机电一体化设计复习题

6/6山东理工大学成人高等教育机电一体化设计复习题一、单项选择题1、常用的8位A/D转换器ADC0808/0809的转换原理为（）A.计数型B.双积分型C.逐次逼近型D.并行型2、直线感应电动机按性质分为力电动机、功电动机和能电动机，下列属于功电动机应用的是（）A.阀门操作B.机械手操作C.高速列车的动力机D.鱼雷发射3、下列元件不属于机械移动系统基本元件的是（）A.转动惯量B.阻尼器C.质量D.弹簧二、填空题1、步进电动机的驱动电源由和组成。2、衡量传感器静态特性的重要指标是、、、_。3、机电一体化系统设计常用的方法有整体设计法、、。4、影响机电一体化系统中传动链动力学性能的因素一般有、传动链的惯性、传动链的固有频率以及间隙、摩擦、润滑和温升等。5、变频器选择的依据是。6、设计齿轮传动装置时，各级传动比最佳分配原则有：、、。7、接近式位置传感器按其原理主要分为、、。8、在开环控制系统中,常用做驱动元件。9、步进电机常用的功率放大电路有、、。三、简答题1、简述传感器的选用原则。2、机电一体化系统的控制与信息处理单元的功能是什么？3、简述工业控制计算机系统的组成。4、简述模拟式传感器信号处理过程包括哪些环节？5、画出由CH250芯片实现步进电机三相六拍工作方式接线图。6、简述机电一体化系统中常用的光电式传感器有哪几种？试举例说明其中的一种在机电一体化系统中的应用。7、简述可编程控制器与普通计算机的不同点。8、简述变频器的基本类型。四、分析题如下图所示为斜齿圆柱齿轮消隙机构简图，试分析其工作原理及特点。五、计算题1、已知图示丝杠螺母驱动系统，工作台的质量M=100kg，丝杠的名义直径=48mm,导程L=8mm,丝杠总长=0.5m,小齿轮齿数=20,宽度=12mm,大齿轮齿数=40,宽度=10mm,齿轮模数=2mm,丝杠和齿轮的材料密度均为=7.8×103kg/m3,试求折算到电机轴上的总等效转动惯量。2、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，测得步进电机的转速为50r/min，已知转子有48个齿，求：1）步进电机的步距角；2）步进电机每转所需脉冲数。3）脉冲电源的频率。3、某数控机床的步进电机驱动系统中，已知，步进电机转子的齿数为80，三相六拍工作方式。丝杠的导程值为6mm，脉冲当量为0.01mm，数控系统发出脉冲的频率为600Hz。求：（1）步进电机步距角。（2）总降速比i。（3）每转进给量x。（4）每分进给量v。参考答案一、单项选择题1、C2、C3、A二、填空题1、环形脉冲分配器功率放大器2、线性度灵敏度迟滞性重复性3、取代法组合法4、负载的变化5、电动机容量及负载特性6、最小等效转动惯量、质量最小、输出轴转角误差最小原则7、电感式、电容式、光电式8、步进电机9、单电压型、高低电压型、恒流斩波型三、简答题1、传感器通常应该具有快速、准确、可靠经济地实现信息转换的基本要求，即：①足够的容量具有一定的过载能力；②与测量或控制系统的匹配性好，转换灵敏度高；③精度适当，且稳定性高；④反应速度快，工作可靠性好；⑤适用性和适应性强，动作能量小，对被测对象的状态影响小，内部噪声小且不易受外界干扰的影响，使用安全；⑥使用经济成本低，受命长，易于使用、维修和校准。2、控制与信息处理单元是机电一体化系统的核心单元。其功能是将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、存储、分析、加工；根据信息处理的结果，按照一定的程序发出相应的控制信号；通过输出接口送往执行机构，控制整个系统有目的的运行，并达到预期的性能。3、工业控制计算机系统由硬件和软件两部分组成。硬件由计算机基本系统、人－机对话系统、系统支持模块、过程输入/输出子系统等组成。过程输入设备把系统测控对象的工作状况和被控对象的物理、工位接点状态转换为计算机能接受的数字信号；过程输出设备把计算机输出的数字信息转换为能驱动执行机构的功率信号。人－机对话系统用于操作者与计算机之间的信息交换。软件包括适应工业控制的实时系统软件、通用软件和工业控制软件等。4、模拟量传感器输出信号放大采样/保持模拟多路开关A/D转换I/O接口微机5、6、光电式转速传感器、光电式位置传感器等。例如在机械手搬运工件中检测右工位有无工件用的光电开关。7、（1）工作原理不同：PLC是顺序扫描方式，通用微机为中断处理方式。（2）工作目的不同：PLC用于机械及过程自动化，通用微机用于科学计算、数据管理、工业控制。（3）工作环境不同：PLC用在工业现场，通用微机用在计算机房、办公室、实验室等。（4）表现形态不同：PLC需编程器和执行主机共两套计算机，通用微机没有专门的编程器。（5）使用的软件不同：PLC一般用梯形图、语句表等，通用微机一般用汇编、BASIC、FORTRAN、C等通用语言。8、通用变频器，纺织专用变频器，矢量控制变频器，机床专用变频器，电梯专用矢量变换控制变频器，高频变频器等。四、分析题工作原理：宽齿轮同时与两相同齿数的窄斜齿圆柱齿轮啮合，两窄齿轮的齿形和键槽均拼装起来同时加工，加工时在其中间装入垫片。装配时，通过改变垫片的厚度，使两齿轮的螺旋面错位，两齿轮的左右两齿面分别与宽齿轮齿面接触，以消除齿侧间隙。特点：结构比较简单，但调整起来比较费事，不能自动补偿。五、计算题1、（1）小齿轮的转动惯量为大齿轮的转动惯量为丝杠的转动惯量为（2）小齿轮折算到电机轴上的等效转动惯量大齿轮折算到电机轴上的等效转动惯量为丝杠折算到电机轴上的等效转动惯量为工作台质量折算到电机轴上的等效转动惯量为（1）折算到电机轴上的总等效转动惯量为2、（1）k=10/5=2α=360/mzk=360/5×48×2=0.75。（2）s=360。/α=360。/0.75。=480（3）f=6n/α=6*50