2018西南大學(xué)大作業(yè)[0938]《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

1、0938機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單項(xiàng)選擇題 1、傳感器測量系統(tǒng)的性能由輸出-輸入關(guān)系特性描寫。輸出變化量與對應(yīng)輸入（被測量）變 化量的比值稱為（）。 閾值 分辨率 靈敏度 2、 且僅能用來測量角位移。 某傳感器是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的角位移測量裝置, 該傳感器為（）。 旋轉(zhuǎn)變壓器W 感應(yīng)同步器 光柵 磁柵 某光柵條紋密度為每 Imm刻100條，光柵條紋的夾角為 3、 W 為（）。 0.005弧度，則莫爾條紋的寬度 r 0.1mm 1mm 2mmbr “ 5mm 則傳動比（ 對于減速傳動系統(tǒng)，若最后一級的間隙對系統(tǒng)精度影響最大, 小于1 等于I 大于1 br M 小于等于1 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)

2、類型有兩類：外循環(huán)插管式和 A.內(nèi)循環(huán)反向器式 內(nèi)循環(huán)插管式 內(nèi)、外雙循環(huán) 外循環(huán)反向器式 9 諧波齒輪具有速比大、傳動精度和效率高等優(yōu)點(diǎn)，試問它是由以下哪種傳動演變而來的 ）。 直齒錐齒輪傳動 齒輪齒條傳動 行星齒輪傳動“ 蝸輪蝸桿傳動 為保證系統(tǒng)安全可靠工作，下列機(jī)電一體化產(chǎn)品中, （）需要進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)。 自動洗衣機(jī)； 自動照相機(jī)； 滾筒型繪圖機(jī)； 8、 頻率響應(yīng)函數(shù)是傳感器的 （） 靜態(tài)特性指標(biāo) 動態(tài)特性指標(biāo) 輸入特性參數(shù) 輸出特性參數(shù) 頻矩特性表示步進(jìn)電機(jī)（）與脈沖頻率的關(guān)系。 額定動態(tài)轉(zhuǎn)矩 最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 最大啟動轉(zhuǎn)矩 最大動態(tài)轉(zhuǎn)矩 W ）。 （）設(shè)計(jì)的傳動鏈。 10、閉環(huán)控制的驅(qū)動

3、裝置中，齒輪減速器位于前向通道，所以它的 傳動誤差和回程誤差都不會影響輸出精度 傳動誤差不影響輸出精度，但回程誤差影響輸出精度 回程誤差不影響輸出精度，但傳動誤差影響輸出精度 傳動誤差和回程誤差都會影響輸出精度 11、多級齒輪傳動中，各級傳動比“前大后小”的分配原則適用于按 L輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則 重量最輕原則（小功率裝置） 廣最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則 重量最輕原則（大功率裝置） ）。 12、為提高機(jī)電一體化機(jī)械傳動系統(tǒng)的固有頻率，應(yīng)設(shè)法 增大系統(tǒng)剛度 增大系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量 增大系統(tǒng)的驅(qū)動力矩 減小系統(tǒng)的摩擦阻力 13、采用脈寬調(diào)制（PWM）進(jìn)行直流電動機(jī)調(diào)速驅(qū)動時(shí)，通過改變（）來改變電樞回路的平

4、均 電壓，從而實(shí)現(xiàn)直流電動機(jī)的平滑調(diào)速。 脈沖的寬度 脈沖的頻率 脈沖的正負(fù) 14、在伺服系統(tǒng)中，若要提高系統(tǒng)無靜差度，可采用串聯(lián)（ k： PI校正 r p校正 r PD校正 r D校正 2 15、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的伺服電機(jī)屬于設(shè)備的（）。 能源部分 測試傳感部分 驅(qū)動部分 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 16、某4極交流感應(yīng)電動機(jī)，電源頻率為50Hz，當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.02時(shí)，其轉(zhuǎn)速為（ 匚_1450 r/min 1470 : r/min : 735 r/min 2940 : r/min 17、某光柵條紋密度為每Imm刻100條，光柵條紋的夾角為0.005弧度，則莫爾條紋的寬 度W為（）。 0.1mm 1mm 5mm

5、 18、滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)類型有兩類：外循環(huán)插管式和（ 內(nèi)循環(huán)插管式 外循環(huán)反向器式 內(nèi)、外雙循環(huán) 內(nèi)循環(huán)反向器式 W 連續(xù)幾次測量所得輸出之間的最大差值稱 19、在滿量程范圍內(nèi)由同一方向趨近同一個(gè)輸入, 為（）。 可復(fù)現(xiàn)性 重復(fù)性 誤差 精度 ()。 20、在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)處理由測量模塊和接口模塊提供信息的模塊稱 通信模塊 驅(qū)動模塊 微計(jì)算機(jī)模塊 ()。 21、系統(tǒng)中用于提供驅(qū)動力改變系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，產(chǎn)生所希望運(yùn)動的模塊稱為 接口模塊 微計(jì)算機(jī)模塊 測量模塊 22、某傳感器是- 該傳感器為（）。 r 旋轉(zhuǎn)變壓器 r 感應(yīng)同步器 r fA4-nn 光柵 r 磁柵 9 種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的角位移

6、測量裝置，且僅能用來測量角位移。 23、 必須同時(shí)控制每一個(gè)軸的（）,使 連續(xù)路徑控制類中為了使控制工具沿任意直線或曲線運(yùn)動, 得它們同步協(xié)調(diào)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。 廣位置和加速度 速度和加速度 位置和速度 位置和方向 24、齒輪傳動的總等效慣量隨傳動級數(shù) ()。 增加而減小2 增加而增加 減小而減小 變化而不變 25、直流測速發(fā)電機(jī)輸出的是與轉(zhuǎn)速（） C.成正比的交流電壓 成反比的交流電壓 成正比的直流電壓 W 成反比的直流電壓 26、伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)和檢測環(huán)節(jié)等個(gè)五部 分。（） B.存儲電路 轉(zhuǎn)換電路 換向結(jié)構(gòu) 判斷題 后向通道在單 口和定時(shí)/計(jì)數(shù)器口。()

7、27、將傳感器測量的被測對象信號輸入到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線的通道為后向通道。 片機(jī)一側(cè)有三種類型：數(shù)據(jù)總線、并行I/O 機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟應(yīng)為: 用微型計(jì)算機(jī)；系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)等。 28、 確定系統(tǒng)整體控制方案; () 確定控制算法；選 B. X 29、同步通信常用于并行通信。( 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(jìn)行比較, 與輸入間的偏差信號。() 30、 以獲得輸出 廠 A. V/ B. X 31、伺服電機(jī)的驅(qū)動電路就是將控制信號轉(zhuǎn)換為功率信號， 稱其為變流器，它包括電壓、電流、頻率、波形和相數(shù)的變換。 為電機(jī)提供電能的控制裝置， 也 n) 廣 A. V

8、/ B. X 32、變流器中開關(guān)器件的開關(guān)特性決定了控制電路的功率、 等指標(biāo)。() 響應(yīng)速度、頻帶寬度、可靠性和 B. X 33、在全自動洗衣機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，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。 () 34、機(jī)電一體化產(chǎn)品的適應(yīng)性設(shè)計(jì)是指對產(chǎn)品功能及結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行的設(shè)計(jì)。 B. X 35、伺服驅(qū)動系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換的裝置和部件。 B. X 36、門動控制技術(shù)是機(jī)電一體化六個(gè)相關(guān)技術(shù)之一， 面。（） 而接口技術(shù)是自動控制技術(shù)中的一個(gè)方 B. XX/ 37、在閉環(huán)控制系統(tǒng)中， 驅(qū)動裝置中各環(huán)節(jié)的誤差因其在系統(tǒng)中所處的位置不同, 出精度的影響不同。（） 對系統(tǒng)輸 廠 A. V

9、/ B. X 38、電氣驅(qū)動部件的固有頻率應(yīng)高于機(jī)械傳動系統(tǒng)的基本固有頻率 23倍。（） A. V 39、在全自動洗衣機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，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。 （） A. V rB. X 40、驅(qū)動部分在控制信息作用下提供動力，伺服驅(qū)動包括電動、 氣動、液壓等各種類型的驅(qū) 動裝置。（） A. V/ B. X 41、遲滯是傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)之 時(shí)， ,反映傳感器輸入量按同一方向做全量程連續(xù)多次變動 輸出輸入特性曲線的不一致性。（） 42、TTL電平接口能用于輸出指示燈的控制，也能用于驅(qū)動帶電氣隔離的繼電器。 B. X 43、通常，提高響應(yīng)速度和提高系統(tǒng)的動態(tài)精度是有矛盾的

10、, 需要綜合考慮各環(huán)節(jié)和整個(gè)系統(tǒng)的控制形式。（） 若想同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速度和高精度, A. V/ B. X 44、直流伺服電機(jī)的驅(qū)動電路中，脈寬凋制放大器由于管耗大，因而多用于小功率系統(tǒng)。 |1: B. xX/ 45、電氣驅(qū)動部件的固有頻率應(yīng)高于機(jī)械傳動系統(tǒng)的基本固有頻率 23倍.() A. V rB. xX/ 46、伺服驅(qū)動系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換的裝置和部件。 B. X 47、驅(qū)動部分在控制信息作用下提供動力，伺服驅(qū)動包括電動、氣動、液壓等各種類型的驅(qū) 動裝置。（） 48、 D/A轉(zhuǎn)換的方式可分為并行轉(zhuǎn)換的串行轉(zhuǎn)換方式。 A. V/ B. X 49、 無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度

11、總是高于檢測裝置的精度。 B. xX/ 50、 直線運(yùn)動導(dǎo)軌是用來支承和引導(dǎo)運(yùn)動部件按給定的方向作往復(fù)直線運(yùn)動。 A. V/ B. X 51、 同步通信是以字符為傳輸信息單位。（ A. V 52、 查詢I/O方式常用于中斷控制中。（ 53、感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制造的高精度檢測元件, 別用作檢測直線位移和轉(zhuǎn)角。（） 有直線和圓盤式兩種， 分 ll: A. V/ B. X 54、 在計(jì)算機(jī)接口技術(shù)中I/O通道就是I/O接口。（） B. xX/ 主觀題 55、 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面 參考答案： 應(yīng)包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益。 56、開放式體系結(jié)構(gòu)的主

12、要特點(diǎn)是什么 參考答案： 答：開放式體系結(jié)構(gòu)是近年來在電子工業(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：向未來的 VLSI開放；向不同用戶層次開放；向用戶的特殊要求開放；采用模塊化結(jié) 構(gòu)。 57、在使用光電編碼器測量位移或轉(zhuǎn)速時(shí)，什么是高速端測量方案， 什么是低速端測量方案？ 各有什么特點(diǎn)。 參考答案： 解答：使用光電編碼器測量位移或轉(zhuǎn)速有高速端測量和低速端測量兩種方案。（1）高速端測 量：將編碼器安裝在電機(jī)軸上的測量方案。高速端測量的特點(diǎn)：同樣的測量精度要求，對 編碼器的測量精度要求較低。傳動件包括在閉環(huán)之外，傳動誤差直接影響輸出精度，傳動 誤差無法通過控制進(jìn)行補(bǔ)償，因此對傳動鏈的精

13、度要求較高。（2）低速端測量：將編碼器安 裝在負(fù)載軸上的測量方案。低速端測量的特點(diǎn)：對編碼器的精度要求較高，但傳動鏈包括 在閉環(huán)內(nèi)，從而通過閉環(huán)來消除傳動誤差，對傳動鏈的精度要求較低。 58、 步進(jìn)電機(jī)具有哪些特點(diǎn)？ 參考答案： 步進(jìn)電機(jī)具有以下特點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素（如電源電壓的波動、 電流的大小與波形的變化、溫度等）的影響，只要在它們的大小未引起步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生丟步” 現(xiàn)象之前，就不影響其正常工作；步進(jìn)電機(jī)的步距角有誤差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定步數(shù)以后也 會出現(xiàn)累積誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)以后，其累積誤差變?yōu)榱恪保虼瞬粫L期積累；控 制性能好，在起動、停止、反轉(zhuǎn)時(shí)不易丟步”。因此，步進(jìn)

14、電機(jī)廣泛應(yīng)用于開環(huán)控制的機(jī) 電一體化系統(tǒng)，使系統(tǒng)簡化，并可靠地獲得較高的位量精度。 59、機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對傳動機(jī)構(gòu)的基本要求是什么? 參考答案： 精密化，高速化，小型、輕量化。 60、試說明滾珠絲杠螺母副傳動裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。 參考答案： 滾珠絲杠螺母副是一種高精度的傳動裝置。它采用滾動摩擦螺旋取代了滑動摩擦螺旋，具 有磨損小、傳動效率高、傳動平穩(wěn)、壽命長、精度高、溫升低等優(yōu)點(diǎn)。由于滾珠絲杠螺母 副具有摩擦小，便于消除傳動間隙等突出優(yōu)點(diǎn)，他給機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能改善帶來了巨 大的益處。缺點(diǎn)：不能自鎖，用于升降傳動時(shí)需另加鎖緊裝置。 61 6 = 202, 試求： 2 3(N) 8 ft f

15、t, fhi 已知雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Z, = 200,剛輪齒數(shù) 孑皮發(fā)牛器的轉(zhuǎn)速Wji = 600 r/min o如圖所TF （1）剛輪固定時(shí)柔輪的轉(zhuǎn)速;V C2）柔輪固定時(shí)剛輪的轉(zhuǎn)速旳， 參考答案: 刖輪固罡時(shí)；些一二L徴竺一 IllZ; =Z1 n產(chǎn)一 = -eCr min） 根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品的規(guī)格、性能指標(biāo) 產(chǎn)品功能部件、功能要素的劃分 接口的設(shè)計(jì) 綜合評價(jià)（或整體評價(jià)） 可靠性復(fù)查 試制與調(diào)試 型一理=_価 ni2 （2）柔輪固定時(shí)墮二灤巴亠 03 Z1 -Z1 Qi Zt - 6M 20?，心 -101 工麗少Rr mm) 62、說明機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)步驟。 參考答

16、案： 機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程主要包括以下幾步: （1） （2） （3） （4） （5） （6） 63、支承的基本要求是什么? 參考答案： 方向精度和置中精度； 摩擦阻力矩的大?。?許用載荷；對溫度變化的敏感性; 耐磨性以及磨損的可補(bǔ)償性； 抗振性；成本的高低。 64、 半閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義及特點(diǎn)是什么 參考答案： （1）伺服系統(tǒng)中，當(dāng)位置傳感器安裝在伺服電動機(jī)軸上，用以間接測量工作臺的位移時(shí)， 這種間接測量的系統(tǒng)稱為半閉環(huán)系統(tǒng)。 （2）特點(diǎn)，可以避免傳動機(jī)構(gòu)非線性引起系統(tǒng)產(chǎn)生極限換和爬行振蕩，比全閉環(huán)系統(tǒng)容易 實(shí)現(xiàn)，可節(jié)省投資 65、試說明滾珠絲杠螺母副傳動裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。 參考答案： 滾珠絲

17、杠螺母副是一種高精度的傳動裝置。它采用滾動摩擦螺旋取代了滑動摩擦螺旋，具有磨損小、傳動效率高、傳動平穩(wěn)、壽命長、精度高、溫升低等優(yōu)點(diǎn)。由于滾珠絲杠螺母 副具有摩擦小，便于消除傳動間隙等突出優(yōu)點(diǎn)，他給機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能改善帶來了巨 大的益處。缺點(diǎn)：不能自鎖，用于升降傳動時(shí)需另加鎖緊裝置。 66、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指標(biāo)主要包括哪些方面? 參考答案： 答：主要包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益 67、機(jī)電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是什么? 參考答案： 答：1慣量小、動力大 2體積小、重量輕 3便于維修、安裝 4易于微機(jī)控制 68 試分析如圖所示光電隔離電路的基本工作原理以及光電隔離電

18、路的作用是什 么？ O Vc+12v 參考答案： 光電隔離電路的工作原理： 為了防止強(qiáng)電干擾以及其他干擾信號通過I/O控制電路進(jìn)入計(jì)算機(jī)，影響其工作，通常的 辦法是首先采用濾波吸收，抑制干擾信號的產(chǎn)生，然后采用光電隔離的辦法，使微機(jī)與強(qiáng) 電部件不共地，阻斷干擾信號的傳導(dǎo)。 （相關(guān)內(nèi)容敘述正確給 3分，其它酌情扣分） 控制輸出時(shí)，從上圖可知，微機(jī)輸出的控制信號經(jīng)74LS04非門反相后，加到光電耦合器G 的發(fā)光二極管正端。當(dāng)控制信號為高電平時(shí)，經(jīng)74LS04非門反相后，加到發(fā)光二極管正端 的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，沒有光發(fā)出。這時(shí)光敏晶體管截止，輸出信 號幾乎等于加在光敏晶體管集電極上的電源電壓。 當(dāng)控制信號為低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光敏晶體管接收發(fā)光二極管發(fā)出的光而 導(dǎo)通，于是輸出端的電平幾乎等于零。同樣的道理，可將光電耦合器用于信息的輸入，當(dāng) 然，光電耦合器還有其他連接方式，以實(shí)現(xiàn)不同要求的電平或極性轉(zhuǎn)換。 （相關(guān)內(nèi)容敘述正確給 5分，其它酌情扣分） 光電隔離電路的作用： （1）可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開，各自使用一套電源供電。這樣信息通過