机械电子工程原理

1、CHD 250508031机械电子工程的本质是：机械与电子技术的规划应用和有效的结合，以构成一个最优的产品和系统。2现代的驱动技术可以分为电磁驱动和非电磁驱动两大技术类别。3驱动器输出的运动形式一般有旋转式和直线式两种。4选择直线运动能量转换装置的大体原则是根据力和距离。5选择旋转运动能量转换装置的大体原则是根据转矩和业。6机器的特点：由两个以上实体组合而成。实体之间以一定几何形状的表面互相接触，形成可动联接， 且各实体之间有相对运动规律。能够实现能量转换并输出机械功。7什么是构件：构件在运动时视为一个整体，是运动的最小单元实体。凡是能传递运动和力并在运动时可视 为一个整体的物理介质都可称为构

2、件，它是构成机构的实体。8机构中的构件分为原动构件和被动构件。9广义的传动有机械传动、电气传动、流体传动三类。10摩擦型带轮机构的特点：摩擦型带轮的传动比精度低，传动效率低。摩擦型带轮机构具有缓冲和吸振作用，过载能力 较强，传动平稳，噪声低，能够在较大的轴距上传送力矩。常用于功率不大且线速度中等的 场合。11啮合型带轮也称为同步齿形带轮的特点：啮合型带轮传动比精度高，有较高的传动效率，且传动平稳，振动小，噪声低。啮合带执行 机构可用于执行精度较高但功率不大的精密机械中。12按照用途可将螺旋机构分为传力螺旋、传导螺旋、调整螺旋。13按照摩擦形式可将螺旋机构分为：滑动摩擦螺旋机构、滚动摩擦螺旋机构

3、、静压滑动摩 擦螺旋机构。14按轨面摩擦性质可将导轨分为滑动导轨、滚动导轨、液体静压导轨、气浮导轨、磁浮导轨。15机架的作用：给出静态部件的定位基准和运动部件运动轨迹的基准。16连杆机构的特点是：原动件的运动总要经过一个不直接与机架相连的刚性中间件才能将运动传递到输出构件。17直流无刷电动机与交流伺服电动机相比：直流无刷电动机的比功率高。18直流电动机的优点：直流电动机能提供起动所需的高起动转矩，也易于实现宽范围的转速调节，并且调节平滑， 动态响应快，效率比较高，控制方法灵活简便，比交流电动机过载能力强。19为什么直流电动机不宜用于易燃场合：直流电动机工作时会产生火花。20直流电动机的调谏方法

4、有：电枢回路串接电阳.、改变电枢电压、减弱磁诵。21直流电动机的稳态特性有：机械特性、调节特性。22什么是交流电机变频调速技术：改变定子电源的频率，可以实现异步电动机的大范围连续调速。变频技术是先从电网输入 50Hz的交流电源，经可控或不可控的整流器变成直流电压，再由逆变器在控制下变换成所 需的电压和频率，驱动交流异步电动机。23步进电动机输出转矩的选用原则：应根据步进电机技术数据中所给出的最大静转矩Tjmax、矩角特性和矩频特性等数据，结合 起来综合分析，合理选择。在选择输出转矩时，根据技术数据及实际所需电动机工作频率的 范围，再留有一定的裕度，大致可选择电动机的输出转矩最大静转矩Tjmax

5、的20%30%。24按机械特性直线电动机可分为：推力型电动机、冲量型电动机和功率型电动机。25什么是电力电子器件？电力电子电路中能够实现电能的变换和控制的半导体器件。26液压与气动执行装置的组成：能源装置、执行元件、控制元件和辅助元件。27典型气动执行装置的能源装置叫：空气压缩机。28典型液压执行元件有：液压马达和液压缸。29典型气动控制元件有：方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀。30液压油箱的主要作用：主要功能是储存油液，还起着散发油液中的热量，逸出混在油液中的气体，沉淀油中的污物。31三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为1450r/min。（1）该电动机为几级，空载转差率是多少

6、？（2）堵转是定子、转子绕组电势频率各为多少？（3）空载时，定子、转子绕组电势频率各为多少？解：（1）由 n=60f1/p n0=1450r/min f1=50Hz得p=2S=1-n/n0=1-1450/1500=0.033 空载 S=0（2）堵转时，定子、转子绕组电势频率均为为50Hz。（3）空载时，定子、绕组电势频率为50Hz，转子绕组电势频率f=f0 S=0.033*50=1.65Hz1测量系统的精度可以用三个指标来说明：准确性、重复性和精度。2测量系统的静态特性有：量程和测量范围、灵敏度、线性度、滞环误差和过载能力。3测量方法有哪些分类形式？按测量手段分类，有直接法，间接法；按测量方式

7、分类，有偏差式，零位式和微差式等； 按测量系统是否向被测对象施加能量分类，有主动式和被动式；按敏感元器件与被测物 体是否有机械接触分类，有接触式和非接触式；按被测量是否随时间变化，分为静态测量 和动态测量。4与接触式测量相比，非接触式测量有以下优点？减少了接触爆炸性、放射性、毒性、腐蚀性或易燃物质的危险性；避免了对药物或食物 等被测物的接触污染；简化了对传感器和转换器的维护。5数字线性化技术有：计算法、杳表法、插值法。6电压跟随器的输出电压等于输入电压。7为了节省能源，需要根据自然光的亮度来开、关路灯，即只有在夜间或天气很暗的时候才 打开路灯，应该用何种器件来控制路灯的开、关？光电传感器8为什

8、么大多数情况下，从传感器输出的信号不能直接加以利用？最基本的原因是传感器输入信号的幅度不适应，需要引入增益或者衰减使之与系统下一级匹 配。9理想运算放大器有两个最重要的性质：输入电阻无穷大和开环放大倍数无穷大。10实际使用中，运算放大器会有误差。误差的起因一般有哪些？输入失调电压和偏置电流的变化；增益随时间发生变化；带宽和转换速率（响应速度） 的限制等。11使多个信号源能共用一个信号通道的技术有哪几种？多路复用（时分复用，频分复用）12数字滤波器的特性有哪些？数字滤波器能够实现模拟滤波器的全部特性，还能达到模拟技术所不能达到的性能。主要特 性指标有3dB带宽，有效噪声带宽，选择性，响应时间。数

9、字滤波器的频率响应特性近乎 理想，无零漂，很容易用于低频信号，无插入损失，能实现线性相频特性，而且能做成自适 应滤波器。13数字滤波器要满足Shannon采样定理的约束，何为采样定理？为了完全重现被采样的连续信号，采样频率必须至少高于原信号中最高频率分量频率的两倍，即 fs2fmax。14什么是有源滤波器？利用可关断电力电子器件，产生与负荷电流中谐波分量大小相等、相位相反的电流来抵消谐 波的滤波装置。15常用的模拟滤波器：巴特沃兹滤波器、契比雪滤波器，椭圆函数滤波器。15常用的滤波器：模拟滤波器、数字滤波器、预处理滤波器和后整理滤波器。16按电磁干扰的来源分类：自然干扰和人为干扰。17干扰的传

10、输途径有两种：传导传播、辐射传播。18干扰电流在导线上传输时有两种方式：共模方式和差模方式。19什么是差模电流及差模信号？一对导线上的电流如果大小相等，方向相反，称为差模电流，造成差模电流的信号称为差模 信号。20什么是共模信号？一对导线上的电流如果方向相同，称为共模电流。21按电磁干扰的发生机理分类，电磁干扰和噪声可分为：放电噪声，接触噪声、过渡现象 的噪声、反射现象的噪声，非功能性噪声，无用信号。22改善共模抑制比的措施有：把两个输入信号分别对地隔离；把放大器输入端调平衡：增 加防护电路和屏蔽。23什么是设备的敏感度门限？设备的敏感度门限是衡量设备干扰能力的指标，它是使设备产生不希望的响应

11、或造成其性能 降低的最小干扰电平。24用来描述数字电路的敏感度门限常用的三种噪声容限：直.流噪声容限、交流噪声容限、 噪声能量容限。25切断电感负载时如何防止开关触点产生火花放电？Q在电感性负载两端并联能量释放通路。Q在开关触点加保护电路。26如何设置软件陷阱？将所有的非程序区地址都设置为跳转指令，一旦程序指针指向这类区域，立刻跳转到起始单 元，系统即复位。27可编程控制器的工作方式采用循环扫描工作方式。28可编程控制器输出单元有继电器触点输出，晶体管输出，可控硅输出三种输出形式。29.楼房内一层和二层均有一盏照明灯，请使用可编程控制器设计一控制系统，使得楼上楼 下均可以自如控制这两盏灯。00

12、00LDX0010000LDX0010001ANDNOTX0020002ORX0020003ANDNOTX0010004OUTY0010005LDX0030006ANDNOTX0040007ORX0040008ANDNOTX0030009 OUT Y0021简述嵌入式系统的“实时”概念：通常用来描述那些在规定时间内对外部信息作出响应并实现某种功能的系统。2微型计算机系统设计者常采用下述几种方法设计嵌入式系统：基于模板的设计方法，基于 模块的设计方法，基于芯片的设计方法。3基于模块的设计的优点是什么？不需很高的投资即可获得较高的器件密度；降低开发费用；增多产品档次，便于升级 换代。4微处理器编址

13、的方式有独立编址和统一编址两种。5、CPU地址与芯片片选端的连接方法通常有三种：线性选址法，译码选址法，复合选址法。6逐次逼近式A/D转换器有哪些优点？精度较高、转换速度较快7逐次逼近式A/D转换器有哪些缺点？抗干扰能力不够强，而且当信号变化率较高时会产生较大线性误差。8双极性模拟量输出的实现方法：用偏移二进制编码方法，切换基准电源，输出反相的方法。9何为器件的负载能力？代表器件的输出电流的大小10什么是顺序控制？所谓顺序控制是指以预先规定好的时间和条件为依据，是机械电子系统按正确的顺序自动地 “运动”或“停止”。11什么是数值控制？所谓数值控制是利用计算机输入的数字值按一定的程序处理后，转换

14、为控制信号去控制一个 或者几个被控对象12对于设定值的阶跃变化，微分控制能减小超调，抑制振荡，改进系统的稳定性。13什么是分离式的PID控制方法？当偏差很大时，减小积分与微分的加权系数14、PID得到广泛应用的根本原因是什么？因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题，既系统的稳定性、快速性和准确性。 调节PID的参数，可实现在系统稳定的前提下，兼顾系统的带载能力和抗扰能力，同时， 在PID调节器中引入积分项，系统增加了一个零积点，使之成为一阶或一阶以上的系统，这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。（来自网络，不一定正确）15分布式系统的优点有哪些？每个局部控制器的工作量要比单处理器方案中控

15、制的工作量少得多，因而硬件可以采用低 费用的微处理器；在每个局部控制器的软件很容易写入并保存；任何一个局部控制器的 失效，只对它所控制的那部会产生影响。16什么是信道容量？信道能传输的最高速率。17根据信号在信道上传输方向，可以把数据通信方式分为单工通信，半双工通信和全双工 通信。18什么是通讯中的同步？接收端要按照发送端所发送的每个码元的重复频率以及起止时间来接收数据，也就是要在时 间基准上取得一致。19什么是通信协议？两个实体要能够通信，它们必须拥有共同语言，还要遵从互相都能接受的规则，这些规则的 集合称为协议。20局域网络的传输介质一般采用双绞线、同轴线、光导纤维。21积分控制的作用是什

16、么？消除静差22微分控制的作用是什么？能够预见未来的偏差，并决定控制信号的符号和大小。23现场总线的优点有哪些？大大降低了系统的费用；可以传送多个过程变量，并在传输过程变量的同时，将仪表的 标识符和简单的诊断信息也一并传送；提高了检测精度；减少了1/0装置；增强了系 统的自治性；采用国际性现场总线之后，可与不同厂家生产的仪表兼容。24数据通信网络硬件包括哪些？服务器或计算机系统及各种终端设备；通信控制装置，如调制解调器，网桥，网关，路由器 等；网络存储设备，如磁盘阵列，通信介质，如电缆，光纤等。25数据通信网络软件包括哪些？网络协议软件，网络通信软件，网络操作系统软件，网络应用软件等。26国际标准化组织（ISO）提出一个7层的协议模型，为异种计算机和处理器之间连接通信 提供了基础。这个模型称为