机电一体化考试计算题参考答案

1．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?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。2．如图所示的系统，试分析传感器的误差对输出精度的影响。(8分)解答：传感器位于闭环之内的反馈通道上，其误差的高频分量(噪声信号)因系统的低通作用得到校正，不影响输出精度;传感器误差的低频分量，如静态精度(分辨率等)直接影响输出精度，它决定了系统精度的上限。3.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，试确定单自由度驱动系统的测量方案。解：依题意有两种测量方案(1)高速端测量方案：传感器安装在电机的尾部，通过测量电机的转角实现对工作台位移的间接测量。可选用光电编码器式传感器或者磁电式编码器。(2)低速端测量方案：传感器安装在工作台上，直接测量工作台的位移。可选用光栅式位移器、感应同步器或者电位计式位移传感器。4．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。解答(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n。＝500脉冲／转的编码器不合用。5．如图所示的开环步进电机位置控制系统，已知负载为F＝1000N，工作台长L=500mm，往复精度为±0．0lmm，丝杠导程ts=8mm，直径d＝20mm，步进电机的步距角为a=1．8。，试确定齿轮减速比i。