【文章內(nèi)容簡介】 要實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的目標最佳化。伺服驅(qū)動技術，接口技術，將各組成要素的輸入/輸出裝置聯(lián)系成一體的系統(tǒng)。精密機械技術，機電一體化產(chǎn)品的主功能和構造功能大都以機械技術為主來實現(xiàn)。，將各有關技術協(xié)調(diào)配合、綜合運用。從而達到整體系統(tǒng)的最佳化。18試論述機電一體化的發(fā)展趨勢。答：智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、微型化、綠色化、人格化和自適應化。21機電一體化系統(tǒng)對傳動機構的基本要求是什么？傳動間隙小、精度高、低摩擦、體積小、重量輕、運動平穩(wěn)、響應速度快、傳動轉(zhuǎn)矩大、高諧振頻率以及與伺服電機等其他環(huán)節(jié)的動態(tài)性能相匹配等要求的傳動部件。22絲杠螺母機構的傳動形式及其特點是什么？①螺母固定、絲杠轉(zhuǎn)動并移動。結構簡單，精度較高，但剛性差。只適合行程較小的場合。②絲杠轉(zhuǎn)動、螺母移動。結構緊湊，絲杠剛性較好，適合工作行程較大的場合。③螺母移動、絲杠移動。機構較復雜且占用軸向空間較大，故應用很少。④絲杠固定、螺母轉(zhuǎn)動并移動。結構簡單，緊湊，但使用不方便，應用較少。23滾珠絲杠副的組成及特點有哪些？由絲杠、螺母、滾珠、反向器組成。特點：機構復雜、成本高、無自鎖能力、軸向剛度高、運動平穩(wěn)。傳動精度高、不易磨損、使用壽命長。24如何選擇滾珠絲杠副？（1）根據(jù)防塵防護條件以及對調(diào)隙及預緊的要求，選擇適當?shù)慕Y構形式。（2）選擇滾動絲杠副結構尺寸。主要選擇絲杠的公稱直徑和基本導程。25齒輪傳動的各級傳動比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則的含義是什么？等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則、重量最輕原則、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則。各級轉(zhuǎn)角誤差換算到末級輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤差最小。26（1）（2）最末兩級的傳動比應取大一些，并盡量提高最末一級齒輪副的加工精度。28齒輪傳動的尺側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪些？偏心套（軸）調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法29對機械執(zhí)行機構的基本要求有哪些？慣性小、動力大；體積小、重量輕；便于維修、安裝；易于計算機控制210簡述各類傳感器的特征及選用原則？靜態(tài)特性和動態(tài)特性。212簡述機電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件的分類和特點？電氣式：操縱簡單，適宜編程，響應快，伺服性能好，易于微機相接液壓式：輸出功率大，轉(zhuǎn)矩大，工作平穩(wěn)，承載能力強，但是占地面積大氣壓式：可得到較大的驅(qū)動力，行程和速度，但由于具有可壓縮性，故不能在定位精度較高的場合使用。213簡述直流伺服電動機的PWM調(diào)速換向的工作原理？脈沖寬度調(diào)制是通過改變輸出脈沖信號的占空比來改變電樞電壓的平均值，從而達到控制電機轉(zhuǎn)速的目的。31簡述計算機控制系統(tǒng)的組成和特點計算機由硬件和軟件組成。具有完善的輸入/輸出通道；具有實時控制功能；可靠性高；具有豐富、完善、能正確反映被控對象運動規(guī)律的軟件系統(tǒng)。32簡述計算機控制系統(tǒng)的常用類型及其特點過程控制系統(tǒng)：根據(jù)生產(chǎn)流程對設備巡回檢測，然后按照控制規(guī)律對生產(chǎn)過程控制伺服系統(tǒng)：控制信號能夠穩(wěn)定、快速、準確的復現(xiàn)輸入信號的變化規(guī)律順序控制系統(tǒng)：按照邏輯順序控制數(shù)字控制系統(tǒng)：根據(jù)零件編程或路徑指令控制33簡述計算機控制系統(tǒng)的基本要求和一般設計方法實時性；高可靠性；硬件配置的可裝配可擴充性；可維護性。34簡述常用的工業(yè)控制計算機類型及其特點普通PC機：一般不用作工業(yè)控制，硬件無需設計，軟件開發(fā)復雜，抗干擾等差，成本較高單片機：控制系統(tǒng)自行設計，軟硬件設計復雜，抗干擾等差，成本較低可編程控制器:軟硬件設計簡單，抗干擾能力強，運行速度慢，適用邏輯控制為主工業(yè)控制工業(yè)PC機：硬件設計簡單，軟件設計復雜，運行速度，抗干擾能力強，成本高，適合較大規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場控制35 PLC的硬件系統(tǒng)主要由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？由CPU，存儲器，輸入/輸出單元，電源，編程器，其他接口電路。CPU是PLC的運算和控制核心，存儲器用來存儲數(shù)據(jù)和程序，I/O單元是CPU與現(xiàn)場I/O設備或其他外部設備之間的連接部件，電源提供電力，編程器用于對程序編輯，其他接口用于擴展PLC的功能。36 PLC控制系統(tǒng)設計步驟一般分為哪幾步？選擇用戶輸入/輸出設備；選擇PLC；分配I/O點，繪制輸入/輸出端子的連接圖；設計控制程序；如果必要設計操作臺等；編制控制系統(tǒng)的技術文件。39數(shù)字PID控制器的參數(shù)整定方法有哪些？湊試法確定PID調(diào)節(jié)參數(shù)；實驗經(jīng)驗法確定PID調(diào)節(jié)參數(shù)。310簡述嵌入式系統(tǒng)的組成？嵌入式系統(tǒng)組成包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器，存儲器，電源模塊，外圍電路及外設器件，I/O端口，圖形控制器；軟件包括操作系統(tǒng)和應用程序。311簡述嵌入式系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設計方法？需求分析和描述；設計建模；軟硬件劃分；軟硬件協(xié)同設計；軟硬件實現(xiàn)和綜合；軟硬件協(xié)同測試和驗證。312簡述計算機控制系統(tǒng)的設計思路？確定系統(tǒng)總體控制方案；建立數(shù)學模型并確定控制算法；選擇微型計算機；控制系統(tǒng)總體設計；軟件設計；系統(tǒng)調(diào)試。51．接口的定義及作用答： 定義：機電一體化系統(tǒng)由許多要素或是子系統(tǒng)構成，各要素或子系統(tǒng)之間必須能夠順利進行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換。各種要素或各子系統(tǒng)相接處必須具備一定的聯(lián)系條件，這些聯(lián)系條件稱為接口。作用：、自然及其他系統(tǒng)相連；。，以信息處理系統(tǒng)（微電子系統(tǒng)）為出發(fā)點將接口分為哪幾類？各自特點是什么？答： 按微電子系統(tǒng)分為人機接口和機電接口；人機接口特點：人機接口包括輸出與輸入接口兩類，通過輸出接口。操作者對系統(tǒng)的運行狀態(tài)、各種參數(shù)進行監(jiān)測；通過輸入接口操作者向系統(tǒng)輸入各種命令及控制參數(shù)，對系統(tǒng)運行進行控制。機電接口特點：機電接口按信息傳遞方向可分信息采集接口與控制量輸出接口。計算機通過信息采集接口接收傳感器輸出信號，檢測機械系統(tǒng)運動參數(shù)，經(jīng)過運算處理后，發(fā)出有關控制信號，經(jīng)過控制輸出接口的匹配、轉(zhuǎn)換、功率放大、驅(qū)動執(zhí)行元件來調(diào)節(jié)機械系統(tǒng)運行狀態(tài)，使其按要求動作。？各自適用什么場合？答：（1）簡單開關輸入接口；（2）鍵盤輸入接口簡單開關輸入主要用于一些二值化的控制命令和參數(shù)；鍵盤輸入主要用于操作者需要輸入指 令或參數(shù)比較多時。？答： ADC0809是一種8路模擬量輸入8位數(shù)字量輸出的逐次逼近法A/D器件。工作原理：其內(nèi)部除A/D轉(zhuǎn)換部分，還有模擬開關部分。多路開關有8路模擬量輸入端，最多允許8路模擬量分時輸入，共用一個A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。8路模擬開關切換由地址鎖存和譯碼控制，3根地址線與A、B、C引腳直接相連，通過ALE鎖存。？有那些種具體形式？各自使用什么情況？答：作用：控制微機通過信息采集接口檢測機械系統(tǒng)的狀態(tài)，經(jīng)過運算處理，發(fā)出有關控制 信號，經(jīng)過控制輸出接口的匹配、轉(zhuǎn)換、和功率放大，驅(qū)動執(zhí)行元件去調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，使其按設計要求運行。具體有：（1）模擬量輸出接口；（2）功率驅(qū)動接口。使用情況：（1）模擬量輸出使用在被控對象要求模擬量作為控制信號，如交流電動機變頻調(diào) 速、直流電動機調(diào)速器，而計算機系統(tǒng)是數(shù)字系統(tǒng)，不能輸出模擬量的時候。（2）功率驅(qū)動 主要把微機系統(tǒng)后向通道的弱電控制信號轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動執(zhí)行元件動作的具體一定電壓和電流的強電功率信號或液壓氣動信號。？答： 電磁兼容性是指設備在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即該設備不會由于受到處于同一電磁環(huán)境中其他設備電磁發(fā)射導致或遭受不允許的降級。？電磁必須干擾具備條件是什么？答：電磁干擾是指系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)的一些與有用信號無關的，并且對系統(tǒng)性能或信號 傳輸有害電氣變化現(xiàn)象。具備條件：（1）存在干擾源；（2）有相應的傳輸介質(zhì)；（3）有敏感的接收元件。？如何進行？答：電磁兼容性設計是應用那些已由理論和實踐證明，能保證系統(tǒng)相對免除電磁干擾的設計 方法，對干擾加以控制。？？？？并舉例說明？答：電磁干擾形式：（1）電容性耦合（2）電感性耦合（3），如何判別干擾源的性質(zhì)？答：常把干擾源通過電場耦合看成電容性耦合（電場耦合），通過磁場的耦合看點成電感耦合，電場和電場同時存在則為電磁場耦合。、電感性和電磁場三種耦合形式，應分別采取何種有效措施？答：常用的方法有濾波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔離等51常見的抑制電磁干擾措施有哪些？答：常用的方法有濾波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔離。1如何進行電場屏蔽，磁場屏蔽？答：電場屏蔽：利用金屬屏蔽體可以對電場起到屏蔽作用，屏蔽體必須完善并良好地接地。最好用低電阻金屬（銅、鋁）做成屏蔽罩，并使之與機殼（地）可靠相連。磁場屏蔽：低頻磁場屏蔽：采用磁屏蔽，用鐵磁材料制成管狀或杯狀罩進行磁場屏蔽，這樣可以將磁場干擾限制在屏蔽罩內(nèi)，也可以使外界低頻干擾磁場對置于屏蔽罩內(nèi)的電路和器件不產(chǎn)生干擾。還可以利用雙絞線予以消除。高頻磁場屏蔽：采用低電阻率的金屬良好導體材料來屏蔽，把金屬導體做成金屬盒，把線圈包圍起來，則線圈電流產(chǎn)生的高頻磁場在金屬盒內(nèi)壁產(chǎn)生渦流，從而把原磁場限制在盒內(nèi)，不至于外泄漏。金屬外的高頻磁場同樣由于渦流的作用只能繞過金屬盒，不能進入盒內(nèi)，從而屏蔽了外界的干擾。1接地系統(tǒng)分為幾類？舉例說明。答：接地系統(tǒng)分為保護地線、工作地線、地環(huán)路和屏蔽接地。電氣設備的機殼、底盤接地等 51如何實施軟件抗干擾？答：（1）數(shù)據(jù)采樣的抗干擾設計： ； （2）程序運行失常的軟件抗干擾設計： ； 61 簡述機電一體化系統(tǒng)設計流程。P268答：第一階段：產(chǎn)品規(guī)劃。對產(chǎn)品進行需求分析、需求設計與可行性分析；第二階段：概念設計。擬定總體方案、劃分功能模塊以及對方案進行論證、確定模塊設計目標；第三階段：詳細設計。對各功能模塊和接口細部設計，并對所做的設計進行總體評價；第四階段：設計實施。制造、裝配和編制各功能模塊并進行調(diào)試，以及對系統(tǒng)進行整體安裝調(diào)試與可靠性、抗干擾性復核第五階段：設計定型階段。對系統(tǒng)進行工藝定型，編寫技術文檔資料。62 開發(fā)性設計、適應性設計、變型設計有何異同? P271答：開發(fā)性設計是在工作原理、結構等完全未知的情況下，設計出質(zhì)量和性能方面滿足目的的要求的新產(chǎn)品，是一種完全創(chuàng)新的設計。適應性設計是在總的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，或用微電子技術代替原有的機械結構，或為了進行微電子控制對機械結構進行局部適應性設計，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價值。變型設計是在已有產(chǎn)品的基礎上，針對原有缺點或新的工作要求，從工作原理、功能結構、執(zhí)行機構類型和尺寸等方面進行一些變異，設計出新產(chǎn)品。63 何謂概念設計？簡述其具體設計步驟。P275答：在確定任務之后，通過抽象化，擬定功能結構，尋求適當?shù)淖饔迷砑捌浣M合等，確定出基本求解途徑，得出求解方案，這一部分設計工作叫做概念設計。步驟：首先將設計任務抽象化，確定出系統(tǒng)的總功能，抓住本質(zhì)，尋找解決問題的多種方法。其次將總功能分解成子功能，知道分解到不能再分解，然后尋找子功能的解，并將原理進行組合，對眾多方案進行評價決策，最終選定最佳方案。64 如何進行設計任務抽象化？其作用是什么？ P278279答：工程設計中常用的抽象方法是黑箱法，將待求系統(tǒng)看作是黑箱，分析和比較系統(tǒng)的輸入/輸出的物料流、能量流、信息流的差別和關系，從而反映出系統(tǒng)的總功能，然后探求系統(tǒng)的機理和結構，逐步使黑箱透亮，直到方案的擬訂。其作用是能擴大解的范圍，放開視野，尋求更為理想的設計方案。65 總功能為什么要分解？應如何進行分解？P280281答：（1）因為新產(chǎn)品的整體功能是由不同組成部分相互協(xié)調(diào)共同完成的，對總功能進行分解既可顯示各功能元、子功能與總功能之間的關系，又可通過各功能元之間的有機組合求系統(tǒng)方案。（2）首先從上層子功能的結構考慮起，建立該層功能結構的鄒形，再