【文章內(nèi)容簡介】 采用監(jiān)視定時器提高可靠性 。采取抗干擾措施提高可靠性。 S 什么是傳感器的校準？并簡述如何進行校準 傳感器在使用前 ,使用中或擱置一段時間再使用時必須對其性能參數(shù)進行復測或做必要的調(diào)整和修正 ,以確保傳感器的測量精度 ,這個復測調(diào)整過程 稱 為校準。 為了對傳感器 有一個長期的 ,穩(wěn)定的和高精度的基準 ,在一些測量儀器中特別是內(nèi)部裝有微處理器的測量儀器中 ,很容易實現(xiàn)自動校準功能。對 傳感器 進行校準時 ,需要精度比它高的基準器 ,這種基準器受時間的推移和使用的磨損等因素的影響 ,參數(shù)會隨之改變。因此 對這種基準器還要用更高精度的基準器來定期校準。 什么是傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性 傳感器的靜態(tài)特性是指傳感器的輸入信號不隨時間變化或變化非常緩慢時所表現(xiàn)出來的輸出響應特性 ,稱為靜態(tài)響應特性。傳感器的動態(tài)特性是指其輸出對隨時間變化的輸入量的響應特性。 什么是伺服系統(tǒng)？伺服系統(tǒng)的一般組成有哪幾個部分？ 伺服驅動系統(tǒng) :是指以機械位置 ,速度和加速度為控制對象 ,在控制命令的指揮下 ,控制執(zhí)行元件工作 ,使機械運動部件按照控制命令的要求進行運動 ,并具有良好的動態(tài)性能。 —— 相當于人四肢 。 伺服系統(tǒng)主要包含 :控制器 ,功率放大器 ,執(zhí)行 機構和檢測裝置 4大部分。 什么是步進電機的步距角 ,它由哪些參數(shù)確定 步進電機在每輸入一個電脈沖信號 ,轉子所轉過的角度稱為步距角。它由步進電機的相數(shù) ,電機轉子的齒數(shù)和電機的通電方式所決定 。 W 完善的機電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分 機電一體化系統(tǒng)的基本結構要素有機械本體 ,動力系統(tǒng)（能源 ,驅動部分） ,執(zhí)行機構 ,控制及信息處理單元 ,傳感檢測部分等 5項 ,各環(huán)節(jié)和要素之間通過接口相聯(lián)系。 X 系統(tǒng)采樣周期的選擇時 ,主要考慮的影響因素主要有哪些 1 從對調(diào)節(jié)質(zhì)量來看 ,采樣周期在香農(nóng)采樣定理給出的上限范圍內(nèi) ,采樣周期越小 ,就越接近連續(xù) 控制 ,而且采樣周期大些也不會失去信號的主要特征。 2 從執(zhí)行元件的要求來看 ,有時需要輸出信號保持一定的寬度 ,這就需要一定的時間 ,在這段時間內(nèi) ,要求計算機的輸出值不應變化 ,因此 ,采樣周期必須大于這一時間 ,否則會導致執(zhí)行元件不能按預期的調(diào)節(jié)規(guī)律動作。3 從控制系統(tǒng)隨動和抗干擾的性能要求來看 ,則要求采樣周期短些 ,這樣 ,給定值的改變可以迅速地通過采樣得到反映 ,而不致在隨動控制中產(chǎn)生大的時延。 A.對于低頻擾動 ,采用短的采樣周期可以使之迅速得到校正并產(chǎn)生較小的最大偏差。 ,采用周期選大了 ,干擾就有可能得不到控制 和抑制。 4從計算機工作量和每個調(diào)節(jié)回路的計算成本來看 ,一般要求采樣周期大些。 5從計算機精度來看 ,過短的采用周期是不合適的。因此 ,各方面因素對采用周期的要求是不同的 ,甚至是互相矛盾的 ,所以 ,確定采樣周期時須根據(jù)具體情況和主要要求作出折中選擇。 K刻 線為 1024的增量式角編碼器安裝在機床的絲杠轉軸上 ,已知絲杠的螺距為 2mm,編碼器在 10秒內(nèi)輸出 307200個脈沖 ,試求刀架的位移量和絲杠的轉速分別是多少？ 解 :1刀架的位移量 mm600210 2430 72 00 ?? 2絲杠的轉速 srns /301010243072 00 ??? M()某 工作臺采用如圖所示的直流電機絲杠螺母機構驅動 ,已知工作臺的行程 L=250mm,絲杠導程 t=4mm,齒輪減速比為 i=5,要求工作臺位移的測量精度為 （忽略齒輪和絲杠的傳動誤差）。 1 若采用高速端測量方法 ,將 旋轉編碼器安裝在電機輸出軸上 ,確定旋轉編碼器的每轉脈沖數(shù)。 2若采用低速端測量方法 ,將傳感器與絲杠的端部直接相連 ,ns=500脈沖 /轉的旋轉編碼器是否合用？ 3試確定傳感器的分辨率 δ 解 :1高速端測量 設傳感器的每轉脈沖數(shù)為 n ,每個脈沖 對應工作臺的位移為 intL?? 由測量精度 ,Δ L＝ , 則 4 ????? Li tn 脈沖 /轉 選取 n=200光電編碼器 ,則理論測量精度 4 ?????? L 滿足題目要求。 2是否合用 傳感器直接與絲杠連接 ,與減速比無關 ntL?? 4 ???? Ltn 脈沖 /轉 可知 ns＝ 500 脈沖 /轉的編碼器不合用。 3分辨率 傳感器的分辨 率應滿足 % ???? ll? 某 工作臺采用直流電機絲杠螺母機構驅動如圖所示 ,已知 電機軸的轉動慣量 Jm=4 104kg m3,與電機輸出軸相連的小齒輪的轉動慣量 J1=1 104kg m3,大齒輪的轉動慣量 J2= 104kg m3,絲杠的轉動慣量 Js= 104kg m3。工 作臺的 質(zhì)量 m=50kg,絲杠導程 t=5mm,齒輪減速比為 i=5。試求 :1工作臺折算到絲杠的等效轉動慣量 JG。2傳動件 折算到電機軸的等效轉動慣量 Je。3電機軸上的總轉動慣量 J。 解 :1工作臺折 算到絲杠上的等效轉動慣量 : 2422 ) (50)2( mkgtmJG ?????? ?? 2傳動件折算到電機軸的等效轉動慣量 Je: 242 44442 21 . mkgi JJJJJ see ????? ?????????????? 3電機軸上的總轉動慣量J: 2444 .102 3 6 6 7 3 6 6 7 mkgJJJ em ??? ???????? R()如 圖所示電機驅動系統(tǒng) ,已知工作臺的質(zhì)量為 m=60Kg,負載力為 N1200?lF ,最大加速度為 10m/s2 ,絲杠直徑為 d=16mm,導程 t=4mm,齒輪減速比為 i=5,總效率為 %40?? ,忽略絲杠慣量的影響 ,試計算電機的驅動力矩。 解 : 1計算負載力 負載力由外負載力 ,慣性負載力兩部分構成 外負載力 NFl 1200? 慣性負載力 mF NamF m 6 0 01060 ????? 2電機上的負載力矩為 NmFFtiT mlm 1)6001200(2 104511)(21 3 ???????????? ???? ()如 圖所示步進電機驅動滾珠絲杠的高速定位系統(tǒng)。已知工作臺的重量 為 W=2021N,工作負載 F=0,工作臺與導軌摩擦系數(shù) =,選擇步進電機每轉脈沖數(shù) n=240脈沖 /轉 。根據(jù)工作臺定位精度選用脈沖當量 =。滾珠絲杠導程 t=12mm,直徑為 d=36mm。系統(tǒng)總效率 =80%。求 1齒輪減速比 。2電機軸上負載轉矩 T。 解： 1齒輪的減速比 i 1221 ?????? sntnni ? 2負載力由外負載力和摩擦力兩部分構成 外負載力 F=0N 摩擦力 NWF f 2021 0 0 ????? ? 電機上的負載力矩為 ? ? ? ? mNFFtiT f ?????????????? 120212 1012111213??? 如 圖所示的 電機驅動工作臺系統(tǒng) ,其中驅動 x向工作臺的三相雙三拍步進電機 ,轉子齒數(shù) z為 100。滾珠絲杠的基本導程為 l0=6mm。 已知傳動系統(tǒng)的橫向 (x向 )脈沖當量δ 為 。試求 :1步進電機的步距角 α 。2減速齒輪的傳動比 i。 解 :1步進電機的步距角 α ?????? ?? mz? 2減速齒輪的傳動比 i ?? ??? 3600 il = ???? 6 i = 4?i S()設 有一小功率電動機驅動的二級齒輪傳動減速系統(tǒng)如圖所示 ,假設齒輪箱的傳動效率為 100%,齒輪箱的總傳動比 i=2,已知齒輪采用相同材料 ,齒輪的寬度相等 ,各齒輪的模數(shù) m=4,主動齒輪的齒數(shù) :z1=z3=30,請根據(jù)轉動慣量最小原則設計齒輪傳動系統(tǒng) ,計算各級齒輪傳動比和齒輪 2,齒輪 4的齒數(shù)。 解 :設一級齒輪的傳動比為 i1,轉換到電機軸的齒輪慣量 : 2221 421 321 iiJi JJme JJ ??? ? 4131 32 dBJJ ???? 41142344112 )( iiJiJJiJJ ??? 、 根據(jù)轉動慣量最小原則 ,令 01 ???iJme ,得 02 22161 ??? iii 或 021 2241 ??? ii 2 )1(412 ?? ii 時，則可簡化為當 1, 41 ??i 2212 ii ? i1=i2≈ ,z2=z4=42 ()設 有一大功率電動機驅動的二級齒輪傳動減速系統(tǒng)如圖所示 ,假設齒輪箱的傳動效率為 100%,齒輪箱的傳動比 i=,已知齒輪采用相同材料 ,齒輪的寬度相等 ,各齒輪的模數(shù) m=3,主動齒輪的齒數(shù) :z1=20,z3=25,請根據(jù)重量最小原則設計齒輪傳動系統(tǒng) ,計算各級齒輪傳動比和齒輪 2,齒輪 4 的齒數(shù)。（提示 :齒輪的質(zhì)量為? ? ?? bmz4 2 ） 解：設一級齒輪的傳動比為 i1，第二級齒輪的傳動比 i2 齒輪傳動系統(tǒng)的總重量 ：???????? ????????????????????????????2423222122222 zzzzbmM ?? 則 ? ????????????????? ???????????? 212321212 114 iizizbmM ?? 根據(jù)重量最小原則，令 得：,01 ???iM ,2 3241122131 ?????????? zizziziizzi 、則： X()現(xiàn) 有如圖所示雙螺母齒差調(diào)整預緊式滾珠絲杠 ,基本導程 l0=6mm,左端齒數(shù) 100,右端齒數(shù) 98,一端外齒輪相對于另一端外齒輪轉過 2個齒時 ,求兩個螺母之間產(chǎn)生的相對軸向位移。 解 ：左端外齒輪旋轉一周，螺母軸向移動 6mm，則每轉一個齒，螺母的軸向移動 ? 右端外齒輪旋轉一周，螺母軸向移動 6mm，則每轉一個齒，螺母的軸向移動 ? 當兩端軸向相同時：一