機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)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(jī)電一體化技術(shù)可以提高系統(tǒng)的精度？機(jī)電一體化技術(shù)使機(jī)械傳動部分減少，因而使機(jī)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(shù)實現(xiàn)自動檢測，控制，補(bǔ)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(jī)械技術(shù)的4個支柱學(xué)科是什么？機(jī)械學(xué)、制造工藝學(xué)、控制、力學(xué)。4有幾種常用的工業(yè)控制計算機(jī)？單片機(jī)、DCS、PLC 、單回路調(diào)節(jié)器、微機(jī)測控系統(tǒng)和分散控制系統(tǒng)。5機(jī)械本體的作用是什么？系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，包括機(jī)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(zhuǎn)換元件）和（ 基本轉(zhuǎn)換電路 ）組成。2對驅(qū)動裝置的技術(shù)要求有（精度）、（穩(wěn)定性）、（ 快速性）和（ 可靠性 ）。3構(gòu)思比較常用（）、（ ）和（ ）等方法。(專家調(diào)查法、頭腦風(fēng)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(jī)與普通信息處理計算機(jī)的主要區(qū)別是什么？與普通信息處理機(jī)相比較,工業(yè)PC機(jī)有以下特點1） 將普通信息處理機(jī)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(jī)箱，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性。4）豐富的應(yīng)用軟件。2如圖所示的伺服系統(tǒng)，試分析絲杠螺母機(jī)構(gòu)的傳動誤差對工作臺輸出精度的影響。絲杠螺母機(jī)構(gòu)位于電機(jī)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(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，已知工作臺的質(zhì)量為m=50Kg，負(fù)載力為,最大加速度為5m/s2,絲杠直徑為d=16mm,導(dǎo)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(jī)的驅(qū)動力矩？1 解：負(fù)載力包括以下幾部分1） 外負(fù)載力2） 慣性負(fù)載力電機(jī)上的負(fù)載力矩為2 如圖所示的開環(huán)步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)，工作臺長L=800mm，往復(fù)精度為mm，齒輪傳動比，絲杠的直徑20mm，步進(jìn)電機(jī)的步距角為，試確定絲杠的導(dǎo)程。解：設(shè)絲杠的導(dǎo)程為t ，每個脈沖對應(yīng)工作臺的位移為則 五綜合訓(xùn)練題（16分）已知五自由度教學(xué)機(jī)器人，采用步進(jìn)電機(jī)控制，具有手動示教、再現(xiàn)功能，試確定其控制計算機(jī)及控制方案，并說明理由。解：五自由度機(jī)器人采用步進(jìn)電機(jī)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(xué)，成本不應(yīng)太高，使用環(huán)境良好，采用單片機(jī)控制就可以滿足使用要求。手動示教盒是一個單片機(jī)系統(tǒng)，它由單片機(jī)、RAM、串行通信口、鍵盤、LED顯示器等組成。它承擔(dān)命令輸入、狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)存儲、通過與關(guān)節(jié)控制單片機(jī)通信給關(guān)節(jié)單片機(jī)發(fā)送控制命令等任務(wù)。關(guān)節(jié)