【正文】 A/D 轉(zhuǎn)換過程。？分別實現(xiàn)哪些功能？答：機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）要素功能控制器（計算機等）控制（信息存儲、處理、傳送）檢測傳感器計測（信息收集與變換）執(zhí)行元件驅(qū)動（操作）動力源提供動力（能量）機構(gòu)構(gòu)造？答：物質(zhì)、能量、信息。22 機電一體化系統(tǒng)傳動機構(gòu)的作用是什么？答：傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。2－18 諧波齒輪傳動有何特點？傳動比的計算方法是什么？答：（1）諧波齒輪傳動特點有：結(jié)構(gòu)簡單、傳動比大、傳動精度高、回程誤差小、噪聲 低、傳動平穩(wěn)、承載能力強、效率高等特點。3 雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法。脈寬調(diào)制（PWM）直流調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)當輸入一個直流控制電壓 U 時，就可得到一定寬度與 U 成比例的脈沖方波給伺服電機電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電 壓，從而得到不同電壓的電壓值 Ua，使直流電動機平滑調(diào)速。電流的方向與前 一情況相反，電動機轉(zhuǎn)向，顯然，如果改變加到 1 和 3，2 和 4 這兩組管子基極上控制脈沖的正 負和導通率就可以改變電動機的 轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。 用小規(guī)模集成電路搭接而成的脈沖分配器。12v 低電壓經(jīng) vd1 加到電動機繞組我 w 上并維持繞組中的電流。在設(shè)計微機控制系統(tǒng)中首先會遇到的問題是什么？答： 在設(shè)計微機控制系統(tǒng)時，首先會遇到專用與通用的抉擇和硬件與軟件的權(quán)衡問題。答：①模擬量接口方式：傳感器輸出信號→放大→采樣/保持→模擬多路開關(guān)→A/D 轉(zhuǎn)換→ I/O 接口→微機②開關(guān)量接口方式：開關(guān)型傳感器輸出二值式信號(邏輯 1 或 0)→三態(tài)緩沖器→微機 10③數(shù)字量接口方式：數(shù)字型傳感器輸出數(shù)字量(二進制代碼、BCD 代碼、脈沖序列等)→計數(shù)器→三態(tài)緩沖器→微機 11機電一體化技術(shù)第 5章參考答案52 簡述采樣定理？如果 是有限帶寬信號，即| | 時，E（j）=0。如圖 b 所示，采樣信號 A1為 ，則量化值 A1 ’為 2V，用數(shù)字 010 來代表； 采樣信號 A2為 ，則量化值 A2 ‘為 3V，用數(shù)字量 011 代表。逆運動學解可由 Lagrange 公式解出。（3）當工作臺向左時：F=(FL垂直+G)*u+ FL水平=（600+400*）*+800=1704（N）TK=(F*V/nk)/(2*pi)==（N*m）Matlab程序：n1=720。ph=5。js=.012。tiz=fiz*v1/nd /(2*pi)。Kp 越大，調(diào)節(jié)作用越強，但是存在調(diào) 節(jié)誤差。T=R1C1R2C2 ?(R1C1+R2C2)。4機電一體化系統(tǒng)類型:開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計、變異性設(shè)5滾珠絲杠副由絲杠、螺母、滾珠、反向器4部分組成。9常用的間歇機構(gòu)有棘輪傳動、槽輪傳動、蝸形凸輪傳動等。按輸出信號的性質(zhì)分為：（1）開關(guān)型（2）模擬型（3）？答：圓柱齒輪傳動：（1）偏心套調(diào)整法（2）軸向墊片調(diào)整法（3）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法 ；斜齒輪傳動：（1）墊片錯齒調(diào)整（2）軸向壓簧錯齒調(diào)整4．滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些?答：（1）雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式（2）雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式（3）雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式（4）彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式（5）單螺母變位導程預(yù)緊式和單螺母滾珠過盈預(yù)緊式5．對傳感器的應(yīng)用中，通常采取哪些技術(shù)措施來改善傳感器的性能？ 答：（1）平均技術(shù)（2）差分技術(shù)（3）穩(wěn)定性處理（4）？答：（1）微機控制系統(tǒng)整體控制方案的確定（2）控制算法的確定（3）微機計算機的選擇（4）控制系統(tǒng)總體設(shè)計（5）（優(yōu)）點是什么？答：具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動比大、傳動精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動平穩(wěn)、承載能力強、效率高等優(yōu)點。其基本要求是什么？答：（1）棘輪傳動（2）槽輪傳動（3）蝸形凸輪傳動；基本要求：位移迅速，位移過程中運動無沖擊，停位準確可靠14導軌副應(yīng)滿足的基本要求？答：導向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。對定于電流的激勵分量和轉(zhuǎn)矩分量分別控制。具有制造成本高、效率低、轉(zhuǎn)子的阻尼差、噪聲差的缺點。永久磁鐵也可磁化軸向的兩極，可使用軸向各向異性磁鐵制成高效電動機。步距角與通電方式的關(guān)系：α運行拍數(shù)。單電壓、雙電壓、斬波恒流功放電路的特點？答：單電壓功放電路：結(jié)構(gòu)簡單，但繞組串聯(lián)的電阻在大電流回路中要消耗能量，使放大器功率降低。并行控制：并行控制是用微型計算機系統(tǒng)的整個端口直接去控制步進電機各相驅(qū)動電路的方法。（1）螺旋槽式；工藝簡單、徑向尺寸小、易于制造。（5）單螺母變位導程預(yù)緊式和單螺母滾珠過盈預(yù)緊式B?；緦С蘌h（或螺距t）應(yīng)按承載能力、傳動精度及傳動速度選取，Ph大，承載能力也就大；Ph小，傳動精度較高。1）墊片錯齒調(diào)整法；結(jié)構(gòu)比較簡單，但調(diào)整較費時，且齒側(cè)間隙不能自動補償。導軌間隙的調(diào)整方法：壓板和鑲條法兩種。運動件受外載荷作用后，介質(zhì)壓力會反饋升高，以支承外載荷。滾動導軌副的預(yù)緊方式：調(diào)整螺釘塞塊調(diào)整旋轉(zhuǎn)支承的種類及基本要求。在工作轉(zhuǎn)速之下取決其轉(zhuǎn)速、軸承性能以及軸系的動平衡狀態(tài)（2）剛度；除強度驗算之外，還必須進行剛度驗算。1常用的機械傳動部件有哪些？滾珠絲杠副的組成？答：螺旋傳動、齒輪傳動、同步帶傳動、高速帶傳動、各種非線性傳動。答：機械系統(tǒng)（機構(gòu)）、信息處理系統(tǒng)（計算機）、動力系統(tǒng)（動力源）、傳感檢測系統(tǒng)（傳感器）、執(zhí)行元件系統(tǒng)（如電動機）接口的功能及其分類。答：根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標；系統(tǒng)功能部件、功能要素的劃分；接口的設(shè)計；綜合評價（或整體評價）；可靠性復查。適應(yīng)性設(shè)計是在總的設(shè)計方案、原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應(yīng)性設(shè)計，以使產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上增加某些附加價值。綠色設(shè)計就是在新系統(tǒng)的開發(fā)階段，就考慮其整個生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響，從而減少對環(huán)境的污染、資源的浪費、使用安全和人類健康等所產(chǎn)生的副作用。答：導軌的作用是支承和限制運動部件按給定的運動要求和規(guī)定的運動方向運動。電橋由四個大功率的晶體管組成。答：較完善的中斷系統(tǒng)，足夠的儲存容量，完備的輸入/輸出通道和實時時鐘；字長，速度，指令。419 試說明檢測傳感器的選用原則及注意事項。伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性：，即系統(tǒng)響應(yīng)的快速性和震蕩性。如果只有機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量Jm，則其動態(tài)特性為1t1，如果只有負載轉(zhuǎn)動慣量JL，則其負載反2(Jms)力為JLs2y。對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床則規(guī)定：當Z軸為水平時，從刀具主軸后端向工件方向看，X正方向為向右方向；當Z軸為垂直時，對單立柱機床，面對刀具主軸向主軸方向看，右手方向為正方向。第七章77 在閉環(huán)之外的動力傳動鏈齒輪傳動間隙對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有無影響？為什么答：有。79 機電一體化系統(tǒng)的“失效”與“故障”有何異同？答：如果產(chǎn)品不能完成規(guī)定功能，就稱為失效，對于可修復的系統(tǒng)也可稱故障。(P1~3)答：機電一體化系統(tǒng)是多學科技術(shù)的綜合應(yīng)用，是技術(shù)密集型的系統(tǒng)工程。（P4）設(shè)計這個詞有兩種概念。作業(yè)對象一般可分為三大類：物料、能量和信息？(P27)1)根據(jù)信息集約和調(diào)研預(yù)測的資料，分析確定作業(yè)對象以及主要轉(zhuǎn)換要求。只有用抽象的概念來表述系統(tǒng)的功能，才能深入識別需求的本質(zhì)，辨明主題，發(fā)散思維，啟發(fā)創(chuàng)新，總功能逐步分解為比較簡單的分功能，一直分解到不能再分解的功能元，形成功能樹(一)功能分析(二)功能元求解 1．選擇工作原理 2．構(gòu)思功能載體(三)方案綜合？（P30）1．設(shè)計目錄(1)對象目錄(2)作業(yè)日錄(3)解法目錄2．知識庫(1)數(shù)據(jù)庫(2)設(shè)計詞典(3)手冊。精密滾動導軌副的主要失效形式是磨損。？(P87)需要聯(lián)軸器、減速、變速裝置及運動換向與轉(zhuǎn)換裝置等基本傳動結(jié)構(gòu)？(P108)(1)導向精度導向精度是導軌副最基本的性能指標。4)確定主要技術(shù)過程和其他輔助過程。由于科技進步的速度日益增快，特別是計算機技術(shù)的高速發(fā)展，人們在掌握事物的客觀規(guī)律和人的思維規(guī)律的同時，運用相關(guān)的科學技術(shù)原理，進行過去難以想象的綜合集成設(shè)計計算，使設(shè)計工作包括機械產(chǎn)品的設(shè)計過程產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。我們將這些部分歸納為：結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素；這些組成要素內(nèi)部及其之間，形成通過接口耦合來實現(xiàn)運動傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換等有機融合的一個完整系統(tǒng)。(P2)答：傳統(tǒng)機電技術(shù)的操作控制主要以電磁學原理的各種電器來實現(xiàn)，如繼電器、接觸器等，在設(shè)計中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系。如果間隙不大，且系統(tǒng)中控制器設(shè)計得合理，那么被控對象擺動的振幅就越來越小，來回擺動幾次就停止在qc=qr平衡位置上。G指令代碼：（G1G1G19）；（G90、G91）；（G00）（G01）；（G01）；（GG4G42）66 簡述數(shù)控（CNC）加工程序編制的主要內(nèi)容。當機床有機個主軸時，則選一個垂直于工件裝夾面的主軸為Z軸。因此，機械系統(tǒng)的各構(gòu)成零部件必須具有承受其所受力的足夠強度和剛度的尺寸。答：隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，機械控制工程基礎(chǔ)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛?？刂戚敵鰰r，微機輸出的控制信號經(jīng)74LS04非門反相后，加到光電耦合器G的發(fā)光二極管正端。311 簡述步進電機步距角大小的計算方法？答：a=360/（K*M）式中：Z=轉(zhuǎn)子齒數(shù)。第三章32 機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是什么？答：⒈慣量小、動力大⒉體積小、重量輕⒊便于維修、安裝⒋易于微機控制36 簡述 PWM 直流驅(qū)動調(diào)速，換向的工作原理。，其減速比為100，柔齒輪數(shù)為100。并行工程是把產(chǎn)品的設(shè)計、制造及其相關(guān)過程作為一個有機整體進行綜合協(xié)調(diào)的一種工作模式。？分別實現(xiàn)哪些功能？答：①.機電一體化系統(tǒng)由計算機、動力源、傳感件、機構(gòu)、執(zhí)行元件系統(tǒng)五大要素組成。（2）根據(jù)接口的輸入/輸出功能分：機械接口；物理接口；信息接口；環(huán)境接口。答：機電一體化是機械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)等各相關(guān)技術(shù)有機結(jié)合的一種新形式，是電子技術(shù)、信息技術(shù)向機械技術(shù)領(lǐng)域滲透過程中形成的一個新概念。增加局部剛度。1軸系設(shè)計的基本要求。缺點：抗振性差，接觸應(yīng)力大；對導軌的表面硬度、表面形狀精度和滾動體的尺寸精度要求高；結(jié)構(gòu)復雜，制造困難，成本較高；對贓物比較敏感，必須有良好的防護裝置。圓形導軌的間隙不能調(diào)整。(2)矩形導軌；結(jié)構(gòu)簡單，制造、檢驗和修理方便，導軌面較寬，承載能力大，剛度高，應(yīng)用廣泛；(3)燕尾型導軌；磨損后不能自動補償間隙，需設(shè)調(diào)整間隙裝置。直齒圓柱齒輪傳動和斜齒圓柱齒輪傳動齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪幾種？各有何特點？答：直齒圓柱齒輪傳動（1）偏心套（軸）調(diào)整法；結(jié)構(gòu)簡單，但側(cè)隙不能自動補償；（2）軸向墊片調(diào)整法；轉(zhuǎn)配時軸向墊片使齒輪之間齒側(cè)間隙小，運轉(zhuǎn)又靈活。雙推端可預(yù)拉伸安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用于中速、傳動精度較高的長絲杠傳動系統(tǒng)。常以單螺母形式用做升降傳動機構(gòu)。滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有幾種？各有何特點？答：內(nèi)循環(huán)：滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠表面保持接觸。由于電流上升率高，故高速運行性能好，但由于電流波形陡，有時還會產(chǎn)生過沖，故諧波成分豐富，致使電動機運行時（尤其在低速時）振動較大。采用小規(guī)模集成電路搭接而成的三相六拍環(huán)形脈沖分配器；靈活性很大，可搭接任意相、任意通電順序的環(huán)形分配器，同時在工作時不占用=360176。步進電機與DC和AC伺服電機相比起轉(zhuǎn)矩、效率、精度、高速性比較差，但步進電機具有低速時轉(zhuǎn)矩大、速度控制比較簡單、外形尺寸小等優(yōu)點，應(yīng)用在辦公室自動化方面的打印機、繪圖機、復印機等機電一體化產(chǎn)品，在工廠自動化方面也可以代替低檔的DC伺服電機。由于轉(zhuǎn)子磁鐵的磁化間距受到限制，難以制造，故步距角較大。步進電機：轉(zhuǎn)角與控制脈沖數(shù)成比例，可構(gòu)成直接數(shù)字控制；有定位轉(zhuǎn)矩；可構(gòu)成廉價的開環(huán)控制系統(tǒng)。應(yīng)用：NC機械、機器人、計算機外圍設(shè)備、辦公機械、音響和音像設(shè)備、計測機械。？答：（1）性能密度大（2）快速性好（3）位置控制精度高，調(diào)速范圍高，低速運行平穩(wěn)無爬行現(xiàn)象，分辨率高，震動噪聲?。?）適應(yīng)起、停頻繁的工作要求（5）可靠性高，壽命長。12錐環(huán)無鏈聯(lián)軸器利用錐環(huán)對之間的摩擦實現(xiàn)軸與轂之間的無間隙聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩，且可任意調(diào)節(jié)兩聯(lián)接件之間的角度位置。最高級為1級，最低級為10級。2 2 2 2 2 3 1 2 4 1 2 3 4 2 1 4 k si A cq A si D k k k k k k n n v n n n J m J J J J J J第二篇：機電一體化答案，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。（3）比例積分（PI）調(diào)節(jié)其網(wǎng)絡(luò)如圖(c)。以閉環(huán)控制方式為例：圖（1）為檢測傳感器裝在絲桿端部的半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。fc=600。j3=.02。n11=720。第一式表示等效轉(zhuǎn)動慣量。由于 相互獨立，則對第 i 個輸入有用 表示輸入力（或轉(zhuǎn)矩）時，寫成式中 ——力（或轉(zhuǎn)矩）的變換系數(shù)，是 n*m 矩陣。模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置每隔 T 秒對輸入的連續(xù)信號 e（t）進行一次采樣，采樣信號為 e*（t），如 圖 a 所示。這時光敏晶體管截止，輸出信號幾乎等于加在光敏晶體管集電極上的電源電 壓。微型計算機簡稱 MC。電路終于繞組并聯(lián)的二極管 VD 其續(xù)流作用記在功率截至時，是儲存在繞組中的能量通過二級管形成續(xù)流回路泄放，從而保護功放管。7311 簡述步進電機步距角大小的計算方法？答： a=360/（K*M）式中：Z=轉(zhuǎn)子齒數(shù)。為使其實現(xiàn)雙向調(diào)速，多采用橋式電路，其工作原理與 線性放大橋式電路相似。答: 種 類特點優(yōu)點缺點電 動 式可使用商用電源；信號 與動力的傳動方向相同；有交流 和直流之別，應(yīng)注意電壓之大小操作簡便；編程容易