机电一体化设计基础复习题
三、问答题
1、滚珠丝杠副的精度等级划分原则。

2、滑动导轨的截面形状及其承载能力和精度。

3、传动比分配原则。

4、静压轴承、动压轴承承载能力与滑动表面的线速度的关系。

5、机电产品结构方案设计时遵循原则及实例
6、软件去抖方法。

7、DAC 0832数模转换器的特点、参数及应用。

8、黑箱法的基本原理是什么？
9、伺服系统的调速范围。

10、莫尔条纹的特点。

11、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?
12、比例、积分、微分控制的作用。

13、滚珠丝杠副消除间隙的方法。

14、机电一体化产品构成要素。

15、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?
16、机电产品结构方案设计原理与原则。

17、信号的调制、解调及调制过程。

18、开环伺服机械系统误差电子校正方式，若测量得到的反向死区误差为0.016mm，系统的脉冲当量为0.005mm/pulse,试问拨码开关应预置到哪一档才能实现死区的补偿？
19、机电系统中控制的主要任务和具体任务。

20、键盘输入接口采用行扫描法时如何判断键盘中有无键按下及判断闭合键所在的位置，采用8031单片机，如何判断有无键按下及判断闭合键所在的位置。

21、丝杠工作台的简化模型，其动力学方程，其传递函数，及化简成二阶系统的标准形式。

22、在齿轮齿条传动机构中，已知齿轮的齿数为、模数和齿轮的转速，计算齿条直线运动的速度。

23、滚珠丝杠传动的特点。

24、光电耦合器的作用及应用。

25、动态显示的扫描方法。

26、传感器的信号处理电路的作用是什么？
27、机电控制系统的组成环节及控制方式。

28、无源滤波器及其常采用的滤波器件。

29、机电产品转动惯量对机械系统的影响。

30、同步带传动主要失效形式和原因。

31、滚珠丝杠的支承形式及适用场合。

32、机电系统原理方案设计功能分析设计法。

33、开关式乘型全波相敏检波电路相位解调原理。

34、机电系统中选择控制形式的基本原则。

35、各种差动电路的工作过程及计算方法。

36、数字信号检测方法及其计算。

37、滚珠丝杠的设计计算。

38、谐波齿轮的计算。

39、采样/保持电路的原理、作用。

40、模拟信号的采集方法，模拟信号处理电路及计算方法。

41、执行机构运动循环图。

42、伺服系统基本要求。

43、步进电机工作原理、种类、性能参数、运行特性，步进电机参数设计，步进电机的单片机控制。

44、某开环控制的数控铣床工作台横向进给系统如下图所示。

已知最大轴向工作载荷m a x 5000m F N =，工作台及被加工工件总重量m=500公斤，空载启动时间30t m s ∆=，最
大进给速度m ax 1.5/m in V m =，导轨摩擦系数0.02μ=。

若系统采用5相步进电机，电动机的转子齿数Z=40，其转动惯量325.010m J kg m -=⨯⋅；滚珠丝杠导程为t=6mm ，其转动惯
量321.510s J kg m -=⨯⋅；齿轮1和齿轮2的转动惯量分别为521 3.010Z J kg m -=⨯⋅和
42
2 5.510Z J kg m -=⨯⋅，若系统的脉冲当量0.005p m m δ=，试回答下面问题。

（1）试确定当采用一级减速（要求传动比3i ≤）时，该步进电动机采用几拍工作方式控制
比较合适？
（2）步进电动机的工作方式确定后，若取1Z =20 ，2Z 应取多少？
45、三相变磁阻式步进电动机，转子80个齿。

(1)要求电动机转速为60r/min,单双拍制通电，输入脉冲频率为多少?
(2)要求电动机转速为100r/min ，单拍制通电，输入脉冲频率为多少?
46、滚动导轨副的特点
47、机电一体化系统基本功能元实施原理
48、 在齿轮齿条传动机构中，已知齿轮的齿数为Z ，模数为m （mm ）。

若齿轮的转速为n(r/min)，求齿条直线运动的速度v=？
49、分析三相步进电机采用六拍工作方式时，A 、B 、C 三相通电顺序及软件环形分配器的实现方法？
50、滤波器的作用
51、若某一光栅的条纹密度为100条/mm，现利用光栅莫尔条纹的放大作用，把莫尔条纹的宽度调成10mm，求光栅条纹间的夹角。

52、电式直线电动机的工作原理
53、下图为开关式乘型全波相敏检波电路原理图，试说明信号的相位解调原理
54、交流异步电动机的调速方法
55、谐波减速器的传动比计算
56、下图为开关式乘型全波相敏检波电路原理图，试分析信号的相位解调原理。

★机电一体化系统的基础结构要素有哪些？喷漆机器人的电液伺服系统和手臂手腕分别属于其中的那个结构要素？数控系统、主传动系统
答：要素有机械本体，能源，测试传感部分，执行机构，驱动部分，控制及信息处理单元等6 项。

电液伺服系统属驱动部分，手臂腕、主传动系统属执行机构的一部分，数控系统属控制及信息处理单元。

★简述数控机床中计算机数控装置的组成和功能。

答：由专用计算机、输入输出接口以及机床控制器等部分组成。

功能：根据输入的数据和程序，完成数据运算、逻辑判断、输入输出控制等功能
★机电系统中，对控制及信息处理单元的基本要求是？
信息处理速度和可靠性，增强抗干扰能力，完善系统自诊断功能，实现信息处理智能化和小型化，轻量，标准化等。

★机电产品对机械传动系统有哪些要求精度、稳定性、快速响应性、还应满足小型、轻量、高速、低冲击振动、低噪声、高可靠性。

★机电系统中，测试传感部分的作用是什么？答：对系统运行中所需要的本身和外部环境的各种参数及状态进行检测，传输到信息处理单元，经分析处理后产生控制信息。

★影响机电一体化系统传动机构动力学特征的主要因素有那些？答：主要因素有负载变化；传动系统的惯性；传动
系统固有频率；传动系统中的摩擦与润滑。

★why 采用机电可提高系统精度？答机电技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等引起的误差大大减少，同时采用电子技术实现自动检测，控制，补偿
和校正因各种干烧因素造成的误差，从而提高精度。

★为减少机械系统的传动误差，可采用那些结构措施？答：适当提高零部件本身的精度；合理设计传动链，减少零部件制造、装配误差对传动精度的影响；采用消隙机构，以减少或消除回程误差。

★什么是步进电机的步距角？他是由那些参数确定的？答：步进电机在每输入一个电脉冲信号，转子所转过的角度为步距角。

由步进电机的相数、电机转子的齿数和电机的通电方式决定。

★步进电机是如何实现速度控制的。

答：步进电机的运动由输入的电脉冲信号控制，电机绕组每接收一个脉冲，转子就转过一个响应的角度，其角位移量与输入脉冲的个数严格成正比。

在
时间上与输入脉冲同步。

因而只需要控制输入脉冲的数量、频率和电机绕组的相序，即可控制转动的速度和方向。

★简述开关量输入模板的基本组成。

答：由外部开关设备、输入信号调理电路、输入缓冲器、输入端口译码、（STD 总线）。

★简述开关量输出模板的基本组成。

答：STD 总线信号、输出端口译码控制、输出数据所存、输出信号调整电路、负载。

★工业PC 机和个人计算机的主要差别是什么？答：大母版改为功能插板，具有丰富的过程输入输出功能；具有良好的实时性，能够对生产过程工况变化实时监控；抗干扰电源，密封机箱，具有良好的环境适应性；具有丰富的应用软件。

★齿轮传动中齿侧间隙对系统有何影响，如何消除圆柱直齿轮的齿侧间隙？答：齿轮的啮合间隙会造成传动死区，若死区在闭环系统中，则可能造成系统不稳定，使系统内高以
1~5 倍间隙角产生的低频振荡。

为降低制造成本，多采用各种调整齿侧间隙的方法来消除或减少啮合间隙，常法有偏心套调整法、轴向垫片法、双片薄齿轮错齿法等。

★机电系统仿真的模型主要有哪几种？分别应用于系统设计的那个阶段。

答：仿真模型有物理模型、数学模型和描述模型。

当仿真模型为物理模型时，为全物理仿真，系统研制阶段；是数学模型时，称为数学仿真，分析设计阶段。

用已研制出来的系统中的实际部件或子系统替代部分数学模型所构成的为半物理仿真，部件及子系统研制阶段。

★仿真再设计中起到的作用是什么？在项目的设计和规划时需要对项目的合理性、经济型等品质加以评价；在系统实际运行前，要对项目的实施结果加以预测，一边选择正确、高效的运行策略或提前消除设计中的缺陷，最大限度的提高实际系统的运行水平。

采用仿真技术可以省时省力省钱的达到上述目的。