机电一体化复习内容.doc

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1、第一章绪论1、机电一体化系统的基本功能要素有哪些？功能各是什么？(1)、机械本体其主要功能是使构造系统的各子系统，零部件按照一定的空间和时间关系安置在一定位置上，并保持特定的关系。(2)、动力单元按照机电一体化系统控制要求，为系统提供能量和动力，以保证系统正常运行。(3)、传感检测单元对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并转换成可识别信号，传输到控制信息处理单元，经过分析处理产生相应的控制信息。(4)、执行单元根据控制信息和指令完成所要求的动作。(5)、驱动单元在控制信息作用下，驱动各

2、执行机构完成各种动作和功能。(6)、控制与信息处理单元将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序发出相应的控制信号，通过输出接口送往执行机构，控制整个系统有目的的运行，并达到预期的性能。(7)、接口将各要素或子系统连接成一个有机整体。2、机电一体化的相关技术有哪些？①机械技术②检测传感技术③信息处理技术④自动控制技术⑤伺服驱动技术⑥系统总体技术第二章机械系统设计1、分析各种机械特性对系统性能是如何影响的。答：摩擦（稳态精度、低速爬行原因）、阻尼（欠阻尼、

3、阻尼比不同时的影响）、间隙（G1—G4）、转动惯量（过大、过小）。Ⅰ、摩擦特性对性能的影响分析（1）引起动态滞后和稳态误差，如果系统开始处于静止状态，当输入轴以一的角速度转动时,由于静摩擦力矩T的作用,在一定的转角θi范围内,输出轴将不会运动,θi值即为静摩擦引起的传动死区。在传动死区内,系统将在一段时间内对输入信号无响应,从而造成误差。（2）引起低速抖动或爬行—导致系统运行不稳定当输入轴以恒速ω继续运动后,输出轴也以恒速ω运动,但始终滞后输入轴一个角度θss,（θss为系统的稳态误差）。Ⅱ阻尼（1）当阻尼比

4、ξ＝0时，系统处于等幅持续振荡状态，因此系统不能无阻尼。（2）当ξ≥1时,系统为临界阻尼或过阻尼系统。此时,过渡过程无振荡,但响应时间较长。（3）当0<ξ<1时,系统为欠阻尼系统。此时,系统在过渡过程中处于减幅振荡状态,其幅值衰减的快慢取决于衰减系数ξωn。在ωn确定以后,ξ愈小,其振荡愈剧烈,过渡过程越长。相反,ξ越大,则振荡越小,过渡过程越平稳,系统稳定性越好,但响应时间较长,系统灵敏度降低。Ⅲ间隙(1)闭环之外的齿轮G1、G4的齿隙对系统稳定性无影响,但影响伺服精度。(2)闭环之内传递动力的齿轮G2的齿

5、隙对系统精度无影响,这是因为控制系统有自动校正作用，但影响稳定性。(3)反馈回路上数据传递齿轮G3的齿隙既影响稳定性,又影响精度。Ⅳ转动惯量（1）响应慢，降低灵敏度，伺服特性变差；（2）ξ值将减小,从而使系统的振荡增强,稳定性下降；（3）会使系统的固有频率下降,容易产生谐振,因而限制了伺服带宽,影响了伺服精度和响应速度。（4）负载增大。2各级传动比的最佳分配原则有哪些？答：①等效转动惯量最小原则（1）小功率传动装置各级传动比分配的结果应遵循“前小后大”的原则。（2）大功率传动装置传动比分配的基本原则仍应为“

6、前小后大”。②质量最小原则（1）小功率传动装置故要考虑齿轮模数、齿轮齿宽等参数要逐级增加的情况。（2）大功率传动装置按质量最小原则确定的各级传动比表现为“前大后小”传动比分配方式。③输出轴转角误差最小原则（各级传动比应按“先小后大”原则分配）第三章传感器检测及其接口电路1、传感器的主要静态性能指标及定义。传感器静态特性的主要技术指标有：线性度、灵敏度、迟滞性和重复性等。①线性度指传感器实际的输出与输入特性只能接近线性，与理论直线有偏差。②灵敏度传感器在静态标准条件下，输出变化对输入变化的比值称。③迟滞性传感

7、器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中，输出—输入特性曲线的不重合程度④重复性传感器在同一条件下，被测输入量按同一方向作全量程连续多次重复测量时，所得输出—输入曲线的不一致程度。2、测量转速的常用传感器、原理磁电式转速传感器，测速发电机，舌簧开关，接近开关，霍尔开关磁电式（变磁通式传感器）原理：当轴旋转带动齿轮旋转时，由于齿轮的齿顶与铁芯端部的间隙发生变化，造成磁路中的磁阻发生变化，每转过一个齿，在传感器内部线圈的两端就产生一个脉冲（正弦）信号，轴转动一圈时就产生Z个电压脉冲信号，根据下式就可计算出转速：

8、n＝(F/Z)×60 式中：n—被测轴转速，转／分；F—脉冲频率，Hz；Z—齿轮齿数。接近开关：类型、NPN及PNP型输出形式、负载的接法按工作原理分：电磁感应型，电容型，磁性型，光电型，超声波型 集成霍尔开关：特点、内部电路组成特点：它集磁敏霍尔元件和集成电路为一体，具有灵敏可靠、体积小巧、无触点、无磨损、使用寿命长、功耗低以及不怕尘土、油污、湿热等优点。组成：电压调整器，霍尔电压发生器，差分放大