~机电一体化设计基础复习题及答案

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~机电一体化设计基础复习题及答案

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~机电一体化设计基础复习题及答案复习题一、是非判断1、机电产品结构方案设计时遵从传动链最长原则的好处就是并使传动精度高,而传动性能稳定性减少。

(×)2、莫尔条纹具备并使栅距的节距误差平均化的特点。

(√)3、滚珠丝杠传动的特点就是传动效率高、运动具备可逆性、传动精度高、磨损大,使用寿命短、无法自锁。

(×)4、使用光电耦合器可以将前向地下通道、后向地下通道以及其他有关部分阻断与电路的联系,从而有效地防止干扰信号进入微机。

(√)5、动态显示就是一位一位地轮流照亮各位数码管,这种怱位照亮显示器的方式称作行读取。

(×)6、分辨率是d/a转换器对输入量变化敏感程度的描述,与输入数字量的位数有关。

8位数的分辨率为1/256,10位数的分辨率为1/1024。

(√)7、在机电产品中若存有检测元件,则该产品的控制系统一定就是闭环的。

(×)8、无源滤波器常使用lc谐振电路或rc网络做为滤波器件。

(√)9、机电产品转动惯量小可以并使机械功率变小小,灵敏度上升,但是不影响机械系统的响应速度。

(×)10、执行机构运动循环图可以说明各机构间的协调协同关系。

(√)11、机电产品结构设计是从:定量到定性,具体到抽象,粗略到精细的过程结构设计满足的目标:保证功能、提高性能、降低成本。

(×)12、双频激光干涉仪是同一激光器发出的光分成幅值不同的两束光产生干涉。

得到的是按幅值变化的交流调频信号,信噪比高,可实现高分辨率测量。

(×)13、滚珠丝杠传动中,当丝杠改变转动方向时,间隙会使运动产生空程,从而影响机构的传动精度。

(√)14、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系,从而有效地防止干扰信号进入微机。

(√)15、键码识别就是判断闭合键的代码,通常有2种方法,一种是静态检测法――称为编码键盘;另一种是动态检测法――成为非编码键盘。

(×)16、选用d/a芯片时位数愈多精度愈高,其转换的时间愈长。

机电一体化系统设计基础作业、、、参考答案

机电一体化系统设计基础作业、、、参考答案

机电一体化系统设计根底作业、、、参考答案2.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率,应设法〔A 〕。

A.增大系统刚度 B.增大系统转动惯量C.增大系统的驱动力矩 D.减小系统的摩擦阻力3.导程L0=8mm的丝杠驱动总质量为60kg的工作台与工件,那么其折算到丝杠上的等效转动惯量为〔B 〕kg mm2。

A.48.5 B.974.传动系统的固有频率对传动精度有影响,〔B 〕固有频率可减小系统地传动误差,〔A 〕系统刚度可提高固有频率。

AA.提高,提高 B.提高,减小C.减小,提高 D.减小,减小5.以下哪种方法是采用单螺母预紧原理来消除滚珠丝杠副的间隙?〔 D 〕A.螺纹调隙式 B.双螺母垫片调隙式C.齿差调隙式 D.偏置导程法6. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数( ?A )。

B7.多级齿轮传动中,各级传动比“前小后大〞的分配原那么不适用于按〔 D 〕设计的传动链。

A.最小等效转动惯量原那么〔小功率传动装置〕B.最小等效转动惯量原那么〔大功率传动装置〕C.输出轴的转角误差最小原那么D.重量最轻原那么8.某机电一体化系统需要消除齿轮传动的齿侧间隙,采取以下哪种方法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙?〔D 〕A.偏心套调整法 B.轴向垫片调整法C.薄片错齿调整法 D.轴向压簧错齿调整法三、简答题1.完善的机电一体化系统主要包括哪几局部?机电一体化系统的对应要素及相应功能关系2.简述机电一体化系统中的接口的作用。

机电一体化系统中的接口的作用是实现系统与外部〔其他系统、操作者、环境〕的连接,一般分为机械接口、电气接口两方面。

3.机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率,但是设计中要适中选择其参数,而不是越小越好。

为什么?因为适中选择机械运动中的摩擦和阻尼会,可提高系统的稳定性、保证系统具有良好的动态特性。

4.简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响。

①失动量。

系统刚度越大,因静摩擦力的作用所产生的传动部件的弹性变形越小,系统的失动量也越小。

机电一体化复习题(附答案)

机电一体化复习题(附答案)

机电⼀体化复习题(附答案)机电⼀体化复习题⼀、名词解释1机电⼀体化2伺服控制3闭环控制系统4逆变器5SPWM6单⽚机7I/O接⼝8I/O通道9串⾏通信10直接存储器存取(DMA)⼆、判断题:1在计算机接⼝技术中I/O通道就是I/O接⼝。

(×)2滚珠丝杆不能⾃锁。

(√)3⽆论采⽤何种控制⽅案,系统的控制精度总是⾼于检测装置的精度。

(×)4异步通信是以字符为传输信息单位。

(√)5同步通信常⽤于并⾏通信。

(×)6⽆条件I/O⽅式常⽤于中断控制中。

(×)7从影响螺旋传动的因素看,判断下述观点的正确或错误(1)影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、⽛型半⾓误差(√)(2)螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素(√)(3)螺杆轴线⽅向与移动件的运动⽅向不平⾏⽽形成的误差是影响传动精度的因素(√)(4)温度误差是影响传动精度的因素(√)三、单项选择题1.步进电动机,⼜称电脉冲马达,是通过(B)决定转⾓位移的⼀种伺服电动机。

A脉冲的宽度B脉冲的数量C脉冲的相位D脉冲的占空⽐2.对于交流感应电动机,其转差率s的范围为(B)。

A.1B.0C.-1D.-13.PWM指的是(C)。

A.机器⼈B.计算机集成系统C.脉宽调制D.可编程控制器4.PD称为(B)控制算法。

A.⽐例B.⽐例微分C.⽐例积分D.⽐例积分微分5.在数控系统中,复杂连续轨迹通常采⽤(A)⽅法实现。

A.插补B.切割C.画线D.⾃动四、填空题1.在计算机和外部交换信息中,按数据传输⽅式可分为:串⾏通信和并⾏通信。

2.微机控制系统中的输⼊与输出通道⼀般包括模拟量输⼊通道模拟量输出通道、数字量输⼊通道数字量输出通道四种通道。

3.在伺服系统中,在满⾜系统⼯作要求的情况下,⾸先应保证系统的稳定性和精度并尽量⾼伺服系统的响应速度。

4.⼀般来说,伺服系统的执⾏元件主要分为电磁式液压式⽓压式和其它等四⼤类型。

5.在SPWM变频调速系统中,通常载波是等腰三⾓波,⽽调制波是正弦波6.异步交流电动机变频调速:a)基频(额定频率)以下的恒磁通变频调速,属于恒转矩调速⽅式。

国家开放大学电大机电一体化系统设计基础题库及答案

国家开放大学电大机电一体化系统设计基础题库及答案

(一)填空题★机电一体化系统常用的能源有电源、气压源和液压源。

★市场预测的方法主要有定期预测和定量预测。

★机电设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行手机质量评审★控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口组成。

★在多级传动中,为了减小传动误差,传动比的分配应遵守先小后大原则。

★机电系统中,机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应性等方面的要求。

★影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种★对于线性控制系统,若要求在达到高精度的同时减小定位时间,则必须提高系统的固有频率。

提高固有频率和阻尼可以提高闭环系统的稳定性。

★液压系统的伺服控制元件主要有电液伺服阀和电液比例阀★典型开关量I/O模板的I/O电气接口的主要功能有滤波、电平变换、光电隔离和功率驱动。

★计算机的指令进行D/A转换后,需经过信号调理环节才能驱动执行机构。

★传感器由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。

★传感器的静态特性参数主要有灵敏度、线性度、迟滞和重复精度。

★传感器输入特性的主要参数是输入阻抗或静态刚度。

★执行机构,选择较大传动比可使系统的相对阻尼系数增大,有利系统稳定。

★机电产品设计类型可分为开发性设计、适应性设计、变参数设计三类。

★当负载折算到电机轴上的惯量等于转子质量时,系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。

★步进电机的最大动态转矩小于最大静转矩,并随着脉冲频率的升高而降低。

(二)选择题★开放式体系结构中的VLSI是指(超大规模集成电路)★以下移动电话不属于机电一体化产品。

★数控机床需要进行抗干扰设计。

★幅频特性和相频特性(或频率响应函数)是传感器动态特性指标★丝杠螺母机构在闭环外,所以它回程误差和传动误差都影响输出精度★闭环控制,齿轮减速器在前向通道,它回程误差不影响输出精度,但传动误差影响★步进电机转动后,其输出转矩所工作频率增高而下降★采用脉宽调制进行直流电动机调速驱动是,通过改变脉冲宽度来改变电枢贿赂的平均电压而实现机的平滑调速。

机电一体化复习题库(含答案)

机电一体化复习题库(含答案)

机电一体化复习题库(含答案)一 名词解释1 机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术,以系统为出发点的最佳功能价值的系统工程技术。

2 伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作,从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。

3 闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。

4 逆变器是将直流电变成交流电的电路。

5 SPWM 是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM 波形。

6 它是把组成微机的CPU 、存储器I/O 接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机。

7 I/O 接口电路也简称接口电路。

它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件(电路)。

它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。

8 I/O 通道也称为过程通道。

它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。

9 串行通信是数据按位进行传送的。

在传输过程中,每一位数据都占据一个固定的时间长度,一位一位的串行传送和接收。

串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。

10 硬件在外设与内存间直接进行数据交换(DMA )而不通过CPU五、简答题1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器,由装在被测轴(或与被测轴相连接的输入轴)上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。

光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。

当缝隙圆盘随被测轴转动时,由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同,因此圆盘每转一周,光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲,根据测量单位时间内的脉冲数N ,则可测出转速为Zt Nn 60 式中 Z ——圆盘上的缝隙数;n ——转速(r /min);t ——测量时间(s)。

2. 可编程控制器有两种基本的工作状态,即运行(RUN)和停止(STOP)状态。

不管是在哪种状态,PLC都是反复不断地重复进行,直至PLC停机。

机电一体化复习题(含答案)

机电一体化复习题(含答案)

一、名词解释1、机电一体化:机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术,实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。

2、柔性制造系统:柔性制造系统(Flexible Manufacturing System)是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成,并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化。

3、传感器:传感器适机电一体化系统中不可缺少的组成部分,能把各种不同的非电量转换成电量,对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测,将其变成系统可识别的电信号,传递给控制单元。

4、伺服电动机:伺服电动机又称控制电机,其起动停止、转速或转角随输入电压信号的大小及相位的改变而改变。

输入的电压信号又称控制信号或控制电压,改变控制信号可以改变电动机的转速及转向,驱动工作机构完成所要求的各种动作。

5、感应同步器:感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件,有直线和圆盘式两种,分别用作检测直线位移和转角。

6、人机接口:人机接口(HMI)是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口,主要完成输入和输出两方面的工作。

7、PLC:可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称PLC.是一种在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来,并逐渐发展成为以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置,广泛应用在各种生产机械和生产过程的自动控制中。

8、变频器:变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素以及过流/过压/过载保护等功能。

9、通信协议:通信协议是指通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程,包括逻辑电平的定义、应用何种物理传输介质、数据帧的格式、通信站地址的确定、数据传输方式等。

机电一体化复习题(含答案)

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一、名词解释1、机电一体化:机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术,实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。

2、柔性制造系统:柔性制造系统(Flexible Manufacturing System)是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成,并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化。

3、传感器:传感器适机电一体化系统中不可缺少的组成部分,能把各种不同的非电量转换成电量,对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测,将其变成系统可识别的电信号,传递给控制单元。

4、伺服电动机:伺服电动机又称控制电机,其起动停止、转速或转角随输入电压信号的大小及相位的改变而改变。

输入的电压信号又称控制信号或控制电压,改变控制信号可以改变电动机的转速及转向,驱动工作机构完成所要求的各种动作。

5、感应同步器: 感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件,有直线和圆盘式两种,分别用作检测直线位移和转角。

6、人机接口:人机接口(HMI)是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口,主要完成输入和输出两方面的工作。

7、PLC:可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称PLC.是一种在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来,并逐渐发展成为以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置,广泛应用在各种生产机械和生产过程的自动控制中。

8、变频器:变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素以及过流/过压/过载保护等功能。

9、通信协议:通信协议是指通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程,包括逻辑电平的定义、应用何种物理传输介质、数据帧的格式、通信站地址的确定、数据传输方式等。

国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案(试卷号:1118)

国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案(试卷号:1118)

GJ开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案(试卷号:1118)GJ开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案〔试卷号:1118〕一、单项选择题〔每题3分,共24分〕1.以下产品不属于机电一体化产品的是( )。

.工业机器人B.打印机C.空调D.计算机2.在同步带的基准节圆柱面上,带轮的节距与带的节距的关系为( )。

.大于B.小于C.等于D.不确定3.以下哪项指标是传感器的动特性?( ) .量程B.线性度C.灵敏度D.幅频特性4.在开环操纵系统中,常用( )做驱动元件。

.直流伺服电动机B.步进电动机C.同步沟通伺服电动机D.异步沟通伺服电动机5.接受脉宽调制(PWM)进行直流电动机调速驱动时,通过转变( )来转变电枢回路的平均电压,从而实现直流电动机的平滑调速。

.脉冲的宽度B.脉冲的频率C.脉冲的正负D.其他参数6.PID操纵算法中,积分调整器的主要作用是( )。

.消除静差B.加快响应C.减小振荡D.提高稳定性7.HRGP-1工业机器人中的旋转变压器属于系统中的( )。

.能源部分B.测试传感部分C.操纵器D.执行机构8.由单XXCNC机床或加工中心与工业机器人组成,实现单工序加工的可变加工单元称为( )。

.FMF B.FMS C.FML D.FMC 二、推断题〔正确的打√,错误的打×,每题3分,共30分〕9.机电一体化是一个新兴的交叉学科,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,机电一体化产品具有智能化、人性化等特征。

( ) 10.机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比,应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。

( ) 11.削减齿轮传动机构的摩擦,削减转动惯量,提高传动效率等措施,从而提高机电一体化系统的响应速度。

( ) 12.选择滚珠丝杆副的过程中,当系统的加工精度要求较高时,导程就大一点;加工精度较低时,导程就选小一些。

( ) 13.选择传感器时,假如测量目的是定性分析的,选用重复度高的传感器即可,不宜选用肯定量值精度高的;假如是为了定量分析,就需选用精度等级能满足要求的传感器。

机电一体化设计基础 吉林大学2020秋 课程机考复习题库答案

机电一体化设计基础 吉林大学2020秋 课程机考复习题库答案

机电一体化设计基础
一、单选题
1. 幅频特性和相频特性是模拟式传感器的()。

B. 动态特性指标
3. 采用脉宽调制(PWM)进行直流电动机调速驱动时,通过改变()来改变电枢回路的平均电压,从而实现直流电动机的平滑调速。

A. 脉冲的宽度
5. 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( )B. 伺服系统
7. 以下产品不属于机电一体化产品的是()B. 电子计算机
8. 检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和()。

B. 转换电路
9. 检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和( )。

B. 转换电路
18. HRGP-1A喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的()。

C. 驱动部分
1. 下列哪个是传感器的动特性()D. 幅频特性
2. 在开环控制系统中,常用()做驱动元件。

B. 步进电动机
5. 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( )B. 伺服系统
9. 检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和()。

B. 转换电路
17. 多级齿轮传动中,各级传动比相等的分配原则适用于按()设计的传动链。

C. 重量最轻原则(小功率装置)
8. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数( ) A. 增加而减小
6. 闭环控制的驱动装置中,丝杠螺母机构位于闭环之外,所以它的()。

C. 回程误差和传动误差都不会影响输出精度。

国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》期末试题及答案(试卷号18)

国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》期末试题及答案(试卷号18)

国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》期末试题及答案(试卷号18)2022-2022国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》期末试题及答案(试卷号:1118)一、单选题(每小题3分,共24分)1.机电一体化产品的主功能主要是由什么装置具体实现()。

A.检测装置B.电气装置C.机械装置D.动力装置2.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率,应设法()。

A.增大系统刚度B.增大系统转动惯量c.增大系统的驱动力矩D.减小系统的摩擦阻力3.下列哪个不是传感器的动态特性?()A.幅频特性B.临界频率C.相频特性D.分辨率4.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线数为100线/mm,此光栅传感器测量分辨率是()mm。

A.1B.0.1C.0.01D.0.0015.闭环控制的驱动装置中,丝杠螺母机构位于闭环之外,所以它的()。

A.回程误差不影响输出精度,但传动误差影响输出精度B.传动误差不影响输出精度,但回程误差影响输出精度C.回程误差和传动误差都不会影响输出精度7D.回程误差和传动误差都会影响输出精度6.以下可实现交流伺服电动机调速的方法是()。

A.改变供电电压的大小B.改变电动机的供电频率c.改变三相电压的相位差D.改变电动机转子绕组匝数7.以下()不属于系统功能结构图的基本结构形式。

A.串联结构B.平行结构C.星形结构D.环形结构8.数控机床的加工刀具属于系统的()。

A.能源部分B.传感部分C.驱动部分D.执行机构二、判断题(正确的打√,错误的打×,每题3分,共30分)9.机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理,输出具有所需特性的物质。

(×)10.为减少机械传动部件对电机动态性能的影响,控制系统的工作频率应远离机械传动系统的固有频率,以免系统产生振荡而失去稳定性。

(√)11.滚珠丝杠垂直传动时,必须在系统中附加自锁或制动装置。

机电一体化系统设计复习题及答案

机电一体化系统设计复习题及答案

机电一体化系统复习题及答案一、名词解释1. 测量2.灵敏度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器6、线性度7、伺服控制系统8、三相六拍通电方式9、传感器10、系统精度11.机电一体化12.自动控制13.开环控制系统14.逆变器15. PWM二、填空题1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式:__________,________________。

2. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统,顺序控制器通常用___________________________________。

3. 某光栅的条纹密度是50条/mm,光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度,则莫尔条纹的宽度是_______________________。

4. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动,必须同时控制每一个轴的______________________,使它们同步协调到达目标点。

5. 某4极交流感应电机,电源频率为50Hz,转速为1470r/min,则转差率为_____________。

6. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。

7. 累计式定时器工作时有_____________________________________________________。

8. 复合控制器必定具有__________________________________。

9. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。

10、计算机在控制中的应用方式主要有_____________________________。

11. 滚珠丝杆螺母副结构有两类:_____________________________。

12、应用于工业控制的计算机主要有______________________________等类型。

(完整版)机电一体化系统设计试题与答案

(完整版)机电一体化系统设计试题与答案

一、填空题(每空1分,共20分)1.滚珠丝杆中滚珠的循环方式有、两种。

2.机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括、、、3.在伺服系统中,在满足系统工作要求的情况下,首先应保证系统的,并尽量高伺服系统的响应速度.4.。

实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是、、。

5.抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、、、、合理布局和软件抗干扰技术。

6.机电一体化系统一般由______________、_____________、接口、__________________、_____________、______________等部分组成.7.机电一体化系统(产品)设计类型大致可分为________________、适应性设计、________________。

二、简答题(每题5分,共30分)1、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器,光电耦合器的作用有哪些2、什么是三相六拍通电方式?3、简述PWM脉宽调速原理。

4、简述香农采样定理。

5、什么叫传感器?它是由哪几部分组成的?6、步进电动机常用驱动电路中功率放大电路有哪几种类型?三、计算题(共20分)(将本题答案写在答题纸上)(一)、(10分)三相变磁阻式步进电动机,转子齿数Z=100,双拍制通电,要求电动机转速为120r/min ,输入脉冲频率为多少?步距角为多少?(二)、(10分) 光栅传感器,刻线数为100线/mm,设细分时测得莫尔条纹数为400,试计算光栅位 移是多少毫米?若经四倍细分后,记数脉冲仍为400,则光栅此时的位移是多少?测量分辨率是多少? 四、综合分析题(共30分)(一)、分析、说明如图所示计算机控制系统中信号变换与传输的过程、原理。

(二)、伺服控制系统一般包括哪几个部分?每部分能实现何种功能?一、填空题(每空1分,共20分)1、内循环、外循环2、性能指标 系统功能 使用条件 经济效益3、稳定性4、 1)采用计算机软件分配器 2)小规模集成电路搭接的硬件分配器 3)专用模块分配器5、隔离 滤波 接地6、机械本体 动力与驱动 执行机构 传感器检测部分 控制及处理部分7、开发性设计 变参数设计二、简答(每题5分,共30分)1. (1)能保护系统元件不受高共模电压的损害,防止高压对低压信号系统的损坏。

最新国家开放大学电大《机电一体化系统设计基础》期末题库及答案

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《机电一体化系统设计基础》题库及答案一一、单选题(每小题3分,共24分)1.以下产品不属于机电一体化产品的是( )。

A.机器人 B.移动电话C.数控机床 D.复印机2.滚珠丝杆的滚珠在整个循环过程中始终与丝杠表面保持接触为( )。

A.插管式 B.端盖式C.内循环式 D.外循环式3.下列哪个不是传感器的动态特性?( )A.幅频特性 B.临界频率C.相频特性 D.分辨率4.在传感器的使用中,模拟式传感器与计算机进行接口必须用的器件为( )。

A. A/D转换器 B.D/A转换器C.缓冲器 D.隔离器5.闭环控制的驱动装置中,丝杠螺母机构位于闭环之外,所以它的( )。

A.回程误差不影响输出精度,但传动误差影响输出精度B.传动误差不影响输出精度,但回程误差影响输出精度C.回程误差和传动误差都不会影响输出精度D.回程误差和传动误差都会影响输出精度6.计算机控制系统实际运行时,需要由用户自行编写( ),具有实时性、针对性、灵活性和通用性。

A.平台软件 B.开发软件C.系统软件 D.应用软件7.以下( )不属于系统功能结构图的基本结构形式。

A.串联结构 B.并联结构C.环形结构 D.星形结构8.HRGP-1A喷漆机器人中的乎部属于系统中的( )。

A.能源部分 B.测试传感部分C.驱动部分 D.执行机构二、判断题(正确的打√,错误的打×,每题3分,共30分)9.机电一体化是一个新兴的交叉学科,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,机电一体化产品具有智能化、人性化等特征。

机电一体化习题和答案

机电一体化习题和答案

<机电一体化复习题和答案>一.填空1. 通常一个较完善的机电一体化系统包含: 动力 、 执行器 、 传感器 、 计算机 和 传动机构 五部分。

2 传感器的静态特性指标主要有: 线性度 、 灵敏度 、 迟滞度 、 分辨力 和 重复度 等。

3. 电感式位移传感器是通过检测 电感量 的变化来检测被测量的位移。

4.滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于 螺旋弧轴向 间隙的调整。

5.在光栅式位移传感器中,莫尔条纹对光栅的 栅距 起到了放大作用。

6.谐波齿轮传动的三个主要部件是: 刚轮 、 柔轮 和 谐波发生器 。

7.直流伺服电机的优点是稳定性好、可靠性好、响应速度快和扭矩大等;无刷直流伺服电动机的优点是_____无换向器 、可控性好和 稳定性好__等。

8. 机电一体化技术是 机械 与 微电子 的结合;10. 传感器的灵敏度反映了被测量的数值处在稳定状态时, 输出量 的变化量与 输入量 的变化量的比值。

11. 电容式位移传感器是将被测物理量转换为 电容 变化的装置。

12. 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有 内循环 和 外循环 两种。

13. 测速发电机的负载电阻越大,其线性度 越好 。

14.步进电机的步距角指在 电脉冲 的作用下,电机转子转过的角位移。

15.直流伺服电机的机械特性指当 电枢电压 一定时, 转矩 与 转速 之间的关系;调节特性指在 负载转矩 一定时, 电枢电压 与 转速 之间的关系。

16.滚珠丝杆副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种17. 在谐波齿轮传动中,若柔轮固定、谐波发生器主动、刚轮从动,则主、从动件转向 相同 。

18. 传感器的迟滞特性是指输入量在增加和减少的过程中,同一输入量下其 输出量 的差别。

19、压电式加速度传感器中压电元件变形后所产生的 电荷量 与加速度成正比。

20、若max ∆是传感器的最大非线性误差、FS y 为输出量的满刻度值,则传感器的线性度可表示为max ∆∕FS y 。

机电一体化系统设计基础复习1答案

机电一体化系统设计基础复习1答案

一、判断题(正确的打√,错误的打×)1.机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理,输出具有所需特性的物质。

(x)P42.系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础,是机电一体化技术的方法论。

(√)P103.信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中,与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术.(√)P114.自动控制是在人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。

(x)P115.产品的组成零部件和装配精度高,系统的精度一定就高。

(x )6.为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响,机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍,同时,传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率,以免系统产生振荡而失去稳定性.(x)P217.传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。

(x)P218.在闭环系统中,因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡,采用消隙装置,以提高传动精度和系统稳定性。

(x)P44 9.进行机械系统结构设计时,由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响,因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。

(x)P2710.滚珠丝杠垂直传动时,必须在系统中附加自锁或制动装置。

(√)P3311.采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整,结构简单,且可以自动补偿侧隙。

(x)P4712.采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估,延长了产品开发周期,增加了产品开发成本,但是可以改进产品设计质量,提高面向客户与市场需求能力.(x)P651.机电一体化系统是以微电子技术为主体、以机械部分为核心,强调各种技术的协同和集成的综合性技术。

(x ) P72.机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比,应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。

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复习题一、是非判断1、机电产品结构方案设计时遵循传动链最短原则的好处是使传动精度高,而传动性能稳定性降低。

(×)2、莫尔条纹具有使栅距的节距误差平均化的特点。

(√)3、滚珠丝杠传动的特点是传动效率高、运动具有可逆性、传动精度高、磨损小,使用寿命长、不能自锁。

(×)4、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系,从而有效地防止干扰信号进入微机。

(√)5、动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管,这种逐位点亮显示器的方式称为行扫描。

(×)6、分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述,与输入数字量的位数有关。

8位数的分辨率为1/256,10位数的分辨率为1/1024。

(√)7、在机电产品中若有检测元件,则该产品的控制系统一定是闭环的。

(×)8、无源滤波器常采用LC谐振电路或RC网络作为滤波器件。

(√)9、机电产品转动惯量大可使机械负载变大,灵敏度下降,但是不影响机械系统的响应速度。

(×)10、执行机构运动循环图可以表明各机构间的配合协调关系。

(√)11、机电产品结构设计是从:定量到定性,具体到抽象,粗略到精细的过程结构设计满足的目标:保证功能、提高性能、降低成本。

(×)12、双频激光干涉仪是同一激光器发出的光分成幅值不同的两束光产生干涉。

得到的是按幅值变化的交流调频信号,信噪比高,可实现高分辨率测量。

(×)13、滚珠丝杠传动中,当丝杠改变转动方向时,间隙会使运动产生空程,从而影响机构的传动精度。

(√)14、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系,从而有效地防止干扰信号进入微机。

(√)15、键码识别就是判断闭合键的代码,通常有2种方法,一种是静态检测法——称为编码键盘;另一种是动态检测法——成为非编码键盘。

(×)16、选用D/A芯片时位数愈多精度愈高,其转换的时间愈长。

(√)17、在机电产品中若有检测元件,则该产品的控制系统不一定是闭环的。

(√)18、在微机检测系统的输入通道中,采样/保持(S/H)电路可有可无。

(×)19、双片薄齿轮错齿调整法以消除齿侧间隙,但反向时不会出现死区。

(×)20、采样时间是指对被测参数检测的时间。

(√)二、简答题1、同步带传动主要失效形式有哪些?主要原因是什么?(a) 承载绳断裂原因是带型号过小和小带轮直径过小等。

(b) 爬齿和跳齿原因是同步带传递的圆周力过大、带与带轮间的节距差值过大、带的初拉力过小等。

(c) 带齿的磨损原因是带齿与轮齿的啮合干涉、带的张紧力过大等。

(d) 其他失效方式带和带轮的制造安装误差引起的带轮棱边磨损、带与带轮的节距差值太大和啮合齿数过少引起的带齿剪切破坏、同步带背的龟裂、承载绳抽出和包布层脱落等。

2、滚珠丝杠的支承形式有哪几种,各适用于什么场合? 单推—单推:适宜中速、精度高,双推—双推:适宜高速、高刚度、高精度。

双推—简支:适宜中速、精度较高的长丝杠。

双推—自由:适宜中小载荷与低速,更适宜垂直安装,短丝杠。

3、机电系统原理方案设计中进行功能分析设计时,为什么要抽象化?突出基本的、必要的要求,摈弃偶然情况和枝节问题,便于抓住设计问题核心,避免构思方案前形成的条条框框,放开视野,寻求更为理想的设计方案4、下图为开关式乘型全波相敏检波电路原理图,试说明信号的相位解调原理。

在UC 为高电平的半周期,V1导通,V2截止,N 同相端接地, 在UC 为低电平的半周期,V1截至,V2导通,N反相端接地, 。

5、滚珠丝杠采用齿差调隙方式时,若两齿齿数分别为Z1=99,Z2=100,螺母同方向转过的齿数n=1,丝杠的导程p=6mm ,试问产生的轴向位移(即间隙)δ为多少?该方式的特点是什么?产生的轴向位移(即间隙)δ为:该结构复杂,加工和装配工艺性差,但是调整的精度高,工作可靠。

6、机电系统中选择控制形式的基本原则有哪些?根据系统的要求,控制执行机构完成特定的运动规律,并满足工作要求。

具体任务包括: 使各执行机构按一定的顺序和规律运动、改变各运动构件的运动方向和速度大小、使各运动构件间有协调的动作,完成给定作业循环的要求、对工作中的不正常情况报警 7.机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。

8.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机? 主要有:单极性驱动电路、双极性驱动电路、高低压驱动电路、斩波驱动电路、细分电路。

其中双极性驱动电路适于永磁式步进电动机。

9.步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统的输入信号是什么?输出轴的转速、转向、位置各自与哪些因素有关? (1)参考脉冲序列。

转速与参考脉冲频率成正比。

(2)输出轴 转向由转向电平决定。

位置由参考脉冲数决定。

10.什么是PLC 的扫描工作制?PLC 的扫描工作制,即检测输入变量、求解当前控制逻辑以及修正输出指令。

重复进行。

S 356416S O 1u R R R R R R u u =⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯++=()S325S O /u R R R u u =+-=mnp Z Z μδ6.0)11(21=-=三、分析题1、如图所示键盘输入接口采用行扫描法时如何判断键盘中有无键按下及判断闭合键所在的位置(1)判断键盘中有无键按下将全部行线Y0-Y3置低电平,然后检测列线的状态。

只要有一列的电平为低,则表示键盘中有键被按下,而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。

若所有列线均为高电平,则键盘中无键按下。

(2) 判断闭合键所在的位置在确认有键按下后,即可进入确定具体闭合键的过程。

其方法是:依次将行线置为低电平,即在置某根行线为低电平时,其它线为高电平。

在确定某根行线位置为低电平后,再逐行检测各列线的电平状态。

若某列为低,则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。

2、试分析下图所示差动电路的工作过程。

利用传感器的一对差动阻抗R1和构成分压器,在平衡状态,R1=R2=R0;当被测量发生变化时,传感器阻抗也随之变化,设变化量为ΔR ,则R1=R0+ΔR , R2=-ΔR,于是 U0=R2·U1/ R1+R2=(R0-ΔR) U1/2 R0;阻抗的变化被转换成了输出电压的变化。

对于非差动式传感器作补偿环境变化影响的阻抗元件。

电路中的一个阻抗可以是用作补偿环境变化影响的阻抗元件。

3、下图中用M 法测量转速时,脉冲发生器每旋转一周输出100个脉冲,若检测周期为20ms ,在一个检测周期内所测得的脉冲数为50。

试计算其转速和测速装置的分辨率。

(5分)4、右图为发光二极管VLE 与单片机8031的一种接口电路,已知发光二极管的正向压降V f =1.5V ,驱动器7407的压降V CS =0.5V ,要求通过发光二极管的电路I f =10mA ,试确定电路中电阻R f 的值。

Vc00(r/min)5102.0100506060m n =⨯⨯==PT (r/min)030.021006060PT60m -1)60(m Q =⨯==+=PTPT5、丝杠工作台的简化模型如图所示,列出其动力学方程,计算其传递函数,并化简成二阶系统的标准形式。

动力学平衡方程为:对上式拉氏变换,得系统传递函数:化简成二阶系统的标准形式为:其中:6、在齿轮齿条传动机构中,已知齿轮的齿数为Z ,模数为m (mm )。

若齿轮的转速为n(r/min),求齿条直线运动的速度v=?分度圆直径:D=Z ·m (㎜)齿轮角速度:ε=2πn/60(弧度/秒) 齿条线速度:7、已知某一线性电位器的测量位移原理如图所示。

若电位器的总电阻R=2k Ω,电刷位移为X 时的相应电阻Rx=1k Ω,电位器的工作电压V i =12V,负载电阻为R L 。

(1)已测得输出电压Vo=5.8V,求R L 。

(2)试计算此时的测量误差。

V 0=11RR R R R R V X L x i +⎡⎣⎢⎤⎦⎥-⎡⎣⎢⎤⎦⎥⋅2222)(nn ns s s G ωξωω++==mk n =ωmkc 2=ξkcs msk s X s Y s G ++==2)()()()/(602s mm nZmD v πε=⨯=)(30001.05.05.15V -V R f d f cc 2Ω=--=-=I V(1)当V 01=5.8时,5.8=12121212+⨯⨯RL5.8=12215804145+==RRK LL解之得...()Ω(2)空载时RL=∞==,V V Vi 0126设测量出5.8V输出电压时的测量误差为∆ 则∆=-==6585003333%...8、三相交流感应电动机,电源频率50Hz ,空载转速为1450r/min 。

(1)该电动机为几极,空载转差率是多少?(2)堵转时定子、转子绕组电势频率各为多少? (3)空载时,定子、转子绕组电势频率各为多少? (1) n f p p f n160602=∴==, 即该电动机为四级空载时转差率为:S=1500145015000033-=.(2)堵转时:S =1∴定子绕组电势频率f 1=50Hz,转子绕组电势频率f 2=Sf 1=50Hz(1)空载时:定子绕阻电势频率f 1=50Hz,转子绕组电势频率: f 2=S f Hz Hz ⋅=⨯=1003350167..四、综合题1、已知双波谐波齿轮的柔轮齿数Z 1=200, 刚轮齿数Z 2=202,波发生器的转速n H =600r/min 。

如图试求:(1)刚轮固定时柔轮的转速n 1; (2)柔轮固定时刚轮的转速n 2。

(1)刚轮固定时:n n z z z z z z H H 11211121=--=--()或ωω60020021001n =-=- n 1=-6001006=-(/min)r(2)柔轮固定时n n z z z z z z H H 22212221=-=-()或ωω60020221012n ==n r 26001015941=.(/min)2、三相变磁阻式步进电动机,转子80个齿。

(1)要求电动机转速为60r/min,单双拍制通电,输入脉冲频率为多少?(2)要求电动机转速为100r/min ,单拍制通电,输入脉冲频率为多少? (1) 60r /min;单双拍制 nf m z cr f m z cr r =∴=606060/m in即 f m z c Hz r =⋅⋅=⨯⨯=3802480 (2) 100r /m in; 单拍制 ∴=10060r f m z cr /m in即: f=100603801400⨯⨯⨯=Hz3、某控制系统结构图如图所示,图中G C (s)=K p (1+T d s),G p (s)=K 1s (T s +1)2=2S (0.1s +1)2(2)确定K p 和T d 的值,以使系统性能同时满足:在单位抛物线(恒加速度)函数作用下的稳态误差e ssa ≤0.2,幅值穿越(截止)频率ωc =51s(3)计算系统在上述取值条件下的相位裕量ϕm 。

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