【正文】 選用可調整間隙和能夠預。因此，耐磨性是衡量滾動導軌副性能的主要指標之一。(2)耐磨性導軌副應在預定的使用期內，保持其導向精度。移功件在沿導軌運動時，不論有無載荷，部應保證移動軌跡的直線性及其位置的精確性。(2)質量設計 兼顧各種要求和限制，提高機電一體化系統(tǒng)質量和性能，(3)優(yōu)化設計和創(chuàng)新設計充分應用現代設計方法系統(tǒng)地構造設計優(yōu)化模型，用創(chuàng)造性設計思維方法進行機電一體化系統(tǒng)設計的優(yōu)化和創(chuàng)新。設計若是為了對作業(yè)對象完成某種技術過程，設計對象就是人造技術系統(tǒng)。(P28~30)功能是對技術系統(tǒng)中輸入和輸出的轉換所作的抽象化描述。5)根據高效、經濟、可靠、美觀、使用方便等原則，初步規(guī)定技術系統(tǒng)的邊界及工作范圍。環(huán)境是與技術系統(tǒng)發(fā)生聯系的總和，包括經濟條件、生產條件、技術條件、社會條件等。2)分析比較傳統(tǒng)的和現代的理論和實踐，確定實現主要轉換的工作原理。壞料是作業(yè)對象，加工中心是技術系統(tǒng)，所完成的加工過程是技術過程。？（P3～13）現代設計方法門類眾多且不斷出新?，F代設計是過去長期的傳統(tǒng)設計活動的延伸和發(fā)展，是隨著設計實踐經驗的積累，由個別到一般、具體到抽象、感性到理性，逐步歸納、演繹、綜合而發(fā)展起來的。廣義的概念是指發(fā)展過程的安排，包括發(fā)展的方向、程序、細節(jié)和達到的目標。，應包含哪些幾個基本要素？答：機電一體化系統(tǒng)，應包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅動部分、執(zhí)行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。其技術組成包括：機械技術、檢測技術、伺服傳動技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術和系統(tǒng)總體技術等。機械本體和電氣驅動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機控制。710 保證機電一體化系統(tǒng)可靠性的方法有哪些? 答：；；。78 何謂機電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？答：所謂的可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內，完成規(guī)定功能的能力。如間隙較大，且控制器設計得不好，那么被控對象就會反復擺動，即產生自激振蕩。又因為系統(tǒng)具有慣量，當被控對象轉角qc等于輸入轉角qr時，被控對象不會立即停下來，而靠慣性繼續(xù)轉動，使被控對象比無間隙時更多地沖過平衡點，這又使系統(tǒng)出現較大的方向誤差。由于動力傳動鏈存在齒輪傳動間隙，當電動機在齒隙范圍內運動時，被控對象不轉動，沒有反饋信號，系統(tǒng)暫時處于開環(huán)狀態(tài)。編制零件加工程序的全部過程主要由計算機來完成的編程方法稱自動編程。答：數控（CNC）程序編制分手工編程和自動編程。答：M指令代碼：M00程序停機M01選擇停機，按下“選擇?！卑粹o后才起作用；M02程序結束，到下一程序的起點；M03主軸順時針方向旋轉；M04主軸逆時針方向旋轉；M05主軸停轉；M06換刀；M07開號冷卻液；M08開*號冷卻液；M09關閉冷卻液；M10夾緊；M11松開；M30程序終了，返回到程序起點。y坐標按右手直角笛卡兒坐標系確定其正方向。對工件旋轉的機床，取刀具遠離工件的方向為X的正方向。規(guī)定增大工件和刀具距離的方向為Z的正方向。該標準規(guī)定機床傳遞切削力的主軸軸線為Z坐標。包括負載在內的機械總體的動態(tài)特性，以傳遞函數形式可表示為X(s)/Fx(s)=1/[(Jm+JL/i2)s2]第六章64 簡述數控機床坐標系的定義規(guī)則。如果是齒輪減速器，其機構的運動變換函數y=f(x)=()x就是線性變換。但尺寸一大，質量和轉動慣量就大，系統(tǒng)的響應就慢。答：機械系統(tǒng)在傳遞運動的同時還將進行力的傳遞。即穩(wěn)態(tài)誤差ess的大小。系統(tǒng)的過渡過程：當系統(tǒng)受到外部干擾時，其輸出量必將發(fā)生變化，但由于系統(tǒng)總含有慣性或儲能元件，其輸出量不可能立即變化到與外部干擾相應的值，而需要有一個過程，這個過程就是系統(tǒng)的過渡過程。54 簡述傳遞函數、系統(tǒng)的過渡過程、伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性的含義。第五章51 回顧所學機械控制工程的相關知識，簡述機電一體化系統(tǒng)設計與機械控制工程理論的關系。答：首先要根據使用要求選擇適合自己所需要的，此外還可以采取某些技術措施來改善傳感器的性能如：平均技術，差分技術，穩(wěn)定性處理，屏蔽和隔離。同樣的道理，可將光電耦合器用于信息的輸入。當控制信號為高電平時，經反相后，加到發(fā)光二極管正端的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導通，沒有光發(fā)出。答：光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉換元件組成，如書本P168圖 。415 鍵盤鍵值是如何確定？答：將行、列線按二進制順序排列，當某一鍵按下時，鍵盤掃描程序執(zhí)行到給該列置0電平，讀出各行狀態(tài)為非1狀態(tài)，這時的行、列數據組合成鍵值。第四章42 試說明微型計算機的基本特點及選用要點。M=運行拍數。電流的方向與前一情況相反，電動機轉向，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向和速。如圖，分別記作 1 和 3 的基極上加以正脈沖的同時，在 2 和 4 的基級上加以負脈沖，這時 1 和 3 導通，2 和 4 導通。為使其實現雙向調速，多采用橋式電路，其工作原理與線性放大橋式電路相似。答：通過電源的通斷來獲得電壓脈沖信號，控制通斷的時間比來獲得不同的電壓脈沖，通的時間越長，獲得的平均電壓越大，電機轉的就快，反之，電機轉的就慢。導軌副應滿足的基本要求：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構工藝性好等。導軌副的組成：導軌副主要由承導件和運動件兩大部分組成。，導軌副的組成、種類及應滿足的基本要求。當剛輪固定時，試求該諧波減速器的鋼輪齒數及輸出軸的傳動方向（與輸入軸的傳向相比較）。總轉角誤差主要取決于最末一級齒輪的轉角誤差和傳動比的大小，在設計中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。反求設計是以現代設計理論、方法和技術為基礎，運用各種專業(yè)人員的工程設計經驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有的系統(tǒng)進行剖析、重構、再創(chuàng)造的設計。綠色設計是從并行工程思想發(fā)展而出現的一個新概念。虛擬設計是虛擬環(huán)境中的產品模型，是現實世界中的產品在虛擬環(huán)境中的映像，是基于虛擬現實技術的新一代計算機輔助設計。答：計算機輔助設計是設計機電一體化產品的有力工具，用來設計一般機械產品的CAD的研究成果。所有機電一體化系統(tǒng)的設計都是為了獲得用來構成事物的有用信息。變異性設計是在設計方案和功能結構不變的情況下，僅改變現有產品的規(guī)格尺寸使之適應于量的方面有所變更的需求。②.對應的五大功能為：控制、動力、計測、構造、操作功能。答：機電一體化乃是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術，并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成系統(tǒng)的總稱。78 何謂機電一體化系統(tǒng)的“可靠性”？答：機電一體化可靠性是指，系統(tǒng)（產品）在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能 力。這種校正環(huán)節(jié)不但能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，也能改善其動態(tài)性能。（4）比例積分微分（PID）調節(jié)這種調節(jié)網絡的組成如圖（d），其傳遞函數為Gc(s)=–Kp[1+1?（Tis）+Tds ]式中 Kp=（R1C1+R2C2）/(R1R2)；Ti=R1C1+R2C2。他的傳遞函數為Gc(s)=–[ KP（1+1/（Tis））] 式中 Kp=R2/R1；Ti=R2C。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)效應慢，故很少單獨使 用。而且 Kp太大會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。為分析方便起見，見圖（3）改畫成 圖（4）所示，則傳遞函數為：G(s)= = 16（3）附加擾動力矩（以電壓 表示）的系統(tǒng)框圖直流伺服電機的轉矩常數；直流伺服電機轉子的繞組阻抗；功率放大器的輸出阻抗；對應于擾動力矩的等效擾動電壓的拉氏變換（4）附加擾動力矩的等效電壓后的框圖比例調節(jié)（P）、積分調節(jié)（I）、比例積分調節(jié)（PI）和比例積分微分調節(jié)（PID）各自 的優(yōu)缺點（1）比例（P）調節(jié)比例調節(jié)網絡圖如圖（a），其傳遞函數為Gc(s)=–Kp式中 Kp=R2/R1它的調節(jié)作用的大小主要取決于增益 Kp 的大小。它的系統(tǒng)框圖如圖（2）所 示。比例環(huán)節(jié)（P）、積分環(huán)節(jié)(I)、比例積分環(huán)節(jié)(PI)和比例積分微分調節(jié)(PID)各有何優(yōu)缺點？答：在穩(wěn)態(tài)設計的基礎上，利用所選元部件的有關參數，可以繪制出系統(tǒng)框圖，并根據自 動控制理論基礎課所學知識建立各環(huán)節(jié)的傳遞函數，進而激勵系統(tǒng)傳遞函數。tiy=fiy*v1/nd /(2*pi)。fiy=fs+(fc+ma*)*。ma=400。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。jd=.004。j22=.004。j4=.032。j2=.016。pi=。nd=720。n22=360。n4=180。n2=360。答：（1）由公式：2 2 1 1 1 4 m n j k i cq i j i i k k得： n v J m J可得：v1=n 絲*Ph/1000（和轉速 n的單位要統(tǒng)一所以不必算出最終值）J k eq =1/4л2 ma(v1/nk)2 +JG1(nG1/ nk)2 +JG2(nG2/ nk)2 +JG3(nG3/ nk)2 +JG4(nG4/ nk)2 +JⅠ(nⅠ/ nk)2 +JⅡ(nⅡ/ 14nk)2 +J 絲（n 絲/ nk）2 +Jm=()（2）當工作臺向右時：F=F*uFL 水平=(FL 垂直+G)*uFL 水平=（600+400*）*=104（N）由 1 1 / / m n k eq i i k j j k i j得：TK= F*V/nk/（2*pi）=F*（n 絲*Ph/1000）/nk/（2*pi）=104*(180*5/1000)/*720/(2*)= （N*m）。該系統(tǒng)運動部件的動能總和為 2 2 1 1 1 1 2 2 m n i i j j i i設、等效到元件輸出軸上的總動能為 2 1 2 k k cq k，由能量守恒：E =E k故2 1 1 m n j k i cq i j i i k k v J m J用工程上常用單位時，可將上式改寫為 2 2 2 1 1 1 4 m n j k i cq i j i i k k n v J m J第二式表示等效負載轉矩。對具體系統(tǒng)而言，其負載可能是以上幾種典型負載的組合，不一 定均包含上述所有負載項目。設計器人得負載只有各臂端部的質量，則= ]*[ ]+式中第一項相當于慣性項，第二項相當于離心力與哥氏力。由平面幾何學知識，可得逆運動學解為==式中p=，q=。56 簡述兩自由度機器人逆動力學方程。答 ： 設 對 微 小 輸 入 位 移 有 微 小 的 輸 出 位 移，則輸入功的總和和輸出功的總和分別為：其中忽略機構內部機械損失時，兩式相等。這樣就把采樣信號變成了數 字信號。現對量化過程作簡單的說明：將采樣信號 e*（t）的變化范圍分成若干層，每一層都用一個二進制數碼表示，這些數碼可表示幅值最接近它 的采樣信號。該采樣信號是時間上離散而幅值上連續(xù)的信號，它不能直接進入計算機進行運 算，必須經量化后成為數字信號才能為計算機所接受。53 簡述數字控制系統(tǒng) A/D 轉換過程。而 是 e（t）的理想采樣信號，若采樣頻率 ,那么一定可以有采樣信號 唯一地決定出原始信號 e（t）。420 試說明檢測傳感器的微機接口基本方式。當控制信號為低電平時，發(fā)光二極管導通并發(fā)光，光敏晶體管接收發(fā)光二極管發(fā)出的 光而導通，于是輸出端的電平幾乎等于零。當控制信號為高電平時，經反相后，加到發(fā)光二極管正端的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導通，沒有光發(fā)出。417 試說明光電耦合器的光電隔離原理。一般將配有系統(tǒng)軟件、外圍設備、系統(tǒng)總線接口的微型計算機系統(tǒng)，簡稱 MCS。它是以微處理機為中心，加上只讀存儲器，隨機存取存儲器，輸 入|輸出接口電路、系統(tǒng)總線及其他支持邏輯電路組成的計算機。答：微處理機簡稱 CPU，它是一個大規(guī)模集成電路器件或超大規(guī)模集成電路器件，器 件中有數據有數據通道、多個寄存器、控制邏輯和運算邏輯部件，有的器件還含有時鐘電 路，為器件工作提供定時信號。輸入結束后vtvtvtvt4 又都截止，儲存在 w 中的能量通過 18 歐姆的電阻和 vd2 放電，電阻 的作用時間小放電回路的時間常數，改善電流波形的后沿。當 vt2 進入穩(wěn)態(tài)后 t1 一次測電流暫時恒定，無磁通變化二次側的感應電壓為 零，vt3 截止。高低壓功串放大電路（一）無脈沖輸入時，VTVTVTVT4 均截止，電動機繞組 W 無電流通過，電動機不轉。當 A 相得電時，步進電機轉動一步，當脈沖依次加到 ABC 三個輸入端時，三組放大器分別驅動不同的繞組，是電機一步一步的轉動。：單電壓功率放大電路如圖所示 ABC 分別為步進電機的三相，每一項由一組放大器驅動。312 簡述三相步進電機的環(huán)形分配方式？答：，利用查表式計算方法來進行脈沖的環(huán)形分配，簡稱軟環(huán)分。M=運行拍數。如果按照 A→C→B →A??的順序通電，步進電機講沿順時針方向一步步地轉動。步進電機具有哪些特點？答： 步進電機的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素（如電源電壓的波動、電流的大小與波形 的變化、溫度等）的影響，只要在他們的大小引起步進電機產生“丟步”的現象之 前，就不影響其正常工作； 步進電機的步距角有誤差，轉子轉過一定步數以后也會出現累計誤差，但轉子轉過 一轉以后，其累計誤差變?yōu)椤傲恪?，因此不會長期累積；控制性能好，在起動、停止、反轉時不易