机电系统设计试题09

机电一体化系统设计由计算机网络将计算机辅助设计、计算机辅助工艺规划合计算机辅助制造连接而成的系统称（ ）A.顺序控制系统 B.自动导引系统由计算机网络将计算机辅助设计、计算机辅助工艺规划合计算机辅助制造连接而成的系统称（ ）A.顺序控制系统 B.自动导引系统C.柔性制造系统 D.计算机集成制造系统容易产生爬行现象的导轨是（A.滚柱导轨 B.静压导轨谐波齿轮演变自（A.直齿锥齿轮传动C.蜗杆副传动机床的调速方法很多A.机械方法C.电气方法）C.滑动导轨D.滚动导轨B.斜齿锥齿轮传动D.行星齿轮传动其中最有利于实现自动化，并简化机械结构的方法是（B.液压方法D.气动方法B.数字式电流信号D.数字式速度信号）控制系统中。A.开环C.B.数字式电流信号D.数字式速度信号）控制系统中。A.开环C.半闭环PWM指的是（A.机器人C.脉宽调制）。B.闭环D.前馈B.计算机集成系统D.可编程控制器）方法实现。在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（B.切割D.自动转子齿数40个，欲使步距角为0.5°，应采用（8.单双拍制D.细分电路A.插补C.画线9.若步进电机为3相A.单拍制仁双拍制）通电方式。码盘式转速传感器采用增量式编码器直接连接到转轴上，产生一系列脉冲，从而得到（A.电压信号C.电流信号步进电机一般用于（10.据齿轮系传动比最佳分配条件，简化的最佳速比分配关系为（A.i2i212B.C.i2D.ii=122二、 名词解释题（本大题共4小题，每小题3分，共12分）改善传感器性能中的平均技术交流感应电动机的转差率半闭环控制系统柔性制造系统三、 简答题（本大题共3小题，每小题4分，共12分）简述机电一体化系统设计中，“简化机械设计系统”的设计思想是什么？简述步进电动机细分驱动电路的原理和作用？根据数控机床的加工作业任务不同，其运动控制分哪几种控制类型?并说明其功能 密 封 线 地郎精向力响＜殴计算表四、计算题（本大题共3小题，每小题6分，共18分）

地郎精向力响＜殴计算表若根据滚珠丝杠副的结构参数，查表得系数b广3,试当计算外部轴向力F唧=15000N，轴向预载荷力为5000N，此滚珠丝杠的传动刚度是多少？直流电动机H桥型双极性开关放大器电路如下图（a），（1）若基极信号波形如下图（b）所示，试在图（b）中画出稳态时对应的电枢电压UB及电枢电流、的波形。AB（2）若要求电枢电压U及电枢电流i的均值为0，在下图（c）中画出u,u和u,u的波形。ABAB blb4 b2b3已知某机床X向进给系统减速器的总传动比要求为4.2，取两级减速，试根据最小等效转动惯量的原则确定最佳传动比i以及各齿轮的齿数，并画出传动示意图。五、简单应用题（本大题共4小题，每小题8分，共32分）要求将电荷放大器与压电传感器组合。使电荷放大器的输出电压与压电传感器的电荷成正比，与反馈电容成反比。试画出压电传感器与电荷放大器的组合电路图。三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为2920r/min。（1） 该电动机为几极，空载转差率是多少？（2） 空载时，定子、转子绕组电势频率各为多少？（3） 当电机负载时，定子、转子绕组电势频率较空载变化如何？-/、as2+bs-/、as2+bsG(s)= f T2s+1g（s）=k气（s）=ABsCT"）（1） 试确定闭环系统稳定的条件。（2） 试选择a，b参数的值，使系统误差q（s）=q（s）-q三0。4.三相变磁阻式步进电机转子60个齿，求：1） 若单三拍制通电的最大转矩为1N.m，计算三相六拍通电方式下的启动转矩;2） 若要求电机转速为240r/min，计算单三拍通电的输入脉冲频率。六、综合应用题（本大题1小题，共16分）1.某控制系统结构图如图所示，图中1 1 1G（s）=K（1+目），Gp（s）=而可=ed请确定系数Kp,T，要求系统性能同时满足：（1）在单位抛物线（恒加速度）函数作用下的稳态误差esa<0.8。，⑵计算系统在上述取值条件下的相位裕量中m<36.87。。

烟台大学2009〜2010学年第一学期机电一体化系统设计试卷E参考答案及评分标准考试方式：闭卷院系：机电汽车工程学院年级： 专业：机械设计制造及自动化注：标准答案、参考答案要点及评分标准须写清题号、每小题得分。共得分。课程考试试题与参考答案及评分标准分两个部分书写。此格式为题头，如本页不够，后面请附相同规格（A4）的纸张。一、 单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）D 2.C 3.D 4.C 5.B6.A 7.C 8.C 9.A 10.B二、 名词解释题（本大题共4小题，每小题3分，共12分）误差平均效应的原理是利用n个传感器单元同时检测和测量，因而其输出将是这些单元输出的总和。数据平均是相同条件下测量重复n次，取其平均值。定义转差率s=%—也，s=，其中，①，n为系统理想空载转速与o,n为满载时转速。① n 00 ee将位置传感器安装在伺服电机轴（或滚珠丝杠）上，即，执行机构与执行元件传动链上某一运动件上，间接测量工作台位移，环内不包含控制运动部件的闭环伺服系统。计算机、数控机床、工业机器人和自动引导车连接起来以适应加工成组产品。三、 简答题（本大题共3小题，每小题4分，共12分）机械系统可采用机电一体化方法加以简化，利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统）中的复杂机械功能部件或功能子系统，以弥补其不足，依靠微处理器和执行元件可以提供如轮廓、速度以及定位控制任务的功能。如果要求步进电动机有更小的步距角或者为减小电动机振动、噪声等原因，可以在每次输入脉冲切换时，不是将绕组电流全部通入或切除，而是只改变相应绕组中额定电流的一部分，则电动机转过的每步运动也只有步距角的一部分，这里绕组电流不是一个方波，而是阶梯波，额定电流是台阶式的投入或切除，电流分成多少个台阶.则转子就以同样的个数转过一个步距角。分为：点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制的数控机床。点位控制数控机床的数控装置只能控制机床移动部件从一个位置（点）精确地移动到另一个位置，在移动过程中不进行任何加工，如数控坐标镗床、数控钻床和数控冲床等；点位直线控制数控机床的特点是不仅要控制两相关点之间的位置，还要控制两相关点之间的移动路线（轨迹），它与点位控制数控机床的区别在于当机床移动部件移动时，可以沿一个坐标轴的方向进行切削加工，而且其辅助功能也比较多，常用的有简易数控车床、数控镗铣床和自动换刀数控铣床等。轮廓控制数控机床同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续轨迹控制，故能加工形状复杂的零件，其辅助功能亦比较齐全，常用的有数控车床、数控磨床、数控铣床及铣削加工中心等。四、 计算题（本大题共3小题，每小题6分，共18分）解：(1)查表得：轴向位移A5 -6.5(pm)xb=6.5x3=19.5pm(2)传动刚度K=土—=15000=769.2(N/pm)/\^S 1^9.^5spem解：3.解：根据简化的最佳传动比分配关系:总传动比i3.解：根据简化的最佳传动比分配关系:总传动比i=i「i2(2).i2■h44一F

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I2五、简单应用题（本大题共4小题，每小题8分，共32分）1.解;电路图如下：b＞等致电踏图图中为反便电容,q为衷示压电传感器的电荷『2.解：①v…纠二片岑堂霜习，即孩电动机为二极

空载时转差率迎裔丝M总土0.0267空载时；定子；f）xSOHz；转子盅=s*&土1,33Hz负载时；增大二转子绕组电势额率变高3.解:①团环系统的稳定性】iK及⑴s*】)T.^+tl+K.KJ^s+K.K,1+GJs)GJs)=1+(Tl；n)；-= (Tia+l)s上当Tz。」,KKT"0及K1KJ>0时闭环稳定。②为使0•⑴=0即1-％⑴Gjs)=。&⑴3, ,,sBl择*;&j4,aaJ4ba(Ti=*1 _K3Kj取Tg+l=KjTy十1)= T23+ltT,

a==比较两边4.解：①vT#mT.cds解：①vT#mT.cds二T*=1N*mxcos3x2=0.866N*mn=mZr■c二240]/min至一3x60kIE|l：f=720Hz六、综合应用题（本大