机电一体化系统设计复习范围.docx

1、机电一体化系统设计复习范围一、填空题1.信息技术包括信息的变换、存取、 （ ）、判断、（ ）。 运算、决策2.自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标（ ）。 最优化3.伺服传动系统按执行元件不同可分为（ ）伺服系统和（ ）伺服 系统。液压和电气4.一般一个比较完善的机电一体化系统包括以下几个基本要素：机械本体、动力部分、检测 部分、（ ）、（ ）、（ ）。 执行机构、控制器、接口5.机械本体包括机械（ ）装置和机械（ ）装置。 传动、结构6.接口的基本功能主要是（ ）、（ ）和（ ）。 交换，放大，传递7.机电一体化系统从控制的角度分为（ ）和（ ）。 开环控制、闭环控制8.伺服传动系

2、统的输出量是（ ）和（ ）。 机械位置，位移变化率9.摩擦力可分为（ ）、（ ）和（ ）三种。粘性摩擦力，库伦摩擦力，静摩擦力10.（ ）是系统正常工作的首要条件。稳定性11.阻尼，自振频率12. 在多级齿轮传动中，增大（ 末级减速比13. 转动惯量大，系统的机械常数（ 不影响系统刚度的条件下，应尽量（ 大，慢，减小14. 在伺服系统中，通常采用（通常采取提高系统刚度、增加（ ）、调整机械构件质量和 （ ）等方法来提高系统的抗振性，防止谐振的发生。）可以有效的提高末级输出轴的折算刚度。），响应（ ）。机械设计时在 ）惯量。）原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应速度。负载角加速度最大15. 按

3、“质量最小”原则来确定传动比时，其各级传动比是（ ）的。 相等二、选择题（每题 2分， 10分）B1. 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称 （ ）A. 顺序控制系统 B. 伺服系统 C. 数控机床 D. 工业机器人A2. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数 （ ）A. 增加而减小 B. 增加而增加 C. 减小而减小 D. 变化而不变D3. 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和 （ ）A. 内循环插管式 B. 外循环反向器式C. 内、外双循环 D. 内循环反向器式C4.某光栅的条纹密度是 100条/mm,光栅条纹间的夹角 0 =0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是（）A.IOOmm B.2

4、0mm C.10mm D.O.ImmC5.直流测速发电机输出的是与转速 （）A.成正比的交流电压 B. 成反比的交流电压C.成正比的直流电压 D. 成反比的直流电压C6.电压跟随器的输出电压（） 输入电压。A.大于 B.大于等于 C.等于 D. 小于B7.某4极交流感应电动机，电源频率为 50Hz，当转差率为0.02时，其转速为（）A.1450 r/min B.1470 r/min C.735 r/min D.2940 r/min B8. 一般说来，如果增大幅值穿越频率 3 c的数值，则动态性能指标中的调整时间 ts（），则它的拉氏变换式为（* 0 b a；C. ： D.C10.连续路径控制类

5、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 （） 使得它们同步协调到达目标点。A.位置和加速度 B. 速度和加速度C.位置和速度 D. 位置和方向A12.同步带800DI H300中300是（ ）代号。A.宽度 B. 型号 C. 带型 D. 长度A13、（ ）导轨磨损后能自动补偿。A 、三角形 B 、矩形 C 、燕尾形 D、圆形C14、（ ）是机电一体化系统中一种确保移动件占据准确位置的执行装置。A、微动装置 B 、动力卡盘 C、定位装置B15、（ ）具有隔直流和通交流的能力。A、电阻 B 、电容 C、变压器 D 、二极管C16、（ ）调节的作用主要是消除输出的静态误差，使系统

6、有良好的静态特性。A 、比例 B 、微分 C 、积分）电压，且控制极加触发电压。A17、晶闸管的导通条件是正负极加（A 、正向 B 、反向D18.由计算机网络将计算机辅助设计、计算机辅助规划、计算机辅助制造联接成的系统称()A .顺序控制系统B.自动导引车系统C .柔性制造系统D.计算机集成制造系统C19.易产生低速爬行现象的导轨是()A .滚柱导轨B.静压导轨C .滑动导轨D.气浮导轨D20.谐波齿轮演变自（)A .直齿锥齿轮传动B.斜齿锥齿轮传动C .蜗杆副传动D.行星齿轮传动C21.机床的调速方法很多，其中最有利于实现自动化，并可简化机械结构的方法是 （A .机械方法B.液压方法)C .

7、电气方法D .气动方法D22 .码盘式转速传感器采用增量式编码器直接连接到转轴上，产生系列脉冲，从而得到()A .电压信号B .数字式电流信号C .电流信号D .数字式速度信号B23 .若要使长光栅能测出比栅距还小的位移量，则应利用 （)A .莫尔条纹的作用B .细分技术C .数显表D .计算机数字处理A24 .交流感应电动机，对应 s=1的转矩称()A .堵转转矩B .最大转矩C .额定转矩D .负载转矩C25 .直流电动机系统中，JB称（）A .电动机电磁时问常数B .电动机机电时间常数C .机械系统时间常数D .电动机反电势系数D26.某步进电动机，三相，转子 40个齿,欲使其步距 0.

8、5 ,应采用的通电方式为A .单拍制B .双拍制C .单双拍制D .细分电路D27.若考虑系统抑制干扰的能力，选择采样周期的一条法则是：采样速率应选为闭环系统通 频带的（）A . 5倍 B . 8倍C . 10倍 D . 10倍以上B28.在数控系统中，软伺服系统的系统增益 Ka为（）A . （2 5）1 / s B . （8 50）1 / sC . （50 100）1 / s D . （120 150）1 / sD29.考虑多轴系统的运动，若每一根轴都按最快速度运动，其结果必是各轴有先后地到达各 自的终点坐标，所形成的轨迹是一条 （）A .直线 B .曲线C .圆弧 D .折线A30 .梯形

9、图中两触点并联，采用的助记符指令为 （）A . OR B . ANDC . OR STR D . AND STRC31 .有伺服放大器、执行机构、传动装置等组成的模块称 （）A .机械结构模块 B .测量模块C .驱动模块 D .接口模块A32 .使滚珠丝杠具有最大刚度的支承方式是 （）A.双推双推 B .双推简支C .单推一单推 D .双推一自由A33 .机械传动装置在机电一体化系统中是必不可少的，因为在电动机和负载之间经常需要（）A.匹配转矩和转速 B .增加传动功率C .缩小传动功率 D .维持转速恒定B34 .用户可通过哪种方法来调节仪表放大器之增益？ （）A.内部电阻 B .外部电阻

10、C 输入电压 D 输出电压A35.于旋转变压器输出电压大小有关的因素是 （）A.转子位置 B 转子材料C 转子直径 D 转子长度C36.为提高感应同步器鉴相法工作方式的灵敏度，需要使节距 W的尺寸（）A.增大 B .保持不变C .减小 D .取任意值A40.若考虑对系统响应速度的影响，采样一数据系统中的采样周期应选为系统最小时间常数 的（）A . (A C) (B C B A)B . A C (B C) (B A)C . (A C) (B C B A)D . A C (B C B A)B44 .受控变量是机械运动，如位置、速度及加速度的一种反馈控制系统称为 （）A .数控机床 B .伺服系统C

11、 .自动导引车 D .顺序控制系统D45 .若两平面之问的油液成楔形，二者相对运动时将产生压力，从而可以承载。利用这一原 理设计出各种形式的滑动摩擦支承轴系为 （）A .液体静压支承 B .气体静压支承C .气体动压支承 D .液体动压支承三、名词解释（每题 4 分，共 12 分）1.“伺服” 就是在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令的要求进行运动， 并具有良好的动态性能。2.系统设计 就是用系统思想综合运用各有关学科的知识、技术和经验，在系统分析的基础上，通过总 体研究和详细设计等环节，落实到具体的项目上，以创造满足设计目标的人造系统 。3.电液伺服系统 是由电信号处理

12、部分和液压的功率输出部分组成的控制熊，系统的输入是电信号。4.监督控制系统（ SCC） 就是根据原始的生产工艺信息及现场检测信息按照描述生产过程的数字模型，计算出生产过 程的最优设定值。输入给 DDC系统或连续控制系统。5.可靠度 R（t ）是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定公恩那个的概率，用 R（t）表示，R（t） O闭环稳定1 1 “ 01-+丁 n(9 =R(s)= ： r s(s+2) A 1 . r 10(叶 2) 01 | . nlitn s j (一 斗 litti s p 1 1 0Ess= _ ； - . I _ L _ -7.已知双波谐波齿轮的柔轮齿数 Z1=20

13、0,刚轮齿数Z2=202,波发生器的转速 nH=600r/min。如图试求：(1)刚轮固定时柔轮的转速 n1;(2)柔轮固定时刚轮的转速 n2。fH =.列，(或叫=-:1)(1)刚轮固定时： 工12-21600 200 * “600= =-100坷 2n仁-100 =-6(rfH =(或也)(2)柔轮固定时 ：-.- 二，:八600L匹5228 .采用2000条刻线的增量编码器测电动机转速的方法如图所示。已知时钟脉冲为 8MHz,在10个编码器脉冲问隔的时间里计数器共计 200000个时钟脉冲，试求电动机转速 n。解:时间测量值T二竽警=0.025 S x 10鵝-60 n= N T_ 10

14、x60 z 、n2000 x 0.025 -12计算能代表这个运动的0( t)的单三次多项式。何时产生最大加速度？其值多大？解: = 30, 6f =60, =0(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 ？c 60f 60f jP “ 即该电动机为四级1500-1450 =0.033空载时转差率为：S= II(2)堵转时：S=1.定子绕组电势频率 fi=50Hz,转子绕组电势频率 f2=Sfi=50Hz空载时：定子绕阻电势频率 fi = 50Hz,转子绕组电势频率:f2=.訂厂田“ V士7二阶系统结构图如图所示。设 Ki=0.l, K2=10,

15、Ti=0.5s(1)求系统对r(t)的阶跃响应的最大超调量 (T %及调节时间ts(取厶=土 5%);求系统增益Ks及伺服刚度Kr；求r(t)=1+t及n(t)=0.1共同作用下系统的稳态误差 ess。lrn sOCsJKiKn = 13 limG=8,KiK2.(1)G(S)= 丨.1 型 Kv= - K p= 申辅- - _1+G T1s3 + s+K1K2 /+返cb 涉(2)性能指标C=0.1U7- = - = 3s ts= 1 l系统增益与伺服刚度Ks=Kv=KiK2=1, Kr=K i=0.1J_ +J_=0+l(4)essr=essn=- 1. -8.考虑x-y平面上的直线运动路

16、径，源点坐标 (5, -2)，终点坐标为(1,-1)。设两轴最大加速度限制：a xmax= a ymax= 2。试设计三次多项式样条函数点位控制指令。Ax书-1卜4血 Ay.Ay=|-2ei)|=l 丁所以协调运动先设计 x轴，再利用下列直线方程变换成 y轴控制指令t t t3x(t)=5+3(1-5)( 3；匕)2-2(1-5)( 2；匕)3=5-t2+ ,9某直流电机电枢电阻 50,做电动机使用时电枢加 110V电压，空载电枢电流 0.1A,空载转速3000r / min。(励磁保持额定状态)(1)电机空载损耗功率为多少 ？(2)电机的反电动势系数为多少 ？(3)若电机做发电机用，转速保持

17、 2000r/rain，外接300负载电阻，则其电枢电流为多少？解：H)空载损xIo = 11OVx0, IAIIWi 2)v 反电势 E-110V-0.1A x5Qn = 105V反电动势系数K严半吕带 4 O35V/r/min=2000/站匸 n 0. G35 x 2000 = 70V即;此时电枢电流2A10. xy平面内由(1, 1)点以v=2的恒速运动到(9, 1)点，设采样周期为 0.01s,试求出 两点直线插补的递推计算式。解：一匹三崇gE4i2 “讣叙分) 3=晋=焉(1分X” = ，“ *412-y=y-)+412八、综合应用题1.某伺服系统动态结构如题立图所示，图中Gc(8)=KP(l+丄)，TSGn(s)二不吉讦=而占帀亦要求系统性能同时満足:在单位抛物线(恒加連