《机电一体化系统设计》期末考试题.pdf

《机电一体化系统设计》期末考试试题涵盖了多个知识点，主要涉及机电一体化的基本概念、技术组成、设备性能、控制原理以及实际应用。以下是对这些知识点的详细解释： 1. 机电一体化（Mechatronics）：它是机械工程、电子工程、信息处理和计算机科学等多学科交叉融合的产物，旨在设计和开发具有智能、自适应能力的机械系统。 2. 选择题中的选项涉及到的技术包括：机械技术、检测传感技术、自动控制技术，这些都是机电一体化的重要组成部分。多媒体技术虽然在某些领域可能有应用，但不是机电一体化的主要相关技术。 3. 谐波齿轮减速器的特点：传动比大、承载能力高、传动精度高，齿侧间隙小是其优点，但题目中提到的B选项"承载能力小"是错误的描述。 4. 数控机床的进给运动要求在低速下不爬行，具有高灵敏度，以确保加工精度。 5. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数增加而增加，这会影响传动效率和动态响应。 6. 光栅的莫尔条纹宽度计算公式涉及条纹密度和条纹间夹角，根据题目给出的数据，得出莫尔条纹宽度为10mm。 7. 直流测速发电机的输出电压与转速成正比，且为直流电压。 8. 电压跟随器是一种放大电路，其输出电压等于输入电压。 9. 4极交流感应电动机的转速计算公式为：n = (1-s) * 60 * f / p，其中f为电源频率，s为转差率，p为极对数。据此计算，转速为1450[r/min]。 10. 拉氏变换的基本概念：已知函数f(t)，其拉氏变换为F(s)。题目中的函数f(t)=a+bt的拉氏变换为F(s) = a/s + b。 11. 连续路径控制类中，为了控制工具沿任意轨迹运动，需要同时控制每个轴的位置和速度，使它们同步协调。 12. 步进电机通常用于开环控制系统，因为它们可以提供精确的步进定位而无需反馈。 13. 交流感应电动机的转差率s范围为0到1，表示旋转速度与同步速度之间的比例。 14. PWM（Pulse Width Modulation）是脉宽调制技术，常用于电机控制、电源转换等领域。 15. 机电一体化接口的基本功能包括变换、放大和传递信号。 名词解释： 1. 机电一体化：结合机械、电气、电子、计算机等技术的综合系统。 2. FMS（Flexible Manufacturing System）：柔性制造系统，一种能适应多种产品生产的自动化制造系统。 3. PLC（Programmable Logic Controller）：可编程逻辑控制器，用于工业自动化控制的数字运算操作电子设备。 4. SSR（Solid State Relay）：固态继电器，无机械触点的开关装置。 简答题涉及的要点： 1. 机电一体化系统设计指标包括：性能、可靠性、成本、能耗、安全性、维护性等方面。 2. 机电一体化产品示例：机器人、自动化生产线、数控机床、工业机器人、自动化仓储系统等。 3. 机电一体化产品对机械系统的要求：精度、稳定性、效率、可靠性、灵活性、结构紧凑等。 4. 齿轮传动机构消除齿侧间隙是为了提高传动精度和减少冲击振动。 5. 传感器的静态特性指在稳态条件下输出与输入的关系；动态特性则关注在瞬态过程中的输出响应。 6. 数控机床控制系统中的各部分分别对应机电一体化系统的基本要素，如：传感器代表感知元件，控制器代表处理单元，执行机构代表动作部件。 应用题： 1. 总传动比为80，传动级数n=5，根据最小等效转动惯量原则，各级传动比需通过具体计算来确定。 2. PLC设计电动机A、B的工作系统，梯形图和助记符指令程序的绘制需要具体编程知识，通常包括启动、停止按钮的输入和电机状态的输出控制。 以上是对《机电一体化系统设计》期末考试题中涉及知识点的详细解析，涵盖了选择题、名词解释和简答题的各个方面。