硬件電路有何要求？答：<1>能夠可靠地傳遞信息,并能夠輸入有關(guān)運動機構(gòu)的狀態(tài)信息；<2>能夠進行相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)換,以滿足微機對輸入/輸出信息的轉(zhuǎn)換要求；<3>應(yīng)具有較強的阻斷干擾信號進入微機控制系統(tǒng)的能力,以提高系統(tǒng)的可靠性。21、簡述光電隔離電路的主要作用。答：作用體現(xiàn)在三個方面：<1>可將輸入/輸出兩部分的供電電源和電路的地線分離<可將輸入與輸出兩部分電路的地線分開,各自使用一套電源供電>。光電耦合輸入、輸出端之間絕緣電阻很大<1011~1013Ω>,寄生的電容很小<0.5~2pF>,因而干擾信號很難從輸入端反饋到輸出端。<2>提高對負載的驅(qū)動能力?？芍苯域?qū)動光控晶閘管。如果光電隔離電路與濾波電路、屏蔽電路結(jié)合起來,會進一步提高微機控制系統(tǒng)的抗干擾能力。<3>可進行電平轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)要求的電平輸出,具有初級功率放大作用。22、簡述傳感器的微機接口基本方式及基本方法。答：<1>模擬量接口方式：傳感器輸出信號——放大——采樣/保持——模擬多路開關(guān)——A/D轉(zhuǎn)換——I/O接口——微機；<2>開關(guān)量接口方式：開關(guān)型傳感器輸出二值式信號<邏輯1或0>——三態(tài)緩沖器——微機；<3>數(shù)字量接口方式：數(shù)字型傳感器輸出數(shù)字量<二進制代碼、BCD碼、脈沖序列等>——計數(shù)器——三態(tài)緩沖器——微機。23、機械系統(tǒng)的機構(gòu)靜力學(xué)特性包括哪些內(nèi)容？答：<1>機構(gòu)輸出端所受負載<力或轉(zhuǎn)矩>向輸入端的換算；<2>機構(gòu)內(nèi)部的摩擦力<或轉(zhuǎn)矩>對輸入端的影響；<3>由上述各種力或重力加速度引起的機構(gòu)內(nèi)部各連桿、軸承等到的受力。24、機電一體系統(tǒng)操作過程的目的是什么？答：<1>根據(jù)操作條件的變化,制定最佳操作方案；<2>對操作過程進行自動檢測,提高控制性能,實現(xiàn)規(guī)定的目的功能。25、機電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計包含哪些內(nèi)容？答：穩(wěn)態(tài)設(shè)計包含了使系統(tǒng)的輸出運動參數(shù)達到技術(shù)要求、執(zhí)行元件的參數(shù)選擇、功率<或轉(zhuǎn)矩>的匹配及過載能力的驗算、各主要元件的選擇與控制電路設(shè)計、信號的有效傳遞、各級增益的分配、各級之間阻抗的匹配和抗干擾措施等。26、伺服系統(tǒng)放大器的設(shè)計與選擇主要考慮哪些因素？答：<1>功率輸出級必須與所用執(zhí)行元件匹配,其輸出電壓、電流應(yīng)滿足執(zhí)行元件的容量要求,能夠保證執(zhí)行元件短時過載、短時快速的要求；<2>放大器應(yīng)為執(zhí)行元件的運行狀態(tài)提供適宜的條件；<3>放大器應(yīng)有足夠的線性范圍,以保證執(zhí)行元件的容量提到正常發(fā)揮；<4>輸入級應(yīng)能與檢測傳感器相匹配；<5>放大器應(yīng)具有足夠的放大倍數(shù),其特性應(yīng)穩(wěn)定可靠、便于調(diào)整。27、系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計包含哪些內(nèi)容？答：系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計包含：選擇系統(tǒng)的控制方式和校正<或補償>形式,設(shè)計校正裝置,將其有效地連接到穩(wěn)態(tài)設(shè)計階段所設(shè)計的系統(tǒng)中去,使補償后的系統(tǒng)成為穩(wěn)定系統(tǒng),并滿足各項動態(tài)指標要求。28、保證機電一體化系統(tǒng)<產(chǎn)品>的可靠性方法有哪些？答：1>提高產(chǎn)品的設(shè)計和制造質(zhì)量：<1>裕度法；<2>自動控制。2>采用冗余技術(shù)：<1>工作冗余；<2>后備冗余。3>故障診斷技術(shù)：<1>測試；<2>征兆；<3>診斷六、計算題1、已知步進電機轉(zhuǎn)子的齒數(shù)z為40,電機的通電方