机电一体化课件整理

1、“机电一体化”含义是 D. 机械与电子的集成技术 2、主要用于系统中各级间的信息传递的模块称为 D接口模块 3、受控变量是机械运动，如位置、速度及加速度的一种反馈控制系统为 B A．数控机床 B．伺服系统 C．自动导引车 D．顺序控制系统 4、齿轮传动的传动效率随着传动级数 B 增加而增加 B. 增加而降低 C. 减少而降低 D. 变化而不变 5、齿轮传动的总等效惯量随传动级数 A. 增加而减少 6、、易产生低速爬行现象的导轨是 C. 滑动导轨 7、滚珠丝杠副的基本导程减少，可以 D．提高精度 8、滚珠丝杠螺母副结构有两类：外循环插管式和 D．内循环反向器式 9、在常用的滚珠丝杠螺母副的间隙消除方法中，调整精度最高的一种是 A．双螺母齿差式 10、光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角θ =0.001弧度，莫尔条纹的宽度为 C．10mm 11、电荷放大器的输出电压与反馈电容 B．成反比 12、设某光栅的条纹密度是250条/mm，要用它测出1μm的位移，应采用的细分电路倍频为 A．四倍频 13、直流测速发电机输出的是与转速 C．成正比的直流电压 14、感应同步器定尺绕组中感应的总电动势是滑尺上正弦组和余弦组所产生的感应电动势的 C．矢量和 15、用光电编码器进行角度测量时，为辨别转向，采用两个光电转换器，并使它们的相对位置保证两者所产生的电信号在相位上相差 B． 90° 16、电压跟随器的输出电压与输入电压的比值 A．等于1 17、若要使长光栅能测出比栅距还小的位移量，则应利用 B．细分技术 18、两台交流感应电机A和B。A为2极，B为4极，两台电动机工作在转差率相同的条件下，则其转差ΔnA和ΔnB的关系为 C． ΔnA>ΔnB 19、某2极交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速（r/min）为 B．2940 20、交流感应电动机，对应S=1的转矩称为 A．堵转转矩 21、右图称为（P133） A．直流伺服电动机调节特性 B．直流伺服电动机机械特性 C．直流伺服电动机动态特性 D．直流伺服电动机调速范围 22、某步进电动机三相单三拍运行时步距角为3°，三相双三拍运行时步距角为 A．3° 23、某交流感应电动机，实际转速1350r/min，电源频率50Hz，则其磁极对数为 B．2 24、某三相步进电动机，转子40个齿，若其单拍最大转矩为1N·m，则其三相六拍运行时启动力矩的N·m数为 D．0.866 25、某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步矩角为0.5°，应采用的控制方式为 D．细分电路 26、某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步矩角为1.5°，应采用的通电方式为 C．单双拍制 27、梯形图中二网络并联，采用的助记符指令为 C．OR LD 28、梯形图中的计数器，采用的助记符指令为 D．CNT 29、梯形图程序开始的触点，采用的助记符指令为 D．LD 二、简答题 1、机和电融合的设计思想是什么？（答 替代机械系统 简化机械系统 增强机械系统 综合机械系统 2、试简述”机电一体化”的涵义。 答：机电一体化是机械与电子的集成技术。定义为在设计产品和制造系统时所思考的精密机械工程、电子控制及系统的最佳协同组合。它是在机构的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件等有机结合而成的系统总称。

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auo3、典型的机电一体化系统包含哪些功能结构模块? 答 机械受控模块 测量模块 驱动模块 通信模块 微机模块 软件模块 接口模块 4、机电一体化系统结构中驱动模块在系统中的作用是什么? 答 提供驱动力，改变系统（包括速度和方向）的运动状态，产生所希望的运动输出。 5、机电一体化系统结构中机械受控模块在系统中的作用是什么? 答：改变速度、远距离动作、力的放大与反馈、速度和力的参数调节、同步传动和传送物料等。 6、简述测量模块的组成和作用。 答：由传感器、调理电路、变换电路等组成； 功能是采集有关系统状态和行为的信息。 7、滚珠丝杆螺母副有哪些消除间隙和预紧的措施？ 答 双螺母齿差式 双螺母垫片式 双螺母螺纹式 单螺母变位导程自预紧式 8、常用滚动摩擦支承轴承有哪几种主要结构类型？ （P45） 答 ①标准滚动轴承：圆锥孔双列圆柱滚子轴承，角接触球轴承，双向推力角接触球轴承，圆锥滚子轴承（举例２个） ②新型滚动轴承：变预紧力轴承，密集滚珠轴承（举例２个） 9、滚珠丝杆螺母副常用的支承结构形式有哪几种？ （P36） 答 两端固定 一端固定一端游动 两端均为单向推力 一端固定一端自由 10、测量位移的传感器常用的有哪些?(最少指出5种) （P75） 答 感应同步器 旋转变压器 光电编码器 差动变压器 涡流传感器 电位器 光栅 磁栅 11、简述传感器有哪几方面的性能指标? （P72） 答 工作特性 静态特性 动态特性 12、简述电压跟随器的特点及作用 特点 ；输出与输入电压相等，但输出阻抗却只有输入阻抗的几十万及几百万分之一。 作用 ；它可以进行阻抗变换，降低对传感器的负载效应，提高传感器的变换效率。 13、直流伺服电动机的驱动电路包含有哪些类型? （P135） 答 线性直流功率放大器 脉宽调制（PWM）功率放大器 14、简述电荷放大器的特点和主要用途。（P98） 答 特点是：利用运算放大器求和点为虚地电位，使得输入端的分布电容上没有积累电荷，从而不起作用。 作用是：将压电传感器的电荷量或电容传感器的微小电容转换为电压输出。 15、在选择PWM功率放大器的开关频率时，应考虑哪几方面？ （P138） 答 （1）开关频率应尽可能高。 （2）开关频率必须比系统通频带大10倍以上 （3）开关频率必须远大于各环节的共振频率。 （4）满足前三项的条件下，频率尽可能低 16、对步进电动机驱动电路有哪些要求? （P172） 答 （1）能提供快速上升和快速下降的电流, 电流波形接近矩形；（2）具有截止期间释放电流的电路； （3）功耗尽量低, 效率要高 。 17、何为步进电动机的起动频率，哪些因素影响起动频率？（P172） 答 （1）步进电动机不失步起动的最高脉冲频率。 （2）步进电动机的步距角越小，裕量角越大，最大静转矩越大，转动惯量越小，相绕组时间常数越小，则起动频率越高。 18、何为步进电动机连续运行频率？它与起动频率比有何特点？ （P172） 答 （1）步进电动机启动后，不失步运行的最高脉冲频率。 （2）一般情况下，连续运行频率比启动频率要高得多 。 三、计算题 1、一直双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200，刚轮齿数Z2=202，波发生器的转速nH ＝360r/min，如图所示。求：①刚轮固定时的柔轮转速n1 ②柔轮从动时的传动比i。 解（1）当刚轮固定时，波发生器输入，柔轮输出，则传动比为 当刚轮固定时，柔轮输入，波发生器输出，则传动比为 所以

RGRzzzi

HR

RRGz

zziRH

100200202200 HRRGRzzzii

min)/(6.31003601rinnnHRHR2、一直双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200，刚轮齿数Z2=202，波发生器的转速nH ＝600r/min，如图所示。求：①柔轮固定时的刚轮转速n2。 ②刚轮从动时的传动比i。 解（1）当柔轮固定时，波发生器输入，刚轮输出，则传动比为 当柔轮固定时，刚轮输入，波发生器输出，则传动比为 所以

3、一直双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200，刚轮齿数Z2=202，柔轮的转速nH ＝100r/min，如图所示。求： ①波发生器固定时的刚轮转速n2。 ②刚轮从动时的传动比i。 解（1）当波发生器固定时，柔轮输入，刚轮输出，则传动比为 当波发生器固定时，刚轮输入，柔轮输出，则传动比为

所以 4、若某一光栅的条纹密度为100条/mm，现利用光栅莫尔条纹的放大作用，把莫尔条纹的宽度调成10mm，求光栅条纹间的夹角。（P83） 解：在玻璃尺（或金属尺）上进行密集刻划，得到黑白相间的条纹。栅线的宽度为a，缝隙宽度为b，一般取a=b，a+b=P 称作光栅的栅距或节距。 光栅的工作原理 栅距 又

所以 ） 5、采用2000条刻线的增量编码器测电动机转速的方法如图所示。已知时钟脉冲为8MHz，在10个编码器脉冲间隔的时间里计数器共计200000个时间脉冲，试求电动机转速n。 （P85 解： N2 —— 给定编码器脉冲测量数 N —— 编码器每转脉冲数 T —— 时间测量值（由通过的时钟脉冲数求出） 时间测量值 6、用每转3000条刻线的增量方法，采用图示的测量方法，在0.1s的采样周期内测得的编码器脉冲数为1000，求转速n。 （P85） 解 N1 —— 在∆t 时间内测得的编码器脉冲数 N —— 编码器每转脉冲数 ∆t —— 给定测速时间，即采样时间，s

7、对于下图所示的加速度计，具有下列参数： m=0.016kg，k=300N/m，Xmax=±0.24cm， 求：（1）可以测量的最大加速度； （2）系统频率。（P86）

RGGHGzzzi



GRGGHz

zzi

110200202220 GHGRGzzzii

min)/(5.94110060G2GrinnnHH

RGRGz

zi

GRGRz

zi

10.1200220GRGRzziimin)/(01101.1100 12GrininnnRGR

Pab

PPW2sin22sinBCABPab

y

xmn

nn

nm

m

m



PP

2A

BC

W0.01(mm)1001P

θPW

)0.001(100.01弧度W

P

TNNn602

编码器脉冲计数器控制电路复位数字输出门

脉冲间隔时钟脉冲

2N2MHz

(s)025.0108102000006TTN

Nn602）（min/r12025.060200010n

tNNn601

t编码器脉冲

时钟计数器控制逻辑复位

数字输出门

tNNn601）（min/r2001.06030001000n

a

maxkx

xb

kmaxm

kn

