机电考题.docx

机电考题.docx

《机电考题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电考题.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机电考题

填空选择题：

1.机构学是研究机械中有关机构的结构、运动和受力等共性问题的一门学科，是机械原理的主要分支。

研究内容分两个方面：

第一是机构分析，第二是机构综合。

2.运动学是从几何的角度描述和研究物体位置随时间的变化规律的力学分支。

以研究质点和刚体两个简化模型的运动为基础并进一步研究变形体的运动。

3.AutoCADElecttrical;AutouCADMechanical;NILabViewv8.6;MathCADv14;AltimDesigner9.3;Linux;Keil;AVRStudio.

4.加工中心备有刀库，具有自动换刀功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。

5.调压调速的两种方法（实质：

平均电压）：

1.晶闸管调速—SCR：

通过对晶闸管触发角的控制来控制电机电枢电压以达到调速的目的（半控型）2.晶体管脉宽调制调速—PWM：

通过脉宽调制器将直流电压转换成方波电压，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压以达调速目的。

（全控型）

6.第三章执行元件的选择和数字控制方法

执行元件的本质：

运动和力的产生者，能量转换受控装置

执行元件：

处于机电一体化系统的机械系统与电子系统的连接位置，是将控制信号转换成机械运动和能量的转换元件。

7.V/F转换器（LM331）频率输出光电隔离接口。

特点：

可提高在恶劣环境中前向型通道和电源的抗干扰能力。

8.滚珠丝杠的典型结构类型分类方法：

螺纹滚道截面形状分单圆弧型和双圆弧型；滚珠的循环方式内循环和外循环

9.内循环：

滚珠在循环过程中始终与丝杠表面保持接触。

特点：

回路短，流畅性好，效率高，螺母直径尺寸较小，缺点：

反向器加工困难，装配调整也不方便。

10.外循环：

滚珠在循环反向时，离开丝杆螺纹滚道。

特点：

结构相对内循环简单，易于制造，但是挡珠器刚性差，易磨损，结构也相对内循环大。

11.谐波齿轮传动的优点：

传动比大；承载能力大；传动精度高；齿侧间隙小；传动平稳；结构简单、体积小、重量轻。

12.谐波齿轮传动的缺点：

起动力矩大，且速比越小越严重；柔轮易发生疲劳破坏;装置发热较大。

13.步进电动机的特点：

抗干扰能力强；无累积误差；控制性能好；与AC和DC比，低速转矩大

14.三角形导轨的特点：

顶尖朝上称为“三角形导轨”，顶尖朝下称为“V形导轨”；根据是否对称分为：

对称型和非对称型三角形导轨。

优点：

在垂直载荷作用下，具有磨损量自动补偿功能，不会产生间隙，故导向精度高，故用作对精度要求高的场合。

缺点：

因导轨水平和垂直方向误差相互影响，故制造、校验和维修困难。

摩擦阻力比较大。

15.直流伺服机特点：

易于控制，高响应特性，高功率密度，可实现高精度数字控制，调速范围宽，负载特性硬，可用于小功率驱动，换向部件需要维护。

交流伺服电机特点：

具有DC的全部优点，适于高速，比功率最高，寿命长

步进电机特点：

数字控制方便，具有定位转矩，比功率最低，效率最低。

16.最高连续运转频率Fmax及矩—频特性：

步进电机连续运转时所能接受的最高控制频率Fmax，称最高连续运转频率；步进电机连续运转转矩随频率的增加而降低，称矩—频特性。

空载起动频率与惯—频特性：

空载下转子从静止状态到能够不失步地起动的最大控制频率为空载起动频率。

步进电机带惯性负载时的起动频率与负载转动惯量之间的关系称为惯—频特性。

17.滚动导轨副缺点：

结构较复杂；制造比较困难；成本比较高；刚度较低；抗震性较差；对脏物比较敏感，必须有良好的防护装置。

18.圆锥支撑的有锥形轴颈和具有圆锥孔的轴承组成。

优点：

方向精度和置中精度较高，且磨损后能自动补偿间隙，承载能力较强；缺点：

摩擦阻力较大，对温度变化较敏感，制造成本较高。

19.输出轴转角误差最小原则如果从输入端到输出端的各级传动比按“前小后大”原则排列，则总转角误差较小，而且低速级的误差在总误差中占的比重很大。

因此，要提高传动精度，就应减少传动级数，并使末级齿轮的传动比尽可能大，制造精度尽可能的高。

20.电动机类型特点：

可变磁组型优点：

结构简单、转子小、材料便宜、步距角小。

缺点：

无保持力、效率低、噪声大、加工难。

永磁型优点：

有保持力、效率高、造价低。

缺点：

步距角大‘转子惯量大。

混合型优点：

步距角小、效率高。

缺点：

制造复杂。

21.直流电机驱动集成芯片为实现双向调速，多采用桥式电路。

22.LM629是NationalSemiconductor生产的一款专用运动控制器（图自己看照片）

23.单板机：

将CPU、编辑器、外部存储器、专用/通用接口电路等板卡式计算机

优点：

成本低、体积小、简单实用缺点：

内存容量少，接口电路少，采用机器语言编程、程序编写、调试困难。

工控机：

和通用计算机具有相似的构架

优点：

计算能力强，具有丰富的软件和硬件支持，程序编写、调试方便快捷，有多样化数据信号输入/输出接口（COM、USB）或插槽（PCI、ISA）

缺点：

价格昂贵

24.离散系统稳定的充要条件

线性连续系统稳定充要条件：

闭环传递函数所有极点均位于S平面的左半部分；

线性离散系统稳定充要条件：

闭环脉冲传递函数所有极点均位于Z平面的单位圆内。

25.动态稳定区：

在步进电机从A相转换为B（或AB）相通电，不产生丢步时的稳定工作区域r。

从图中可以得出，步进电机工作的拍数越多，稳定工作区域SATA角r越接近静态稳定工作区域SATA角e，越不易丢步。

26.输入通道的多路选择开关在多通道数据切换中应用，其优点是充分发挥计算机的快速性，节省的元件，节约端口

27.交—交变频器（只能得到低频）

也叫周波变换器，将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源。

优点：

效率高，能量可以方便返回电网。

最大的缺点：

输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。

故交交变频器局限低转速调速场合，一般用于大型功率装置，因而大大限制了它的使用范围，故半个世纪以来如何提高交交变频器输出频率上限始终是科研课题。

28.伺服控制电动机的控制方式

开环：

没有位置反馈装置半闭环：

有位置反馈装置（位置检测传感器）、速度反馈（速度传感器）闭环：

有位置反馈装置（直接连接执行机构）、速度反馈装置（速度传感器）

29.交流伺服电机及驱动：

原理与交流异步电机相同，控制方式不同。

如两相：

定子上装有两个绕组—励磁绕组和控制绕组。

30.自动控制技术

生物的存在形式就是控制

机电一体化系统的自动控制技术主要包括位置控制、速度控制、力或力矩控制、视觉控制、自动校正和补偿等。

自动控制技术的基础是自动控制理论。

分为经典控制理论和现代控制理论。

31.间歇传动结构

主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇。

实现单向间歇运动的机构。

主要有以下几种：

（1）.棘轮机构—冲击大，用于低俗长虹

（2）.草了机构—动停换点有缓冲，用于速度不大的场合

（3）.不完全齿轮机构—用轻载、低速场合

（4）.凸轮式间歇机构—用于高速场合

32.线程有时也称为轻量级进程（LWP），是程序执行流的最小单元；一个标准的线程由:

线程ID，当前指令指针（PC），寄存器集合和堆栈组成；线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。

每一个程序至少有一个线程，那就是程序本身。

是非：

1.滚动导轨副优点

摩擦系数小（0.0025~0.005），发热少，运动轻便灵活，所需功率小；静、动摩擦系数较近；

磨损小，精度保持性好（钢之淬硬导轨修理期间隔可达10~15年）；

低速运动平稳性好，一般没有爬行现象；

移动精度和定位精度高（一般重复定位误差约0.~0.2um）；

滚动导轨润滑简单（可用油脂润滑）；

维护方便（只需更换滚动体）；

2.焊接机架的设计

有许多优点：

在相同刚度下可减轻重量30%左右；改型快，废品率低；生产周期短、成本低。

简答：

1.机电一体化共性关键技术

检测传感技术；信息处理技术；自动控制技术；伺服驱动技术；精密机械技术；系统总体技术

2.机电一体化系统的五大要素

信息处理系统；动力系统；传感系统；机械系统；执行元件系统。

3.预紧调整方式

双螺母螺纹预紧调整特点：

结构简单、刚性好、预紧可靠、调整方便，但无法定量调整。

双螺母垫片预紧调整特点：

结构简单、刚性好、预紧可靠、使用调整不方便，但无法定量调整

双螺母齿差预紧调整特点：

结构较复杂、刚性好、预紧可靠、可定量调整（0.002m/齿），精度高、方便。

弹簧式自动预紧调整特点：

能消除使用过程中因磨损或者弹性变形产生的间隙、但本身结构复杂，轴向刚度差，适合轻载荷场合。

4.采样/保持器

在模拟量输入通道，对模拟信号进行模数变换时，从启动变换到变换结束的数字量输出，需要一定的时间，必须在A/D转换开始时将电平信号保持住，而在A/D转换后又能跟踪输入信号的变化。

能完成这种功能的器件称采样/保持器。

在模拟量输出通道，为是输出得到一个平滑的模拟信号，也采用保持器。

采样保持器由存储电容C、模拟开关S等组成。

5.提高传感器性能的技术措施

平均技术—缩小检测误差（多个、多次）

差动技术—减少非线性误差（灵敏度提高一倍）

稳定性处理—提高传感器可靠性和寿命（材料时效处理）

屏蔽和间隔—提高抗外界干扰的能力

6.位置伺服系统的三环结构

位置环（外环）：

输入信号为：

上位机的指令（位置和方向）和位置检测器反馈的位置信号

速度环（中环）：

输入信号为：

位置环的输出和速度信号经反馈网络处理信号

电流环（内环）：

输入信号为：

速度环的输出信号和经电流互感器得到的电流信号

在三环系统中，位置环的输出是速度环的输入；速度环的输出是电流环的输入；电流环的输出直接控制功率变换单元，这三个环都是负反馈。

计算题

在书上39页齿轮传动比最佳匹配选择

在伺服系统中,通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比,以提高伺服系统的响应速度。

图中：

Jm—电动机M转子的转动惯量；θm—电动机M的角位移；

JL—负载L的转动惯量；θL—负载L的角位移；

TLF—摩擦阻抗转矩；i——齿轮系G的总传动比

解题分析

要得到不同i中，使角加速度最大的i，就必须建立i与角加速度之间的关系。

根据传动关系有

式中，

——电动机的角位移、角速度、角加速度；

——负载的角位移、角速度、角加速度。

通过动力学方程求解

TLF换算到电动机轴上的阻抗转矩为TLF/i，JL换算到电动机轴上的转动惯量为JL/i2。

设Tm为电动机的驱动转矩,在忽略传动装置惯量的前提下,根据旋转运动方程,电动机轴上的有效转矩Ta为

达朗贝尔原理

（1）

函数极值的求法

式

（1）中若改变总传动比i,则也随之改变。

根据负载角加速度最大的原则,令,则解得

若不计摩擦,即TLF＝0,则

（2）

分析题

1.考斩波恒流功率的工作原理分析

特点：

去掉了限流电阻，效率显著提高，并利用高压给W储能，波的前沿得到改善，从而使步进电机的输出加大，运行频率得以提高

2.伺服三环

☐位置环（外环）：

输入信号为:

上位机的指令（位置和方向）和位置检测器反馈的位置信号

☐速度环（中环）：

输入信号为:

位置环的输出和速度信号经反馈网络处理信号

☐电流环（内环）：

输入信号为:

速度环的输出信号和经电流互感器得到的电流信号

☐在三环系统中，位置环的输出是速度环的输入；速度环的输出是电流环的输入；电流环的输出直接控制功率变换单元，这三个环都是负反馈