《机电一体化系统》2012春数控技术（机电）专科(共31页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上教育部人才培养模式改革和开放教育项目湖 州 广 播 电 视 大 学机电一体化系统形成性考核作业学生姓名 学 号 班 级 湖州广播电视大学 编制专心-专注-专业机电一体化系统平时作业一批阅得分教师签名一、填空题第一章1. 机电一体化是 和 相互融合的产物，是机械的 、 、 和 上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置与相关软件有机结合而构成系统的总称。 2. 机电一体化正朝着 、 、 、 和系统化方向发展。3. 机电一体化系统主要由5个子系统构成 、 、 、 和 。4. 常用的机电一体化设计方法有 、 和 。第二章5. 机械系统一般由 、 、 、 和 组成。6. 机械系统的功能是 。在整个机械系统中，控制 、 和 组成的子系统完成单一的机械运动，若干个子系统通过计算机协调完成完整的机械运动。7. 机械传动要完成机械运动， 、 、 要相互影响、相互作用。8. 按传递力的方法分类，机械传动装置可分为 装置和 装置。9. 常见的传动装置有 和 装置。10. 滚珠丝杆副传动装置由 、 、 以及滚珠循环装置。11. 滚珠丝杆副可将 变为直线运动，又可将直线运动变为 。12. 滚珠丝杆副中滚珠的循环方式有 和 两种。13. 滚珠丝杆副的螺纹滚道截面型式有 和 两种。14. 滚珠丝杠副的轴向间隙是工作时 与 接触点的弹性变形引起的螺母位移量。15. 齿轮传动装置是 、 和 的变换器。16.齿轮传动消除间隙的方法有 和 两种。17.在双螺母垫片式调隙法中，调整 使两个螺母产生 ，从而消除几何间隙和轴向间隙。18. 滚珠丝杆的支撑常采用以 为主的轴承组合。19.求体积小、重量轻的齿轮传动系统常采用 的原则。20. 以提高传动精度和减小回程误差为主的降速传动齿轮系采用 原则。21. 导轨副是导向装置的常见件，由 和 两部分组成。22. 滚动直线导轨的运动方向为 ，支承导件与运动件的两接触面见为 ，中间介质为滚动体。二、简答题第一章1.简述机电一体化技术的特征。2.简述机电一体化技术的重要性。3.简述与机电一体化系统相关的技术。4.简述机电一体化系统的设计原则。5.简述机电一体化系统的设计步骤。第二章6.简述机电一体化的机械系统的涵义。7.简述机械传动装置在机电一体化产品中的性能要求。8.简述机电一体化机械系统设计应该注意哪些问题。9.简述滚珠丝杆副的特点。10.简述滚珠丝杆副的工作原理。 11. 简述滚珠丝杆副工作间隙的产生及消隙方法。12. 简述齿轮传动的优点。13简述传动比最佳分配原则。14. 如何设计齿轮传动装置的总传动比及各级传动比。15.简述齿轮传动的齿侧间隙调整法。16. 简述传统系统方案设计步骤。17. 导轨副在选择和设计时应从哪些方面考虑。18. 简述滚动直线导轨的特点。三、分析计算题1. 试分析工业机器人的机械系统组成部分。指出1、2、3、4、5分别为哪个部分。145232.分析下图双螺母螺纹式调整齿侧间隙的原理。1. 锁紧螺母 2. 圆螺母 3、4.螺母 5. 滚珠 6.丝杆 3. 试设计某数控机床工作台进给用滚珠丝杆副。已知平均工作载荷，丝杆工作长度，平均转速，使用寿命，丝杆材料为CrWMn钢，滚道硬度为5862HRC。（稳定性验算、刚度验算和效率验算可省略）滚珠丝杆系列代号滚珠直径导程螺旋角额定动载荷40082.54.76383°3820202500633.96962°112137950082.54.76382°55225564. 某数控铣床作用在滑座上的载荷，滑座数，单向行程长度，每分钟往返次数为4，每天开机6h，每年工作300个工作日，寿命要求8年以上，试设计滚动直线导轨副。（相关系数取值）机电一体化系统平时作业二批阅得分教师签名一、填空题第三章1. 动力装置的作用是将 转换为 。2. 机电一体化产品具有 、 和 。3. 微动装置是一种能在一定范围内精确、微量地移动到 或实现特定的 的装置。4. 微动装置按其传动原理不同分为 、 、 、电气机械式、 和压电式等多种形式。5. 常见的机械式微动装置传动类型有 、 、 、杠杆传动以及这几种传动方案的组合。6. 是机电一体化系统中一种确保移动件占据准确位置的执行装置，通常采用 和 的组合形式来实现精度定位要求。7. 在机电一体化系统中，是直接影响生产效率的执行装置。8. 动力卡盘能保证在机床主轴转动的情况下，工件能 ，做到一次装夹完成全部 工序。9. 工业机器人末端执行器一般可分为 、 和灵巧手3类。10. 机械夹持器应具备的基本功能是 和 。11. 根据手指夹持工件时的运动轨迹的不同，机械夹持器分为 、 和 3种。12. 执行装置设计主要包括 、 及 等方面。13. 执行装置的运动形式主要有 、 和组合运动等。执行装置运动设计旨在保证运动件具有一定的 、 和运动的稳定性。14. 在结构设计中，构件 的设计应为最基本的设计工作，因为它与 和 有很密切的关系。15. 在截面积相等的情况下，加大截面外形尺寸，特别是加大受力方向上的外形尺寸，可提高 。16. 空心截面 的比实心的大， 截面轮廓尺寸， 壁厚，也可以大大提高刚度。17. 截面的抗弯刚度比圆形的大，但其抗扭刚度较低。若截面主要承受的是弯矩，则应取 或 为好。18. 在达到 精度、 精度要求、 要求的前提下，高效率、低成本是切削加工的主要指标。 19.伺服电动机是电气伺服系统的执行装置，其作用是把 转换为 。20.步进电动机可按照输入的 指令一步步地旋转，即可将输入的数字信号转换成相应的 。 21.步进电动机可分为 式、 式和 式3种。22.交流伺服电动机分为 和 两类。 第四章23.电阻的基本单位为 、电容的基本单位为 、电感的基本单位为 。24.电阻按材料和结构可分为 、 、 、 和压敏电阻等。25.电容具有 和 的能力，电容的种类很多，从结构上分，有 和 两大类。26.电感线圈是根据 原理制成的器件，在LC滤波、调谐放大器等方面有比较多的应用。27. 电感线圈的种类很多，按结构可分为 、 、 和可变线圈等。28. 变压器是利用 原理来传递交流信号和能量的器件，变压器的主要参数有 、 和 等。29. 二极管是由 材料制造的PN结组成，由于PN结结构的 和 材料的特殊性能，使二极管在电子线路中得到了及其广泛的运用。30. 三极管主要起电压 、 和 等作用，按照PN结的组合可分为 三极管和 三极管。31. 石英谐振器的主要原料是 ，它具有高稳定的物理、化学性能，弹性振动损耗极小，品质因数极高，是一种用于 和 的电子元件，广泛应用于无线电话、载波通信和时钟等场合。32. 继电器是一种对电路进行 的器件，是自动化设备中的主要电器元件，起着 、 和安全保护等重要作用。33. 继电器按照感受的物理现象不同，可以分为 、 、 和声继电器等。34. 电源电路主要是指为工作设备的需要，将 电源转换为 的电源的电路部分，最常用的有整流电路、 和 等。35.数字电路是用以 、 和处理 的电路，数字信号的特征是无论在时间上、还是在幅度上，信号都是 的、离散的。 36. 集成电路是采用半导体工艺，或薄、厚膜工艺，将组成电路的 和 元器件以及它们之间的有关连线等，一起制成在一块半导体或 上，构成的结构紧密联系的整体电路。37. 集成电路的封装材料主要有 、 和塑料等，封装形式主要有双列和 、扁平和金属壳等。38. 在机电一体化系统中，干扰是产生 、 和 ，从而影响整个系统稳定、可靠地工作的一个最常见和最主要的因素之一。39. 干扰一般以脉冲的形式“窜入”机电一体化设备的控制系统中，干扰窜入的渠道主要有 和 两大类。40. 传导型干扰可分为 、 和 。41. 辐射型干扰可分为 和 。42. 针对交流电网采取的抗干扰措施主要有 、 和 。二、简答题第三章1. 简述微动装置的要求。2. 简述磁致伸缩式微动装置的工作原理。3. 简述磁致伸缩式微动装置的特点。4. 简述直线运动工作台的工作原理。5. 简述执行装置的设计要求。6. 在执行装置运动设计中，简述什么是轴的回转精度。7. 简述什么是回转运动支承8. 在执行装置运动设计中，简述刚度和强度与材料特性的相适应性。9. 在执行装置运动设计中，简述构件结合面的刚度要求。10. 简述如何提高结构的热稳定性。11. 简述什么是结构的工艺性，有何意义。12. 简述根据结构的工艺性应如何选择材料。13. 简述在机电一体化系统中，伺服电动机的性能应具备哪些要求。14. 简述步进电动机的特点及如何选用。15. 简述直流伺服电动机的类型及控制方式有几种。第四章16. 简述继电器在机电一体化系统中有什么作用，什么是SSR。17. 简述电感线圈选用时应该注意哪些主要事项。18. 简述继电器选用时应该注意哪些主要事项。19. 简述三极管的主要类型有哪些。20. 简述晶闸管的导通、关断的条件分别是什么。21. 简述晶体管替代适用有哪些情况。22. 简述DC/DC变换电路和关隔离电路所起的作用是什么。23. 简述采用数字信号的有点有哪些。24. 简述常见的数字逻辑运算有哪些。25. 简述利用集成电路组装系统或产品有哪些优点。26. 简述采样保持器在数字电路中有什么作用。27. 简述PID调节指的是什么调节规律，采用PID调节有什么特点。28. 简述集成电路使用应注意哪些问题29. 简述集成电路替代使用有哪些技巧。30. 简述机电一体化设备或系统一般受到的干扰有哪些。31. 简述供电系统的抗干扰方法有哪些。32. 对于机电一体化系统的计算机控制系统而言，接地的种类可大致分为哪几种？抗接地干扰有哪些方法。三、分析计算题1. 分析下图螺旋微动装置的工作原理。1、外套 2、紧定螺母 3、调节螺母 4、手轮 5、螺杆 6、滚珠2. 分析下图热变形微动装置的工作原理。1、加热电阻丝 2、传动杆 3、运动件3. 分析下图反应式步进电动机的工作原理。 机电一体化系统平时作业三批阅得分教师签名一、填空题第五章1. 工业控制计算机系统的硬件由 、 、 和过程I/O子系统等组成。2. 工业控制计算机系统的软件包括适应工业控制的 、 和 等。3.在过程I/O子系统中，过程输入设备把系统测控对象的 和被控对象的 、 转换为计算机能接收的 ，过程输出设备把计算机输出的数字信息转换为能驱动各种执行机构的功率信号。4. 人机对话系统用于操作者与计算机系统之间的 ，主要包括键盘、图形或数码显示器、声光指示器和语音提示器等。5. 根据计算机系统软件、硬件及其应用特点，常将工业控制计算机分为 、 以及 3类。 6. 可编程序控制器是将 与 相结合而发展起来的一种工业控制计算机系统。7. PLC以顺序控制为主，能完成各种逻辑运算、定时、计数等功能，既能控制 ，又能控制 。8. Z-80微处理器硬件主要由 、 、 、堆栈结构和总线缓冲器组成。9. 标志寄存器有八位，其中S表示 位、Z表示 位。10. Z-80控制部件由 、 和 组成。11. Z-80 CPU有 总线、 总线和 总线。第六章12. 传感器一般由 和 两部分组成，有时也将 和辅助电源作为传感器的组成部分。13位移传感器可分为 位移传感器和 位移传感器，主要用于长度、厚度、应变、振动和偏转角等参数的测量。14. 压力传感器主要用于 、 、 、力矩和应力等参数的测量。15. 电阻式传感器是利用移动电位器触头改变 或改变 或片的几何尺寸的原理制成，主要用于位移、力、压力、应变、力矩、气流流速和液体流量等参数的测量。16. 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变 和互感的 制成或利用 原理制成，主要用于位移、压力、力、振动和加速度等参数的测量。17. 在检测过程中，首先由 感受被测量，并将它转换成与被测量有确定对应关系的 ，传感器也是直接与 发生联系的部分。18. 传感器的基本特性是指传感器的输出与输入之间的关系特性，一般分为 特性和 特性两类。19. 传感器的静态特性是指传感器在被测量的数值处于 状态时的 关系。20. 衡量传感器静态特性的主要技术指标是： 、 、 、 和重复性。21. 线性度是用来表示实际的 特性曲线与其拟合直线接近的一个性能指标，用实际特性曲线与其拟合直线之间的 与 的百分比来表示。22. 灵敏度是指传感器在稳态标准条件下， 对 的比值，用S表示。23. 分辨力是指传感器能感受到的被测量的 的能力。24. 传感器的动态特性是指传感器对于随 的输入量的响应特性。25. 在时域内，研究动态特性常用 来分析系统的动态响应，包括 、 和响应时间等。26. 在频域内，研究动态特性是，则采用 来分析系统的 ，包括幅频特性和相频特性。27. 输入接口电路的作用是把传感器输出的 转换成计算机所能接收的 ，并按一定程序输入 ，这个过程成为数据采集。28. 典型的数据采集系统由 、 、 、采样保持器、A/D转换器和计算机组成。29. 多路开关在模拟量输入通道的作用就是把多个通道的模拟量 地接通并送入 ，完成“多到一”的逐次切换。30. 多路开关通道选择 由计算机发出，由于计算机的总线很忙，只能允许通道号占用很短的时间，因此，必须用 保存通道号。31. 当传感器将 转换成 ，并经放大和滤波等系列处理后，需经A/D转换变换成 ，才能输入到计算机系统。32. 在对模拟信号进行A/D转换时，从启动变换到变换结束的 ，需要一定的时间，即A/D转换器的 。33.采样保持器将保持电容留作外接，保持电容越 ，充电速度越 ，但下降速率也越 ，保持时间短。34. A/D转换器的作用是把模拟量转换成计算机能接收的 数字信号。35. 是A/D完成一次转换所需要的时间；转换时间的倒数为 。36.量化过程引起的误差为 ，量化误差是由于有限数字对 进行量化而引起的误差。二、简答题第五章1. 简述工业控制计算机系统的基本要求。2. 简述单片机的基本构成。3. 简述单片机组成的计算机系统的特点。4. 简述可编程序控制器的特点。5. 简述总线型工业控制计算机的基本构成。6. 简述总线型工业控制计算机系统的特点。7. 简述Z-80微处理器的寄存器的种类。 8. 简述Z-80微处理器页面矢量中断方式的工作原理。9. 简述Z-80微处理器的堆栈结构。10. 单片机应用系统的设计步骤。11. 简述PLC控制系统的设计内容。12. 简述PLC控制系统的设计步骤。第六章13. 简述传感器的定义及其组成部分的功能。14. 简述传感器的分类方法。15. 简述传感器静态特性中的迟滞性。16. 简述传感器静态特性中的重复性。17. 简述传感器如何与微机进行接口。18. 简述半导体多路开关的特点。19. 简述采样保持器的功能。20. 简述采样保持器的工作原理。21. 简述逐次逼近式转换器的工作原理。22. 简述A/D转换器的主要技术指标。23. 简述检测技术的作用。24. 简述检测技术的发展方向。三、分析计算题1. 根据下图试述可编程序控制器的程序执行过程。机电一体化系统平时作业四批阅得分教师签名一、填空题第七章1在对控制系统进行分析和设计时，必须要知道系统的 。2自动控制系统的基本控制方式包括 和 两种。3闭环反馈控制系统输入量和输出量进行比较，按照比较方式的不同，分为 和 两种形式。4在负反馈闭环控制系统中， 与 之差称为偏差信号，负反馈控制系统具有自动修正被控量 给定值的作用，在控制系统中被广泛采用。5控制系统的数学模型有多种形式，在时域中常用的数学模型有 、差分方程和状态方程；在复域中常用的数学模型有 、结构图；在频域中常采用的数学模型有 等。6控制系统的结构图包含 、 、 和 4个基本单元。7在控制系统结构框图中，一般有 、 和 3种。8组成控制系统的典型环节有 、 、 、微分环节、振荡环节和纯滞后环节等6种。9按照误差来源的不同，稳态误差可分为 、 和 3类。10由检测元器件的检测精度引起的稳态误差称为 。11由系统地自身结构形式、系统特征参数和输入信号的形式引起的稳态误差称为 。12由作用于系统的各种扰动信号引起的稳态误差称为 。13频域性能指标包括 、 和 。14. 在频域分析中，通常采用 特性描述系统的频率特性。15在孔制系统中，常以 来衡量闭环系统的稳定程度，常用的有 和 。16常用的校正方法有 和 两种。17常用的串联校正有 和 两种。18超前校正是在控制系统的前相通道上串联一个 装置，滞后校正是在控制系统的前相通道上串联一个 装置。19系统的可靠性由 和 两部分组成。20故障按其发生的时期分为 、 和 3种。二、简答题第七章1简述什么是自动控制，什么是自动控制系统。2简述开环控制的组成及特点，并画出系统示意框图。3简述闭环控制的组成及特点，正反馈和负反馈如何区分，并画出正反馈和负反馈系统的示意框图。4简述在控制系统中如何建立微分方程。5简述传递函数和线形定常系统的定义，如何得到线形定常系统的传递函数。6简述什么是控制系统的结构图，如何建立。7简述如何评价控制系统的控制性能。8简述什么是稳定系统。9简述对数频率稳定判据。10简述校正的定义及方法。11简述系统的可靠性组成及各组成部分的定义。