机电一体化系统设计期末考试复习题

机电一体化系统设计期末考试复习题

一填空题

1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：_内循环和外循环

2. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用____ ____________plc__________________。

3. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，

则莫尔条纹的宽度是______20mm_________________。

4.齿轮传动的总等效惯量与传动级数__增加而减小_________________________________。

5. 从控制角度讲，机电一体化可分为开环控制系统和闭环控制系统。

6.机电一体化系统中常见的轴承包括__滚动轴承滑动轴承静压轴承________、___________、__________、磁轴承。

二. 选择题

1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( B)

A. 产大

B. 减小

C. 不变

D. 不定

2. 加速度传感器的基本力学模型是(A )

A. 阻尼—质量系统

B. 弹簧—质量系统

C. 弹簧—阻尼系统

D. 弹簧系统

3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用( C)

A. 单片机

B. 2051

C. PLC

D. DSP

4、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（D）等个五部分。

A 换向结构

B 转换电路

C 存储电路D检测环节

5. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数( A )

A.增加而减小

B.增加而增加

C.减小而减小

D.变化而不变

6. 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( D )

A.内循环插管式

B.外循环反向器式

C.内、外双循环

D.内循环反向器式

7. 直流测速发电机输出的是与转速( C )

A.成正比的交流电压

B.成反比的交流电压

C.成正比的直流电压

D.成反比的直流电压

三.问答题

1.什么是步进电机的使用特性?

答：步距误差步距误差直接影响执行部件的定位精度。

最大静转矩是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时，所能承受的最大外加转矩，亦即所能输出的最大电磁转矩，它反映了步进电动机的制动能力和低速步进运行时的负载能力。

启动矩一频特性空载时步进电动机由静止突然启动，并不失步地进入稳速运行所允许的最高频率称为最高启动频率。启动频率与负载转矩有关。

运行矩频特性步进电动机连续运行时所能接受的最高频率称为最高工作频率，它与步距角一起决定执行部件的最大运行速度。

最大相电压和最大相电流分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大电源电压和流过的最大电流

2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？

答：如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种。垫片调隙式螺纹调隙式齿差调隙式

3、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器，光电藕合器的作用有哪些？答：（1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。

（2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。

（3）共模抑制比高，能对直流和低频信号(电压或电流)进行准确、安全的测量。

利用光电耦合方式实现载波调制，可获得10kHz带宽，但其隔离性能不如变压器耦合

四.综合题

1.根据下面的电路图,编写利用该接口电路一次完成A/D转换,并把转换的结果的高8位放入R2中,低8位放入R3中的程序段。

程序：MAIN：MOV R0，#7CH ；选择AD574，并令A0=0

MOVX @R0，A ；启动A/D转换，全12位

LOOP：NOP

JB P3.2，LOOP ；查询转换是否结束

MOVX A，@R0 ；读取高8位

MOV R2，A ；存人R2中

MOV R0，#7DH ；令A0=1

MOVX A，@R0 ；读取低4位，尾随4个0

MOV R3，A ；存入R3中

2. 有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求：

1）步进电机的步距角；

2）脉冲电源的频率。

答：1) K=2; M=5, Z=24; α=360/2*5*24=1.5º

2) f=400Hz

3. 三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为120r/min，输入脉冲频率为多少?步距角为多少?

答：K=1; M=3, Z=100; α=360/1*3*100=1.2º

f=600Hz

4.某光栅传感器，刻线数为100线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位移是多少毫米？若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？

答：1) 100：1=400：х

x=4 mm

四细分：400：1=400：х

x=1mm

分辨率：1÷400=2.5(μm)

电感式传感器的基本原理是电磁感应原理，即利用电磁感应将被测非电量，如压力，位移等，转换为电感量的变化输出，在经测量转换电路，将电感量的变化转换为电压或电流的变化，来实现非电量电测的。主要有变气隙式电感传感器，差动螺线管式电感传感器，差动变压器式电感传感器，电涡流式电感传感器。可以做成测量压力，位移，应变，流量，比重等的传感器。