机电一体化系统设计试题

《机电一体化系统设计试题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《机电一体化系统设计》考试题型及试卷结构一、选择题（10题，20分）二、填空题（16分）三、简答题（26分）四、设计计算题（4题，38分）复习可参考作业及上课PPT。第一部分选择题(共20分)一、单项选择题1、“机电一体化”含义是DA.以机为主加点电B.机械部与电子部合并C.以电淘汰机D.机械与电子的集成技术2、齿轮传动的总等效惯量随传动级数AA.增加而减少B.增加而增加C.减少而减少D.变化而不变3、PWM指的是（C）A.机器人B.计算机集成系统C.脉宽调制D.可编程控制器4、PD称为（　B　）控制算法。A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分5、某交流感应电动机，实际转

2、速1350r/min，电源频率50Hz，则其磁极对数为BA．1B．2C．3D．46．两级对交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为(D)A．1450[r/min]B．2940[r/min]C．735[r/min]D．1470[r/min]7.PID控制器中，P的作用是（A）•A．降低系统稳态误差•B．增加系统稳定性•C．提高系统无静误差•D．减小系统阻尼二、填空题1.机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应等方面的要求。2.机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种。5.在机电一体化系统的驱动装置中，位于前向

3、通道闭环之内的环节，其误差的低频分量对输出精度基本无影响，而误差的高频分量影响系统的输出精度。6.为提高闭环系统的稳定性，应增大执行装置的固有频率和系统的阻尼能力。7.对于执行装置，选择较大的传动比可使系统的相对阻尼系数增大，有利于系统的稳定性。8.对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的固有频率。三、简答题1、简述机电一体化系统中机械结构的作用以及设计时的注意事项。答：在机电一体化系统中，机械结构主要用于执行机构、传动机构和支承部件，用以完成规定的动作；传递功率、运动和信息；起支承连接作用等。通常，它们是微机控制伺服传动系统的有机组成部分。因此，在

4、机械系统设计时，除考虑一般的机械设计要求外，还必须考虑机械结构因素与整个伺服传动系统的性能、电气参数的匹配，以获得良好的伺服性能。二、解答题2、PWM脉宽调速原理？答：脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟

5、值都可以使用PWM进行编码。4、PID控制原理？PID控制中比例、积分和微分环节的作用答：调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。比例（P）调节作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。积分（I）调节作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti，Ti

6、越小，积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器。微分（D）调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。此外，微分反应的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成P

7、D或PID控制器。3、已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统巾的哪一个基本要素?答：(1)控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示；(2)测试传感部分：光电编码器、信号处理；(3)能源：电源；(4)驱动部分：功放、电机；(5)执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台4滚珠丝杠螺母副有哪些消除间隙和预紧措施?答: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