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《机电一体化系统设计》试卷（A卷）
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（注意：本卷共有五道大题，满分100分）
一、 简述题(每题3分,共30分)
1． 要防止从接地系统传来的干扰，主要方法是切断接地环路，通常采用哪些具体措施？
2． 用作导轨的滚动轴承和标准轴承有何不同？
3． 谐波齿轮减速器在机电一体化系统中应用广泛，请解释其工作原理。
4． 机电一体化系统对执行元件的基本要求有哪些？
5．传动比确定后，各级传动比有哪些分配原则？
6．LED静态显示和动态显示各有何特点？
7．接口电路中经常采用的光电耦合电路主要有哪些作用？
8．滑动导轨副间隙调整方法有哪些？
9．什么是传感器的精度和重复定位精度？
10．对照下图解释直流伺服电机的PWM调速过程。
二．选择题（每题2分,共10分）
〔1〕用8段共阳极LED显示数字“3”时，段选码为B0H，则用8段共阴极LED显示该数字时，段选码为（）。
①34F H； ②4FH； ③F4 H； ④03 H。
（2）步进电动机是通过（）决定转角速度位移？
① 脉冲的宽度 ② 脉冲的数量 ③ 脉冲的相位 ④ 脉冲的频率
〔3〕微处理器的字长定义为：（）。
①数据总线的宽度； ②地址总线的宽度；
③控制总线的宽度； ④以上三种总线的宽度之和。
〔4〕减小滚珠丝杠副的基本导程，主要目的是（ ）
① 提高传动精度； ②提高承载能力；
③ 提高传动效率； ④ 加大螺旋升角。
〔5〕被控对象的谐振频率n与与其等效负载惯量JL，等效刚度KT有直接关系，只要将n提高系统的通频带之外，就可大大降低结构谐振的影响，可采取的措施是（）。
①增大JL，降低KT； ②降低JL，增大KT；
③增大JL，增大KT； ④降低JL，降低KT；
三、填空题(每空1分,共15分)
1．机电一体化系统的设计类型包括： 、 、
三种。
2．传感器输出的模拟信号在进行A/D转换之前，要进行采样保持，采样频率遵守 定理，即 。
3．滚珠丝杆的制动可通过 、 和购买带制动器的电机实现。
5．增量式旋转光电编码器通常包括 、 、
、 四部分。
6．导轨的爬行现象产生的主要原因是 。
7、为了改善传感器的性能，可采用 、 、
和屏蔽隔离措施。
四、计算题（每题7分，共28分 ）
1．现有一双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程l0=5mm，一端齿轮齿数100，另一端齿轮齿数99。若滚珠螺母副之间有0.002mm的间隙，使用中该如何调整以消除间隙？
2．某机电一体化系统中使用的交流伺服电机上装有同轴的增量式角编码器，编码器刻线为2500，控制器内部对其进行四倍频，即电机一转产生
10000个脉冲。电机与螺距为5mm的丝杠直联，该系统的脉冲当量为多少？若编码器在10秒内输出50000个脉冲，则工作台部分的位移量和丝杠的转速分别是多少？
3．在如下图所示的步进电机速度—时间曲线中（加减速过程是线性且对称的），A、B、C…各相当于一个步距角对应的面积，假设电机在零时刻从静止状态起动，稳定运行频率为2500HZ，加减速时间为0.5s。试推导加速段各个脉冲间隔的通式，并给出时刻t1,t2,t3的具体数值。
4。有一工作台X轴驱动系统，MA=400kg，丝杠导程l0=5mm，沿运动方向的负载力F水平= 800 N，工作台与导轨间的滑动摩擦系数为0.2。齿轮轴部件I（包含齿轮和电机转子）的转动惯量为JI=0.0025kg m2，摩擦力矩为TI=0.1Nm，扭转刚度为K1＝0.0005Nm/rad；齿轮轴部件II（包含齿轮）的转动惯量为JII=0.02kg m2，摩擦力矩为TII=0.2Nm，扭转刚度为K2＝0.0005Nm/rad。丝杠轴部件（包含齿轮）的转动惯量为J丝=0.001kg m2，摩擦力矩为T丝=0.2Nm，扭转刚度为K3＝0.0003Nm/rad。轴I与轴II减传动比为3，轴II与丝杠减传动比为2。试求转换到电动机轴上的等效转动惯量、等效转矩、等效扭转刚度和由于外力所引起的等效转角误差。 |
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发表于 2021-3-28 20:53:00
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