机械电子学.doc

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1、中南大学网络教育课程考试机械电子学复习资料试题：1.设计一个如图所示的自动进给平台，具体要求如下：（1）采用液压缸驱动平台的进给。（2）平台的进给方向为水平方向，油缸的最大行程为30cm，平台运动到左右两端后自动反向。（3）画出油缸的控制回路。（4）采用单片机作为控制器。（5）给出传感器和主要元器件的具体选型及其技术指标。（6）给出系统工作原理图，硬件接线图，程序流程图和控制程序，撰写相应的设计报告。平台解答自动进给平台系统图液压泵供给平台方向电磁换向阀换向单片机反向运动直至另一端挡住传感器信号传感器向单片机传输信号传感器向单片机传输信号一、工作原理：接通电源后，液压泵开始工作，通过二位四通电

2、磁换向阀向液压缸输送液压油，液压油推动活塞运动，平台向一端运动直到挡住传感器信号：传感器发送信号给单片机，单片机接受到信号控制电磁换向阀换向，进油路线改变，活塞带动平台向相反的方向运动直到另一端当初传感器信号。如此反复循环，使平台做左右往返运动，传感器布置距离为30CM。二、油缸控制回路：油缸H型换向阀电磁阀油泵油缸三、PLC机型不涉及A/D转换，任一机型均可满足要求；传感器选用无触点，接近开卷霍尔开头；停止按钮；正向启动按钮；反向按钮只需一对常开，一对常闭，两对触点就行，比如LA2。只是需要注意停止按钮选红色，启动按钮选绿色，比如LAY3型，额定工作电流为1.5A1.8A，中间继电器两个，可

3、分别将触点并联使用，线圈电压为220V。四、程序工作流程图：启动按钮活塞推动工作台行驶停车工作台换向行驶停止按钮是否到位01002K1K1K1K1K1000040000300002000010000001001KA2KA1五、硬线接线图：六、将停止按钮K3，启动按钮K1、K2，霍尔开关SQ1，SQ2分别串行接入可编程控制器的输入端0000000004，将可编程控制的输出接到电磁中间继电器KA1和KA2上。七、程序梯形图：END(q)0.040.010.0010.0210.0110.0110.0210.0110.02正反正向结束返回八、系统调试1、组装液压回路2、按照硬件接线图连接控制电路。3、

4、调试传感器是否正常工作。4、整个系统之间联调，注意液压回路与控制电路的配合关系，然后检查电路各部分的功能，使其满足设计要求。机械电子学复习题1.机电一体化系统要实现其目的功能，一般具备五种内部功能： 功能、 功能、 功能 功能、 功能、2.机电一体化系统与其内部五种内部功能相对应，由 、 、 、 、 组成，各部分之间通过 相联系。 3.检测与传感装置包括 和 。4.机电一体化共性关键技术主要由六项，分别是 、 、 、 、 、 。5.伺服驱动技术的主要研究对象是 。6.PLC从工作过程上说分成那三个阶段，即 、 、 。7.PLC控制系统设计包括以下步骤： 、 、 、 。8.机电一体化产品的检测系

5、统一般都是非电量检测系统，其构成包含那两个基本环节？9.旋转变压器是一种利用电磁感应原理将 变换为 的传感器。10.感应同步器是一种应用电磁感应原理来测量 的高精度检测元件，分为 式和 式。直线式由定尺和滑尺组成，表面有正弦绕组和余弦绕组，当余弦绕组与定尺绕组位移相同时，正弦绕组与定尺绕组错开 。11.测速发电机是一种检测机械转速的电磁装置，它能把机械转速变换成 信号，用于速度和位置检测系统中。其 与 成正比关系。12.光栅主要由 和 组成，通常 固定在活动部件上（如工作台或丝杠）， 安装在固定部件上，标尺光栅和指示光栅应相互平行并保持0.05mm或0.1mm的间隙。13.常用的脉冲增量插补算

6、法有： 、 14.光栅检测系统由 、 、 、 组成。15.伺服系统根据控制原理，即有无检测环节及检测部件，可分为、 、 、 三种基本的控制方式。 16.直流电机的调速方法有三种，分别是 、 、 17.变频电源可分为 变频器和 变频器，其中， 适用于低速、大容量的场合。18.消除或减小结构谐振的技术措施是 和 19.谐波齿轮传动由三个主要构件所组成，即 、 和 。通常 为主动件。20.同步带的主要参数： 、 、 和 21.滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有 和 二种。22.常用的导轨调整方法有 和 两种方法。对 可采用镶条23.根据误差的性质，误差可分为 、 、 ；按误差来源，可分为 、 、 24.可

7、靠性指标是指可靠性量化分析的尺度，包括 、 、 、 、 25.产品总误差包括 、 。26.齿轮传动系统总传动比的确定方法： 、 按最大加速能力确定、按给定脉冲当量或伺服电机确定、27.机电一体化系统中使用的计算机跟通用微型机有哪些区别？28.机电一体化系统中的计算机具有哪些特征？29.工控机的作用？30.简述莫尔条纹的特性。31.PLC与通用的微型机的区别？32.简述PLC的特点？33.PLC的结构包括什么？34.测速发电机的主要用途？35.简述开环式伺服系统、闭环式伺服系统、半闭环式伺服系统的区别。36.简述半闭环控制方式的优缺点。37.一个三相六拍的步进电机，齿数为40，试计算步距角。38

8、.简述交流电机调速方法。39.简述PWM的工作原理。40.简述爬行现象及消除措施。41.产生爬行现象的原因。42.机械部件的质量和转动惯量大会产生哪些不利影响？采取怎样的措施使其尽可能小？43.齿轮传动链的级数及各级传动比的分配原则？44.谐波齿轮传动的优缺点？ 45.同步带由哪些失效形式？46.滚珠丝杠副摩擦系数小，无自锁作用，垂直安装时，必须采取防逆措施，常用的由哪四种？47.支承件的设计原则？48.谐波齿轮传动有何特点？简述工作原理。49.提高支承件的抗振性可采取哪些措施？50.什么是可靠性？可靠性的指标有哪些？51.旋转变压器的鉴相测量方式是根据旋转变压器转子绕组中 来确定被测转角的大

9、小；鉴幅测量方式是根据旋转变压器转子绕组中 来实现角位移检测。52.伺服电机和步进电机的性能有何不同？53.机电一体化系统中的计算机具有哪些特征？54.用逐点比较法对第一象限直线OE进行插补，起点（0,0），终点E（4,3），给出插补步骤和各寄存器内容，并画出插补轨迹图。E（4，3）序号偏差判别进给偏差计算终点判别55.直线OA，起点O为坐标原点，终点A的坐标为（4,3），按数字积分法进行插补，要求给出插补步骤和各寄存器内部数据，并画出插补轨迹。58.在第一象限的一段圆弧，起点坐标（4，3），终点坐标（0，5）用逐点比较法进行插补，把下列插补步骤补充完整，并画出轨迹。A（4,3）B（0,5）序

10、号偏差判别进给偏差计算终点判别0预置F0,0=0，X=4，Y=31F0,0=0- XF1,0=F0,0-2X+1=-7，X=3，Y=323456756.当系统为一阶输入量时，输出响应如下图所示，在图中标出各指标（字母或文字）57.一个谐波齿轮传动的波形发生器，其刚轮固定，刚轮齿数为300，柔轮齿数为298，求波发生器相对于柔轮的速比，并说明柔轮与波形发生器的转动方向的关系。r（t）c（t）r（t）c（t）2%或5%闭环系统动态性能指标的时域表示58.某工业机器人的运动，采用可编程控制器进行控制，操作步骤及有关运动完成信号如表所示。设计控制逻辑布尔方程及梯形图。（其中启动和停止状态可自行添加）次

11、序PLC输出动作完成传感器手爪闭合Y0X0手爪上升Y1X1手爪移动Y2X2手爪下降Y3X3手爪松开Y4X459. 应用开关表构造布尔代数方程的方法，设计三相异步电机正反转控制梯形图。要求：电机在初始位置时，按下启动按钮，电动机正转，带动拖板正向运行，压下到位信号开关A后，电动机反转，带动拖板反向运行，回到初始位置压下原位开关B再正转，直到按下停止按钮为止。60.一台五相反应式步进电动机，其步距角为1.5，试回答：1) 若步进电机工作在五相十拍时，求该电机的转子齿数；2) 若脉冲电源的频率为3000Hz，求电机的转速。61.一台五相反应式步进电动机，其步距角为1.5，若步进电机工作在五相十拍时，求该电机的转子齿数。