聊城大学《机电一体化系统设计》期末复习题及参考答案.docx

机电一体化系统设计练习题及参考答案一、填空题1 .传感器的静态特性参数主要有、和2 .液压系统的伺服控制元件主要有和。3 .机电一体化产品设计类型可以分为、和三类。4 .控制及信息处理单元一般由、和组成。5 .在小功率传动链中，为使总的重量最小，各级传动比分配应遵守原则。6 .通常，传感器由、和所组成。参考答案：L灵敏度、线性度、迟滞、重复精度2.电液伺服阀、电液比例阀3.开发性设计、适应性设计、变参数设计4.控制计算机、控制软件、硬件接口5.传动比相等6.敏感元件、转换元件、基本转换电路二、简答题1.试述直流电机伺服系统中脉宽调制放大器的基本工作原理。答：脉宽调制放大器是直流伺服电机常用的晶体管驱动电路。利用大功率晶体管的开关作用，将直流电源电压转换成一定频率的方波电压，施加于直流电机的电枢，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，使电机的转速得到调节。2 .简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。答：详细设计主要包括：系统总体设计；业务的分组；机械本体及工具设计；控制系统设计；程序设计；后备系统设计；完成详细设计书及制造图样；产品出厂及使用文件的设计。3 .测试传感部分的作用是什么？答：测试传感部分的作用：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，传输到信息处理单元，经分析处理后产生控制信息。4 .步进电机是如何实现速度控制的？答：步进电机的运动是由输入的电脉冲信号控制的，每当电机绕组接收一个脉冲，转子就转过一个相应的角度，其角位移量与输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步。因而，只要控制输入脉冲的数量、频率和电机绕组的相序，即可得到所需转动的速度和方向。三、分析题1 .如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=50Kg,负载力为F1=I(XX)N,最大加速度为10ms2,丝杠直径为d=16mm,导程t=4mm,齿轮减速比为产5,总效率为=30%,忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩。解：(I)计算负载力负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成外负载力Fl=cmN惯性负载力匕Fm=jnfl=50×10=SQON(2)电机上的负载力矩为T1t/r.S114xIOTL1心二石由+幻石=-÷5oo)=063JVrn2 .已知图示丝杠螺母驱动系统，工作台的质量犷80Kg,丝杠螺距Z=6mm,丝杠的转动惯量Jx=1.6×10-3n2,齿轮传动比7=2,两齿轮的转动惯量分别为(=L2l07川,2=1.9×10-gw2o试求折算到电机轴上的总等效惯量?解：*411z,w,等效惯量可以分为以下几个部分来计算(1)电机轴上的元件(齿轮1)Jei=Jzi=.2×i04kg-m2(2)中间轴上的元件(齿轮2)Je2=1%=×1.9×103=4.75×IO-4kgm2(3)负载I轴上的元件(丝杠、工作台)=(J,+JJ丝杠惯量：Js=1.6×103m2工作台折算到丝杠上的惯量：J,=w()2=80×()2=0.73lOr依1.26.2863=4-(+A.)=：(L6x107+0.73XlOY)=4.18x0T必52总的折算惯量为=+2+3=12×1°u+4.75x10"+4.18×104=1.013×103ArM2