機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試題答案匯總完整版

1、共69頁(yè)第1頁(yè)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)考試資料機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)考試資料1.1.機(jī)電一體化：在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息與控制功能上引進(jìn)了電子技術(shù)、并將機(jī)械機(jī)電一體化：在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息與控制功能上引進(jìn)了電子技術(shù)、并將機(jī)械裝置與電子設(shè)備以以及軟件等有機(jī)結(jié)合而成的系統(tǒng)的總稱。裝置與電子設(shè)備以以及軟件等有機(jī)結(jié)合而成的系統(tǒng)的總稱。2.2.工業(yè)三大要素：物質(zhì)、能量和信息工業(yè)三大要素：物質(zhì)、能量和信息3.3.機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)、電子

2、信息處理系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)、執(zhí)行元件系機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)、電子信息處理系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)等五個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。統(tǒng)等五個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。4.4.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程：（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程：（1）根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標(biāo)（）根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標(biāo)（2）系統(tǒng)功能部）系統(tǒng)功能部件、功能要素的劃分（件、功能要素的劃分（3）接口的設(shè)計(jì)（）接口的設(shè)計(jì)（4）綜合評(píng)價(jià)（）綜合評(píng)價(jià)（5）可靠性復(fù)查

3、（）可靠性復(fù)查（6）試制與調(diào)試）試制與調(diào)試5.5.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮方法：（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮方法：（1）機(jī)電互補(bǔ)法：利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機(jī)）機(jī)電互補(bǔ)法：利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品中的復(fù)雜機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)。械產(chǎn)品中的復(fù)雜機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)。（2）結(jié)合法：將各組成要素有機(jī)結(jié)合為一體構(gòu)）結(jié)合法：將各組成要素有機(jī)結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件。成專用或通用的功能部件。（3）組合法：將用結(jié)合法

4、制成的功能部件、功能模塊，像積木那）組合法：將用結(jié)合法制成的功能部件、功能模塊，像積木那樣組合成各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。樣組合成各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。6.6.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)類型：（機(jī)電一體化設(shè)計(jì)類型：（1）開發(fā)性設(shè)計(jì)：是沒有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理）開發(fā)性設(shè)計(jì)：是沒有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求，設(shè)計(jì)出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的系統(tǒng)。和要求，設(shè)計(jì)出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的系統(tǒng)。（2）適應(yīng)性設(shè)計(jì)：是在總的方案

5、原）適應(yīng)性設(shè)計(jì)：是在總的方案原理基本保持不變的情況下，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械機(jī)構(gòu)理基本保持不變的情況下，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械機(jī)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價(jià)值。加價(jià)值。（3）變異性設(shè)計(jì)：是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格

6、）變異性設(shè)計(jì)：是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸使之適應(yīng)于量的方面有所變更的要求。尺寸使之適應(yīng)于量的方面有所變更的要求。7.7.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)程序：（機(jī)電一體化設(shè)計(jì)程序：（1）明確設(shè)計(jì)思想（）明確設(shè)計(jì)思想（2）分析綜合要求（）分析綜合要求（3）劃分功能模塊（）劃分功能模塊（4）決）決定性能參數(shù)（定性能參數(shù)（5）調(diào)研類似產(chǎn)品（）調(diào)研類似產(chǎn)品（6）擬定總體方案（）擬定總體方案（7）方案對(duì)比定型（）方案對(duì)比定型（8）

7、編寫總體設(shè)計(jì)論）編寫總體設(shè)計(jì)論證書證書8.8.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在保證目的功能要求與適當(dāng)壽命的前提下不斷降低成本。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在保證目的功能要求與適當(dāng)壽命的前提下不斷降低成本。9.9.設(shè)計(jì)規(guī)律：根據(jù)設(shè)計(jì)要求首先確定離散元素間的邏輯關(guān)系，然后研究其相互間的物理關(guān)系設(shè)計(jì)規(guī)律：根據(jù)設(shè)計(jì)要求首先確定離散元素間的邏輯關(guān)系，然后研究其相互間的物理關(guān)系共69頁(yè)第3頁(yè)21.21.機(jī)電一體化對(duì)執(zhí)行元件的基本要求：（機(jī)電一體化對(duì)執(zhí)行元件的基本要求：（1）慣量小、動(dòng)力

8、大（）慣量小、動(dòng)力大（2）體積小、重量輕（）體積小、重量輕（3）便）便于維修、安裝（于維修、安裝（4）宜于微機(jī)控制）宜于微機(jī)控制22.22.步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)：（步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)：（1）步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素的影響，只要在它們的）步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素的影響，只要在它們的大小未引起步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生大小未引起步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生“丟步丟步”現(xiàn)象之前，就不影響其正常工作（現(xiàn)象之前，就不影響其正常工作（2）步進(jìn)電機(jī)的步距角有）步進(jìn)電

9、機(jī)的步距角有誤差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定步數(shù)以后也會(huì)出現(xiàn)累積誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)以后，其累積誤差變?yōu)檎`差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定步數(shù)以后也會(huì)出現(xiàn)累積誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)以后，其累積誤差變?yōu)椤傲恪?，因此不?huì)長(zhǎng)期積累（，因此不會(huì)長(zhǎng)期積累（3）控制性能好，在起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)時(shí)不易）控制性能好，在起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)時(shí)不易“丟步丟步”。23.23.步進(jìn)電機(jī)的種類：可變磁組型、永磁型、混合型（旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)的分類）步進(jìn)電機(jī)的種類：可變磁組型、永磁型、混合型（旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電

10、機(jī)的分類）24.24.步進(jìn)電機(jī)的工作原理：步進(jìn)電機(jī)定子有六個(gè)均勻分布的磁極，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)磁極組成一相，步進(jìn)電機(jī)的工作原理：步進(jìn)電機(jī)定子有六個(gè)均勻分布的磁極，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)磁極組成一相，即有即有AA`AA`、BB`BB`、CC`CC`三相，磁極上繞有勵(lì)磁繞組。假定轉(zhuǎn)子具有均勻分布的四個(gè)齒，當(dāng)三相，磁極上繞有勵(lì)磁繞組。假定轉(zhuǎn)子具有均勻分布的四個(gè)齒，當(dāng)A、B、C三個(gè)磁極的繞組依次通電時(shí)，則三個(gè)磁極的繞組依次通電時(shí)，則A、B、C三對(duì)磁極依次產(chǎn)生磁場(chǎng)吸

11、引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。三對(duì)磁極依次產(chǎn)生磁場(chǎng)吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。25.25.步進(jìn)電機(jī)步距角：步進(jìn)電機(jī)步距角：α=360α=360（zmzm）z—轉(zhuǎn)子齒數(shù)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)，m—運(yùn)行拍數(shù)，通常等于相數(shù)或相數(shù)整運(yùn)行拍數(shù)，通常等于相數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，即數(shù)倍，即m=KNm=KN（N為電動(dòng)機(jī)的相數(shù)，單拍時(shí)為電動(dòng)機(jī)的相數(shù)，單拍時(shí)K=1K=1，雙拍時(shí)，雙拍時(shí)K=2K=2）26.26.步進(jìn)電機(jī)功放電路：?jiǎn)坞妷汗β史糯箅娐?、高低壓功率放大電路、恒流源功率放大電路、步進(jìn)電機(jī)功放電路：

12、單電壓功率放大電路、高低壓功率放大電路、恒流源功率放大電路、斬波恒流功率放大電路、調(diào)頻調(diào)壓功放電路。斬波恒流功率放大電路、調(diào)頻調(diào)壓功放電路。27.27.脈寬調(diào)制直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（脈寬調(diào)制直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（PWMPWM）原理：當(dāng)輸入一個(gè)直流控制電壓）原理：當(dāng)輸入一個(gè)直流控制電壓U時(shí)就可得到一定時(shí)就可得到一定寬度與寬度與U成比例的脈沖方波來給伺服電動(dòng)機(jī)電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞成比例的脈沖方波來給伺服電動(dòng)機(jī)電樞回路供電，通過改

13、變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電壓，從而得到不同大小的電壓值，使直流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。回路的平均電壓，從而得到不同大小的電壓值，使直流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。28.28.交流電機(jī)矢量控制：就是要同時(shí)控制電動(dòng)機(jī)輸入電流交流電機(jī)矢量控制：就是要同時(shí)控制電動(dòng)機(jī)輸入電流I1I1的幅值和相位的幅值和相位φ，以得到交流電，以得到交流電動(dòng)機(jī)的最佳控制。動(dòng)機(jī)的最佳控制。29.29.從控制的角度出發(fā)，微機(jī)應(yīng)能滿足具有較完善的中斷系統(tǒng)、足夠的存儲(chǔ)容量、完善的輸從控制

14、的角度出發(fā)，微機(jī)應(yīng)能滿足具有較完善的中斷系統(tǒng)、足夠的存儲(chǔ)容量、完善的輸入輸出通道和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等要求。輸出通道和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等要求。（從不同的被控制對(duì)象角度而言，還應(yīng)考慮幾個(gè)特殊要求：（從不同的被控制對(duì)象角度而言，還應(yīng)考慮幾個(gè)特殊要求：字長(zhǎng)、速度、指令。字長(zhǎng)、速度、指令。）30.30.微型計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)：小型化、超小型化，具有一般計(jì)算機(jī)的信息處理、計(jì)測(cè)、控制微型計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)：小型化、超小型化，具有一般計(jì)算機(jī)的信息處理、計(jì)測(cè)、控制和記憶功能