~機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題及答案

1、復(fù)習(xí)題一、是非判斷1、機電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案設(shè)計時遵循傳動鏈最短原則的好處是使傳動精度高，而傳動性能穩(wěn)定性降低。（X）2、莫爾條紋具有使柵距的節(jié)距誤差平均化的特點。（，）3、滾珠絲杠傳動的特點是傳動效率高、運動具有可逆性、傳動精度高、磨損小，使用壽命長、不能自鎖。（X）4、采用光電耦合器可以將前向通道、后向通道以及其他相關(guān)部分切斷與電路的聯(lián)系，從而有效地防止干擾信號進入微機。（V）5、動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位數(shù)碼管，這種逐位點亮顯示器的方式稱為行掃描。（X）6、分辨率是D/A轉(zhuǎn)換器對輸入量變化敏感程度的描述，與輸入數(shù)字量的位數(shù)有關(guān)。8位數(shù)的分辨率為1/256,10位數(shù)的分辨率為1/1024。

2、（V）7、在機電產(chǎn)品中若有檢測元件，則該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)一定是閉環(huán)的。（X）8、無源濾波器常采用LC諧振電路或RC網(wǎng)絡(luò)作為濾波器件。（，）9、機電產(chǎn)品轉(zhuǎn)動慣量大可使機械負載變大，靈敏度下降，但是不影響機械系統(tǒng)的響應(yīng)速度。（X）10、執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)圖可以表明各機構(gòu)間的配合協(xié)調(diào)關(guān)系。（，）11、機電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計是從：定量到定性，具體到抽象，粗略到精細的過程結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足的目標(biāo)：保證功能、提高性能、降低成本。（X）12、雙頻激光干涉儀是同一激光器發(fā)出的光分成幅值不同的兩束光產(chǎn)生干涉。得到的是按幅值變化的交流調(diào)頻信號，信噪比高，可實現(xiàn)高分辨率測量。（X）13、滾珠絲杠傳動中，當(dāng)絲杠改變轉(zhuǎn)動方向時，間隙會

3、使運動產(chǎn)生空程，從而影響機構(gòu)的傳動精度。（，）14、采用光電耦合器可以將前向通道、后向通道以及其他相關(guān)部分切斷與電路的聯(lián)系，從而有效地防止干擾信號進入微機。（V）15、鍵碼識別就是判斷閉合鍵的代碼，通常有2種方法，一種是靜態(tài)檢測法一一稱為編碼鍵盤；另一種是動態(tài)檢測法一一成為非編碼鍵盤。（X）16、選用D/A芯片時位數(shù)愈多精度愈高，其轉(zhuǎn)換的時間愈長。（，）17、在機電產(chǎn)品中若有檢測元件，則該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)不一定是閉環(huán)的。（，）18、在微機檢測系統(tǒng)的輸入通道中，采樣/保持（S/H）電路可有可無。（X）19、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法以消除齒側(cè)間隙，但反向時不會出現(xiàn)死區(qū)。（X）20、采樣時間是指對被測參數(shù)

4、檢測的時間。（，）二、簡答題1、同步帶傳動主要失效形式有哪些？主要原因是什么?（a）承載繩斷裂（b）爬齒和跳齒拉力過小等。（c）帶齒的磨損（d）其他失效方式原因是帶型號過小和小帶輪直徑過小等。原因是同步帶傳遞的圓周力過大、帶與帶輪間的節(jié)距差值過大、帶的初原因是帶齒與輪齒的嚙合干涉、帶的張緊力過大等。帶和帶輪的制造安裝誤差引起的帶輪棱邊磨損、帶與帶輪的節(jié)距差值太大和嚙合齒數(shù)過少引起的帶齒剪切破壞、同步帶背的龜裂、承載繩抽出和包布層脫落等。2、滾珠絲杠的支承形式有哪幾種，各適用于什么場合？單推一單推：適宜中速、精度高，雙推一雙推：適宜高速、高剛度、高精度。雙推一簡支：適宜中速、精度較高的長絲杠。雙

5、推一自由：適宜中小載荷與低速，更適宜垂直安裝，短絲杠。3、機電系統(tǒng)原理方案設(shè)計中進行功能分析設(shè)計時，為什么要抽象化？突出基本的、必要的要求，挨棄偶然情況和枝節(jié)問題，便于抓住設(shè)計問題核心，避免構(gòu)思方案前形成的條條框框，放開視野，尋求更為理想的設(shè)計方案4、下圖為開關(guān)式乘型全波相敏檢波電路原理圖，試說明信號的相位解調(diào)原理。在UC為高電平的半周期，V1導(dǎo)通，V2截止，N同相端接地,在UC為地，UoUsR5/R2'R3Us低電平的半周期，V1截至，V2導(dǎo)通，N反相端接UOUsER5x1+RR4R6=us5、滾珠絲杠采用齒差調(diào)隙方式時，若兩齒齒數(shù)分別為Z1=99,Z2=100,螺母同方向轉(zhuǎn)過的齒數(shù)

6、n=1,絲杠的導(dǎo)程p=6mrp試問產(chǎn)生的軸向位移(即間隙)8為多少？該方式的特點是什么？11廣生的軸向位移(即間隙)8為：6=()np=06RmZ1Z2該結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工和裝配工藝性差，但是調(diào)整的精度高，工作可靠。6、機電系統(tǒng)中選擇控制形式的基本原則有哪些？根據(jù)系統(tǒng)的要求，控制執(zhí)行機構(gòu)完成特定的運動規(guī)律，并滿足工作要求。具體任務(wù)包括：使各執(zhí)行機構(gòu)按一定的順序和規(guī)律運動、改變各運動構(gòu)件的運動方向和速度大小、使各運動構(gòu)件間有協(xié)調(diào)的動作，完成給定作業(yè)循環(huán)的要求、對工作中的不正常情況報警7 .機電一體化系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面？應(yīng)包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟效益。8 .步進電動機常用的

7、驅(qū)動電路有哪幾種類型？其中哪種電路適于永磁式步進電動機？主要有：單極性驅(qū)動電路、雙極性驅(qū)動電路、高低壓驅(qū)動電路、斬波驅(qū)動電路、細分電路。其中雙極性驅(qū)動電路適于永磁式步進電動機。9 .步進電動機數(shù)控系統(tǒng)和參考脈沖伺服系統(tǒng)的輸入信號是什么？輸出軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、位置各自與哪些因素有關(guān)？(1)參考脈沖序列。轉(zhuǎn)速與參考脈沖頻率成正比。(2)輸出軸轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)向電平?jīng)Q定。位置由參考脈沖數(shù)決定。10.什么是PLC的掃描工作制？PLC的掃描工作制，即檢測輸入變量、求解當(dāng)前控制邏輯以及修正輸出指令。重復(fù)進行。、分析題PC5PC4PC3PC2PC18155PC0PB4PB3PB2PB1PB0Vc1、如圖所示鍵盤輸入接

8、口采用行掃描法時如何判斷鍵盤中有無鍵按下及判斷閉合鍵所在的位置(1)判斷鍵盤中有無鍵按下將全部行線Y0-Y3置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。(2)判斷閉合鍵所在的位置在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是:依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。2、試分析下圖所示差動電路的工作過程。利用傳感器

9、的一對差動阻抗R1和構(gòu)成分壓器，在平衡狀態(tài)，R1=R2=R0;當(dāng)被測量發(fā)生變化時，傳感器阻抗也隨之變化，設(shè)變化量為AR,貝UR1=R0+AR,R2=-AR,于是U0=R2U1/R1+R2=(R0-AR)U1/2R0;阻抗的變化被轉(zhuǎn)換成了輸出電壓的變化。對于非差動式傳感器作補償環(huán)境變化影響的阻抗元件。電路中的一個阻抗可以是用作補償環(huán)境變化影響的阻抗元件。3、下圖中用M法測量轉(zhuǎn)速時，脈沖發(fā)生器每旋轉(zhuǎn)一周輸出100個脈沖，若檢測周期為20ms,在一個檢測周期內(nèi)所測得的脈沖數(shù)為50。試計算其轉(zhuǎn)速和測速裝置的分辨率。(5分)60m6050n=1500(r/min)PT1000.0260(m-1)60m6

10、060Q=30(r/min)PTPTPT1000.024、右圖為發(fā)光二極管VLE與單片機8031的一種接口電路，已知發(fā)光二極管的正向壓降Vf=1.5V,驅(qū)動器7407的壓降Vcs=0.5V,要求通過發(fā)光二極管的電路If=10mA,試確定電路中電阻Rf的值。十5VR2Vcc-Vf-Vd5-1.5-0.5=300(i】)0.015、絲杠工作臺的簡化模型如圖所示，列出其動力學(xué)方程，計算其傳遞函數(shù)，并化簡成二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式。動力學(xué)平衡方程為：對上式拉氏變換，得系統(tǒng)傳遞函數(shù)G(s)=Y(s)X(s)2mscsk化簡成二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式為G(s)-kmn-其中：.6、在齒輪齒條傳動機構(gòu)中，已知齒輪的齒數(shù)

11、為求齒條直線運動的速度v=?Z,模數(shù)為m(mm。若齒輪的轉(zhuǎn)速為n(r/min),分度圓直徑：D=Z,m(mm)齒輪角速度:齒條線速度:£=2,n/60(弧度/秒)D二nZmv=；=(mm/s)2607、已知某一線性電位器的測量位移原理如圖所示。若電位器的總電阻R=2kQ,電刷位移為X時的相應(yīng)電阻Rx=1kQ,電位器的工作電壓V=12V,負載電阻為R。(1)已測得輸出電壓Vo=5.8V,求R(2)試計算此時的測量誤差。Vi11221十X-Rl21、已知雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Zi=200,如圖試求：(1)剛輪固定時柔輪的轉(zhuǎn)速m;(2)柔輪固定時剛輪的轉(zhuǎn)速年。(1)剛輪固定時：2上=一二(

12、或久n1z2z11剛輪齒數(shù)乙二202,波發(fā)生器的轉(zhuǎn)速m=600r/min。z2-'z1(1)當(dāng)V0i=5.8時，5.8=215.8=解N得RL=14.5(K0)1 0.42 一Rl1(2)空載時Rl=g,V0=_Vi=6V2設(shè)測量出5.8V輸出電壓時的測量誤差為AL,6_5.8貝U=0.033=3.3%58、三相交流感應(yīng)電動機，電源頻率50Hz,空載車t速為1450r/min。(1)該電動機為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少？(2)堵轉(zhuǎn)時定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少？(3)空載時，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少？(1)=吧pn601=2即該電動機為四級pn對皿工»且c1500-145

13、0仝載時轉(zhuǎn)差率為：S=0.0331500(2)堵轉(zhuǎn)時：S=1二定子繞組電勢頻率f1=50Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率f2=Sf1=50Hz空載時：定子繞阻電勢頻率f1=50Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率：f2=Sf1=0.03350Hz=1.67Hz四、綜合題600200二-二-100n12600n1=-6(r/min)100(2)柔輪固定時二=一(或曰比=一)n2z2-'z1',2z2-'z1600202=101n22600n2=5.941(r/min)1012、三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子80個齒。(1)要求電動機轉(zhuǎn)速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少(2)要求電

14、動機轉(zhuǎn)速為100r/min,單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少(1) :60r/min;單雙拍制60fmzrc60r/min60fmzrc即f-mzrc-3802-480Hz(2) V100r/min;單拍制60f,100r/minmzrc即：f=1003801=400Hz603、某控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，圖中GC(s)=Kp(1+TdS),Gp(s)=s2(Ts+1)2-2S(0.1s+1)(2)確定K和Td的值，以使系統(tǒng)性能同時滿足：在單位拋物線(恒加速度)函數(shù)作用下的穩(wěn)態(tài)一、.1誤差essaW0.2,幅值穿越(截止)頻率儼=5一s(3)計算系統(tǒng)在上述取值條件下的相位裕量中m。(1)開環(huán)傳函2Kp(1Tds)2Kp(1Tds)G(s尸Gc(s)Gp(s尸-4ps2(Ts-1)S2(0.1s1)(2) 確定R和Td,11-由essa=<0.2.Kp>2.5取6=2.5Ka2Kp/、25j1+(5Td)在融=51/s時，|Gc(Mc)11Gp(心白|=1即