2016机电一体化-试题(共6页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 西北农林科技大学本科课程中期测验试（卷）20152016学年第2学期机电一体化系统设计课程专业班级： 命题教师： 石复习 审题教师：陈军学生姓名： 学号： 考试成绩： 一、选择题（每小题 2分，共10分） 得分： 分1.机械传动部件的实质是（ C ）。A.动力传递 B.能量转化C.转矩、转速的变换器D.运动形式变换2. （ C ）不是机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法。 A 取代法 B 整体设计法 C 局部转换法 D组合法3、机电一体化的高性能化一般不包含（ C ）A高速化 B高精度 C高效益 D高可靠性。4. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（ B）。

2、A.1s2 B.0s 1 C.-1s1 D.-1s05. PI称为（ C ）控制算法。A.比例 B.比例微分 C.比例积分 D.比例积分微分6.步进电动机三相六拍通电方式为（ B ）A.A-B-C-AB.A-AB-B-BC-C-CA-AC.AB-BC-CA-ABD.AC-CB-BA-AC7.计算步进电动机步距角的公式为( A )A.B. C. D. 8.光栅莫尔条纹宽度的计算公式是（B表示莫尔条纹的宽度，W表示栅距，表示两光栅线纹夹角） ( A )A.B. C. D. 9. 加速度传感器的基本力学模型是 ( A ) A. 阻尼质量系统 B. 弹簧质量系统 C. 弹簧阻尼系统 D. 弹簧系统10

3、. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数 ( C )A. 有关 B. 无关 C. 在一定级数内有关 D. 在一定级数内无关二、填空题（每空1分，共20分） 得分： 分1.选用不同的传动机构，可以实现运动形式、行程、 、 的变换，以及动力 和形式的变换。（方向、速度，大小）2.机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在 、 和 等方面的要求。（精度、稳定性和 快速响应）3.在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守 原则。（先小后大）4. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式： 和 。 内循环和外循环5. 当负载折算到电机轴上的惯量等于 时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。转子惯量6.机电一体化系

4、统的设计类型大致有 、 、 三种。（开发性设计、适应性设计 、变异性设计）7.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 _、 _、_、_。系统功能、性能指标、使用条件、经济效益8.机电一体化系统设计中齿轮传动各级传动比的分配原则有 、 和 。（重量最轻原则、输出轴转角误差最小原则、等效转动惯量最小）三、判断题（每小题2分，共10分） 得分： 分1.莫尔条纹具有使栅距的节距误差平均化的特点。 （）2.滚珠丝杠传动的特点是传动效率高、运动具有可逆性、传动精度高、磨损小，使用寿命长、能自锁。 （） 3. 电气式执行元件能将电能转化成机械能，并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、

5、步进电机等。 （）4.步进电机旋转一周累计误差为零。 （ ）5. 机电产品结构设计是从定量到定性、具体到抽象、粗略到精细的过程，结构设计满足的目标：保证功能、提高性能、降低成本。 （）6.机电产品转动惯量大可使机械负载变大，灵敏度下降，但是不影响机械系统的响应速度。 （）7. 机电产品结构方案设计时遵循传动链最短原则的好处是使传动精度高，而传动性能稳定性降低。 （）8.机电产品结构设计是从：定量到定性，具体到抽象，粗略到精细的过程结构设计满足的目标：保证功能、提高性能、降低成本。 （）9.双片薄齿轮错齿调整法以消除齿侧间隙，但反向时不会出现死区。（）10. 数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同

6、步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。 （）四、简答题（共30分，每小题分标在小题后） 得分： 分1. 若某一光栅的条纹密度为100条/mm，现利用光栅莫尔条纹的放大作用，把莫尔条纹的宽度调成5mm，求光栅条纹间的夹角。（6分）栅距P=1/100=0.01(mm)由W=P/有=P/W=0.01/5=0.002(弧度)2. 简述直流伺服电机PWM直流调速驱动系统的工作原理。（6分）脉宽调制(PWM)直流调速驱动系统原理如图所示。当输入一个直流控制电压u时就可得到一定宽度与

7、U成比例的脉冲方波来给伺服电动机电枢回路供电，通过改变脉冲宽度来改变电枢回路的平均电压，从而得到不同大小的电压值Ua，使直流电动机平滑调速。设开关K周期性地闭合、断开，闭和开的周期是T。在一个周期T内，闭合的时间是 ，开断的时间是T-，若外加电源电压U为常数，则电源加到电动机电枢上的电压波形将是一个方波列，其高度为U，宽度为 ，则一个周期内电压的平均值为3. 如何提高伺服系统的响应速度？（6分）伺服系统的响应速度主要取决于伺服系统的频率特性和加速度。(1)提高系统的固有频率减小阻尼，增加传动系统的刚度，减小折算的转动惯量，减小摩擦力，均有利于提高系统的响应速度。(2)提高驱动原件的驱动力可以提

8、高系统的加速度，由此也可以提高系统的响应速度。4. 交流伺服电机有哪些类型？交流伺服驱动的主要特点是什么？（6分）类型：永磁式同步电机和感应式异步电机。主要特点：调速范围大，适合大中功率伺服系统，运行平稳，转速不受负载变化的影响，输出转矩较大，而转矩脉动量小。5. 步进电动机是什么电机？它的驱动电路的功能是什么?（6分）步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电动机，成本较低，易于采用计算机控制，且比直流交流电动机组成的开环控制系统精度高，因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中。步进电动机驱动电路实际上是一个功率开关电路，为使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作，提供的

9、足够功率的控制信号。五、计算分析题（共20分，每小题分标在小题后） 得分： 分1、已知双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200, 刚轮齿数Z2=202，波发生器的转速nH=600r/min。如图 试求：(1)刚轮固定时柔轮的转速n1；（5分） (2)柔轮固定时刚轮的转速n2。（5分）（1）刚轮固定时： n1=- （2）柔轮固定时 2. 如图所示的电机驱动直线伺服系统，已知工作台的质量为50kg，工作台与导轨间的摩擦系数f0.1，负载力为1000N，丝杠直径为16mm，导程为4mm，齿轮减速比为5，工作台的最大线速度为0.05m/s，总的传动效率为0.7。试求：（1）折算到电机轴上的负载力矩；（4分）（2）电机轴的转速；（3分）（3）电机所需功率。（3分）解：（1）折算到电机轴上的负载力矩摩擦负载力 Ffmgf50100.150N外负载力 Fw1000N电机上的负载力矩为（2）电机轴的转速（3）电机所需功率取系数为2，则专心-专注-专业