《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性作業(yè)及答案.doc

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1、機(jī)電一體化系統(tǒng) 姓 名： 學(xué) 員： 得 分： 教師簽字： 機(jī)電一體化系統(tǒng) 作 業(yè)1 一、填空題 1．機(jī)電一體化包括六大共性關(guān)鍵技術(shù)：精密機(jī)械技術(shù)、 、 、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和 。 2．機(jī)電一體化的產(chǎn)生與迅速發(fā)展的根本原因在于社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步。系統(tǒng)工程、控制論和信息論是機(jī)電一體化的 基礎(chǔ)，也是機(jī)電一體化技術(shù)

2、的 。微電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步，則為機(jī)電一體化技術(shù)奠定了 基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展有一個(gè)從 狀況向 方向發(fā)展的過(guò)程。 3．一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、 、 、執(zhí)行部分、控制及信息處理部分和接口。 4．機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力部分的要求是用盡可能 的動(dòng)力輸入獲得盡可能 的功能輸出。 5．根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)匹配性要求，要求執(zhí)行部分的剛性 、重量 、實(shí)現(xiàn)組件化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，提高系統(tǒng)整體

3、。 6．機(jī)電一體化系統(tǒng)一方面要求驅(qū)動(dòng)的高 和快速 ，同時(shí)要求對(duì)水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的 和 。 7．自動(dòng)控制技術(shù)的目的在于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的目標(biāo) 。 8．伺服傳動(dòng)技術(shù)就是在 的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求運(yùn)動(dòng)，并具有良好的 。 9．?dāng)M定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法可歸結(jié)為 、 和 。 10．機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部件的摩擦特性的要求為：靜摩擦力盡可能 ，

4、動(dòng)摩擦力應(yīng)盡為可能小的 斜率，若為 斜率則易產(chǎn)生爬行，降低精度，減少壽命。 11．運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械部件易產(chǎn)生振動(dòng)，其振幅取決于系統(tǒng)的阻尼和固有頻率，系統(tǒng)的阻尼越 ，最大振幅越 ，其衰減越快。 12．在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮阻尼對(duì)伺服系統(tǒng)的影響，一般取阻尼比ξ在 到 之間的欠阻尼系統(tǒng)，這樣既能保證振蕩在一定的范圍內(nèi)，過(guò)渡過(guò)程較平穩(wěn)，過(guò)渡時(shí)間較短，又具有較高的靈敏度。 13．間隙將使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生 ，影響伺服系統(tǒng)中位置環(huán)的 。 14．在伺服系統(tǒng)中，通常采用 原則選擇總傳動(dòng)比

5、，以提高伺服系統(tǒng)的 。 二、選擇題 1．機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素之一：接口的基本功能是（ ） A．交換 　B．放大　　C．傳遞　　D．以上三者 2．機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心是（ ） A．動(dòng)力部分　B．執(zhí)行機(jī)構(gòu)　C．控制器　　D．接口 3．機(jī)電一體化系統(tǒng)中，根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作這一功能的是（ ）。 A．機(jī)械本體 B．動(dòng)力部分 C．控制器 D．執(zhí)行機(jī)構(gòu) 4．在設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)裝置時(shí)，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)精度要求高的降速齒輪傳動(dòng)鏈，可按什么原則進(jìn)行設(shè)計(jì)（ ）。 A．輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小　　

6、B．等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小　　C．質(zhì)量最小　　D．質(zhì)量最大 5．對(duì)于要求質(zhì)量盡可能小的降速傳動(dòng)鏈，可按什么原則進(jìn)行設(shè)計(jì)（ ） A．輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小 B．等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小 C．重量最輕 D．重量最大 三、名詞解釋 系統(tǒng)總體技術(shù)—— 四、簡(jiǎn)述題 1．簡(jiǎn)述機(jī)電一體化技術(shù)方向。 2．機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的最基本要素，請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)它的作用及設(shè)計(jì)要求。 3．機(jī)電一體化系統(tǒng)中影響傳動(dòng)鏈的動(dòng)力學(xué)性能的因素有哪些？ 五、計(jì)算題 某齒輪系中，設(shè)i = 65，傳動(dòng)級(jí)數(shù)n

7、 = 3的小功率傳動(dòng)，試按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。并驗(yàn)算之。 姓 名： 學(xué) 員： 得 分： 教師簽字： 機(jī)電一體化系統(tǒng) 作 業(yè)2 一、填空題 1．常用的直線位移測(cè)量傳感器有 、 、 、 、 等 （只要說(shuō)出其中的三種）。 2．光柵是一種

8、位置檢測(cè)元件，它的特點(diǎn)是測(cè)量精度 ，響應(yīng)速度 和量程范圍 。 3．感應(yīng)同步器根據(jù)勵(lì)磁繞組供電電壓形式不同，分為 測(cè)量方式和 測(cè)量方式。 4．?dāng)?shù)字濾波的方法有很多種，可以根據(jù)不同的測(cè)量參數(shù)進(jìn)行選擇，成用的數(shù)字濾波方法有 法、中 、 和 。 二、選擇題 1．將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化的是（ ）傳感器。 A．應(yīng)變式 B．電容式 C．壓電式 D．熱電式 2．（ ）是指

9、傳感器的實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的偏差。 A．靈敏度 B．遲滯性 C．線性度 D．重復(fù)性 3．只能進(jìn)行角位移測(cè)量的傳感器是（ ） A．電容傳感器 B．電感式傳感器 C．光柵 D．光電編碼盤 三、名詞解釋 1．傳感器—— 2．傳感器的靜態(tài)特性—— 3．傳感器的線性度—— 4．電容式傳感器—— 5．隔離放大器—— 四、簡(jiǎn)述題 1．在機(jī)電一體化測(cè)控系統(tǒng)中，對(duì)被測(cè)參量用軟件進(jìn)行“線性化”處理的方法有哪些？各適用于什么場(chǎng)合？ 2．?dāng)?shù)字濾波與硬件

10、RC濾波器相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答： 姓 名： 學(xué) 員： 得 分： 教師簽字： 機(jī)電一體化系統(tǒng) 作 業(yè)3 一、填空題 1．一般說(shuō)來(lái)，伺服系統(tǒng)的基本組成可包含 、 、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)裝置。 2．伺服中的控制器通常由 組成，常用的控制算法有 和 等。 3．執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由伺服電動(dòng)機(jī)或液壓伺

11、服機(jī)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)裝置等組成。目前，采用 作為驅(qū)動(dòng)元件的執(zhí)行機(jī)構(gòu)占據(jù)較大的比例。 4．伺服電動(dòng)機(jī)是電氣伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其作用是把 轉(zhuǎn)換為 。 5．PWM功率放大器的基本原理是：利用大功率器件的 作用，將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定 的方波電壓，通過(guò)對(duì)方波脈沖的控制，改變輸出電壓的平均值。 6．經(jīng)典控制理論校正系統(tǒng)的方法，通常有 和 兩種。 7．目前常將交流伺服系統(tǒng)按其選用不同的電動(dòng)機(jī)分為兩大類： 和異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)。異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)的伺服系統(tǒng)，

12、多用于 。 8．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的種類很多，按其主電路結(jié)構(gòu)分：有 驅(qū)動(dòng)和 驅(qū)動(dòng)兩種。 9．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類型有： 、 、 和 等。 10．計(jì)算機(jī)的控制理論分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論。經(jīng)典控制理論是 的系統(tǒng)，現(xiàn)代控制理論可以分析 的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等復(fù)雜控制。 11．工業(yè)控制計(jì)算機(jī)由 和

13、 兩大部分組成。 12．從設(shè)計(jì)思路看，設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器可歸納為 設(shè)計(jì)法和 設(shè)計(jì)法。 二、選擇題 1．將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件是（ ） A．旋轉(zhuǎn)變壓器 B交流伺服電動(dòng)機(jī) C．步進(jìn)電動(dòng)機(jī) D．光電編碼盤 2．如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為U、V、W，其通電順序?yàn)閁VWU，則這種分配方式為（ ） A．三相三拍　B．三相四拍　C．三相六拍　D．雙三拍 3．由電信號(hào)處理部分和液壓功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)是（ ） A．交流伺服系統(tǒng) B．直流伺

14、服系統(tǒng) C．電液伺服系統(tǒng) D．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 4．?dāng)?shù)字PID調(diào)節(jié)器中，哪部分的調(diào)節(jié)作用并不很明顯，甚至沒(méi)什么作用（ ） A．積分部分 B．微分部分 C．比例部分 D．都不明顯 5．不完全微分PID調(diào)節(jié)器是在一般PID調(diào)節(jié)器加上什么環(huán)節(jié)而構(gòu)成的（ ） A．并入一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)　　B．串入一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié) C．并入一個(gè)二階慣性環(huán)節(jié)　　D．串入一個(gè)二階慣性環(huán)節(jié) 三、名詞解釋 1．伺服—— 2．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)—— 3．整流器—— 4．?dāng)夭ㄆ鳌? 5．直流伺服系統(tǒng)—— 6．旋轉(zhuǎn)變壓器—— 7．

15、交流伺服系統(tǒng)—— 8．電液伺服系統(tǒng)—— 9．直接數(shù)字控制系統(tǒng)—— 四、簡(jiǎn)述題 1．伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)復(fù)合哪些基本要求？ 2．什么是環(huán)行分配器？實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配有哪些方法？如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為U、V、W，寫出則三相六拍的通電順序。 3．請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)？。 一、填空題 1．工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展通常可劃分為三代，第一代是指可編程工業(yè)機(jī)器人（示教再現(xiàn)機(jī)器人）；第二代是指 ；第三代是指

16、 。 2．工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)可以從不同角度進(jìn)行分類，按軌跡控制方式的不同，可分為 和連 。 3．柔性制造系統(tǒng)按機(jī)床臺(tái)數(shù)和工序數(shù)可分為： 、 、 線和柔性制造工廠（FMF）四種類型。 4．制造企業(yè)的CIMS功能模型通常包括： 、 、 系和計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量分系統(tǒng)（CAQ）四個(gè)應(yīng)用（功能）分系統(tǒng)。 二、選擇題 1．工業(yè)機(jī)器人的自由度數(shù)取決于什么所要求的動(dòng)作（ ） A．作業(yè)

17、目標(biāo)　B．靈活程度　C．控制方式　　D．驅(qū)動(dòng)方式 2．對(duì)進(jìn)行二維平面作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人需要幾個(gè)自由度（ ） A．一個(gè)　B．二個(gè)　C．三個(gè)　　D．四個(gè) 3．目前，大部分工業(yè)機(jī)器人多采用多少級(jí)計(jì)算機(jī)控制（ ） A．一級(jí) B．二級(jí) C．三級(jí) D．四級(jí) 4．對(duì)于只進(jìn)行二維平面作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人只需要三自由度，若要使操作具有隨意的位姿，則工業(yè)機(jī)器人至少需要幾個(gè)自由度（ ）。 A．四個(gè) B．五個(gè) C．六個(gè) D．八個(gè) 5．FMS適用于下述何種生產(chǎn)類型（ ）。 A．單件、小批 B．

18、大批量、多品種 C．A和B 6．由能量自動(dòng)分配及輸送子系統(tǒng)和能量自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所組成的系統(tǒng)稱為（ ） A．加工系統(tǒng) B．物料系統(tǒng) C．能量系統(tǒng) D．信息系統(tǒng) 7．由過(guò)程控制子系統(tǒng)和過(guò)程監(jiān)視子系統(tǒng)所組成的系統(tǒng)屬于柔性制造系統(tǒng)中的（ ） A．加工系統(tǒng)　B．物料系統(tǒng)　C．能量系統(tǒng)　D．信息系統(tǒng) 8．支持生產(chǎn)計(jì)劃和控制、銷售、采購(gòu)、倉(cāng)庫(kù)、財(cái)會(huì)等功能，用以處理生產(chǎn)任務(wù)的信息的系統(tǒng)屬于CIMS功能模型中哪一應(yīng)用分系統(tǒng)（ ）。 A．管理信息分系統(tǒng)（MIS） B．技術(shù)信息分系統(tǒng)（TIS） C．制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS） D．計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)

19、量保證系統(tǒng)（CAQ） 9．包括CAD、CAPP和NCP（數(shù)控程序編制）等子系統(tǒng)，用以支持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)個(gè)工藝準(zhǔn)備等功能，處理有關(guān)結(jié)構(gòu)方面的信息的系統(tǒng)屬于CIMS功能模型中哪一應(yīng)用分系統(tǒng)（ ）。 A．管理信息分系統(tǒng)（MIS） B．技術(shù)信息分系統(tǒng)（TIS） C．制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS） D．計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)（CAQ） 三、名詞解釋 1．機(jī)器人—— 2．柔性制造系統(tǒng)（FMS）—— 四、簡(jiǎn)述題 1．簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人的三個(gè)重要特性。 2．何為柔性制造系統(tǒng)？應(yīng)具備的功能有哪些？ 3．何為柔性制造系統(tǒng)？按機(jī)床臺(tái)

20、數(shù)和工序，柔性制造系統(tǒng)可分為哪幾種類型？ 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性考核作業(yè)（一）答案 一、填空題 1．機(jī)電一體化包括六大共性關(guān)鍵技術(shù)：精密機(jī)械技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù) 。 2．機(jī)電一體化的產(chǎn)生與迅速發(fā)展的根本原因在于社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步。系統(tǒng)工程、控制論和信息論是機(jī)電一體化的理論基礎(chǔ)，也是機(jī)電一體化技術(shù)的方法論。微電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步，則為機(jī)電一體化技術(shù)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展有一個(gè)從自發(fā)狀

21、況向自為方向發(fā)展的過(guò)程。 3．一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、動(dòng)力部分、傳感檢測(cè)部分、執(zhí)行部分、控制及信息處理部分和接口。 4．機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力部分的要求是用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出。 5．根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)匹配性要求，要求執(zhí)行部分的剛性提高、重量減輕、實(shí)現(xiàn)組件化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，提高系統(tǒng)整體可靠性。 6．機(jī)電一體化系統(tǒng)一方面要求驅(qū)動(dòng)的高效率和快速響應(yīng)特性，同時(shí)要求對(duì)水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性。 7．自動(dòng)控制技術(shù)的目的在于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的目標(biāo)最佳化。 8．伺服傳動(dòng)技術(shù)就是在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)械的

22、運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求運(yùn)動(dòng)，并具有良好的動(dòng)態(tài)性能。 9．?dāng)M定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法可歸結(jié)為替代法、整體設(shè)計(jì)法和組合法。 10．機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部件的摩擦特性的要求為：靜摩擦力盡可能小，動(dòng)摩擦力應(yīng)盡為可能小的正斜率，若為副斜率則易產(chǎn)生爬行，降低精度，減少壽命。 11．運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械部件易產(chǎn)生振動(dòng)，其振幅取決于系統(tǒng)的阻尼和固有頻率，系統(tǒng)的阻尼越大，最大振幅越小，其衰減越快。 12．在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮阻尼對(duì)伺服系統(tǒng)的影響，一般取阻尼比ξ在0.4到0.8之間的欠阻尼系統(tǒng)，這樣既能保證振蕩在一定的范圍內(nèi)，過(guò)渡過(guò)程較平穩(wěn)，過(guò)渡時(shí)間較短，又具有較高的靈敏度。 13．間隙將使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生

23、回程誤差，影響伺服系統(tǒng)中位置環(huán)的穩(wěn)定性。 14．在伺服系統(tǒng)中，通常采用負(fù)載角加速度最大原則選擇總傳動(dòng)比，以提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 二、選擇題 1．機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素之一：接口的基本功能是（ D ） A．交換 　B．放大　　C．傳遞　　D．以上三者 2．機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心是（ C ） A．動(dòng)力部分　B．執(zhí)行機(jī)構(gòu)　C．控制器　　D．接口 3．機(jī)電一體化系統(tǒng)中，根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作這一功能的是（D ）。 A．機(jī)械本體 B．動(dòng)力部分 C．控制器 D．執(zhí)行機(jī)構(gòu) 4．在設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)裝置時(shí)，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)精度要求高的降速齒輪傳

24、動(dòng)鏈，可按什么原則進(jìn)行設(shè)計(jì)（ A ） A．輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小　　B．等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小　　C．質(zhì)量最小　　D．質(zhì)量最大 5．對(duì)于要求質(zhì)量盡可能小的降速傳動(dòng)鏈，可按什么原則進(jìn)行設(shè)計(jì)（C ） A．輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小 B．等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小 C．重量最輕 D．重量最大 三、名詞解釋 系統(tǒng)總體技術(shù)——是以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)。 四、簡(jiǎn)述題 1．簡(jiǎn)述機(jī)電一體化技術(shù)方向。 答：按照微電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電結(jié)合的深度以及機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的要求，機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)方向可分為以下幾類： （1）在原有機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用微型計(jì)算機(jī)控制裝置，使系統(tǒng)的性能

25、提高，功能增強(qiáng)； （2）用電子裝置局部替代機(jī)械傳動(dòng)裝置和機(jī)械控制裝置，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)控制靈活性； （3）用電子裝置完全替代原來(lái)執(zhí)行信息處理功能的機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，豐富了信息傳輸?shù)膬?nèi)容，提高了速度。 （4）用電子裝置完全替代機(jī)械的主功能，形成特殊的加工能力； （5）機(jī)電技術(shù)完全融合形成新型機(jī)電一體化產(chǎn)品。 2．機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的最基本要素，請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)它的作用及設(shè)計(jì)要求。 答：機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的最基本要素，主要用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和支承部件，以完成規(guī)定的動(dòng)作；傳遞功率、運(yùn)動(dòng)和信息；支承聯(lián)接相關(guān)部件等。 機(jī)械系統(tǒng)通常是微型計(jì)算機(jī)控制伺服系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，因此，在機(jī)械

26、系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮一般機(jī)械設(shè)計(jì)要求外，還必須考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)因素與整個(gè)伺服系統(tǒng)的性能參數(shù)、電氣參數(shù)的匹配，以獲得良好的伺服性能。 3．機(jī)電一體化系統(tǒng)中影響傳動(dòng)鏈的動(dòng)力學(xué)性能的因素有哪些？ 答：機(jī)電一體化系統(tǒng)中影響傳動(dòng)鏈的動(dòng)力學(xué)性能的因素一般有以下幾方面： （1）負(fù)載的變化 負(fù)載包括工作負(fù)載、摩擦負(fù)載等，要合理選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)鏈，使之與負(fù)載變化相匹配。 （2）傳動(dòng)鏈慣性 慣性既影響傳動(dòng)鏈的起停特性，又影響控制的快速性、定位精度和速度偏差的大小。 （3）傳動(dòng)鏈固有頻率 影響系統(tǒng)諧振和傳動(dòng)精度。 （4）間隙、摩擦、潤(rùn)滑和溫升 影響傳動(dòng)精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 五、計(jì)算題 1

27、．某齒輪系中，設(shè)i = 65，傳動(dòng)級(jí)數(shù)n = 3的小功率傳動(dòng)，試按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。并驗(yàn)算之。 解：由式 驗(yàn)算：i=i1i2i3i4=65 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性考核作業(yè)（二）答案 一、填空題 1．常用的直線位移測(cè)量傳感器有電感式傳感器、電容式傳感器、差動(dòng)傳感器、感應(yīng)同步器、光柵傳感器等（只要說(shuō)出其中的三種）。 2．光柵是一種位置檢測(cè)元件，它的特點(diǎn)是測(cè)量精度高，響應(yīng)速度快和量程范圍大。 3．感應(yīng)同步器根據(jù)勵(lì)磁繞組供電電壓形式不同，分為鑒相測(cè)量方式和鑒幅測(cè)量方式。 4．?dāng)?shù)字濾波的方法有很多種，可以根據(jù)不同的測(cè)量參數(shù)進(jìn)行選擇，成用的數(shù)字濾波方

28、法有算數(shù)平均值法、中值濾波法、防脈沖干擾平均值法和程序判斷濾波法。 二、選擇題 1．將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化的是（B ）傳感器。 A．應(yīng)變式 B．電容式 C．壓電式 D．熱電式 2．（C ）是指?jìng)鞲衅鞯膶?shí)際特性曲線與擬合直線之間的偏差。 A．靈敏度 B．遲滯性 C．線性度 D．重復(fù)性 3．只能進(jìn)行角位移測(cè)量的傳感器是（D ） A．電容傳感器 B．電感式傳感器 C．光柵 D．光電編碼盤 三、名詞解釋 1．傳感器——是借助于檢測(cè)元件接收一種形式的信息，并按一定規(guī)律將它轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝

29、置。 2．傳感器的靜態(tài)特性——傳感器在靜態(tài)信號(hào)作用下，其輸入-輸出的關(guān)系。 3．傳感器的線性度——指?jìng)鞲衅鞯膶?shí)際特性曲線與擬合直線之間的偏差。 4．電容式傳感器——是將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器。 5．隔離放大器——指對(duì)輸入、輸出和電源在電流電阻彼此隔離使之沒(méi)有直接耦合的測(cè)量放大器。 四、簡(jiǎn)述題 1．在機(jī)電一體化測(cè)控系統(tǒng)中，對(duì)被測(cè)參量用軟件進(jìn)行“線性化”處理的方法有哪些？各適用于什么場(chǎng)合？ 答：用軟件進(jìn)行“線性化”處理的方法有三種：計(jì)算法、查表發(fā)和插值法。 當(dāng)輸出電信號(hào)與傳感器的參數(shù)之間有確定的數(shù)字表達(dá)式時(shí)，就可采用計(jì)算法進(jìn)行非線性補(bǔ)償。 在機(jī)電一體化測(cè)控系

30、統(tǒng)中，有些非線性參數(shù)的計(jì)算是非常復(fù)雜的，它們不是用一般算數(shù)運(yùn)算就可以計(jì)算出來(lái)的，而需要涉及到指數(shù)、對(duì)數(shù)、三角函數(shù)以及積分、微分等運(yùn)算，所有這些運(yùn)算用匯編語(yǔ)言編寫程序都比較復(fù)雜，有些甚至無(wú)法建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。為了解決這些問(wèn)題，可以采用查表法。 查表法占用的內(nèi)存單元較多，表格的編制比較麻煩，在機(jī)電一體化測(cè)控系統(tǒng)中也常利用微機(jī)的運(yùn)算能力，使用插值法來(lái)減少列表點(diǎn)和測(cè)量次數(shù)。 2．?dāng)?shù)字濾波與硬件RC濾波器相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：數(shù)字濾波就是通過(guò)一定的計(jì)算或判斷來(lái)提高信噪比，它與硬件RC濾波器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要任何硬件設(shè)備，也不存在阻抗匹配問(wèn)題，可以多個(gè)通

31、道公用，不但節(jié)約投資，還可提高可靠性和穩(wěn)定性。 （2）可以對(duì)頻率很低的信號(hào)實(shí)現(xiàn)濾波，而模擬RC濾波器由于受電容容量的限制，頻率不可能太低。 （3）靈活性好，可以用不同的濾波程序?qū)崿F(xiàn)不同的濾波方法，或改變?yōu)V波器的參數(shù)。 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性考核作業(yè)（三）答案 一、填空題 1．一般說(shuō)來(lái)，伺服系統(tǒng)的基本組成可包含控制器 、功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)裝置。 2．伺服中的控制器通常由電子線路或計(jì)算機(jī)組成，常用的控制算法有PID控制和最優(yōu)控制等。 3．執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由伺服電動(dòng)機(jī)或液壓伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)裝置等組成。目前，采用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件的執(zhí)行機(jī)構(gòu)占據(jù)較大的比例。 4．伺服

32、電動(dòng)機(jī)是電氣伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其作用是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 5．PWM功率放大器的基本原理是：利用大功率器件的開關(guān)作用，將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波電壓，通過(guò)對(duì)方波脈沖的控制，改變輸出電壓的平均值。 6．經(jīng)典控制理論校正系統(tǒng)的方法，通常有綜合法（預(yù)期特性法）和分析法（試探法）兩種。 7．目前常將交流伺服系統(tǒng)按其選用不同的電動(dòng)機(jī)分為兩大類：同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)和異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)。異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)的伺服系統(tǒng)，多用于機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和其他調(diào)速系統(tǒng)。 8．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的種類很多，按其主電路結(jié)構(gòu)分：有單電壓驅(qū)動(dòng)和高、低電壓驅(qū)動(dòng)兩種。 9．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類型有：操作指導(dǎo)控制系

33、統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)等。 10．計(jì)算機(jī)的控制理論分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論。經(jīng)典控制理論是單輸入—單輸出的系統(tǒng)，現(xiàn)代控制理論可以分析多輸入—多輸出的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等復(fù)雜控制。 11．工業(yè)控制計(jì)算機(jī)由計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)和過(guò)程輸入/輸出系統(tǒng)兩大部分組成。 12．從設(shè)計(jì)思路看，設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器可歸納為連續(xù)化 設(shè)計(jì)法和離散化設(shè)計(jì)法。 二、選擇題 1．將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件是（ C ） A．旋轉(zhuǎn)變壓器 B交流伺服電動(dòng)機(jī) C．步進(jìn)電動(dòng)機(jī) D．光電編碼盤 2．如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為U、V、W，其通電順序?yàn)閁VW

34、U，則這種分配方式為（ A ） A．三相三拍　B．三相四拍　C．三相六拍　D．雙三拍 3．由電信號(hào)處理部分和液壓功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)是（ C ） A．交流伺服系統(tǒng) B．直流伺服系統(tǒng) C．電液伺服系統(tǒng) D．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 4．?dāng)?shù)字PID調(diào)節(jié)器中，哪部分的調(diào)節(jié)作用并不很明顯，甚至沒(méi)什么作用（ B ） A．積分部分 B．微分部分 C．比例部分 D．都不明顯 5．不完全微分PID調(diào)節(jié)器是在一般PID調(diào)節(jié)器加上什么環(huán)節(jié)而構(gòu)成的（ B ） A．并入一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)　　B．串入一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié) C．并入一個(gè)二階慣性環(huán)節(jié)　　D．串

35、入一個(gè)二階慣性環(huán)節(jié) 三、名詞解釋 1．伺服——在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。 2．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)——是一種將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件。 3．整流器——把交流電變換成固定的或可調(diào)的直流電的功率放大器。 4．?dāng)夭ㄆ鳌压潭ǖ闹绷麟娮兂煽烧{(diào)的直流電的功率放大器。 5．直流伺服系統(tǒng)——采用直流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)。 6．旋轉(zhuǎn)變壓器——是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)角變化的角位移測(cè)量裝置。 7．交流伺服系統(tǒng)——采用交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)。 8．電液伺服系統(tǒng)——由電信號(hào)處理部分和液壓功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)。 9．直接數(shù)

36、字控制系統(tǒng)——計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和處理結(jié)果直接輸出作用于被控對(duì)象的控制系統(tǒng)。 四、簡(jiǎn)述題 1．伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)復(fù)合哪些基本要求？ 答：通常伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)符合以下基本要求： （1）具有寬廣而平滑的調(diào)速范圍； （2）具有較硬的機(jī)械特性和良好的調(diào)節(jié)特性； （3）具有快速響應(yīng)特性； （4）空載始動(dòng)電壓小。 2．什么是環(huán)行分配器？實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配有哪些方法？如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為U、V、W，寫出則三相六拍的通電順序。 答：使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序按輸入脈沖的控制而循環(huán)變化的裝置稱為環(huán)行分配器。 實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配的方法有：1軟件環(huán)行分配；2硬件環(huán)行分配；3專用環(huán)行分配器。 三相六

37、拍的通電順序?yàn)椋篣UVVVWWWUU 或UUVVVWWWUU 3．請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)？。 答：分布式控制系統(tǒng)綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)，采用多層分級(jí)的結(jié)構(gòu)形成，從上而下分為控制級(jí)、控制管理級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)和經(jīng)營(yíng)管理級(jí)。每級(jí)用一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)，級(jí)間連接通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線。 分布式控制系統(tǒng)采用分散控制、集中操作、分級(jí)管理和分而自治的原則。其安全可靠性、通用靈活性、具有最優(yōu)控制性能和綜合管理能力，為計(jì)算機(jī)控制開創(chuàng)了新方法。 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性考核作業(yè)（四）答案 一、填空題 1．工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展通?？蓜澐譃槿谝淮侵缚删幊坦I(yè)機(jī)器人（示教再現(xiàn)機(jī)器人）；第二

38、代是指智能機(jī)器人；第三代是指自治式工業(yè)機(jī)器人。 2．工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)可以從不同角度進(jìn)行分類，按軌跡控制方式的不同，可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制。 3．柔性制造系統(tǒng)按機(jī)床臺(tái)數(shù)和工序數(shù)可分為：柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、柔性制造生產(chǎn)線（FML）和柔性制造工廠（FMF）四種類型。 4．制造企業(yè)的CIMS功能模型通常包括：管理信息系統(tǒng)（MIS） 、技術(shù)信息系統(tǒng)（TIS）、制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS）和計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量分系統(tǒng)（CAQ）四個(gè)應(yīng)用（功能）分系統(tǒng)。 二、選擇題 1．工業(yè)機(jī)器人的自由度數(shù)取決于什么所要求的動(dòng)作（ A ） A．作業(yè)目標(biāo)　B．靈活程度　C．控制方式

39、　　D．驅(qū)動(dòng)方式 2．對(duì)進(jìn)行二維平面作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人需要幾個(gè)自由度（ C ） A．一個(gè)　B．二個(gè)　C．三個(gè)　　D．四個(gè) 3．目前，大部分工業(yè)機(jī)器人多采用多少級(jí)計(jì)算機(jī)控制（ B ） A．一級(jí) B．二級(jí) C．三級(jí) D．四級(jí) 4．對(duì)于只進(jìn)行二維平面作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人只需要三自由度，若要使操作具有隨意的位姿，則工業(yè)機(jī)器人至少需要幾個(gè)自由度（ C ）。 A．四個(gè) B．五個(gè) C．六個(gè) D．八個(gè) 5．FMS適用于下述何種生產(chǎn)類型（ C ）。 A．單件、小批 B．大批量、多品種 C．A和B 6．由能量自

40、動(dòng)分配及輸送子系統(tǒng)和能量自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所組成的系統(tǒng)稱為（ C ） A．加工系統(tǒng) B．物料系統(tǒng) C．能量系統(tǒng) D．信息系統(tǒng) 7．由過(guò)程控制子系統(tǒng)和過(guò)程監(jiān)視子系統(tǒng)所組成的系統(tǒng)屬于柔性制造系統(tǒng)中的（ D ） A．加工系統(tǒng)　B．物料系統(tǒng)　C．能量系統(tǒng)　D．信息系統(tǒng) 8．支持生產(chǎn)計(jì)劃和控制、銷售、采購(gòu)、倉(cāng)庫(kù)、財(cái)會(huì)等功能，用以處理生產(chǎn)任務(wù)的信息的系統(tǒng)屬于CIMS功能模型中哪一應(yīng)用分系統(tǒng)（ A ）。 A．管理信息分系統(tǒng)（MIS） B．技術(shù)信息分系統(tǒng)（TIS） C．制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS） D．計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)（CAQ） 9．包括CAD、CAPP

41、和NCP（數(shù)控程序編制）等子系統(tǒng)，用以支持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)個(gè)工藝準(zhǔn)備等功能，處理有關(guān)結(jié)構(gòu)方面的信息的系統(tǒng)屬于CIMS功能模型中哪一應(yīng)用分系統(tǒng)（ B ）。 A．管理信息分系統(tǒng)（MIS） B．技術(shù)信息分系統(tǒng)（TIS） C．制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS） D．計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)（CAQ） 三、名詞解釋 1．機(jī)器人——一種可重復(fù)編程的多功能操作手，用以搬運(yùn)材料、零件、工具或者是一種為了完成不同操作任務(wù)，可以有多種程序流程的專門系統(tǒng)。 2．柔性制造系統(tǒng)（FMS）——FMS是指可變的、自動(dòng)化程度較高的制造系統(tǒng)。 四、簡(jiǎn)述題 1．簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人的三個(gè)重要特性。 答：（1）是一種機(jī)械裝置，可

42、以搬運(yùn)材料、零件、工具或者完成多種操作和動(dòng)作功能，也即具有通用性。 （2）是可以再編程的，具有多種多樣程序流程地，這為人機(jī)聯(lián)系提供了可能，也使之具有獨(dú)立的柔軟性。 （3）有一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以在無(wú)人參與下，自動(dòng)地完成操作作業(yè)和動(dòng)作功能。 2．何為柔性制造系統(tǒng)？應(yīng)具備的功能有哪些？ 答：FMS是指可變的、自動(dòng)化程度較高的制造系統(tǒng)。 FMS應(yīng)具備的功能有： （1）自動(dòng)完成多品種多工序零件的加工； （2）自動(dòng)輸送和儲(chǔ)料； （3）自動(dòng)診斷； （4）信息處理。 3．何為柔性制造系統(tǒng)？按機(jī)床臺(tái)數(shù)和工序，柔性制造系統(tǒng)可分為哪幾種類型？ 答：FMS是指可變的、自動(dòng)化程度

43、較高的制造系統(tǒng)。 按機(jī)床臺(tái)數(shù)和工序，柔性制造系統(tǒng)可分為： （1）柔性制造單元（FMC）； （2）柔性制造系統(tǒng)（FMS）； （3）柔性制造生產(chǎn)線（FML）； （4）柔性制造工廠（FMF）。 中央廣播電視大學(xué)開放教育數(shù)控技術(shù)專業(yè)（機(jī)電方向） 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》作業(yè)答題輔導(dǎo) 說(shuō)明：本作業(yè)講評(píng)將對(duì)《機(jī)電一體化系統(tǒng)》形成性考核作業(yè)中的各類題型解答要點(diǎn)作輔導(dǎo)。 一、名詞解釋 1、適應(yīng)性設(shè)計(jì)——是在原理方案基本保持不變的情況下，對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的性能和質(zhì)量。 2、開發(fā)性設(shè)計(jì)——是在沒(méi)有參考樣板的情況下，根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求所進(jìn)行的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出

44、質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的系統(tǒng)。 3、變參數(shù)設(shè)計(jì)——在設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變部分結(jié)構(gòu)尺寸，使之適應(yīng)于量的方面有所變更的要求的一種設(shè)計(jì)方法。 學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中應(yīng)注意運(yùn)用比較的方法，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方法有三種，注意他們之間的區(qū)別和聯(lián)系。 1、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)——是一種將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件。 2、直流伺服系統(tǒng)——采用直流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)。 3、交流伺服系統(tǒng)——采用交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng)。 掌握概念時(shí)可以采用比較方法，比較這組概念的異同。本門課程是概述性質(zhì)的課程，概念很多，同組的概念特別要注意用比較法進(jìn)行學(xué)習(xí)。 二、選擇題 1．在反

45、映產(chǎn)品失效的失效率和時(shí)間的關(guān)系曲線中，某一時(shí)期失效期的特點(diǎn)是失效率高，且隨時(shí)間的增加而迅速下降，這一時(shí)期稱為（ A ）。 A．早期失效 B．偶然失效 C．損耗失效 2．在可維修系統(tǒng)中，在規(guī)定的工作條件和維修條件下，在某一特定的瞬時(shí)，系統(tǒng)正常工作的概率，稱為（D ） A．可靠度　 B．失效率　 C．平均壽命　 D．有效度 3．產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率稱為（ A ） A．可靠度　 B．失效率　 C．平均壽命 　D．有效度 4．電路各部分公共導(dǎo)線阻抗、地阻抗和電源內(nèi)阻

46、壓降相互耦合形成的干擾，稱為（ C ） A．靜電干擾 B．磁場(chǎng)耦合干擾 C．共阻抗感應(yīng)干擾 D．電磁輻射干擾 5．工業(yè)用電，高頻及微波設(shè)備等引起的干擾屬于（ C ） A．自然干擾 B．有意干擾 C．無(wú)意干擾 D．固有干擾 6．電場(chǎng)通過(guò)電容耦合的干擾。稱為（A ） A．靜電干擾 B．磁場(chǎng)耦合干擾 C．共阻抗感應(yīng)干擾

47、 D．電磁輻射干擾 可靠性的概念以及評(píng)價(jià)系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)中有許多概念容易產(chǎn)生混淆，學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意比較異同之處?？垢蓴_技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)掌握如何在機(jī)電一體化產(chǎn)品中應(yīng)用的。 三、填空題 1．機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)主要可歸納為：機(jī)械技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、 自動(dòng)控制技術(shù)、 伺服傳動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù) 。 2．機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)可概況為以下三個(gè)方面：性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向發(fā)展；功能上，向小型化、輕型化、多功能方向發(fā)展；層次上，向系統(tǒng)化、復(fù)合集成化的方向發(fā)展。 3．機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)大致可分為開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)和變參數(shù)設(shè)計(jì)。 4．在擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

48、方案的方法中，取代法是改造舊產(chǎn)品開發(fā)新產(chǎn)品或?qū)υ到y(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造的常用方法。 5．轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)伺服系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)相應(yīng)都有影響，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，在不影響系統(tǒng)剛度的條件下，應(yīng)盡量減小慣量。 6．同步帶傳動(dòng)的主要失效形式有：承載繩疲勞拉斷 、打滑和跳齒和磨損。 填空題主要考核的都是一些基本概念及應(yīng)用。 四、簡(jiǎn)答題 1．?dāng)M定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法通常有哪些？并解釋各種方法的含義。 答：擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法通常有取代法、整體設(shè)計(jì)法和組合法。 取代法是用電器控制系統(tǒng)取代原系統(tǒng)中機(jī)械控制機(jī)構(gòu)。這種方法是改造舊產(chǎn)品開發(fā)新產(chǎn)品或?qū)υ到y(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造常用的方法。 整體設(shè)計(jì)

49、法是在設(shè)計(jì)時(shí)完全從系統(tǒng)的整體目標(biāo)考慮各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這種方法主要用于新系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)。 組合法是選用各種標(biāo)準(zhǔn)功能模塊，通過(guò)接口將各單元有機(jī)地組合設(shè)計(jì)成機(jī)電一體化系 統(tǒng)。 2．機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素有哪些？其主要功能是什么？ 答：機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、動(dòng)力部分、檢測(cè)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器和接口。 機(jī)械子系統(tǒng)的主要功能是使構(gòu)造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間和時(shí)間關(guān)系安置在一定的位置上，并保持特定的關(guān)系。 動(dòng)力部分的功能應(yīng)是按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的要求為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力使系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。 檢測(cè)部分的功能是把系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所需要的本身和外界環(huán)

50、境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，變成可識(shí)別信號(hào)，送往控制裝置，經(jīng)過(guò)信息處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能是根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作。 控制器的功能是根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)信息和系統(tǒng)的目標(biāo)，進(jìn)行信息處理，按照一定的程序發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過(guò)輸出接口送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行并達(dá)到預(yù)期的性能。 3．什么是環(huán)行分配器？實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配有哪些方法？如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為U、V、W，寫出則三相六拍的通電順序。 答：使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序按輸入脈沖的控制而循環(huán)變化的裝置稱為環(huán)行分配器。 實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配的方法有：1軟件環(huán)行分配；2硬件環(huán)行分配；3專用環(huán)行分配器。 三相六拍

51、的通電順序?yàn)椋篣UVVVWWWUU 或UUVVVWWWUU 簡(jiǎn)答題在回答時(shí)要做到答清要點(diǎn)，對(duì)知識(shí)掌握透徹，并能做到舉一反三。以第三題為例，不但掌握三相六拍的通電順序，還應(yīng)掌握三相三拍或雙三拍的通電順序。 五、計(jì)算題 1．某數(shù)控機(jī)床位置控制系統(tǒng)的參數(shù)如下：K=40 Nm/rad；fm= 12sNm；f = 15sNm；J=25Kgm2；Ts-Tc=1.6 Nm，求其臨界轉(zhuǎn)速Ωc。 φc—ξ關(guān)系曲線 根據(jù)φc—ξ關(guān)系曲線查表,得出現(xiàn)爬行時(shí)系統(tǒng)的臨界初始相位φc=80 2．某齒輪系中，設(shè)i = 80，傳動(dòng)級(jí)數(shù)n = 4的小功率傳動(dòng)，試按等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則分配傳動(dòng)比。并驗(yàn)算之。 解：由式 驗(yàn)算：i=i1i2i3i4=79.9958 ≈80 以上兩個(gè)計(jì)算題是本門課程的典型例題，學(xué)員應(yīng)認(rèn)真理解并掌握，做到解題思路清晰，解題步驟清楚。答題時(shí)有解題步驟并要寫出公式代入數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。 21