機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)模擬練習(xí)二

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計根底》模擬練習(xí)二一、判斷題〔正確的打√，錯誤的打X，每題3分，共30分〕1.機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，具有"智能化"的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)差異。()2.系統(tǒng)論、信息論、控制論是在機(jī)電一體化技術(shù)的理論根底，是機(jī)電一體化技術(shù)的方法論。()3.為減少機(jī)械傳動部件的扭矩反響對電機(jī)動態(tài)性能的影響，機(jī)械傳動系統(tǒng)的根本固有頻率應(yīng)低于電氣驅(qū)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(yīng)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。()4.系統(tǒng)的靜摩擦阻尼越大，使系統(tǒng)的回程誤差增大，定位精度降低。()5.采用雙螺母螺紋調(diào)隙以消除滾珠絲杠副軸向間隙，結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，能夠進(jìn)行很精確的調(diào)整。()6.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1~5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。()7.齒輪傳動系統(tǒng)各級傳動比的最正確分配原那么中等效轉(zhuǎn)動慣量最小原那么是使所設(shè)計的齒輪傳動系統(tǒng)換算到該齒輪傳動系統(tǒng)輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量為最小。()8.步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量越大，同頻率下的起動轉(zhuǎn)矩就越大。()9.直流伺服電動機(jī)的調(diào)速特性是電機(jī)轉(zhuǎn)速與其輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。()10.嵌入式系統(tǒng)大多工作在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中，通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)。()二、單項選擇題〔每題4分，共24分〕1.機(jī)械系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)的動態(tài)特性主要影響表現(xiàn)為()等方面。A．固有頻率、響應(yīng)速度、慣量B.固有頻率、失動量、穩(wěn)定性C．摩擦特性、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性D.摩擦特性、失動量、慣量2.多級齒輪傳動中，各級傳動比相等的分配原那么適用于按()設(shè)計的傳動鏈。A.最小等效轉(zhuǎn)動慣量原那么B.輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差是最小原那么C.重量最輕原那么〔小功率裝置〕D.重量最輕原那么〔大功率裝置)3.幅頻特性和相頻特性是模擬式傳感器的()。A.靜態(tài)特性指標(biāo)B.動態(tài)特性指標(biāo)C．輸入特性參數(shù)D.以輸出特性參數(shù)4.半閉環(huán)控制的驅(qū)動裝置中，絲杠螺母機(jī)構(gòu)位于閉環(huán)之外，所以它的()。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5.步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角的精確控制是通過控制輸入脈沖的()來實(shí)現(xiàn)的。A.頻率B.數(shù)量C.步距角D.通電順序6.HRGP-1A噴漆機(jī)器人中的旋轉(zhuǎn)變壓器屬于系統(tǒng)中的A.能源局部B.測試傳感局部C.驅(qū)動局部D.執(zhí)行機(jī)構(gòu)三、簡答題(每題8分，共24分)1.機(jī)電一體化系統(tǒng)仿真在系統(tǒng)設(shè)計過程中所起的作用是什么?2.什么是PID調(diào)節(jié)器?三局部在系統(tǒng)調(diào)節(jié)中各起什么作用?3.PLC控制系統(tǒng)有何優(yōu)越性?四、計算題(10分)某工作臺采用直流電機(jī)和絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動〔如下圖)，工作臺的行程L=250mm，絲杠導(dǎo)程t=4mm，齒輪減速比為i=5，要求工作臺位移的測最精度為0.005mm〔忽略齒輪和絲杠的傳動誤差)。(1)試采用高速端〔電機(jī))測量方法，確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。(2)假設(shè)選取ns=200脈沖/轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器是否合用?五、綜合題(12分)某部門欲開發(fā)一款用于焊接印刷電路板芯片的機(jī)械手，請制訂出該款機(jī)械手產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計流程。《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計根底》試題答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、判斷題〔正確的打√，錯誤的打X，每題3分，共30分〕1.√2.√3.X4.√5.X6.√7.X8.X9.X10.√二、單項選擇題〔每題4分，共24分〕l.B2.C3.B4.D5.B6.B三、簡答題〔每題8分，共24分)1.答:在進(jìn)行工程的設(shè)計和規(guī)劃時，往往需要對工程的合理性、經(jīng)濟(jì)性等品質(zhì)加以評價;在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行前，也希望對工程的實(shí)施結(jié)果加以預(yù)測，以便選擇正確、高效的運(yùn)行策略或提前削除設(shè)計中的缺陷，最大限度地提高實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行水平。采用仿真技術(shù)可以省時、省力、省錢地到達(dá)上述目的。2.答:按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)器，將偏差的比例、積分、微分通過線性組合構(gòu)成控制量，簡稱為P(比例)I〔積分〕D(微分)調(diào)節(jié)器，是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。a.PID調(diào)節(jié)器中比例調(diào)節(jié)起糾正偏差的作用，其反響迅速；b.積分調(diào)節(jié)能消除靜差，改善系統(tǒng)靜態(tài)特性；c．微分調(diào)節(jié)有利于減少超調(diào)，加快系統(tǒng)的過渡過程。3.答:PLC主要具有可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、靈活通用、使用方便、維護(hù)簡單，PLC提供標(biāo)準(zhǔn)通信接口，可以方便地構(gòu)成PLC~PLC網(wǎng)絡(luò)或計算機(jī)-PLC網(wǎng)絡(luò)，PLC應(yīng)用程序的編制和調(diào)試非常方便，PLC具有監(jiān)控功能。四、計算題(10分)1.解:(1)(6分)在高速端進(jìn)行測量:設(shè)傳感器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為n，每個脈沖對應(yīng)工作臺的位移為:由測量精度△L=0.005mm,那么：(2)(4分)選取n=200轉(zhuǎn)的光電編碼器，那么理論測量精度滿足題目要求。五、綜合題(12分)解:機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要設(shè)計流程分為五個階段:產(chǎn)品規(guī)劃、概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、設(shè)計實(shí)施和設(shè)計定型階段。第一階段:產(chǎn)品規(guī)劃階段:進(jìn)行需求分析和需求設(shè)計，以明確設(shè)計任務(wù)。比方，可以明確：機(jī)械手的用途：焊接芯片。工作方式:手動、啟動方式。主要技術(shù)參數(shù):自由度、定位精度、運(yùn)行速度等。使用環(huán)境要求：生產(chǎn)線。第二階段:概念設(shè)計階段:在功能分析的根底上，優(yōu)化篩選取得較理想的工作原理方案。第三階段：詳細(xì)設(shè)計階段。對各功能模塊進(jìn)行細(xì)部設(shè)計，繪制相應(yīng)的工程圖。該階段的工作量既包括機(jī)械、電氣、電子、控制與計算機(jī)軟件等系統(tǒng)的設(shè)計，又包括總裝圖和零件圖的繪制。