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范文一：机电一体化系统
机电一体化系统复习资料
概念部分
1、 机电一体化系统基本要素
机电一体化系统一般包括七个基本结构要素：机械本体、动力部分、传感检测部分、执行部分、驱动部分、控制部分及信息处理单元。 2、 机电一体化系统各元素功能
3、 执行机构含义、种类
机械本体
含机械传动装置和机械结构装置——人的身体, 骨骼（数控的工作台, 丝杆等） 机械系统内涵：起传递功率，支承连接、执行功能。 机械系统种类和作用
1、传动机构：机电一体化系统中传动机构的主要功能是传递转矩和转速，实际上它是一种转矩、转速变换器。机械传动部件对伺服系统的伺服特性有很大影响，特别是其传动类型、传动方式、传动刚性以及传动的可靠性对系统的精度、稳定性和快速响应性有重大影响。
2、导向机构：其作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。该机构应能保证安全准确。
3、执行机构：用来完成操作任务，执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动下完成预定的操作，一般要求它具有较高的灵敏度、精确度、良好的重复性和可靠性等。
动力单元
1、按照机电一体化系统的控制要求，为系统提供能量和动力以保证系统正常运行。
2、机电一体化的显著特征之一，是用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出。
传感控制单元
1、自动检测——人的五官、皮肤（感应同步器, 光栅） 。
2、对系统运行过程中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并转换成可识别信号，传输到控制信息处理单元，经过分析、处理产生相应的控制信息。
执行和驱动单元
1、驱动单元:是在控制信息作用下，驱动各种执行机构完成各种动作和功能。 2、机电一体化技术一方面要求驱动单元具有高频率和快速响应等特性，同时又要求其对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性和可靠性；另一方面由于受几何上动作范围狭窄等限制，还需考虑维修方便，并且尽可能实行标准化、系列化、通用化。
3、常见执行和驱动单元：机械、电磁、电液执行机构和步进电机、交直流伺服电机驱动系统。
控制与信息处理单元
机电一体化系统的核心单元，其功能是将来自各传感器的检测信息和外部输入命
令进行集中、存储、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序发出相应的控制信号，通过输出接口送往执行机构，控制整个系统有目的地运行，并达到预期的性能。
1、接口连接机电一体化系统各个要素或子系统顺利进行物质、能量、信息交换的部件。
2、接口的基本功能：交换、放大、传递
3、机电一体化系统设计、调试和运行的难点在于接口部分。
系统机械技术特点
精度要求更高，结构更简单，功能更强大，性能更优越，同时还要有更好的可靠性、维护性和更新颖的结构。零部件要求模块化、标准化、规格化，对结构进行优化设计，采用新型复合材料使系统减轻重量，缩小体积，又不降低机械的静、动刚度，采用高精度导轨、精密滚珠丝杠、高精度主轴轴承和高精度齿轮等，以提高关键零部件的精度和可靠性；提高其互换性和维护性等。
机械本体部分
1、机械系统主要作用：接受电机或原动机（发电机等）传递来的能量，并进行转换；完成规定的动作，传递功率、传递运动，支承和连接相关部件。
2、机械系统通常是微机控制的伺服系统的组成部分。使系统各部分保持确定的位置——定位
3、多级传动系统中三种传动比分配原则
4、 滚珠丝杆基本功能和特点
5、机械手设计的基本要求？
机电传动系统的运动方程式（单轴）
一对齿轮传动总转动惯量
J ∑=J D
22
??L o ???z 1?2
???+J 1+?J 2+J s + M (kg ?cm ) 2π? z ?
???????2?
二对齿轮传动
传动总速比i=i1×i2 i1=z2/z1 i2=z4/z3
二对齿轮传动等效转动惯量计算
J ∑=J D +J 1+(J 2+J 3)(
?Z Z Z 12?L
) +?J 4+J S +(0) 2M ?(13) 2Z 22π??Z 2Z 4
转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
负载转矩的折算
基本原则：功率守恒原则。即折算前的多轴系统同折算后的单轴系统，在功率关系上保持不变。
则电动机轴上的负载功率是：P M =T L ωM （ωM 电动机角速度） {T}N.m=9550{ P}kw/{n}r/min
滚珠丝杠结构原理图
滚珠丝杆可将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
螺母和丝杆可互为主动、从动
总传动比三种原则的选择
具体工作条件进行选择
1、对于以提高传动精度和减小回程误差为主的降速齿轮传动链，可按输出轴转角误差最小的原则设计。若是增速机构，则应在开始几级就增速。
2、对于要求运动平稳。启动频繁和动态性能好的伺服减速机构，可按最小转动惯量和输出轴转角误差最小原则设计；
3、对于负载变化大的齿轮传动装置，各级传动比最好用不可约的比数，避免同时啮合。
4、对于质量要求尽可能小的降速传动链，按质量最小原则设计；
5、对于传动比很大的齿轮传动链，可把定轴轮系和行星齿轮系结合设计。
同步齿形带
同步齿形带基本组成
组成——源头刚轮1、柔轮
2、波发生器3组成。柔轮：有外齿的弹性薄壁件，刚轮是刚性内齿圈，波发生器是椭圆凸轮及压配在凸轮上的薄壁轴承。
同步齿形带特点
1、传动比大，单级为50—500，多级可达30000以上； 2、承载能力大：同时啮合齿数可达总齿数的30%—40%。 3、传动精度高：比齿轮传动精度高一级以上。 4、齿侧间隙小：可以调整到最小，减少回程误差。 5、传动平稳：基本无冲击振动。
6、结构简单、体积小、重量轻，可减少对应齿轮减速器的1//2到1/3。
同步齿形速比计算
波发生器输入ωi 刚轮固定，柔轮输出ω0，传动比i=ωi/ω0 = - ZR （ZG-ZR ） （负号表示转向相反）ZR 柔轮外齿数，ZG 刚轮内齿数柔轮固定，刚轮输出ω0 ，传动比i= ωi / ω0 = ZG（ZG-ZR ）
滚动导轨
1、两导轨之间为滚动摩擦，放置滚珠、滚柱、滚珠、滚针等实现无滑动的相对运动。
2、特点：磨损小、寿命长、定位精度高、灵敏度高、运动平稳可靠。结构复杂，几何精度要求高、抗震性差，防护要求高、制造困难。 3、适用：工作部件移动均匀、动作灵敏、精度要求高场合。
机械手
机械夹持器基本功能——夹持和松开
机械手夹持器设计计算要点
1、利用手指或卡爪与工件接触面间的摩擦力夹持工件，工件从静止状态开始可能有多种运动状态，受理情况是不同的。 2、除自重外，运动变速时有惯性力。 3、设计时，夹持本位很重要。 4、计算时，着重考虑正压力。
开关量输入／输出接口（ I / 0 ）
开关量输入接口
开关量输入电路可分为 3 类：直流输入接口、交流输入接口和交直流输入接口。 直流输入接口
直流输入接口所用的电源，一般由 PLC 内部 24V 直流电源供给。
交流输入接口
交直流输入接口
开关量输出接口（外部供电）
开关量输入输出单元接线
1、汇点式接线：输入或输出回路又一个公共端（汇集端）COM ，可以把全部输入或输出为一组，公用一个公共端和同一个电源；
2、分隔式接线：每个输入或输出点单独用各自电源接入，没有公共端汇点，有各自的COM 端，每个输入或输出是隔离的。
伺服系统
伺服系统（伺服机构、随动机构）——以机械量（如位移、速度、加速度、力、力矩等）为被控制量的自动控制系统。即系统输出能快速准确地跟随输入指令的变化。
分类：开环、半闭环、闭环伺服控制系统 开环：一般为步进电机驱动控制系统
半闭环、闭环：一般为伺服电机驱动控制系统
对伺服系统的基本要求
1、稳定性：作用在系统上扰动信号消失后系统能恢复到原来稳定状态下运行或在输入指令信号作用下系统能达到新的稳定运行状态的能力。
2、精度及系统误差：精度是指输出量复现输入指令信号，其准确程度由三种误差衡量，即动态、静态、稳态误差。
对伺服系统的影响精度因素
系统误差可以根据规律加以消除；
随机误差不能消除，只能控制在运行范围内。
步进电机概念
1、步进电机的含义——是自动控制系统中常见的执行元件，属于阶跃型同步电机，输入信号为脉冲电流；它能将输入的脉冲电流转换为阶跃型的角位移或直线位移，即每接收到一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度（步距角）或前进一步；
2、步进电机基本特点——直接接受数字信号，不需要进行数模转换；转动惯量小，在电机允许范围内能够快速启动和停止；定位精度非常高，虽然步距角有误差，但一圈后可以消除误差、无积累误差；工作状态不易受各种干扰因素（如电源电压波动、电流大小波动、温度变化）的影响，只要干扰大小未引起丢步（输入脉冲后未能使电机转动），就不会影响工作。
3、步进电机的典型应用——需要精确定位场合，如机床进给系统、转盘驱动系统、绘图机、打印机；工业控制系统中，可不需要传感器就可达到精确定位，在开环控制系统中广泛使用。
步进电机运行特性、性能指标及意义
1、分辨力——在一个电脉冲作用下（即一拍），电机转过的角位移，即步距角α。 α越小分辨力越高。常用有0.6°/1.2°、0.9°/1.8°、1°/2°、1.5°/3°等。反应式电机一般为1.5°；永磁式7.5°或15°；混合式两相1.8°，五相0.72°。
2、额定电压——驱动电源供给的电压，一般不等于加在绕组两端的电压；额定电流——电机不动时第一相绕组允许通过的电流，而转动时每相绕组通过的是脉冲电流。 3、静态特性——在稳定状态下的特性，包括静转矩、矩—角特性及静态稳定区。
步距角
1、在一个电脉冲作用下（即一拍），电机转子转过的角位移称为步距角。
2、步距角愈小，则驱动控制的精度愈高。作为控制系统而言，也认为是分辨率高。
3、一般反应式步进电机的步距角为0.75°～3°。 4、特殊情况下，步距角0.036 °，即一转能达到1000步（每转步数称分辨率）。 通过细分电路（将一个脉冲分解成若干等距脉冲），可以细化分辨率，但精度不一定提高。
5、矩角特性：单项通电的静态转矩T 与失调角θ的变化曲线。外加转矩取消，电机能会未定平衡点（ θ=0）。
步进电机启动频率f q
1、fq ：步进电机由静止突然启动，进入不失步的正常运行所允许的最高启动频率称为的启动频率或突跳频率。
2、若系统启动时频率大于启动频率，步进电机就不能正常启动。
根据加工精度确定脉冲当量选择步距角
1、脉冲当量δ：步进电机一个脉冲（或一个步距角）经过传动链使得执行机构移动的距离。
2、脉冲当量的设定与加工精度和执行机构位移分辨率有关。 对于滚珠丝杆螺母传动机构：
步距角 β = 360°·δ / P· i
Β为步距角（°） P: 丝杆螺距（mm ） i传动比 δ 脉冲当量 其中P 通过计算得到，i 通过计算分配（不超过三级传动）
根据进给速度（最高）确定步进电机工作频频率
1、找到执行机构最高运行速度和电机频率的关系。其运行速度收电机最高频率限制。
2、电机样本一般给出电机最高频率；
3
根据负载转矩或阻力选择步进电机转矩 1、若执行机构速度（如进给速度） 要求的频率大于启动频率， 电机有加速运动。
2、电机转矩须克服负载转矩 （含负载转矩+摩擦阻力局等）
和惯性转矩。必须克服最大峰值转矩。
3、一般加上保险系数1.05—1.1。做出负载图（在速度上的分布情况）与厂家样本给出的矩频特性图比较，与负载匹配。要求各段负载转矩钧小于矩频特性上转矩，并留有余地。
根据初选电机惯频特性校核系统启动性能
根据惯频特性查出电机带负载惯量后的启动频率应满足系统要求。通过计算则一般是：TL/Tm≤0.5 JL/Jm ≤4
根据矩频特性计算加减时间校核系统快速性
1、步进电机带摩擦和负载后的启动频率较低（如步距角1.5°时，启动频率不超过1000Hz ），因此不能满足伺服系统的快速要求需要采用加减速电路。
2、加减时间对系统快速性影响极大，可根据矩频特性分段线性化粗略计算加减时间。
计算结果的时间大于系统允许的加、减时间或整个行程的平均速度低于系统的要求，则应该重新选择电机或传动比。
根据电机精度和矩角特性校对静态定位误差
1、静态定位误差=步距误差+传动累计误差+负载摩擦引起随机误差 2、负载摩擦引起随机误差可从矩角特性作出，或近似计算
3、若定位误差不能满足系统要求，重选高精度等级的电机或减小步距角或采用细分电路等措施。
伺服系统
1、 伺服控制系统的含义
2、 闭环、半闭环、开环控制系统的异同，用途
3、 步进电机步距角、相、工作方式、拍等含义
4、 如何使步进电机换向和变速
5、 步进电机驱动器拨码开关的作用
6、 变频调速器组成
7、 变频调速有哪两种
8、 变频调速器主要接线端子
9、 伺服电机与配套电机的异同
10、比较闭环、半闭环、开环控制
步进电机的PLC 控制
其中：步进电机驱动器一端提供与PLC 相连的转速信号CP 、转向信号DIR 、启动信号EN
；一端提供与步进电机相线（U 、u 、V 、v ）相连的驱动接口。
驱动器与PLC 接线图
步进电机驱动器及接线
两相步进电机接线图
1. PLS+、PLS-：步进电机驱动器脉冲信号端子，接受PLC 发来的脉冲信号。
2. DIR+、DIR-：步进电机驱动器方向信号端子。
3. FREE+、FREE-：为脱机信号。被接步进电机每脉冲信号输入时具有自锁功能，可锁住转子不动。有脱机信号时解除自锁功能，转自出于自由状态不响应步进脉冲。
4. V+、GDN ：驱动器直流电源端子。交流电源较少。
分析实例
步进电机点动控制——按下正转按钮电机正转，电动速度是1r/s。步进电机细分数为2000脉冲/r。
控制信号规定：X1正转、X2反转，Y0脉冲输出点，Y2方向信号（断开正转，接通反转）。
计算脉冲频率：因速度为1r/s，细分数2000脉冲/r。则频率2000（脉冲/s），即脉冲频率设定为2000Hz 。
程序：
说明：脉冲数量不一定如程序中的99999999，只要设定数量足够大就可以。因为点动对对脉冲数量不确定，按下按钮就转。若脉冲数量小于点动值，脉冲走完电机就会停止。
变频调速原则及其机械特性
常见方法——恒磁通、恒流、恒功率变频调速
1、恒磁通变频调速：保持磁通量恒定，须使电压随频率成正比变化，即定子电压和频率比值不变，输出转矩也恒定。这种按比例的协调控制方式恒转矩调速。由此改变电源频率以改变同步转速。
结论：异步电机恒磁通变频调速必须在变频的同时进行调压，并在低频时加以定子电阻压降补偿，以获得恒磁通恒转矩的调速特性。
2、恒流变频调速：在变频调速过程中始终保持定子的电流恒定，通过电流调节器的闭环控制，保持电机定子电流不变。
特点：恒转矩调速，变频时最大转矩不受影响，但较小，过载低。线路简单，工作可靠。
3、恒功率变频调速：电机在额定转速以上运行，则恒磁通、恒电流调速受限。采用恒顾虑的变频调速，即电枢电压一定减弱磁通的办法。
电机变频调速控制系统 异步电机调速原理与控制方式
1、基频以下调速
2、基频以上调速
变频调速的接口及系统实例
FR —700型变频器多段速控制
FR —700控制回路接线
PLC 控制变频器的方法一
PLC 开关量控制变频器
PLC可以通过持续控制输出信号，由输出信号控制变频器的启动、停止、复位，同时控制变频器的高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。 特点：由于采用开关量来控制，调速曲线不是一条连续平滑的曲线，无法实现精细的速度调节。
用途：用于调速精度不高，无需反馈的控制回路中。
PLC 控制变频器的方法二
PLC 的模拟量信号控制变频器
通过PLC 配置的模拟量模块，由PLC 数字量通过模拟量模块转换成模拟信号，如电压、电流信号控制变频器，从而控制电动机的速度。
特点：PLC 编程方便简单，调速曲线平滑连续、工作稳定
但在大规模生产线中，控制电缆较长，模拟量模块采用电压信号输出时，线路有较大电压降，影响系统稳定性和可靠性。
控制的变频器数量越多，需要的模拟量模块越多，总体硬件配置价格就高。
范文二：机电一体化系统
《机电一体化系统》学习辅导资源 单选题
1、 电子点火器使用了()个检测传感器
2、 属于点位直线控制的数控机床是()
3、 属于点位控制数控机床的是()
4、 加工中心与数控铣床的区别在于()
5、 在不影响系统刚度前提下机械传动部分的重量和转动惯量应() 6、 滚珠丝杠副的螺纹道截面型式有()之分
7、 下列哪个属于滚珠式直线导轨的特点()
8、 液体静压导轨比气体惊讶导轨刚度()
9、 用于长度、厚度、应变、振动和偏转角等参数测量的是() 10、 用于位移、压力、应变、气流流速和液体流量等参数的测量是() 11、 A/D转换器是把模拟量变换成计算机能接收的()进制数字信号 12、 用于强光、光通量和唯一等参数的测量的是()
13、 作用于系统的各种扰动信号引起的稳态误差称为() 14、 故障按发生的时期分为()种
15、 用于将交流电转换成电压可调的直流电，给电动机供电的元件是() 16、 用于将电压不可调的交流电转换成电压可调的交流电的元件是() 17、 密珠轴承，滚珠与内外圈之间保持有()的预加过盈量，以消除间隙、增加刚度和回转精度
18、 磁轴承的最高速度可达到()
19、 异步交流伺服电动机主要用于()控制系统中
20、 热变形式微动装置利用()作为动力源
21、 真空吸盘控制()换向阀的开合实现对工件的吸附和脱开 22、 ()用于小件搬运，也可根据工件形状、尺寸、重量的不同将多个真空吸附手组合使用
23、 与液体静压轴承相比，气压静压轴承具有()特点
24、 选择不尽电动机时，为保证电动机有足够的输出转矩而不失步，应使步进电动机的转矩—频率工作点落在特性曲线()
25、 起到自动操作、自动调节和安全保护等重要作用的是() 26、 555集成电路共有()个引脚
27、 隧道二极管主要用于()电路
28、 在电路中用于分压、分流、滤波、偶合、阻抗匹配以及作为负载的的电气元件是() 29、 具有隔直流和通交流能力的电子元件是()
30、 用于低频偶合、旁路的电容宜选用()介质电容
31、 电容基本单位是“法拉”符号为()
32、 强电干扰是由驱动电路中的强电元件在()时产生的过电压和冲击电流 33、 工业控制计算机系统的软件包括适应工业控制的() 34、 一般中型的PLC都有()个CPU
35、 MCS-51系列单片机具有()个I/O口
36、 属于PLC特点的是()
37、 "机电一体化"与英文单词()一致
38、 机电一体化的英文缩写起源于的国家是()
39、 法兰盘、联轴器和插座属于()接口
40、 根据变换和调整减速和导轨机属于()接口
单选题参考答案
1、 B 2、 B 3、 B 4、 B 5、 C 6、 D 7、 C 8、 A 9、 C 10、 B 11、 A 12、 D 13、 C 14、 C 15、 B 16、 C 17、 C 18、 B 19、 C 20、 B 21、 C 22、 C 23、 C 24、 B 25、 D 26、 D 27、 C 28、 D 29、 B 30、 A 31、 D 32、 C 33、 D 34、 B 35、 D 36、 D 37、 C 38、 D 39、 D
40、 B
多选题
41、 CNC机床按刀具相对工件移动的轨迹可分为()数控机床 42、 模糊智能点钞机采用()等多种技术与模糊逻辑算法相结合 43、 CNC数控机床经历了哪几代()
44、 模糊智能点钞机由下列哪几部分构成
45、 加工中心刀库由下列哪几部分组成()
46、 未来机器人应具有()特点
47、 机电一体化机械系统必须满足的基本要求是() 响应快速和良好的稳定性
48、 齿轮传动具有()优点
49、 滚动直线导轨具有()特点
50、 现代机械系统与传统机械系统相比，更强调() 51、 啮合传动装置可分为()
52、 在选择和设计导轨副时，要从()方面考虑 53、 下列哪个属于敏感元件()
54、 集成采样-保持器的特点是()
55、 属于半导体多路开关特点的是()
56、 光电传感器用于()等参数测量
57、 衡量传感器静态特性的主要技术指标是()和分辨力等 58、 单片机具有哪些特点()
59、 控制系统的结构图包含()基本单元
60、 表征可靠性的特征量主要有()
61、 常用的自诊断技术有()
62、 一个完整的机电一体化系统包括()及被控对象组成 63、 下列哪些属于提高机电一体化系统可靠性的方法() 64、 常用的冗余结构有哪几种形式()
65、 机械能流支持系统一般由()组成
66、 主轴部件要求具有足够的()
67、 执行装置运动设计旨在保证运动件具有一定的() 68、 与普通轴承相比，液体静压轴承具有摩擦阻力小()抗振性好和回转精度高的优点
69、 步进电机具有()优点
70、 在机电一体化系统中，伺服电动机的性能应具备()要求 71、 微动装置按其传动原理不同分为()弹性变形式和压电式等多种形式 72、 磁致伸缩式微动装置的特点是()
73、 工业机器人末端因用途不同而结构各异，一般可分为() 74、 常用的伺服电动机有()
75、 直流伺服电动机广泛应用于()
76、 选用交流伺服电动机时，要考虑()因素
77、 构成模拟电路的主要元件包括电阻、()、电感线圈、()、()、()、石英谐振器和继
电器
78、 数字信号主要特点有()、通用性强
79、 常用的组合逻辑电路有()
80、 集成电路优越性表现在()
81、 传导型干扰可分为()
82、 利用电容的充放电特性，可组成()电路 83、 集成运放具有的特点是()
84、 在继承电路替换中要掌握下列哪些原则() 85、 对于高品质的设备应选用()电阻 86、 选用继电器应考虑的环境和工作条件包括() 87、 针对交流电网采取的抗干扰措施主要有() 88、 辐射型干扰可分为()
89、 单片机是将()和定时/计数器等集成在一个硅片上 90、 一个PLC控制系统由()构成
91、 设计单片机控制系统一般要经历( )和文档编制等5个步骤
92、 计算机控制系统具有的优点
93、 工业控制计算机系统的基本要求() 94、 用单片机组成计算机控制系统具有哪些特点() 95、 常见伺服驱动有()
96、 接口技术正向()等方向发展
97、 一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素()
98、 根据I/O接口功能，接口可分为() 99、 接口按变换和调整的功能科分为() 100、 目前，伺服驱动技术存在的问题是()
多选题参考答案
41、 ABC
42、 ABCD
43、 ABCDE
44、 ABCD
45、 ABCDE
46、 ABCD
47、 ABC
48、 ABCD
49、 ABC
50、 ABC
51、 ABCD
52、 ABCD
53、 ABCD
54、 BCD
55、 ABC
56、 ABC
57、 ABCD
58、 BCD
59、 ABCD
60、 ABC
61、 ACD
62、 ABCDE
63、 ABCD
64、 ABC
65、 ABCD 66、 ABCDE 67、 ABC
68、 ABCD 69、 ABC
70、 ABCD 71、 ABCD 72、 ABCD 73、 ABC
74、 ABC
75、 BC
76、 ABC
77、 ABCD 78、 ABCD 79、 ABCD 80、 ABC
81、 ACD
82、 ABCD 83、 BCD
84、 ABCD 85、 B
86、 ABCDE 87、 ACD
88、 AC
89、 ABCD 90、 ABCD 91、 ABCD 92、 ABCD 93、 ABCDE 94、 ABD
95、 ABCD 96、 ABC
97、 ABCD 98、 ABCE 99、 ABCD 100、 AB
判断题
101、 CNC称为计算机数控
102、 加工中心不能实现自动换刀
103、 工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器的能够转动并通过自动完成各种
移动来代替人类劳动的通用机器
104、 电子控制自动变速控制系统主要有电液自动变速、手动换挡变速器自动变速和无极
变速
105、 ABS可汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离
106、 一般数控机床结构复杂，能加工工艺复杂的零件
107、 数控转摆机床不属于多坐标数控机床
108、 加工中心能将工件一次装夹后完成多道工序的加工
109、 数控车床属于轮廓控制数控机床
110、 工业机器人将朝着微型化、小型化特点发展
111、 钞票的真伪是通过此外先发射接收电路来完成的
112、 自动变速系统的电子控制具有操作简单、提高行车安全性的特点 113、 加工中心可以在一次装夹后自动完成钻、铣、镗、铰和攻螺纹等多道工序 114、 加工中心具有刚性好、精度高和柔性大等特点
115、 数控铣床属于点位控制数控机床
116、 滚动直线导轨按滚动体的形状不同可分为滚珠式和滚柱式两种 117、 滚珠丝杠副种滚珠的循环方式有内循环和外循环
118、 滚珠丝杆不能自锁
119、 在GB/T 17587.3--1998《滚珠丝杠副精度》中，标准公差等级分为级，即公差等级1、2、3、4、5、6、7
120、 齿轮传动装置调整间隙方法有错齿法和偏心套法两种
121、 机械系统一般由电动机、传动装置、导向装置和执行装置组成 122、 按传递力的方法分，机械传动装置可分为摩擦传动装置和啮合传动装置 123、 常用的滚珠丝杠消隙法是螺母加预紧力
124、 在传动系统方案设计时尽可能采用较长的运动链
125、 摩擦传动装置可分为摩擦轮传动装置和带传动装置
126、 传动副中的摩擦力是一种主要的阻力
127、 系统阻尼越大，系统动力损失越多
128、 系统刚度越小，动力损失越小
129、 滚珠丝杠副是精密机械以及各种机电一体化产品中不可缺少的传动机构 130、 滚珠丝杠副可将回转运动变为直线运动
131、 能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置称为传感器
132、 半导体多路开关有机械磨损，寿命短
133、 集成采样-保持器，采样速度慢、精度不高
134、 机电一体化系统中，传感器被广泛应用于控制对象的检测、监控和反馈，以提供给控制器输入信号
135、 在大型设备安全经济运行监测监测中检测技术被广泛应用 136、 输入接口电路的作用是把传感器输入的模拟量转换成计算机所能接收的数字量 137、 多路开关通道必须用锁存器保存通道号
138、 A/D转换器是把模拟量变换成计算机能接收的十进制数字信号 139、 传感器一般由敏感元件和传感元件两部分组成
140、 半导体多路开关有转换速度慢的特点
141、 集成采样-保持器，下降速度慢的特点
142、 谐振式传感器不能用于测量压力
143、 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变电容介质的性质和含量，从而改变电容量的原理制成
144、 线性度是衡量传感器静态特征的唯一指标
145、 传感器一般分为静态特性和动态特性两大类
146、 开环控制输出量会对系统的控制发生影响
147、 晶闸管触发-整流装置广泛应用于交流调速系统
148、 系统的可靠性是指系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力 149、 抗干扰技术主要用以减少或消除各种干扰信号对系统的影响 150、 开环控制盒反馈控制是自动控制系统的基本控制方式 151、 开环控制具有输出量不会对系统的控制作用发生影响的特点 152、 闭环控制具有对系统的控制作用产生影响的特点
153、 脉宽调制变换器是将电压不可调的交流电转换成电压可调的交流电 154、 晶闸管交流调压器是将电压不可调的直流电转换成电压可调的直流电 155、 脉宽调制变换器性能要优于晶闸管整流装置
156、 交流电动器由定子和转子两部分组成
157、 改变定子电流频率f1可以调节交流电动机转速
158、 系统的可靠性由固有可靠性和使用可靠性组成
159、 只要提高系统设计和制造的质量就能提高机电一体化系统的可靠性 160、 常用的自诊断技术有开机自诊断、运行自诊断和脱机自诊断 161、 微动装置一般要求灵敏度高、传动灵活、平稳，无爬行 162、 热变形微动装置具有刚度低的特点
163、 定位装置通常采用分度机构和定位装置的组合形式来实现精度定位要求 164、 数控车床的执行装置为车床的主轴和刀架
165、 执行装置的运动形式主要有回转运动、直线运动
166、 回转精度是指在运转过程中轴的瞬间回转中心线的变动情况 167、 步进电机广泛应用在开环控制的伺服系统中
168、 直流伺服电动机的控制方式主要有电枢电压控制和励磁磁场控制两种 169、 交流伺服电动机是有电刷电动机
170、 提高传动系统的刚度可消除爬行现象
171、 微动装置在医学领域各种微型手术器械中均采用
172、 微动装置用于精确、微量地调节某些部件的相对位置 173、 机械式微动装置的灵敏度高
174、 电磁吸盘通过电线圈的磁场对可磁化材料的作用力来实现对工件的吸附作用 175、 电磁吸盘具有结构简单，价格昂贵的特点
176、 执行装置设计主要包括功能分析、运动设计机结构设计等几方面 177、 陶瓷滚动轴承主要用于低速运动主轴的支持
178、 用热变形小的材料可以提高结构的热稳定性
179、 控制热源可以提高热稳定性
180、 伺服电动机是把电信号转换为机械运动
181、 步进电动机分为反应时、永磁式和混合式三种
182、 步距误差主要决定于步进电动机的制造误差
183、 交流伺服系统多为开环控制
184、 同步交流伺服电动机目前在数控机床和工业机器人等小功率场合得到较广泛的应用
185、 在步距角大、运动速度低、对定位性能要求高的场合适用于混合式步进电动机 186、 在步距角小、功率下以及价格低的场合适宜选用反应式步进电动机 187、 在步距角小，又要求定位性能好的场合适宜选用永磁式步进电动机
188、 动力装置的作用是将电能或液(气)压能转换为机械能 189、 步进气缸将气压能转换为直线运动的机械能 190、 磁致伸缩式微动装置利用某些材料在磁场作用下具有改变尺寸的磁致伸缩效应来
实现微量位移
191、 电阻的测量可以直接用万用表或晶体管图示仪进行 192、 变压器能起到变换前后级阻抗而使阻抗匹配的作用 193、 万用表不能测量二极管正负性和是否被击穿 194、 在逆变器中，晶闸管是作为开关电器使用的 195、 最基本的逻辑电路有与门、或门和非门
196、 塑料不能作为集成电路的封装材料
197、 PID调节中，微分调节的作用是对产生信号进行比例放大 198、 7800集成电路的作用是将未经过稳压的直流电压变换成稳定的直流电压
199、 集成电路要消除集成电路的自激现象
200、 晶闸管触发电路不猛控制负载电压的高低
201、 集成运算放大器可以完成信号的比例放大
202、 电阻的阻值表示方法有数值表示法和色环表示法 203、 高频高压电路应选用云母介质和瓷质电容
204、 在高频电路中，应使用高频损失小的高频瓷才来作线圈骨架 205、 电感线圈的主要参数有电压比、效率和频率响应等 206、 二极管是电子线路中起电压放大、开关盒信号反响等作用 207、 双稳态继承触发器具有记忆和存储信息的功能 208、 对交流电网采取的抗干烧措施有稳压、滤波和隔离 209、 在高频电路中，应使用合成电阻或普通的线绕电阻 210、 电容器的容量和允许误差有数值表示法和色环表示法 211、 电感线圈是根据电磁感应原理制成的器件
212、 晶闸管是一种能进行强电控制的大功率半导体器件 213、 晶闸管柏旭有专门的触发电路才能正常工作 214、 集成运放可以完成信号的差动放大
215、 集成运放电路时一种理想的交流放大器
216、 印制电路板合理的布线是防止干扰、提高电路性能 217、 对于高频电路，应就近采用单点接地
218、 集成电路可以在超极限条件下工作
219、 集成电路在使用时要正确控制输入信号的强度 220、 继承电路在使用时要注意引脚的排列顺序
221、 微机控制系统是按编制好的程序完成系统信息采集、加工处理、分析和判断并作出
调节和控制
222、 可编程控制器编程复杂，使用不方便
223、 可编程控制器是将继电器逻辑控制技术与计算机技术相结合而发展起来的一种工
业控制计算机系统
224、 对于模拟信号，需要用A/D转换器进行数字量转换 225、 传感器有三类，即模拟量、频率量和开关量 226、 一般中型的PLC中，只有字处理器
227、 I/O接口模版是PLC与工业现场进行信号联系，并完成电平装换的桥梁 228、 工业控制计算机系统的硬件由计算机基本系统、人机对话系统、系统支持模块和过
程I/O组成
229、 工业控制计算机系统应具有完善的过程I/O功能 230、 工业控制计算机系统应具有实时监控功能
231、 工业控制计算机系统应具有较强的环境适应性和抗干扰能力 232、 单片机是把计算机系统硬件的主要部分都集成在一个芯片上的单芯片微型计算机
233、 单片机组成的计算机控制系统具有易扩展的特点 234、 单片机组成的计算机控制系统具有片内存储器容量较大的特点 235、 可编程控制器具有控制程序可变，有很好的柔性的特点 236、 机电一体化系统的构成要素使其具备了控制功能、检测功能、操作功能、构造功能
5种功能
237、 小型化和轻型化是指与微细加工技术类似的一种表现，由利于提高机械的性能。
238、 常用的机电一体化设计方法有机电互补法和融合法 239、 机电一体化系统的内部运行机制是隐蔽的
240、 传真机是在信息机器中与电子设备有机结合的产品 241、 电子交换机是利用电子设备替换机械本体工作的产品 242、 机电一体化产品的主要特征是自动化操作
243、 机电互补法不能简化产品结构和重量
244、 CNC基础是利用接口技术的机电一体化产品 245、 机电一体化系统都具有安全保护系统和自动启动系统 246、 机电一体化系统中机械技术是机电一体化系统实现自动控制的关键环节
247、 机电一体化系统中传感器技术是机电一体化的感受器官，是自动调节的关键环节
248、 接口技术不能完成信息交换
249、 防尘过滤器属于物理接口
250、 自动控制技术要具有精度高、稳定性好等特点
判断题参考答案
101、 正确
102、 错误
103、 正确
104、 正确
105、 正确
106、 正确
107、 错误
108、 正确
109、 正确
110、 正确
111、 正确
112、 正确
113、 正确
114、 正确
115、 错误
116、 正确
117、 正确
118、 正确
119、 错误 120、 正确 121、 错误 122、 正确 123、 错误 124、 错误 125、 正确 126、 正确 127、 正确 128、 错误 129、 正确 130、 正确 131、 正确 132、 错误 133、 错误 134、 正确 135、 正确 136、 正确 137、 正确 138、 错误 139、 正确 140、 错误 141、 错误 142、 错误 143、 正确 144、 错误 145、 正确 146、 错误 147、 错误 148、 正确 149、 正确 150、 正确 151、 正确 152、 正确 153、 错误 154、 错误 155、 正确 156、 正确 157、 正确 158、 正确 159、 错误 160、 正确 161、 正确 162、 错误
163、 正确 164、 正确 165、 错误 166、 正确 167、 正确 168、 正确 169、 错误 170、 正确 171、 正确 172、 正确 173、 错误 174、 正确 175、 错误 176、 正确 177、 错误 178、 正确 179、 正确 180、 正确 181、 正确 182、 正确 183、 错误 184、 正确 185、 错误 186、 正确 187、 错误 188、 正确 189、 正确 190、 正确 191、 正确 192、 正确 193、 错误 194、 正确 195、 正确 196、 错误 197、 错误 198、 正确 199、 正确 200、 错误 201、 正确 202、 正确 203、 正确 204、 正确 205、 错误 206、 错误
207、 正确 208、 正确 209、 错误 210、 正确 211、 正确 212、 正确 213、 正确 214、 正确 215、 错误 216、 正确 217、 错误 218、 错误 219、 正确 220、 正确 221、 正确 222、 错误 223、 正确 224、 正确 225、 正确 226、 错误 227、 正确 228、 正确 229、 正确 230、 正确 231、 正确 232、 正确 233、 正确 234、 错误 235、 正确 236、 正确 237、 正确 238、 错误 239、 正确 240、 正确 241、 错误 242、 正确 243、 错误 244、 正确 245、 正确 246、 错误 247、 正确 248、 错误 249、 错误 250、 正确
范文三：屋面系统一体化
屋面系统一体化施工工法
莱西市建筑总公司
1、前言
屋面系统一体化施工工艺是有德国引进的先进施工工艺,不但能有效解 决当今建筑屋面的五大现状:渗漏、危险、返修、闷顶、丑陋。并且环保、 施工方便、快捷,有效的节约成本,缩短施工工期。
2、特点
在屋面工程施工中 , 采取先进的材料,比如:墅立封环保型建筑防水密封 膏、铝箔隔热防水垫层、通封卷材、普立得卷材等,靠着从德国引进的先进 技术,及环保、施工又快捷、安全。
3、适用范围
屋面系统一体化施工适用于各种屋面要求高、工期短、屋面施工难度大 的屋面工程
4、工艺原理
屋面系统一体化施工最重要的是其核心产品墅立封环保型建筑防水密封 膏,墅立封能与砼、塑料和金属等各种材质面长期粘结,富有橡胶弹性,密 封防水效果好,施工简便,密封防水效果突出,抗裂性能好。无毒无害,安 全环保,质量可靠。
5、工艺流程及操作要点
5.1、工艺流程
①基层找平处理→②防水附加层→③防水层铺设→④顺水条铺设→⑤保 温板铺设→⑥挂瓦条安装→⑦安装屋面瓦→⑧节点收口处理
5.2、操作要点
5.2.1基层找平处理:找平层平整度误差±5mm ,修补铲除表面凹凸物。 5.2.2防水附加层:涂刷节点防水涂料
5.2.3防水层铺设:涂刷墅立封环保型建筑防水密封膏
5.2.4顺水条铺设:垂直檐口弹顺水条位置线(间距 600mm )过防水层订 眼加入自闭橡胶垫片,入基层膨胀丝处注入高模量密封胶。
5.2.5保温板铺设:将保温板严密嵌实到顺水条之间, 屋面变形缝处按实 际尺寸整板切割嵌入;将保温板平整有序铺设,排水板由斜屋面右下角铺。 5.2.6挂瓦条安装:将屋面尺寸计算挂瓦条间距, 上下挂高低线保证挂瓦
条高低误差±5mm ,挂瓦条左右拉通线±2mm ;挂瓦条固定牢固,拉拔强度大 于 10兆帕。
5.2.7安装屋面瓦:安装定制成型铝制排水槽,由低到高做坡度顺滑,水 槽无波折,低口宽度≧ 200mm ;安装主瓦应该自右向左,由下而上铺设,瓦缝 应统一密实,平板瓦应隔排错缝铺设;波形瓦应齐缝铺设。平整度±5mm ,相 邻瓦低口平直度±2mm ;脊瓦安装应拉直线固定成品支架,加装托瓦木条,铺 设耐候通风防水卷材,做到屋脊线明晰顺直。
5.2.8节点收口处理:使用成品泛水卷材粘贴瓦与山墙、 烟囱处铝制压条 固定打胶处理,做到卷材粘贴密实,压条平直;出瓦面避雷,管口使用丁基 卷材做包裹处理。
6、材料
6.1. 墅立封环保型建筑防水密封膏
6.2. 铝箔隔热防水垫层
6.3. 墅封压条
6.4. 通封卷材
6.5. 普立得卷材
6.6. 自闭胶垫
7、质量控制
7.1.屋脊节点做法:采用瑞固支架干法施工,脊瓦下铺设通封卷材,自 攻钉将瑞固搭扣、脊瓦钉在通长方木上。干法屋脊形成空气隔热层,节能保 温;搭接稳固,安全性高、通风性好;简化施工,易懂易操作,使屋面更轻 盈
。
7.2.山墙泛水节点:采用柔性泛水处理,用墅封压条压实,并用密封胶 封严。这样不仅可塑性高,黏贴性好,耐久性好,增强节点防水性,更大大 增强了屋面整体美观性。
7.3女儿墙节点:女儿墙阴角中部位置做分水岭; 底排瓦挂瓦条与立墙用 柔性泛水做倒水沟,端部用墅封条压实,并用密封胶密封,此泛水处应在挂 瓦前施工。
7.4.出屋面管道节点:采用柔性泛水处理,端口用管箍固定,并且用密 封胶封严。
7.5排水沟节点:天沟部位应沿天沟中心线增设附加防水层, 宽度不应小
于 1000mm ,并覆盖包裹垫木,顺水条和瓦材的铺设应顺水流方向进行。
7.6檐口节点:取消反台结构,消除漏水隐患;屋面附加防水层应与檐 沟内防水层连为一体;檐口第一排瓦采用抑风口扣紧固搭接,增强抗风性; 水平防火隔离带置于檐沟下侧,宽度不小于 500mm 。
8、劳力组织及安全措施
8.1劳动力进场后,经安全教育、质量培训、技术交底,并经专业知识考 核后准予上岗。
9、效益分析
9.1. 我公司在海尔学府工程坡屋面施工过程中引进德国先进的施工工艺 “房屋系统一体化” ,既保证了工程质量,又美观、大方、实用。不但节约人 工费用,同时缩短了施工工期,节约了工程间接费用。屋面系统一体化的应 用,即保证了工程质量,在最大程度上方便时时监督、和验收。同时减少了 环境污染,产生了良好的社会效益。
很显然使用房屋系统一体化其更具有连接简单、施工方便、工期短等优 点 , 值得我们今后继续推广和广泛应用。
10、工程实例
海尔学府工程位于青岛市市北区抚顺支路 9号,总建筑面积 24000平方 米,地下一层,为地下车库和人防工程,地上 4+1/5+1层,为高端住宅工程。 主体为钢筋混凝土剪力墙结构, 基础采用独立基础加筏板形式。 该工程于 2015年 5月 1日开工建设,计划于 2016年 7月 28日竣工。
范文四：机电一体化系统
机电一体化系统的核心是电子技术,也就是电力电子技术。 B 错误
机电一体化技术是以机械为核心,微电子技术为主体的综合性技术。 A 正确
按机电一体化产品和系统的用途分类,有产业机械和()。 A 信息机械 B 民生机械 正确答案:AB
机电一体化产品一般都具有()等功能。 A 自动监视 B 自动报警 C 自动诊断 D 自动保护 E 自动编程 正确答案:ABCD
机电一体化技术是从系统工程的观点出发,应用机械、微电子等有关技术,使机械、电子相互独立,实现系统或产品整体最优的综合性技术。 B 错误
在机电一体化产品中,实现信息处理技术的主要工具是()。 A 传感器 B 计算机 C 驱动器 正确答案:B
自动控制是在人直接控制的情况下,使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。 B 错误
伺服驱动技术直接影响着机电一体化产品的功能执行和操作,对产品的动态性能、稳定性能、操作精度和控制质量等具有决定性的影响。 A 正确
机电一体化系统是通过许多接口将各组成要素的输入 /输出联系成一体的系统。 A 正确
机电一体化系统各要素及各子系统之间的接口性能是综合系统性能好坏的决定性因素。 A 正确
为了开发出具有较强竞争能力的机电一体化产品,系统总体设计除考虑优化设计外,还包括()。
A 可靠性设计 B 标准化设计 C 系列化设计 D 造型设计 E 相对设计 正确答案:ABCD
一个典型的机电一体化产品的机械系统主要包括传动机构、导向机构、执行机构以及()。 A 轴系 C 机座或机架 正确答案:AC
机电一体化机械系统中传动机构的主要功能是传递转速。 B 错误
机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比,要求具有较好的静态特性,即动作响应要快、稳定性要好,以满足伺服系统的设计要求。 B 错误
机电一体化系统的稳定性是指其工作速度稳定的能力。 B 错误
系统的快速响应性是要求机械系统运行速度快 。 B 错误
传动系统的惯性可用转动惯量来计算,它主要取决于机构中各部件的()。 A 质量 B 尺寸 C 精度 正确答案:AB
传动系统的固有频率与传动部件的质量和综合刚度有关,减小刚度或增加质量可提高系统的固有频率。 B 错误
机电一体化系统中常用的机械传动机构有螺旋传动、齿轮传动和()。 A 同步带传动 B 高速带传动 C 低速带传动 正确答案:AB
页码:22
机械传动系统的设计任务包括()。 A 系统设计 B 结构设计 C 工艺设计 D 造型设计 正确答案:AB
机电一体化的机械系统应具有良好的伺服性能,并要求机械传动部件有足够的()。 A 转动惯量 B 制造精度 C 固有频率 正确答案:B 在不影响系统刚度的条件下,机械传动系统的质量和转动惯量应尽可能大。 B 错误
机械传动系统的转动惯量大会产生的不利影响有:机械负载增加、响应速度降低和() A 固有频率下降 B 谐振频率增高 C 谐振频率降低 正确答案:AC
为保证系统具有较好的快速响应性,通常希望伺服传动系统具有小惯量。 A 正确
机械部件产生振动时,系统中阻尼越大,则()。 A 最大振幅越小 B 振动衰减越快 C 衰减越慢 正确答案:AB
机械传动系统中,影响系统传动精度的误差可分为()。 A 传动误差 B 回程误差 C 测量误差 正确答案:AB
由于传动误差的存在,会使输出轴的运动时而超前,时而滞后。 A 正确
回程误差是输入轴固定时,输出轴可以任意转动的转角量。 A 正确
减少传动级数,也就减少了产生误差的环节。 A 正确
在减速传动中,精度较高的传动机构应布置在高速轴上,这样可以减少低速轴上的误差。 B 错误
螺旋传动机构主要用来将旋转运动变换为直线运动但不能将直线运动变为旋转变换运动 B 错误
丝杠和螺母相对运动的基本传动形式有:螺母固定、丝杠转动并移动;丝杠转动、螺母移动;以及()。 A 螺母转动、丝杠移动
B 丝杠固定、螺母转动并移动 C 螺母转动、丝杠转动 正确答案:AB
螺母固定、丝杠转动并移动的传动形式只适用于行程较小的场合。 A 正确
丝杠转动、螺母移动的传动形式只适用于行程较小的场合。 B 错误
螺母转动、丝杠移动的传动形式应用较少。 A 正确
丝杠固定、螺母转动并移动的传动形式结构简单、紧凑,故应用较多。 B 错误
滚珠丝杠副除了要求其自身在单一方向的传动精度外,对其轴向间隙也有严格要求,以保证其反向传动精度。 A 正确
齿轮传动部件是()的变换器。 A 转矩 B 转速 C 转向 D 功率 正确答案:ABC
齿轮减速器的输入量为电动机的高转速、高转矩,而输出量则为低转速、低转矩。 B 错误 页码:43
知识要点:相关资源:
齿轮系统对各级传动比要进行合理的分配。常用的分配原则有()。 A 等效转动惯量最小原则 B 质量最轻原则 C 输出轴转角误差最小原 D 输出功率最大原则 正确答案:ABC 利用等效转动惯量最小原则所设计的齿轮传动系统,换算到电动机轴上的等效转动惯量为最小。 A 正确
齿轮传动中齿侧间隙的存在,会影响机电一体化系统的传动精度,但不会在电动机驱动系统中引起严重的噪声。 B 错误
按用途的不同,同步带传动可分为一般工业用同步带传动、高转矩同步带传动和()。 A 特种规格的同步带传动 B 特殊用途的同步带传动 C 低转矩同步带传动 正确答案:AB
同步带传动工作时无滑动,节能效果好、传动比范围大,而且维护保养方便。 A 正确
同步带一般由承载绳、带齿、带背和()组成。 A 包布层 B 导轨 C 卡爪 正确答案:A
机械执行机构把传动机构传递过来的运动和动力进行必要的交换,以满足执行末端件的要求。 A 正确
微动执行机构是一种能在一定范围内精确、微量地移动到给定位置或实现特定进给运动的机构。 A 正确
热变形式执行机构属于微动机构,电热元件通电后产生的热变形可实现微小位移。 A 正确
热变形微动机构可利用()来调节传动杆的加热速度,以实现对位移速度和微进给量的控制。 A 变压器 B 变阻器 C 变频器 答案:AB 热变形微动机构具有高刚度和无间隙的优点,并可通过控制加热电流来得到所需的微量位移。 A 正确
磁致伸缩式机构是利用某些材料在磁场作用下具有改变尺寸的磁致伸缩效应来实现微量位移的。 A 正确
工业机械手是一种自动控制、可重复编程、多自由度的机电一体化设备。 A 正确
机械夹持器可分为圆弧开合型和()。 A 圆弧平行开合 B 直线开合型 C 直线平行开合型 正确答案:AC
圆弧开合型夹持器工作时,两手指绕支点作圆弧运动,同时对工件进行夹紧和定心。 A 正确
电磁吸附手最大的特点是:吸附工件的过程是从不接触工件开始的,工件与吸附手接触之前处于漂浮状态。 A 正确
传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。 A 正确 传感器的输出信号通常是电量,因为它便于传输、转换、处理和显示。 A 正确
信号调节电路的作用是将敏感元件的输出转换为便于传输和后续环节处理的电信号。 B 错误
传感器转换部分的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波、转换、滤波和放大。 B 错误
对信号调理电路一般的要求是() 。 A 准确转换、稳定放大、可靠传输 B 信噪比高、抗干扰性能好 答案:AB 数据采集系统的主要性能指标有() 。 A 输入模拟电压信号的范围 B 转换速度 C 分辨率 D 转换误差 E 输出模拟电压 信号的范围正确答案:ABCD 显示器一般可分为指示式、数字式和屏幕式 3种。 A 正确
检测仪表或检测系统需要多组幅值不同、要求各异的稳压电源 A 正确
根据传感器工作原理的学科性,一般分为() 。 A 物理型 B 化学型 C 生物型 D 电子型正确答案:ABC
化学型传感器,是指利用电化学效应,将有机或无机物质的组分、浓度等转换成电信号的传感器。 A 正确
电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器。 A 正确
电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式及() 。 A 电阻应变片式 B 压阻式 C 数字式正确答案:AB
电容式传感器主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 A 正确
电感式传感器主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 A 正确
磁学式传感器主要用于位移、转矩和功率等参数的测量。 B 错误
光电式传感器主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 A 正确
电势型传感器主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 A 正确
电荷传感器主要用于力和温度的测量。 B 错误
半导体传感器主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 A 正确
按传感器输出信号的性质分类,有模拟式传感器和数字式传感器。 A 正确
按传感器输出信号的性质分类分类,有结构型、物性型和复合型传感器。 B 错误
按传感器的转换过程可逆与否分类,有单向和双向两种。 A 正确
集成传感器可以制作磁敏、力敏、温敏、光敏和离子敏器件。 A 正确
智能化传感器的主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。 A 正确
智能传感器具有判断、学习、创造和设计能力。 B 错误
传感器主要用于检测机电一体化系统自身与作业对象、作业环境的状态,为有效地控制机电一体化系统的动作提供 信息。 A 正确
传感器的静态特征是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时所表现出来的输出响应特性, 称静态响应 特性。 A 正确
表征传感器静态特征的主要参数有:线性范围、线性度、灵敏度、精确度、分辨率、迟滞和稳定性等。 A 正确 传感器的动态特性参数有:幅频特性和相频特性。 A 正确
选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性和线性范围。 B 错误
如果测量目的是进行定性分析,则选用绝对量值精度高的传感器。 B 错误
测量同一个物理量时,只能选用一种原理的传感器。 B 错误
传感器在进行标定校准并使用后,就不必再进行标定校准了。 B 错误
对传感器性能参数进行复测或作必要的调整和修正,这个过程称为校准。 A 正确
传感器的校准只能人工进行。 B 错误
对传感器进行校准时,需要精度相等或比它高的基准器。 B 错误
传感器与被测对象之间的安装位置不合理对测量结果会有重要影响。 A 正确
当被测对象是固体时,可把传感器直接安装在被测对象上,这种安装方法叫做固体型。 B 错误
接触型测量的负载效应很小,在实际应用中可不加考虑。 B 错误
接触型传感器比非接触型传感器更优越,所以尽量选择接触型传感器。 B 错误
测量流体的某些参数时,传感器必须安装在盛有流体的容器里或有流体流动的管道上。 A 正确
流速传感器的安装有将传感器插入管道内部() 。正确答案:A
A 将传感器安装在管道一端 B 将传感器安装在管道的两端 C 将传感器安装在内部和管道的两端
在机电一体化系统设计中,选用的传感元件需要用户自己设计转换放大控制电路。 B 错误
按传感器输出信号要求的不同,其测量电路有模拟型、数字型和开关型测量电路。 B 错误
模拟型测量电路适用于电阻应变式、电感式、电容式、电热式等输出模拟信号的传感器。 A 正确
数字型测量电路主要有相对编码数字式和增量编码数字式。 B 错误
绝对编码数字式传感器测量电路中,传感器输出的编码与被检测量一一对应。 A 正确
开关型测量电路主要用于光电开关、触点开关通断信号的检测。 A 正确
传感器测量电路中 , 中间转换电路主要有电桥、放大、调制与解调和 A/D, D/A转换等电路。 A 正确
电桥电路主要用于测量由电参量变化所产生的电压和电流等。 A 正确
:
当传感器检测的输出信号产生零点漂移等干扰信号时,会影响测量精度。 A 正确
A/D转换电路可实现数 /模数转换。 B 错误
传感器接口电路的作用是进行信号检测和信号预处理,并起连接作用。 A 正确
伺服系统又称为随动系统或自动跟踪系统。 A 正确
伺服系统主要包含控制器、功率放大器、执行机构和变频装置。 B 错误
控制器的主要任务是根据输入信号和反馈信号决定控制策略。 A 正确
功率放大装置主要由各种电力电子器件组成。 A 正确
伺服电动机包括步进电动机和交、直流伺服电动机等。 A 正确
速度检测装置主要有测速发电机、光电码盘和感应同步器。 B 错误
机电一体化系统所用执行元件的主流是电气式,其次是液压式和感应式。 B 错误
根据使用能量的不同,伺服驱动系统可以分为电气式、液压式和气压式等几种类型。 A 正确
液压式伺服驱动系统是() 。 A 将电能变换为液压能 B 将液压能变换为电能 C 将电能变换为机械能正确答案:A 控制用电动机共包括 DC 伺服电动机和 AC 伺服电动机两种。 B 错误
对控制用电动机的性能要求除了稳速运转性能之外,还要求其具有良好的调速性能、伺服性能以及频繁使用的适应 性和便于维修性。 A 正
液压式伺服驱动系统主要包括往复运动油缸、回转油缸和伺服电动机。 B 错误
气压式伺服驱动不能在定位精度较高的场合使用。 A 正确
伺服驱动系统按控制对象的不同可以分为开环、半闭环和全闭环等伺服系统。 B 错误
若伺服驱动系统有检测反馈装置则称为闭环伺服系统。 A 正确
伺服电动机可在很宽的速度和负载范围内进行连续、精确地控制。 A 正确
步进电动机是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。 A 正确
步进电动机的种类很多,按定子、转子的相对运动分为三相、四相、五相、六相等步进电动机。 B 错误
步进电动机具有低速时转矩大、速度控制比较简单、外形尺寸小等优点。 A 正确
步距角是指步进电动机的一个绕组每接收到一个电脉冲,转子转过的相应的角度。 A 正确
步进电动机一拍转过一个步距角。 A 正确
步进电动机的步距角越小,意味着能达到的位置精度越低。 B 错误
步进电动机能够不失步启动的最高脉冲频率称为启动频率。 A 正确
步进电动机的最高工作频率与负载无关。 B 错误
步进电动机转动后,其输出转矩随工作频率的增高而增大。 B 错误
不同负载,步进电动机允许的最高连续运行频率是相同的。 B 错误
步进电动机的驱动器由脉冲分配器和()等组成。 A 功率放大器 B 电压放大器 C 信号发生器正确答案:A
实现环形分配的方法有() 。 A 软环分配器 B 小规模集成电路环形分配器 C 专用环形脉冲分配器 D 大规模集成电路 环形分配器正确答案:ABC 从计算机输出口或环形分配器输出的脉冲信号可以直接驱动步进电动机。 B 错误
步进电动机常见的功率放大电路有电压型、电流型和功率型。 B 错误
步进电动机的计算机控制主要有() 。 A 串行控制 B 并行控制 C 复合控制正确答案:AB
在串行控制方式中,步进电动机驱动电源中必须含有环形分配器。 A 正确
在并行控制方式中,步进电动机驱动电源内必须含有环形分配器。 B 错误
在机电一体化系统设计中,要注意必须保持负载的转动惯量与电动机转子的转动惯量之比不能过大。 A 正确
直流伺服电动机通过电刷和换向器的作用,使磁场的磁动势和电枢电流的磁动势相互作用,产生转矩。 A 正确 直流伺服电动机可分为() 。 A 电枢控制式 B 磁场控制式 C 串阻控制式正确答案:AB
电枢控制式直流伺服电动机常用的驱动控制有() 。
A 晶闸管直流调速驱动 B 晶体管脉宽调制驱动 C 晶体管交流调制驱动正确答案:AB
晶闸管直流调速驱动方式是通过调节晶闸管的触发角,改变整流电压的大小。 A 正确
晶体管脉宽调制驱动与晶闸管直流调速驱动相比,其输出电流脉动非常小,接近于纯直流,因此,被广泛采用。 A 正确 脉宽调速驱动器比直流调速器驱动功耗低。 A 正确
采用直流伺服电动机实现位置伺服系统时,一般都采用开环控制。 B 错误
位置伺服系统中采用电流环后,可起到过载保护的作用。 A 正确
速度反馈主要用于对电动机的速度误差进行调节,以实现要求的动态特性。 A 正确
位置环的引入可消除稳态误差,提高位置精度。 A 正确
交流伺服电动机主要分为() 。 A 同步伺服电动机 B 步进伺服电动机 C 异步伺服电动机正确答案:AC
采用异步交流伺服电动机的伺服系统多用于机床进给传动控制、 工业机器人关节传动以及其他需要运动和位置控制 的场合。 B 错误
直线电动机是不需要中间转换装置而能直接作直线运动的电动机械。 A 正确
液压伺服系统是以液压为能源,由控制元件和执行元件组成的自动控制系统。 A 正确
液压伺服系统主要包括控制元件、转换元件和执行元件() 。 B 错误
液压伺服系统根据控制信号的不同可分为机液伺服系统、电液伺服系统和液液伺服系统() 。 B 错误
液压系统的伺服控制元件主要有开关控制阀、电液伺服阀和电液比例阀。 A 正确
自动控制的任务实际上就是克服扰动量的影响,使系统按照给定量所设定的规律运行。 A 正确
恒值控制系统的系统输入量为恒定值,其控制任务是保证在任何扰动作用下系统的输出量均为恒值。 A 正确
连续控制系统中各部分传递的信号为随时间连续变化的信号。 A 正确
闭环系统中不存在反馈回路。 B 错误
为了使控制量按预定的规律变化,自动控制系统必须具有() 。 A 稳定性 B 快速性 C 精确性正确答案:ABC
自动控制的稳定性是机电一体化系统的首要条件和基本要求。 A 正确
在实际控制系统中,不仅要求系统稳定性,而且要求快速性。 A 正确
自动控制系统除了要求具有稳定性和快速性以外,还要求精确性。 A 正确
控制系统设计的一般流程可分为准备阶段、理论设计、设计实施和设计定型几个阶段。 A 正确
系统模型包括物理模型、数学模型、描述模型和仿真模型。 B 错误
物理模型就是根据相似原理,把实际系统按比例放大或缩小制成的模型,其状态变量与原系统完全相同。 A 正确 数学模型是一种用()等来描述系统性能的模型。 A 数学方程 B 信号流程图 C 结构图正确答案:ABC
描述模型是一种抽象的,不能或很难用数学方法描述的,只能用自然语言或程序语言描述的系统模型。 A 正确 仿真根据采用的模型可以分为() 。 A 计算机仿真 B 半物理仿真 C 全物理仿真 D 模型仿真正确答案:ABC
频率特性法是一种研究控制系统的、应用广泛的工程实用方法。 A 正确
系统辨识法是现代控制理论中常用的技术方法。 A 正确
传递函数常用来描述该系统在时域中的动态特性。 B 错误
计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。 A 正确
计算机控制系统的软件可分为两大类:实时软件和开发软件。 A 正确
PID 调节器是连续系统中技术成熟、应用最为广泛的一种调节器。 A 正确
模拟 PID 调节器是一种非线性调节器。 B 错误
数字 PID 调节参数的整定可按模拟 PID 调节器的方法来选择。 A 正确
工程上 PID 调节器的参数常常通过实验来确定。 A 正确
从执行元件的要求来看,有时需要输出信号保持一定的宽度。 A 正确
从控制系统随机和抗干扰的性能要求来看,则要求采样周期长些。 B 错误
从计算机的精度来看,采用过短的采样周期更合适。 B 错误
由于微型计算机的迅速发展,机电一体化系统大多用计算机作为控制器。 A 正确
专用控制系统适合于大批量生产的机电一体化产品。 A 正确
对系统进行整体设计时,通常都先从系统构成上考虑是采用开环控制还是闭环控制。 A 正确
以下属於微型计算机接口的是() 。 A 并行接口 B 串行接口 C 计数器 D 计算器正确答案:ABC
开关量的输入要解决电平转换、去抖动和()等问题。 A 电流转换 B 功率放大 C 抗干扰正确答案:C
控制系统对应用软件的要求是() 。 A 实时性 B 针对性 C 灵活性 D 通用性正确答案:ABCD
可编程序控制器是一种工业控制专用计算机。 A 正确
可编程序控制器只要有了中央处理器、存储器、以及输入单元和输出单元就可以工作了 B 错误
整体式结构 PLC ,所有部件都封装在同一机箱内。 A 正确
PLC 的程序语言有() 。 A 梯形图 B 语句表 C 流程图 正确答案:ABC
PLC 的梯形图与传统控制电路的电气原理图相似。 A 正确
PLC 的控制是由存储程序实现的。 A 正确
在设计 PLC 控制系统时应遵循以下原则() 。 A 尽量满足被控对象的要求 B 控制系统简单、使用方便 C 控制系统稳 定、可靠 D 在选择容量时,留有余量 正确答案:ABCD 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和微电子技术以及各个行业的具体应用相结合后的产物。 A 正确 嵌入式系统的软件一般都固化在存储器芯片或嵌入式处理器当中。 A 正确
嵌入式处理器是控制系统运行的硬件单元,是嵌入式系统的核心。 A 正确
嵌入式微控制器与单片机不同。 B 错误
目前常用的嵌入式外围设备按功能不同可分为() 。 A 存储设备 B 通信设备 C 显示设备 正确答案:ABC
屏蔽技术分为() 。 A 电场屏蔽 B 磁场屏蔽 C 电磁场屏蔽 正确答案:ABC
工作接地是给电源和传输信号提供一个等电位,不可兼作电源和信号线的回流线。 B 错误
单点接地包括() 。 A 单点串联接地 B 单点并联接地 C 单点混联接地 正确答案:AB
滤波器用来插入传输线中,抑制不需要的频率进行传播。 A 正确
低通滤波器主要用于滤除低频信号。 B 错误
带通滤波器只允许以特定频率为中心的一段窄带信号通过。 A 正确
带阻滤波器对带阻内频率呈现高阻抗。 A 正确
机电一体化系统设计是指从系统工程的观点出发,应用机械、微电子等关键技术,实现系统或产品整体最优的设计 过程。 A 正确
机电一体化系统的主要设计过程可分为() 。 A 产品规划 B 概念设计 C 详细设计 D 设计实施 E 设计定型 :ABCDE 产品规划要求进行() 。 A 需求分析 B 需求设计 C 可行性分析 正确答案:ABC
机电一体化系统的设计实施阶段要先制造、装配和编制各功能模块;然后进行模块调试;最后进行系统整体安装和 调试。 A 正确
机电一体化技术是利用微电子技术赋予机械系统以“智能” ,使其具有更高的自动化程度,最大限度地发挥机械能 力的一种技术。 A 正确
机电一体化系统的设计思想通常有() 。 A 机电互补法 B 融合法 C 组合法 D 统计法 正确答案:ABC 机电互补法是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品中的复杂机械功能部件或功能子系统。 A 正确
融合法是将各组成要素结合为一体,构成专用或通用的功能部件。 A 正确
组合法是将结合法制成的功能模块像搭积木那样组合成各种机电一体化产品。 A 正确
机电一体化系统的设计类型一般可分为() 。 A 开发性设计 B 适应性设计 C 变型设计 正确答案:ABC
开发性设计是指在没有参照产品的情况下,应用成熟的科学技术设计出满足要求的新产品,这是一种完全创新的设 计。 A 正确
适应性设计是在方案原理保持不变的情况下,对产品进行局部更改,使产品的性能和质量增加附加价值。 A 正确 变型设计是指在已有产品的基础上,从工作原理、功能结构、执行结构的类型和尺寸等方面进行一些变异,而设计 出新产品。 A 正确
需求设计是根据系统的用途及主要需求来确定系统的性能参数或技术指标。 A 正确
概念设计不局限于方案设计,它应包括设计人员() 。 A 对设计任务的理解 B 设计灵感的表达 C 设计理念的发挥 正确答案:ABC
概念设计的多样性主要体现在设计步骤的多样化和() 。 A 设计结果的多样化 B 设计过程的多样化 C 设计形式的多 样化 正确答案:A 概念设计分别作用于功能层和载体结构层,并完成由功能层向结构层的映射。 A 正确
产品的概念设计会影响产品创新过程中后续产品的设计和产品开发。 A 正确
产品的原理方案设计就是子功能求解,寻找实现子功能的基本原理。 A 正确
详细设计主要是对系统总体方案进行具体实施步骤的设计。 A 正确
机电一体化产品的详细设计主要包括() 。 A 机械系统设计 B 传感器检测系统设计 C 接口设计 D 控制系统设计 正确答案:ABCD
机电一体化系统中机械传动系统的设计就是面向机电伺服系统的伺服机械传动系统设计。 A 正确
机电一体化的机构结构应逐步向精密化、高速化、小型化和轻量化的方向发展。 A 正确
传感器在机电一体化系统中,监测着整个设备的工作过程,使设备保持最佳工作状况。 A 正确
在机电一体化产品中,控制系统的控制对象主要是() 。 A 伺服驱动单元 B 执行机构 C 反馈单元正确答案:AB 在传感器设计选型时,应根据实际需要确定其主要性能参数。 A 正确
机电一体化系统各要素或各子系统相接处必须具备一定的联系条件,这些联系条件称为接口。 A 正确
以控制微机为出发点,可将接口分为人机接口与 ( )两大类。 A 机电接口 B 信息接口 C 机械接口 正确答案:A 目前,大部分硬件接口和软件接口都已标准化或正在逐步标准化。 A 正确
机电一体化产品与非机电一体化产品的本质区别在于后者具有计算机控制的伺服系统。 B 错误
普通的信息处理系统与机电一体化产品一样,能提供各种数据实时采集和控制功能。 B 错误
所谓评价,一般是指按照明确目标测定对象的属性,并把它变成主观效用的行为,即明确价值的过程。 A 正确 决策是为了实现一个特定的目标,从各种可供选择的方案中选出作为实现特定目标的最佳方案的活动。 A 正确 决策遵循的步骤为:发现问题、确定目标、找出各种可供选择的方案、对每个方案进行评估、选择其中最佳方案和 执行。 A 正确 可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。 A 正确
可靠性评价的指标体系主要包括可靠性、维修性、有效性、持久性以及() 。 A 快速性 B 平稳性 C 安全性答案:C 机电一体化产品既可能产生电路故障,又可能出现机械故障,而且易受电磁噪音的干扰。 A 正确
优化设计是将优化技术应用于设计过程,最终获得比较合理的设计参数。 A 正确
机电一体化优化设计通常采用单目标规划的方法 B 错误
降维法可以使多目标优化问题转化为单目标优化问题。 A 正确
顺序单目标法是对所有单目标最优解进行折中处理,从而得到整体最优解。 A 正确
评价函数法是依据评价函数对各种方案进行评价,最终确定出最优方案。 A 正确
绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一种新概念。 A 正确
绿色产品设计可通过利用新的方法和工具来评估产品在生命周期内每一个阶段对环境产生的影响。 A 正确
虚拟设计是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。 A 正确
机器人学是关于设计、制造和应用机器人的一门正在发展中的新兴学科。 A 正确
工业机器人是由计算机控制的、具有柔性的并可进行人机交互的自动化系统。 A 正确
工业机器人一般由机械系统、驱动系统以及()等组成。 A 控制系统 B 检测传感系统 C 人工智能系统答案:ABC 按驱动方式不同,工业机器人可分为() 。 A 气压传动机器人 B 电气传动机器人 C 液压传动机器人 D 复合传动机器 人正确答案:ABCD 按结构不同,工业机器人可分为() 。 A 串联机器人 B 并联机器人 C 混联机器人 正确答案:AB
串联机器人和并联机器人之间是互补关系,各自都有其特殊的应用领域。 A 正确
计算机数控机床是一种典型的机电一体化产品,是机床发展的必然趋势。 A 正确
范文五：机电一体化系统
机电一体化系统
机电一体化又称机械电子学,英语称为 Mechatronics ,它是由英文机械学 Mechanics 的前半部分与电子学 Electronics 的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在 1971年日 本杂志 《机械设计》 的副刊上, 随着机电一体化技术的快速发展, 机电一体化的概念被我们 广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用 , 机电一体化技术获得前所未 有的发展。 现在的机电一体化技术, 是机械和微电子技术紧密集合的一门技术, 他的发展使 冷冰冰的机器有了人性化,智能化。
机电一体化化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、 传感 器 机电一体技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用 到实际中去的综合技术。 是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
中国机电设计迈入 PLM 全新阶段,正挑战着了前所未有的,不可预测的难题,一 个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的光环,唯有 CAMEL VIEW 能够胜 任军统三国,光复旧业的重任,此时数系科技与德国 iXtronics GmbH公司携手共同 开拓机电设计领域的新篇章, CAMEL VIEW 作为机电一体化设计系统,从产品的概念 设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的,流程化的、规范化的,在满足用 户设计的前提下,数值实验的仿真与结果的验证无不精确化,支持复杂环境下,多工 况,多 耦合 场设计。
研究将 电子 器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械 装置中的一种复合 化技术。俗称机电一体化。 机械电子学 (mechatronics)是由机械学 (mechanics)和电子 学 (electronics)两个词结合而成的新词。 其全称为机械电子工程学, 英语为 mechanical and electronical engineering。机械电子学主要研究目的是把机械技术与微电子技术和 信息技术有机地结合为一体,实现整个系统的最优化。机械电子学可以充分发挥机械 技术、微电子技术和信息技术的各自的长处和特点,促进机械产品的更新换代。机械 电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。较高级的系 统不但有硬件,而且还有相应的软件 , 利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能 , 使 机械系统增加柔性。典型的机械电子系统有 数控机床 、 加工中心 、 工业机器人 等。机 械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外,还用于 柔性 制造系统 、 计算机集成制造系统 、 工厂自动化 、 办公自动化 、 家庭自动化 等方面
具体内容
(1) 机械技术
机械 技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技 术 相适应,利用其它高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上的变更,满
足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统 制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能与 专家系统等,形成新一代的机械制造技术。
(2) 计算机与信息技术
其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、 神 经网络 技术均属于计算机信息处理技术。
(3) 系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发, 将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是 实现系统各部分有机连接的保证。
(4) 自动控制技术
其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调 试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、 再现、检索等。
(5) 传感检测技术
传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其 功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息 并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。
(6) 伺服传动技术
包括电动、气动、 液压 等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到 机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
阶段
模型阶段
模型阶段,所有的系统组件都能够被最优化;在仿真计算的帮助下,可以测试 和分析这些组件的适用性;监测响应频率;对模型进行分析。此外,还能够生成一个 物理 /拓扑系统模型,包括机械、液压和控制导向组件。有必要有一个模型工具,这 个工具支持机电一体化系统的物理模型,即当有实物和节点时,这些模型能够以 1:1来测试,并且原型设计研究阶段可以在严酷的实时条件下进行。
测试阶段
在系统运行完模型阶段之后,所产生的具体的性能数据可以通过试验台验证。 这样就可以测试和检验该系统有关参数波动的鲁棒性,功率储备及连续运行的特征。 这样做的话,用户可以进行测试或者使用 CAMeL-View TestRig进行硬件在回路(的测 试) 。要进行硬件在回路测试,相关装置的物理特性需要详细确认,这些装置必须是 建立在测试平台的基础之上。识别经过测试平台上测试过的组件,容许这些组件在模
型中被识别,并确保整个以系统为基础的仿真分析布局
原型阶段
成功的测试之后,就会建立一个原型。这里要特别关注的是模型特性,这些特 性特指通过特别费力的仿真所决定的特性,比如组件损耗(性能)。这些数据结果, 为模型基础性分析提供服务,同时为进一步研发提供知识基础。
组成要素和四大原则
1. 五大组成要素
一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要 素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。机械本体(结构组成 要素)是系统的所有功能要素的机械支持结构,一般包括有机身、框架、支撑、联接 等。动力驱动部分(动力组成要素)依据系统控制要求,为系统提供能量和动力以使 系统正常运行。测试传感部分(感知组成要素)对系统的运行所需要的本身和外部环 境的各种参数和状态进行检测,并变成可识别的信号,传输给信息处理单元,经过分 析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分(职能组成要素)将来之测试 传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后,按照信 息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行。执行 机构(运动组成要素)
根据控制及信息处理部分发出的指令,完成规定的动作和 功能
2. 四大原则
构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、 运动传递、信息控制与能量转换四大原则。
接口耦合 :两个需要进行信息交换和传递的环节之间,由于信息模式不同(数 字量与模拟量,串行码与并行码,连续脉冲与序列脉冲等)无法直接传递和交换,必 须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间,也必须通过接口耦合 后, 才能匹配。 变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、 快速、 准确的交换、 传递, 必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行,因此接口耦合时就必须具有保证信 息的逻辑控制功能,使信息按规定的模式进行交换与传递。
能量转换 :两个需要进行传输和交换的环节之间,由于模式不同而无法直接进行 能量的转换和交流,必须进行能量的转换,能量的转换包括执行器,驱动器和他们的 不同类型能量的最优转换方法及原理。
信息控制 :在系统中, 所谓智能组成要素的系统控制单元, 在软、 硬件的保证下, 完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策,以达到信息控制的目的。 对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、 推理机制以及自学习功能等知 识驱动功能。
运动传递 :运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间,不同类型运动的变 换与传输以及以运动控制为目的的优化。
自动化技术:
所谓自动化技术,是指人类利用各种技术手段和方法来代替人去完成各种测试、 分析、判断和控制工作,以现实预期的目标、功能。一个自动化系统通常由多个环节 要素组成,以完成信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理及信息的执行 等功能,最后实现自动运行目标。
控制系统各功能元件的选型与设计 :
1、 单片机 选用 INTEL 公司生产的 8031单片机
单片机 ,它主要通过并行 8255口担负控制系统的信号处理:接收系统对转矩、 阀门开启、 关闭及阀门开度等设定信号, 并提供三相 PWM 波发生器所需要的控制信号; 处理 IPM 发出的故障信号和报警信号;处理通过模拟输入口接收的电流、 电压 、位置 等检测信号;提供显示电动执行机构的工作状态信号;执行控制系统来的控制信号, 向控制系统反馈信号;
2、三相 PWM 波发生器 PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复 杂,有温漂现象,精度低,限制了系统的性能;数字法是按照不同的数字模型用计算 机算出各切换点,并存入内存,然后通过查表及必要的计算产生 PWM 波,这种方法占 用的内存较大,不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的 PWM 波控制信 号,保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能,文中选用 MITEL 公司生产的 SA8282作为三相 PWM 发生器。 SA8282是专用大规模 集成电路 ,具 有独立的标准 微处理器 接口, 芯片 内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。
3、智能逆变模块 IPM 为了满足执行机构体积小,可靠性高的要求, 电机 电源采 用智能功率模块 IPM 。该执行机构主要适用功率小于 5. 5kW 的三相 异步电机 ,其额定 电压为 380V , 功率因数为 0. 75。 经计算可知, 选用日本产的智能功率模块 PM50RSA120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体,并内置过 电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出,是一种高性能的功率 开关 器件。 4、位置检测电路 位置检测 电路 是执行机构的重要组成部分,它的功能是提供准 确的位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线 电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由 于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行,但它是 有触点的,寿命也不可能很长,精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传 感器,这种传感器是无触点的,且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限 制等特点。
5、电压、 电流 及检测 检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩,以及 变频 器 输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频 率范围为 0~50Hz ,采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电 流的大小,采用霍尔型电流互感器检测 IPM 输出的三相电流,对于 IPM 输出电压的检 测采用分压电路。
6) 、 通讯接口 为了实现 计算机 联网和远程控制,选用 MAX232作为系统的串行通 讯接口, MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路, 可以把 8031串行口输出的 TTL
电平转换为 RS -232标准电平, 把其它微机送来的 RS -232标准电平转换成 TTL 电平 给 8031,实现单片机与其它微机间的通讯。
7、 时钟电路 时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时所需要的时间 以及日历。 文中选用时钟电路 DS12887。 DS12887内部有 114字节的用户非易失性 RAM , 可用来存入需长期保存的数据。
8、液晶显示单元 为了实现人机对话功能,选用 MGLS12832液晶显示模块组成显 示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择,可分别对 阀门 、力矩、限位、电机、通 讯和参数等信号进行设置或调试。 并采用文字和图形相结合的方式, 显示直观、 清晰。 9、 程序出格自恢复电路 为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正 常,选用 MAX705组成程序出格自恢复电路,监视程序运行。如图 2-3所示,该电路 由 MAX705、与非门及微分电路组成。工作原理为:一旦程序出格, WDO 由高变低,由 于微分电路的作用,由“与非”门输入引脚 2变为高电平,引脚 2电平的这种变化使 “与非”门输出一个正脉冲, 使单片机产生一次复位, 复位结束后, 又由程序通过 P1. 0口向 MAX705的 WDI 引脚发正脉冲,使 WDO 引脚回到高电平,程序出格自恢复电路继 续监视程序运行。
