機電系統(tǒng)設計復習2014

機電系統(tǒng)設計復習

題型:填空題簡答題論述題計算題1、什么是機電一體化？請舉出5種實際生活中常用的幾種機電一體化產品2、一個典型的機電一體化產品，應包含哪些幾個基本要素？它們的作用是什么？3、滾珠絲杠副有哪幾種支承方式？各有什么特點？4、滾珠絲杠副有什么特點？在使用中應該注意什么？5、導向機構的作用是什么？6、同步帶傳動有什么特點？7、機電一體化系統(tǒng)中傳動比分配原則有哪些？8、步進電機的驅動有哪幾部分組成？各有什么作用？9、傳感器的靜態(tài)特性有哪些指標？10、傳感器的作用是什么？如何選用？11、說說從機械系統(tǒng)方面如何保證機電一體化系統(tǒng)的高性能？12、試擬定機電一體化系統(tǒng)進給系統(tǒng)機械傳動方案與檢測方案并進行說明。13、說說步進電動機、直流電動機、交流電動機各自的特點及應用范圍14、機電一體化系統(tǒng)（產品）對傳動機構的基本要求是什么？15、試舉例說明單片機、PLC、工控機幾種工業(yè)控制計算機的應用領域。16、試述電動、氣動和液動各自的特點及選擇依據。17、試分析家用變頻空調的計算機控制原理。18、試分析機電系統(tǒng)設計中摩擦和阻尼比的選擇原則。19、在計算機和外部交換信息中，數(shù)據傳輸方式有哪兩種類型？20、微機控制系統(tǒng)中的輸入與輸出通道有哪幾種？21、干擾對機電一體化系統(tǒng)有什么影響？在機電一體化系統(tǒng)中常用的抗干擾措施有哪些？22、中斷和查詢是計算機控制中的主要I/O方式，試論述其優(yōu)、缺點。

已知電機驅動的三自由度位置控制系統(tǒng)，單個自由度的驅動系統(tǒng)如圖所示。試說明單自由度驅動系統(tǒng)的兩種測量方案機電一體化設備進給傳動與檢測方案三、步進電機的性能參數(shù)1、齒距角αz：轉子相鄰兩齒的夾角2、步距角α：步進電機每接受一個脈沖，轉子轉過一個固定的角度3、步進電機轉速與脈沖頻率的關系m：定子繞組相數(shù)Z：轉子的齒數(shù)k：通電狀態(tài)系數(shù)K=1單拍K=2單雙拍定子繞組每改變一次通電的方式，稱為“一拍”四、步進電機參數(shù)設計1、脈沖當量δ：步進電機每接受一個脈沖時，工作臺走過的位移單位為mm/pulseδ=0.001～0.0025精密機床0.005～0.01數(shù)控機床0.1～0.15一般機床角脈沖當量δα：就是步距角α(°/pulse)當通過中間傳動裝置時，角脈沖當量δα為：M驅動器指令脈沖如下圖，步進電機通過絲杠螺母副帶動工作臺運動時，其脈沖當量δ為：Z1Z2設計時，先根據運動精度選定δ，再根據負載確定步進電機的參數(shù)α，并選定絲杠的導程p,計算出傳動比i后，最后設計傳動齒輪的各參數(shù)等。2、最大靜轉矩Tmax與相數(shù)、拍數(shù)一般根據TL≤（30～50%）Tmax選擇Tmax其中TL為把負載折合到步進電機軸的負載力矩，若相數(shù)、拍數(shù)較多，可選0.5，否則選0.3，考慮控制回路的復雜和經濟程度，一般取相數(shù)較少的。3、最高運行頻率與速度關系.根據工作臺的最高速度vmax選擇步進電機最高運行頻率fmax由得注意量綱：vmax(m/min)4、轉動慣量與加減速性能步進電機的加減速性能與轉動慣量所產生的慣性力矩有關慣性力矩：轉動慣量和角加速度越大，步進電機的啟動頻率越低，加減速性能越差，越容易失步。通過減小步距角和減小轉動慣量改善啟動、加減速性能5、電機負載轉矩計算作用在步進電機軸的總的負載轉矩按下式計算：其中：Jm是電機軸自身的轉動慣量（Kg.m2）Jd是系統(tǒng)折算到電機軸的總的轉動慣量（Kg.m2）是電機啟動、制動時的角加速度（rad/s2）F作用在工作臺的摩擦力（N）FW作用在工作臺的外力（N）伺服系統(tǒng)傳動鏈的總效率（取0.7—0.85）絲杠螺母預緊時的傳動效率（取0.9）F0絲杠螺母預緊時的力（N）P是絲杠螺距（mm）i是總傳動比如圖所示電機驅動系統(tǒng)，已知工作臺的質量和負載力,最大加速度已知,絲杠直徑為d,導程t,齒輪減數(shù)比為i,總效率為，忽略絲杠慣量的影響，要求計算電機的驅動力矩。

已知諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Z1,剛輪齒數(shù)Z2，波發(fā)生器的轉速nH。試求：(1)剛輪固定時柔輪的轉速n1;

(2)柔輪固定時剛輪的轉速n2（1）剛輪固定時：

（2）柔輪固定時

2、已知某一線性電位器的測量位移原理如圖所示。若電位器的總電阻R=，電刷位移為X時的相應電阻Rx=，電位器的工作電壓Vi=,負載電阻為RL。(1)已測得輸出電壓Vo=,求RL。(2)試計算此時的測量誤差。A/D轉換器的技術指標

模數(shù)(A/D)和數(shù)模(D/A)分辨率;

用輸出二進制數(shù)碼的位數(shù)表示。位數(shù)越多，量化誤差越小，分辨力越高。常用有8位、10位、12位、16位等。

例如，某A／D轉換器輸入模擬電壓的變化范圍為-10V～+10V，轉換器為8位，若第一位用來表示正、負符號，其余7位表示信號幅值，則最末一位數(shù)字