机电一体化练习及答案.doc

一、选择题 （每小题2分，共20分，多选漏选均不得分）
1．一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：（ ABCD ）
A、机械本体 B、动力与驱动部分
C、执行机构 D、控制及信息处理部分
2． 齿轮传动的总等效惯量与传动级数（ C ）
A. 有关 B. 无关
C. 在一定级数内有关 D. 在一定级数内无关
3. 某伺服电动机最高转速为1200r/min，通过丝杠螺母传动带动机床进给运动，丝杠螺距为6mm，最大进给速率可达（ C ）
A. 72m/min B. 7.2m/min
C. 5m/min D. 3.6m/min
4．计算步进电动机转速的公式为（ B ）
A. B.
C. D.
5. 通过计算机网络，将计算机辅助设计、计算机辅助规划以及计算机辅助制造，统一连接成一个大系统称为（ B ）
A. 顺序控制系统 B. 计算机集成制造系统
C. 柔性制造系统 D. 伺服系统
6.滚珠丝杠副的基本导程指丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的（ B ）
A．径向位移 Ｂ．轴向位移 Ｃ．螺旋线长度 Ｄ．坐标值
7. 步进电机一般用于( A )控制系统中。
A. 开环 B. 闭环
C. 半闭环 D. 前馈
8．某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步距角为，应采用的通电方式为（ C ）
A. 单拍制 B. 双拍制
C. 单双拍制 D. 细分电路
9.为了提高滚珠丝杠副的旋转精度，滚珠丝杠副在使用之前应该进行（ B ）
A．调整径向间隙 Ｂ．预紧 Ｃ．预加载荷 Ｄ．表面清洗
10. 下列属于变磁阻电动机的是（ C ）
A. 直流电动机 B. 交流感应电动机
C．步进电动机 D. 永磁同步电动机
二、名词解释：(每词2分，共6分)
1、伺服电动机是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的电动机。
2、静压轴承从外部油源给轴瓦提供压力油，使球磨机进、出料端的大轴在高压油膜的作用下浮起，与轴瓦无直接接触，处在液体磨擦状态，从而极大地降低了起动力矩和旋转阻力矩的轴承。
3、静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通入压力油或压缩空气，使运动件浮起，以保证两导轨面间处于液体或气体摩擦状态下工作的导轨。
三、填 空 题：(每空1分，共45分)
1. 依据步进电机的工作原理，步进电机的驱动控制电路主要由： 方向控制电路 、 环形分配电路 、 驱动放大电路 等组成。
2. 交流伺服电动机三种基本调速方式是 电感调速 、可控硅调速 、 变频器调速 。
3、步进电机又称 脉冲 ，它的转角与 输入的电脉冲数 成正比；它的转速与 输入的电脉冲频率 成正比；它的转向与 输入的电脉冲的顺序 成正比。
4、机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）：以能源转换为主 和 以信息转换为主 。
5、在闭环控制系统中,常用 伺服电机 做驱动元件。
6、电动机的工作特性分为 恒转矩工作 和 恒功率工作 两个阶段，其转折点的转速和功率分别称为： 额定转速 和 额定功率 ；伺服电动机用于调速控制时，应该工作在 恒转矩工作 阶段。
7、机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有 定轴轮系 、 行星轮系 和 谐波轮系 三种形式。
8、 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则 、转动惯量最小原则、传动精度最优原则 等。
9、常用导轨副的截面形式有： 三角形导轨 、 矩形导轨 、 燕尾形导轨 、 圆形导轨 四种形式。
10、导轨刚度主要指： 结构刚度 、 接触刚度 和 局部刚度 。
11、机电一体化系统（产品）中，常可选择的执行元件： 电磁式 、 液压式 、 气压式 和其他形式的执行元件。
12、步进电机按转子结构形式可分为：反应式步进电机 、永磁式步进电机 、混合式步进电机 三种。
13、机电一体化系统中，常用的微型计算机类型有： 单片机控制系统 、 单板机控制系统 、 工业微型计算机控制系统 三种。
14、步进电机的开环控制精度主要由步进电机的 结构形式 和 工作方式 决定的；为了进一步提高步进电机的控制精度，可以采用 细分电路 来提高控制精度。
15、步进电机的工作方式有： 单拍工作方式 和 倍拍工作方式 。
四、简 述 题：(共29分)
1. 根据工作原理，步进电动机分为哪几类？分别有什么特点？（10分）
答：根据工作原理，步进电动机分为反应式、永磁性和永磁感应式三类。
（1）反应式步进电动机
这类步进电动机结构简单，起动和运行时频率较高，步距角一般为。缺点是消耗功率较大，断电时无定位转矩。
（2）永磁性步进电动机
由于转子为永久磁钢，永磁式步进电动机断电时有定位转矩，消耗功率较小。但是，这种步进电动机 步角较大，起动和运行频率较低，并需要正、负脉冲供电。
（3）永磁感应式步进电动机
这种步进电动机步距角可做得较小，起动和运行频率较高，消耗功率较小，断电时有定位，转矩，兼有反应式和永磁式的优点，但制造工艺较复杂。
2. 简述细分驱动电路的基本工作原理和特点。（6分）
答：原理：
对每一控制脉冲，细分使其电流逐步增加达到脉冲的最大电流（Imax），又逐步减少达到脉冲的最小电流（0），从而可实现高精度运转、控制、分辨，以及提高步进精度。
特点：
1）在不改变电动机结构参数的情况下，能使步距角减少，但细分后的步距角精度不高，功率驱动电路也相应复杂；
2）能使步进电机运行平稳，提高匀速性，并能减弱或消除振荡。
3. 画出由CH250芯片实现步进电机三相六拍工作方式接线图。（8分）

4. 为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度? （5分）
答：机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。