(完整版)中央電大機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2008-2012歷年真題匯總,推薦文檔

1、機(jī)電一體化單選試題匯總二、單選題（每小題 4 分，共 24 分）1. 機(jī)電一體化技術(shù)是以（ b ）技術(shù)為核心，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成的綜合性技術(shù)。a. 自動(dòng)化 b電子 c機(jī)械 d軟件2. 機(jī)電一體化技術(shù)是以（ c ）部分為主體，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成的綜合性技術(shù)。a. 自動(dòng)化 b微電子 c機(jī)械 d 軟 件3. 在機(jī)電一體化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，總體方案設(shè)計(jì)完成后應(yīng)立即進(jìn)行( b )。a樣機(jī)設(shè)計(jì)(詳細(xì)設(shè)計(jì)) b 此方案的評(píng)審、評(píng)價(jià)c理論分析(數(shù)學(xué)模 2) d可行性與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析4在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械傳動(dòng)要滿足伺服控制的基本要求足( a )。a精度、穩(wěn)定性、快速響應(yīng)性 b精度、穩(wěn)定忭、低噪聲c

2、精度，高可靠性、小型輕量化 d精度、高可靠性、低沖擊振動(dòng)5. 在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，用于加速慣性負(fù)載的驅(qū)動(dòng)力矩為( d )。a電機(jī)力矩 b負(fù)載力矩 c折算負(fù)載力矩 d電機(jī)力矩與折算負(fù)載力矩之差6在下列電機(jī)中，( c )既可通過(guò)閉環(huán)實(shí)現(xiàn)速度或位置控制，又可作步進(jìn)方式運(yùn)行，且電機(jī)轉(zhuǎn)速不受負(fù)載影響，穩(wěn)定性高。a步進(jìn)電機(jī) b直流伺服電機(jī) c交流同步伺服電機(jī) d籠型交流異步電機(jī)7在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中,常用（ b ）做驅(qū)動(dòng)元件。a直流伺服電動(dòng)機(jī) b步進(jìn)電動(dòng)機(jī) c同步交流伺服電動(dòng)機(jī) d異步交流伺服電動(dòng)機(jī)8在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中，控制總線的功能是( b )。a確切指定與之通信的外部硬什 b確定總線上信息流的時(shí)序c在計(jì)算機(jī)

3、內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù) d 連接控制電源3. 在工業(yè)控制應(yīng)用中，為了( d )，da 轉(zhuǎn)換的輸出常常要配接 vi 轉(zhuǎn)換器。a抑制共模電壓的干擾b非電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換 c信號(hào)的放大、濾波d適應(yīng)工業(yè)儀表的要求4. 在工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，( a )是理論分析階段要進(jìn)行的工作之一。a傳感器的選擇及精度分析b技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 c控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)d控制系統(tǒng)軟件配置與調(diào)試9. 以下產(chǎn)品不屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的是( b )。a機(jī)器人 b移動(dòng)電話 c數(shù)控機(jī)床 d復(fù)印機(jī)0. 以下產(chǎn)品不屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的是( b )。a 工業(yè)機(jī)器人b電子計(jì)算機(jī)c空調(diào)d復(fù)印機(jī)11以下除了（ d ），均是由硬件和軟件組成。a計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) bpl

4、c 控制系統(tǒng)c嵌入式系統(tǒng) d繼電器控制系統(tǒng)2以下抑制電磁干擾的措施，除了( d )，其余都是從切斷傳播途徑人手。a屏蔽b隔離c濾波d軟件抗干擾3. 導(dǎo)程 l0=8mm 的絲杠驅(qū)動(dòng)總質(zhì)量為 60kg 的工作臺(tái)與工件，則工作臺(tái)與工件折算到絲杠上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為（ b ）kgmm2。a48.5b97c4.85d9.74. 導(dǎo)程 l0=8mm 的絲杠的總質(zhì)量為 6kg，標(biāo)稱直徑為 40mm，則其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為（a）kgmm2。a1200b480c120d485. 下列哪個(gè)不是傳感器的動(dòng)特性?( d )a幅頻特性b臨界頻率c相頻特性d分辨率6下列哪項(xiàng)指標(biāo)是傳感器的動(dòng)態(tài)特性？（ d ）。a量程b線性度c靈敏度

5、d幅頻特性7幅頻特性和相頻特性是模擬式傳感器的（ b ）。a靜態(tài)特性指標(biāo)b動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)c輸入特性參數(shù)d輸出特性參數(shù)8靜態(tài)剛度屬于傳感器的( c )。a靜態(tài)特性指標(biāo)b動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)c輸人特性參數(shù)d輸出特性參數(shù)9頻率響應(yīng)函數(shù)是傳感器的( b )。a靜態(tài)特性指標(biāo)b動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)c輸入特性參數(shù)d輸出特性參數(shù)0機(jī)械系統(tǒng)的剛度對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性主要影響表現(xiàn)為( b )等方面。a固有頻率、響應(yīng)速度、慣量 b固有頻率、失動(dòng)量、穩(wěn)定性c摩擦特性、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性 d摩擦特性、失動(dòng)量、慣量21. 為提高機(jī)電一體化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，應(yīng)設(shè)法( a )。a增大系統(tǒng)剛度 b增大系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 c增大系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力矩d減小系統(tǒng)

6、的摩擦阻力2傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率對(duì)傳動(dòng)精度有影響，( a ) 固有頻率可減小系統(tǒng)地傳動(dòng)誤差， ( a )系統(tǒng)剛度可提高固有頻率。- 20 -a提高，提高b提高，減小c減小，提高d減小，減小3. 多級(jí)齒輪傳動(dòng)中，各級(jí)傳動(dòng)比相等的分配原則適用于按( c )設(shè)計(jì)的傳動(dòng)鏈。a最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則b輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則 c重量最輕原則(小功率裝置)d重量最輕原則(大功率裝置)4. 多級(jí)齒輪傳動(dòng)中，各級(jí)傳動(dòng)比“前大后小”的分配原則適用于按( d )設(shè)計(jì)的傳動(dòng)鏈。a最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則b輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則c重量最輕原則(小功率裝置)d重量最輕原則(大功率裝置) 5閉環(huán)控制的驅(qū)動(dòng)裝置中，齒輪減速器位于

7、前向通道，所以它的( b )。a傳動(dòng)誤差不影響輸出精度，但回程誤差影響輸出精度2. 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，其輸出轉(zhuǎn)矩隨著工作頻率增高而(b)。a上升b下降 c不變d前三種情況都有可能3. 對(duì)同一種步進(jìn)電機(jī)，三相單三拍的步距角是三相六拍的( c )倍。a05b1c2d34. 有一脈沖電源，通過(guò)環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進(jìn)電機(jī)定子勵(lì)磁繞組，已知轉(zhuǎn)子有 24 個(gè)齒，步進(jìn)電機(jī)的步距角是（ c ）。a0.6b1.2c1.5d25. 頻矩特性表示步進(jìn)電機(jī)( b )與脈沖頻率的關(guān)系。a額定動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩b最大動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩c最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩d最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩b回程誤差不影響輸出精度，但傳動(dòng)誤差影響輸出精度6std 總線的

8、 ad 轉(zhuǎn)換接口模板中，除 ad 轉(zhuǎn)換器及 std 總線接口邏輯之外；還應(yīng)設(shè)置( c )。c傳動(dòng)誤差和回程誤差都會(huì)影響輸出精度d傳動(dòng)誤差和回程誤差都不會(huì)影響輸出精度a采樣保持器與通道選擇器b通道選擇器與多路開(kāi)關(guān)6閉環(huán)控制的驅(qū)動(dòng)裝置中，絲杠螺母機(jī)構(gòu)位于閉環(huán)之外，所以它的(d)。c多路開(kāi)關(guān)與采樣保持器dvi 轉(zhuǎn)換器與信號(hào)調(diào)理電路a回程誤差不影響輸出精度，但傳動(dòng)誤差影響輸出精度7開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)中的 vlsi 是指( c )。b傳動(dòng)誤差不影響輸出精度，但回程誤差影響輸出精度a不同的用戶層次b用戶的特殊要求c超大規(guī)模集成電路d模塊化體系結(jié)c回程誤差和傳動(dòng)誤差都不會(huì)影響輸出精度d回程誤差和傳動(dòng)誤差都會(huì)影響

9、輸出精度構(gòu)8為保證系統(tǒng)安全可靠工作，下列機(jī)電一體化產(chǎn)品中，( d )需要進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)。7. 半閉環(huán)控制的驅(qū)動(dòng)裝置中，絲杠螺母機(jī)構(gòu)位于閉環(huán)之外，所以它的( d a回程誤差不影響輸出精度，但傳動(dòng)誤差影響輸出精度)。a頻率b數(shù)量c步距角d通電順序b傳動(dòng)誤差不影響輸出精度，但回程誤差影響輸出精度c回程誤差和傳動(dòng)誤差都不會(huì)影響輸出精度d回程誤差和傳動(dòng)誤差都會(huì)影響輸出精度8. hrgp-1a 噴漆機(jī)器人中的旋轉(zhuǎn)變壓器屬于系統(tǒng)中的（ b ）。a 能源部分b測(cè)試傳感部分c控制器d執(zhí)行機(jī)構(gòu)9hrgpla 噴漆機(jī)器人中的活塞式液壓缸屬于系統(tǒng)中的( c )。a能源部分b測(cè)試傳感部分c驅(qū)動(dòng)部分d執(zhí)行機(jī)構(gòu)0hrgp-

10、1a 噴漆機(jī)器人中的手部屬于系統(tǒng)中的（ d ）。a 能源部分b測(cè)試傳感部分c驅(qū)動(dòng)部分d執(zhí)行機(jī)構(gòu)31. 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角的精確控制是通過(guò)控制輸入脈沖的( b )來(lái)實(shí)現(xiàn)的。a自動(dòng)洗衣機(jī)b自動(dòng)照相機(jī)c滾筒型繪圖機(jī)d數(shù)控機(jī)床9通常，ttl 電平接口不用于( a )。a工控機(jī)與獨(dú)立設(shè)備的連接b操作面板上開(kāi)關(guān)狀態(tài)的輸入c驅(qū)動(dòng)帶電氣隔離的繼電器d輸出指示燈控制0. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，需要由用戶自行編寫(d)，具有實(shí)時(shí)性、針對(duì)性、靈活性和通用性。a實(shí)時(shí)軟件b開(kāi)發(fā)軟件c系統(tǒng)軟件d應(yīng)用軟件41數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的伺服電機(jī)屬于設(shè)備的( c )。a能源部分b傳感部分c驅(qū)動(dòng)部分d執(zhí)行機(jī)構(gòu)2( a )又稱為力矩電動(dòng)機(jī)，

11、在位置控制方式的伺服系統(tǒng)中，它可在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作。a永磁式直流伺服電機(jī)b電磁式直流伺服電機(jī)c.永磁式交流同步伺服電機(jī)d籠型交流異步伺服電機(jī)5. 采用脈寬調(diào)制(pwm)進(jìn)行直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過(guò)改變( a )來(lái)改變電樞回路的平均電壓，從而實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速。a. 脈沖的寬度b脈沖的頻率c脈沖的正負(fù)d其他參數(shù)6. 某機(jī)電一體化系統(tǒng)需要消除斜齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙，采?。╠）調(diào)整法使得調(diào)整過(guò)程中能自動(dòng)補(bǔ)償齒側(cè)間隙。a. 偏心套b軸向墊片c薄片錯(cuò)齒d軸向壓簧錯(cuò)齒機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)歷年試題匯總一、判斷題（正確的打，錯(cuò)誤的打，每題 3 分，共 30 分）01自動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)電一體化六個(gè)相關(guān)技術(shù)之

12、一，而接口技術(shù)是自動(dòng)控制技術(shù)中的一個(gè)方面。( )2. 自動(dòng)控制是在人直接參與的情況下，通過(guò)控制器使被控對(duì)象或過(guò)程自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。（ ）3. 機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微電子技術(shù)為主體、以機(jī)械部分為核心，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成的綜合性技術(shù)。()4. 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)與一般的機(jī)械系統(tǒng)相比，應(yīng)具有高精度、良好的穩(wěn)定性、快速響應(yīng) 性 的 特 性 。 () 5機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要功能就是對(duì)輸入的物質(zhì)按照要求進(jìn)行處理，輸出具有所需特性的物質(zhì)。（ ）6. 機(jī)電體化產(chǎn)品的適應(yīng)性設(shè)計(jì)是指對(duì)產(chǎn)品功能及結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行的設(shè)計(jì)。( )7. 機(jī)電一體化產(chǎn)品的適應(yīng)性設(shè)計(jì)是指改變產(chǎn)品部分結(jié)構(gòu)尺寸而形成系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

13、。( )8. 機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，具有“智能化” 的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)差別。（ ）9. 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量取決于機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)件的質(zhì)量、轉(zhuǎn)速和尺寸參數(shù)。( ) 0傳動(dòng)軸在單向回轉(zhuǎn)時(shí)，回程誤差對(duì)傳動(dòng)精度沒(méi)有影響。( ) 11傳感器的靜態(tài)特性是特指輸入量為常量時(shí)，傳感器的輸出與輸入之間的關(guān)系。( )2. 傳感器的轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分。（ ）3. 驅(qū)動(dòng)元件的選擇及動(dòng)力計(jì)算是機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程理論分析階段的工作之一。( )4. 驅(qū)動(dòng)裝置中同一環(huán)節(jié)的誤差，其高頻分量和低頻分量，對(duì)系統(tǒng)輸出精度的影響程度可能是

14、不同的。( )5. 驅(qū)動(dòng)部分在控制信息作用下提供動(dòng)力，伺服驅(qū)動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的驅(qū)動(dòng)裝置。( )6. 驅(qū)動(dòng)電路中采用脈沖調(diào)制(pwm)放大器的優(yōu)點(diǎn)是功率管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)、管耗小。()7. 直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路中，脈寬凋制放大器由于管耗大，因而多用于小功率系統(tǒng)。( )8. 直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路中，由于脈寬調(diào)制放大器的管耗大，因此多用于小功率系統(tǒng)。( )9. 直流伺服電動(dòng)機(jī)和永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)都可以采用 pwm 控制方式進(jìn)行控制。( )0直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性是電機(jī)轉(zhuǎn)速與其輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。( )21直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是電機(jī)轉(zhuǎn)速與其控制電壓的關(guān)系。( )2. 數(shù)控機(jī)床中

15、的計(jì)算機(jī)屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制及信息處理單元，而電機(jī)和主軸箱則屬于系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部分。( )3. 數(shù)字式傳感器的動(dòng)態(tài)特性是輸入量變化的臨界速度。( )4. 數(shù)字化物理樣機(jī)就是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)。( )5. 工業(yè) pc 機(jī)與個(gè)人計(jì)算機(jī) ibm pc 的最大差別是把 ibm pc 中的母板分成了多塊 pc 插件。( )6. 工業(yè) pc 機(jī)與個(gè)人計(jì)算機(jī) ibmpc 的最大差別是換用了工業(yè)電源。( )7. 遲滯是傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)之一，反映傳感器輸入量在正反行程中，輸出輸入特性曲線的不重合度。( )8. 遲滯是傳感器的一種動(dòng)態(tài)誤差，是由于在傳感器的正反行程中的輸出輸入特性曲線不重合引起

16、的 。 () 9遲滯是傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)之，反映傳感器輸入量按同一方向做全量程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)，輸出輸入特性曲線的不一致性。( )0在滾珠絲杠螺母間隙的調(diào)整結(jié)構(gòu)中，齒差式調(diào)隙機(jī)構(gòu)的精度較高，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低。( )31在噴漆機(jī)器人的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中，詳細(xì)設(shè)計(jì)完成后即可進(jìn)行樣機(jī)的試制。( )2. 在工控機(jī)系統(tǒng)的總線中，控制總線的功能是確定總線上信息流的時(shí)序。( )3. 在工控機(jī)系統(tǒng)的總線中，數(shù)據(jù)總線的功能是確定總線上信息流的時(shí)序。( )4. 在全自動(dòng)洗衣機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)是理論分析階段的任務(wù)之一。( )5. 在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)裝置中各環(huán)節(jié)的誤差因其在系統(tǒng)中所處的位置不同

17、，對(duì)系統(tǒng)輸出精度 的 影 響 不 同 。 () 6在閉環(huán)系統(tǒng)中，因齒輪副的嚙合間隙而造成的傳動(dòng)死區(qū)能使系統(tǒng)以 610 倍的間隙角產(chǎn)生低頻振蕩，采用消隙裝置，以提高傳動(dòng)精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。（） 7在閉環(huán)系統(tǒng)中，因齒輪副的嚙合間隙而造成的傳動(dòng)死區(qū)能使系統(tǒng)以 15 倍的間隙角產(chǎn)生低頻振蕩，采用消隙裝置，以提高傳動(dòng)精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。( )8. 采用虛擬樣機(jī)代替物理樣機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)測(cè) l 試和評(píng)估，延長(zhǎng)了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期， 增加了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本，但是可以改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高面向客戶三捕場(chǎng)需求能力。( )9. 采用雙螺母螺紋調(diào)隙以消除滾珠絲杠副軸向間隙，結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，能 夠 進(jìn) 行

18、 很 精 確 的 調(diào) 整 。 ()0采用偏心軸套調(diào)整法對(duì)齒輪傳動(dòng)的側(cè)隙進(jìn)行調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且可以自動(dòng)補(bǔ)償側(cè)隙。（）41通常，步進(jìn)電機(jī)的最高連續(xù)工作頻率遠(yuǎn)大于它的最高啟動(dòng)頻率。( )2通常，提高響應(yīng)速度和提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)精度是有矛盾的，若想同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速度和高精度，需要綜合考慮各環(huán)節(jié)和整個(gè)系統(tǒng)的控制形式。() 3通常，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的基本固有頻率應(yīng)高于電氣驅(qū)動(dòng)部件的固有頻率 23 倍。( )4現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)采用一對(duì)一的設(shè)備連線，按控制回路分別進(jìn)行連接，打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 形 式 。（） 5現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是將系統(tǒng)劃分為硬件和軟件兩個(gè)獨(dú)立的部分，然后按各自的設(shè)計(jì)流程分別完成。（ ）6. 系統(tǒng)

19、論、信息論、控制論是機(jī)電一體化技術(shù)的理論基礎(chǔ)，是機(jī)電一體化技術(shù)的方法論。( )7. 系統(tǒng)的靜摩擦阻尼越大，使系統(tǒng)的回程誤差增大，定位精度降低。( )8. 齒輪傳動(dòng)的嚙合間隙會(huì)造成一定的傳動(dòng)死區(qū)，若在閉環(huán)系統(tǒng)中，傳動(dòng)死區(qū)會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生低頻震蕩。( )9. 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則中等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則是使所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)換算到該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為最小。( )0為減少機(jī)械傳動(dòng)部件的扭矩反饋對(duì)電機(jī)動(dòng)態(tài)性能的影響，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)接近控制系統(tǒng)的工作頻率，以免系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而失去穩(wěn)定性。() 51為減少機(jī)械傳動(dòng)部件的扭矩反饋對(duì)電機(jī)動(dòng)態(tài)性能的影響，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的基本固

20、有頻率應(yīng)低于電氣驅(qū)動(dòng)部件的固有頻率的 23 倍，同時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)接近控制系統(tǒng)的工作頻率，以免系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而失去穩(wěn)定性。( )2. 為適應(yīng)工業(yè)儀表的要求，da 的輸出要配接 v1 轉(zhuǎn)換器。( )3. ttl 電平接口能用于輸出指示燈的控制，也能用于驅(qū)動(dòng)帶電氣隔離的繼電器。( )4. ttl 電平接口能用于輸出指示燈的控制，但不能用于驅(qū)動(dòng)帶電氣隔離的繼電器。( )5. 氣壓式伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常用在定位精度較高的場(chǎng)合使用。（ ）6. 氣壓伺服系統(tǒng)的過(guò)載能力強(qiáng)，在大功率驅(qū)動(dòng)和高精度定位時(shí)性能好，適合于重載的高加減速驅(qū)動(dòng)。（ ）7. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，同頻率下的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就越大。( )8.

21、閉環(huán)伺服系統(tǒng)中工作臺(tái)的位置信號(hào)僅能通過(guò)電機(jī)上的傳感器或是安裝在絲桿軸端的編碼器檢測(cè)得到。( )9. 電氣驅(qū)動(dòng)部件的固有頻率應(yīng)高于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的基本固有頻率 23 倍。( ) 0反求設(shè)計(jì)是建立在概率統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)之上，主要任務(wù)是提高產(chǎn)品的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，降低維修費(fèi)用。（ ）61仿真根據(jù)采用的模型不同可分為計(jì)算機(jī)仿真、半物理仿真和全物理仿真。（ ）2. 滾珠絲杠垂直傳動(dòng)時(shí)，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動(dòng)裝置。（ ）3. 進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于阻尼對(duì)系統(tǒng)的精度和快速響應(yīng)性均產(chǎn)生不利的影響，因此機(jī)械系統(tǒng)的阻尼比取值越小越好。（） 4絕對(duì)式光電編碼器能用于角位置測(cè)量，也能用于角速度測(cè)量。( )5. 接

22、口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中的一個(gè)方面，它的功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分的可靠連接。( )6. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的采樣周期越小，其控制精度就越高。（ ）7. 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，執(zhí)行裝置的誤差直接影響系統(tǒng)精度，但不存在穩(wěn)定性問(wèn)題。( )8. 綠色設(shè)計(jì)是對(duì)已有的產(chǎn)品或技術(shù)進(jìn)行分析研究，進(jìn)而對(duì)該系統(tǒng)（產(chǎn)品）進(jìn)行剖析、重構(gòu)、再創(chuàng) 造 的 設(shè) 計(jì) 。（） 9脈沖分配器的作用是使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序按一定規(guī)律變化。( ) 0脈沖分配器的作用是使電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序按一定規(guī)律變化。（ ）71plc 具有完善的自診斷功能，能及時(shí)診斷出 plc 系統(tǒng)的軟件、硬件故障，并能保護(hù)故障現(xiàn)場(chǎng)，保證了 plc 控制系統(tǒng)的工作安全性。( )2

23、全物理仿真與計(jì)算機(jī)仿真相比較，在時(shí)間、費(fèi)用和方便性上都具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)、快 捷 與 實(shí) 用 的 仿 真 方 法 。（） 3嵌入式系統(tǒng)大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，通常都具有低功耗、體積小、集成度高等 特 點(diǎn) 。 () 4伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在控制信息作用下提供動(dòng)力，伺服驅(qū)動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的驅(qū)動(dòng)裝置。（ ）5. std 總線可采用總線復(fù)用技術(shù)，也支持多處理機(jī)系統(tǒng)。( )6. 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換的裝置和部件。( )7. 微機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線中，在任何給定時(shí)刻數(shù)據(jù)流八允許往一個(gè)方向傳榆。( )8. 無(wú)論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測(cè)裝置的精度

24、。( )9. 需求設(shè)計(jì)是指新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的整個(gè)生命周期內(nèi)，從分析用戶需求到以詳細(xì)技術(shù)說(shuō)明書的形式來(lái)描述滿足用戶需求產(chǎn)品的過(guò)程。( )0選擇傳感器時(shí)，如果測(cè)量的目的是進(jìn)行定性分析，則選用絕對(duì)量值精度高的傳感器，而不宜選 用 重 復(fù) 精 度 高 的 傳 感 器 。 () 81信息處理技術(shù)是指在機(jī)電一體化產(chǎn)品工作過(guò)程中，與工作過(guò)程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動(dòng)控制有關(guān)的信息輸入、識(shí)別、變換、運(yùn)算、存儲(chǔ)、輸出和決策分析等技術(shù)。（） 2永磁型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)即使其定子繞組斷電也能保持一定轉(zhuǎn)矩，故具有記憶能力，可用于定位驅(qū)動(dòng) 。 () 3一個(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)力系統(tǒng)、檢測(cè)傳感系統(tǒng)及

25、執(zhí)行部件，各要素和環(huán)節(jié)之間通過(guò)接口相聯(lián)系。（ ）4阻尼比除了與機(jī)械系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù) b 有關(guān)外，還與系統(tǒng)的拉壓剛度系數(shù) k。和質(zhì)量 m有關(guān)。( )機(jī)電一體化簡(jiǎn)答試題匯總?cè)?、?jiǎn)答題（每小題 8 分，共 24 分）1. 簡(jiǎn)述完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)五大組成要素。12. 完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分?答：機(jī)械本體、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)、執(zhí)行部件、信息處理及控制系統(tǒng)五部分相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。 3機(jī)電一體化系統(tǒng)中，對(duì)控制及信息處理單元的基本要求是什么?答：機(jī)電一體化系統(tǒng)中，對(duì)控制及信息處理單元的基本要求：信息處理速度和可靠性，增強(qiáng)抗干擾能力，完善系統(tǒng)自診斷功能，實(shí)現(xiàn)信息處理智能化

26、和小型化，輕量，標(biāo)準(zhǔn)化等。 4試述直流電機(jī)伺服系統(tǒng)中脈寬調(diào)制放大器的基本工作原理。答：脈寬調(diào)制放大器是直流伺服電機(jī)常用的晶體管驅(qū)動(dòng)電路。利用大功率晶體管的開(kāi)關(guān)作用，將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波電壓，施加于直流電機(jī)的電樞，通過(guò)對(duì)方波脈沖寬度的控制，改變電樞的平均電壓，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。 5簡(jiǎn)述直流伺服電動(dòng)機(jī)脈寬調(diào)制的工作原理。26. 交流伺服電機(jī)有哪些類型?交流伺服驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)是什麼?答：交流伺服電機(jī)有永磁式交流同步電機(jī)和籠型開(kāi)步電機(jī)兩類。交流伺服驅(qū)動(dòng)的豐要特點(diǎn)有：(1) 調(diào)速范圍大；(2)適合大、中功率伺服系統(tǒng)；(3）運(yùn)行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不受負(fù)載變化的影響；(4)輸出轉(zhuǎn)矩較人，而轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)

27、小。7. 步進(jìn)電機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)速度控制的?答：步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)是由輸人的電脈沖信號(hào)控制的，每當(dāng)電機(jī)繞組接收一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相應(yīng)的角度，其角位移量與輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，在時(shí)間上與輸入脈沖同步。因而，只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率和電機(jī)繞組的相序，即可得到所需轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和方向。8步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸入信號(hào)是什么？如何實(shí)現(xiàn)對(duì)其轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向的控制？答：步進(jìn)電機(jī)的輸入信號(hào)是脈沖序列。步進(jìn)電機(jī)的步矩角 與運(yùn)行拍數(shù) m、通電方式 k（m=kn，單拍時(shí) k=1,雙拍時(shí) k=2，n 為定子繞組的相數(shù)）、轉(zhuǎn)子的齒數(shù) z 有關(guān)。步進(jìn)電機(jī)定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即通電狀態(tài)的變化頻率越

28、高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高。改變步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電順序，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向隨之改變。9什么是步進(jìn)電機(jī)的步距角?它是由哪些參數(shù)確定的?答：步進(jìn)電機(jī)在每輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱為步距角。它由步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)子的齒數(shù)和電機(jī)的通電方式所決定。0機(jī)電一體化系統(tǒng)仿真在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中所起的作用是什么?311機(jī)電一體化系統(tǒng)仿真的模型主要有哪幾種?分別應(yīng)用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的哪個(gè)階段?32. 試述可編程序控制器的功能及組成。答：可編程序控制器可取代繼電器控制，完成順序和程序控制；可組成閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確的位置和速度控制；可構(gòu)成高速數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)；過(guò)程的完全自動(dòng)化。典型的可編程序控制器由電源、微

29、處理器、存貯器、輸入輸出接口和編程器所組成。3. plc 控制系統(tǒng)有何優(yōu)越性?答：plc 主要具有可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、靈活通用、使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單，plc 提供標(biāo)準(zhǔn)通信接口，可以方便地構(gòu)成 plcplc 網(wǎng)絡(luò)或計(jì)算機(jī)plc 網(wǎng)絡(luò)，plc 應(yīng)用程序的編制和調(diào)試非常方便，plc 具有監(jiān)控功能。4. 簡(jiǎn)述數(shù)控設(shè)備中計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的組成和功能。45. 什么是傳感器的校準(zhǔn)？并簡(jiǎn)述如何進(jìn)行校準(zhǔn)？答：傳感器在使用前、使用中或擱置一段時(shí)間再使用時(shí)必須對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行復(fù)測(cè)或做必要的調(diào)整和修正，以確保傳感器的測(cè)量精度，這個(gè)復(fù)測(cè)調(diào)整過(guò)程稱為校準(zhǔn)。為了對(duì)傳感器有一個(gè)長(zhǎng)期的、穩(wěn)定的和高精度的基準(zhǔn)，在一些測(cè)量?jī)x器中特

30、別是內(nèi)部裝有微處理器的測(cè)量?jī)x器中，很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)功能。對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，需要精度比它高的基準(zhǔn)器，這種基準(zhǔn)器受時(shí)間的推移和使用的磨損等因素的影響，參數(shù)會(huì)隨之改變。因此對(duì)這種基準(zhǔn)器還要用更高精度的基準(zhǔn)器來(lái)定期校準(zhǔn)。6. pid 控制算法中比例、積分、微分部分各起何作用？37. 什么是 pid 調(diào)節(jié)器?三部分在系統(tǒng)調(diào)節(jié)中各起什么作用?答：按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)器，將偏差的比例、積分、微分通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，簡(jiǎn)稱為 p(比例)i(積分)d(微分)調(diào)節(jié)器，是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。a. pid 調(diào)節(jié)器中比例調(diào)節(jié)起糾正偏差的作用，其反應(yīng)迅速；b. 積分調(diào)節(jié)能

31、消除靜差，改善系統(tǒng)靜態(tài)特性；c. 微分調(diào)節(jié)有利于減少超調(diào)，加快系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程。小；8. 簡(jiǎn)述對(duì)滾珠絲桿副進(jìn)行間隙調(diào)整和預(yù)緊方法。答：通常采用雙螺母預(yù)緊和單螺母（適于大滾珠、大導(dǎo)程）兩種方法，將彈性變形控制在最小限度內(nèi)，以減小或消除軸向間隙，并可提高滾珠絲杠副的剛度。常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有三種：螺紋調(diào)隙式、墊片調(diào)隙式和齒差調(diào)隙式三種；單螺母消隙常用增大滾珠直徑法和偏置導(dǎo)程法兩種預(yù)緊方法。9. 滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些?圓柱直齒輪的齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪些?答：(1)滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有：螺紋預(yù)緊調(diào)整式、雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式、雙螺母墊片預(yù)緊調(diào)整式、

32、彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式、單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式。(2)圓柱直齒輪的齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有：偏心套調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法、雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法(周向拉簧式、可調(diào)拉簧式)。0齒輪傳動(dòng)中齒側(cè)間隙對(duì)系統(tǒng)有何影響，如何消除圓柱直齒輪的齒側(cè)間隙?答：齒輪的嚙合間隙會(huì)造成傳動(dòng)死區(qū)，若該死區(qū)是在閉環(huán)系統(tǒng)中，則可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定， 常會(huì)使系統(tǒng)以 15 倍間隙角產(chǎn)生的低頻振蕩。為了降低制造成本，則多采用各種調(diào)整齒側(cè)間隙的方法來(lái)消除或減小嚙合間隙，常用的方法有：偏心套調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法、雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法等。21齒輪傳動(dòng)中各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則分別有哪些?各使用在那些場(chǎng)合?答：齒輪傳動(dòng)中各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則

33、：a重量最小原則(結(jié)構(gòu)緊湊)ib轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則(快速響應(yīng))；c輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則(精度)。結(jié)合可行性、經(jīng)濟(jì)性對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)精度提出適當(dāng)要求：要求體積小、重量輕的齒輪采用重量最輕的原則；要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、起停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的輪系采用最小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則或輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則；提高傳動(dòng)精度和減小回程誤差為主的輪系采用轉(zhuǎn)角誤差最小原則。2. 簡(jiǎn)述機(jī)械系統(tǒng)的剛度對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。答：機(jī)械系統(tǒng)的剛度對(duì)系統(tǒng)的主要影響表現(xiàn)為以下幾方面：(1) 失動(dòng)量系統(tǒng)剛度越大，因靜摩擦力的作用所產(chǎn)生的傳動(dòng)部件的彈性變形越小，系統(tǒng)的失動(dòng)量也越(2) 固有頻率機(jī)械系統(tǒng)剛度越大，固有頻率越高，可遠(yuǎn)離控制系統(tǒng)或

34、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的頻帶寬度，從而避免產(chǎn)生共振；(3) 穩(wěn)定性剛度對(duì)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒(méi)有影響，而對(duì)閉環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大影響， 提高剛度可增加閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3. 為減小機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差，可采用哪些結(jié)構(gòu)措施?答：減小機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差可采用的結(jié)構(gòu)措施有：適當(dāng)提高零部講本身的精度；合理設(shè)計(jì)傳 動(dòng)鏈，減小零邢件制造、裝配誤差劉傳動(dòng)精度的影響；采用消隙機(jī)構(gòu)，以減小或消除回程誤差。4. 簡(jiǎn)述概念設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程。答：設(shè)計(jì)過(guò)程：設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化，確定系統(tǒng)的總功能一將總功能分解為子功能，直到功能元+尋找子功能(功能元)的解一將原理解進(jìn)行組合，形成多種原理解設(shè)計(jì)方案+對(duì)眾多方案進(jìn)行評(píng)價(jià)決策，選定最佳方案一概念

35、產(chǎn)品。5. 簡(jiǎn)述開(kāi)關(guān)量輸出模板的基本組成。答：開(kāi)關(guān)量輸出模板的基本組成為：std 總線信號(hào)、輸出端口譯碼控制、輸出數(shù)據(jù)鎖存、輸出信號(hào)調(diào)理電路、負(fù)載。6. 簡(jiǎn)述 hrgpla 噴漆機(jī)器人的示教過(guò)程。答：示教過(guò)程由工作人員用手操縱操作機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)和手腕，根據(jù)噴漆工件表面的形狀進(jìn)行示教操作，此時(shí)中央處理器通過(guò)反饋元件(旋轉(zhuǎn)變壓器)將示教過(guò)程中測(cè)試的參數(shù)存人存儲(chǔ)器， 即把示教過(guò)程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的空間軌跡記錄下來(lái)。7. 簡(jiǎn)述 std 總線微機(jī)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。答：std 總線微機(jī)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：(1) 采用小板結(jié)構(gòu)，高度的模塊化，其功能模板結(jié)構(gòu)靈活，可靠性高，硬件冗余小，成本低。(2) 模板設(shè)計(jì)具有嚴(yán)格的

36、標(biāo)準(zhǔn)和廣泛的兼容性。(3) 面向 io 的設(shè)計(jì)，具有強(qiáng)大的 io 擴(kuò)展能力，使控制系統(tǒng)非常適合工業(yè)控制的應(yīng)用。(4) 高可靠性。8. 開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是什麼?答：開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)是近年來(lái)在電子工業(yè)和計(jì)算機(jī)工業(yè)中流行的一種設(shè)計(jì)思想，其主要特點(diǎn)是：向未來(lái)的 vlsi 開(kāi)放；向不同用戶層次開(kāi)放；向用戶的特殊要求開(kāi)放；采用模塊化結(jié)構(gòu)。四、計(jì)算題 (8 分)1、如圖所示步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠的高速定位系統(tǒng)。已知工作臺(tái)的重量為 w2000n，工作負(fù)載 f0，工作臺(tái)與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)選擇的步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) 240 脈沖轉(zhuǎn)； 根據(jù)工作臺(tái)定位精度選用脈沖當(dāng)量 005mm脈沖；滾珠絲杠的導(dǎo)程 t12mm，

37、直徑為d36mm；系統(tǒng)總效率為， 。試計(jì)算：(1)齒輪的減速比；(2)折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 t。解：(1)齒輪的減速比 i2、如圖所示電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，已知工作臺(tái) 的質(zhì)量為 m60kg，負(fù)載力為f11200n， 最大加速度為 10ms2，絲杠直徑為d16mm，導(dǎo)程 t=4mm，齒輪減速比為i5，總效率為 v40，忽略絲杠慣量的影響，試計(jì)算電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩。解：(1)計(jì)算負(fù)載力負(fù)載力由外負(fù)載力、慣性負(fù)載力兩部分構(gòu)成3、(6 分)已知傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖所示，試計(jì)算電機(jī)軸上的總等效慣量。(列出算式)1(6 分)解：等效慣量可以分為以下幾個(gè)部分來(lái)計(jì)算 ( )( )( )( )解：設(shè)一級(jí)齒輪的傳動(dòng)比為 i1，第

38、二級(jí)齒輪的傳動(dòng)比i2。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的總重量：m = pbm2 z1 2 + z2 2 + z3 2 + z4 22222m = pbm2 222 i 2 4z 1(1 + i)+ z1 + 1 則 m13 i根據(jù)重量最小原則，令= 0 ，得：i1z3 i z1d3 i d1i1 = 2 ，i2=3.2/2=1.61、設(shè)有一大功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速傳動(dòng)系統(tǒng)如圖所示，假設(shè)齒輪箱的傳動(dòng)效率為 100%，齒輪箱的傳動(dòng)比 i=3.2，已知齒輪采用相同材料，寬度 b 相同，各齒輪的模數(shù)m=3，主動(dòng)齒輪的齒數(shù) z1=20、z3=25，請(qǐng)根據(jù)重量最小原則設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，推導(dǎo)并計(jì)算各級(jí)齒輪傳動(dòng)比和齒

39、輪 2、齒輪 4 的齒數(shù)。p(mz)2（提示：齒輪的質(zhì)量為bp）4則：z2=40、z4=402、設(shè)有一小功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速系統(tǒng)如圖所示，假設(shè)齒輪箱的傳動(dòng)效率為100%，齒輪箱的總傳動(dòng)比 i=2，已知齒輪采用相同材料，齒輪的寬度相等，各齒輪的模數(shù)m=4，主動(dòng)齒輪的齒數(shù)：z1=z3=30，請(qǐng)根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，計(jì)算各級(jí)齒輪傳動(dòng)比和齒輪 2、齒輪 4 的齒數(shù)。1 i21 143 24i1j = j i4 、 j = j i = j ( ) 4d321= pbp 413j = j1 2i2i21i2j 2 + 3j + j 41mej= j +解：設(shè)一級(jí)齒輪的傳動(dòng)比為

40、i1，轉(zhuǎn)換到電機(jī)軸的齒輪慣量：j= j + j i 4 + j2i 4+j1 ( i )ime11 111i2 21i1 ( )i121i2i= j1 (1+ i1 + 2 +14 )i1j 解：左端外齒輪旋轉(zhuǎn)一周，螺母軸向移動(dòng) 6mm，則每轉(zhuǎn)一個(gè)齒，螺母的軸向移動(dòng) 6l00 右端外齒輪旋轉(zhuǎn)一周，螺母軸向移動(dòng) 6mm，烈每轉(zhuǎn)一個(gè)齒，螺母的軸向移動(dòng)698=00612mm：當(dāng)兩端轉(zhuǎn)向相同時(shí)：一端的外齒輪相對(duì)于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過(guò) 1 個(gè)齒時(shí)，相對(duì)移動(dòng)的軸向2根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則，令mei1= 0 ，得 i6 - i 2 - 2i2 = 0 或i4 -1- 2i= 01112(i 4 + 1)1221

41、i 2距離為 00612006=0.0012(mm)，所以當(dāng)一端的外齒輪相對(duì)于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過(guò) 2 個(gè)齒時(shí)相對(duì)移動(dòng)的軸向距離為(o0612006)*2=00024(mm)。i2 =,當(dāng)i4 1時(shí)，則可簡(jiǎn)化為 i2 1i1=i21.414，z2=z4=42qqq 已知某工作臺(tái)采用直流電機(jī)和絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)(如圖所示)，已知工作臺(tái)的行程l250mm，絲杠導(dǎo)程 t4mm，齒輪減速比為 i5，要求工作臺(tái)位移的測(cè)量精度為 0005mm20現(xiàn)有如下圖所示的雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程為 l0=6mm、左端齒輪齒數(shù)為 100、右端齒輪齒數(shù)為 98。當(dāng)兩端轉(zhuǎn)向相同時(shí)，一端的外齒輪相對(duì)于另一端的外

42、齒輪轉(zhuǎn)過(guò) 2 個(gè)齒時(shí)，試求兩個(gè)螺母之產(chǎn)生的相對(duì)軸向位移?(忽略齒輪和絲杠的傳動(dòng)誤差)。(1) 試采用高速端(電機(jī))測(cè)量方法，確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。(2) 若選取 ns200 脈沖轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器是否合用?解：(1)(6 分)在高速端進(jìn)行測(cè)量：設(shè)傳感器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為 n，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)工作臺(tái)的位移為：滿足題目要求。qqq 已知某工作臺(tái)采用直流電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，已知工作臺(tái)的行程 l250mm，絲杠導(dǎo)程t4mm，齒輪減速比為 i5，要求工作臺(tái)位移的測(cè)量精度為 0.005mm(忽略齒輪和絲杠的傳動(dòng)誤差)。試采用高速端測(cè)量方法，確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。題 1：請(qǐng)制訂一套典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)概念

43、設(shè)計(jì)的流程。題 2：假定你在設(shè)計(jì)一套典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，比如數(shù)控機(jī)床，請(qǐng)制訂出該數(shù)控機(jī)床概念設(shè)計(jì)的流程。分析綜合評(píng)價(jià)決策明確設(shè)計(jì)任務(wù)求總功能黑箱法總功能分解功能逐級(jí)分解創(chuàng)造性方法、目錄法、調(diào)查分析法尋找子功能解原理解組合形態(tài)學(xué)矩陣法評(píng)價(jià)與決策各種評(píng)價(jià)方法概念產(chǎn)品解：產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)將決定性地影響產(chǎn)品創(chuàng)新過(guò)程中后續(xù)的產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品市場(chǎng)開(kāi)發(fā)以及企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。包含以下流程：解：高速端測(cè)量，傳感器與電機(jī)相連接。綜合題+分析題滿足題目要求。（1） 首先是將設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化，確定出系統(tǒng)的總功能；（2） 根據(jù)系統(tǒng)的總功能要求和構(gòu)成系統(tǒng)的功能要素進(jìn)行總功能分解，劃分出各功能模塊， 將總

44、功能分解為子功能，直到分解到不能再分解的功能元，形成功能樹(shù)；確定它們之間的邏輯關(guān)系；（3） 對(duì)各功能模塊輸入/輸出關(guān)系進(jìn)行分析，確定功能模塊的技術(shù)參數(shù)和控制策略、系統(tǒng)的外觀造型和總體結(jié)構(gòu)；（4） 尋找子功能（功能元）的解，并將原理解進(jìn)行組合，形成多種原理解設(shè)計(jì)方案，（5） 以技術(shù)文件的形式交付設(shè)計(jì)組討論、審定。由于體現(xiàn)同一功能的產(chǎn)品可以有多種多樣的工作原理，（6） 方案進(jìn)行整體評(píng)價(jià)：對(duì)不同的方案進(jìn)行整體評(píng)價(jià)，選擇綜合指標(biāo)最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。最終選定最佳方案形成概念產(chǎn)品。（注：繪制出流程圖或文字作答均可。）題目 2：根據(jù)下圖所示氣體壓力傳感器的原理圖，分析該傳感檢測(cè)系統(tǒng)的原理組成及各部分的作用。氣體

45、疆力傳燎器第三階段：詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。對(duì)各功能模塊進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)，繪制相應(yīng)的工程圖。該階段的工作量既包括機(jī)械、電氣、電子、控制與計(jì)算機(jī)軟件等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，又包括總裝圖和零件圖的繪制。第四階段：設(shè)計(jì)實(shí)施階段。首先根據(jù)機(jī)械、電氣圖紙和算法文件，制造、裝配和編制各功能模塊；然后進(jìn)行模塊的調(diào)試；最后進(jìn)行系統(tǒng)整體的安裝調(diào)試，復(fù)核系統(tǒng)的可靠性及抗干擾性。第五階段：設(shè)計(jì)定型階段。對(duì)調(diào)試成功的系統(tǒng)進(jìn)行工藝定型，整理設(shè)計(jì)資料。小批量生產(chǎn)，試銷。六、綜合題(16 分)已知一個(gè)繩位移控制系統(tǒng)的兩種驅(qū)動(dòng)方案分別如圖 a 和 b 所示，試分析兩種方案的特點(diǎn)；并畫圖說(shuō)明方案(b)絲杠滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)測(cè)量位移的方法。答：氣體壓力傳感器的工

46、作原理是膜盒 2 的下半部與殼體 1 固接，上半部通過(guò)連桿與磁心4 相連，磁心 4 置于兩個(gè)電感線圈 3 中，后者接入轉(zhuǎn)換電路 5。該傳感檢測(cè)系統(tǒng)由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成：(1) 敏感元件。膜盒 2 就是敏感元件，其外部與大氣壓 pa 相通，內(nèi)部感受被測(cè)壓力 p，當(dāng)少變化時(shí)，引起膜盒上半部移動(dòng)，即輸出相應(yīng)的位移量。(2) 轉(zhuǎn)換元件。可變電感 3 是轉(zhuǎn)化元件，它把輸入的位移量轉(zhuǎn)換成電感的變化。(3) 基本轉(zhuǎn)換電路。5 即為轉(zhuǎn)換電路。某部門欲開(kāi)發(fā)一款用于焊接印刷電路板芯片的機(jī)械手，請(qǐng)制訂出該款機(jī)械手產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)流程。解：機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)流程分為五個(gè)階段：產(chǎn)品規(guī)劃、概念

47、設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)實(shí)施和設(shè)計(jì)定型階段。第一階段：產(chǎn)品規(guī)劃階段：進(jìn)行需求分析和需求設(shè)計(jì)，以明確設(shè)計(jì)任務(wù)。比如，可以明確： 機(jī)械手的用途：焊接芯片。工作方式：手動(dòng)、自動(dòng)方式。主要技術(shù)參數(shù)：自由度、定位精度、運(yùn)行速度等。使用環(huán)境要求：生產(chǎn)線。第二階段：概念設(shè)計(jì)階段：在功能分析的基礎(chǔ)上，優(yōu)化篩選取得較理想的工作原理方案。解 ：1. 驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)： 方案 a結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)。繩的位移叫以很大但繩在滾筒方向會(huì)產(chǎn)生橫向位移。需要采用制動(dòng)器或者止逆型減速器才能防止繩對(duì)電機(jī)的反向驅(qū)動(dòng)。方案 b結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單成本與方案。相當(dāng)。繩的位移要受到絲杠長(zhǎng)度的限制，普通絲杠具有止逆功能， 無(wú)需增加制動(dòng)器即可防上繩對(duì)電機(jī)的反向驅(qū)動(dòng)

48、。無(wú)橫向位移。2. 方案 1，的測(cè)量方法(如圖所示)(1)電機(jī)軸安裝編碼器間接測(cè)量繩的位移；(2)滑臺(tái)安裝直線傳感器直接測(cè)量繩的位移。已知一個(gè)繩位移控制系統(tǒng)的兩種驅(qū)動(dòng)方案分別如圖 a 和 b 所示，試分析兩種方案的特點(diǎn)；并畫圖說(shuō)明方案(a)減速器滾筒驅(qū)動(dòng)測(cè)量位移的方法。作業(yè) 2已知五自由度機(jī)器人，采用直流電機(jī)控制，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的測(cè)量采用增量式編碼器，具有手動(dòng)示教和再現(xiàn)功能，試確定其控制計(jì)算機(jī)及控制方案。提示：畫出控制方案原理圖，并作簡(jiǎn)要說(shuō)明。解：控制系統(tǒng)原理圖如下：手動(dòng)示教盒是一個(gè)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(chǔ)、通過(guò)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)。每個(gè)關(guān)節(jié)控制單片機(jī)分別負(fù)責(zé)單