学生《机电一体化技术》复习题(2015)

1一、填空1.通常一个较完善的机电一体化系统包含：机械本体、动力与驱动装置、执行机构、传感与检测部分和控制与信息处理五部分。2.传感器的静态特性指标主要有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性和分辨力等。3.电感式位移传感器是通过检测电感量的变化来检测被测量的位移。4.滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于螺旋副轴向间隙的调整。5.在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的栅距起到了放大作用。6.谐波齿轮传动的三个主要部件是：刚轮、柔轮和谐波发生器。7.直流伺服电机的优点是稳定性好、可控性好、响应迅速和转矩大等；无刷直流伺服电动机的优点是无换向器、可控性好和稳定性好等。8.传感器的灵敏度反映了被测量的数值处在稳定状态时，输出量的变化量与输入量的变化量的比值。9.电容式位移传感器是将被测物理量转换为电容量变化的装置。10.滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有外循环和内循环两种。11.步进电机的步距角指在一个电脉冲的作用下，电机转子转过的角位移。12.直流伺服电机的机械特性指当控制电压Ua一定时，电磁转矩与转速之间的关系；调节特性指在输出转矩一定时，转速与控制电压之间的关系。13.传感器的迟滞特性是指输入量在增加和减少的过程中，同一输入量下其输出量的差别。14.结构设计中的自平衡原则是指在工作状态下，辅助效应和初始效应并达到平衡状态。15.对于以提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮系，应按输出轴转角误差最小原则分配其各级传动比。16.机电一体化研究的核心技术是接口问题。17.机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。18.滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推—单推式、双推—双推式、双推—简2支式、双推—自由式。19.机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。20.在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。21.常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。22.导轨刚度主要指：结构刚度、接触刚度和局部刚度。23.机电一体化系统（产品）中，常可选择的执行元件：电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。24.步进电机按转子结构形式可分为：反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。25.步进电机的开环控制精度主要由步进电机的结构形式和工作方式决定的；为了进一步提高步进电机的控制精度，可以采用细分电路来提高控制精度。26.依据步进电机的工作原理，步进电机的驱动控制电路主要由：方向控制电路、环形分配电路、驱动放大电路等组成。27.常用传感器主要分为模拟信号检测传感器、数字信号检测传感器、开关信号检测传感器三种形式。28.3二、选择题1.“机电一体化”这一名词产生于20世纪，其产生的年代为（A）A．70年代Ｂ．50年代Ｃ．40年代Ｄ．80年代2.“机电一体化”在国外被称为（C）A．MachineＢ．ElectronicsＣ．MechatronicsＤ．A和B3.机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是（D）A．提供动力Ｂ．传递运动Ｃ．传递动力Ｄ．A、B和Ｃ4.在同步齿型带传动中，同步带的齿形为（A）A．梯形Ｂ．矩形Ｃ．渐开线Ｄ．摆线5.直流伺服电动机的电磁转矩与输出转速之间的函数关系式称为其（A）A．机械特性Ｂ．调节特性Ｃ．力矩特性Ｄ．转速特性6.在滚珠丝杠副中，预紧调整是为了消除其（B）A．径向间隙Ｂ．轴向间隙Ｃ．预应力Ｄ．A和B7.若x传感器的输入量，y是其输出量，则传感器的灵敏度为（C）A．yxＢ．yxＣ．xyＤ．xy8.在可编程控制器的编程中，同一继电器线圈在梯形图中出现的次数最多（B）A．2Ｂ．1Ｃ．3Ｄ．49.光栅式位移传感器的栅距W、莫尔条纹的间距B和倾斜角θ之间的关系为（A）A．WBＢ．WBＣ．WBＤ．WB5.110.差动变压器式电感传感器属于（C）A．涡流式Ｂ．自感型Ｃ．互感型Ｄ．可变磁阻式11.在自动控制系统中，伺服电机通常用于控制系统的（B）A．开环控制Ｂ．C和DＣ．全闭环控制Ｄ．半闭环控制12.在光栅式位移传感器中，莫尔条纹与光栅条纹的排列方向几乎成（A）A．90°Ｂ．0°Ｃ．45°Ｄ．60°13.在同步齿型带传动中，节线的长度在工作过程中（A）4A．不变Ｂ．变长Ｃ．变短Ｄ．几乎不变14.Mechatronics是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是（B）A．机械学与信息技术Ｂ．机械学与电子学Ｃ．机械学与自动化技术Ｄ．机械学与计算机15.直流伺服电动机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为（B）A．转速特性Ｂ．调节特性Ｃ．工作特性Ｄ．机械特性16.滚珠丝杠副的基本导程指丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的（B）A．径向位移Ｂ．轴向位移Ｃ．螺旋线长度Ｄ．坐标值17.在双波谐波齿轮传动中，通常刚轮与柔轮的齿数差是（C）A．1Ｂ．3Ｃ．2Ｄ．418.在两级齿轮传动中，若传动比的分配方案是21ii，则其遵循的原则是（A）A．重量最轻Ｂ．等效转动惯量最小Ｃ．输出轴转角误差最小Ｄ．加速度响应最快19.谐波齿轮传动中的柔轮相当于行星轮系中的（B）A．中心轮Ｂ．行星轮Ｃ．系杆Ｄ．B和C20.步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的2倍，则步距角为原来的（A）A．0.5倍Ｂ．2倍Ｃ．0.25倍Ｄ．不变21.传感器在零输入状态下，输出值的变化称为传感器的（C）A．线性度Ｂ．精确度Ｃ．零漂Ｄ．分辨率22.在自动控制系统中，步进电机通常用于控制系统的（C）A．半闭环控制Ｂ．闭环控制Ｃ．开环控制Ｄ．前馈控制23.为了提高滚珠丝杠副的旋转精度，滚珠丝杠副在使用之前应该进行（B）A．调整径向间隙Ｂ．预紧Ｃ．预加载荷Ｄ．表面清洗524.感应同步器可用于检测（D）A．位置Ｂ．加速度Ｃ．速度Ｄ．位移25.齿轮传动的总等效惯量随传动级数的（A）A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变26.某伺服电动机最高大输出转矩为5N·m，通过齿轮系5:1减速，可带动（A）的最大转矩负载。A.25N·mB.50N·mC.2.5N·mD.1.25N·m27.某伺服电动机最高转速为1200r/min，通过丝杠螺母传动带动机床进给运动，丝杠螺距为6mm，最大进给速率可达（B）A.72m/minB.7.2m/minC.5m/minD.3.6m/min28.某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角0.001弧度，则莫尔条纹的宽度为（C）A.100mmB.20mmC.10mmD.0.1mm29.直流测速发电机输出的是与转速（C）A.成正比的交流电压B.成反比的交流电压C.成正比的直流电压D.成反比的直流电压30.下列属于变磁阻电动机的是（C）A.直流电动机B.交流感应电动机C．步进电动机D.永磁同步电动机31.某步进电动机有48个齿，采用五相五拍方式运行，其步距角为（B）A.0.75oB.1.5oC.6oD.3o32.计算步进电动机转速的公式为（A）A.360ormzcB.60rfmzc6C.180cososmTmcD.360180oomc33.步进电机一般用于（A）控制系统中。A.开环B.闭环C.半闭环D.前馈34.某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步距角为1.5o，应采用的通电方式为（C）A.单拍制B.双拍制C.单双拍制D.细分电路35.滚珠丝杠副的基本导程指丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点（B）A．径向位移Ｂ．轴向位移Ｃ．螺旋线长度Ｄ．坐标值36.为了提高滚珠丝杠副的旋转精度，滚珠丝杠副在使用之前应该进行（B）A．调整径向间隙Ｂ．预紧Ｃ．预加载荷Ｄ．表面清洗7三、简答1.机电一体化系统特点。2.机电一体化系统的基本组成。3.机电一体化技术发展方向。4.传感器分类。5.光栅尺传感器的结构与分类。6.莫尔条纹形成的原理和作用。7.光栅尺辨向原理。8.编码器的种类。9.绝对值和增量编码器的区别。10.增量编码器输出信号的种类。11.按执行元件不同，伺服系统的种类。12.伺服系统根据控制原理，分哪几种？13.机电系统对伺服系统的要求。14.步进电动机的特点。15.步进电动机的种类。16.以三相感应式步进电机为例，简述步进电动机的工作原理。17.步进电动机的通电方式有哪些？18.直流电机的调速方式有哪些？19.简述直流电机PWM调速原理。20.简述PWM信号产生原理。21.交流电机调速的方法有哪些？22.简述变频调速的调速调压原理。23.交流PWM信号和直流PWM信号产生方法有什么不同？24.齿轮传动总传动比分配方法有哪些？25.调整齿轮间隙的方法有哪些？26.简述谐波齿轮的结构和工作原理。27.与普通V带比较，同步带传动有什么优点？28.与普通滑动丝杠比较，滚珠丝杠传动有什么优点？829.PID控制方法中，比例环节(P调节)有什么特点？对调节过程有什么影响？30.PID控制方法中，积分环节(I调节)有什么特点？对调节过程有什么影响？31.PID控制方法中，微分环节(D调节)有什么特点？对调节过程有什么影响？9四、计算题1.步距角计算。2.等效转动惯量的计算。已知滚珠丝杠的转动惯量Js=0.617kgcm2，拖板折算到丝杠上的转动惯量Jw=0.517kgcm2，小齿轮转动惯量Jz1=0.259kgcm2，大齿轮转动惯量Jz2=4.87kgcm2，电动机转子转动惯量Jm=4kgcm2，传动比i=0.5，求加在电机转动轴上的总等效转动惯量Jeq。3.谐波齿轮传动比计算。，，4.已知工作台脉冲当量为δ=0.005mm/脉冲，滚珠丝杠导程Ph=5mm，步进电机步距角α=0.75º，求减速箱的减速比i。五、P程序分析题mzk360rgHgHrHrgzzi0rrgggHHgzzzi0ggrrrHHrzzzi10