高等機(jī)械工程學(xué)-習(xí)題及答案匯總 第1-6章 機(jī)械工程力學(xué)-智能制造及應(yīng)用

第1章機(jī)械工程力學(xué)1.簡(jiǎn)述非自由質(zhì)點(diǎn)系的虛位移。質(zhì)點(diǎn)系各質(zhì)點(diǎn)之間，質(zhì)點(diǎn)系與外部之間都由約束聯(lián)系著。所謂非自由質(zhì)點(diǎn)系的虛位移，是指在不破壞約束的情況下，質(zhì)點(diǎn)系中各質(zhì)點(diǎn)所具有的、幾何相容的、任意的一組虛位移。為了不破壞約束條件，質(zhì)點(diǎn)系各質(zhì)點(diǎn)的虛位移之間必須滿足一定的關(guān)系。2.簡(jiǎn)述理想約束。在很多情況下，約束力與約束所允許的虛位移相互垂直，約束力所做的虛功等于零，一些系統(tǒng)內(nèi)部相互作用的約束力所做的虛功之和也等于零，這些約束統(tǒng)稱(chēng)為理想約束。表達(dá)式為：3.解釋機(jī)械振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)是日常生活和工程中普遍存在的現(xiàn)象，如鐘擺的擺動(dòng)、汽車(chē)的顛簸、混凝土振動(dòng)搗實(shí)、地震等，其特點(diǎn)是物體圍繞其平衡位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。掌握機(jī)械振動(dòng)的基本規(guī)律，可以更好地利用有益的振動(dòng)并減小振動(dòng)的危害。機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)往往是非常復(fù)雜的，應(yīng)先根據(jù)具體情況及要求將機(jī)械系統(tǒng)簡(jiǎn)化為單自由度系統(tǒng)、多自由度系統(tǒng)及連續(xù)體等物理模型，再運(yùn)用力學(xué)原理及數(shù)學(xué)工具進(jìn)行分析。本節(jié)只研究單自由度和多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)。單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)反映了振動(dòng)的一些最基本的規(guī)律;兩自由度系統(tǒng)的一些特點(diǎn)可推廣到多自由度系統(tǒng)中。4.簡(jiǎn)述隔振。在工程中，振動(dòng)是不可避免的，因?yàn)橛性S多回轉(zhuǎn)機(jī)械中的轉(zhuǎn)子不可能達(dá)到絕對(duì)平衡，往復(fù)機(jī)械的慣性力更無(wú)法平衡，這些都是振動(dòng)的來(lái)源。對(duì)這些不可避免的振動(dòng)只能采用各種方法進(jìn)行隔振或減振。將振源與需要防振的物體之間用彈性元件和阻尼元件進(jìn)行隔離，這種措施稱(chēng)為隔振使振動(dòng)物體的振動(dòng)減弱的措施稱(chēng)為減振。隔振分為主動(dòng)隔振和被動(dòng)隔振兩類(lèi)。5.簡(jiǎn)述兩自由度系統(tǒng)振動(dòng)問(wèn)題的分析。兩自由度系統(tǒng)振動(dòng)問(wèn)題的分析步驟與單自由度系統(tǒng)振動(dòng)問(wèn)題的分析步驟基本相似，但是兩自由度系統(tǒng)的振動(dòng)需要由兩個(gè)方程來(lái)描述，求出兩個(gè)固有角頻率(也稱(chēng)主頻率)。若系統(tǒng)以其中一個(gè)固有角頻率做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，則稱(chēng)這種振動(dòng)為主振動(dòng)。在主振動(dòng)中，兩個(gè)坐標(biāo)之間存在一定的關(guān)系，表示做此主振動(dòng)時(shí)系統(tǒng)的振型，這種振型稱(chēng)為系統(tǒng)的固有振型(也稱(chēng)主振型)。對(duì)應(yīng)于兩個(gè)主頻率系統(tǒng)有兩個(gè)主振型，當(dāng)然也有兩個(gè)主振動(dòng)。系統(tǒng)的主振動(dòng)只在特殊的初始條件下才能實(shí)現(xiàn)，而在一般初始條件下，系統(tǒng)的振動(dòng)是這兩個(gè)主振動(dòng)的疊加。當(dāng)受到周期性的激擾作用時(shí)，系統(tǒng)將以激擾頻率a做受迫振動(dòng)，相應(yīng)地有兩個(gè)共振頻率。第2章工程熱力學(xué)1.簡(jiǎn)述熱力系、邊界、外界。1)熱力系在熱力學(xué)中，把研究對(duì)象用某種邊界包圍起來(lái)，邊界內(nèi)的特定物質(zhì)稱(chēng)為熱力學(xué)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)熱力系或系統(tǒng)。熱力系可以是定量的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的組合體，也可以是空間一定區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)。取一定量物質(zhì)集合體為研究對(duì)象的熱力系稱(chēng)為封閉系或閉口系，取一定體積內(nèi)物質(zhì)集合體為研究對(duì)象的熱力系稱(chēng)為開(kāi)口系，與外界無(wú)任何熱交換的熱力系稱(chēng)為絕熱系，與外界無(wú)任何交換的熱力系稱(chēng)為孤立系。2)邊界包圍熱力系的控制面稱(chēng)為邊界。邊界以方便研究的原則進(jìn)行劃定。閉口系邊界不允許工質(zhì)進(jìn)出，而開(kāi)口系邊界允許工質(zhì)進(jìn)出:閉口系邊界和開(kāi)口系邊界都允許系統(tǒng)與外界有熱交換和功交換絕熱系邊界只允許系統(tǒng)與外界有功交換;透熱系邊界只允許系統(tǒng)與外界有熱交換。3)外界邊界外的一切物質(zhì)和空間稱(chēng)為外界。閉口系或開(kāi)口系內(nèi)的物質(zhì)通常稱(chēng)為工質(zhì)。研究熱力系的物質(zhì)狀態(tài)變化及其與外界的熱和功的作用，是熱力學(xué)的研究任務(wù)。2.簡(jiǎn)述作用的含義。熱力學(xué)中所討論的作用，是指發(fā)生在系統(tǒng)與外界之間，會(huì)造成系統(tǒng)狀態(tài)變化的相互作用。這種相互作用的本質(zhì)是能量交換。作用有兩層含義:是作用的結(jié)果導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)狀態(tài)參數(shù)發(fā)生改變二是作用發(fā)生在邊界上，對(duì)作用的考察只能在邊界上進(jìn)行。作用發(fā)生的條件是，系統(tǒng)與外界的勢(shì)強(qiáng)度參數(shù)不相等?？梢园l(fā)生能量交換的基本形式有三種:做功、傳熱和傳質(zhì)。運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)存在的形式，能量是對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的度量，因此一切物質(zhì)都有能量，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)必然伴隨著能量的遷移。3.解釋過(guò)程的含義。熱力系的狀態(tài)隨時(shí)間發(fā)生變化的過(guò)程稱(chēng)為熱力過(guò)程，簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)程。熱力系的狀態(tài)發(fā)生變化的原因有二:其一，當(dāng)系統(tǒng)本身未達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生由不平衡狀態(tài)趨于平衡狀態(tài)的狀態(tài)變化;其二，當(dāng)系統(tǒng)本身已處于平衡狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)受到外界的影響與外界發(fā)生相互作用而逐漸趨于一個(gè)新的平衡狀態(tài)，這時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)也要發(fā)生變化?？傊到y(tǒng)狀態(tài)要發(fā)生變化，必須破壞其原有的平衡，只有這樣才能達(dá)到另一個(gè)平衡狀態(tài)。從一個(gè)平衡狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)可以有許多過(guò)程，而每個(gè)過(guò)程中均存在一系列的非平衡狀態(tài)。在經(jīng)歷不同過(guò)程時(shí)，系統(tǒng)與外界的功、熱交換不相同。在熱力學(xué)中，要研究熱力系與外界的功、熱交換，就必須研究過(guò)程，而經(jīng)典熱力學(xué)不能描寫(xiě)非平衡狀態(tài)，因此只能定義一些理想的過(guò)程，如準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程和可逆過(guò)程，以便描述過(guò)程始末的系統(tǒng)狀態(tài)。4.簡(jiǎn)述熱力學(xué)第二定律的兩種表述。熱力學(xué)第二定律是反映自發(fā)過(guò)程具有方向性與不可逆性規(guī)律的定律，其實(shí)質(zhì)是指出了能量的品質(zhì)屬性。熱力學(xué)第二定律有多種表述方法，常見(jiàn)的有以下兩種?？藙谛匏贡硎?不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。開(kāi)爾文表述:不可能從單一熱源吸取熱量使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓?.簡(jiǎn)述熱輻射的性質(zhì)。太陽(yáng)的能量是依靠輻射方式傳輸?shù)?，故只有深入理解熱輻射的最大做功能力，才能進(jìn)行有關(guān)有效或經(jīng)濟(jì)地利用太陽(yáng)能的討論。為了介紹相關(guān)概念及澄清經(jīng)常使用的專(zhuān)門(mén)名詞的含義，有必要從熱力學(xué)的角度來(lái)討論傳熱的問(wèn)題。從熱力學(xué)的觀點(diǎn)分析傳熱，涉及兩個(gè)概念的變化:第一，通常傳熱研究注意具有不同溫度的兩個(gè)或更多表面之間的凈能量交換，而經(jīng)典熱力學(xué)的分析卻是某于熱力平衡概念的，即各表面彼此之間處于平衡狀態(tài)，這種平衡包含這些表面之間的輻射平衡;第二，通常傳熱把熱輻射作為電磁波來(lái)解釋?zhuān)?jīng)典熱力學(xué)則把熱輻射作為不連續(xù)微粒(光子)來(lái)解釋?zhuān)@使得我們能定義熱輻射的熱力學(xué)性質(zhì)，并能將熱輻射系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)歸結(jié)為吉布斯基本關(guān)系式，即U=U(S)。熱力學(xué)的光子模型中所謂的光子氣體，就是通過(guò)聚集光子的空間場(chǎng)與充滿理想氣體的空間場(chǎng)假說(shuō)的類(lèi)比而得名的，當(dāng)然光子氣體與理想氣體是近似的。第3章現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論1.簡(jiǎn)述機(jī)器人機(jī)構(gòu)。機(jī)器人機(jī)構(gòu)通常有以下幾種分類(lèi)方式。按照結(jié)構(gòu)可分為直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型和多關(guān)節(jié)型等機(jī)器人機(jī)構(gòu):按照自由度的數(shù)目可分為3、4、5、6自由度及余度等機(jī)器人機(jī)構(gòu)按照用途可分為工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、極限環(huán)境作業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、軍事機(jī)器人等機(jī)器人機(jī)構(gòu):按照驅(qū)動(dòng)方式可分為液動(dòng)、氣動(dòng)和電動(dòng)等機(jī)器人機(jī)構(gòu):按照運(yùn)動(dòng)鏈形式可分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)等機(jī)器人機(jī)構(gòu)。本節(jié)主要針對(duì)串聯(lián)和并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。2.簡(jiǎn)述靜力學(xué)分析。機(jī)器人機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)主要研究當(dāng)機(jī)構(gòu)靜止或低速運(yùn)動(dòng)時(shí)輸出構(gòu)件所受的外力、外力矩與機(jī)構(gòu)各驅(qū)動(dòng)桿所受驅(qū)動(dòng)力之間的關(guān)系。同運(yùn)動(dòng)學(xué)分析一樣，靜力學(xué)求解也包括正解和逆解兩方面。已知機(jī)構(gòu)各主動(dòng)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)力(或力矩)，求解末端執(zhí)行器所承受的外載荷(包括力和力矩)，稱(chēng)為靜力學(xué)正解;已知末端執(zhí)行器所承受的外載荷，求解各主動(dòng)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)力(或力矩)，稱(chēng)為靜力學(xué)逆解。下面分別就串聯(lián)和并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)兩方面來(lái)闡述機(jī)器人機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)分析。3.簡(jiǎn)述機(jī)器人設(shè)計(jì)的原則。整體性原則；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)先于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。4.簡(jiǎn)述機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì)。(1)機(jī)器人的應(yīng)用和可行性分析。分析現(xiàn)有同類(lèi)機(jī)器人產(chǎn)品的性能和特點(diǎn)，進(jìn)行可行性調(diào)查論證技術(shù)上是否先進(jìn)、是否可行:核算經(jīng)濟(jì)上的成本和效益，評(píng)估市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的前景。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)機(jī)器人之前，應(yīng)該明確設(shè)計(jì)的機(jī)器人適用于什么樣的場(chǎng)合，應(yīng)用在什么領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)什么樣的功能。對(duì)于高校或研究所等科研單位來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)機(jī)器人之前，需要明確設(shè)計(jì)機(jī)器人的目的，是用來(lái)展示成果和進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的，還是用來(lái)進(jìn)行理論驗(yàn)證的等。(2)明確機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求。確定工藝過(guò)程、動(dòng)作要求和有關(guān)參數(shù)，并對(duì)機(jī)器人工作環(huán)境進(jìn)行分析，確定其工作空間和自由度等。(3)明確機(jī)器人的功能要求、性能指標(biāo)和技術(shù)要求。通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研分析，了解國(guó)內(nèi)外同類(lèi)機(jī)器人的發(fā)展水平和研制的技術(shù)難點(diǎn)，結(jié)合機(jī)器人工作條件和功能要求，明確提出設(shè)計(jì)的機(jī)器人要具有的功能、性能指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)。(4)方案論證比較。根據(jù)上述分析，初步提出若干總體方案，通過(guò)對(duì)工藝生產(chǎn)、技術(shù)和價(jià)值進(jìn)行分析選擇最佳方案。例如，選擇傳動(dòng)方案、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)載體的移動(dòng)方式、傳感器的種類(lèi)和數(shù)目、控制策略等。5.簡(jiǎn)述仿生設(shè)計(jì)法。仿生設(shè)計(jì)學(xué)也可稱(chēng)為設(shè)計(jì)仿生學(xué)(DesignBionics)，它是在仿生學(xué)和設(shè)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興邊緣學(xué)科。仿生設(shè)計(jì)不僅是一種設(shè)計(jì)方法和工具的突破，而且是一種概念上的創(chuàng)新,是一種設(shè)計(jì)思想。目前，仿生設(shè)計(jì)主要采用結(jié)構(gòu)仿生和功能仿生兩種方法。(1)結(jié)構(gòu)仿生。現(xiàn)代機(jī)器人的結(jié)構(gòu)仿生比較常見(jiàn)有海洋動(dòng)物仿生、蛇類(lèi)仿生、變形蟲(chóng)仿生和人體仿生等。(2)功能仿生。機(jī)器人仿生研究的目的之一是實(shí)現(xiàn)功能仿生，使人造的機(jī)械能實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)高級(jí)生物具有的功能，如思維、感知、運(yùn)動(dòng)和操作等。功能仿生包括大腦功能仿生、感知仿生和運(yùn)動(dòng)仿生等。第4章先進(jìn)制造技術(shù)1.簡(jiǎn)述高速切削加工技術(shù)的發(fā)展歷程。20世紀(jì)中后期，隨著社會(huì)生產(chǎn)力的提高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是在材料、信息等領(lǐng)域取得長(zhǎng)足進(jìn)步，人們對(duì)常規(guī)的金屬加工效率提出了更高的要求，需要在保證加工質(zhì)量的同時(shí)盡快地完成金屬切削加工過(guò)程，提高生產(chǎn)效率，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，進(jìn)而提升企業(yè)的產(chǎn)能，增加企業(yè)收入。在這樣的背景之下，高速切削加工技術(shù)概念提出20多年后，從20世紀(jì)50年代后期開(kāi)始，高速切削加工技術(shù)的理論研究開(kāi)始在世界范圍內(nèi)展開(kāi)。第一階段是高速切削加工技術(shù)理論研究和探索階段(1931一1971年)。由于當(dāng)時(shí)還沒(méi)有高速切削加工機(jī)床，不能進(jìn)行高速切削加工實(shí)驗(yàn)，因此采用了彈射實(shí)驗(yàn)的方法。研究表明，很多材料可以通過(guò)高速切削來(lái)實(shí)現(xiàn)加工，從而大大地提高生產(chǎn)效率，但是要解決高速切削過(guò)程中嚴(yán)重的刀具磨損和機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題。第二階段是高速切削加工技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究探索階段(1972一1978年)。該階段主要探索了高速切削加工技術(shù)用于實(shí)際生產(chǎn)的可行性。最后發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)中應(yīng)用305~915m/min的速度切削加工鑄鐵和鋼，以及應(yīng)用610~3660m/min的速度切削加工鋁合金是可行的，并且可以有效地提高表面加工質(zhì)量，但是要加強(qiáng)刀具和具有快速裝卸工件與更換刀具的高速切削加工機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)。第三階段是高速切削加工技術(shù)應(yīng)用研究階段(1979一1989年)。該階段開(kāi)始研究由磁懸浮軸承支持的高速電主軸系統(tǒng)，全面、深入、系統(tǒng)地研究了高速銑削鐵屬和非鐵屬材料的基礎(chǔ)理論、高速切削刀具技術(shù)、高速切削加工機(jī)床技術(shù)、高速切削加工工藝和效率，以及高速切削加工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，獲得了許多有重要價(jià)值的成果。第四階段是高速切削加工技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用階段(1990年至)。1993年直線電機(jī)的出現(xiàn)拉開(kāi)了高速進(jìn)給的序幕，快速換刀和裝卸工件的結(jié)構(gòu)日益完善，自動(dòng)新型電主軸高速切削加工中心也不斷被投放到國(guó)際市場(chǎng)中。高性能刀具材料和能使刀具與主軸可靠連接的刀柄等的出現(xiàn)與使用，標(biāo)志著高速加工切削技術(shù)已從理論研究階段進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，高速切削加工技術(shù)已經(jīng)成為切削加工的主流技術(shù)，日益廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)和模具等領(lǐng)域，并取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。2.簡(jiǎn)述高速主軸的性能要求。(1)結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、慣性小、可避免振動(dòng)和噪聲，具有良好的啟停性能。(2)具有足夠的剛性和回轉(zhuǎn)精度。(3)具有良好的熱穩(wěn)定性。(4)功率大。(5)具有先進(jìn)的潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)。(6)具有可靠的主軸監(jiān)控系統(tǒng)。3.簡(jiǎn)述磨粒磨損。磨粒磨損是指在材料去除過(guò)程中，工件材料中的硬質(zhì)點(diǎn)在由前刀面和后刀面流出的過(guò)程中和刀具表面發(fā)生接觸、劃擦而引起刀具磨損的一種機(jī)理。在高速切削中，刀-屑接觸面、刀-工接觸面相對(duì)摩擦速度較高，導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)劃過(guò)刀具表面的硬質(zhì)點(diǎn)數(shù)量較多，加劇了刀具的磨粒磨損。同時(shí)，較高的摩擦速度也使刀-屑接觸面、刀-工接觸面溫度升高，從而軟化刀具基體相和黏結(jié)相，使刀具磨粒磨損加劇。對(duì)于前刀面，由于高速變形過(guò)程中第一變形區(qū)熱軟化作用增強(qiáng)，刀-屑接觸面壓力降低，因此前刀面的磨粒磨損降低，同時(shí)由于后刀面磨損加劇，前刀面的磨粒磨損區(qū)域因后刀面磨損而消失，因此觀察到的前刀面的磨粒磨損并不明顯。4.簡(jiǎn)述薄壁零件高速切削的注意事項(xiàng)。(1)薄壁零件的整體尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且壁薄，在加工過(guò)程中極易產(chǎn)生加工變形，零件的變形控制及矯正是加工過(guò)程中的重要內(nèi)容。(2)薄壁零件的截面積較小，而外廓尺寸相對(duì)截面尺寸較大，在加工過(guò)程中，隨著零件剛性的降低，容易發(fā)生切削振動(dòng)，嚴(yán)重影響零件的加工質(zhì)量。(3)薄壁零件的制造主要采用數(shù)值量傳遞或圖形直接傳遞，應(yīng)用數(shù)控加工的方法來(lái)完成。目前，CAD/CAM/CNC技術(shù)是加工航空領(lǐng)域薄壁零件的主要技術(shù)。(4)薄壁零件不僅要具有較高的加工尺寸精度，而且要具有高的協(xié)調(diào)精度。例如，槽口、結(jié)合孔、緣條內(nèi)套合面及接頭等部分之間的位置精度要求高，加工這些具有裝配要求的表面，必須滿足協(xié)調(diào)精度要求，以滿足零件裝機(jī)使用要求。5.簡(jiǎn)述增材制造技術(shù)在文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。增材制造技術(shù)在文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛，如個(gè)性化產(chǎn)品定制、文物復(fù)制與修復(fù)、影視動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)中的道具制作和影視形象創(chuàng)作等。另外，在工業(yè)設(shè)計(jì)、手工藝品制作、建筑設(shè)計(jì)等中都會(huì)用到增材制造技術(shù)。第5章機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)1.簡(jiǎn)述穩(wěn)定性。任何系統(tǒng)在擾動(dòng)作用下都會(huì)偏離原來(lái)的平衡狀態(tài)。穩(wěn)定性是指當(dāng)擾動(dòng)作用消失以后，系統(tǒng)恢復(fù)原平衡狀態(tài)的能力。穩(wěn)定性是系統(tǒng)的固有特性，它與擾動(dòng)的形式無(wú)關(guān)，只取決于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)及參數(shù)。不穩(wěn)定的系統(tǒng)是無(wú)法進(jìn)行工作的。連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是閉環(huán)系統(tǒng)的特征根位于，平面的左半平面內(nèi)，而離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是閉環(huán)系統(tǒng)的特征根位于平面上以原點(diǎn)為圓心的單位圓內(nèi)。2.簡(jiǎn)述電位計(jì)。電位計(jì)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)電換能裝置。電位計(jì)的輸入為機(jī)械位移(線性移動(dòng)或旋轉(zhuǎn))，當(dāng)在電位器的固定端子上施加輸入電壓時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出電壓(可變端子和地之間》與輸入位移呈一定線性或非線性的關(guān)系。3.簡(jiǎn)述伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)。在回路中，調(diào)定節(jié)流閥的開(kāi)口量后，液壓缸就以某一調(diào)定速度運(yùn)動(dòng)。當(dāng)負(fù)載、油溫等參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，這種回路將無(wú)法保證原有的運(yùn)動(dòng)速度，因此其速度精度較低且不能滿足精確地連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)速要求?？梢詫⒐?jié)流閥的開(kāi)口量定義為輸入量，將液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度定義為輸出量或被調(diào)節(jié)量。在上述回路中，當(dāng)負(fù)載、油溫等參數(shù)的變化引起輸出量變化時(shí)，這個(gè)變化并不影響或改變輸入量，這種輸出量不影響輸入量的控制系統(tǒng)被稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)不能修正由外界干擾(如負(fù)載、油溫等變化)而引起的輸出量或被調(diào)節(jié)量的變化，因此控制精度較低。4.簡(jiǎn)述伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)。(1)它是反饋系統(tǒng):把輸出量的部分或全部按一定方式回送到輸入端，并和輸入信號(hào)進(jìn)行比較，這就是反饋?zhàn)饔?。在上例中，反饋電壓和給定電壓是異號(hào)的，即反饋信號(hào)不斷地抵消輸入信這就是負(fù)反饋。自動(dòng)控制系統(tǒng)中大多數(shù)反饋是負(fù)反饋。(2)它靠偏差工作:要使執(zhí)行元件輸出一定的力和速度，電液服閥必須有一定的開(kāi)口量，因此輸入和輸出之間必須有偏差信號(hào)。執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的結(jié)果又試圖消除這個(gè)偏差。但在伺服系統(tǒng)工作的任何時(shí)刻都不能完全消除這一偏差，伺服系統(tǒng)正是依靠這一偏差進(jìn)行工作的。(3)它是放大系統(tǒng):執(zhí)行元件輸出的力和功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸入的力和功率。其輸出的能量是液壓能源供給的。(4)它是跟蹤系統(tǒng):液壓缸的輸出量自動(dòng)跟蹤輸入信號(hào)的變化。5.簡(jiǎn)述加壓控制伺服系統(tǒng)?？刂凭缺软憫?yīng)速度要求高同樣應(yīng)選用控制精度較高的噴嘴擋板式或開(kāi)關(guān)電磁式比例壓力閥。值得注意的是，加壓控制的精度不僅取決于比例壓力閥的精度，還受氣缸的摩擦阻力特性的影響。標(biāo)準(zhǔn)氣缸的摩擦阻力要隨著工作壓力、運(yùn)動(dòng)速度等因素變化而變化，難以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)加壓控制。所以在此應(yīng)用場(chǎng)合下，應(yīng)該選用低速、恒摩擦阻力的氣缸。該系統(tǒng)主要由比例壓力閥、氣缸、夾具、磨石和減壓閥等組成，其中減壓閥的作用是向氣缸有桿腔加恒壓，以平衡活寨桿和來(lái)具機(jī)構(gòu)的自重。在工作過(guò)程中，首先關(guān)閉比例壓力閥，調(diào)整減壓閥的壓力值，使氣缸下腔作用在活塞桿上的力和活塞桿及夾具機(jī)構(gòu)的自重相平衡。然后根據(jù)磨削所需要的力控制比例壓力閥，使氣缸產(chǎn)生所需的力并施加在工件上。第6章智能制造及應(yīng)用1.簡(jiǎn)述智能制造系統(tǒng)的主要特征。(1)自我感知，是指智能制造系統(tǒng)通過(guò)傳感器獲取所需信息，并對(duì)自身狀態(tài)與環(huán)境變化進(jìn)行感知，自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)通信是實(shí)現(xiàn)自我感知的重要基礎(chǔ)。(2)自適應(yīng)和優(yōu)化，是指智能制造系統(tǒng)根據(jù)感知到的信息對(duì)自身運(yùn)行模式進(jìn)行調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)處于最優(yōu)或較優(yōu)的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜任務(wù)不同工況的智能適應(yīng)。(3)自我診斷和維護(hù)，是指智能制造系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，能夠?qū)ψ陨砉收虾褪?wèn)題做出自我診斷，并能通過(guò)優(yōu)化調(diào)整保證系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。(4)自主規(guī)劃和決策，是指智能制造系統(tǒng)在無(wú)人于預(yù)的條件下，基于感知到的信息，進(jìn)行自主的規(guī)劃計(jì)算，給出合理的決策指令，并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的智能行為。自主規(guī)劃和決策能力以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合了系統(tǒng)科學(xué)、管理科學(xué)和信息科學(xué)等其他先進(jìn)技術(shù)，是智能制造系統(tǒng)的核心功能。通過(guò)對(duì)有限資源的優(yōu)化配置及對(duì)工藝過(guò)程的智能決策，智能制造系統(tǒng)可以滿足實(shí)際生產(chǎn)中的不同需求。2.畫(huà)出智能制造裝備的組成圖。3.簡(jiǎn)述感知層的含義。物聯(lián)網(wǎng)的感知層主