成教试题.doc

一、选择题（共7小题，每题2分，共14分）

1、 ‘机电一体化’与英文单词（　C　　）一致；
　　 A.　Mechanics B.　Electronics
　　 C.　Mechatronics D.　Electric-Machine
2、齿轮传动的总等效惯量随传动级数(   A    )；
A. 增加而减小    B. 减小而减小    C. 增加而增加   D. 变化而不变
3、 电压跟随器的输出电压(    C    )输入电压；
A. 大于         B. 大于等于            C. 等于        D. 小于
4、某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是(  C  )；
A. 100mm      B. 20mm            C. 10mm  D. 0.1mm
5、某4极交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为(   B    )；
A. 735［r/min］                    B. 1470［r/min］
C. 1450［r/min］                      D. 2940［r/min］
6、图1所示利用继电器触点实现的逻辑函数为(   A   )
A． B.
C. D.

图1

7、连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的( D)使得它们同步协调到达目标点。
A. 位置和加速度            B. 速度和加速度
C. 位置和方向  D. 位置和速度  

二、填空题 （共9小题，每空1分，共30分）

1、机电一体化系统设计方案的方法有 取代法 、 整体设计法 和 组合法 三种；
2、伺服驱动技术是直接执行操作的技术，伺服系统是实现 电信号 到 机械动作 的转换装置或部件；
3、两物体接触面间的摩擦力在应用上可简化为 粘性摩擦力 、 库仑摩擦力 和 静摩擦力 三类；
4、消除间隙可以有效的减小或消除传动中的 回程误差 ，间隙的主要形式有 齿轮传动的齿侧间隙，丝杠螺母的传动间隙 ，丝杠轴承的轴向间隙 和 联轴器的扭转间隙 等；
5、衡量传感器静态特性的重要指标是 线性度 、 灵敏度 、 迟滞性 和 重复性 ；
6、交流电动机可以分为 同步型交流电动机 和 感应型交流电动机 ；
7、电容式传感器据其工作原理，可以分为 变极距型 、 变面积型 和
变介质型 三种类型；
8、光栅由主光栅 、指示光栅、 光源 和 光电器件 组成。通常分 透射 和反射光栅两类；
9、改变直线电动机 初级绕组的通电相序 ，可以改变电动机运动的方向；想改变电动机的速度，可以通过改变 电源频率或极距 来实现。

三、简答题（共5小题，每题6分，共30分）
1、 什么是机电一体化技术？简述机电一体化系统的基本结构要素。
答：机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术相结合的综合性高新技术，
是机械技术与微电子技术的有机结合。
机电一体化系统一般包括6个基本结构要素：机械本体、能源、测试传感部分、执行机构、
驱动部分、控制及信息处理单元。

2、解释灵敏度（测量）
灵敏度是指传感器在静态信号输入情况下，输出变化对输入变化的比值。

3、步进电机如何实现速度控制？
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。

4、请说明电感传感器和电容传感器有何异同.
答：电感式传感器利用电磁感应原理，把被测位移量变化成线圈自感或互感的装置。
电容式传感器，把被测非电量的变化转化为电容量变化的一种传感器。
都常用作直线位移测量。

5、简述PWM直流调速驱动原理。

答：利用大功率开关作用，将直流电压转化成一定频率的方波电压，通过对方波脉冲电压的控制，改变输出电压的平均值。

四、计算题（共3小题，1、2小题每题8分，3小题10分，共26分）
1.有一脉冲电源,通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组,测得步进电机的转速为100r/min。
已知转子有24个齿,求:
1)步进电机的步距角;
2)脉冲电源的频率.

解：1）

2）

2、已知如图2所示伺服电机驱动系统，齿轮减速比为i=2，滚珠丝杠的导程L0=4mm，丝杠直径d=16mm；驱动负载质量m=100kg；工作台最大线速度为v=0.05m/s；最大加速度为a=10m/s2，工作台与导轨之间的摩擦因数为f=0.1，试计算所需驱动功率（系数取2，丝杠螺母机构传动效率取0.8，）。现有 MAXON公司的RE75型直流伺服电机，它的主要参数,，供电电压，最大转矩，效率。；；已知在时，力矩下可达到的转速为。问该电动机是否可被选为图2伺服系统的所用电机。

1）折算负载力矩的计算：

外负载力（摩擦负载）

惯性负载力

2）折算到电动机轴上的负载力矩为：

折算到电动机轴上的转动惯量为：

3）电动机轴上的转速计算：

4）电动机功率计算：
因为重力负载在任何速度下都是相同的，属于在峰值力矩下，以峰值转速不断驱动的负载，则电动机的功率为：

由于丝杠螺母机构的传动效率很高，齿轮减速比较小，传动效率取，取系数为0.2，则：

电动机选择：
选用MAXON公司的RE75型直流伺服电机，它的主要参数,，供电电压，最大转矩，效率。；，满足使用要求且余量较大，在力矩下可达到的转速为.