发布时间 : 星期日 文章《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案更新完毕开始阅读e0c42db7e73a580216fc700abb68a98270feac41
二、单选题
1．以下产品不属于机电一体化产品的是（ B ）。
A．工业机器人 B．电子计算机 C．空调 D．复印机
2．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
26627 6803 栃38152 9508 锈 C38067 94B3 钳29753 7439 琹30030 754E 畎35473 8A91 誑
C．重量最轻原则（小功率装置） D．重量最轻原则（大功率装置）
3．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（B ）。 A 控制电路 B 转换电路 C 放大电路 D 逆变电路 4．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．输入特性参数 D．输出特性参数
5．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/mm，，经四倍细分后，记数脉冲为400，光栅位移是（A ）mm。
A．1 B．2 C．3 D．4 6．受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称(B )。 A.顺序控制系统 B.伺服系统 C.数控机床 D.工业机器人
7．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（C ）。 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 8. 以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是（B ）。
23055 5A0F 娏26905 6919 椙28244 6E54 湔40300 9D6C 鵬34495 86BF 蚿39407 99EF 駯$226
5EA2 庢
A 改变电压的大小 B 改变电动机的供电频率 C 改变电压的相位 D 改变电动机转子绕组匝数
三、简答题
1．什么是传感器的静态特性和动态特性？
? 传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，所表现出来的输出响应特性。需要了解的主要参数有：线性范围、线性度、灵敏度、精确度、分辨力、迟滞、稳定性。
? 传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性。需要了解的主要参数有：幅频特性和相频特性。
2．什么是伺服系统？伺服系统的一般组成有哪几个部分？
伺服系统又称随动系统，它是以机械位置、速度和加速度为控制对象，在控制命令指挥下，控制元件的工作，使机械运动部件按照命令要求运动。
一般来说，伺服系统组成框图如图所示。
伺服系统组成框图
（1）控制器：伺服系统中控制器的主要任务是根据输入信号和反馈信号决定控制策略，控制器通常由电子线路或计算机组成。
（2）功率放大器：伺服系统中功率放大器的作用是将信号进行放大，并用来驱动执行机构完成某种操作，功率放大装置主要由各种电力电子器件组成。
（3）执行机构：执行机构主要由伺服电动机或液压伺服机构和机械传动装置等组成。
（4）检测装置：检测装置的任务是测量被控制量，实现反馈控制。无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是低于检测装置的精度，因此要求检测装置精度高、线性度好、可靠性高、响应快。
3．简述直流伺服电动机脉宽调制的工作原理。
直流伺服电动机脉宽调制（PWM）的工作原理：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U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Ua，使直流电动机平滑调速。
4．比较直流伺服电动机和交流伺服电动机的适用环境差别。 电机 6 *~t38236 容量范围 955C 28329 6EA9 溩 调速原理 DC AC 调压 变频 大 中 大 中小 低 高 差(有摩擦粉尘) ]W u27351 6AD7 櫗+?E 良 四、计算题 简单 复杂 镜制动力矩 转速 耐环境能力 控制器 1．刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为2mm，编码器在10秒内输出307200个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少？
解：（1）丝杠旋转一周有1024个脉冲，307200个脉冲对应于丝杠旋转307200/1024=300周，故刀架的位移量为300*2mm=600mm，
（2）丝杠的转速为300*2π//10=60π （弧度/ 秒）
2．如图所示的电机驱动工作台系统，其中驱动x向工作台的三相双三拍步进电机，转子齿数z为100。滚珠丝杠的基本导程为l0=6mm。已知传动系统的横向(x向)脉冲当量δ为0.005mm/脉冲。试求：
（1）步进电机的步距角α； （2）减速齿轮的传动比i。
工作台 功放 电机 i
滚珠丝杠
图 电机驱动工作台示意图
解：（1）K=3相，N=3拍，z=100
步进电机的步距角α=360o/(z*m)= 360o/(z*K*N)= 360o/(100*3*3)=0.4 o K 32878 806E 聮]J36366 8E0E 踎.u
（2）由于一个脉冲，步进电机旋转0.4 o，工作台横向(x向)脉冲当量0.005mm，由于滚珠丝杠的基本导程为l0=6mm，对应于丝杠转动一周360 o ，设一个脉冲丝杠转动的角度为x，则 6mm/360o=0.005/xo，得x=0.3o
故减速齿轮的传动比i=0.3/0.4=3/4 五、综合题
1．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件上。试分析传感器的测量原理。
解：当装在被测轴(或与被测轴相连接的输入轴)上的带缝隙圆盘转动时，光敏元件接收到脉冲信号，若转动圆盘上缝隙是均匀刻制，总数量为N，则光敏元件每输出N个脉冲，就意味着圆盘转动一周360o；若输出M个脉冲，就意味着转过360*M/No，因此，该传感器可以用于测量角度。如果在T秒时间内转过输出M个脉冲，就意味着转速为360*M/N/T (o/s ) 因此，该传感器也可以用于测量角速度。
2．已知一个绳位移控制系统的两种驱动方案分别如图a和b所示。 （1）试分析两种方案的特点；
（2）画图说明方案（a）减速器滚筒驱动测量位移的方法。
（a）减速器滚筒驱动 （b）丝杠滑台驱动 解：（1）分析两种方案的特点：
（a） 电机经减速器带动滚筒转动，使驱动绳产生位移；
（b） 电机带动丝杠转动，丝杠上的螺母便产生直线运动，带动驱动绳产生位移。 （2）画图说明方案（a）减速器滚筒驱动测量位移的方法
作业3
一、判断题（正确的打√，错误的打×）
1．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。（√ ）
2．电液伺服系统的过载能力强，在强力驱动和高精度定位时性能好，适合于重载的高加减速驱动。（√ ） 3．通常，步进电机的最高连续工作频率远大于它的最高启动频率。（√ ） }H29306
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