机电一体化技术

机电一体化技术名词解释1、 测量是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象收集信息，取得数据概念的过程2、 灵敏度指在稳态下，输出的变化量^Y与输入的变化量^X的比值。即为传感器灵敏度。S=dy/dx=AY/△X3、 压电效应某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。4、 动态误差动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。5、 传感器传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置。6、 线性度所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度。又称为非线性误差。7、 伺服控制系统一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。8、 三相六拍通电方式如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如AfABfBfBCfCfCAf…9、 感应同步器：感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角10、 系统精度指输出量复现输入信号要求的精确程度11、 自动控制自动控制一由控制装置自动进行操作的控制。12、 开环控制系统开环控制系统一无反馈的控制系统。13、 逆变器逆变器一把固定的直流电变成固定或可调的交流电的DC/AC变流器。14、 PWMPWM一通过调节脉冲的宽度改变负载电压平均值的脉宽调制斩波器。15、 机电一体化机电一体化一从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。15、 柔性制造系统柔性制造系统：柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystem)是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化16、 静态设计：是指依据系统的功能要求，通过研究制定出机械系统的初步设计方案。17、系统软件：由计算机的制造厂商提供的，用来管理计算机本身的资源和方便用户使用计算机的软件。填空题滚珠丝杆中滚珠的循环方式：内循环和外循环。滚珠丝杆螺母副结构有两类:外循环插管式内循环反向器式。机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括：性能指标、系统功能、使用条件和经济效益顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用PLC某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角。=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是20mmo连续路径控制类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位置和速度，使它们同步协调到达目标点。某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为0.02。齿轮传动的总等效惯量与传动级数增加而减小。复合控制器必定具有前馈控制器。钻孔、点焊通常选用—简单的直线运动控制类型。1、计算机在控制中的应用方式主要有操作指导控制系统、分级计算机控制系统、监督计算机控制系统（SCC）、直接数字控制系统3、应用于工业控制的计算机主要有单片机、PLC、总线工控机等类型。5、可编程控制器主要由CPU存储器接口模块等其它辅助模块组成。7、 现在常用的总线工控制机有STD总线工业控制机、PC总线工业控制机和CAN总线工业控制机等。8、 隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种变压器隔离、光电隔离。从电路上隔离干扰的三种常用方法是：光电隔离变压器隔离，继电器隔离。10.采样/保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器”。从控制角度讲，机电一体化可分为开坯控制系统和闭环控制系统。在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为：电压输出 电流输出 频率输出三种形式。多点接地的优点：互不干扰，缺点：接线多、复杂。一般来说，伺服系统的基本组成为控制器功率放大器执行机构和检测装置等四大部分组成。在SPWM变频调谏系统中，通常载波是等腰三角波，而调制波是（三相）正弦波。开环步进电动机控制系统，主要中环形分配器、功率放大器和步进电动机等组成。实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1）采用计算机软件分配器2）小规模集成电路搭接的硬件分配器3）专用模块分配器产生电磁干扰必备的三个条件是：干扰源、传播徐径、接受干扰对象。干扰传播途径有二种方式：1） 传导耦合方式：干扰信号能量以电压或电流的形式，通过金属导体传递。2） 幅射耦合方式：干扰信号能量以电磁场的形式，通过空间感应传递。指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式：C,D_;哪几种属于幅射耦合方式^,BEA.静电干扰B.磁场干扰C.漏电干扰D.共阻抗感应干扰E.电磁辐射干扰。磁场屏蔽---对高频交变磁场应采用铜和铝等导电性能好的金属材料作屏蔽体；对低频交变磁场应采用铁等高导磁率的材料作屏蔽体，并保证磁路畅通。一点接地中：1）串联接地：优点：最简单，缺点：前后相互干扰，2）并联接地：优点：干扰小，缺点:接线多，复杂，仅适用于低频（＜1MHZ）电路。选择题一般说来，如果增大幅值穿越频率3c的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（减小）A.产大 B.减小 C.不变 D.不定加速度传感器的基本力学模型是（阻尼一质量系统）A.阻尼一质量系统B.弹簧一质量系统 C.弹簧一阻尼系统 D.弹簧系统

3.3.A.4.A.5.有关 B.无关C.在一定级数内有关D.在一定级数内无关顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用（PLC）单片机B.2051 C.PLC D.DSPA换向结构 B转换电路 C存储电路D检测环节1A换向结构 B转换电路 C存储电路D检测环节1、 一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：ABCDA机械本体 B动力与驱动部分C执行机构2、 机电一体化系统（产品）开发的类型ABCA开发性设计 B适应性设计 C变参数设计3、 机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法A主A取代法B整体设计法 C组合法4、 机电一体化的高性能化一般包含ABCDA高速化 B高精度 C高效率5、 抑制干扰的措施很多，主要包括ABCDA屏蔽 B隔离 C滤波判断题D.控制及信息处理部分D其它DD其它。D高可靠性。D接地和软件处理等方法1、 伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（J）2、 电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。（X）3、 对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（J）4、 步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（X）5、 伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。（J）1、变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。（V）2、 伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（V）3、 感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种.分别用作检测直线位移和转角V4、 数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸（V）5、 FMC控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级。（V）直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。（V）滚珠丝杆不能自锁。（V）D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（V）同步通信是以字符为传输信息单位。（X）异步通信常用于并行通道。（X）查询I/O方式常用于中断控制中。（X）串行通信可以分为以下四种方式：1）全双工方式；（V） 2）半双工方式；（V） 3）同步通信；（V） 4）异步通信。（V）问答题步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型？答：单电源驱动电路双电源驱动电路斩波限流驱动电路什么是步进电机的使用特性？答：步距误差步距误差直接影响执行部件的定位精度。最大静转矩是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时，所能承受的最大外加转矩，亦即所能输出的最大电磁转矩，它反映了步进电动机的制动能力和低速步进运行时的负载能力。启动矩一频特性空载时步进电动机由静止突然启动，并不失步地进入稳速运行所允许的最高频率称为最高启动频率。启动频率与负载转矩有关。运行矩频特性步进电动机连续运行时所能接受的最高频率称为最高工作频率，它与步距角一起决定执行部件的最大运行速度。最大相电压和最大相电流分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大电源电压和流过的最大电流。机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面？答：应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。1、 计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护。软件滤波用软件来识别有用信号和干扰信号，并滤除干扰信号的方法，称为软件滤波软件“陷井”软件“看门狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或软件）的办法要求使用监控定时器定时检查某段程序或接口，当超过一定时间系统没有检查这段程序或接口时，可以认定系统运行出错（干扰发生），可通过软件进行系统复位或按事先预定方式运行。2、 滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2,调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种。垫片调隙式螺纹调隙式齿差调隙式。3、 机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器，光电藕合器的作用有哪些？（1） 能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。（2） 泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。（3） 共模抑制比高，能对直流和低频信号（电压或电流）进行准确、安全的测量。利用光电耦合方式实现载波调制，可获得10kHz带宽，但其隔离性能不如变压器耦合。一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？1）垫片调整法2）轴向压簧调整法简述直流伺服电动机两种主要控制方式的工作原理。一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电绕组两头端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；另一种是励磁磁场控制即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场的强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。在微机控制系统中，主机和外围设备间所交换的信息通常分为哪三类？数据信息、状态信息和控制信息数据信息可分为哪几种？（1）数字量 （2）模拟量 （3）开关量 （4）脉冲量DAC0832有哪三种输入工作方式？有哪二种输出工作方式？（1）直通方式 （2）单缓冲方式（3）双缓冲方式（1）单极性输出 （2）双极性输出FMC的基本控制功能。（1）单元中各加工设备的任务管理与调度，其中包括制定单元作业计划、计划的管理与调度、设备和单元运行状态的登录与上报。单元内物流设备的管理与调度，这些设备包括传送带、有轨或无轨物料运输车、机器人、托盘系统、工件装卸站等。刀具系统的管理，包括向车间控制器和刀具预调仪提出刀具请求、将刀具分发至需要它的机床等。PWM脉宽调速原理。图中的开关S周期性地开关，在一个周期T内闭合的时间为T，则一个外加的固定直流电压U被按一定的频率开闭的开关S加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为U、宽度为T，如右图所示。电枢两端的平均电压为：Ud=-X\TUdt=工U=pU式中p=T/T=U/U，(0<p<1) p为导通率(或称占空比)。d当T不变时，只要改变导通时间T，就可以改变电枢两端的平均电压Ud。当T从0~T改变时，Ud由零连续增大到U。简述直流伺服电机两种控制的基本原理。直流伺服电动机的控制方式主要有两种：一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；另一种是励磁磁场控制，即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。采用电枢电压控制方式时，由于定子磁场保持不变，其电枢电流可以达到额定值，相应的输出转矩也可以达到额定值，因而这种方式又被称为恒转矩调速方式。而采用励磁磁场控制方式时，由于电动机在额定运行条件下磁场已接近饱和，因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速。由于电枢电流不允许超过额定值，因而随着磁场的减弱，电动机转速增加，但输出转矩下降，输出功率保持不变，所以这种方式又被称为恒功率调速方式。控制系统接地通的目的。将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点(大地)实现低阻抗的连接，称之谓接地。接地的目的有两个：一是为了安全，例如把电子设备的机壳、机座等与大地相接，当设备中存在漏电时，不致影响人身安全，称为安全接地；二是为了给系统提供一个基准电位，例如脉冲数字电路的零电位点等，或为了抑制干扰，如屏蔽接地等。称为工作接地。工作接地包括一点接地和多点接地两种方式。分析计算题1、步进电动机控制系统中，电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动:已知：步距角。，脉冲数N，频率f，丝杠导程p，试求执行部件:位移量L=?移动速度V=?L=(0p/360°)N；V=(0p/360°)f2、 有一变化量为0~16V的模拟信号，采用4位A/D转换器转换成数字量，输入到微机控制系统中，试求其量化单位q=?，量化误差最大值emax=?量化单位q=1V，量化误差最大值emax=±0.5V三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为120r/min，输入脉冲频率为多少?步距角为多少？20KHz3.6。2.采用PLC设计二个电磁阀A、B工作的系统

1） 按钮X11） 按钮X1为A电磁阀打开，按钮x2为A电磁阀关闭（输出yl）；2） 按钮x3为B电磁阀打开，按钮x4为B电磁阀关闭（输出y2）;3） 只有B电磁阀在工作中，A电磁阀才能工作。要求：画出梯形图，写出助记符指令程序。Ylo解：(2)助记符指令程序:TOC\o"1-5"\h\zSTR X1OR Y1AND NOT X2OUT Y1STR X3OR Y2AND NOT X4AND Y1OUT Y2 (1)梯形图:1.编写程序：单片机读1.编写程序：单片机读P1.0的状态，把这个状态传到P1.7指示灯去，当P1.0为高电平时指示灯亮,低电平时指示灯不亮，采用中断完成这一输入输出过程，每中断一次完成一个读写过程。光栅传感器，亥U线数为100线/mm，设细分时测MAIN：HEREt0,QRGAIM?ORGAJMP<JRGSFTBSETHSETBAJMP00OOHMAIN0003HWINTOHIOHITOEXOEAHERE3上电自动转向主程序；外部中断口人口地址】指向中断服务子程序MAIN：HEREt0,QRGAIM?ORGAJMP<JRGSFTBSETHSETBAJMP00OOHMAIN0003HWINTOHIOHITOEXOEAHERE3上电自动转向主程序；外部中断口人口地址】指向中断服务子程序t主程序；选择边沿触发方式*允洋外部中断04CPU允许中断「主程序踏步尔条纹数位移是多少？测量分辨率是多少？aeoffhPl.A得莫若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的解疗栅此时的位,细分刖4mm,细分后1测量分辨率：Mr细分前0.01mm/线细分后:0.0251.半桥逆变电路的工作原理。1.1mm$设输人态;取开美数 —