《機電一體化系統(tǒng)設計基礎》形成性考核冊1、2、3、4參考答案(中央電大形成性考核冊)

-PAGE14-《機電一體化系統(tǒng)設計基礎》中央電大形成性考核作業(yè)1一、判斷題（正確的打√，錯誤的打×）1．機電一體化系統(tǒng)的主要功能就是對輸入的物質按照要求進行處理，輸出具有所需特性的物質。（×）2.系統(tǒng)論、信息論、控制論是機電一體化技術的理論基礎，是機電一體化技術的方法論。（√）3．信息處理技術是指在機電一體化產(chǎn)品工作過程中，與工作過程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動控制有關的信息輸入、識別、變換、運算、存儲、輸出和決策分析等技術。（√）4．自動控制是在人直接參與的情況下，通過控制器使被控對象或過程自動地按照預定的規(guī)律運行。（×）5．產(chǎn)品的組成零部件和裝配精度高，系統(tǒng)的精度一定就高。（×）6．為減少機械傳動部件的扭矩反饋對電機動態(tài)性能的影響，機械傳動系統(tǒng)的基本固有頻率應低于電氣驅動部件的固有頻率的2~3倍，同時，傳動系統(tǒng)的固有頻率應接近控制系統(tǒng)的工作頻率，以免系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而失去穩(wěn)定性。（×）7．傳動機構的轉動慣量取決于機構中各部件的質量和轉速。（×）8．在閉環(huán)系統(tǒng)中，因齒輪副的嚙合間隙而造成的傳動死區(qū)能使系統(tǒng)以6~10倍的間隙角產(chǎn)生低頻振蕩，采用消隙裝置，以提高傳動精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。（×）9．進行機械系統(tǒng)結構設計時，由于阻尼對系統(tǒng)的精度和快速響應性均產(chǎn)生不利的影響，因此機械系統(tǒng)的阻尼比ξ取值越小越好。（×）10．滾珠絲杠垂直傳動時，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動裝置。（√）11．采用偏心軸套調整法對齒輪傳動的側隙進行調整，結構簡單，且可以自動補償側隙。（√）×12．采用虛擬樣機代替物理樣機對產(chǎn)品進行創(chuàng)新設計測試和評估，延長了產(chǎn)品開發(fā)周期，增加了產(chǎn)品開發(fā)成本，但是可以改進產(chǎn)品設計質量，提高面向客戶與市場需求能力。（√）×二、單選題以下產(chǎn)品屬于機電一體化產(chǎn)品的是（C）。A．游標卡尺B．電話C．全自動洗衣機D．非指針式電子表2．為提高機電一體化機械傳動系統(tǒng)的固有頻率，應設法（A）。A．增大系統(tǒng)剛度B．增大系統(tǒng)轉動慣量C．增大系統(tǒng)的驅動力矩D．減小系統(tǒng)的摩擦阻力3．導程L0=8mm的絲杠驅動總質量為60kg的工作臺與工件，則其折算到絲杠上的等效轉動慣量為（B）kg·mm2。A．48.5B．97C．4.85D．9.74．傳動系統(tǒng)的固有頻率對傳動精度有影響，（B）固有頻率可減小系統(tǒng)地傳動誤差，（A）系統(tǒng)剛度可提高固有頻率。AA．提高，提高B．提高，減小C．減小，提高D．減小，減小5．下列哪種方法是采用單螺母預緊原理來消除滾珠絲杠副的間隙？（D）A．螺紋調隙式B．雙螺母墊片調隙式C．齒差調隙式D．偏置導程法6.齒輪傳動的總等效慣量隨傳動級數(shù)(?A)。BA.增加而減小

B.增加而增加

C.減小而減小

D.變化而不變7．多級齒輪傳動中，各級傳動比“前小后大”的分配原則不適用于按（D）設計的傳動鏈。A．最小等效轉動慣量原則（小功率傳動裝置）B．最小等效轉動慣量原則（大功率傳動裝置）C．輸出軸的轉角誤差最小原則D．重量最輕原則8．某機電一體化系統(tǒng)需要消除齒輪傳動的齒側間隙，采取下列哪種方法使得調整過程中能自動補償齒側間隙？（D）A．偏心套調整法B．軸向墊片調整法C．薄片錯齒調整法D．軸向壓簧錯齒調整法三、簡答題1．完善的機電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分？動力源動力源傳感器執(zhí)行部件控制器機械本體機電一體化系統(tǒng)的對應要素及相應功能關系簡述機電一體化系統(tǒng)中的接口的作用。機電一體化系統(tǒng)中的接口的作用是實現(xiàn)系統(tǒng)與外部（其他系統(tǒng)、操作者、環(huán)境）的連接，一般分為機械接口、電氣接口兩方面。3．機械運動中的摩擦和阻尼會降低效率，但是設計中要適當選擇其參數(shù)，而不是越小越好。為什么？因為適當選擇機械運動中的摩擦和阻尼會，可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、保證系統(tǒng)具有良好的動態(tài)特性。4．簡述機械系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。①失動量。系統(tǒng)剛度越大，因靜摩擦力的作用所產(chǎn)生的傳動部件的彈性變形越小，系統(tǒng)的失動量也越小。②固有頻率。機械系統(tǒng)剛度越大，固有頻率越高，可遠離控制系統(tǒng)或驅動系統(tǒng)的頻帶寬度，從而避免產(chǎn)生共振。③穩(wěn)定性。剛度對開環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影啊，而對閉環(huán)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。四、計算題1.某工作臺采用直流電機絲杠螺母機構驅動如圖所示，已知電機軸的轉動慣量Jm=4×10-4kg·m3，與電機輸出軸相連的小齒輪的轉動慣量J1=1×10-4kg·m3，大齒輪的轉動慣量J2=1.8×10-4kg·m3，絲杠的轉動慣量Js=3.8×10-4kg·m3。工作臺的質量m=50kg，絲杠導程t=5mm，齒輪減速比為i=5。試求：（1）工作臺折算到絲杠的等效轉動慣量JG；（2）傳動件折算到電機軸的等效轉動慣量Je；（3）電機軸上的總轉動慣量J。工作臺工作臺絲杠滾珠螺母齒輪減速器聯(lián)軸器DC伺服電機i=5圖直流電機絲杠螺母機構驅動工作臺解：（1）JG=m（t/2π）2=50*1000*(0.005/2/3/14)2=0.03166(kg·m3)(2)Je=(J2+Js+JG)/i2=（1.8×10-4+3.8×10-4+316.6×10-4）/52=12.88×10-4(kg·m3)(3)J=J1+Je=1×10-4+12.88×10-4=13.88(kg·m3)2.已知某四級齒輪傳動系統(tǒng)，各齒輪的轉角誤差為Δφ1=Δφ2=…=Δφ8=0.01弧度，各級減速比相同，即i1=i2=…=i4=3，求該系統(tǒng)的最大轉角誤差Δφmax。解：Δφmax=Δφ1/(i1*i2*i3*i4)+(Δφ2+Δφ3)/(i2*i3*i4)+(Δφ4+Δφ5)/(i3*i4)+(Δφ6+Δφ7/(i4)+Δφ8==0.01/34+0.02/33+0.02/32+0.02/3+0.01=0.01975（弧度）五、綜合題1.分析下圖調整齒側間隙的原理。1.鎖緊螺母2.圓螺母3.帶凸緣螺母4.無凸緣螺母答：圖中所示的雙螺母螺紋預緊調整齒側間隙，雙螺母中的一個外端有凸緣，一個外端無凸緣，但制有螺紋，它伸出套筒外用兩個螺母固定鎖緊，并用鍵來防止兩螺母相對轉動。旋轉圓螺母可調整消除間隙并產(chǎn)生預緊力，之后再用鎖緊螺母鎖緊。2.分析下圖中傳動大負載時消除齒側間隙的原理。

1、6－小齒輪2、5－大齒輪3－齒輪4－預載裝置7－齒條答：小齒輪1、6與齒條7嚙合，與小齒輪1、6同軸的大齒輪2、5分別與齒輪3嚙合，通過預載裝置4向齒輪3上預加負載，使齒輪2、5同時向相反方向移動，從而帶動小齒輪1、6轉動，其齒面便分別緊貼在齒條7上齒槽的左、右側，從而消除了齒側間隙作業(yè)2一、判斷題（正確的打√，錯誤的打×）1．機電一體化系統(tǒng)是以微電子技術為主體、以機械部分為核心，強調各種技術的協(xié)同和集成的綜合性技術。（√）×2．機電一體化系統(tǒng)的機械系統(tǒng)與一般的機械系統(tǒng)相比，應具有高精度、良好的穩(wěn)定性、快速響應性的特性。（√）3．雙螺母消除軸向間隙的結構形式結構緊湊，工作可靠，調整方便，能夠精確調整。（×）4.傳感器的轉換元件是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分。（√）×5．感應同步器是一種應用電磁感應原理制造的高精度檢測元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測直線位移和轉角。（√）6．選擇傳感器時，如果測量的目的是進行定性分析，則選用絕對量值精度高的傳感器，而不宜選用重復精度高的傳感器。（×）7．傳感器在使用前、使用中或修理后，必須對其主要技術指標標定或校準，以確保傳感器的性能指標達到要求。（√）8．驅動部分在控制信息作用下提供動力，伺服驅動包括電動、氣動、液壓等各種類型的驅動裝置。（√）9．氣壓式伺服驅動系統(tǒng)常用在定位精度較高的場合使用。（×）10．永磁型步進電動機即使其定子繞組斷電也能保持一定轉矩，故具有記憶能力，可用于定位驅動。（√）11．步進電動機的轉動慣量越大，同頻率下的起動轉矩就越大。（×）12．直流伺服電動機的調速特性是電機轉速與其輸出轉矩的關系。（×）二、單選題1．以下產(chǎn)品不屬于機電一體化產(chǎn)品的是（B）。A．工業(yè)機器人B．電子計算機C．空調D．復印機2．多級齒輪傳動中，各級傳動比相等的分配原則適用于按（C）設計的傳動鏈。A．最小等效轉動慣量原則B．輸出軸的轉角誤差最小原則C．重量最輕原則（小功率裝置）D．重量最輕原則（大功率裝置）3．檢測環(huán)節(jié)能夠對輸出進行測量，并轉換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱，一般包括傳感器和（B）。A控制電路B轉換電路C放大電路D逆變電路4．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B．動態(tài)特性指標C．輸入特性參數(shù)D．輸出特性參數(shù)5．光柵傳感器的光柵是在一塊長條形的光學玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線數(shù)為100線/mm，，經(jīng)四倍細分后，記數(shù)脈沖為400，光柵位移是（A）mm。A．1B．2C．3D．46．受控變量是機械運動的一種反饋控制系統(tǒng)稱(B)。A.順序控制系統(tǒng)B.伺服系統(tǒng)C.數(shù)控機床D.工業(yè)機器人7．閉環(huán)控制的驅動裝置中，絲杠螺母機構位于閉環(huán)之外，所以它的（C）。A．回程誤差不影響輸出精度，但傳動誤差影響輸出精度B．傳動誤差不影響輸出精度，但回程誤差影響輸出精度C．回程誤差和傳動誤差都不會影響輸出精度D．回程誤差和傳動誤差都會影響輸出精度8.以下可對交流伺服電動機進行調速的方法是（B）。A改變電壓的大小B改變電動機的供電頻率C改變電壓的相位D改變電動機轉子繞組匝數(shù)三、簡答題1．什么是傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性？傳感器的靜態(tài)特性是指傳感器的輸入信號不隨時間變化或變化非常緩慢時，所表現(xiàn)出來的輸出響應特性。需要了解的主要參數(shù)有：線性范圍、線性度、靈敏度、精確度、分辨力、遲滯、穩(wěn)定性。傳感器的動態(tài)特性是指其輸出對隨時間變化的輸入量的響應特性。需要了解的主要參數(shù)有：幅頻特性和相頻特性。2．什么是伺服系統(tǒng)？伺服系統(tǒng)的一般組成有哪幾個部分？伺服系統(tǒng)又稱隨動系統(tǒng)，它是以機械位置、速度和加速度為控制對象，在控制命令指揮下，控制元件的工作，使機械運動部件按照命令要求運動。一般來說，伺服系統(tǒng)組成框圖如圖所示。伺服系統(tǒng)組成框圖（1）控制器：伺服系統(tǒng)中控制器的主要任務是根據(jù)輸入信號和反饋信號決定控制策略，控制器通常由電子線路或計算機組成。（2）功率放大器：伺服系統(tǒng)中功率放大器的作用是將信號進行放大，并用來驅動執(zhí)行機構完成某種操作，功率放大裝置主要由各種電力電子器件組成。（3）執(zhí)行機構：執(zhí)行機構主要由伺服電動機或液壓伺服機構和機械傳動裝置等組成。（4）檢測裝置：檢測裝置的任務是測量被控制量，實現(xiàn)反饋控制。無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是低于檢測裝置的精度，因此要求檢測裝置精度高、線性度好、可靠性高、響應快。3．簡述直流伺服電動機脈寬調制的工作原理。直流伺服電動機脈寬調制（PWM）的工作原理：假設輸入直流電壓，可以調節(jié)導通時間得到一定寬度的與成比例的脈沖方波，給伺服電動機電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電壓，從而輸出不同大小的電壓，使直流電動機平滑調速。4．比較直流伺服電動機和交流伺服電動機的適用環(huán)境差別。電機調速原理容量范圍制動力矩轉速耐環(huán)境能力控制器DC調壓大大低差(有摩擦粉塵)簡單AC變頻中中小高良復雜四、計算題1．刻線為1024的增量式角編碼器安裝在機床的絲杠轉軸上，已知絲杠的螺距為2mm，編碼器在10秒內輸出307200個脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉速分別是多少？解：（1）絲杠旋轉一周有1024個脈沖，307200個脈沖對應于絲杠旋轉307200/1024=300周，故刀架的位移量為300*2mm=600mm，（2）絲杠的轉速為300*2π//10=60π（弧度/秒）2．如圖所示的電機驅動工作臺系統(tǒng)，其中驅動x向工作臺的三相雙三拍步進電機，轉子齒數(shù)z為100。滾珠絲杠的基本導程為l0=6mm。已知傳動系統(tǒng)的橫向(x向)脈沖當量δ為0.005mm/脈沖。試求：（1）步進電機的步距角α；（2）減速齒輪的傳動比i。功放功放電機滾珠絲杠工作臺i圖電機驅動工作臺示意圖解：（1）K=3相，N=3拍，z=100步進電機的步距角α=360o/(z*m)=360o/(z*K*N)=360o/(100*3*3)=0.4o（2）由于一個脈沖，步進電機旋轉0.4o，工作臺橫向(x向)脈沖當量0.005mm，由于滾珠絲杠的基本導程為l0=6mm，對應于絲杠轉動一周360o，設一個脈沖絲杠轉動的角度為x，則6mm/360o=0.005/xo，得x=0.3o故減速齒輪的傳動比i=0.3/0.4=3/4五、綜合題1．圖示直射式光電轉速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成，光源發(fā)生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。試分析傳感器的測量原理。解：當裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤轉動時，光敏元件接收到脈沖信號，若轉動圓盤上縫隙是均勻刻制，總數(shù)量為N，則光敏元件每輸出N個脈沖，就意味著圓盤轉動一周360o；若輸出M個脈沖，就意味著轉過360*M/No，因此，該傳感器可以用于測量角度。如果在T秒時間內轉過輸出M個脈沖，就意味著轉速為360*M/N/T(o/s)因此，該傳感器也可以用于測量角速度。2．已知一個繩位移控制系統(tǒng)的兩種驅動方案分別如圖a和b所示。（1）試分析兩種方案的特點；（2）畫圖說明方案（a）減速器滾筒驅動測量位移的方法。（a）減速器滾筒驅動（b）絲杠滑臺驅動解：（1）分析兩種方案的特點：電機經(jīng)減速器帶動滾筒轉動，使驅動繩產(chǎn)生位移；電機帶動絲杠轉動，絲杠上的螺母便產(chǎn)生直線運動，帶動驅動繩產(chǎn)生位移。（2）畫圖說明方案（a）減速器滾筒驅動測量位移的方法作業(yè)3一、判斷題（正確的打√，錯誤的打×）1．數(shù)字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應同步器等，它們的共同特點是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結構的位移傳感器，輸出信號都是脈沖信號，每一個脈沖代表輸入的位移當量，通過計數(shù)脈沖就可以統(tǒng)計位移的尺寸。（√）2．電液伺服系統(tǒng)的過載能力強，在強力驅動和高精度定位時性能好，適合于重載的高加減速驅動。（√）3．通常，步進電機的最高連續(xù)工作頻率遠大于它的最高啟動頻率。（√）4．脈沖分配器的作用是使電動機繞組的通電順序按一定規(guī)律變化。（√）5．對直流伺服電動機來說，其機械特性越硬越好。（√）6．無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測裝置的精度。（×）7．一般說來，全物理仿真較之計算機仿真在時間、費用和方便性上都具有明顯的優(yōu)點，是一種經(jīng)濟、快捷與實用的仿真方法。（×）8．數(shù)字化物理樣機就是一種結構設計軟件，強調結構上的設計。（×）9．計算機控制系統(tǒng)的采樣周期越小，其控制精度就越高。（√）10．PLC采用掃描工作方式，掃描周期的長短決定了PLC的工作速度。（√）11．通用型計算機系大多工作在為特定用戶群設計的系統(tǒng)中，通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點。（×）12．現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的設計方法是將系統(tǒng)劃分為硬件和軟件兩個獨立的部分，然后按各自的設計流程分別完成。（×）二、單選題1．下列哪個是傳感器的動特性（D）。A．量程B．線性度C．靈敏度D．幅頻特性2．在開環(huán)控制系統(tǒng)中,常用（B）做驅動元件。A．直流伺服電動機B．步進電動機C．同步交流伺服電動機D．異步交流伺服電動機3.光柵傳感器的光柵是在一塊長條形的光學玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線數(shù)為100線/mm，此光柵傳感器測量分辨率是（C）mm。A．1B．0.1C．0.01D．0.0014．計算機控制系統(tǒng)實際運行時，需要由用戶自行編寫（D），具有實時性、針對性、靈活性和通用性。A．實時軟件B．開發(fā)軟件C．系統(tǒng)軟件D．應用軟件5．以下除了（D），均是由硬件和軟件組成。A．計算機控制系統(tǒng)B．PLC控制系統(tǒng)C．嵌入式系統(tǒng)D．繼電器控制系統(tǒng)6．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入手。A屏蔽B隔離C濾波D軟件抗干擾三、簡答題1． 機電一體化系統(tǒng)仿真在系統(tǒng)設計過程中所起的作用是什么？在系統(tǒng)實際運行前，也希望對項目的實施結果加以預測，以便選擇正確、高效的運行策略或提前消除設計中的缺陷，最大限度地提高實際系統(tǒng)的運行水平，采用仿真技術可以省時省力省錢地達到上述目的。2．機電一體化系統(tǒng)仿真的模型主要有哪幾種？分別應用于系統(tǒng)設計的哪個階段？仿真根據(jù)采用的模型可以分為：計算機仿真、半物理仿真、全物理仿真。計算機仿真：應用于系統(tǒng)設計階段；半物理仿真：應用于部件及子系統(tǒng)研制階段；全物理仿真：應用于系統(tǒng)研制階段。3．PID控制算法中比例、積分、微分部分各起何作用？比例調節(jié)起糾正偏差的作用，其反應迅速；積分調節(jié)能消除靜差，改善系統(tǒng)靜態(tài)特性；微分調節(jié)有利于減少超調，加快系統(tǒng)的過渡過程。4．系統(tǒng)采樣周期的選擇時，主要考慮的影響因素主要有哪些？（1）根據(jù)香農(nóng)采樣定理，確定采樣周期：，其中為被采信號角頻率上限。（2）采樣周期應大于執(zhí)行元件動態(tài)調節(jié)穩(wěn)定時間。（3）從系統(tǒng)隨動性和抗干擾的角度，采樣周期應盡可能小，這樣時延小，反映迅速。（4）在多回路控制中，由于采用巡檢控制方式，采樣周期應足夠大，以確保在一個采樣周期內，能處理完所有回路的算法計算。（5）從計算機的精度上講，采樣周期不應太小。圖梯形圖I0.0T0（）I0.1I0.2Q0.0圖梯形圖I0.0T0（）I0.1I0.2Q0.0I0.2Q0.1Q0.0T0（）3sT0解：由圖可知：開關1、開關2為常開，開關3為常閉，當開關1、開關2接通、開關3為常閉狀態(tài)時，紅燈能亮，同時啟動定時器T0，沿時3秒，3秒后如果開關3為常閉狀態(tài)，則綠燈亮。四、計算題1．某工作臺采用如圖所示的直流電機絲杠螺母機構驅動，已知工作臺的行程L=250mm，絲杠導程t=4mm，齒輪減速比為i=5，要求工作臺位移的測量精度為0.005mm（忽略齒輪和絲杠的傳動誤差）。（1）若采用高速端測量方法，將旋轉編碼器安裝在電機輸出軸上，確定旋轉編碼器的每轉脈沖數(shù)。（2）若采用低速端測量方法，將傳感器與絲杠的端部直接相連，ns=500脈沖/轉的旋轉編碼器是否合用？工作臺工作臺絲杠滾珠螺母齒輪減速器聯(lián)軸器DC伺服電機i=5圖直流電機絲杠螺母機構驅動工作臺解：（1）設工作臺位移（測量精度）0.005mm時，絲杠轉動的角度為，則有得：，若對應于電機軸的角度為，則，安裝在電機輸出軸上的旋轉編碼器共有，故旋轉編碼器的每轉脈沖數(shù)為（2）因為>ns=500，故不合用。2．圖示為電樞控制式直流電動機的工作原理圖。圖中電機線圈的電流為i；L與R為線圈的電感與電阻；電機的輸入電壓為u；折算到電機轉子軸上的等效負載轉動慣量為JM；電機輸出轉矩和轉速分別為T和ω；KE和KT分別為電樞的電勢常數(shù)和轉矩常數(shù)，試求輸出轉速與輸入電壓之間的傳遞函數(shù)。圖直流電動機的工作原理圖直流電動機的工作原理解：在零初始條件下進行拉氏變換：由（4）式得，帶入到（3）式，得輸出轉速與輸入電壓之間的傳遞函數(shù)五、綜合題1．如圖所示的系統(tǒng)，試分析齒輪減速器、絲杠螺母機構及傳感器的誤差對輸出精度的影響。解：齒輪減速器存在兩種誤差：傳動誤差和回程誤差。傳動誤差主要由溫度或彈性導致的齒輪變形產(chǎn)生；回程誤差主要是由齒輪間隙造成。為提高齒輪傳動系統(tǒng)中傳遞運動的精度，各級傳動比應按“先小后大”原則分配，設各級轉角誤差為、第k個齒輪到第n級輸出軸的傳動比為，設各級轉角誤差折算到末級輸出軸上的總誤差為絲杠螺母機構傳動誤差主要由絲杠與螺母之間的間隙決定，通?？捎善溟g的調整、預緊調整到最小程度，由于這個誤差是在末級上，其大小直接影響輸出精度。傳感器的誤差對輸出精度的影響是通過控制產(chǎn)生的，由于傳感的誤差必然導致控制的誤差?？梢哉f，傳感器的誤差直接決定對輸出精度的影響。2．用PLC實現(xiàn)對一臺電動機的正反轉控制?？刂埔鬄椋菏紫入妱訖C正轉起動，3秒后自動反轉，反轉2秒后自動又回到正轉，如此循環(huán)；可以隨時停車。（1）寫出I/O分配表；（2）選擇PLC，畫出梯形圖。解：（1）電動機正轉起動開關I0.0，電動機正轉Q0.0，電動機反轉Q0.1，電動機停轉開關I0.1。Q0.0Q0.0I0.1I0.0T38T38INTONPT100ms30T38T39INTONPT100ms20Q0.1I0.1T39T39作業(yè)4一、判斷題（正確的打√，錯誤的打×）1．自動控制技術是機電一體化相關技術之一，直接影響系統(tǒng)的控制水平、精度、響應速度和穩(wěn)定性。（√）2．計算機控制系統(tǒng)設計完成后，首先需要對整個系統(tǒng)進行系統(tǒng)調試，然后分別進行硬件和軟件的調試。（×）3．PLC完善的自診斷功能，能及時診斷出PLC系統(tǒng)的軟件、硬件故障，并能保護故障現(xiàn)場，保證了PLC控制系統(tǒng)的工作安全性。（√）4．現(xiàn)場總線系統(tǒng)采用一對一的設備連線，按控制回路分別進行連接，打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結構形式。（×）5．需求設計是指新產(chǎn)品開發(fā)的整個生命周期內，從分析用戶需求到以詳細技術說明書的形式來描述滿足用戶需求產(chǎn)品的過程。（√）6．目前，大部分硬件接口和軟件接口都已標準化或正在逐步標準化，設計時可以根據(jù)需要選擇適當?shù)慕涌?，再配合接口編寫相應的程序。（√?．計算機控制系統(tǒng)的軟件主要分為系統(tǒng)軟件和應用軟件，應用軟件一般不需要用戶設計，系統(tǒng)軟件都要由用戶自行編寫，所以軟件設計主要是系統(tǒng)軟件設計。（×）8．反求設計是建立在概率統(tǒng)計基礎之上，主要任務是提高產(chǎn)品的可靠性，延長使用壽命，降低維修費用。（×）9．綠色設計是對已有的產(chǎn)品或技術進行分析研究，進而對該系統(tǒng)（產(chǎn)品）進行剖析、重構、再創(chuàng)造的設計。（×）10．虛擬設計是在基于多媒體的、交互的、嵌入式的三維計算機輔助設計環(huán)境中進行實體建模和裝配建模，生成精確的系統(tǒng)模型，并在同一環(huán)境中進行一些相關分析，從而滿足工程設計和應用的需要。（√）11．工業(yè)機器人驅動部分在控制信息作用下提供動力，包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動方式。（√）12．數(shù)控機床中的計算機屬于機電一體化系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，而電機和主軸箱則屬于系統(tǒng)的驅動部分。（×）二、單選題1．有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進電機定子勵磁繞組，已知轉子有24個齒，步進電機的步距角是（C）。a=360/(znk)=360/(24*5*2)A．0.6°B．1.2°C．1.5°D．2°2．步進電機轉動后，其輸出轉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．采用脈寬調制（PWM）進行直流電動機調速驅動時，通過改變（A）來改變電樞回路的平均電壓，從而實現(xiàn)直流電動機的平滑調速。A．脈沖的寬度B．脈沖的頻率C．脈沖的正負D．其他參數(shù)4．含有微處理器，可進行程序編制或適應條件變化的接口是（D）。P220A．零接口B．被動接口C．主動接口D．智能接口5．HRGP-1A噴漆機器人中的活塞式液壓缸屬于系統(tǒng)中的（C）。P249A．能源部分B．測試傳感部分C．驅動部分D．執(zhí)行機構6．HRGP-1A噴漆機器人中的手部屬于系統(tǒng)中的（D）。A．能源部分B．測試傳感部分C．驅動部分D．執(zhí)行機構7．通常，數(shù)控精密鏜銑床等高精度數(shù)控設備，其伺服系統(tǒng)的控制方式均采用（B）。A．開環(huán)控制B．閉環(huán)控制C．半閉環(huán)控制D．混合控制8．數(shù)控機床進給系統(tǒng)的伺服電機屬于設備的（C）。A．能源部分B．測試傳感部分C．驅動部分D．執(zhí)行機構三、簡答題1．何謂概念設計？簡述概念設計的設計過程。對概念設計表述為：“在確定任務之后，通過抽象化，擬定功能結構，尋求適當?shù)淖饔迷砑捌浣M合等，確定出基本求解途徑，得出求解方案，這一部分設計工作叫做概念設計?！备拍钤O計過程的步驟及采用的方法如圖1所示求總功能求總功能總功能分解評價與決策功能逐級分解創(chuàng)造性方法、目錄法、調查分析法形態(tài)學矩陣法黑箱法各種評價方法概念產(chǎn)品明確設計任務尋找子功能解原理解組合分析評價決策綜合圖1概念設計步驟2．如何進行機電一體化系統(tǒng)的可靠性設計？可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的能力。通常用“概率”表示“能力”來實現(xiàn)可靠性指標的量化。（1）機電一體化系統(tǒng)的可靠性設計（2）控制系統(tǒng)可靠性設計（3）軟件的可靠性技術3．簡述HRGP－1A噴漆機器人的示教再現(xiàn)過程。HRGP－1A噴漆機器人由操作機、微型計算機控制裝置、液壓能源三部分組成。所謂示教，即操作人員用手操縱操作機的關節(jié)和手腕，展示操作過程，由于計算機通過傳感器將示教過