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10.三相步进电动机的通断电方式为：AB→BC→CA→AB→……，若采用单片机8031进行软件脉冲分配控制。请画出其接口电路图，并计算脉冲分配控制数据。 11.三相感应式步进电动机，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?
12.步进电动机的控制电路如题12图所示，试计算四相双四拍通电方式的脉冲分配控制控制数据。
题12图 步进电动机的接口电路图
机电一体化系统设计习题参考解答
总 论
一、选择题
1.Ｃ；2.B；3.A；4.C；5.C；6.A
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二、名词解释题
1.机电一体化：是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、计算机信息技术、自动控制技术等在系统工程的基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最优化而建立起来的一门新的科学技术。
2.机电一体化技术：是指包括技术基础和技术原理在内的，使机电一体化系统得以实现、使用和发展的技术。
3.机电一体化产品：是指采用机电一体化技术，在机械产品基础上创造出来的新一代产品或设备。
4.机电一体化生产系统：是运用机电一体化技术把各种机电一体化设备按目标产品的要求组成的一个高生产率、高柔性、高质量、高可靠性、低能耗的生产系统。 5.开放性：是指以一组标准、规范或约定的原则来统一这个系统的接口、通信和与外部的连接，使系统能容纳不同厂家制造的设备及软件产品，同时又能适应未来新技术的发展。
6.开发性设计：是在既没有参考样板又没有具体设计方案的情形下，仅根据抽象的设计原理和对新系统的性能要求进行设计方法。
7.适应性设计：是指在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有系统进行局部更改的设计方法。
8.变异性设计：是指在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有系统的规格尺寸，使之适应某种量值变化的要求的设计方法。 三、简述题
1.答：1）主功能；2）动力功能；3）计测功能；4）控制功能；5）构造功能 2.答：机电一体化总的发展趋势概括为以下三个方面： 1）性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展； 2）功能上，向小型化、轻型化、多功能化方向发展； 3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。
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3.答：1）整体结构最优化；2）系统控制智能化；3）操作性能柔性化。 4.答：1）变换（加工、处理）功能；2）传递（移动、输送）功能；3）储存（保持、积蓄、记录）功能。
5.答：1）机械本体；2）动力源；3）检测与传感装置；4）控制与信息处理装置；5）执行机构。
6.答：1）物流系统；2）能量流系统；3）信息流系统。
7.答：1）机电互补原则；2）功能优化原则；3）自动化、省力化原则；4）效益最大原则；5）开放性原则。
8.答：1）开发性设计；2）适应性设计；3）变异性设计。
第1章 机械系统设计
一、选择题
1.Ｃ；2.Ｂ；3.A；4.D；5.A；6.B；7.A；8.A；9.B；10.B；11.B；12.B；13.B；14.D；15.B；16.A；17.C；18.C；19.A；20.D；21.B；22.D；23.C；24.B；25.C；26.B；27.C；28.A；29.C；30.B；31.D 二、名词解释题
1.失动量：指启动或反向时，系统的输入运动与输出运动之间的差值。
2.等效负载转矩：将机电传动系统中各运动件的负载力矩或负载力在单位时间内所做的功折算到电动机轴上的等效总功所需要的负载转矩。
3.死区误差：指启动或反向时，系统的输入运动与输出运动之间的差值。 4.丝杠副的轴向间隙：是承载时在滚珠与滚道型面接触点的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有间隙的总和。
5.载荷的类比法：是参照同类或相近的机械，根据经验或简单的计算确定所设计机械载荷的方法。
6.载荷的计算法：根据机械的功率和结构特点运用各种力学原理、经验公式或图表
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等计算确定载荷的方法。
7.等效负载转动惯量：是将机电传动系统中各运动件的转动惯量按动能折算到电动机轴上的等效转动惯量。
8.滚珠丝杆螺母副的传动刚度：是丝杠本身的拉压刚度、丝杠螺母间的接触刚度以及轴承和轴承座的支承刚度组成的综合刚度。
9.峰值综合：若各种负载为非随机性负载，将各负载的峰值取代数和，折算到电动机轴上，称为等效峰值综合负载转矩
10.方和根综合：若各种负载为随机性负载，取各负载的方和根折算到电动机轴上，称为等效方和根综合负载转矩。
11.最佳总传动比：为了达到使系统响应快、精度高的要求，在设计时寻求使等效负载转矩值最小或负载加速度最大的齿轮传动副的总传动比，称为最佳总传动比。 12.压电晶体的逆压电效应：是指当对压电晶体施加激励电场，晶体介质将产生微小的弹性变形。 三、简述题
1.答：1）转动惯量：在不影响机械系统刚度的前提下，传动机构的质量和转动惯量应尽量减小，可提高系统的固有频率，增大响应速度，转动惯量大系统的负载力越大。2）刚度 ：刚度大系统固有频率高，系统响应快。 3）阻尼 ：阻尼越大，其最大振幅就越小且衰减也越快，阻尼大使系统的稳态误差增大、精度降低。 2.答：1）加预紧提高滚珠丝杠副和滚动导轨副的传动与支承刚度；2）采用大扭矩、宽调速的直流或交流伺服电机直接与丝杠螺母副连接以减少中间传动机构；3）在丝杠的支承设计中采用两端轴向预紧或预拉伸支承结构等。
3.答：转动惯量小：在不影响机械系统刚度的前提下，传动机构的质量和转动惯量应尽量减小。
1)转动惯量大会对系统造成不良影响，机械负载增大；2)转动惯量大系统响应速度降低，灵敏度下降；3)转动惯量大系统固有频率减小，容易产生谐振。
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