【正文】 第一篇：機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)論機電一體化產(chǎn)品與機械產(chǎn)品的異同摘要：機電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。文章簡述了機電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，以及和普通機械產(chǎn)品的區(qū)別。關(guān)鍵詞機電產(chǎn)品機電一體化產(chǎn)品優(yōu)點對比與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品相比，機電一體化產(chǎn)品更方便于我們的生活，使我們充分享受到科技的優(yōu)越性。下面對比一下機電一體化產(chǎn)品和普通機械產(chǎn)品的優(yōu)缺點(一)使用安全性和可靠性提高。機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。(二)生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預(yù)定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時，由于機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作的自動化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機床對工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機床提高5～6倍。(三)使用性能改善。機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實現(xiàn)全部動作。高級的機電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序，實現(xiàn)自動最優(yōu)化操作。渦街流量計(四)具有復(fù)合功能并且適用面廣。機電一體化產(chǎn)品跳出了機電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)、自動保護和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強。例如，電子式空氣斷路器具有保護特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴大。(五)調(diào)整和維護方便。機電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時，可通過改變控制程序來實現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對象，只需給定一個代碼信號輸入，即可按指定的預(yù)定程序進行自動工作。機電一體化產(chǎn)品的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施，使工作恢復(fù)正常。結(jié)論：機電一體化技術(shù)產(chǎn)品大大優(yōu)先于普通的機械產(chǎn)品，是未來發(fā)展的必然選擇，學(xué)好機電一體化技術(shù)也是我們的責(zé)任和使命。參考文獻：[M].北京航空航天大學(xué)出版社,、[M].北京機械工業(yè)出版社,2004第二篇：《機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)》判斷題試題庫√判斷題試題庫（100題）1.()直流電動機反接制動，當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速降低至接近零時應(yīng)立即斷開電源。2.()有感生電動勢就一定有感生電流。3.()微機比大型機的通用性好。4.()斬波器中的絕緣柵雙極晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)。5.()因為感生電流的磁通總是阻礙原磁通的變化，所以感生磁通永遠與原磁通方向相反。6.()PLC可編程序控制器輸入部分是收集被控制設(shè)備的信息或操作指令。7.()磁路和電路一樣，也有開路狀態(tài)。8.()彈性聯(lián)軸器具有緩沖、減震的作用。9.()晶閘管斬波器的作用是把可調(diào)的直流電壓變?yōu)楣潭ǖ闹绷麟妷骸?0.()有靜差調(diào)速系統(tǒng)是依靠偏差進行調(diào)節(jié)；無靜差調(diào)速系統(tǒng)是依靠偏差的積累進行調(diào)節(jié)的。11.()雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)包括電流環(huán)和速度環(huán)。電流環(huán)為外環(huán)，速度環(huán)為內(nèi)環(huán)，兩環(huán)是串聯(lián)的，又稱雙環(huán)串級調(diào)速。12.()微機用于工業(yè)控制時又稱可編程控制器。13.()微機的應(yīng)用使儀表向數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。14.()自動線分為全自動生產(chǎn)線和半自動生產(chǎn)線兩大類。15.()產(chǎn)生爬行的區(qū)域是動靜摩擦轉(zhuǎn)變的非線性區(qū)，非線性區(qū)越寬，越容易產(chǎn)生爬行。1()根據(jù)晶閘管的特性，改變參考電壓Ug的大小，就可以改變晶閘管觸發(fā)角的大小，從而使整流電壓Ud變化，進而改變電動機轉(zhuǎn)速。1()單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)在啟動和堵轉(zhuǎn)時電流會超過允許值，因此不需要額外設(shè)置截流反饋裝置。1()步進電動機的矩頻特性表明輸出轉(zhuǎn)矩隨脈沖頻率升高而升高。1()脈寬調(diào)制器主要作用是講脈沖寬度可以調(diào)節(jié)的脈沖電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓。()交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子電阻做的比較大，目的是使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。2()直流伺服電動機的結(jié)構(gòu)、原理與他勵直流電動機相似。2()交流伺服電動機和測速發(fā)電機的結(jié)構(gòu)相似，且都是伺服電機。2()矢量控制系統(tǒng)是對定子電流的空間矢量進行坐標(biāo)變換的控制系統(tǒng)。2()對于伺服驅(qū)動系統(tǒng)，一般需要有狀態(tài)反饋環(huán)節(jié)，反饋電路屬于功率驅(qū)動接口。2()在輸出通道的隔離中，最常用的是光電隔離技術(shù)。2（）機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中，機電產(chǎn)品必須完成相互協(xié)調(diào)的若干機械運動，每個機械運動可由單獨的控制電機、傳動件和執(zhí)行機構(gòu)組成的若干系統(tǒng)來完成，由計算機來協(xié)調(diào)與控制。2（）按照功能劃分，F(xiàn)MS可以分為加工系統(tǒng)和信息系統(tǒng)兩大部分。2（）從概念的外延來看，機電一體化包括機電一體化技術(shù)和機電一體化產(chǎn)品兩個方面。2（）與一般的機械系統(tǒng)相比，機電一體化中的機械系統(tǒng)除要求具有較高的定位精度之外，還應(yīng)具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性，即響應(yīng)要快，穩(wěn)定性要好。（）柔性制造系統(tǒng)（FMS）是指可變的、自動化程度較高的制造系統(tǒng)。3（）與一般的機械系統(tǒng)相比，機電一體化中的機械系統(tǒng)除要求具有較高的定位精度之外，還應(yīng)具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性，即響應(yīng)要快，穩(wěn)定性要好。3（）摩擦系數(shù)最小時對應(yīng)的移動速度稱為臨界速度VK，當(dāng)主動件的移動速度大于臨界速度VK時，進給系統(tǒng)就容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。3（）對于系統(tǒng)閉環(huán)內(nèi)的間隙，在控制系統(tǒng)有效控制范圍內(nèi)對系統(tǒng)精度、穩(wěn)定性影響較大，但反饋通道上的間隙要比前向通道上的間隙對系統(tǒng)影響較小。3（）機電一體化機械系統(tǒng)中的機械傳動裝置，已不僅僅是用來作運動轉(zhuǎn)換和力或力矩變換的變換器，已成為伺服系統(tǒng)的重要組成部分，要根據(jù)伺服控制的要求來進行設(shè)計和選擇。所以在一般情況下，應(yīng)盡可能縮短傳動鏈，而不是取消傳動鏈。3（）機電一體化機械系統(tǒng)，一般要求機械傳動系統(tǒng)最低固有頻率WOI≥300rad／s，其他機械系統(tǒng)WOI≥600rad／s。3（）磁軸承是高速軸承，但最高轉(zhuǎn)速不能超過6000r/min。3（）滾珠絲杠副只能將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動。3（）在傳動系統(tǒng)中，計算轉(zhuǎn)動慣量時，可以直接將各軸的轉(zhuǎn)動慣量值加起來作為等效轉(zhuǎn)動慣量來設(shè)計系統(tǒng)。3（）塑料導(dǎo)軌軟帶中最成功、性能最好的是聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶。（）負載角加速度最大原則表明了：齒輪傳動比的最佳值就是將 換算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量正好等于電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，此時電動機的輸出轉(zhuǎn)距一半用于加速 電機轉(zhuǎn)子，一半用于加速 負載，達到了慣量負載和轉(zhuǎn)距的最佳匹配。4（）貼塑滑動導(dǎo)軌由于其動靜摩擦因數(shù)的差值較大，故無法消除爬行現(xiàn)象。4（）對于傳動線路間隙的消除，常采用的方法是先用機械消除方法解決大部分間隙與誤差，然后對機械消除不了的間隙與誤差進行軟件補償。4（）將傳感器測量的被測對象信號輸入到單片機數(shù)據(jù)總線的通道為后向通道。后向通道在單片機一側(cè)有三種類型：數(shù)據(jù)總線、并行I/O口和定時/計數(shù)器口。4（）靜壓導(dǎo)軌是在兩個相對運動的導(dǎo)軌面間通入壓力油或壓縮空氣，使運動件浮起，以保證兩導(dǎo)軌面間處于液體或氣體摩擦狀態(tài)下工作。4（）無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測裝置的精度。4（）直線運動導(dǎo)軌是用來支承和引導(dǎo)運動部件按給定的方向作往復(fù)直線運動。4（）加工中心配置有刀庫和自動換刀裝置，所以能在一臺機床上完成車、銑、鏜、鉆、鉸、攻螺紋、輪廓加工等多個工序的加工。4（）電火花加工設(shè)備屬于數(shù)控機床的范疇，電火花加工是在一定的液體介質(zhì)中，利用脈沖放電對導(dǎo)體材料的電蝕現(xiàn)象來蝕除材料，從而使零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量達到預(yù)定技術(shù)要求的一種加工方法。4（）采樣/保持器在保持階段相當(dāng)于一個“模擬信號存儲器”。這種講法是錯誤的。50、（）將傳感器測量的被測對象信號輸入到單片機數(shù)據(jù)總線的通道為后向通道。后向通道在單片機一側(cè)有三種類型：數(shù)據(jù)總線、并行I/O口和定時/計數(shù)器口。5（）機電一體化控制系統(tǒng)的設(shè)計思路必須考慮兩個權(quán)衡，即專用與通用的權(quán)衡，硬件與軟件的權(quán)衡。5（）選擇機電一體化控制系統(tǒng)的微型計算機，從控制的角度出發(fā)，應(yīng)能滿足具有較完善的中斷系統(tǒng)、足夠的存儲容量、完善的I/O通道和實時時鐘等要求。5（）單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng)是指用一片單片機，加上晶振電路、復(fù)位電路、電源與外設(shè)驅(qū)動電路組配成的控制系統(tǒng)。5（）工業(yè)控制計算機并不包含單片機和可編程序控制器，僅指定8086/8088系列的PC機。5（）使用ADC0809時，啟動某一通道使其開始A/D轉(zhuǎn)換，常使用MOVX @ DPTR，A，而不單獨設(shè)置命令字。5（）機電一體化系統(tǒng)的控制程序是應(yīng)用軟件的核心，是基于控制理論的控制算法的具體實現(xiàn)。5（）機電一體化控制系統(tǒng)的一般設(shè)計步驟應(yīng)為：確定系統(tǒng)整體控制方案；確定控制算法；選用微型計算機；系統(tǒng)總體設(shè)計；軟件設(shè)計等。5（）機電一體化技術(shù)已從早期的機械電子化轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械微電子化和機械計算機化。即微型計算機已成為整個機電一體化系統(tǒng)的核心。5（）由于單片機總線的驅(qū)動能力有限，外圍芯片工作時又有一個輸入電流，過多的外圍芯片可能會加重總線負載，故在單片機的總線與外圍擴展芯片之間需通過驅(qū)動器連接。60、（）數(shù)據(jù)傳送DMA是直接存儲器存取，即外設(shè)與內(nèi)存間直接進行數(shù)據(jù)交換（DMA）而不通過CPU。6（）工業(yè)控制的計算機主要有單片微型計算機、可編程序控制器（PLC）、總線工控機等類型。對于數(shù)據(jù)處理量大的系統(tǒng)，則往往采用基于各類總線結(jié)構(gòu)的工控機，如STD總線工控機、IBMPC總線工控機、Multibus工控機等。6（）在計算機接口技術(shù)中I/O通道就是I/O接口。6（）、（）單片機屬于通用型微機。6（）共模干擾往往是指同時加載在各個輸入信號接口斷的共有的信號干擾。6（）傳感器一般是由敏感元件、傳感元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成，傳感器只完成被測參數(shù)到非電量的基本轉(zhuǎn)換。6（）屏蔽是利用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻暮袪罨驓钇帘误w，將干擾源或干 擾對象包圍起來從而割斷或削弱干擾場的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳 輸。6（）模擬式傳感器信號處理過程包括:將非電物理量轉(zhuǎn)換成電量，并經(jīng)放大、濾波等一系列處理后，需經(jīng)模/數(shù)變換將模擬量變成數(shù)字量，才能送入計算機系統(tǒng)。6（）模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程包括信號的采樣/保持、多路轉(zhuǎn)換（多傳感器輸入時）、A/D處理等過程。70、（）感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制造的高精度檢測元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測直線位移和轉(zhuǎn)角。7（）數(shù)字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應(yīng)同步器等，它們的共同特點是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結(jié)構(gòu)的位移傳感器，輸出信號都是脈沖信號，每一個脈沖代表輸入的位移當(dāng)量，通過計數(shù)脈沖就可以統(tǒng)計位移的尺寸。7（）傳感器靈敏度指在穩(wěn)態(tài)下，輸出的變化量ΔY與輸入的變化量ΔX的比值。7（）兩種不同材料組成的熱電偶，其接點溫度為T1和T2，兩者之間的熱電勢E（1，2）等于熱電偶在連接點溫度為T1和T3的電勢與T3和T2的電勢之和。即E(1,2)=E(1,3)+E(3,2)7（）步進電機的步距角決定了系統(tǒng)的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。7（）伺服電機的驅(qū)動電路就是將控制信號轉(zhuǎn)換為功率信號，為電機提供 電能的控制裝置，也稱其為變流器，它包括電壓、電流、頻率、波形和相數(shù)的變 換。7（）在永磁式直流伺服電動機中，磁極采用永磁材料制成，充磁后即可產(chǎn)生恒定磁場。7（）變頻調(diào)速時，磁通量增強，引起鐵心飽和，勵磁電流急劇增加，電動機繞組發(fā)熱，可能導(dǎo)致燒毀電動機。7（）自動化制造系統(tǒng)包括剛性制造和柔性制造，“柔性”的含義是指該生產(chǎn)線只能生產(chǎn)某種或生產(chǎn)工藝相近的某類產(chǎn)品，表現(xiàn)為生產(chǎn)產(chǎn)品的單一性。7（）干擾信號有周期性干擾和隨機性干擾兩類，隨機性干擾信號可以采用積分時間為20ms整數(shù)倍的雙積分型A／D轉(zhuǎn)換器，可有效地消除其影響。80、（）光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換器組成，入端為光敏三極管，出端為發(fā)光二極管。8（）市場上提供的國產(chǎn)TTL脈沖分配器是一種軟件分配器。8（）步進電動機的進給系統(tǒng)采用齒輪傳動，不僅是為了求得所需的脈沖當(dāng)量，還有滿足結(jié)構(gòu)要求和增大轉(zhuǎn)矩的作用。8（）閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床不直接測量機床工作臺的位移量。8（）大慣量直流電動機的轉(zhuǎn)子慣量大，小慣量直流電動機的轉(zhuǎn)子慣量小。8（）步進電機步距角越小，意味著它所能達到的位置精度越高。8（）直流伺服電機目前常用 PWM 調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)和 可控硅直流 調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)兩種方式。8（）環(huán)形分配模塊程序55H地址的高4位存放 x電機的狀態(tài)、低4位存放 Y電機的狀態(tài)。8（）伺服控制技術(shù)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制技術(shù)。8（）伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等五部分。90、（）交流伺服電動機主要由主磁極、電樞、電刷及換向片結(jié)構(gòu)組成。9（）對直流伺服電動機，采用電樞電壓控制方式時，由于定子磁場保持不變，其電樞電流可以達到額定值，相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩也可以達到額定值，因而這種方式又被稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。9（）對直流伺服電動機，采用勵磁磁場控制方式時，由于電動機在額定運行條件下磁場已接近飽和，因而只能通過減弱磁場的方法來改變電動機的轉(zhuǎn)速。由