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机 电 一 体 化 复 习 题一 、 名 词 解 释1机 电 一 体 化 2 伺 服 控 制 3闭 环 控 制 系 统 4 逆 变 器 5 SPWM 6 单 片 机 7 I/O 接 口8 I/O通 道 9 串 行 通 信 10直 接 存 储 器 存 取 （ DMA）二 、 判 断 题 ：1 在 计 算 机 接 口 技 术 中 I/O通 道 就 是 I/O接 口 。 （ ）2 滚 珠 丝 杆 不 能 自 锁 。 （ ）3 无 论 采 用 何 种 控 制 方 案 ， 系 统 的 控 制 精 度 总 是 高 于 检 测 装 置 的 精 度 。 （ ）4 异 步 通 信 是 以 字 符 为 传 输 信 息 单 位 。 （ ） 5 同 步 通 信 常 用 于 并 行 通 信 。 （ ）6 无 条 件 I/O方 式 常 用 于 中 断 控 制 中 。 （ ）7从 影 响 螺 旋 传 动 的 因 素 看 ， 判 断 下 述 观 点 的 正 确 或 错 误（ 1） 影 响 传 动 精 度 的 主 要 是 螺 距 误 差 、 中 径 误 差 、 牙 型 半 角 误 差 （ ）（ 2） 螺 杆 轴 向 窜 动 误 差 是 影 响 传 动 精 度 的 因 素 （ ）（ 3） 螺 杆 轴 线 方 向 与 移 动 件 的 运 动 方 向 不 平 行 而 形 成 的 误 差 是 影 响 传 动 精 度 的 因 素 （ ）（ 4） 温 度 误 差 是 影 响 传 动 精 度 的 因 素 （ ）三 、 单 项 选 择 题1. 步 进 电 动 机 ， 又 称 电 脉 冲 马 达 ， 是 通 过 （ B ） 决 定 转 角 位 移 的 一 种 伺 服 电 动 机 。 A 脉 冲 的 宽 度 B 脉 冲 的 数 量C 脉 冲 的 相 位 D 脉 冲 的 占 空 比2. 对 于 交 流 感 应 电 动 机 ， 其 转 差 率 s 的 范 围 为 （ B） 。A.1s2 B.0s 1 C.-1s1 D.-1s03.PWM 指 的 是 （ C） 。A.机 器 人 B.计 算 机 集 成 系 统 C.脉 宽 调 制 D.可 编 程 控 制 器4. PD称 为 （ B ） 控 制 算 法 。A.比 例 B.比 例 微 分 C.比 例 积 分 D.比 例 积 分 微 分5.在 数 控 系 统 中 ， 复 杂 连 续 轨 迹 通 常 采 用 （ A ） 方 法 实 现 。 A.插 补 B.切 割 C.画 线 D.自 动四 、 填 空 题1. 在 计 算 机 和 外 部 交 换 信 息 中 ， 按 数 据 传 输 方 式 可 分 为 ： 串 行 通 信 和 并 行 通 信 。 2. 微 机 控 制 系 统 中 的 输 入 与 输 出 通 道 一 般 包 括 模 拟 量 输 入 通 道 模 拟 量 输 出 通 道 、 数 字量 输 入 通 道 数 字 量 输 出 通 道 四 种 通 道 。3. 在 伺 服 系 统 中 ， 在 满 足 系 统 工 作 要 求 的 情 况 下 ， 首 先 应 保 证 系 统 的 稳 定 性 和 精 度 并 尽 量高 伺 服 系 统 的 响 应 速 度 。4. 一 般 来 说 ， 伺 服 系 统 的 执 行 元 件 主 要 分 为 电 磁 式 液 压 式 气 压 式 和 其 它 等 四 大 类 型 。5. 在 SPWM变 频 调 速 系 统 中 ， 通 常 载 波 是 等 腰 三 角 波 ， 而 调 制 波 是 正 弦 波6. 异 步 交 流 电 动 机 变 频 调 速 ：a) 基 频 （ 额 定 频 率 ） 以 下 的 恒 磁 通 变 频 调 速 ， 属 于 恒 转 矩 调 速 方 式 。b) 基 频 （ 额 定 频 率 ） 以 上 的 弱 磁 通 变 频 调 速 ， 属 于 恒 功 率 调 速 方 式 。 7. 开 环 步 进 电 动 机 控 制 系 统 ， 主 要 由 . 环 形 分 配 器 功 率 驱 动 器 步 进 电 机 等 组 成 。8. 实 现 步 进 电 动 机 通 电 环 形 分 配 的 三 种 常 用 方 法 是 ： 1） 计 算 机 软 件2） 硬 件 分 配 ， 3） 专 用 环 形 分 配 器9. 根 据 计 算 机 在 控 制 中 的 应 用 方 式 ， 把 计 算 机 控 制 系 统 分 为 四 类 ：1） 操 作 指 导 控 制 系 统 2） 直 接 控 制 系 统3） 监 督 计 算 机 控 制 系 统 4） 分 级 计 算 机 控 制 系 统10 应 用 于 工 业 控 制 的 计 算 机 主 要 有 ：1） 单 片 机 2） PLC， 3） 总 线 工 控 机 等 类 型 。11.干 扰 传 播 途 径 有 二 种 方 式 ， 其 中 传 导 耦 合 方 式 ： 干 扰 信 号 能 量 以 电 压 或 电 流 的 形 式 ， 通 过 金 属 导 体 传 递 。12. 抑 制 电 磁 干 扰 的 常 用 方 法 有 屏 蔽 、 隔 离 滤 波 接 地 合 理 布 局 和 软 件 抗 干 扰 技 术 。13. 电 场 屏 蔽 -通 常 用 铜 、 铝 等 导 电 性 能 良 好 的 金 属 材 料 作 屏 蔽 体 ， 并 应 保 持 良 好 接 地 。14 根 据 频 率 特 性 解 释 下 列 滤 波 器 的 作 用 ：1） 低 通 滤 波 器 ： 只 让 低 频 成 分 通 过 ， 而 高 于 截 止 频 率 成 分 受 到 抑 制 、 衰 减 ， 不 让 通 过 。2） 带 通 滤 波 器 ： 只 让 某 一 频 带 内 的 成 分 通 过 ， 而 低 于 上 截 止 频 率 成 分 和 高 于 _下 截 止频 率 成 分 的 成 分 抑 制 ,不 让 通 过 。五 、 简 答 题1. 试 简 述 光 电 式 转 速 传 感 器 的 测 量 原 理 。 2. 试 述 可 编 程 控 制 器 的 工 作 原 理 。 3. 在 模 拟 输 入 通 道 中 ， 采 样 /保 持 器 有 什 么 作 用 ？ 是 否 模 拟 输 入 通 道 中 必 须 采 用 采 样 /保 持器 ？ 为 什 么 ？ 4. 柔 性 制 造 系 统 的 主 要 特 点 有 哪 些 ？5 步 进 电 动 机 是 什 么 电 机 ？ 它 的 驱 动 电 路 的 功 能 是 什 么 ? 6. 伺 服 控 制 系 统 一 般 包 括 哪 几 个 部 分 ？ 每 部 分 能 实 现 何 种 功 能 ？六 、 解 答 题 (每 小 题 5 分 ， 共 40 分 )1 简 述 一 个 典 型 的 机 电 一 体 化 系 统 的 基 本 组 成 要 素 。2 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 机 构 中 消 除 齿 侧 隙 的 常 用 方 法 ？3 简 述 机 电 一 体 化 对 机 械 系 统 的 基 本 要 求 及 机 械 系 统 的 组 成 。4. 简 述 在 微 机 控 制 系 统 中 I/O控 制 方 式 及 I/O 接 口 的 编 址 方 式 。5 简 述 伺 服 系 统 的 结 构 组 成 。6 DAC0832有 哪 三 种 输 入 工 作 方 式 ？ 有 哪 二 种 输 出 工 作 方 式 ？7. 有 一 脉 冲 电 源 ， 通 过 环 形 分 配 器 将 脉 冲 分 配 给 五 相 十 拍 通 电 的 步 进 电 机 定 子 励 磁 绕 组 ， 测 得 步 进 电 机 的 转 速 为 100r/min， 已 知 转 子 有 24个 齿 ， 求 ：1） 步 进 电 机 的 步 距 角 ； 2） 脉 冲 电 源 的 频 率 。8. 测 量 某 加 热 炉 温 度 范 围 为 1001124 ， 线 性 温 度 变 送 器 输 出 05V， 用 ADC0809转 换 器 输入 到 微 机 控 制 系 统 中 ， 试 求 测 量 该 温 度 环 境 的 分 辨 率 和 精 度 。七 、 计 算 题1. 某 光 栅 传 感 器 ， 刻 线 数 为 100线 /mm， 设 细 分 时 测 得 莫 尔 条 纹 数 为 400， 试 计 算 光 栅 位移 是 多 少 毫 米 ？ 若 经 四 倍 细 分 后 ， 记 数 脉 冲 仍 为 400， 则 光 栅 此 时 的 位 移 是 多 少 ？ 测 量 分 辨率 是 多 少 ？2. 若 12位 A/D 转 换 器 的 参 考 电 压 是 2 .5V， 试 求 出 其 采 样 量 化 单 位 q 。 若 输 入 信 号 为 1V， 问 转 换 后 的 输 出 数 据 值 是 多 少 。八 、 综 合 应 用 题 (每 小 题 15 分 ， 共 30分 )1.分 析 下 图 调 整 齿 侧 间 隙 的 原 理 1、 4 锥 齿 轮 2、 3 键5 压 簧 6 螺 母 7 轴2、 周 向 弹 簧 调 整 法2. 分 析 下 图 差 动 螺 旋 传 动 原 理 设 螺 杆 3左 、 右 两 段 螺 纹 的 旋 向 相 同 ， 且 导 程 分 别 为 Ph1和 Ph2。 2 为 可 动 螺 母机 电 一 体 化 复 习 题 参 考 答 案 一 名 词 解 释1 机 电 一 体 化 技 术 综 合 应 用 了 机 械 技 术 、 微 电 子 技 术 、 信 息 处 理 技 术 、 自 动 控 制 技 术 、 检测 技 术 、 电 力 电 子 技 术 、 接 口 技 术 及 系 统 总 体 技 术 等 群 体 技 术 ， 以 系 统 为 出 发 点 的 最 佳功 能 价 值 的 系 统 工 程 技 术 。2 伺 服 控 制 系 统 是 一 种 能 够 跟 踪 输 入 的 指 令 信 号 进 行 动 作 ， 从 而 获 得 精 确 的 位 置 、 速 度 及动 力 输 出 的 自 动 控 制 系 统 。3 闭 环 控 制 系 统 是 指 具 有 反 馈 的 控 制 系 统 。4 逆 变 器 是 将 直 流 电 变 成 交 流 电 的 电 路 。5 SPWM是 指 脉 冲 的 宽 度 按 正 弦 规 律 变 化 而 和 正 弦 波 等 效 的 PWM波 形 。 6 它 是 把 组 成 微 机 的 CPU、 存 储 器 I/O接 口 电 路 、 定 时 器 /计 数 器 等 制 作 在 一 块 集 成 芯 片 上构 成 一 个 完 整 的 计 算 机 。7 I/O接 口 电 路 也 简 称 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 。8 I/O通 道 也 称 为 过 程 通 道 。 它 是 计 算 机 和 控 制 对 象 之 间 信 息 传 送 和 变 换 的 连 接 通 道 。9 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 。 串 行 通 信 又 分 为 全 双 工 方 式 和 半 双 工 方 式 、 同 步 方 式和 异 步 方 式 。10 硬 件 在 外 设 与 内 存 间 直 接 进 行 数 据 交 换 （ DMA） 而 不 通 过 CPU 五 、 简 答 题1. 光 电 式 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 。 当 缝 隙 圆 盘 随 被 测 轴 转 动 时 ， 由 于 圆 盘 上 的 缝 隙 间 距 与 指 示缝 隙 的 间 距 相 同 ， 因 此 圆 盘 每 转 一 周 ， 光 电 器 件 输 出 与 圆 盘 缝 隙 数 相 等 的 电 脉 冲 ， 根 据测 量 单 位 时 间 内 的 脉 冲 数 N， 则 可 测 出 转 速 为ZtNn 60式 中 Z 圆 盘 上 的 缝 隙 数 ；n 转 速 (r min)；t 测 量 时 间 (s)。2. 可 编 程 控 制 器 有 两 种 基 本 的 工 作 状 态 ， 即 运 行 （ RUN） 和 停 止 （ STOP） 状 态 。 不 管 是 在 哪 种 状 态 ， PLC 都 是 反 复 不 断 地 重 复 进 行 ， 直 至 PLC停 机 。 在 每 次 循 环 中 ， 若 处 于 运 行 （ RUN）状 态 ， 可 编 程 控 制 器 完 成 5 个 阶 断 ， 如 图 所 示 。 若 处 于 停 止 （ STOP） 状 态 ， PLC也 要 循 环 进行 内 部 处 理 和 通 信 服 务 。 3. 由 于 任 何 一 种 A/D转 换 器 都 需 要 有 一 定 时 间 来 完 成 量 化 及 编 码 操 作 ， 因 此 ， 在 转 换 过 程中 ， 模 拟 量 不 能 发 生 变 化 ， 否 则 ， 将 直 接 影 响 转 换 精 度 。 采 样 /保 持 器 （ SamPLE/Hold） 就 是使 在 A/D转 换 时 ， 保 证 输 入 A/D转 换 器 的 模 拟 量 不 发 生 变 化 。模 拟 输 入 通 道 中 不 一 定 非 得 采 用 采 样 保 持 器 。 当 输 入 的 模 拟 量 信 号 变 化 缓 慢 时 ， 也 可 省 去 采样 /保 持 器 。4. （ 1） 柔 性 高 ， 适 应 多 品 种 中 小 批 量 生 产 ； （ 2） 系 统 内 的 机 床 工 艺 能 力 上 是 相 互 补 充 和 相互 替 代 的 ； （ 3） 可 混 流 加 工 不 同 的 零 件 ； （ 4） 系 统 局 部 调 整 或 维 修 不 中 断 整 个 系 统 的 运 作 ；（ 5） 多 层 计 算 机 控 制 ， 可 以 和 上 层 计 算 机 联 网 ； （ 6） 可 进 行 三 班 无 人 干 预 生 产 。5. 步 进 电 动 机 又 称 电 脉 冲 马 达 ， 是 通 过 脉 冲 数 量 决 定 转 角 位 移 的 一 种 伺 服 电 动 机 ， 成 本 较低 ， 易 于 采 用 计 算 机 控 制 ， 且 比 直 流 交 流 电 动 机 组 成 的 开 环 控 制 系 统 精 度 高 ， 因 而 被 广 泛应 用 于 开 环 控 制 的 伺 服 系 统 中 。 步 进 电 动 机 驱 动 电 路 实 际 上 是 一 个 功 率 开 关 电 路 ， 为 使 步 进 电 动 机 能 输 出 足 够 的 转 矩 以 驱 动 负 载 工 作 ， 提 供 的 足 够 功 率 的 控 制 信 号 。6. 伺 服 控 制 系 统 一 般 包 括 控 制 器 、 被 控 对 象 、 执 行 环 节 、 检 测 环 节 、 比 较 环 节 等 个 五 部 分 。比 较 环 节 是 将 输 入 的 指 令 信 号 与 系 统 的 反 馈 信 号 进 行 比 较 ， 以 获 得 输 出 与 输 入 间 的 偏 差 信 号 ， 通 常 由 专 门 的 电 路 或 计 算 机 来 实 现 ；控 制 器 通 常 是 计 算 机 或 PID控 制 电 路 ； 其 主 要 任 务 是 对 比 较 元 件 输 出 的 偏 差 信 号 进 行 变 换 处理 ， 以 控 制 执 行 元 件 按 要 求 动 作 ；执 行 元 件 按 控 制 信 号 的 要 求 ， 将 输 入 的 各 种 形 式 的 能 量 转 化 成 机 械 能 ， 驱 动 被 控 对 象 工 作 ，机 电 一 体 化 系 统 中 的 执 行 元 件 一 般 指 各 种 电 机 或 液 压 、 气 动 伺 服 机 构 等 。被 控 对 象 是 指 被 控 制 的 机 构 或 装 置 ， 是 直 接 完 成 系 统 目 的 的 主 体 ， 一 般 包 括 传 动 系 统 、 执 行装 置 和 负 载 ；检 测 环 节 指 能 够 对 输 出 进 行 测 量 ， 并 转 换 成 比 较 环 节 所 需 要 的 量 纲 的 装 置 ， 一 般 包 括 传 感 器和 转 换 电 路 。六 、 解 答 题 (每 小 题 5 分 ， 共 40分 )1 1） 机 械 本 体 2） 动 力 与 驱 动 ； 3） 传 感 测 试 部 分 ； 4） 执 行 机 构 5） 控 制 及 信 息 处 理 单 元2 1） 、 偏 心 轴 套 调 整 法 2） 、 双 片 薄 齿 轮 错 齿 调 整 法3 对 机 械 系 统 的 基 本 要 求 ： 高 精 度 ； 快 速 响 应 ； 良 好 的 稳 定 性 。机 械 系 统 的 组 成 ： 传 动 机 构 ； 导 向 机 构 ； 执 行 机 构 。4. 程 序 控 制 方 式 、 中 断 控 制 方 式 、 直 接 存 储 器 存 取 方 式 。独 立 编 址 ； 与 储 存 器 统 一 编 址 。5 1) 比 较 环 节 ； 2) 控 制 器 ； 3) 执 行 环 节 ； 4) 被 控 对 象 ； 5) 检 测 环 节 。6 输 入 工 作 方 式 ： （ 1） 直 通 方 式 （ 2） 单 缓 冲 方 式 （ 3） 双 缓 冲 方 式输 出 工 作 方 式 ： （ 1） 单 极 性 输 出 （ 2） 双 极 性 输 出 7. 1) K=2; M=5, Z=24; =360/2*5*24=1.52) f=400Hz8. 4 ; +2 。七 、 计 算 题1) 100： 1=400： x=4 mm四 细 分 ： 400： 1=400： x=1mm分 辨 率 ： 1 400=2.5( m)2) q=f max fmin/2i=5/212=0.00122n=3.5/0.00122=28692869化 为 二 进 制 为 101100110101八 、 综 合 应 用 题 (每 小 题 15分 ， 共 30 分 )1. 在 锥 齿 轮 4 的 传 动 轴 7上 装 有 压 簧 5， 其 轴 向 力 大 小 由 螺 母 6调 节 。 锥 齿 轮 4 在 压 簧5的 作 用 下 可 轴 向 移 动 ， 从 而 消 除 了 其 与 啮 合 的 锥 齿 轮 1之 间 的 齿 侧 间 隙 。 1、 4 锥 齿 轮 2、 3 键5 压 簧 6 螺 母 7 轴2. 当 螺 杆 转 动 角 时 ， 可 动 螺 母 2 的 移 动 距 离 为)( 212 hh PPl （ 1）如 果 P h1与 Ph2相 差 很 小 ， 则 L很 小 。 因 此 差 动 螺 旋 常 用 于 各 种 微 动 装 置 中 。若 螺 杆 3 左 、 右 两 段 螺 纹 的 旋 向 相 反 ， 则 当 螺 杆 转 动 角 时 ， 可 动 螺 母 2的移 动 距 离 为 )( 212 hh PPl （ 2）可 见 ， 此 时 差 动 螺 旋 变 成 快 速 移 动 螺 旋 ， 即 螺 母 2 相 对 螺 母 1 快 速 趋 近 或 离 开 。 这 种螺 旋 装 置 用 于 要 求 快 速 夹 紧 的 夹 具 或 锁 紧 装 置 中 。 机 电 一 体 化 技 术 试 题一 、 填 空 (每 空 2 分 ， 共 20分 )1.机 电 一 体 化 产 品 按 用 途 可 以 划 分 为 和2 控 制 及 信 息 处 理 单 元 一 般 由 控 制 计 算 机 、 和 组 成 。3 在 小 功 率 传 动 链 中 ， 为 使 总 的 折 算 惯 量 最 小 ， 各 级 传 动 比 分 配 应 遵 守 原 则 。4 典 型 的 可 编 程 控 制 器 由 编 程 器 、 微 处 理 器 、 贮 存 器 、 和 等 部 分 构 成 。5 传 感 器 的 静 态 特 性 能 数 主 要 有 、 二 、 迟 滞 和 重 复 精 度 。二 、 简 答 题 (每 题 4 分 ， 共 20分 )1 为 什 么 采 用 机 电 一 体 化 技 术 可 以 提 高 系 统 的 精 度 ?2 机 电 一 体 化 相 关 技 术 有 哪 些 ? 3 转 动 惯 量 对 传 动 系 统 有 哪 些 影 响 ?4 简 述 机 电 一 体 化 产 品 设 计 中 ， 详 细 设 计 的 主 要 内 容 。 5 简 述 A D、 D A 接 口 的 功 能 。三 、 分 析 题 (20分 ) 1 已 知 数 控 机 床 控 制 系 统 如 图 所 示 ， 试 说 明 图 中 的 各 个 部 分 属 于 机 电 一 体 化 系 统 巾 的 哪 一个 基 本 要 素 ? 2 试 分 析 图 示 传 动 系 统 中 ， 齿 轮 减 速 器 的 传 动 误 差 对 工 作 台 输 出 精 度 的 影 响 ?四 、 计 算 题 (24分 ) 1 如 图 所 示 电 机 驱 动 系 统 ， 已 知 工 作 台 的 质 量 为 m=50kg负 载 力 为 F1 1000N， 最 大 加 速 度为 10m s2 ， 丝 杠 直 径 为 d 20mm， 导 程 t 4mm， 齿 轮 减 速 比 为 i=5， 总 效 率 为 =30 ， 忽略 丝 杠 惯 量 的 影 响 ， 试 计 算 电 机 的 驱 动 力 矩 。2 已 知 某 工 作 台 采 用 直 流 电 机 丝 杠 螺 母 机 构 驱 动 ， 已 知 工 作 台 的 行 程 L=250mm， 丝 杠导 程 t 4mm， 齿 轮 减 速 比 为 i=5， 要 求 工 作 台 位 移 的 测 量 精 度 为 o 005mm(忽 略 齿 轮 和 丝 杠 的 传 动 误 差 )。(1)试 采 用 高 速 端 测 量 方 法 ， 确 定 旋 转 编 码 器 的 每 转 脉 冲 数 (2)若 将 传 感 器 与 丝 杠 的 端 部 直 接 相 连 ， n。 =500脉 冲 转 的 旋 转 编 码 器 是 否 合 用 。 五 、 综 合 题 (16分 )已 知 电 机 驱 动 的 三 自 由 度 位 置 控 制 系 统 ， 单 个 自 由 度 的 驱 动 系 统 如 图 所 示 ， 确 定 整 系 统的 控 制 方 案 、 画 出 控 制 系 统 原 理 图 。 (至 少 提 出 两 个 方 案 )答 案 及 评 分 标 准 (供 参 考 )一 、 填 空 每 空 2 分 ， 共 20分 )1.办 公 机 电 一 体 化 产 品 产 业 机 电 一 体 化 产 品 民 用 机 电 一 体 化 产 品2 控 制 软 件 硬 件 接 口3 前 小 后 大4 电 源 输 入 输 出 接 口5 灵 敏 度 线 性 度二 、 简 答 题 (每 题 4 分 ， 共 20分 )1 答 ： 机 电 一 体 化 技 术 使 机 械 传 动 部 分 减 少 ， 因 而 使 机 械 磨 损 ， 配 合 间 隙 及 受 力 变 形 等 所引 起 的 误 差 大 大 减 少 ， 同 时 由 于 采 用 电 子 技 术 实 现 自 动 检 测 ， 控 制 ， 补 偿 和 校 正 因 各 种 干 扰因素 造 成 的 误 差 ， 从 而 提 高 精 度 。 2 答 ： 机 电 一 体 化 相 关 技 术 有 ： 机 械 技 术 ， 计 算 机 与 信 息 处 理 技 术 ， 系 统 技 术 ， 白 动 控 制技术 ， 传 感 器 测 试 技 术 和 伺 服 驱 动 技 术 。3 答 ： 转 动 惯 量 增 大 使 机 械 负 载 增 加 ， 功 率 消 耗 大 ； 使 系 统 相 应 速 度 变 慢 ， 降 低 灵 敏 度 ；使系 统 固 有 频 率 下 降 ， 容 易 产 生 谐 振 。4 答 ： 详 细 设 计 主 要 包 括 ： 系 统 总 体 设 计 ； 业 务 的 分 组 ； 机 械 本 体 及 工 具 设 计 ； 控 制 系 统设计 ： 程 序 设 计 ； 后 备 系 统 设 计 ； 完 成 详 细 设 计 书 及 制 造 图 样 ； 产 品 出 厂 及 使 用 文 件 的 设 计 。5 答 ： A D接 口 的 功 能 是 将 温 度 、 压 力 等 物 理 量 经 传 感 器 变 成 的 电 压 、 电 流 等 信 号 转 换 为数 字 量 。 D A 接 口 是 将 二 进 制 数 字 量 转 换 成 电 压 信 号 。三 、 分 析 题 (20分 ) 1.(10分 )解 答 ： 图 中 各 部 可 分 为 ：(1)控 制 及 信 息 处 理 单 元 ： 键 盘 、 计 算 机 、 显 示 ； (2)测 试 传 感 部 分 ： 光 电 编 码 器 、 信号 处 理 ； (3)能 源 ： 电 源 ； (4)驱 动 部 分 ： 功 放 、 电 机 ； (5)执 行 机 构 ： 联 轴 器 、 齿轮 减 速 器 、 丝 杠 螺 母 机 构 、 工 作 台2 (10分 )解 答 ：齿 轮 传 动 链 位 于 电 机 之 后 ， 前 向 通 道 的 闭 环 之 外 ， 其 传 动 误 差 的 低 频 分 量 和 高 频 分 量 都 不能 通 过 闭 环 控 制 来 消 除 ， 都 会 影 响 输 出 精 度 。四 、 计 算 题 (24分 )1 (12分 )解 ： (1)计 算 负 载 力 (4分 )负 载 力 由 外 负 载 力 、 惯 性 负 载 力 两 部 分 构 成 (1)高 速 端 测 量设 传 感 器 的 每 转 脉 冲 数 为 ， n， 每 个 脉 冲 对 应 工 作 台 的 位 移 为满 足 题 目 要 求 。 (2)低 速 端 测 量传 感 器 直 接 与 丝 杠 连 接 ， 与 减 速 比 无 关 可 知 ” 。 500脉 冲 转 的 编 码 器 不 合 用 。 五 、 综 合 题 (16分 )解 ： 可 以 使 用 工 业 PC机 或 者 单 片 机 完 成 系 统 的 控 制 。 具 体 可 以 有 下 三 种 方 案 ：(1)工 业 PC机 集 中 控 制 方 案 ： 用 一 台 工 业 PC 机 对 三 个 自 由 度 实 现 集 中 控 制 ， 包 括 任 务 管 理和 三 个 自 由 度 的 伺 服 控 制 ， 系 统 原 理 图 如 下 。(2)工 业 PC机 、 单 片 机 分 级 控 制 方 案 ： 用 一 台 工 业 PC机 与 三 个 单 片 机 通 信 ， 对 三 个 单 片 机 实 现 管 理 ， 每 个 单 片 机 负 责 一 个 自 由 度 的 伺 服 控 制 ， 控 制 系 统 原 理 图 如 下 。 (3)单 片 机 、 单 片 机 分 级 控 制 方 案 ： 用 一 个 单 片 机 作 为 主 单 片 机 与 三 个 从 单 片 机 通 信 ， 对 三个 从 单 片 机 实 现 管 理 ， 每 个 从 单 片 机 负 责 一 个 自 由 度 的 伺 服 控 制 ， 控 制 系 统 原 理 图 如 下 。 评 分 标 准 ： 正 确 回 答 出 三 种 方 案 之 中 的 任 意 两 个 即 可 得 满 分 。