中央电大_机电一体化系统设计基础_考试题库

1、(a)填空机电一体化系统中常用的能源包括电源、气压源和液压源。市场预测方法主要包括常规预测和定量预测。机电设计的质量管理主要体现在质量目标管理、可行性设计和手机质量审查上控制和信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口组成。在多级传动中，为了减少传动误差，传动比的分配应遵循先小后大的原则。在机电系统中，机械传动在精度、稳定性和快速响应方面应满足伺服控制的要求。影响系统传输精度的误差可分为两类：传输误差和返回误差对于线性控制系统，如果需要达到高精度和减少定位时间，必须增加系统的固有频率。增加固有频率和阻尼可以提高闭环系统的稳定性。液压系统的伺服控制部件主要包括电液伺服阀和电液比例阀典型开关

2、式输入输出模板的输入输出电气接口的主要功能是滤波、电平转换、光电隔离和电源驱动。经过计算机指令的数模转换后，可以通过信号调理来驱动执行器。传感器由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。传感器的静态特性参数主要包括灵敏度、线性度、迟滞性和重复性。传感器输入特性的主要参数是输入阻抗或静态刚度。选择较大的传动比可以增加系统的相对阻尼系数，有利于系统的稳定性。机电产品的设计类型可分为三类：开发性设计、适应性设计和可变参数设计。当负载转化为电机轴的惯性等于转子质量时，系统可以实现惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。步进电机的最大动态转矩小于最大静态转矩，并且随着脉冲频率的增加而减小。(2)选择题开放体系结构中

3、的超大规模集成电路指的是(超大规模集成电路)以下手机不是机电一体化产品。数控机床需要抗干扰设计。幅频特性和相频特性(或频率响应函数)是传感器的动态特性丝杠螺母机构处于闭环外，其回程误差和传动误差影响输出精度闭环控制，齿轮减速器处于正向通道，其回程误差不影响输出精度，但传动误差确实如此步进电机旋转后，其输出转矩的工作频率增加或减少采用脉宽调制驱动DC电机调速是通过改变脉宽来改变电枢绕组的平均电压，实现平稳调速。数控机床进给系统的伺服电机属于设备的驱动部分。独立活塞缸属于系统的驱动部分在工业机器人的设计中，传感器的选择和精度分析应在理论分析阶段进行为了提高机对机装卸传动系统的固有频率，需要增加系统

4、的刚度。机械系统刚度对系统的主要影响是固有频率、精度和稳定性。在多挡传动中，各级传动比相等的原则适用于根据输出轴转角误差最小原则设计的传动链大前小后的分配原则适用于重量最轻的原则(总效率装置)频率转矩特性表示步进电机的最大动态转矩和脉冲频率之间的关系永磁DC伺服电机也称为力矩电机在标准总线的模/数转换接口模板中，除了模/数转换器和标准总线接口逻辑外，还应该有多路开关和采样保持器(3)简短回答问题机电相关技术包括机械技术、计算机和信息处理技术、系统技术、自动控制技术、传感器测试技术和伺服驱动技术。机电一体化产品的定义和分类机电一体化系统的基本结构要素是什么？哪些结构元件属于电液伺服系统和喷涂机器

5、人的手臂和手腕？数控系统、主驱动系统答：有六个要素：机械本体、能量、测试和传感部分、致动器、驱动部分、控制和信息处理单元。电液伺服系统是驱动部分，臂腕和主传动系统是执行机构的一部分，数控系统是控制和信息处理单元。简述了数控机床中计算机数控装置的组成和功能。答：它由专用计算机、输入/输出接口和机床控制器组成。功能：根据输入数据和程序，完成数据运算、逻辑判断、输入输出控制等功能机电系统中对控制和信息处理单元的基本要求是什么？信息处理的速度和可靠性，增强抗干扰能力，提高系统自诊断功能，实现信息处理的智能化、小型化、轻量化和标准化。机电产品对机械传动系统的要求是什么，如精度、稳定性、快速响应、体积小、

6、重量轻、速度快、冲击振动小、噪音低、可靠性高？测试传感部分在机电系统中的作用是什么？答：检测系统本身的各种参数和状态以及运行中所需的外部环境，并传送到信息处理单元，分析产生控制信息。影响机电系统传动机构动态特性的主要因素是什么？答：主要因素是负荷变化；传动系统的惯性；播送系统固有频率；传动系统中的摩擦和润滑。为什么采用机电技术可以提高系统精度？答：机电技术减少了机械传动部分，从而大大减少了机械磨损、配合间隙和应力变形造成的误差。同时，利用电子技术实现对各种干烧因素引起的误差的自动检测、控制、补偿和校正，从而提高精度。为了减少机械系统的传动误差，可以采取哪些结构措施？答：适当提高零件本身的精度；

7、合理设计传动链，减少零件制造和装配误差对传动精度的影响；采用反游隙机构来减少或消除回程误差。步进电机的步距角是多少？用什么参数来确定他？答：每次步进电机输入电脉冲信号，转子旋转的角度就是步进角度。它由步进电机的相数、电机转子的齿数和电机的通电模式决定。如何控制步进电机的速度？答：步进电机的运动由输入电脉冲信号控制。每当电机绕组接收到脉冲时，转子就会转动一个响应角，其角位移与输入脉冲的数量严格成正比。在与输入脉冲在时间上同步。因此，旋转的速度和方向只能通过控制输入脉冲的数量和频率以及电机绕组的相序来控制。简要描述开关输入模板的基本组成。答：由外部开关设备、输入信号调理电路、输入缓冲器和输入端口(

8、标准总线)解码。简要描述交换机输出模板的基本组成。答：标准总线信号、输出端口解码控制、输出数据存储、输出信号调整电路和负载。工业电脑和个人电脑的主要区别是什么？答：大主板变成功能板，具有丰富的过程输入输出功能；实时性好，能实时监控生产过程中工况的变化；抗干扰电源，密封机箱，环境适应性好；拥有丰富的应用软件。齿隙如何影响齿轮传动系统，如何消除直齿轮的齿隙？答：齿轮的啮合间隙会造成传动死区。如果死区在闭环系统中，则可能导致系统不稳定，并使系统过高15倍间隙角引起的低频振荡。为了减少t机电系统仿真的主要模型是什么？它们被应用到系统设计的那个阶段。答：仿真模型包括物理模型、数学模型和描述模型。当仿真模

9、型是物理模型时，它是一个完整的物理仿真和系统开发阶段；当它是一个数学模型时，它被称为数学模拟、分析和设计阶段。用开发系统中的实际组件或子系统替换部分数学模型构成了半物理仿真、组件和子系统开发的阶段。模拟再设计的作用是什么？在项目设计和规划中，必须对项目的合理性和经济性进行评价；在系统实际运行之前，必须预测项目的实施结果，选择正确有效的运行策略或提前消除设计中的缺陷，以最大限度地提高实际系统的运行水平。使用仿真技术可以节省时间、精力和金钱来实现上述目标。什么是PID调节器？这三个部分在系统中扮演什么角色？答：根据偏差的比例、积分和微分控制的调节器通过电流组合构成控制比例积分微分调节器是一种技术成

10、熟、应用最广泛的连续系统调节器。比例调节在aPID调节器中起着纠正偏差的作用，且响应迅速；b积分调节可以消除静态误差，改善系统的静态特性；微分调节可以减少超调，加快系统的过渡过程。直流电机伺服系统中脉宽调制放大器的基本工作原理。答：脉冲调制放大器是DC伺服电机常用的晶体管驱动电路。利用大功率晶体管的开关功能，将DC电源电压转换成一定频率的方波电压，施加到DC电机的电枢上。通过控制方波脉冲宽度，改变电枢平均电压，调节电机转速。永磁DC伺服电机的主要特点是：负载可以直接驱动，不需要减速机构，负载速度可以通过输入电压信号直接调节；在带位置控制模式的伺服系统中，电机可以在堵转状态下工作。交流伺服电机有

11、哪些类型？交流伺服驱动的主要特点是什么？答：它分为永磁交流同步电机和笼型异步电机。特点：1。调速范围大；2适用于大、中功率伺服系统；3.运行平稳，转速不受负荷变化影响；4.输出转矩大，转矩脉动小；5速度控制或位置控制通过闭环实现，其中永磁同步电机也可以步进模式运行。开放架构的主要特征是什么？答：开放架构是今年电子行业和计算机行业流行的设计理念，其主要特点是未来向超大规模集成电路开放；向不同用户级别开放；对用户的特殊需求开放；采用模块化结构。简述了STD总线微机控制系统的主要特点。答：采用小版本结构，模块化程度高，功能模板结构灵活，可靠性高，硬件冗余小，成本低；模块设计标准严格，兼容性广；面向输

12、入输出的设计具有很强的输入输出扩展能力，使得控制系统非常适合工业控制应用；高可靠性。简述性病的工作模式。1独立工作模式，即采用微机基本系统和工业输入输出模板分别构成控制系统；STD作为前端控制机，可作为其它微机的前端控制机，完成实时在线控制，并将采集的数据和执行结果传送给上位机；3成分分区组合利用STD控制机的组合方式，便于各种分布式系统的组合。转动惯量对传动系统有什么影响？答：转动惯量的增加增加了机械负载，功耗大；降低系统的响应速度，降低灵敏度；系统的固有频率下降，这使得很容易产生共振。光电隔离二极管/二极管温度的主要特点是什么模数接口的功能是将温度和压力等物理量通过传感器转换成电压和电流等

13、信号，并将其转换成数字量。数模接口将二进制数字量转换成电压信号。简述了电位计位移传感器的测量原理。电位计的活动刷与被测物体相连，物体的位移导致电位计移动端电阻的变化，电阻值的变化应反映唯一的尺寸和方向。通常，电源电压和电阻的变化被转换成电压输出。可编程控制器的功能和组成。优越功能：可替代继电器控制，完成顺序和程序控制；能形成闭环系统，实现精确的位置和速度控制；它可以配置成告诉数据采集和分析系统实现生产过程的自动化华。组成：中央处理器、内存、电源、输入输出端口和编程器。优点：可靠性高，环境适应性强，灵活通用，维护简单，组网方便，应用程序编译调试方便，具有监控功能。(4)分析问题尝试分析比较DC测

14、速发电机和光电编码器的转速测量特性。答：DC测速发电机由永磁体和感应线圈组成，电枢用于获取速度信号。它具有灵敏度高、结构简单的特点。它常用于高精度低速伺服系统，也可以与永磁DC电机组成低速脉宽调速系统。DC测速发电机的输出信号是与输入轴速度成比例的DC电压信号，信号幅度大，信号调理电路简单。由于输出电压信号有纹波，通常需要配置滤波电路。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。它常与DC电机组成脉宽调速系统。增量光电编码器输出与旋转角度成比例的增量脉冲信号。角位置信号可以通过脉冲计数获得，角速度测量可以通过定时采样脉冲数的增量来实现。因此，可以

15、同时测量旋转角度和旋转速度。试分析齿轮机构、传感器和螺母机构的误差对输出精度的影响。答：齿轮减速器位于前向通道，而低频部分的误差不在此列影响输出精度，所以允许一定的间隙误差；误差的高频分量会影响输出精度，因此应尽可能减小传输误差。传感器位于反馈通道中，误差的低频分量会影响输出精度，因此对静态精度有很高的要求；然而，误差的高频分量对输出精度的影响很小，并且在一定程度上允许存在高频噪声。位于闭环后的丝杠螺母机构误差的低频分量和高频分量会影响输出精度，因此有必要尽可能消除传动间隙和传动误差。工控PC机与可编程控制器的主要区别是：A:工控PC机的基本系统与普通PC机基本相同，但配备了各种控制模板，一般

16、不需要硬件开发，结构模块化；该系统控制功能齐全，软件丰富，执行速度快，适用于需要进行大量数据处理的测控系统。在编程语言方面，工控机主要使用高级语言，也可以使用汇编语言。PLC结构小巧，适应性强，可根据使用要求选择相应的产品组成控制系统。可编程控制器的控制功能主要是逻辑控制，而小型可编程控制器适用于实现各种逻辑控制和开关控制。大中型PLC采用模块化结构，可根据用户需求选择模块，形成大规模、高精度的闭环控制系统。PLC的控制功能由软件实现，但信号的输入和输出采用周期性比较了步进电机和DC伺服电机的特点。答：1在工作方面，步进电机通过输入脉冲的数量、频率和相序来控制电机；但是，DC电机主要依靠改变枢轴两端的电压来调速，具有良好的调速特性和较