国开电大机电一体化系统设计基础计分作业13参考答案.docx
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国开电大机电一体化系统设计基础计分作业13参考答案
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1.系统的静摩擦阻尼越大，使系统的回程误差增大，定位精度降低。
（）
对
错
【答案】：
对
2.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。
（）
对
错
【答案】：
错
3.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。
（）
对
错
【答案】：
错
4.滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（）
对
错
【答案】：
对
5.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。
（）
对
错
【答案】：
错
6.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。
（）
对
错
【答案】：
错
7.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。
（）
对
错
【答案】：
错
8.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。
（）
对
错
【答案】：
对
9.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。
（）
对
错
【答案】：
对
10.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。
（）
对
错
【答案】：
错
11.导程L0=8mm的丝杠的总质量为6kg，标称直径为40mm，则其转动惯量为（）kg·mm2。
A.120
B.48
C.1200
D.480
【答案】：
1200
12.以下产品属于机电一体化产品的是（）。
A.全自动洗衣机
B.移动电话
C.游标卡尺
D.非指针式电子表
【答案】：
全自动洗衣机
13.导程L0=8mm的丝杠驱动总质量为60kg的工作台与工件，则其折算到丝杠上的等效转动惯量为（）kg·mm2。
A.48.5
B.97
C.4.85
D.9.7
【答案】：
97
14.机械传动部件的阻尼比和以下哪个因素无关？
（）
A.转动惯量
B.质量
C.抗压刚度系数
D.粘性阻尼系数
【答案】：
转动惯量
15.滚珠螺旋传动与其他直线运动副相比，以下哪一项不是滚珠螺旋传动的特点？
（）
A.定位精度和重复定位精度高
B.制造工艺简单
C.传动效率高
D.运动平稳
【答案】：
制造工艺简单
16.多级齿轮传动中，各级传动比“前小后大”的分配原则不适用于按（）设计的传动链。
A.最小等效转动惯量原则（小功率传动装置）
B.最小等效转动惯量原则（大功率传动装置）
C.重量最轻原则
D.重量最轻原则（小功率装置），输出轴的转角误差最小原则
【答案】：
重量最轻原则
17.机电一体化技术是以（）技术为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
A.机械
B.自动化
C.电子
D.软件
【答案】：
电子
18.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。
A.最小等效转动惯量原则
B.重量最轻原则（大功率装置）
C.输出轴的转角误差最小原则
D.重量最轻原则（小功率装置）
【答案】：
重量最轻原则（小功率装置）
19.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（）。
A.减小系统的摩擦阻力
B.增大系统刚度
C.增大系统转动惯量
D.增大系统的驱动力矩
【答案】：
增大系统刚度
20.
现有如下图所示的双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程为l0=6mm、左端齿轮齿数为100、右端齿轮齿数为98。
当两端转向相同时，两端外齿轮相对于内齿轮转过4个齿时，试求两个螺母之间产生的相对轴向位移？
窗体顶端
窗体底端
解：
当两端转向相同时，两端外齿轮相对于内齿轮转过1个齿时，相对移动的轴向距离为（
）。
（1分）
窗体顶端
窗体底端
一端的外齿轮相对于另一端的外齿轮转过4个齿时，试求两个螺母之产生的相对轴向位移为（
）μm。
（1分）
A．1.2B．2.4C．3.6D．4.8
【答案】：
C；D
21.
设有一大功率电动机驱动的二级齿轮传动减速传动系统如图所示，假设齿轮箱的传动效率为100%，齿轮箱的传动比i=3.2，已知齿轮采用相同材料，宽度b相同，各齿轮的模数m=3，主动齿轮的齿数z1=20、z3=25，请根据重量最小原则设计齿轮传动系统，推导并计算各级齿轮传动比和齿轮2、齿轮4的齿数。
（提示：
齿轮的质量为
）
图电动机驱动的二级齿轮传动减速传动系统
解：
设一级齿轮的传动比为i1，第二级齿轮的传动比i2，其中i2=i/i1。
齿轮传动系统的总重量为（
）。
（1分）
根据重量最小原则，令
，可求得（
）。
（1分）
窗体顶端
窗体底端
【答案】：
A；B
22.产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（）
对
错
【答案】：
错
23.齿轮传动系统中各级传动比的最佳分配原则中等效转动惯量最小原则是使所设计的齿轮传动系统换算到该齿轮传动系统输出轴上的等效转动惯量为最小。
（）
对
错
【答案】：
错
24.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。
（）
对
错
【答案】：
错
25.双螺母消除轴向间隙的结构形式结构紧凑，工作可靠，调整方便，能够精确调整。
（）
对
错
【答案】：
错
26.传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（）
对
错
【答案】：
错
27.齿轮传动的啮合间隙会造成一定的传动死区，若在闭环系统中，传动死区会使系统产生低频震荡。
（）
对
错
【答案】：
对
28.在滚珠丝杠螺母间隙的调整结构中，齿差式调隙机构的精度较高，且结构简单，制作成本低。
（）
对
错
【答案】：
错
29.机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质差别。
（）
对
错
【答案】：
对
30.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的能力。
（）
对
错
【答案】：
错
31.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1~5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。
（）
对
错
【答案】：
对
32.机电一体化技术是以（）部分为主体，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
A.自动化
B.机械
C.软件
D.微电子
【答案】：
机械
33.以下哪一项动态特性不受机械系统刚度的影响？
（）
A.固有频率
B.精度
C.失动量
D.稳定性
【答案】：
精度
34.对于机电一体化系统的齿轮传动，采取下列哪种方法是来消除齿侧间隙，使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙？
（）
A.轴向垫片调整法
B.偏心套调整法
C.轴向压簧错齿调整法
D.薄片错齿调整法
【答案】：
轴向压簧错齿调整法
35.以下哪一项措施不能减小机械系统的传动误差？
（）
A.提高零部件本身的精度
B.采用消隙机构
C.减小零部件的质量
D.合理设计传动链
【答案】：
减小零部件的质量
36.以下产品不属于机电一体化产品的是（）。
A.打印机
B.空调
C.工业机器人
D.电子计算机
【答案】：
电子计算机
37.机械系统中阻尼越大，最大振幅越小，且衰减越快，因此，适当的提高阻尼可以提高系统的稳定性。
根据经验，阻尼比ξ一般取为（）。
A.0≤ξ≤0.7
B.0.4≤ξ≤0.7
C.0≤ξ≤1
D.0.4≤ξ≤1
【答案】：
0.4≤ξ≤0.7
38.下列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？
（）
A.双螺母垫片调隙式
B.螺纹调隙式
C.齿差调隙式
D.偏置导程法
【答案】：
偏置导程法
39.齿轮传动的总等效惯量随传动级数（）。
A.减小而减小
B.增加而增加
C.变化而不变
D.增加而减小
【答案】：
增加而减小
40.脉冲分配器的作用是使步进电动机绕组的通电顺序按一定规律变化。
对
错
【答案】：
对
41.为降低机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（）。
A.减小系统刚度
B.减小系统转动惯量
C.减小系统的驱动力矩
D.减小系统的摩擦阻力
【答案】：
减小系统刚度
42.
某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动（如图所示），已知电机轴的转动惯量Jm=4×10-4kg·m2，与电机输出轴相连的小齿轮的转动惯量J1=1×10-4kg·m2，大齿轮的转动惯量J2=1.8×10-4kg·m2，丝杠的转动惯量Js=3.8×10-4kg·m2。
工作台的质量m=50kg，丝杠导程t=5mm，齿轮减速比为i=5。
试求：
（1）工作台折算到丝杠的等效转动惯量JG；
（2）传动件折算到电机轴的等效转动惯量Je；
（3）电机轴上的总转动惯量J。
窗体顶端
窗体底端
图直流电机丝杠螺母机构驱动工作台
解：
（1）工作台折算到丝杠的等效转动惯量为（
）kg·m2。
（0.8分）
窗体顶端
窗体底端
（2）传动件折算到电机轴的等效转动惯量为（
）kg·m2。
（0.8分）
窗体顶端
窗体底端
（3）电机轴上的总转动惯量（
）kg·m2。
（0.4分）
窗体顶端
窗体底端
【答案】：
C；C；C
43.
设有一小功率电动机驱动的二级齿轮传动减速系统如图所示，假设齿轮箱的传动效率为100%，齿轮箱的总传动比i=2，已知齿轮采用相同材料，齿轮的宽度相等，各齿轮的模数m=4，主动齿轮的齿数：
z1=z3=30，请根据转动惯量最小原则设计齿轮传动系统，计算各级齿轮传动比和齿轮2、齿轮4的齿数。
图电动机驱动的二级齿轮传动减速传动系统
解：
设一级齿轮的传动比为i1，第二级齿轮的传动比i2，其中i2=i/i1。
转换到电机轴的齿轮惯量为（
）。
（1分）
窗体顶端
窗体底端
根据转动惯量最小原则，令
，可求得（
）。
（1分）
窗体顶端
窗体底端
【答案】：
B；A
44.选择传感器时，应选用精度尽可能高的传感器。
对
错
【答案】：
错
45.传感器的转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。
对
错
【答案】：
错
46.直流伺服电动机的调速特性是电机转速与其输出转矩的关系。
对
错
【答案】：
错
47.传感器在使用前、使用中或修理后，必须对其主要技术指标标定或校准，以确保传感器的性能指标达到要求。
对
错
【答案】：
对
48.刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为2mm，编码器在10秒内输出307200个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少？
解：
（1）刀架的位移量为（）mm。
（2）丝杠的转速转速为（）转/秒。
A.307200÷1024×2=600
B.300÷10=30
C.600÷10=60
D.307200÷1024÷2=150
E.300×10=3000
F.150×10=1500
G.307200÷1024=300
【答案】：
307200÷1024×2=600；300÷10=30
49.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，设记数脉冲为400，光栅位移是（）mm。
A.3
B.2
C.4
D.1
【答案】：
4
50.PWM指的是（ ）。
A.脉宽调制
B.计算机集成系统
C.机器人
D.可编程控制器
【答案】：
脉宽调制
51.步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的2倍，则步距角为原来的（）。
A.不变
B.0.25倍
C.0.5倍
D.2倍
【答案】：
0.5倍
52.步进电机转角的精确控制是通过控制输入脉冲的（）来实现的。
A.数量
B.通电顺序
C.步距角
D.频率
【答案】：
数量
53.幅频特性和相频特性是模拟式传感器的（）。
A.动态特性指标
B.输入特性参数
C.静态特性指标
D.输出特性参数
【答案】：
动态特性指标
54.步进电动机是通过控制（）决定转向。
A.电机的极对数
B.脉冲数量
C.电机绕组的通电顺序
D.脉冲频率
【答案】：
电机绕组的通电顺序
55.步进电机转动后，其输出转矩随着工作频率增高而（）。
A.下降
B.上升
C.其他三种情况都有可能
D.不变
【答案】：
下降
56.某4极交流伺服电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为（）。
A.1450r/min
B.2940r/min
C.1470r/min
D.735r/min
【答案】：
1470r/min
57.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称（）。
A.工业机器人
B.伺服系统
C.数控机床
D.顺序控制系统
【答案】：
伺服系统
58.以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是（）。
A.改变电动机的供电频率
B.改变电压的相位
C.改变电动机转子绕组匝数
D.改变电压的大小
【答案】：
改变电动机的供电频率
59.步进电动机的转动惯量越大，同频率下的起动转矩就越大。
对
错
【答案】：
错
60.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。
对
错
【答案】：
错
61.迟滞是传感器的一种动态误差，是由于在传感器的正反行程中的输出输入特性曲线不重合引起的。
对
错
【答案】：
错
62.气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合使用。
对
错
【答案】：
错
63.电液伺服系统的过载能力强，在强力驱动和高精度定位时性能好，适合于重载的高加减速驱动。
对
错
【答案】：
对
64.伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。
对
错
【答案】：
对
65.气压伺服系统的过载能力强，在大功率驱动和高精度定位时性能好，适合于重载的高加减速驱动。
对
错
【答案】：
错
66.数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。
对
错
【答案】：
对
67.步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。
对
错
【答案】：
错
68.传感器的静态特性是特指输入量为常量时，传感器的输出与输入之间的关系。
对
错
【答案】：
错
69.驱动部分在控制信息作用下提供动力，伺服驱动包括电动、气动、液压等各种类型的驱动装置。
对
错
【答案】：
对
70.选择传感器时，如果测量的目的是进行定性分析，则选用绝对量值精度高的传感器，而不宜选用重复精度高的传感器。
对
错
【答案】：
错
71.对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。
对
错
【答案】：
对
72.直流伺服电动机的机械特性是电机转速与其控制电压的关系。
对
错
【答案】：
错
73.检测装置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（）。
A.逆变电路
B.控制电路
C.转换电路
D.放大电路
【答案】：
转换电路
74.某种型号的步进电机有A、B、C三对磁极，采用（）的顺序进行循环通电是三相双三拍通电方式。
A.A→ABC→B→ABC→C→ABC
B.A→B→C
C.A→AB→B→BC→C→CA
D.AB→BC→CA
【答案】：
AB→BC→CA
75.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.0.1
B.0.001
C.1
D.0.01
【答案】：
0.01
76.下列哪个不是传感器的动特性（）。
A.相频特性
B.幅频特性
C.临界频率
D.分辨率
【答案】：
分辨率
77.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，经四倍细分后，记数脉冲为400，光栅位移是（）mm。
A.2
B.3
C.4
D.1
【答案】：
1
78.对同一种步进电机，三相单三拍的步距角是三相六拍的（）倍。
A.0.5
B.3
C.1
D.2
【答案】：
2
79.伺服控制系统一般包括控制器、功率放大器、执行机构和（）四个部分。
A.存储电路
B.转换电路
C.换向结构
D.检测装置
【答案】：
检测装置
80.HRGP-1A型喷漆机器人中的手部属于系统中的（）。
A.驱动部分
B.执行机构
C.能源部分
D.测试传感部分
【答案】：
执行机构
81.永磁型步进电动机即使其定子绕组断电也能保持一定转矩，故具有记忆能力，可用于定位驱动。
对
错
【答案】：
对
82.以下除了（），均是由硬件和软件组成。
A.计算机控制系统
B.继电器控制系统
C.嵌入式系统
D.PLC控制系统
【答案】：
继电器控制系统
83.积分调节器的主要作用是（ ）。
A.提高稳定性
B.消除静差
C.减小振荡
D.加快响应
【答案】：
消除静差
84.如图所示的电机驱动工作台系统，其中驱动工作台运动的三相六拍步进电机，转子齿数z为100。
滚珠丝杠的基本导程为l0=6mm。
已知传动系统的横向（x向）脉冲当量δ为0.005mm/脉冲。
试求步进电机的步距角α和减速齿轮的传动比i。
窗体顶端
窗体底端
解：
（1）步进电机的步距角α=（）。
（2）减速齿轮的传动比i=（）。
【答案】：
；
85.某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm变到5.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5v减至2.5v,求该仪器的灵敏度为（）V/mm。
A.S=y/x=3.5/4.5=0.778
B.S=y/x=2.5/5.0=0.5
C.S=dy/dx=（2.5-3.5）/（5.0-4.5）=-2
D.S=dy/dx=（5.0-4.5）/（3.5-2.5）=0.5
【答案】：
S=dy/dx=（2.5-3.5）/（5.0-4.5）=-2
86.直流伺服电动机和永磁同步交流伺服电动机都可以采用PWM控制方式进行调速控制。
对
错
【答案】：
对
87.通常，步进电机的最高连续工作频率远大于它的最高启动频率。
对
错
【答案】：
对
88.以下（ ）不属于现场总线技术。
A.RS232
B.CAN
C.HART
D.PROFIBUS
【答案】：
RS232
89.有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，已知转子有24个齿，步进电机的步距角是（）。
A.1.2°
B.2°
C.0.6°
D.1.5°
【答案】：
1.5°
90.下列哪项指标是传感器的动特性（）。
A.线性度
B.量程
C.幅频特性
D.灵敏度
【答案】：
幅频特性
91.采用脉宽调制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
B.脉冲的正负
C.其他参数
D.脉冲的频率
【答案】：
脉冲的宽度
92.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，经四倍细分后，此光栅传感器测量分辨率是（）mm。
A.0.025
B.2.5
C.0.0025
D.0.25
【答案】：
0.0025
93.数控机床进给系统的伺服电机属于设备的（）。
A.执行机构
B.能源部分
C.测试传感部分
D.驱动部分
【答案】：
驱动部分
94.含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是（）。
A.智能接口
B.被动接口
C.主动接口
D.零接口
【答案】：
智能接口
95.在开环控制系统中,常用（）做驱动元件。
A.步进电动机
B.异步交流伺服电动机
C.同步交流伺服电动机
D.直流伺服电动机
【答案】：
步进电动机
96.HRGP-1A型喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的（）。
A.测试传感部分
B.能源部分
C.执行机构
D.驱动部分
【答案】：
驱动部分
97.以下（ ）不属于PLC系统的组成部分。
A.I/O接口
B.硬盘
C.编程器
D.CPU
【答案】：
硬盘
98.HRGP-1A型机器人的工作分为（ ）和再现两个过程。
A.训练
B.示教
C.编程
D.插补
【答案】：
示教
99.某工作台采用如图所示的直流电机丝杠螺母机构驱动，已知工作台的行程L=250mm，丝杠导程t=4mm，齿轮减速比为i=5，要求工作台位移的测量精度为0.005mm（忽略齿轮和丝杠的传动误差）。
（1）若采用高速端测量方法，将旋转编码器安装在电机输出轴上，确定旋转编码器的每转脉冲数。
（2）若采用低速端测量方法，将传感器与丝杠的端部直接相连，ns=500脉冲/转的旋转编码器是否合用？
窗体顶端
窗体底端
图直流电机丝杠螺母机构驱动工作台
解：
工作台位移的测量精度mm
（1）在高速端进行测量时，传感器的每转脉冲数n=（）脉冲/转。
（2）在低速端进行测量时，以下哪种表述正确？
（）。
A.传感器的每转脉冲数脉
冲/转，故可知ns=500脉冲/转的旋转编码器不合用。
B.传感器的每转脉冲数脉
冲/转，故可知ns=500脉冲/转的旋转编码器不合用。
C.
D.
E.
F.传感器的每转脉冲数脉
冲/转，故可知ns=500脉冲/转的旋转编码器合用。
【答案】：
传感器的每转脉冲数脉
冲/转
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