《机电一体化技术专》考前辅导录播

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,考前辅导,机电一体化技术（专）,习题讲解（1）习题讲解（2）习题讲解（3）习题讲解（4）习题讲解（5）,机电一体化技术考前辅导,1、传感器可以把电信号转换为非电量信息。(,),2、为满足机电一体化机械系统的良好伺服性能，要求机械传动部件满足转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大。(,),3、斩波器可以将直流电变为可调的交流电。（,）,4、极坐标系机器人运动耦合性较强，控制也较复杂，运动灵活性也较差。（,）,5、柔性制造系统的柔性高，适应多品种中、小批量生产。（,）,习题讲解(1),6、在满足系统刚度的条件下，机械部分的质量和转动惯量越小越好。(),7、光栅传感器是用来测量直线位移的传感器。（,）,8、当外界的激振频率大于系统的固有频率时，系统将产生谐振。(,),9、数控型机器人不必使机器人动作，通过数值、语言等为机器人提供运动程序，能进行可变程伺服控制。（）,10、柔性制造系统由单台的CNC机床或加工中心与工件自动装卸装置组成。（,）,习题讲解 (1),习题讲解 (1),11,、数字滤波器相比模拟滤波器有更高的信噪比。(,),12、步进电动机的输入频率越高，励磁电流就越大。(,),13、系统的粘性阻尼摩擦越大，系统的稳态误差越大，精度降低。（,）,14、把脉冲输入信号转变为模拟信号的过程称为采样过程。（,）,15、STD总线是一个通用工业控制的8位微型机总线，可容纳各种8位通用微处理器。（,）,习题讲解 (1),16、开环伺服系统系统稳定性好，但精度相对闭环系统来讲不高、抗干扰能力差。(),17、同步型交流伺服电动机需要有接触换向部件。（）,18、机电一体化技术是其他高新技术发展的基础,机电一体化的发展依赖于其他相关技术的发展。（）,19、绝大多数第一代机器人属于适应性控制机器人。（）,20、滚珠花键既是一种传动装置，又是一种直线运动支承，可用于机器人、机床、自动搬运车等机械。（）,习题讲解(2),1、滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和内循环反向器式。,2、直流测速发电机输出的是与转速 成正比 的直流电压。,3、工业机器人按操作机坐标形式分类，可以分为直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、多关节型、平面关节型五类。,4、伺服系统包含控制器、功率放大器、执行机构、检测装置 等四大部分。,5、根据系统中信号的不同，控制系统可分为连续时间系统、离散时间系统。,6、工业机器人一般由主构架、手腕、驱动系统、测量系统、控制器、传感器组成。,习题讲解(2),7、功率放大器是由开关器件、电感、电容、保护电路、驱动电路 组成。,8、机电一体化系统按机电结合的程度分类，有功能附加型、功能替代型、机电融合型。,9、两物体接触面间的摩擦力可简化为 粘性摩擦力、库仑摩擦力、静摩擦力三种。,10、PLC实际上是一个专用计算机，它的结构和组成与通用微机的基本相同，主要包括CPU、存储器、接口模块、外部设备、编程器。,11、FMS的控制系统采用三级控制，分别是单元控制级、工作站控制级、设备控制级。,习题讲解(2),12、交流伺服电动机分为,同步型、感应型,两种。,13、机械传动系统间隙的主要形式有齿轮传动的齿侧间隙、丝杠螺母的传动间隙、丝杠轴承的轴向间隙。,14、机器人几乎使用了目前出现的绝大多数传动机构，其中最常用的为谐波传动、RV摆线针轮行星传动、滚动螺旋传动。,15、柔性制造线由自动化加工设备、工件输送系统、控制系统 组成。,16、机电一体化传动系统的支承部件主要包括回转运动支承、直线运动支承 两类。,17、在机电系统中，用软件进行“线性化”处理，方法有三种：计算法、查表法、插值法。,习题讲解(2),18、直流伺服系统的校正方法，通常有综合法、分析法 两种。,19、机电一体化系统的执行机构是运动部件,一般采用机械、电磁、电液 机构。,20、齿轮传动链各级传动比的分配可遵循的原则有：最小等效转动惯量原则、质量最小原则、输出轴转角误差最小原则。,21、机器人手臂的直线运动多数通过液压（气）缸驱动来实现，也可通过齿轮齿条、滚珠丝杠、直线电动机来实现。,22、机电一体化机械系统主要包括以下三大机构：传动机构、导向机构、执行机构。,23、传感器与前级信号的放大与隔离装置有运算放大器、测量放大器、程控测量放大器、隔离放大器。,习题讲解 (3),1、灵敏性,答：输出变化量与对应的输入(被测量)变化量的比值。有时称为增量增益或标度因子。,2、机电一体化,答：机电一体化: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。,3、永磁同步电动机,答：以电子换向取代了传统直流电动机的电刷换向，又称无刷电动机。,4、柔性制造系统,答：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化。,习题讲解 (3),5、轴系的动特性,答：指轴系抵抗冲击、振动、噪声的特性。,6、复合控制器,答：在反馈控制器的基础上附加一个前馈控制器，二者的组合称为复合控制器。它的作用是使系统能以零稳定误差跟踪已知的输入信号。,7、相敏放大器,答：相敏放大器也称鉴幅器。它的功能是将交流电压转换为直流电压，并使它的极性与输入交流电压的相位相适应。,8、感知型机器人,答：感知型机器人是利用传感器获取的信息控制机器人的动作。机器人对环境有一定的适应性。,习题讲解 (3),9、程控增益放大器,答：利用计算机采用软件控制的方法来实现增益的自动变换，具有这种功能的放大器就叫做程控增益放大器。,10、D/A转换的分辨率,答：D/A转换器的分辨率表示当输入数字量变化了1时，输出模拟量变化的大小。它反映了计算机的数字量输出对执行部件控制的灵敏程度。,11、单片微计算机,答：单片微计算机是将CPU、RAM、ROM、定时/计数、多功能I/O、通信控制器，甚至图形控制器、高级语言、操作系统等都集成在一块大规模集成电路芯片上。,12、敏感元件,答：敏感元件是一种能够将被测量转换成易于测量的物理量的预变换装置，其输入、输出间具有确定的数学关系（最好为线性）。如弹性敏感元件将力转换为位移或应变输出。,习题讲解 (3),13、功率放大器,答：伺服系统中的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，主要采用电力电子器件组成。,14、步进电动机,答：步进电动机是一种将脉冲信号转换成角位移的执行元件。对这种电动机施加一个电脉冲后，转轴就转过一个角度，称为一步。这种状态与通常均匀旋转的电动机有一定的差别，它是步进形式运动。,15、串行通信,答：串行通信是数据按位进行传送的。在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度，一位一位的串行传送和接收。,16、线性度,答：传感器的线性度是指传感器的非线性误差，是传感器的最大非线性绝对误差与输出满度值的比值。,习题讲解 (4),1、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?,答：机电一体化系统设计指标大体上应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。,习题讲解 (4),2、介绍PLC的扫描工作制。,答：PLC的扫描工作制，即检测输入变量、求解当前控制逻辑以及修正输出指令。重复进行。,习题讲解 (4),3、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?,答：主要有：单极性驱动电路、双极性驱动电路、高低压驱动电路、斩波驱动电路、细分电路。其中双极性驱动电路适于永磁式步进电动机。,习题讲解 (4),4、步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统的输入信号是什么?输出轴的转速、转向、位置各自与哪些因素有关?,答：(1)参考脉冲序列,转速与参考脉冲频率成正比。,(2)输出轴 转向由转向电平决定。,位置由参考脉冲数决定。,习题讲解 (4),5、介绍隔离放大器并简述其特点。,答：隔离放大器是指对输入、输出和电源在电流电阻彼此隔离使之没有直接耦合的测量放大器。由于隔离放大器采用了浮离式设计，消除了输入、输出端之间的耦合，因此还具有以下特点：,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。,习题讲解 (4),6、简述机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法，及每种方法的应用。,答：机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法包括：,1）取代法,取代法就是用电气控制取代原系统中的机械控制机构。该方法是改造旧产品、开发新产品或对原系统进行技术改造常用的方法，也是改造传统机械产品的常用方法。,2）整体设计法,整体设计法主要用于新产品的开发设计。在设计时完全从系统的整体目标出发，考虑各子系统的设计。,3）组合法,组合法就是选用各种标准功能模块组合设计成机电一体化系统。,习题讲解 (4),7、简述脉宽调制放大器(PWM)的基本原理。,答：PWM放大器的优点是功率管工作在开关状态，管耗小。它的基本原理是：利用大功率晶体管的开关作用，将直流电源电压转换成一定频率的方波电压，加在直流电动机的电枢上，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，从而调节电机的转速。,习题讲解 (4),8、介绍异步型交流电动机的变频调速的特性及变频方式。,答：对异步电动机进行变频调速控制时，希望电动机的每极磁通保持额定值不变。若磁通太弱，则铁芯利用不充分，电磁转矩小，电动机的负载能力下降。若磁通太强，又会使铁芯饱和，励磁电流过大，严重时会因绕组过热损坏电动机。对定子每相电动势和定子供电频率进行控制，就可以使磁通保持恒定。,变频方式包括间接变换方式（交直交变频）、直接变换方式（交交变频），其中 交直交变频是把交流电通过整流器变为直流电，再用逆变器将直流电变为频率可变的交流电供给异步电动机。目前常用的通用变频器即属于交直交变频。,习题讲解 (4),9、计算机控制技术的发展方向是什么？,答：计算机控制实质上就是计算机技术与控制理论相结合，对机械和过程进行控制的一门技术。现代化的生产系统具有多变量、时变和非线性的特点，应用经典控制理论已不能满足现代化的工业生产要求。应用现代控制理论和智能控制理论，再加上计算机的快速运算、强大的信息存储能力以及逻辑判断能力，使计算机控制能解决通常自动控制技术所不能解决的问题，使生产过程达到优异的性能指标。总的来讲，就是出现了多CPU统一总线、功能模块结构、集散系统等控制形式；专家控制系统、模糊控制系统等智能控制系统。,习题讲解 (4),10、简要介绍直流伺服电动机的分类及其应用。,答：直流伺服电动机分为以下几类：,1）永磁直流伺服电动机,指以永磁材料获得磁场的一类直流电动机。应用广泛。,2）无槽电枢直流伺服电动机,励磁方式为电磁式或永磁式，其电枢铁芯为光滑圆柱体。一般用于需要快速动作、功率较大的伺服系统。,3）空心杯电枢直流伺服电动机,励磁方式为永磁式，电枢绕组浇注成杯形，用于快速动作的伺服系统。,4）印刷绕组直流伺服电动机,励磁方式为永磁式，印刷裸露的绕组构成电枢。适用于低速和起动、反转频繁的伺服系统。,习题讲解 (4),11、简述机电一体化在制造业的应用及其发展趋势。,答：机电一体化技术在制造业的应用从一般的数控机床、加工中心和机械手发展到智能机器人、柔性制造系统（FMS）、无人生产车间和将设计、制造、销售、管理集于一体的计算机集成制造系统（CIMS）。,机电一体化的发展趋势：,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、多功能方向发展；,3）层次上,向系统化、复合集成化的方向发展。,习题讲解 (4),12、接口电路的主要作用是什么？,答：接口电路，它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。接口电路的主要作用如下：,1）解决主机CP