【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 04。js=.012。jd=.004。v1=ns*ph*.001。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。fc=600。ma=400。fiz=fs+(fc+ma*)*。fiy=fs+(fc+ma*)*。tiz=fiz*v1/nd /(2*pi)。tiy=fiy*v1/nd /(2*pi)。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(diǎn)？答：在穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)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(dòng)控制理論基礎(chǔ)課所學(xué)知識(shí)建立各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，進(jìn)而激勵(lì)系統(tǒng)傳遞函數(shù)。以閉環(huán)控制方式為例：圖（1）為檢測(cè)傳感器裝在絲桿端部的半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。它的系統(tǒng)框圖如圖（2）所 示。該圖的傳遞函數(shù)為 15G（s）= ===式中：K=(1)用滾珠絲杠傳動(dòng)工作臺(tái)的伺服進(jìn)給系統(tǒng)（2）系統(tǒng)框圖前置放大器增益；功率放大器增益；直流伺服電機(jī)增益；速度反饋增益；直流伺服電機(jī)時(shí)間常數(shù)；減速比；位置檢測(cè)傳感器增益；（s）輸入電壓的拉氏變換；絲杠輸出轉(zhuǎn)角的拉氏變換當(dāng)系統(tǒng)受到外擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩 時(shí)，圖（2）就變?yōu)閳D（3）。為分析方便起見(jiàn)，見(jiàn)圖（3）改畫(huà)成 圖（4）所示，則傳遞函數(shù)為：G(s)= = 16（3）附加擾動(dòng)力矩（以電壓 表示）的系統(tǒng)框圖直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)；直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組阻抗；功率放大器的輸出阻抗；對(duì)應(yīng)于擾動(dòng)力矩的等效擾動(dòng)電壓的拉氏變換（4）附加擾動(dòng)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(diǎn)（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。Kp 越大，調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，但是存在調(diào) 節(jié)誤差。而且 Kp太大會(huì)引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。（2）積分（I）調(diào)節(jié)積分調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)圖如圖(b)，其傳遞函數(shù)為Gc(s)=1/（Tis）式中 Ti=RC。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(dú)使 用。（3）比例積分（PI）調(diào)節(jié)其網(wǎng)絡(luò)如圖(c)。他的傳遞函數(shù)為Gc(s)=–[ KP（1+1/（Tis））] 式中 Kp=R2/R1；Ti=R2C。這種循環(huán)既克服了單純比例環(huán)節(jié)有調(diào)節(jié)誤差的缺點(diǎn)，又避免了積分環(huán)節(jié)響應(yīng)慢的弱17點(diǎn)，既能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能能，又能改善其動(dòng)態(tài)性能。（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。T=R1C1R2C2 ?(R1C1+R2C2)。這種校正環(huán)節(jié)不但能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，也能改善其動(dòng)態(tài)性能。但是，由于它含有微分作用，在噪聲比較大或要求響應(yīng)快的系統(tǒng)中不宜采用；PID 調(diào)節(jié)器能使閉環(huán)系統(tǒng)更加 穩(wěn)定，其動(dòng)態(tài)性能也比用 PI調(diào)節(jié)器時(shí)好。78 何謂機(jī)電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？答：機(jī)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(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能 力。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(jī)電一體化答案，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。、信息處理系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)組成。它的目的是提高系統(tǒng)的附加價(jià)值。3機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)有：檢測(cè)傳感技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。4機(jī)電一體化系統(tǒng)類型:開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、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。具有：軸向剛度高；運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；傳動(dòng)精度高；不易磨損；使用壽命高等優(yōu)點(diǎn)。滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。6滾珠絲杠副的精度分為10共七個(gè)等級(jí)。最高級(jí)為1級(jí)，最低級(jí)為10級(jí)。7齒輪傳動(dòng)有兩軸平行、兩軸相交、兩軸交叉3種形式。傳動(dòng)比的最佳分配原則：重量最輕原則、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則。8同步帶由包布層、帶齒、帶背和加強(qiáng)筋組成。9常用的間歇機(jī)構(gòu)有棘輪傳動(dòng)、槽輪傳動(dòng)、蝸形凸輪傳動(dòng)等。這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可將原動(dòng)機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇運(yùn)動(dòng)。10常見(jiàn)的導(dǎo)軌截面形狀有：三角形、矩形、燕尾形、圓形。11交流伺服電動(dòng)機(jī)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。12錐環(huán)無(wú)鏈聯(lián)軸器利用錐環(huán)對(duì)之間的摩擦實(shí)現(xiàn)軸與轂之間的無(wú)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。通過(guò)選擇所用錐環(huán)的對(duì)數(shù)，可傳遞不同大小的轉(zhuǎn)矩。13在額定輸出功率相同的條件下，交流伺服電動(dòng)機(jī)的比功率最高，直流伺服電動(dòng)機(jī)次之，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最低。？答：可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開(kāi)，各自使用一套電源供電、可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換、提高驅(qū)動(dòng)能力2．在機(jī)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(cè)機(jī)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(cè)作業(yè)對(duì)象和外部環(huán)境狀態(tài)的外部信息傳感器。按輸出信號(hào)的性質(zhì)分為：（1）開(kāi)關(guān)型（2）模擬型（3）？答：圓柱齒輪傳動(dòng)：（1）偏心套調(diào)整法（2）軸向墊片調(diào)整法（3）雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法 ；斜齒輪傳動(dòng)：（1）墊片錯(cuò)齒調(diào)整（2）軸向壓簧錯(cuò)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(dòng)調(diào)整預(yù)緊式（5）單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊式和單螺母滾珠過(guò)盈預(yù)緊式5．對(duì)傳感器的應(yīng)用中，通常采取哪些技術(shù)措施來(lái)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(jī)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(jī)計(jì)算機(jī)的選擇（4）控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)（5）（優(yōu)）點(diǎn)是什么？答：具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)。（優(yōu)）點(diǎn)是什么？答：傳動(dòng)比準(zhǔn)確、傳動(dòng)效率高、能吸震、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、能高速傳動(dòng)、維護(hù)保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。？答：（1）同步帶的承載繩疲勞拉斷（2）同步帶的打滑和跳齒（3）同步帶齒的磨損。（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求有哪些？答：（1）慣量小，動(dòng)力大（2）體積小，重量輕（3）便于維修，安裝（4）易于微機(jī)控制。？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(yùn)行平穩(wěn)無(wú)爬行現(xiàn)象，分辨率高，震動(dòng)噪聲小（4）適應(yīng)起、停頻繁的工作要求（5）可靠性高，壽命長(zhǎng)。，同步帶傳動(dòng)具有特點(diǎn)是什么？ 1)傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率高。2)工作平穩(wěn)，能吸收振動(dòng)；3)不需潤(rùn)滑，耐油、水、耐高溫，耐腐蝕，維護(hù)保養(yǎng)方便；4)中心距要求嚴(yán)格，安裝精度要求高。5)制造工藝復(fù)雜，成本高。，其基本要求是什么？答：（1）棘輪傳動(dòng)（2）槽輪傳動(dòng)（3）蝸形凸輪傳動(dòng)；基本要求：位移迅速，位移過(guò)程中運(yùn)動(dòng)無(wú)沖擊，停位準(zhǔn)確可靠14導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求？答：導(dǎo)向精度高、剛性好、運(yùn)動(dòng)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。15．導(dǎo)軌副的組合形式包括哪幾種？答：（1）雙三角形（2）矩形和矩形組合（3）三角形和矩形組合（4）三角形和平面組合（5）？答：（1）采用鑲裝導(dǎo)軌（2）提高導(dǎo)軌精度與改善表面粗糙度（3），各級(jí)傳動(dòng)比的最佳分配原則都有哪些？答：（1）重量最輕原則（2）輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則（3）?答：根據(jù)能量不同分為：（1）電動(dòng)式 ：可使商用電源信號(hào)與動(dòng)力的傳送方向相同，有交流和直流之別，應(yīng)注意電壓之大??；（2）液動(dòng)式 ：要求操作人員技術(shù)熟練，液壓源壓力為（20~80）*10^5（3）氣動(dòng)式 ：空氣壓力源的壓力為（5~7）*10^5Pa，？答：（1）提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量（2）冗余技術(shù)（3）診斷技術(shù)第三篇：機(jī)電一體化答案控制用電機(jī)有哪些種類、特點(diǎn)及應(yīng)用？控制用電動(dòng)機(jī)：力矩電動(dòng)機(jī)、脈沖電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)和各種AC/DC電動(dòng)機(jī)...在額定輸出功率相同的條件下，比功率（dp/dt）：交流伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)步進(jìn)電機(jī)。控制用旋轉(zhuǎn)電機(jī)按工作原理分：（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)型：同步電動(dòng)機(jī)（永磁）、步進(jìn)電機(jī)（永磁）；（2）旋轉(zhuǎn)電樞型：直流電動(dòng)機(jī)（永磁）、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（按矢量控制等效模型）；DC伺服電機(jī)（永磁）：槽鐵心電樞型、無(wú)槽（平滑型）鐵心電樞型、電樞型—無(wú)槽（平滑）鐵心型與無(wú)鐵心型。AC伺服電機(jī)：同步型SM、感應(yīng)型IM 步進(jìn)電機(jī)：變磁阻型（VR）、永磁型（PM）、混合型（HB）DC伺服電機(jī)：高響應(yīng)特性；高功率密度（體積小、重量輕）；可實(shí)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(hù)。應(yīng)用：NC機(jī)械、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、辦公機(jī)械、音響和音像設(shè)備、計(jì)測(cè)機(jī)械。晶體管式無(wú)刷直流伺服電機(jī)：無(wú)接觸換向部件；需要磁極位置檢測(cè)器（如同軸編碼器等）；具有DC伺服電機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：音響和音像設(shè)備、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備。AC伺服電機(jī)（永磁同步型）:無(wú)接觸換向部件；需要磁極位置檢測(cè)器（如同軸編碼器等）；具有DC伺服電機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。對(duì)定于電流的激勵(lì)分量和轉(zhuǎn)矩分量分別控制。應(yīng)用：音響和音像設(shè)備、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、NC機(jī)械、機(jī)器人。AC伺服電機(jī)（感應(yīng)型（矢量控制））：對(duì)定于電流的激勵(lì)分量和轉(zhuǎn)矩分量分別控制；具有DC伺服電機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：NC機(jī)械、機(jī)器人。步進(jìn)電機(jī)：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(jià)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。應(yīng)用：計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、辦公機(jī)械、數(shù)控裝置直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有哪幾種？ 晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動(dòng)、晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)按其結(jié)構(gòu)可分為哪幾種？各有何特點(diǎn)？可變磁阻（VR）型：轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子直徑小，有利于快速響應(yīng)。由于VR型步進(jìn)電機(jī)的鐵心無(wú)極性，故不需要改變電流極性，因此多為單極性勵(lì)磁。該類電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子均不含永久磁鐵，故無(wú)勵(lì)磁時(shí)沒(méi)有保持力。具有制造成本高、效率低、轉(zhuǎn)子的阻尼差、噪聲差的缺點(diǎn)。但由于其制造材料費(fèi)用低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、步距角小，隨著加工技術(shù)的進(jìn)步，可望成為多用途的機(jī)種。永磁（PM）型：采用永久磁鐵，即使定子繞組斷電也能保持一定轉(zhuǎn)矩，故具有記憶能力，可用做定位驅(qū)動(dòng)。PM型電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是勵(lì)磁功率小、效率高、造價(jià)低，因此需求量也大。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。與VR型相比轉(zhuǎn)矩大，但轉(zhuǎn)子慣量也較大。混合（HB）型：具有VR型步進(jìn)電機(jī)步距角小、響應(yīng)頻率高的優(yōu)點(diǎn)，還具有PM型步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁功率小、效率高的優(yōu)點(diǎn)。這類電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)。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(dòng)機(jī)。由于采用了永久磁鐵，所以無(wú)勵(lì)磁時(shí)具有保持力。勵(lì)磁時(shí)的靜止轉(zhuǎn)矩都比VR型步進(jìn)電機(jī)的大。HB和PM型步進(jìn)電機(jī)能夠用做超低速同步電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電機(jī)與DC和AC伺服電機(jī)相比起轉(zhuǎn)矩、效率、精度、高速性比較差，但步進(jìn)電機(jī)具有低速時(shí)轉(zhuǎn)矩大、速度控制比較簡(jiǎn)單、外形尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在辦公室自動(dòng)化方面的打印機(jī)、繪圖機(jī)、復(fù)印機(jī)等機(jī)電一體化產(chǎn)品，在工廠自動(dòng)化方面也可以代替低檔的DC伺服電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)有哪幾種通電方式？步距角與通電方式有否有關(guān)？ 答：三相步進(jìn)電機(jī)：?jiǎn)蜗噍喠魍姺绞剑鄦稳耐?。雙相輪流通電方式，、單雙相輪流通電方式，三相六拍通電。其他相步進(jìn)電機(jī)。步距角與通電方式的關(guān)系：α運(yùn)行拍數(shù)。步進(jìn)電機(jī)的主要性能指標(biāo)有哪些？答：分辨力；靜態(tài)特性；動(dòng)態(tài)特性—（1）動(dòng)態(tài)穩(wěn)定區(qū)（2）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tq（3）最高連續(xù)運(yùn)行頻率及矩頻特性（4）空載啟動(dòng)頻率與慣頻特性；步進(jìn)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)實(shí)例—型號(hào)表示方式、技術(shù)性能參數(shù)：相數(shù)、步距角、電壓、相電流、最大轉(zhuǎn)矩、空載啟動(dòng)頻率、空載運(yùn)行頻率、電感、電阻、分配方式、外形尺寸（軸徑）、質(zhì)量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的組成及作用有哪些？答：驅(qū)動(dòng)電源由脈沖分配器、功率放大器等組成。驅(qū)動(dòng)電源是將變頻信號(hào)源（微機(jī)或數(shù)控裝置等）送來(lái)的脈沖信號(hào)及方向信號(hào)按要求的配電方式自動(dòng)地循環(huán)供給電動(dòng)機(jī)各相繞組，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子正反向旋轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)脈沖環(huán)形分配的方法有哪些，各有何特點(diǎn)？答：1軟環(huán)分（采用計(jì)算機(jī)軟件，利用查表或計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行脈沖的環(huán)形分配）；充分利用計(jì)算機(jī)軟件資源以減低硬件成本，對(duì)多相的脈沖分配具有更大的優(yōu)點(diǎn)；但軟環(huán)分占用計(jì)算機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，會(huì)使插補(bǔ)一次的時(shí)間增加，易影響步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度。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(shí)在工作時(shí)不占用=360176。/（zm）；α：步距角；z:轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m為計(jì)算機(jī)的工作時(shí)間。采用專用環(huán)形分配器器件，如CH可以實(shí)現(xiàn)三相步進(jìn)電機(jī)的各種環(huán)形分配，使用方便、接口簡(jiǎn)單、種類眾多、功能齊全，有的還具有其他許多功能。單電壓、雙電壓、斬波恒流功放電路的特點(diǎn)？答：?jiǎn)坞妷汗Ψ烹娐罚航Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。同時(shí)由于繞組電感較大，電路對(duì)脈沖電流的反映較慢，因此輸出脈沖的波形差、輸出功率低。主要用于對(duì)速度要求不高的小型步進(jìn)電機(jī)中。雙電壓功放電路：該功放電路僅在脈沖開(kāi)始的一瞬間接