【New】机电一体化名词解释与简答复习资料(背诵)

机电一体化系统设计名词解释与简答第1页共10页第〇章概述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。第一章机械系统设计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、经验公式或图表等计算确定载机电一体化系统设计名词解释与简答第2页共10页荷的方法。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。第二章检测系统设计1.包络检波：是利用二极管等具有单向导电性能的器件截去调幅信号的下半部，再用滤波器滤除其高频成分，从而得到按调幅波包络线变化的调制信号。2.旋转变压器的鉴相工作方式：是根据旋转变压器转子绕组中感应电动势的相位来确定被测位移大小的检波方式。3.滤波器的截止频率：是指滤波器的幅频特性值等于2K所对应的频率。4.小信号双线变送器：将现场微弱信号转化为4～20mA的标准电流输出，然后通过一对双绞线传送信号以实现信号和电源的一起传送。5.莫尔条文：是指用平行光垂直照射相互倾斜微小角度而重叠在一起的指示光栅与标尺光栅时，在光栅的另一面所出现的与刻线垂直、明暗相间的粗大条纹。6.增量式编码器是将位移转换成周期性变化的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。7.调频与解调：调频是用调制信号去控制高频振荡的载波信号的频率；调频波的解调是先将调频波变换成调频调幅波，然后进行幅值检波。8.低通滤波器：能使频率不超过截止频率的低频信号顺利通过，迅速衰减截止频率以上的高频信号的电路装置。第三章控制系统设计1.最少拍控制系统：是指在最少的几个采样周期内达到在采样时刻输入输出无差的系统。2.保持器：将离散的采样信号恢复到原连续信号的装置。3.数字控制器D（z）物理可实现：是要求数字控制器算法中不允许出现对未来时刻的信息要求。4.信号的采样：把时间上连续的信号变成时间上离散的采样信号或数字信号的过程。机电一体化系统设计名词解释与简答第3页共10页5.采样系统的动态特性：是指系统在单位阶跃信号输入下的过渡过程特性。6.脉冲传递函数：是输出采样信号的z变换与输入采样信号的z变换之比。7.最少拍无纹波控制系统：是指在最少的几个采样周期内达到稳态且在采样点之间无纹波的无差系统。8.采样信号的复原：由采样信号不失真地恢复成原连续信号的过程。第四章机电一体化计算机接口设计1.信号的同步触发：指系统的许多相关部件或功能块在同一门控信号作用下完成要求的操作。2.整形电路：将混有毛刺之类干扰的输入双值逻辑信号或其信号前后沿不合要求的输入信号整形为接近理想状态的方波或矩形波，而后再根据系统要求变换为相应形状的脉冲信号。3.尖峰：是输入数码发生变化时产生的持续时间虽然很短但幅值很大的瞬时误差。4.信号的异步触发：指相关部件或功能块不需在同一信号控制下完成自己的操作。5.开关（数字）量输入通道：是将双值逻辑的开关（数字）量变换为计算机能够接收的数字量接口通道。6.模拟量输入通道：是对过程量（模拟量）进行变换、放大、采样和模/数转换，使其变为二进制数字量并输入到计算机的接口通道。7.A/D转换器：是将模拟量电压转换为数字量电压的装置。8.D/A转换器：是将数字量电压转换为模拟量电压的装置。第五章伺服系统设计1.步距角：是步进电动机定子绕组的通电状态每改变一次，其转子转过的角度。2.直流伺服电动机的机械特性：是指控制电压恒定时，电动机转速随负载转矩变化的关系。3.直流伺服电动机的调节特性：是负载力矩为常数的情况下电动机的转速与电枢控制电压之间的关系。4.交流伺服电动机的幅值控制：保持控制电压和励磁电压之间的相位差为90°，仅仅改变控制电压的幅值。5.交流伺服电动机的相位控制：保持控制电压的幅值不变，仅仅改变控制电压与励磁电压的相位差。机电一体化系统设计名词解释与简答第4页共10页6.交流伺服电动机的幅值-相位控制：在励磁电路中串联移相电容，改变控制电压的幅值以引起励磁电压的幅值及其相对于控制电压的相位差发生变化。7.步进电动机的突跳频率：是指空载时，步进电动机由静止突然启动，进入不失步的正常运转所允许的最高启动频率。8.逆变器：是将直流电变换成交流电的装置。第〇章概述1.简答机电一体化系统实现目的功能的内部功能。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.简述机电一体化的发展趋势。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。3.简答机电一体化技术的主要特征。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.简答机电一体化系统的目的功能。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.机电一体化系统有哪些基本要素？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.机电一体化生产系统有哪几个部分组成？6.答：1）物流系统；2）能量流系统；3）信息流系统。7.机电一体化系统设计的原则有哪些？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。机电一体化系统设计名词解释与简答第5页共10页8.机电一体化系统的设计类型有哪些？8.答：1）开发性设计；2）适应性设计；3）变异性设计。第一章机械系统设计1.简述机电一体化传动机构对系统性能的影响。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.简述缩短传动链，提高传动与支承刚度的方法。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.简述机电一体化传动机构转动惯量对系统性能的影响。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。4.在设计中具体采取什么措施确保机械系统的传动精度和工作稳定性？4.答：1）采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件。2）缩短传动链，提高传动与支承刚度。3）选用最佳传动比。4）缩小反向死区误差。5）改进支承及支架的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声(传动与支承刚度)。5.齿轮传动副的消隙方法有哪些？5.答：1）轴向消隙法；2）径向消隙法；3）周向消隙法。6.简述机电一体化传动机构刚度对系统性能的影响。6.答：刚度是使弹性体产生单位变形量所需的作用力。①伺服系统刚度越大则动力损失随之减小；②刚度越大机构固有频率越高，超出机构的频带宽机电一体化系统设计名词解释与简答第6页共10页度，使之不易产生共振；③刚度越大闭环伺服系统的稳定性越高。7.转动惯量对系统有哪些影响？7.答：在传动系统中，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。8.为减小机械系统的传动误差，可采用哪些结构措施？8.答：减小机械系统的传动误差可采用的结构措施有：适当提高零部件本身的精度；合理设计传动链，减小零部件制造、装配误差对传动精度的影响；采用消隙机构，以减小或消除回程误差。第二章检测系统设计1.试按滤波器的选频作用对滤波器进行分类。1.答：1）低通滤波器；2）高通滤波器；3）带通滤波器；4）带阻滤波器。2.信号的调制与解调有哪些类型。2.答：1）幅度调制及其解调；2）频率调制及其解调；3）相位调制及其解调；4）脉冲宽度调制及其解调。3.试用旋转变压器的数学表达式说明其鉴相工作方式。3.答：旋转变压器处于鉴相式工作方式时，其转子绕组中的感应电动势为)sin(tKVVmB由式可见，旋转变压器转子绕组中的感应电动势VB与定子绕组的励磁电压同频率，但相位不同，其差值为。通过比较感应电动势与定子励磁电压信号的相位，便可求出旋转变压器转子相对于定子的转角。4.简答莫尔条纹的特点。4.答：1）放大作用；2）起平均误差的作用（平均效应）；3）莫尔条纹的移动与栅距间的移动成正比。5.简述对测量放大电路的性能要求。5.答：具有高输入阻抗、共模抑制能力强、失调及漂移小、噪声低、闭环增益稳定性高等。6.试用旋转变压器的数学表达式说明其鉴幅工作方式。6.答：旋转变压器处于鉴幅式工作方式时，其转子绕组中的感应电动势为机电一体化系统设计名词解释与简答第7页共10页tVVmBsin)sin(由上式可以看出，感应电动势BV是以角速度为角频率的交变信号，其幅值为)sin(mV。若电气角已知，那么只要测量出BV的幅值，便可间接地求出即被测位移值的大小。7.简述调制与解调的一般应用场合。7.答：1）经过传感器变换以后的信号常常是一些缓变的微弱电信号，直接传输受到干扰，并且损失大，因此往往先将信号调制成变化较快的交流信号，交流放大后传输。2）传感器的电参量在变换成电压量的过程中用调制和解调的方法进行变换。8.隔离放大器的应用场合主要有哪些？8.答：1）测量处于高共模电压下的低电平信号；2）消除由于信号源地网络的干扰所引起的误差；3）避免形成地回路及其寄生拾取问题（不需要对偏流提供返回通路）；4）保护应用系统电路不致因输入端或输出端大共模电压造成损坏；5）为仪器仪表提供安全接口。第三章控制系统设计1.试述带死区的PID数字控制调节原理。1.答：采用带死区的PID控制的基本原理是：给定误差死区宽度0E，当)(ne≤0E时，取)(ne＝0，控制器输出的控制量)(nc＝0，当)(ne＞0E时，采用PID控制。2.当二阶系统随阻尼比变化时其极点在复平面上将怎么变化？2.答：1)当0时，闭环极点处于右半S平面