【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)。其系統(tǒng)框圖如下：鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)按系統(tǒng)輸出類型分類的三種控制系統(tǒng)。鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)的輸出為常量，在外界干擾作用下控制輸出保持常量的系統(tǒng)，比如恒溫、恒壓控制系統(tǒng)。隨動(dòng)系統(tǒng)的輸出可大范圍跟隨輸入或反饋的指令變化，如雷達(dá)系統(tǒng)，位置、力等伺服系統(tǒng)等。程序控制系統(tǒng)的輸出按預(yù)定程序變化，如機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，輸入按零件加工工藝編制的加工程序，機(jī)床的工作即按程序被控制。伺服電機(jī)選擇的基本步驟：首先根據(jù)作用在電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩初選電機(jī)，然后驗(yàn)算功率、匹配轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。作用在電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩由兩部分組成，一是等效到電機(jī)軸端的傳動(dòng)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)中所受各力等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩Td，二是啟動(dòng)或加速時(shí)作用于電機(jī)軸端的慣性轉(zhuǎn)矩Tg，Tm=（Td+Tg）/η，η為傳動(dòng)效率，Tg=(Jm+Jd)ε，Jd是傳動(dòng)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)等效到電機(jī)軸端的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jm是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ε是電機(jī)角加速度。慣量匹配按1/4163。 Jd/Jm163。1原則匹配。一個(gè)五相步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子齒數(shù)為100，當(dāng)采用單相雙相輪流通電時(shí)，步距角α=360/ZKM，Z轉(zhuǎn)子齒數(shù)，K通電系數(shù)：?jiǎn)蜗嚯p相輪流通電時(shí)為2，M為電機(jī)相數(shù)。微型機(jī)控制系統(tǒng)基本框圖：進(jìn)入、輸出計(jì)算機(jī)的量需要經(jīng)A/D（轉(zhuǎn)換為數(shù)字量）、D/A（轉(zhuǎn)換成模擬量），控制器是以軟件為主的數(shù)字控制器。六、簡(jiǎn)單應(yīng)用題（本題共2題，共15分）解：由圖可知系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：K1K2C(s)=TS+1S（2分）K1KR(s)1+2TS+1S將上式換成標(biāo)準(zhǔn)形式：KKC(s)=212R(s)TS+S+K1K2分子、分母除以T得：K1K2/TC(s)（2分）=2R(s)S+S/T+K1K2/T從式中：固有頻率wn=K1K2=200（2分）T1=(2分)K1K2T阻尼比x=解： 12（1）（如圖）（2分）脈沖信號(hào)產(chǎn)生方法：采用8031內(nèi)部定時(shí)器，“1”清“0”，（2分）（2）調(diào)節(jié)脈沖頻率就可調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，脈沖頻率調(diào)節(jié)依靠改變定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間常數(shù)來(lái)完成。（3分）七、綜合應(yīng)用題（本題共2題，每題10分，共20分）解：（1）設(shè)計(jì)要求分析，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（要點(diǎn)：選擇控制方式、傳動(dòng)系統(tǒng)、初選執(zhí)行元件、傳感器等）（2分）（2）系統(tǒng)性能分析（要點(diǎn)：對(duì)方案進(jìn)行分析，例如穩(wěn)定性精度、快速響應(yīng)性分析）（2分）（3）執(zhí)行元件及傳感器的選擇（要點(diǎn)：根據(jù)負(fù)載的精度等、等效負(fù)載）（2分）（4）機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)（要點(diǎn)：消除傳動(dòng)間隙、穩(wěn)定精度、減小摩擦）（2分）（5）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1分）（6）系統(tǒng)性能重查（1分）（7）系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)（8）系統(tǒng)設(shè)計(jì)定案解：Tz——折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Jz——折算到電動(dòng)機(jī)軸上的系統(tǒng)慣量第三篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)第1階段測(cè)試題江南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 第一階段測(cè)試卷考試科目:《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第一章至第二章（總分100分）時(shí)間：90分鐘江蘇無(wú)錫江大網(wǎng)院生產(chǎn)力促進(jìn)中心 學(xué)習(xí)中心（教學(xué)點(diǎn)）批次：201209層次：高起專專業(yè)：機(jī)械制造與自動(dòng)化學(xué)號(hào)：身份證號(hào)：姓名：得分：一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題1分，共10分。）在高精度、大負(fù)荷傳動(dòng)系統(tǒng)中滾珠絲杠一般應(yīng)采用（B）支承方法。A、一端自由B、一端游動(dòng)C、一端固定D、兩端固定機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、（C）。A、剛度大、阻尼小B、剛度小、阻尼大C、剛度大、阻尼合適D、剛度小、阻尼合適以下哪種方法不屬于滾珠絲杠消除反向間隙的方法？（B）。A、雙螺母墊片調(diào)隙法 B、偏心軸套調(diào)整法 C、雙螺母螺紋調(diào)隙法 D、雙螺母齒差調(diào)隙法機(jī)電一體化產(chǎn)品是指采用機(jī)電一體化技術(shù)，在（C）基礎(chǔ)上創(chuàng)造出來(lái)的新機(jī)電產(chǎn)品。A、機(jī)電產(chǎn)品B、電子產(chǎn)品C、機(jī)械產(chǎn)品 D、光電產(chǎn)品諧波齒輪減速器由諧波發(fā)生器、剛輪和（A）組成。A、柔輪B、軸銷C、從動(dòng)輪 D、主動(dòng)輪滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)很小，為滑動(dòng)導(dǎo)軌的（D）左右。A、1/20B、1/30C、1/40 D、1/50滾珠絲杠在垂直安裝時(shí)要注意其（B）的缺點(diǎn)，采取相應(yīng)的措施。A、質(zhì)量大B、不自鎖C、效率低 D、阻尼大機(jī)電一體化系統(tǒng)的操作功能是由以下哪個(gè)結(jié)構(gòu)要素完成的？（D）A、動(dòng)力源B、傳感器C、計(jì)算機(jī)D、執(zhí)行元件經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床屬于哪種類型的機(jī)電一體化產(chǎn)品？（A）A、功能附加型B、機(jī)電融合型C、功能替代型 D、普通機(jī)械型直齒輪傳動(dòng)消除反向傳動(dòng)間隙常用（B）錯(cuò)齒調(diào)節(jié)法。A、螺紋B、雙片齒輪C、墊片 D、單片齒輪二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題2分，共10分。多選、少選、錯(cuò)選均不得分。)機(jī)械系統(tǒng)一般由（ABCD）組成。A、傳動(dòng)機(jī)構(gòu) B、導(dǎo)向機(jī)構(gòu) C、支承機(jī)構(gòu) D、執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)電一體化技術(shù)的六項(xiàng)共性關(guān)鍵技術(shù)是機(jī)械技術(shù)、檢測(cè)與傳感技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)、（ABD）。A、自動(dòng)控制技術(shù) B、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù) C、液壓與氣動(dòng)技術(shù) D、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)機(jī)電一體化對(duì)工業(yè)三大要素的作用是（ABD）。A、省資源B、信息智能化C、信息傳送D、省能源機(jī)電一體化系統(tǒng)的操作功能是由以下哪些結(jié)構(gòu)完成的？（AD）A、執(zhí)行機(jī)構(gòu)B、傳感器C、計(jì)算機(jī)D、執(zhí)行元件下面哪些產(chǎn)品屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品中的機(jī)電融合型產(chǎn)品？（BD）A、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床B、加工中心C、線切割機(jī)床 D、復(fù)印機(jī)三、判斷題（本題共5小題，每小題1分，共5分。你認(rèn)為對(duì)的打“√”，錯(cuò)的“”，不需要改錯(cuò)。）滾珠絲杠傳動(dòng)效率比梯形螺紋絲杠的高五倍左右。（）機(jī)電融合型產(chǎn)品的技術(shù)附加值最高。（√）采用雙螺母預(yù)緊的方法消除滾珠絲杠的傳動(dòng)間隙可提高傳動(dòng)精度和剛度。（√）滾珠絲杠的剛度不影響傳動(dòng)精度。（）在選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌時(shí)除了要考慮工作載荷、精度、速度等使用條件外，還要對(duì)剛度、摩擦特性等綜合考慮。（√）四、填空題（本題共10小題，每空1分，共10分）滾珠絲杠的計(jì)算載荷Fc和載荷性質(zhì)、工作精度、滾道實(shí)際硬度有關(guān)。滾珠絲杠的滾珠循環(huán)形式有內(nèi)循環(huán)和 外循環(huán) 兩種。在傳動(dòng)系統(tǒng)中采用滾動(dòng)摩擦副器件可大大減小摩擦力的變化，并提高傳動(dòng)靈敏度，有利于克服 爬行 現(xiàn)象。機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)是應(yīng)用 系統(tǒng)總體 技術(shù)，從整體目標(biāo)出發(fā)，綜合分析產(chǎn)品的性能要求，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品整體優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程。通常在進(jìn)行剛度驗(yàn)算時(shí)，要求滾珠絲杠在工作長(zhǎng)度的總變形量應(yīng)小于傳動(dòng)精度的 1/2。機(jī)電一體化乃是在機(jī)械的 主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。塑料導(dǎo)軌帶的特點(diǎn)是摩擦系數(shù)低且穩(wěn)定、動(dòng)靜摩擦系數(shù)相近、耐磨性好 好并吸收振動(dòng)。滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的截面形狀有 矩形 和梯形兩種。熱變形式執(zhí)行機(jī)構(gòu)是利用 電熱元件 通電后產(chǎn)生熱變形實(shí)現(xiàn)微位移的。錐環(huán)無(wú)鍵連軸器能夠?qū)崿F(xiàn) 無(wú)間隙 連接傳遞扭矩。五、簡(jiǎn)答題(本題共6小題，每小題5分，共30分)機(jī)電一體化的實(shí)質(zhì)是什么？答：機(jī)電一體化的實(shí)質(zhì)是應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法來(lái)分析研究機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)，綜合運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，通過(guò)各種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部各組成部分合理匹配和外部整體效