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

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上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(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是什么?參考答案：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)。57、在使用光電編碼器測(cè)量位移或轉(zhuǎn)速時(shí)，什么是高速端測(cè)量方案，什么是低速端測(cè)量方案? 各有什么特點(diǎn)。參考答案：解答：使用光電編碼器測(cè)量位移或轉(zhuǎn)速有高速端測(cè)量和低速端測(cè)量?jī)煞N方案。(1)高速端測(cè)量：將編碼器安裝在電機(jī)軸上的測(cè)量方案。高速端測(cè)量的特點(diǎn)：同樣的測(cè)

2、量精度要求，對(duì)編碼器的測(cè)量精度要求較低。傳動(dòng)件包括在閉環(huán)之外，傳動(dòng)誤差直接影響輸出精度，傳動(dòng)誤差無(wú)法通過(guò)控制進(jìn)行補(bǔ)償，因此對(duì)傳動(dòng)鏈的精度要求較高。 (2)低速端測(cè)量：將編碼器安裝在負(fù)載軸上的測(cè)量方案。低速端測(cè)量的特點(diǎn)：對(duì)編碼器的精度要求較高，但傳動(dòng)鏈包括在閉環(huán)內(nèi)，從而通過(guò)閉環(huán)來(lái)消除傳動(dòng)誤差，對(duì)傳動(dòng)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(dòng)、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(guò)一定步數(shù)以后也會(huì)出現(xiàn)

3、累積誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)以后，其累積誤差變?yōu)椤傲恪?，因此不?huì)長(zhǎng)期積累； 控制性能好，在起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)時(shí)不易“丟步”。因此，步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用于開(kāi)環(huán)控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)，使系統(tǒng)簡(jiǎn)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(duì)傳動(dòng)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(shuō)明滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)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(dòng)裝置。它采用滾動(dòng)摩擦螺旋取代了滑動(dòng)摩擦螺旋，具有磨損小、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、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(dòng)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(lái)了巨大的益處

4、。缺點(diǎn)：不能自鎖，用于升降傳動(dòng)時(shí)需另加鎖緊裝置。窗體頂端窗體底端62、說(shuō)明機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)步驟。參考答案：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） 根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品的規(guī)格、性能指標(biāo)（2） 產(chǎn)品功能部件、功能要素的劃分（3） 接口的設(shè)計(jì)（4） 綜合評(píng)價(jià)（或整體評(píng)價(jià)）（5） 可靠性復(fù)查（6） 試制與調(diào)試63、支承的基本要求是什么？參考答案：方向精度和置中精度；摩擦阻力矩的大小；許用載荷；對(duì)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(dòng)機(jī)軸上，用以間接測(cè)量工作臺(tái)的位

5、移時(shí)，這種間接測(cè)量的系統(tǒng)稱為半閉環(huán)系統(tǒng)。（2）特點(diǎn)，可以避免傳動(dòng)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(shuō)明滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)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(dòng)裝置。它采用滾動(dòng)摩擦螺旋取代了滑動(dòng)摩擦螺旋，具有磨損小、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、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(dòng)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(lái)了巨大的益處。缺點(diǎn)：不能自鎖，用于升降傳動(dòng)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 窗體頂端窗

6、體底端67、 機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行元件的基本要求是什么？參考答案：答： 1 慣量小、動(dòng)力大 2 體積小、重量輕 3 便于維修、安裝 4 易于微機(jī)控制參考答案：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(hào)通過(guò)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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

7、此，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，沒(méi)有光發(fā)出。這時(shí)光敏晶體管截止，輸出信號(hào)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(hào)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(kāi)，各自使用一套電源供電。這樣信息通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，單向傳遞，又由于光電耦合器輸入與輸出端之間絕緣電阻非常大(一般為1011-1013)，寄生電容很小(一般為0.5pF-2pF)，因此，干擾信號(hào)很難從輸出端反饋到輸入端，從而起到隔離作用。（2） 可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。如上圖a所示電路，通過(guò)光電耦合器可以很方便地把微機(jī)的輸出信號(hào)變?yōu)?2V。（3） 提高驅(qū)動(dòng)能力。隔離驅(qū)動(dòng)用光電耦合器件