機電一體化思考題2013(華科研究生課程)

1、機電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng)思考題一、概論1機電一體化“一體化”如何定義？答：機電一體化是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)有機結(jié)合的一門復(fù)合技術(shù)。 技術(shù)上：體現(xiàn)為機械技術(shù)與微電子技術(shù)、計算機技術(shù)等高新技術(shù)的橫向交叉、滲透和綜合集成，從而形成一種新的學(xué)術(shù)思想和技術(shù)手段，各自單項技術(shù)是達(dá)不到的。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上：機械裝置與電子設(shè)備、計算機硬件與軟件合理配置，形成一個相互聯(lián)系的有機整體。2機電一體化裝備中廣泛應(yīng)用的計算機有哪些？答：工業(yè)控制機、單片機、PLC3機電一體化裝備的共性關(guān)鍵技術(shù)有哪些？答：（精密）機械技術(shù)、計算機和信息處理技術(shù)、檢測與傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)（

2、P42）4機電一體化裝備在應(yīng)用中是如何分類的？工業(yè)機器人和電火花加工機床分別屬于哪一類？答：機電一體化裝備在應(yīng)用中分為數(shù)控機械類、電子設(shè)備類、機電結(jié)合類、電液伺服類 、信息控制類。工業(yè)機器人屬于數(shù)控機械類，電火花加工機床屬于電子設(shè)備類5機電一體化裝備的應(yīng)用效益主要表現(xiàn)在哪些方面？分別舉例說明。答：1）提高精度機械傳動部件減少，因而，機械磨損、機械間隙、機械受力變形所引起的誤差減少?？梢詫崿F(xiàn)補償，校正誤差2）增強功能（可用性） 例如，機床CNCMCMC將多臺普通機床上的多道工序在一次裝夾中完成，換刀，自動檢測等6查閱HJD機電一體化產(chǎn)品網(wǎng)站( HYPERLINK 0/ 0)，了解工藝裝備及自動化

3、系機電一體化產(chǎn)品的詳細(xì)內(nèi)容。二、精密機械從摩擦非線性問題，說明機電裝備如何選用導(dǎo)軌？從以上幾條曲線可見：對于滑動導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)大于動摩擦系數(shù)；當(dāng)相對運動速度較低時，導(dǎo)軌處于邊界和混合摩擦狀態(tài)，動摩擦系數(shù)隨導(dǎo)軌的滑動速度的增加而降低；當(dāng)滑動速度加大到動壓效應(yīng)使導(dǎo)軌處于液體摩擦狀態(tài)時，摩擦力用于克服油層間的剪切時，動摩擦系數(shù)隨導(dǎo)軌的滑動速度的增加而增加；對于滑動導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌面的材料對摩擦特性也有較大影響，如氟塑料鑄鐵導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)小，且動、靜摩擦系數(shù)的差值小；滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)都很小，且動、靜摩擦系數(shù)的實際沒什么差別；可見，這個摩擦的非線性，對系統(tǒng)的工作特性有很大影響。滾珠絲杠副由哪些

4、元件組成？滾珠絲杠副的特點？通過網(wǎng)上查閱，了解絲杠、導(dǎo)軌副的原理和應(yīng)用(www。T)（www。T）答：滾珠絲杠副由絲杠、螺母、鋼球、還有回珠器等組成。其特點有1）傳動效率高，效率高達(dá)90%95%，耗費的動力僅為滑動絲杠的1/32）傳動精度高 淬火磨削；摩擦小，無非線性，無爬行；摩擦小， 溫升小、變形小。3）磨損小，壽命長，工作壽命一般比普通滑動絲杠高56倍。 滾動摩擦，滑道淬火磨損極小4）系統(tǒng)剛度好，通過螺母組件內(nèi)施加予壓，來獲得足夠的剛度 5）可逆向運動6）不能自鎖滾珠絲杠副根據(jù)其限制絲杠軸的軸向竄動情況，有哪三種支承方式，各有什么特點？P5絲桿的精度？答：1）一端固定一端自由（FO）結(jié)構(gòu)簡

5、單；絲杠的軸向剛度低；絲杠的壓桿穩(wěn)定性低；臨界轉(zhuǎn)速低2）一端固定一端游動（FS）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝難；需保持螺母與兩端支承同軸；絲杠的軸向剛度與（FO）同 ；絲杠的壓桿穩(wěn)定性與臨界轉(zhuǎn)速比（FO）高；絲杠有熱膨脹的余地3）兩端固定（FF） 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝難，需保持螺母與兩端支承同軸；絲杠的軸向剛度是（FO）的4倍 ；絲杠的不受壓，無壓桿穩(wěn)定性問題，臨界轉(zhuǎn)速也高；可以通過預(yù)拉伸減少絲杠自重下垂和補償熱膨脹 .P5絲杠的精度:0.023/300mm.各種齒輪傳動機構(gòu)，消除齒側(cè)間隙的方法？答：（1）直齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)1）偏心軸套調(diào)整法 結(jié)構(gòu)簡單，不能自動補償 2）雙片薄片齒輪錯齒調(diào)整法 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能

6、自動補償（2）斜齒圓柱齒輪傳動機構(gòu) 1）雙片薄片齒輪中間墊片調(diào)整法 不能自動補償2）雙片薄片齒輪彈簧壓緊調(diào)整法 能自動補償（3）錐齒輪傳動機構(gòu)1）周向壓簧調(diào)整：使內(nèi)外齒圈的錐齒錯位與小錐齒輪嚙合達(dá)到消除間隙的作用；2）向壓簧調(diào)整：錐齒輪1在彈力作用下沿軸向移動，可消除錐齒輪l和2的間隙。（4）齒輪齒條傳動機構(gòu)當(dāng)載荷較小、進(jìn)給力不大時，齒輪齒條可采用雙片薄齒輪錯齒調(diào)整，分別與齒條的齒槽左、右二側(cè)貼緊來消除間隙；當(dāng)載荷較大所需進(jìn)給力較大時，通常采用雙厚齒輪的傳動結(jié)構(gòu)。不同導(dǎo)軌應(yīng)用？答：滾動直線導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對運動時，鋼球就沿著導(dǎo)軌

7、上的經(jīng)過淬硬和精密磨削加工而成的四條滾道滾動，在滑塊端部鋼球又通過返向裝置（返向器）進(jìn)入返向孔后再進(jìn)入滾道，鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動運動。返向器兩端裝有防塵密封端蓋，可有效地防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部。 滾柱交叉導(dǎo)軌副是由兩根具有V型滾道的導(dǎo)軌、滾子保持架、圓柱滾子等組成，相互交叉排列的圓柱滾子在經(jīng)過精密磨削的V型滾道面上作往復(fù)運動，可承受各個方向的載荷，實現(xiàn)高精度、平穩(wěn)的直線運動。滾柱導(dǎo)軌塊主要由本體、端蓋、保持架及滾動體等組成。其中滾動體采用的為滾柱。滾柱在本體中不斷運動并承受一定的載荷。滾柱具有中心導(dǎo)向，運動時可自動定心，以免側(cè)移，有利于在載荷作用下運動靈活，且壽命長。 圓柱型滾動直

8、線導(dǎo)套副由直線運動球軸承、導(dǎo)軌軸、直線運動球軸承支承座等部件組成，按結(jié)構(gòu)形式分為封閉式、開放式二類，封閉型分為可調(diào)隙和不可調(diào)。滾珠絲杠副與齒輪齒條分別用在什么地方？滾珠絲桿副用來將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動（主要用途），或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化成回轉(zhuǎn)運動（大導(dǎo)程）。廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、自動化設(shè)備、測量儀器、印刷包裝機械、紡織機械、制藥機械、玻璃機械以及其他需要精密路徑定位的領(lǐng)域。齒輪齒條傳動主要用于行程較長的大型機床上，易于得到高速直線運動。一般來說,導(dǎo)程4m應(yīng)用滾珠絲杠副;導(dǎo)程在4m以上應(yīng)用齒輪齒條, 不宜用滾珠絲杠副,因為它的慣性大.三、計算機機電一體化裝備與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品的最大的區(qū)別是什么？對計算機

9、控制系統(tǒng)的要求？主要區(qū)別:傳統(tǒng)HYPERLINK /z/Search.e?sp=S機電產(chǎn)品&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink機電產(chǎn)品設(shè)計為單一HYPERLINK /z/Search.e?sp=S產(chǎn)品設(shè)計&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink產(chǎn)品設(shè)計，而HYPERLINK /z/Search.e?sp=S機電一體化系統(tǒng)設(shè)計&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink機電一體化系統(tǒng)設(shè)計為很多個機電產(chǎn)品通過控制設(shè)計成一個系統(tǒng)。對控制系統(tǒng)的要求：穩(wěn)、準(zhǔn)、快 P191：一、具

10、有很強的控制功能；二、具有豐富的I/O接口；三、運行速度快；能適應(yīng)實時控制的需要；四、抗干擾能力強。機電一體化裝備所使用的計算機與普通計算機的區(qū)別是什么？（1）輸入/輸出要比普通計算機復(fù)雜得多；機電一體化系統(tǒng)的計算機有大量的數(shù)據(jù)從各個傳感器、開關(guān)、按鈕出入；輸出信號還要送到各處的執(zhí)行機構(gòu)。（2）運算數(shù)據(jù)比普通計算機簡單的多；以邏輯運算和簡單的數(shù)學(xué)運算為主。（3）運行環(huán)境比普通計算機惡劣的多；是生產(chǎn)現(xiàn)場，不是實驗室。單片機、PLC、工業(yè)PC在應(yīng)用上有一定的差別？如何選擇？(1)、單片機工作量最大，可靠性最差，但價格最低，且體積小。(2)、PLC工作量最小，可靠性最好，價格較高，且體積較大。(3)

11、、工業(yè)PC工作量不小，可靠性一般，價格較高，且體積較大，但功能強，軟件豐富。項目單片機PLC工業(yè)PC控制系統(tǒng)組成自行研制（非標(biāo)準(zhǔn)化）可按使用要求選購相應(yīng)的產(chǎn)品整機已成系統(tǒng)，外部另有配置系統(tǒng)功能簡單的邏輯控制或模擬量控制邏輯控制為主，也可以組成模擬量控制系統(tǒng)具有完善的控制功能，軟件豐富，執(zhí)行速度快通信功能可按需要自行配置可選用RS323C通信模塊產(chǎn)品提供串行通信接口程序語言匯編語言梯形圖為主高級語言為主硬件制作工作量多很少少軟件開發(fā)工作量很多很少較多執(zhí)行速度快很快稍慢輸出帶負(fù)載的能力差強較強抗電干擾能力較差很好好可靠性較差很好好環(huán)境適應(yīng)性較差很好一般價格最低高高應(yīng)用場合智能儀器，單機簡單控制一般

12、規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場控制較大規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場控制單片機的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用系統(tǒng)的原理？為什么要擴展？如何擴展？結(jié)構(gòu)由8個部分組成：中央處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM）、I/O口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、特殊功能寄存器（SRF）都通過片內(nèi)總線連接而成；其基本結(jié)構(gòu)依然是CPU+外圍芯片的模式應(yīng)用系統(tǒng)的原理：擴展原因：單片機可以滿足許多應(yīng)用場合，但在實際應(yīng)用中會感到片內(nèi)功能不能達(dá)到整個系統(tǒng)的要求，需要擴展。擴展方法：1、可以用單片機專用的擴展芯片；2、也可以用其他8位CPU的外圍芯片來擴展通過網(wǎng)上查閱，( HYPERLINK 、)了解單片機的各種開發(fā)系統(tǒng)？了解一些典型應(yīng)用？ZY

13、N100A、ELITE等按照單片機的特點，其應(yīng)用可分為單機應(yīng)用和多機應(yīng)用兩種方式。單機應(yīng)用：簡易數(shù)控、智能儀表、測控系統(tǒng)、智能產(chǎn)品、智能接口。多機應(yīng)用：多機彌散系統(tǒng)、并行多機系統(tǒng)、局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。用單片機開發(fā)步進(jìn)電機控制系統(tǒng)采用步進(jìn)脈沖分配器專用芯片PMM8713和程序計數(shù)器8253的方法。采用可編程計數(shù)器8253、8255和PMM8713芯片安全數(shù)字控制方式接線圖。在單片機系統(tǒng)中，只連接8253、8255和PMM8713各一個。智能型家用微波爐在家用電器中，應(yīng)用單片機技術(shù)可以簡化控制線路，提高家用電器的性能，實現(xiàn)智能化控制。因此，許多家用電器均使用單片機為其控制核心，例如微波爐、電冰箱、洗衣機

14、、電風(fēng)扇等。盡管不同家用電器中的單片機控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法不同，但基本原理都是相似的。PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理？通過網(wǎng)上查閱，全面了解MITSUBISHI（三菱電機）可編程序控制器？（三菱工控網(wǎng) HYPERLINK ）PLC的基本結(jié)構(gòu)：PLC結(jié)構(gòu)：主要由CPU，電源，存儲器，輸入輸出接口，擴展接口和通信接口組成。PLC工作原理：PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式，其中掃描工作分為三個階段：輸出采樣階段，程序執(zhí)行階段，輸出刷新階段。（1）輸入采樣階段：首先順序讀入所有輸入端的信號狀態(tài)，并逐一存入狀態(tài)寄存器。（2）程序執(zhí)行階段：組成程序的每條指令都有順序號，在PLC中稱為步號，指令按

15、步號依次存入儲存單元中，程序執(zhí)行期間，CPU將指令順序調(diào)出并執(zhí)行，進(jìn)行邏輯、算術(shù)運算，將結(jié)果存入輸出狀態(tài)寄存器中。3）輸出刷新階段;在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出狀態(tài)寄存器中的狀態(tài)通過輸出接口輸出，驅(qū)動被控設(shè)備。通過網(wǎng)上查閱，了解工業(yè)PC的特點和應(yīng)用？各種產(chǎn)品的概況？工業(yè)PC的專用外設(shè)的概況？(西門子(中國)自動化與驅(qū)動集團-產(chǎn)品與系統(tǒng) HYPERLINK /products /products)工業(yè)PC的特點：豐富的過程輸入/輸出功能，實時性，高可靠性，環(huán)境適應(yīng)性，豐富的應(yīng)用軟件，技術(shù)綜合性。工業(yè)PC的應(yīng)用：地鐵自動售票系統(tǒng)，在車在系統(tǒng)中的應(yīng)用，汽車綜合性檢測，機器視覺的應(yīng)用，塑料加工的應(yīng)用各種

16、產(chǎn)品概況：（1）、箱式PC，易于維修，采用Intel賽揚或奔騰處理器，安裝于開關(guān)柜、控制柜、控制臺、控制盤或直接安裝于設(shè)備中；（2）、面板式PC，SIMATIC面板式PC適用于標(biāo)準(zhǔn)的機柜、控制臺和盤柜。典型的應(yīng)用于生產(chǎn)流水線自動化和過程控制自動化系統(tǒng)中；（3）、架式PC，采用Intel賽揚或奔騰處理器，安裝于19控制柜和控制臺，支持長ISA模塊的擴展槽。工業(yè)級機箱、工業(yè)單板計算機、工業(yè)電腦外圍設(shè)備、工業(yè)級一體化工業(yè)站、工業(yè)自動化產(chǎn)品。通過網(wǎng)上查閱，了解工業(yè)PC在制造業(yè)和數(shù)控系統(tǒng)中的大致應(yīng)用情況？ 設(shè)備控制，過程控制，智能化儀表通過網(wǎng)上查閱，了解運動控制卡的原理和應(yīng)用( HYPERLINK )？

17、運動控制卡是一種基于工業(yè)PC機、用于各種運動控制場合的上位控制單元。通常采用專業(yè)運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心，大多用于控制步制電機和伺候電機。一般運動控制卡和PC機構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機負(fù)責(zé)人機交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等方面的工作，運動控制卡完成運動控制的所有細(xì)節(jié)。運動控制卡配有開放的函數(shù)庫供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)，因而這種結(jié)構(gòu)開放的動動控制卡能廣泛地用于制造業(yè)設(shè)備自動化的各個領(lǐng)域。數(shù)控系統(tǒng)的組成？控制功能的類型？PC+運動控制卡系統(tǒng)的應(yīng)用前景?四、傳感器傳感器如何定義和基本分類；傳感器:能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)

18、換成可用的輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成?；痉诸悾何锢硇?，化學(xué)型，生物型。物理型傳感器是利用某些變換元件的物理性質(zhì)或某些功能材料的特殊性能制成的傳感器；化學(xué)型傳感器是利用電化學(xué)反應(yīng)原理把有機和無機的化學(xué)物質(zhì)的成分度等轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器；生物型傳感器是利用生物功能物質(zhì)作識別器件制成的傳感器。機電裝備對傳感器與自動檢測技術(shù)的基本要求是什么？基本要求：精度、靈敏度和分辨率高，線性、穩(wěn)定性和重復(fù)性好，抗干攏能力強，靜、動態(tài)特性好。特殊要求：體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、便于安裝與維修、耐環(huán)境性能好等。各種位置傳感器的用途和工作原理？( HYPERLINK )答：用途：位置檢測 、行

19、程控制。接近式位置傳感器能判別在某一范圍內(nèi)是否有某一物體；接觸式位置傳感器能獲取兩個物體是否接觸的信息。電感式接近開關(guān)屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬物體。電容式接近開關(guān)亦屬于一種具有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它的測量頭通常是構(gòu)成電容器的一個極板，而另一個極板是物體的本身，當(dāng)物體移向接近開關(guān)時，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使

20、得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通和關(guān)斷。這種接近開關(guān)的檢測物體，并不限于金屬導(dǎo)體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體, 在檢測較低介電常數(shù)的物體時，可以順時針調(diào)節(jié)多圈電位器（位于開關(guān)后部）來增加感應(yīng)靈敏度，一般調(diào)節(jié)電位器使電容式的接近開關(guān)在0.7-0.8Sn的位置動作。紅外線光電開關(guān)（光電傳感器）光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均可檢測。根據(jù)檢測方式的不同，紅外線光電開關(guān)可分為1）.漫反射式光電開關(guān)2）.鏡反射式光電開關(guān)3）.對射式光電開關(guān)4）.槽式光電開關(guān)5）.光纖式

21、光電開關(guān)?；魻栭_關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強度B來表征的，當(dāng)B值達(dá)到一定的程度（如B1）時，霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出，和接近開關(guān)類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型（雙極性）、雙信號輸出之分.接觸式位置傳感器有行程開關(guān)和微動開關(guān)。行程開關(guān)利用生產(chǎn)機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐?，達(dá)到一定的控制目的。通常，這類 HYPERLINK /view/126104.htm 開關(guān)被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向運動、 HYPERLINK /view/10389.htm 變速運動或自動

22、往返運動等。各種位移傳感器的用途和工作原理？位移傳感器分為直線位移傳感器和角位移傳感器。直線位移傳感器分為電感傳感器、差動變壓器傳感器、電容傳感器、感應(yīng)同步器和光柵尺；角位移傳感器分為旋轉(zhuǎn)變壓器、脈沖編碼器和圓光柵。直線運動數(shù)控軸位置傳感器的應(yīng)用？原位位置傳感器的應(yīng)用？位置傳感器與死擋鐵的區(qū)別？五、伺服1.伺服驅(qū)動系統(tǒng)如何組成？如何分類？按執(zhí)行元件；按控制原理。.開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)分別有什么特點？答：伺服系統(tǒng)的組成：控制器 + 功率放大 + 執(zhí)行元件+ 機械部件 + 檢測裝置。伺服系統(tǒng)的分類：按執(zhí)行元件分類：按控制原理分類：開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)沒有位置檢測裝置，信號流是單向的，故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。開環(huán)

23、伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單，工作穩(wěn)定，技術(shù)容易掌握，調(diào)試、維護(hù)方便，工作可靠，成本低。缺點是精度低、抗干攏能力差。在精度和速度要求不高、驅(qū)動力矩不大的場合得到廣泛應(yīng)用，一般用于經(jīng)濟型數(shù)控機床和舊機床的數(shù)控化改造。半閉環(huán)數(shù)控機床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)用用的位置檢測點從驅(qū)動電機或絲杠端引出，通過檢測電機和絲杠旋轉(zhuǎn)角度來間接檢測工作臺的位移量，而不是直接檢測工作臺的實際位置。精度比開環(huán)系統(tǒng)好，比閉環(huán)系統(tǒng)差，具有結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便等特點，在現(xiàn)代CNC機床中得到了廣泛應(yīng)用。閉環(huán)伺服系統(tǒng)直接對工作臺的實際位置進(jìn)行檢測，采用反饋控制原理組成系統(tǒng)，它具有精度高、調(diào)速范圍寬、動態(tài)性能好等優(yōu)點。缺點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等。主

24、要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床及較大型的數(shù)控機床，一般用于要求高精度、高速度的機電一體化系統(tǒng)。2.機電裝備對電機及伺服驅(qū)動系統(tǒng)得基本要求是什么？答：基本要求：穩(wěn)、準(zhǔn)、快。（1）、高的穩(wěn)定性，裝備正常工作的先決條件；（2）、快速性，配合控制計算機的快速需要；（3）、高精度，高精度機電裝備的需要。3.步進(jìn)電機的用途、基本組成和工作原理？細(xì)分的基本原理？答：用途：步進(jìn)電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械位移的機電執(zhí)行元件。組成：1)定子：由定子鐵心、繞組、絕緣材料等組成 。2）轉(zhuǎn)子：由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)軸等組成。工作原理：給A相繞組通電時，轉(zhuǎn)子位置如圖（a），轉(zhuǎn)子齒偏離定子齒一個角度。由于勵

25、磁磁通力圖沿磁阻最小路徑通過，因此對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電磁吸力，迫使轉(zhuǎn)子齒轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到與定子齒對齊位置時(圖b)，因轉(zhuǎn)子只受徑向力而無切線力，故轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子被鎖定在這個位置上。由此可見：錯齒是助使步進(jìn)電機旋轉(zhuǎn)的根本原因。從步進(jìn)電機的原理看精度、平穩(wěn)性都有限。步進(jìn)電機是一種電流驅(qū)動元件，改進(jìn)步進(jìn)電機各相電流的大小，就能使轉(zhuǎn)子相對于每個驅(qū)動脈沖的變化量的轉(zhuǎn)變，使原有的平衡位置增加新的平衡點，實現(xiàn)步距細(xì)分。4.查閱有關(guān)步進(jìn)電機和驅(qū)動系統(tǒng)資料，了解有關(guān)性能指標(biāo)？() 應(yīng)用（1）、步距角；（2）、最大工作頻率：在轉(zhuǎn)子不失步的情況下，電動機連續(xù)工作時，輸入脈沖信號的最大頻率；（3）、最大突跳頻率：在轉(zhuǎn)子不失步的情況下，電動機能增加和減小的最大頻率；（4）、步距差：實際的步距角與理想的步距角之并；（5）、輸出轉(zhuǎn)矩：電動機軸上的輸出轉(zhuǎn)矩大小。5.交流伺服電機的用途和工作原理？交流伺服電機在自動控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，其任務(wù)是將輸入的電壓信號變換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度的變化。輸入的電壓信號稱為控制信號或控制電壓，改變控制電壓的大小和極性就可改變伺服電動機的轉(zhuǎn)速大小和