2020年电大《机电一体化系统设计基础》期末考试题库及答案.docx

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1、2020 年电大机电一体化系统设计基础期末考试题库及答案单选题1. 机电一体化技术是以 ( C) 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. 微电子 C 机械 D. 软件2. 导程 Lo = 8 mm 的丝杠的总质量为 6kg ，标称直径为 4 0 mm ， 则其转动惯量为 (A )kg. mm2 A.1200 B.480 c. 120 D.483. 某机电一体化系统需要消除斜齿轮传动的齿侧间隙， 采取 (D) 调整法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙。A. 偏心套 B. 轴向垫片 c. 薄片错齿 D. 轴向压簧错齿4. 下列哪项指标是传感器的动态特性 ? (D ) 。

2、A. 量程 B. 线性度 c. 灵敏度 D. 幅频特性5. 在开环控制系统中， 常用 (B ) 做驱动元件。A. 直流伺服电动机 B. 步进电动机 C. 同步交流伺服电动机 D. 异步交流伺服电动机6. HRGP-1A 喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的 (B ) 。A. 能游、部分 B. 传感部分 C. 控制器 D. 执行机构7. 机械系统的刚度对系统的动态特性主要影响表现为(B ) 等方面。A. 固有频率、响应速度、惯量 B. 固有频率、失动量、稳定性C. 摩擦特性、响应速度、稳定性 D. 摩擦特性、失动量、惯量8. 多级齿轮传动中， 各级传动比相等的分配原则适用于按 (C ) 设计的传

3、动链。A. 最小等效转动惯量原则 B. 输出轴的转角误差最小原则c. 重量最轻原则 ( 小功率装置 ) D. 重量最轻原则 ( 大功率装置 )9. 幅频特性和相频特性是模拟式传感器的 (B ) 。A. 静态特性指标 B. 动态特性指标 C. 输人特性参数 D. 输出特性参数10. 半闭环控制的驱动装置中， 丝杠螺母机构位于闭环之外， 所以它的 (D) 。A. 回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度B. 传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度c. 回程误差和传动误差都不会影响输出精度D. 回程误差和传动误差都会影响输出精度11. 步进电机转角的精确控制是通过控制输入脉冲的(B )

4、 来实现的。A. 频率 B. 数量 c. 步距角 D. 通电顺序12. HRGP-IA 喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的(B ) 。A. 能源部分 B. 测试传感部分 c. 驱动部分 D. 执行机构13. 以下产晶属于机电-体化产品的是(C)入。D. 非指针式电子表A. 游标卡尺 B. 移动电话 C. 全自动洗衣机14. 为提高机电一体化机械传动系统的固有频率， 应设法 (A ) 。 A. 增大系统刚度 B. 增大系统转动惯量 C. 增大系统的驱动力矩经四倍细分D. 减小系统的摩擦阻力15. 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/ m m后，

5、 记数脉冲为 400 ， 光栅位移是 (A )mm 。A. 1 B. 2 C. 3 D. 416. PWM 指的是 ( C) 。A. 机器人 B. 计算机集成系统 C. 脉宽调制 D. 可编程控制器17. 以下除了 (D ) ，均是由硬件和软件组成。A. 计算机控制系统 B.PLC 控制系统 C. 嵌入式系统 D.继电器控制系统18. HRGP-1A 喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的 ( C) 。A. 能源部分 B. 传感部分 C. 驱动部分 D. 执行机构19. 导程Lo=8mm的丝杠驱动总质量为60峙的工作台与工件，则其折算到丝杠上的等效 转动惯量为 (B )kg'mm2 。

6、A. 48.5 B. 97 C. 4.85 D. 9.720. 下列哪项指标是传感器的动特性 ? (D )A. 量程 B. 线性度 c. 灵敏度 D. 幅频特性21. 计算机控制系统实际运行时， 需要由用户自行编写 (D ) ，具有实时性、针对性、灵活 性和通用性。A. 实时软件 B. 开发软件 c. 系统软件 D. 应用软件22. 以下(D )不属于系统功能结构图的基本结构形式。A. 串联结构 B. 并联结构 c. 环形结构 D. 星形结构二. 判断题(正确的打"，错误的打 X1. 一个完善的机电一体化系统， 应包括以下几个基本要素 : 机械本体、动力系统、检测传感系统及执行部件，

7、各要 素和环节之间通过接口相联系。 (X)2. 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。(V )因此机械系统的阻尼比 E取3. 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， 值越小越好。 (X )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。 (V )5. 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。(X)6. 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。(V )7. 气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合使用。

8、(X)8. 全物理仿真与计算机仿真相比较， 在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，是一种经济、快捷与实 15. 现场总线系统采用一对一的设备连线， 按控制回路分别进行连接， 打破了传统控制系统的结构形式。 (X)9. 现场总线系统采用一对一的设备连线， 按控制回路分别进行连接， 打破了传统控制系统的结构形式。 (X)" 智能化的特征是机电一体化与机10. 绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究， 进而对该系统产品进行剖析、重构、再创造的设计。 (X)11. 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，具有是机电一体化技术的方法论。(V)械电气化在功能上的本质

9、差别。 (V )12. 系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，13. 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。(X)14. 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。 (V )15. 采用双螺母螺纹调隙以消除滚珠丝杠副轴向间隙，结构形式结构紧凑， 工作可靠， 调整方便，能够进行很精确的调整。 (X )16. 在闭环系统中， 因齿轮副的啃合间隙而造成的传动死区能使系统以 15 倍的间隙角产生低频振荡， 采

10、用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。(V)17. 齿轮传动 . 系统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。 (X )18. 步进电动机的转动惯量越大， 同频率下的起动转矩就越大。 (X )19. 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。(X )20. 嵌人式系统大多工作在为特定用户群设计的系统中，通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点。(V )7. 产品的组成零部件和装配精度高， 系统的精度一定就高。 (X )8. 从影响滚珠螺旋传动的因素看， 温度误差是影响传动精度的因素之一。 (V )9

11、. 双螺母消除滚珠丝杠副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。 (X )10. 迟带是传感器静态特性指标之一， 反映传感器输人量在正反行程中， 输出输人特性曲线的不重合度。 (V )1 1. 选择传感器时， 应选用精度尽可能高的传感器。 (X)12. 永磁型步进电动机即使其定子绕组断电也能保持一定转短，故具有记忆能力， 可用于定位驱动。 ( V)13. 通常， 步进电机的最高连续工作频率远小于它的最高启动频率。(V )14. 一般说来， 全物理仿真较之计算机仿真在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，是一种经济、快捷与实用的仿真方法。 (X )15. PLC 采用扫

12、描工作方式，扫描周期的长短仅决定于 PLC 的程序长短。 (X)16. 绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究， 进而对该系统 ( 产品) 进行剖析、重构、再创造的设计。 (X)17. 齿轮传动的啃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。 (V)13. 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。(X )14. 开环系统没有反馈回路， 只能依据时间和逻辑顺序决定被控对象的运行方式，开环系统简单、稳定、可靠，但精度较低，无自动纠偏能力。（V ）15. 仿真根据采用的模型可以分为计算机仿真、半物理仿真和全物理仿真。（V ）16. PID 调节器由比

13、例调节器、积分调节器和加法调节器通过线性组合而构成。（X）17. 计算机控制系统的采样周期越小， 其控制精度就越高。 （X ）18. 工业机器人驱动部分在控制信息作用下提供动力，包括电动、气动、液压等各种类型的传动方式。（V ）三、简答题1. 简述对滚珠丝杆副进行间隙调整和预紧方法。答: 通常采用双螺母预紧和单螺母 （ 适于大滚珠、大导程 ） 两种方法， 将弹性变形控制在最小限度内，以减小或消除 轴向间隙，并可提高滚珠丝杠副的刚度。常用的双螺母消除轴向间隙的结构形式有三种: 螺纹调隙式、垫片调隙式和齿差调隙式三种 ; 单螺母消隙常用增大滚珠直径法和偏置导程法两种预紧方法。2. 步进电动机的输入

14、信号是什么 ? 如何实现对其转速和旋转方向的控制 ?步进电机的步矩角a与运行拍数m、通电方式k （ m =走N,单拍时走=1，双拍时走=2 , N为定子绕组的相数）、转子的齿数z有关。步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高， 转子的转速越高。改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变。3. 3. 简述数控设备中计算机数控装置的组成和功能。计算机数控装置将数控加工程序通过输入装置输入数控装置，在数控装置的控制下，通过输出设备输出各种信息和指 令，而驱动装置驱动机床各部分有序的运动，控制个坐标轴的进给速度，进给方向和位移量等。4. 机电一

15、体化系统仿真在系统设计过程中所起的作用是什么 ? 答:在进行项目的设计和规划时，往往需要对项目的合理性、经济性等品质加以评价; 在系统实际运行前，也希望对项目的实施结果加以预测，以便选择正确、高效的运行策略或提前消除设计中的缺陷，最大限度地提高实际系统的运行 水平采用仿真技术可以省时、省力、省钱地达到上述目的。5. 什么是 PID 调节器 ? 三部分在系统调节中各起什么作用 ?答: 按偏差的比例、 积分和微分进行控制的调节器， 将偏差的比例、 积分、微分通过线性组合构成控制量， 简称为 P （比 例） I （ 积分） D （ 微分）调节器，是连续系统中技术成熟、应用最为广泛的一种调节器。a.

16、PID 调节器中比例调节起纠正偏差的作用， 其反应迅速 ;b. 积分调节能消除静差， 改善系统静态特性 ;C. 微分调节有利于减少超调， 加快系统的过渡过程。6. PLC 控制系统有何优越性 ?答:PLC主要具有可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单，PLC提供标准通信接口，可以方便地构成P LC- P LC网络或计算机-P LC网络，P LC应用程序的编制和调试非常方便，P LC具有监控功能。7. 简述完善的机电一体化系统五大组成要素。答: 机电一体化系统是由机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理及控制系统五部分相互协调，共 同完成所规定的目的功能。各部分通过接口

17、及相应软件有机结合在一起，构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产 品。8. 齿轮传动中各级传动比的最佳分配原则分别有哪些 ? 各使用在那些场合 ?答: 齿轮传动中各级传动比的最佳分配原则 : a . 重量最小原则 （ 结构紧凑） ; b. 转动惯量最小原则 （快速响应） ; c. 输出轴转角误差最小原则 （ 精度 ） 。结合可行性、 经济性对转动惯量、 结构尺寸和传动精度提出适当要求 : 要求体积小、 重量轻的齿轮采用重量最轻的原则 ; 要求运动平稳、起停频繁和动态性能好的轮系采用最小转动惯量原则或输出轴转角误差最小原则 ; 提高传动精度和减小回程误差为主的轮系采用转角误差最 小原则。9. 简

18、述直流伺服电动机脉宽调制的工作原理。答: 直流伺服电动机一般采用脉宽调制 （PWM） 进行调速驱动。假设输入直流电压 U ，可以调节导通时间得到一定宽度 的与I成比例的脉冲方波，给伺服电动机电枢回路供电，通过改变脉冲宽度来改变电枢回路的平均电压，从而输出不同 大小的电压Va，使直流电动机平滑调速。设开关S周期性的闭合、断开，周期是 T。在一个周期内，闭合的时间是t,断开的时间是T一t 。若外加电源电压U为常数， 则电源、加到电动机电枢上的电压波形将是一个方波列，其高度为U，宽度为t,则一个周期内的电压平均值为卩U。所以，当T不变时，只要连续改变t （ O - T）就可以连续的使Ua由0变化到U

19、，从而达到连续改变电动机转速的目的。10. 齿轮传动中齿侧间隙对系统有何影响 ? 如何消除直齿圆柱齿轮的齿侧间隙 ?答：齿轮的啃合间隙会造成传动死区（失动量），若该死区是在闭环系统中，则可能造成系统不稳定，常会使系统产生低频振荡。常用调整直齿圆柱齿轮的齿侧间隙的方法有偏心套调整法、轴向垫片调整法、双片薄齿轮错齿调整法等。11. 什么是步进电机的步距角 ？它由哪些参数确定？答：定子绕阻的通电状态每改变一次，它的转子便转过一个确定的角度，即步进电机的步距角们步进电机的步距角a = 3 6 0 / （ zm），所以a与运行拍数 m、通电方式k< m = k N ，单拍时k =1 ,双拍时k =

20、 2 , N为定子绕组的相数）、转子的齿数z有关。12. 何谓概念设计？简述概念设计的设计过程。答：概念设计是指在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理及其组合等，确定出基本求解途径，得出求解方案。设计过程 z设计任务抽象化，确定系统的总功能t将总功能分解为子功能，直到功能元t寻找 子功能（功能元）的解t将原理解进行组合，形成多种原理解设计方案t对众多方案进行评价决策，选定最佳方案t概 念产品。13. 简述典型的机电一体化的机械系统的组成及对其基本要求。答t典型的机电一体化的机械系统组成包括传动机构、导向机构、执行机构、轴系和机座或机架。机电一体化设备对 机械系统的基本要求

21、是高精度、快速响应性和良好的稳定性。14. 什么是传感器的校准？并简述如何进行校准？答：传感器在使用前、使用中或搁置一段时间再使用时必须对其性能参数进行复测或做必要的调整和修正，以确保传 感器的测量精度，这个复测调整过程称为校准。为了对传感器有一个长期的、稳定的和高精度的基准，在T些测量仪 器中特别是内部装有微处理器的测量仪器中，很容易实现自动校准功能。对传感器进行校准时，需要精度比它高的基 准器，这种基准器受时间的推移和使用的磨损等因素的影响，参数会随之改变。因此对这种基准器还要用更高精度的 基准器来定期校准。15. 机电一体化系统仿真的模型主要有哪几种？分别应用于系统设计的哪个阶段 ？答：

22、机电一体化系统的仿真模型主要有 z物理模型、数学模型和描述模型。当仿真模型是物理模型时，为（全）物理仿真；是数学模型时，称之为数学（计算机）仿真。用已研制出来的系统中的实际部件或子系统代替部分数学模型所构成的 仿真称为半物理仿真。计算机仿真、半物理仿真、全物理仿真分别应用在分析设计阶段（软件级）、部件及子系统研制阶段（软件一硬件级）实时仿真、系统研制阶段（硬件级）实时仿真阶段。四、计算题1、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1 0 0 %，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Z j

23、=20 、Z 3 = 25 ,現 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7(mzbp)见图 1.图1图2解：设一级齿轮的传动比为1 1 ，第二级齿轮的传动比1 2 0，见图2. 齿轮传动系统的总重量：2.已知某工作台采用直流电机和丝杠螺母机构驱动如图所示），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0.0 0 5 m m（忽略齿轮和丝杠的传动误差。（1）试采用高速端电机测量方法，确定旋转编码器的每转脉冲数。(2)若选取ns = 2 0 0 脉冲/转的旋转编码器是否合用？

24、解：(1 )在高速端进行测量：设传感器的每转脉冲数为n ，每个脉冲对应工作台的位移为3. 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40。滚珠丝杠的基本导程为Lo =6mm.已知传动系统的横向(x向脉冲当量S为0.005mm/脉冲。试求步进电机的步距角a 和减速齿轮的 传动比i 。解:(1 )步进电机的步距角za = 360/z ? m =360/40X 6=1.5;(2) 减速齿轮的传动比 z i= ( Lo / S) /360 ° / a =54. 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Lo =6mm、左端齿轮齿数为1 0

25、0、右端齿轮齿数为9 8 0当两端转向相同时，一端的外齿轮相对于另一端的外齿轮转过2个齿时，试求两个螺母之产生的相对轴向位移？1-套筒2-内齿圈3-圆柱齿轮4 一丝杠图双螺母齿差预紧式滚珠丝杠解：左端外齿轮旋转一周，螺母轴向移动6mm则每转一个齿，螺母的轴向移动6/100=0.06mm;右端外齿轮旋转一周,螺母轴向移动6mm则每转一个齿，螺母的轴向移动6/98=0.0612mm;当两端转向相同时：一端的外齿轮相对于另一端的外齿轮转过1个齿时，相对移动的轴向距离为0.0612 -0.06 =0.0012(mm)，所以当一端的外齿轮相对于另一端的外齿轮转过2个齿时相对移动的轴向距 (0.0612

26、- 0.06 )*2=0.0024(mm)s= n X ( 1 /Z1-1 / Z2) X In = 2 X (1/98- 1/100) X6mm=2.4卩 m五、综合题1、请制订一套典型的机电一体化系统概念设计的流程。解：产品概念设计将决定性地影响产品创新过程中后续的产品详细设计、产品生产开发、产品市场开发以及企业经营 战略目标的实现。包含以下流程(1) 首先是将设计任务抽象化，确定出系统的总功能；(2) 根据系统的总功能要求和构成系统的功能要素进行总功能分解，划分出各功能模块，将总功能分解为子功能，直到分解到不能再分解的功能元，形成功能树；确定它们之间的逻辑关系；(3) 对各功能模块输入/

27、输出关系进行分析，确定功能模块的技术参数和控制策略、系统的外观造型和总体结构；(4) 寻找子功能(功能元)的解，并将原理解进行组合，形成多种原理解设计方案；(5) 以技术文件的形式交付设计组讨论、审定；(6) 进行方案整体评价：对不同的方案进行整体评价，选择综合指标最优的设计方案。最终选定最佳方案形成概念产品。2、某部门欲开发一款用于焊接印刷电路板芯片的机械手，请制订出该款机械手产品的开发设计流程。解:机电一体化系统的主要设计流程分为五个阶段：产品规划、概念设计、详细设计、设计实施和设计定型阶段。第一阶段:产品规划阶段：进行需求分析和需求设计，以明确设计任务。比如，可以明确：机械手的用途：焊接

28、芯片。工作方式:手动、自动方式。主要技术参数：自由度、定位精度、运行速度等。使用环境要求：生产线。第二阶段：慨念设计阶段:在功能分析的基础上，优化筛选取得较理想的工作原理方案。第三阶段：详细设计阶段。对各功能模块进行细部设计，绘制相应的工程图。该阶段的工作量既包括机械、电气、电子、控制与计算机软件等系统的设计，又包括总装固 和零件图的绘制。第四阶段：设计实施阶段。首先根据机械、电气图纸和算法文件，制造、装配和编制各功能模块；然后进行模块的调试；最后进行系统整体的安装调试，复核系统的可靠性及抗干扰性。第五阶段：设计定型阶段。对调试成功的系统进行工艺定型，整理设计资料。小批量生产，试销。3分析圈中

29、整体式PLC的各组成部分中CPU、存储器、电源、输入/出单元的功能。答：(1 )中央处理器CPU是PLC的运算 和控制核心，控制其它所有部件的运 行，功能相当于人的大脑。(2) 存储器用来存储数据和程序，包括随机存储器(RAM)和只读存储器 (ROM),用于存储系统程序和用户程 序。(3) 输入/输出(I/O)单元是CPU与现场 I/O设备或其它外部设备之间的连接部 件。(4) 电源包括系统电源和后备电池，其中后备电池可在停电时继续保持几十小 时的供电。4、根据下图所示气体压力传感器的原理图，分析该传感检测系统的原理组成及各部分的作用。答：气体压力传感器的工作原理是膜盒2的下半部与壳体1固接，

30、上半部通过连杆与磁心 4相连，磁心4置于两个电感线圈3中，后者接入转换电路 5。该传感检测系统由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成：（1）敏感元件。膜盒2就是敏感元件，其外部与大气压p a相通，内部感受被测压力p,当p变化时，引起膜盒上半部移动，即输出相应的位移量 o（2）转换元件。可变电感3是转化元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。（3）基本转换电路o 5即为转换电路。5. 分析下图调整齿侧间隙的原理。解：这是采用双螺母预紧螺纹调隙来调整齿侧间隙的。原理是采用一个外端有凸缘的螺母；一个外端无凸缘但制有螺纹的螺母；螺母伸出套筒外用两个螺母固定锁紧，并用键来防止两螺母相对转动。如果圆

31、螺母带动丝杠向左微移则通过外侧的套筒使螺母向右移动，从而调整消除间隙，并产生了预紧力，之后再用锁紧螺母锁紧。分析下图中传动大负载时消除齿侧间隙的原理。解：这是采用双齿轮调整齿侧间隙的。原理是小齿轮分别与齿条啮合。小齿轮分别与大齿轮同轴大齿轮同时与齿轮啮合。通过预载装置，向齿轮上预加负载，使大齿轮同时向两个相反方向转动从而带动小齿轮转动，其齿面便分别紧贴在齿条上齿槽的左右侧，从而消除了齿侧间隙。6. 分析比较直流测速发电机和光电编码器做转速测量的特点。解：直流测速发电机由永久磁铁与感应线圈组成用电枢获取速度信号。它具有灵敏度高结构简单等特点，常用于高精度低速伺服系统也可与永磁式直流电动机组成低速

32、脉宽调速系统。直流测速发电机的输出信号是与输入轴的转速成正比的直流电压信号幅度大，信号调理电路简单。由于输出电压信号有波纹，一般需要配置滤波电路。光电编码器（增量式）主要由旋转孔盘和光电器件组成。它具有体积小使用方便，测量精度高等特点常与直流电机配合使用构成脉宽调速系统。增量式光电编码器输出的是与转角成比例的增量脉冲信号可以通过脉冲计数获得角位置信号，也可以定时取样脉 冲数的增量实现角速度测量。因此，可以同时测量转角和转速。图示直射式光电转速传感器是一种角位移传感器由装 在被测轴或与被测轴相连接的输入轴上的带缝隙圆盘。光源光电器件和指示缝隙盘组成光源发生的光通过缝隙圆盘和 指示缝隙照射到光电器

33、件上。7. 试分析传感器的测量原理。解：光电传感器是可以检测出其接收到的光强的变化通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制。它首先把 被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。在一般情况下光电传感器由三 部分构成：发送器、接收器和检测电路。发送器主要是对准目标不间断地发射光束，发射的光束一般来源于半导体光 源。在接收器的前面装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。通过圆 盘的开空部分和不开空部分及缝隙板，使光间隔的通过及不通过，则光敏元件（如光敏三极管）检测到光线强度的变 化，产生光电流，光电流的大小随光的强弱而大小

34、变化。然后再进一步将变化的光信号转换成电信号。（永磁式直流伺服电机）又称为力矩电动机，在位置控制方式的伺服系统中，可在堵转状态下工作。 B（半）闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之 外所以它的（回程误差和传动误差都会影响输出精度）。步进电机转动后，其输出转矩随着工作频率增高而（下降）步进电机转角的精确控制是通过控制输入脉冲的（数量）来实现的。闭环控制的驱动装置中，齿轮减速器位于前向通道，所以它的（回程误差不影响输出精度，但传动误差影响精度）。C传动系统的固有频率对传动精度有影响，（提高）固有频率可减小系统地传动误差，（提高）系统刚度可提高固齿轮传动的总等效惯量随传动级数（增加而增加）。

35、采用脉宽调制PWM进行直流电动机调速驱动时，通过改变（ 脉冲的宽度）来改变电枢回路的平均电压。D导程Lo=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（97） kg mm2导程Lo=8mm的丝杠总质量为 6kg，标称直径为 40mm ,则其转动惯量为（1200） kg mm2。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（重量最轻原则）设计的传动链多级齿轮传动中，各级传动比相等的分配原则适用于按（重量最轻原则小功率装置 ）设计的传动链。F幅频特性和相频特性是模拟式传感器的 （动态特性指标）。G光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等

36、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（1） mm。100线/mm，此光栅传感器测量分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，刻线数为辨率是（0.01 ） mm。H含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是（智能接口）。HRGP-1A喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的（驱动部分）。HRGP-1A喷漆机器人中的手部属于系统中的（执行机构）。HRGP-1A喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的（测试传感部分）J检测环节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（转换电路）。计算机控制系统实际运行时

37、，需要由用户自行编写（应用软件），具有实时性、针对性、灵活性和通用性。机械系统的刚度对系统的主要影响表现为 （固有频率，精度,稳定性）等方面。机械系统的刚度对系统的动态特性主要影响表现为（固有频率，失动量，稳定性）等方面。机电一体化技术是以（机械）部分为主体，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。 机电一体化技术是以（电子）技术为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。M某机电一体化系统需要消除齿轮传动的齿侧间隙，采取（轴向压簧错齿调整法）使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙？P频率响应函数是传感器的（动态特性指标）。S受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称（伺服系统）。数控机床进给系统的伺服

38、电机属于设备的（驱动部分）。T通常，数控精密镗铳床等高精度数控设备，其伺服系统的控制方式均采用（闭环控制）。W为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（增大系统刚度）。X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？（偏置导程法）。下列哪个是传感器的动态特性（幅频特性）。Y以下产品属于机电一体化产品的是（全自动洗衣机）。以下产品不属于机电一体化产品的是（电子计算机、移动电话）。以下除了（继电器控制系统），均是由硬件和软件组成。以下抑制电磁干扰的措施，除了（软件抗干扰），其余都是从切断传播途径入手。以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是（改变电动机的供电频率）。有一脉冲电源，通过

39、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（1.5 ° ）。Z在开环控制系统中，常用（步进电动机）做驱动元件。在工业控制应用中，为了 （适应工业仪表的要求），D/A转换的输出常常要配接 V/I转换器。B步进电动机转动惯量越大，同频率起动转矩就越大 x 闭环伺服系统中编码器检测得到XC产品组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高x齿轮传动的啮合间隙使系统产生低频振荡 V 齿轮传动系统各级传动比等效转动惯量为最小 X 传感器的转换元件响应被测量的部分x 传感器在使用前、中或修理后性能指标达到要求 V 传感器的静态特性输出与输入之间的

40、关系x传动机构转动惯量取决机构中各部件的质量和转速x采用偏心轴套调整法且可以自动补偿侧隙 x 采用虚拟样机代替物理面向客户与市场需求能力 x 采用双螺母螺纹调能够进行精确调整 x 迟滞是传感器静态特性输出输入特性曲线不重合度V迟滞是传感器的一 输出输入特性曲线不重合引起的xD电液伺服系统的过载能力.重载的高加减速驱动 V 对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好x电气驱动部件的固有频系统的基本固有频率 2-3倍x F反求设计是建立在概率降低维修费用x 仿真根据采用的模型分为计算机仿真、和全物理仿真VG滚珠丝杠垂直传动，必须附加自锁或制动装置V感应同步器是应用电磁感应原理检测直线位移和转角V工业

41、机器人驱动部分在控制信各种类型的传动方式VJ机电一体化系统的主要就输出具有所需特性的物质X机电一体化系统是以微电子技术集成的综合性技术 X机电一体化系统的机械系统与一快速响应性的特性V机电一体化产品的适应性设计而形成系列产品的设计X机电一体化产品不仅是人的手.与功能上的本质区别V进行机械系统结构设计时，阻尼比取值越小越好X计算机控制系统采样周期越小，其控制精度就越高x计算机控制系统设计完成后，进行硬件和软件的调试X计算机控制系统的软件主要分主要是系统软件设计X绝对式光电编码器能用于角位置能用于角速度测量XL绿色设计是对已有的产品或技术再创造的设计XM脉冲分配器的作用是使电动机按一定规律变化 V

42、目前，大部分硬件接口和软件接口.编写相应的程序 VPPLC采用扫描工作方式，扫描周期的PLC的工作速度VPLC完善的自诊断功能，能及时诊断出工作安全性VQ驱动部分在控制信息作用下提供类型的驱动装置V驱动元件的选择及动力计算是机电阶段的工作之一 V驱动装置中同一环节的误差，其高频分可能是不同的V驱动电路中采用脉冲调制pwm放大关状态，管耗小 V气压伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合使用X气压伺服系统的过载能力强重载的高加减速驱动X全物理仿真与计算机仿真相比较快捷与实用的方法X嵌入式系统大多工作在为特定集成度高特点 V s信息处理技术是指在机电一体化决策分析等技术 V双螺母消除轴向间隙的结构形式

43、能够精确调整X数字式位移传感器有光栅、磁栅统计位移的尺寸 V数字化物理样机就是一种结构设计结构上的设计X数控机床中的计算机属于机电一体系统的驱动部分X伺服驱动系统在控制信息作用下类型驱动装置 VT通常，步进电机的最高连续工作最高启动频率 V通常，机械传动系统的驱动部件的固有频率 2-3倍V 通常，提高响应速度和提高系统系统的控制形式 V通用型计算机系大多工作在为特定集成度高等特点XTTL电平接口 不能用于驱动带电气隔离的继电器XTTL电平接口 能用于驱动带电气隔离的继电器VW为减少机械传动部件的扭矩反馈.而失去稳定性X无论采用何种控制方案高于检测装置的精度XX系统论、信息论、控制论是一体化技术

44、的方法论 V 系统的静摩擦阻尼越大定位精度降低 V 信息处理技术是指在机电一体化产决策分析等技术 V选择传感器时测量的目的精度高的传感器X 现代嵌入式系统的设计方法是设计流程分别完成X 现场总线系统采用一对一的设备连线.系统的结构形式X 需求设计是指新产品开发的整个生.需求产品的过程 V虚拟设计是在基于多媒体的、交互.设计和应用的需要V Y永磁型步进电动机即使其定子.可用于定位驱动 V 一般说来，全物理仿真较之计算机.与实用的仿真方法X一个完善的机电一体化系统，应包括.通过接口相联系XZ自动控制是在人直接参与的按照预定的规律运行X自动控制技术是机电一体化相关技.响应速度和稳定性V直流伺服电动机

45、的调速特性是电机输出转矩的关系X直流伺服电动机的机械特性是电机控制电压的关系X直流伺服电动机和永磁同步.pwm控制方式进行控制V 直流伺服电机的驱动电路中，由于.多用于小功率系统 X 在闭环系统中，因齿轮副的啮合1-5倍V610倍X在闭环控制系统中，驱动装置中.输出精度影响不同 V 在工控机系统的总线中，控制总线总线上信息流的时序V在工控机系统的总线中，数据总线总线上信息流的时序X在滚珠丝杠螺母间隙的调整结构中，制作成本低X在全自动洗衣机产品的设计过程中，阶段的任务之一 X阻尼比除了 .阻尼系数B有关，系数K和质量m有关V B步进电动机的输入信号是什么？如何实现对其转速和旋转方向的控制步进电机

46、的输入信号是脉冲序列。步进电机的步转角a与运行拍数 m，通电方式k（m=kN，单拍时k=1,双拍时k=2，N为定子绕组的相数），转子的齿数z有关，步进电机定子绕 组通电状态的改变速度越快，其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高，转子的转速越高。改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变。比较直流伺服电动机和交流伺服电动机的适用环境差别。直流伺服电动机具有良好的调速特性，较大的起动转矩，相对功率大及快速响应等优点。尽管其结构复杂，成本较高，在机电控制系统中作为执行元件还是获得了广泛的应用。与普通直流伺服电动机相比较，普通交流伺服电动机的特点是：它不需要电刷和换向器，因而避免了由于存在电刷和换向器而引起的一系列弊病。此外，它的转动惯量，体积和重量一般来说也较小。缺点是：输出功率和转矩较小；转矩特性和调节特性的线性度不及直流伺服电动机好 ；其效率也较直流伺服电动机为低。C齿轮传动中各级传动比的最佳分配原则分别有哪些，各使用在哪些场合 齿轮传动中各级传动比的最佳分配原则a重量最小原则（结构紧凑）b.转动惯量最小原则（快速相应）c.输出轴转角误差最小原