机械电子学 中南大学网络教育2013年12月 课程考试复习题

中南大学网络教育课程考试 《机械电子学》复习资料

试题：

1.设计一个如图所示的自动进给平台，具体要求如下： （1）采用液压缸驱动平台的进给。

（2）平台的进给方向为水平方向，油缸的最大行程为30cm ，平台运动到左右两端后自动反向。 （3）画出油缸的控制回路。 （4）采用单片机作为控制器。

（5）给出传感器和主要元器件的具体选型及其技术指标。

（6）给出系统工作原理图，硬件接线图，程序流程图和控制程序，撰写相应的设计报告。

解答

自动进给平台系统图

一、工作原理：接通电源后，液压泵开始工作，通过二位四通电磁换向阀向液压缸输送液压油，液压油推动活塞运动，平台向一端运动直到挡住传感器信号：传感器发送信号给单片机，单片机接受到信号控制电磁换向阀换向，进油路线改变，活塞带动平台向相反的方向运动直到另一端当初传感器信号。如此反复循环，使平台做左右往返运动，传感器布置距离为30CM 。

器向单片机传

器向单片机传

二、油缸控制回路：

三、PLC 机型不涉及A/D 转换，任一机型均可满足要求；传感器选用无触点，接近开卷——霍尔开头；停止按钮；正向启动按钮；反向按钮只需一对常开，一对常闭，两对触点就行，比如LA2。只是需要注意停止按钮选红色，启动按钮选绿色，比如LAY3型，额定工作电流为1.5A ——1.8A ，中间继电器两个，可分别将触点并联使用，线圈电压为220V 。

四、程序工作流程图：

电磁阀

油缸

五、硬线接线图：

六、将停止按钮K3，启动按钮K1、K2，霍尔开关SQ1，SQ2分别串行接入可编程控制器的输入端00000——00004，将可编程控制的输出接到电磁中间继电器KA1和KA2上。

七、程序梯形图：

八、系统调试

01002

K1 K1 K1 K1 K1

00004

00003 00002 00001 00000 01001 KA2

KA1 正反

正向

结束 返回

1、组装液压回路

2、按照硬件接线图连接控制电路。

3、调试传感器是否正常工作。

4、整个系统之间联调，注意液压回路与控制电路的配合关系，然后检查电路各部分的功能，使其满足设计要求。

机械电子学复习题

1.机电一体化系统要实现其目的功能，一般具备五种内部功能：功能、功能、

功能功能、功能、

2.机电一体化系统与其内部五种内部功能相对应，由、、、

、组成，各部分之间通过相联系。

3.检测与传感装置包括和。

4.机电一体化共性关键技术主要由六项，分别是、、、、

、。

5.伺服驱动技术的主要研究对象是。

6.PLC从工作过程上说分成那三个阶段，即、、。

7.PLC控制系统设计包括以下步骤：、、、。

8.机电一体化产品的检测系统一般都是非电量检测系统，其构成包含那两个基本环节？

9.旋转变压器是一种利用电磁感应原理将变换为的传感器。

10.感应同步器是一种应用电磁感应原理来测量的高精度检测元件，分为

式和式。直线式由定尺和滑尺组成，表面有正弦绕组和余弦绕组，当余弦绕组与定尺绕组位移相同时，正弦绕组与定尺绕组错开。

11.测速发电机是一种检测机械转速的电磁装置，它能把机械转速变换成信号，用于速度和位置检测系统中。其与成正比关系。

12.光栅主要由和组成，通常固定在活动部件上（如工作台或丝杠），

安装在固定部件上，标尺光栅和指示光栅应相互平行并保持0.05mm或0.1mm的间隙。

13.常用的脉冲增量插补算法有：、

14.光栅检测系统由、、、组成。

15.伺服系统根据控制原理，即有无检测环节及检测部件，可分为、、、

三种基本的控制方式。

16.直流电机的调速方法有三种，分别是、、

17.变频电源可分为变频器和变频器，其中，适用于低速、大容量的场合。

18.消除或减小结构谐振的技术措施是和

19.谐波齿轮传动由三个主要构件所组成，即、和。

通常为主动件。

20.同步带的主要参数：、、和

21.滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有和二种。

22.常用的导轨调整方法有和两种方法。对可采用镶条

23.根据误差的性质，误差可分为、、；按

误差来源，可分为、、

24.可靠性指标是指可靠性量化分析的尺度，包括、

、、、

25.产品总误差包括、。

26.齿轮传动系统总传动比的确定方法：、按最大加速能力确定、按给定脉冲当量或伺服电机确定、

27.机电一体化系统中使用的计算机跟通用微型机有哪些区别？

28.机电一体化系统中的计算机具有哪些特征？

29.工控机的作用？

30.简述莫尔条纹的特性。

31.PLC与通用的微型机的区别？

32.简述PLC的特点？

33.PLC的结构包括什么？

34.测速发电机的主要用途？

35.简述开环式伺服系统、闭环式伺服系统、半闭环式伺服系统的区别。

36.简述半闭环控制方式的优缺点。

37.一个三相六拍的步进电机，齿数为40，试计算步距角。

38.简述交流电机调速方法。

39.简述PWM的工作原理。

40.简述爬行现象及消除措施。

41.产生爬行现象的原因。

42.机械部件的质量和转动惯量大会产生哪些不利影响？采取怎样的措施使其尽可能小？

43.齿轮传动链的级数及各级传动比的分配原则？

44.谐波齿轮传动的优缺点？

45.同步带由哪些失效形式？

46.滚珠丝杠副摩擦系数小，无自锁作用，垂直安装时，必须采取防逆措施，常用的由哪四种？

47.支承件的设计原则？

48.谐波齿轮传动有何特点？简述工作原理。

49.提高支承件的抗振性可采取哪些措施？

50.什么是可靠性？可靠性的指标有哪些？

51.旋转变压器的鉴相测量方式是根据旋转变压器转子绕组中来确定被测转角的大小；鉴幅测量方式是根据旋转变压器转子绕组中来实现角位移检测。

52.伺服电机和步进电机的性能有何不同？

53.机电一体化系统中的计算机具有哪些特征？

54.用逐点比较法对第一象限直线OE进行插补，起点（0,0），终点E（4,3），给出插补步骤和各寄存器内容，并画出插补轨迹图。