简 述 题.docx

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简述题

简述题

1.机电一体化技术或产品的定义。

在机械的主功能动力功能信息功能控制功能基础上引入微电子技术

电子装置用相关软件有机的结合所构成的系统的总称。

2.机电一体化系统或产品设计的目的是什么

主要目的增加机械系统或产品的附加值和自动化程度。

3.机电一体化系统产品的主要构成单元或组成部分有哪些

机械系统电子信息处理系统动力系统传感系统执行控制系统

4、简述机电一体化系统或产品的机电结合融合设计方法。

机电结合设计方法是将个组成要素有机的结合为一体而构成专用或通用的

之间机电参数的有机匹配比较充分

5、简述机电一体化系统产品的机电组合设计方法特点是什么。

机电一体化系统的机电组合设计方法是将用结合法制成的功能部件功能模块像积木那样

组合成各种机电一体化系统特点是可以缩短设计与研制周期节约工装设备费用且有利

于生产管理使用和维修。

6.机械传动系统在机电一体化系统产品中的基本功能和作用是什么

机械传动系统在机电一体化系统中的基本功能是传递力/转矩和速度/转速。

实质上是一种转矩转速变换器。

作用是使执行原件与负载之间在转矩和转速方面达到合理的匹配

7.简答机电一体化机械传动的主要功能目的基本要求。

功能传递力/转矩和速度/转速

目的使执行元件与负载之间在转矩和转速方面达到合理的匹配。

基本要求转动间隙小精度高体积小重量轻运动平稳传动转矩大。

8.机电一体化系统产品的机械部分与一般机械系统相比应具备哪些特殊要求

1.较高的定位精度。

2.良好的动态响应特性响应快稳定性好收敛时间合理。

3。

无间隙低摩擦低惯量大刚度。

4。

高的消振频率合理的阻尼比

9.简述滚珠丝杠传动装置的组成结构和应用特点。

滚珠丝杠传动装置的组成由带螺旋槽的丝杆螺母滚动元件回珠装置组成。

结构丝杆轻动时带动滚珠螺纹滚道滚动为阻止滚珠从滚道端面掉出在螺母的螺旋槽

两端没有滚珠回程引导装置构成滚珠的循环返回通道从而形成滚珠滚动的闭合通路。

应用特点阻尼小传动效率高合理的结构设计适应大刚度传递可实现无间隙工作

不能自锁

10.试分析齿轮传动中定轴传动、行星传动、谐波传动的组成与传动特点。

定轴传动由圆柱齿轮传动圆锥齿轮传动蜗杆传动。

特点结构简单。

传递可靠用几何特性来实现传动。

行星传动主要是由传动齿轮定位齿轮行星轮和行星架组成。

特点。

结构紧凑可实现传动比更大几何特性机构传动原理来实现。

谐波传动主要又钢轮柔轮波发生器组成。

特点结构紧凑体积小重量轻充分发挥材料的特性传动比可大

也相当可靠几何特性材料弹性变化特性实现传动

11.滚动导轨副应达到的基本要求。

高的导向精度高的耐磨性足够的刚度良好的工艺性

12.导轨的刚度所包含的主要内容有哪些以及各部分对导轨副的导向精度影响如何静刚度抵抗恒定载荷的能力。

动刚度抵抗变变载荷的能力。

每一类刚度都包括结构刚度接触刚度局部刚度

13.机电一体化系统产品对执行元件的基本要求是什么

1惯量小动力大。

2体积小重量轻。

3安装方便便于维护。

4易于实现自动化控制

14.机电一体化系统对伺服控制电动机的基本要求

1性能密度大。

2快速响应性好。

3位置控制与速度控制精度高调速范围大低速平稳性好分辨率高以及振动噪音小。

4能适应频繁启动可靠性高寿命长。

5易于与计算机对接实现计算机控制

15.常用伺服电动机有哪些工作特点

2个工作区。

1恒转矩工作区2恒功率工作区

16.对于伺服电动机半闭环控制系统而言控制系统的主要构成有哪些

主要是指令控制器反馈调节器功率放大与整形电路执行元件

17.步进电机驱动控制电路设计的基本要求是什么

提高驱动信号控制有效可靠性整形抗干扰电路

18.简述机电一体化系统产品对检测传感器的基本要求。

1体积小重量轻适应性好。

2精度和灵敏性高响应快稳定性好信噪比高。

3安全可靠寿命长。

4便于与计算机对接。

5不易受被检测对象和外部环境的影响。

6环境适应能力强。

7现场安装处理简单操作方便。

8价格便宜

19.简答通用微机控制系统核心部件通用微机控制系统的构成与特点。

通用微型计算机的核心部件为可编程控制器和工业计算机。

构成;控制系统以通用微型计算机为核心设计专用或选用通用的集成IC芯片接口电路

执行元件传感器以及相互合理匹配元件组成具有较好通用能力的控制器。

软件采用通用平台软件系统。

20.简答专用微机控制系统核心部件专用微机控制系统的构成与特点。

核心部件为单片机和单板机

构成由专用IC芯片接口电路执行元件传感器相互合理匹配成专用控制器。

特点软件采用专用机器代码或语言可靠性强成本低但适应能力差用于大批量生产

的机电一体化产品

21.光电隔离电路的组成有哪些主要作用是什么

主要由光耦合器的光电转换元件输入电路光源光敏元件输出放大电路组成作用1可将输入输出两部分的供电电源和电路的地线分离。

2可进行电平转换实现要求的电平输出从而具有初级功率放大作用。

3提高对负载的驱动能力

22.机电一体化系统设计中驱动电路设计的目的和基本要求是什么

目的实现指令信号和执行驱动信号之间的有效匹配。

要求信号类型转换能量放大质量的保证

23.研究机电一体化系统稳态设计方法的主要目的是什么

主要目的是使控制被控制对象能完成所需要的机械运动即进行机械系统的运动学动力学分

析以及计算保障整个机电一体化系统的整体性能

24.在机电一体化系统的稳态设计中分析研究机械系统的负载和惯性特征进行等效负载

和惯

原则能量守恒。

目的为使选择的执行软件与被控对象的固有参数相匹配将输出轴个部分的惯量和负载转换到执行元件的输出端以便确定执行元件。

25.机电一体化系统的动态设计的目的是什么

机电一体化动态设计的目的在稳态设计的基础上保证系统的动态稳定性过度过程的品

质动态稳定精度动态响应特性指标参数。

26.机电一体化系统的动态设计研究的主要性能指标参数有哪些

主要有响应时间超调量稳态误差收敛时间。

振荡次数过度时间的位置误差。

动态误差和稳态误差等

1-15说明机电一体化系统设计的设计思想方法。

P19

①计算机辅助设计②虚拟产品设计

③快速响应设计④绿色设计

⑤反求设计⑥网络合作设计

1-16什么是机电互补法、融合法、组合法P12

机电互补法又称取代法该方法的特点是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。

融合法它是将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件子系统其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。

组合法它是将结合法制成的专用或通用功能部件子系统、功能模块像积木那样组合成各个机电一体化系统产品故称组合法。

1-17开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同P13

开发性设计它是没有参照产品的设计仅仅是根据抽象的设计原理和要求设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品系统。

变异性设计它是在设计方案和功能结构不变的情况下仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的需求。

适应性设计它是在总的设计方案、原理基本保持不变的情况下对现有产品进行局部更改或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应

性设计以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。

1-19现代设计方法与传统设计方法相比较有何突出特点P19

现代设计方法与用经验公式、图表和手册为设计依据的传统设计方法不同它是以计算机为辅助手段进行机电一体化系统设计的有效方法。

其设计步骤通常是技术预测-市场需求

-信息分析-科学类比-系统设计-创新性设计-因时制宜的选择各种具体的现代设计方法-机电一体化系统设计质量综合评价等。

1-20简述计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等的含义。

P19

计算机辅助设计是设计机电一体化船票系统的有力工具。

用来设计一般机械产品的CAD的研究成果包括计算机硬件和软件以及图像仪和绘图仪等外围设备都可以用于

机电一体化产品的设计需要补充的不过是有关机电一体化系统设计和制造的数据、计算方法和特殊表达的形式而已。

并行工程是把产品系统的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合并行协调的一种工作模式。

虚拟产品设计是虚拟环境中的产品模型是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像。

快速响应设计是实现快速响应工程的重要一环。

是企业面对瞬息万变的市场环境不断迅速开发适应市场需求的新系统产品以保证企业在激烈竞争环境中立于不败之地的重

要工程。

绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一个新概念。

就是在新系统产品的开发阶段就考虑其整个生命周期内对环境的影响从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。

反求设计反求设计思想属于反向推理、逆向思维体系。

网络合作设计是现代设计最前沿的一种方法。

其核心是利用网络工具来汇集设计知识、资源以及知识获取的方法进行设计。

2-1设计机械传动部件时为确保机械系统的传动精度和工作稳定性常提出哪些要求P23

低摩擦、无间隙、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。

2-2机电一体化系统传动机构的作用是什么P24

传递转矩和转速

2-3机电一体化系统产品对传动机构的基本要求是什么P24

对工作机中的传动机构既要求能实现运动的变换又要求能实现动力的变换对信息机中的传动机构则主要要求具有运动的变换功能只需要克服惯性力力矩和各种摩擦

阻力力矩及较小的负载即可。

2-4简述丝杠螺母机构的分类及其特点。

P25

丝杠螺母机构主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。

这些传动机构既有以传递能量为主的如螺旋压力机、千斤顶等也有以传递运动为主的如工

作台的进给丝杠还有调整零件之间相对位置的如螺旋传动机构。

2-6丝杠螺母副的组成要素有哪些P26

滚珠丝杠副构成原理1-反向器2-螺母3-丝杠4-滚珠。

2-7滚珠丝杠副的传动特点P26

轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等特点。

2-9滚珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有哪些P32

1、双螺母螺纹预紧调整式

2、双螺母齿差预紧调整式

3、双螺母垫片调整预紧式

4、弹簧式自动调整预紧式

5、单螺母变位导程预紧式和单螺母滚珠过盈预紧式

2-13简述滚珠丝杠副的支承方式及特点P34

1单推—单推式轴向刚度较高预拉伸安装时预紧力较大但轴承寿命比双推—双推式低。

2双推—双推式该方式适合于高刚度高转速高精度的精密丝杠传动系统。

3双推—简支式双推端可预拉伸安装预紧力小轴承寿命较高适用于中速、传动精度较高的长丝杠传动系统

4双推—自由式轴向刚度和承载能力低多用于轻载、低速的垂直安装的丝杠传动系统。

2-15齿轮传动部件的作用有哪些P38

传递转矩、改变转速、改变转向

2-16各级传动比的分配原则是什么输出轴转角误差最小原则是什么P39

1重量最轻原则

2输出轴转角误差最小原则为了提高机电一体化系统齿轮传动系统传递运动的精度各级传动比应按先小后大的原则分配以便降低齿轮的加工误差、安装误差以及回转误差对输出转角精度的影响。

3等效转动惯量最小原则

2-20轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些P43

圆柱齿轮传动

1、偏心套调整法

2、轴向垫片调整法

3、双片薄齿轮错齿调整法

斜齿轮传动

2-21简述导轨的主要作用导轨副的组成、种类及应满足的基本要求。

P50

导向支承部件的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。

导轨副主要由承导件和运动件两部分组成。

种类滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨、开式导轨、闭式导轨。

基本要求导向精度高、刚性好运动轻便平稳耐磨性好温度变化影响小以及结构工艺性好。

2-23简述旋转支承的种类及其基本要求。

按其相互摩擦的性质可分为滑动、滚动、弹性、气体或液体摩擦支承。

对支承的要求应包括1方向精度和置中精度2摩擦阻力矩的大小3许用载荷4对温度变化的敏感性5耐磨性以及磨损的可补偿性6抗振性7成本的高低

3-3简述控制用电动机的功率密度及功率的定义。

P93

电动机的功率密度

GPP

G

/

电动机的功率比

mNTTN

JTdtdTdtTddtdp

N

///）（/2。

3-6简述PWM直流驱动调速、换向的工作原理。

P99

3-9简述步进电机的种类及特点。

P103

种类①可变磁阻型②永磁型③混合型

特点①步进电机的工作状态不易受各种干扰因素的影响只要在它们的大小未引起步进电机产生“丢步”现象之前就不影响其正常工作②步进电机的步距角有误差转子转过一定步数以后也会出现累积误差但转子转过以转以后其累积误差变为“零”因此不会

长期累积③控制性能好在起动、停止、反转时不易“丢步”。

3-11简述步进电机步距角大小的计算方法。

P107

α=360°/zm

z——转子齿数

m——运行拍数通常等于相数或相数整数倍即m=KN

4-1是说明CPU、MC与MCS之关系。

P131

P131图4.1

4-3在设计微机控制系统中首先会遇到的问题是什么P126

通常先从系统构成上考虑是采用开环控制还是闭环控制当采用闭环控制时应考虑采用何种检测传感元件检测精度要求如何。

4-4从控制的角度出发所选择的微机应能满足哪些要求。

P126

1、较完善的xx系统

2、足够的存储容量

3、完备的输入/输出通道和实时时钟

4-10单片机具有哪些独特优点。

P132

单片机具有集成高度、功能强、通用性好特别是体积小、重量轻、能耗低、价格低而且可靠性高抗干扰能力强和使用方便等独特优点。

4-13试说明七段LED的组成原理。

P163

通常的七段LED显示块中有八个发光二极管故也叫八段显示块。

其中七个发光二极管构成七笔字形“8”一个发光二极管构成小数点。

只要将一个8位并行输出口与显示块的发光二极管引脚相连即可。

8位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符。

4-14静态显示与动态显示的主要区别有哪些。

P163

静态显示时较小的电流能得到较高的亮度所以由8255的输出口直接驱动。

动态显示就是一位地轮流点亮显示器扫描。

对于每一位显示器来说每隔一段时间点亮一次。

4-17试说明发光耦合器的光电隔离原理。

P168

发光隔离电路主要由光电耦合器的光电转换原件组成。

控制输出时微机输出的控制信号经74LS04非门反相后加到光电耦合器G的发光二极管正端。

当控制信号为高电平时经反相后加到发光二极管正端的电平为低电平因此发光二极管不导通没有光发出。

这时光敏晶体管截止输出信号几乎等于加在光敏晶体管集电极上的电源电压。

当控制信号为低电平时发光二极管导通并发光光敏晶体管接收发光二极管发出的光而导通于是输

出端的电平几乎等于零。

同样道理可将光电耦合器用于信息的输入。

当然。

光电耦合器还有其他链接方式以实现不同要求的电平或极性转换。

4-18试说明常用传感器种类、原理及其特性参数。

P179

开关型、模拟型、数字型。

根据被测物理量的不同常用的传感器可以按用途分为位移和位置传感器、速度和加速度传感器、力和力矩传感器、温度传感器、湿度传感器等。

传感器的基本工作原理有电阻式、电感式、磁电视、电容式、光电式等因此各种相应的传感器也可以按其工作原理分为电阻式、电感式、磁电式、电容式、光电式传感器。

参数特性P180表4.20