【正文】 ）；充分利用計算機軟件資源以減低硬件成本，對多相的脈沖分配具有更大的優(yōu)點；但軟環(huán)分占用計算機的運行時間，會使插補一次的時間增加，易影響步進電機的運行速度。其他相步進電機。HB和PM型步進電機能夠用做超低速同步電動機。這類電動機都由轉(zhuǎn)子鐵心的凸極數(shù)決定步距角的大小，可制造出步距角較小的電動機。PM型電動機的特點是勵磁功率小、效率高、造價低，因此需求量也大。該類電動機的定子與轉(zhuǎn)子均不含永久磁鐵，故無勵磁時沒有保持力。應(yīng)用：NC機械、機器人。AC伺服電機（永磁同步型）:無接觸換向部件；需要磁極位置檢測器（如同軸編碼器等）；具有DC伺服電機的全部優(yōu)點。AC伺服電機：同步型SM、感應(yīng)型IM 步進電機：變磁阻型（VR）、永磁型（PM）、混合型（HB）DC伺服電機：高響應(yīng)特性；高功率密度（體積小、重量輕）；可實現(xiàn)高精度數(shù)字控制；接觸換向部件（電刷與換向器）需要維護。5)制造工藝復(fù)雜，成本高。（產(chǎn)品）對執(zhí)行元件的基本要求有哪些？答：（1）慣量小，動力大（2）體積小，重量輕（3）便于維修，安裝（4）易于微機控制。？答：可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開，各自使用一套電源供電、可以進行電平轉(zhuǎn)換、提高驅(qū)動能力2．在機電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的傳感器的類型通常都有哪些？答： 按作用分為：（1）檢測機電一體化系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的內(nèi)部信息轉(zhuǎn)換器（2）檢測作業(yè)對象和外部環(huán)境狀態(tài)的外部信息傳感器。11交流伺服電動機的調(diào)速方法有：變極調(diào)速、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速、變頻調(diào)速。8同步帶由包布層、帶齒、帶背和加強筋組成。6滾珠絲杠副的精度分為10共七個等級。3機電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)有：檢測傳感技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、精密機械技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。78 何謂機電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？答：機電一體化可靠性是指，系統(tǒng)（產(chǎn)品）在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能 力。（4）比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)這種調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的組成如圖（d），其傳遞函數(shù)為Gc(s)=–Kp[1+1?（Tis）+Tds ]式中 Kp=（R1C1+R2C2）/(R1R2)；Ti=R1C1+R2C2。系統(tǒng)中采用積分環(huán)節(jié)可以減少或消除誤差，但由于積分環(huán)節(jié)效應(yīng)慢，故很少單獨使 用。為分析方便起見，見圖（3）改畫成 圖（4）所示，則傳遞函數(shù)為：G(s)= = 16（3）附加擾動力矩（以電壓 表示）的系統(tǒng)框圖直流伺服電機的轉(zhuǎn)矩常數(shù)；直流伺服電機轉(zhuǎn)子的繞組阻抗；功率放大器的輸出阻抗；對應(yīng)于擾動力矩的等效擾動電壓的拉氏變換（4）附加擾動力矩的等效電壓后的框圖比例調(diào)節(jié)（P）、積分調(diào)節(jié)（I）、比例積分調(diào)節(jié)（PI）和比例積分微分調(diào)節(jié)（PID）各自 的優(yōu)缺點（1）比例（P）調(diào)節(jié)比例調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)圖如圖（a），其傳遞函數(shù)為Gc(s)=–Kp式中 Kp=R2/R1它的調(diào)節(jié)作用的大小主要取決于增益 Kp 的大小。比例環(huán)節(jié)（P）、積分環(huán)節(jié)(I)、比例積分環(huán)節(jié)(PI)和比例積分微分調(diào)節(jié)(PID)各有何優(yōu)缺點？答：在穩(wěn)態(tài)設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用所選元部件的有關(guān)參數(shù)，可以繪制出系統(tǒng)框圖，并根據(jù)自 動控制理論基礎(chǔ)課所學(xué)知識建立各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，進而激勵系統(tǒng)傳遞函數(shù)。fiy=fs+(fc+ma*)*。a=400*(v1/nd)^2/(4*pi^2)b=j1c=j2*(n2/nd)^2 d=j3*(n3/nd)^2 e=j4*(n4/nd)^2 f=js*(ns/nd)^2 g=j11*(n11/nd)^2 h=j22*(n22/nd)^2J=400*(v1/nd)^2/(4*pi^2)+j1+j2*(n2/nd)^2+j3*(n3/nd)^2+j4*(n4/nd)^2+js*(ns/nd)^2+j11*(n11/ nd)^2+j22*(n22/nd)^2+jd fs=800。j22=.004。j2=.016。nd=720。n4=180。答：（1）由公式：2 2 1 1 1 4 m n j k i cq i j i i k k得： n v J m J可得：v1=n 絲*Ph/1000（和轉(zhuǎn)速 n的單位要統(tǒng)一所以不必算出最終值）J k eq =1/4л2 ma(v1/nk)2 +JG1(nG1/ nk)2 +JG2(nG2/ nk)2 +JG3(nG3/ nk)2 +JG4(nG4/ nk)2 +JⅠ(nⅠ/ nk)2 +JⅡ(nⅡ/ 14nk)2 +J 絲（n 絲/ nk）2 +Jm=()（2）當工作臺向右時：F=F*uFL 水平=(FL 垂直+G)*uFL 水平=（600+400*）*=104（N）由 1 1 / / m n k eq i i k j j k i j得：TK= F*V/nk/（2*pi）=F*（n 絲*Ph/1000）/nk/（2*pi）=104*(180*5/1000)/*720/(2*)= （N*m）。對具體系統(tǒng)而言，其負載可能是以上幾種典型負載的組合，不一 定均包含上述所有負載項目。由平面幾何學(xué)知識，可得逆運動學(xué)解為==式中p=，q=。答 ： 設(shè) 對 微 小 輸 入 位 移 有 微 小 的 輸 出 位 移，則輸入功的總和和輸出功的總和分別為：其中忽略機構(gòu)內(nèi)部機械損失時，兩式相等?，F(xiàn)對量化過程作簡單的說明：將采樣信號 e*（t）的變化范圍分成若干層，每一層都用一個二進制數(shù)碼表示，這些數(shù)碼可表示幅值最接近它 的采樣信號。53 簡述數(shù)字控制系統(tǒng) A/D 轉(zhuǎn)換過程。420 試說明檢測傳感器的微機接口基本方式。當控制信號為高電平時，經(jīng)反相后，加到發(fā)光二極管正端的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，沒有光發(fā)出。一般將配有系統(tǒng)軟件、外圍設(shè)備、系統(tǒng)總線接口的微型計算機系統(tǒng)，簡稱 MCS。答：微處理機簡稱 CPU，它是一個大規(guī)模集成電路器件或超大規(guī)模集成電路器件，器 件中有數(shù)據(jù)有數(shù)據(jù)通道、多個寄存器、控制邏輯和運算邏輯部件，有的器件還含有時鐘電 路，為器件工作提供定時信號。當 vt2 進入穩(wěn)態(tài)后 t1 一次測電流暫時恒定，無磁通變化二次側(cè)的感應(yīng)電壓為 零，vt3 截止。當 A 相得電時，步進電機轉(zhuǎn)動一步，當脈沖依次加到 ABC 三個輸入端時，三組放大器分別驅(qū)動不同的繞組，是電機一步一步的轉(zhuǎn)動。312 簡述三相步進電機的環(huán)形分配方式？答：，利用查表式計算方法來進行脈沖的環(huán)形分配，簡稱軟環(huán)分。如果按照 A→C→B →A??的順序通電，步進電機講沿順時針方向一步步地轉(zhuǎn)動。設(shè)此時的電動機轉(zhuǎn)向為正； 反之，則為負。電機的換向是 通過橋式電路來實現(xiàn)的，它是由四個大功率的晶體管組成，通過在不同晶體管的基極加正 負脈沖從而實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)向控制。晶閘管直流驅(qū)動方式，主要通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置控制晶閘管的觸發(fā)延遲角（控制電壓的大 小）來移動觸發(fā)脈沖的相位，從而改變整流電壓的大小，使直流電動機電樞電壓的變化易 于平滑調(diào)速。？答：①旋轉(zhuǎn)精度②剛度③抗震性④熱變形⑤軸上零件的布置 5機電一體化技術(shù)第 3章參考答案 31 簡述機電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的分類及特點。2 軸向墊片調(diào)整法。設(shè) H g r、分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度，則g H r H rg g H r Z i Z。為縮小?φmax，應(yīng)采取何種措施？解：（1）?φmax= i + 4 3 2 3 2 i i i+ 4 3 5 4 i i+ 4 7 6 i +?φ8=++++=++++= rad 3=o（1）總轉(zhuǎn)角誤差主要取決于最未一級齒輪的轉(zhuǎn)角誤差和傳動比的大小，所以，為縮小? φmax，在設(shè)計中最未兩級的傳動比應(yīng)取大一些，盡量提高最未一級輪副的加工精 度。2－16 各級傳動比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是什么？答：（1）各級傳動比的分配原則是：重量最輕原則輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則 等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是：為提高機電一體化系統(tǒng)齒輪傳動的精度，各級傳動比應(yīng)按先小后大的原則分配，以便降低齒輪的加工誤差、安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤差對輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。2機電一體化技術(shù)第 2章習(xí)題參考答案 21 設(shè)計機械傳動部件時，為確保機械系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，常常提 出哪些要求？答：常提出低摩擦、無間隙、低慣量、高剛度、高諧振頻率、適當?shù)淖枘岜鹊?。、融合法、組合法？答：機電互補法又稱取代法。14 何謂機電一體化技術(shù)革命？答：將微型計算機等微電子技術(shù)用于機械并給機械以“智能”的技術(shù)革新潮流可稱 “機電一體化技術(shù)革命”。......................................................................12 機電一體化技術(shù)第7 章參考答案........................................................................................13 73 機電一體化系統(tǒng)中的典型負載有哪些？說明以下公式的含義：...........................13 74 設(shè)有一工作臺x 軸驅(qū)動系統(tǒng)，已知參數(shù)為下表中所列，已知mA=400 ㎏，Ph=5mm,Fl 水平=800N，F(xiàn)l 垂直=600N，工作臺與導(dǎo)軌間為滑動摩擦，其摩擦系數(shù)為 ，試求轉(zhuǎn)換到電動機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效轉(zhuǎn)矩。......................................................................9 420 試說明檢測傳感器的微機接口基本方式。........................................................5 II32 機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是什么？....................................................5 33 簡述控制用電動機的功率密度及比功率的定義。第一篇：機電一體化答案I目錄機電一體化技術(shù)第1 章習(xí)題參考答案.................................................................................1 11 試說明較為人們接受的機電一體化的含義。為縮小 ?φmax，應(yīng)采取何種措施？...............................................................................................2 2－18 諧波齒輪傳動有何特點？傳動比的計算方法是什么？.......................................3 ,其減速比為100，,試求該 諧波減速器的剛輪齒數(shù)及輸出軸的轉(zhuǎn)動方向(與輸入軸的轉(zhuǎn)向相比較).........................3 ?................................................................3 ？..........................................................................4 機電一體化技術(shù)第3 章參考答案..........................................................................................5 31 簡述機電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的分類及特點。..................................................................................9 4在設(shè)計微機控制系統(tǒng)中首先會遇到的問題是什么？.............................................9 417 試說明光電耦合器的光電隔離原理。..................................................................11 56 簡述兩自由度機器人逆動力學(xué)方程。答：機電一體化乃是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技 術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。另一種是輸入/輸出。組合法它是將結(jié)合法制成的專用或通用功能部件（子系統(tǒng)）、功能模塊，像積木那樣組 合成各種機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品），故稱組合法。210 現(xiàn)有一雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程λ0=6mm、一端的 齒輪齒數(shù)為 100、另一端的齒輪齒數(shù)為 98，當其一端的外齒輪相對另一端的外 齒輪轉(zhuǎn)過 2 個齒時，試問：兩個螺母之間相對移動了多大距離？答：Z1 =100，Z2 =98，ΔS=(2/Z1)* λ0=*6 mm= mm。求：該傳動系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn) 角誤差?φmax。故諧波齒輪傳動裝置的傳動比可以應(yīng)用行星輪系求傳動比的方式來計算。(提示：一般來說，剛輪僅比柔輪多幾個齒；剛輪固定時，柔輪與輸出軸固聯(lián)；柔輪固定 時，剛輪與輸出軸固聯(lián)，兩種情況下，波發(fā)生器均與輸入軸固聯(lián))?答(1)圓柱齒輪傳動:1 偏心套(軸)調(diào)整法。（3）錐齒輪采用彈簧調(diào)整方式。目前常用晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動和晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動兩種方式。答：通過電源的通斷來獲得電壓脈沖信號，控制通斷的時間比來獲得不同的電壓脈沖，通 的時間越長，獲得的平均電壓越大，電機轉(zhuǎn)的就快，反之，電機轉(zhuǎn)的就慢。分別記作 1 和 3 的基極上加以正脈沖的同 時，在 2 和 4 的基級上加以負脈 沖，這時 1 和 3 導(dǎo)通，2 和 4 導(dǎo) 通。簡述步進電機三相單三拍的工作原理？答：如教材圖例所示：如果先將電脈沖加到 A 相勵磁繞組，定子 A 相磁極就產(chǎn)生磁通，并對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁拉力，使轉(zhuǎn)子的 1 3 兩個齒與定子的