机电一体化系统设计简答题汇总

1.步进电动机细分驱动电路的原理及作用：(细分电路通过控制电动机各相绕组中电流大小和比例，使步距角减小到原来的几分之一至几十分之一。提高分辨率、平滑步进运动减小振荡(细分电路是建立在步进电动机各相绕组理想对称和矩角严格正弦的基础上.)

2.数字PID控制器的两种实现方式是：(（1）在双传感器系统中，PI由微处理机位置控制器实现，D的作用是由测速负反馈实现（2）在单个位置传感器的系统中，PID由微型机单独实现)

3.怎样控制步进电动机输出轴的角位移,转速及转向：(步进电动机是脉冲电动机，它将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动。每输入一个脉冲，输出轴转动一步。因此，输出的角位移正比于输入脉冲的个数，转速正比于输入脉冲的频率，转向取决于各相绕组通电的顺序)

4.全闭环控制系统的定义及特点是;（伺服系统中，当位置传感器‘安装于输出轴上时，传感器直接测量工作台移动，这种直接测量的系统为全闭环系统。特点：对输出进行直接控制，可以获得十分良好的的’控制精度。但受机械传动部件的非线性影响严重，只有在要求高精度的场合，才采用全闭环系统）
5.步进电动机的工作原理（:采用磁阻原理产生电磁转矩，将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动，输出步数与输入脉冲数相等，转速与脉冲频率相同）

6.采样周期的选择：（①考虑到对系统响应速度的影响选择的法则是：采样周期应小于或等于系统最小时间常数。2考虑系统的抑制干扰能力的选择：采样速率应为闭环系统通频带的10倍以上。3.实时算法程序所花费的时间总和最好小于采样周期的1|10：P：增加开环增益，降低系统的稳态误差，增加系统通频带，但会使系统变得不稳定。I的作用是使系统增加一阶纯积分，从而提提高系统一个无静差度，但会使系统相位裕量减小，稳定性变差D的作用是给系统提供阻尼，增加稳定性，但同时增加了高频增益，使系统中的高频噪声放大影响系统正常工作。）
7.
伺服系统是（反馈控制系统，由控制器、受控对象、反馈测量装置以及比较器等组成。控制器是按预定的控制规律调节能量的输入，以使系统产生所希望的输出。受控对象一般是指机器的运动部分。伺服系统通常是一个闭环的位置控制系统，其输入可以为1、模拟电压2、参考脉冲信号3、二进制数字信号。而输出是机械角或线位移。）

8.数字微分分析法（DDA）（采用数字量表达加速度、速度及位置坐标，将加速度到速度和速度到位置的几分表达式，采用求和的方法进行近似值积分。从而

产生增量式运动式控制指令）

9.
超声波电动机（USM）（采用压电陶瓷逆亚电效应产生超声振动，并将这种震动通过摩擦耦合来直接驱动转子旋转或滑块的位移，具有结构简单。转速低，扭矩大等特点，作为一种无磁电动机而受青睐。） 性能指标：（一）工作特性1、量程，阈值，分辨率，灵敏度2，质量，（可靠性、漂移）3.环境影响（二）静态特性，精度，误差，重复性，可复见性，线性度（动特性）1，时域指标、(上升时、峰值时间、最大超调量、调整时间、延迟时间、振荡次数2、频域指标。机电一体化系统对传感器的性能要求需满足：1，量程足够，灵敏度高2,精度适当，线性度好3、响应时间短，通频带宽5、经济实用，成本低，寿命长）

10.机电一体化系统动态性能的参数设计原则：（1，足够高的谐振频率2，高刚度和低转动惯量3，适当的阻尼比4，尽可能小的传动间隙5，良好的摩擦特性伺服电动机的优点：它是受输入电信号控制，并作快速响应的电动机堵转矩与控制电压成正比，转速随转矩的增加而近似线性下降，调速范围宽，当控制电压为零时能立即停转。）
11.感应同步器：
（是一种应用电磁感应原理来测量位移的高精度检测元件，有直线式和圆盘式分别用于大行程的线位移和角位移的测量，它的特点是抗干扰能力强，对环境要求低，机械结构简单，接长方便“路径”和“轨迹“的区别：路径只代表与轨迹有关的位置信息，轨迹是代表在空间直角坐标系或机器人连杆坐标系的位置——时间曲线，是具有适当的速度和加速度信息的路径轨迹不但要求路径连续，而且要求速度连续。)
12.数据采样插补：
（采用时间分割法，是将定轮廓曲线分割为每一个插补周期的进给段，即轮廓步长，每个插补周期，执行一次插补运算，计算出插补点坐标，从而计算出下一个周期各个坐标的进给量。）
13.PLC的定义：
（PLC是在工业环境中使用的数字操作的电子系统，他使用内部储存器存放的用户设计的程序指令，而这些指令用来实现逻辑运算、顺序操作、定时、计数及算术运算并通过数字或模拟输入/输出来控制各型机械和过程。）
14.描写顺序控制的方法有：
（1，语句表语句表语句表语句表：是每一步必须实行的动作列表。2、流程图流程图流程图流程图：采用方块表示每一个步骤，连线表示步骤到步骤的路径。3梯形图梯形图梯形图梯形图：表示各种触电、继电器线圈、电磁线圈、电动机等的电气连接图。4.、状态图状态图状态图状态图：表示每一步所产生的输出真值表，通常还表示由个状态到

另一个状态的传递路径图 机电一体化中的模块机电一体化中的模块机电一
体化中的模块机电一体化中的模块：控制模块包括通信模块。微计算机模块、软件模块和接口模块，其他还有接卸受控模块，测量模块，驱动模块，控制模块的功能是处理测量模块提供的信息，生成控制指令，输出给驱动模块的执行部件机。
15.机械传动主要有齿轮，蜗杆传动，丝杠螺母传和谐波传动几种。
（蜗轮蜗杆副在一定意义上可看做是一种特殊的齿轮，只能用于传递垂直交错轴之间的回转运动，蜗杆一般有1~8个头，优点是传动平稳，噪声小。可自锁，但传动效率低，功率损失较大。。为了减小负载转动惯量，在结构可在满足强度的前提下尽可能吧齿轮做小，选用轻质合金以及在齿轮上开孔等措施。）
16.谐波齿轮与普通齿轮副传动相比具有：
(1、结构简单，体积小，重量轻，传动效率高2、传动比范围大3、同时啮合齿数多，运动精度高承载能力大。4，传动平稳，无冲击，噪声小5、齿侧间隙可以调整6、可实现向密闭空间传递运动及动力7，可实现高增速运动8，方便地实现差速传动。导轨副：用于引导运动部件的走向，保证执行件的正确运动轨迹，并通过摩擦和阻尼影响执行件的运动特性，它包括运动导轨和支撑导轨两部分)
17.在设计机械传动装置对动态性能的参数设计要求有：
（1.足够高的谐振频率2、高刚度和低转动惯量。3、适当的阻尼比4，尽可能小的传动间隙5，良好的摩擦特性。）
18.机器人按照控制水平分：
（1、点位控制机器人2、连续路径机器人3、控制路径机器人控制路径机器人代表最高运动控制水平。）
19.半闭环系统的定义和特点：（伺服系统中，当位置传感器安装在伺服电动机轴上时，用以间接测量工作台的位移时，这种间接测量系统就是x特点是可以避免传动机构引起极限环和爬行振荡，比全闭环容易实现，节省投资。）

20.机与电设计思想：
替代机械系统：在极端情况下，机械的功能可以完全由微计算机和执行器取代，从而使机械产品变成电子产品。2，简化机械系统：机械系统可采用机电一体化方法加以简化3，增强机械系统4，综合机械系统.