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《机电一体化系统设计基础》形成性考核作业参考答案 形成性考核作业1参考答案 一、判断题（正确的打√，错误的打×） 1．× 2．√ 3．√ 4．× 5．× 6．× 7．× 8．× 9．× 10．√ 11．× 12．× 二、单选题 1．C 2．A 3．B 4．A，A 5．D 6．B 7．A 8．D 三、简答题 1．完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？ 答：机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件和信息处理及控制系统五部分相互协调，共同完成所规定的目的功能。通过接口及相应软件有机结合在一起，构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。 2．简述机电一体化系统中的接口的作用。 机电一体系统是机械、电子和信息等性能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要素和子系统之间的接口极其重要。从系统外部看，输入/输出是系统与人、环境或其他系统之间的接口；从系统内部看，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。 3．机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率，但是设计中要适当选择其参数，而不是越小越好。为什么？ 阻尼比公式:,由公式可知阻比除了与机械系统的粘性阻尼系数B有关外，还与系统刚度K0和质量m有关。因此，在机械结构设计时，应当通过对刚度、质量和摩擦系数等参数的合理匹配，得到机械系统阻尼比ξ的适当取值，以保证系统的良好动态特性。 4．简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响。 机械系统的刚度对系统的主要影响表现为以下几方面： （1）失动量 系统刚度越大，因静摩擦力的作用所产生的传动部件的弹性变形越小，系统的失动量也越小； （2）固有频率 机械系统刚度越大，固有频率越高，可远离控制系统或驱动系统的频带宽度，从而避免产生共振； （3）稳定性 刚度对开环伺服系统的稳定性没有影响，而对闭环伺服系统的稳定性有很大影响，提高刚度可增加闭环系统的稳定性。 四、计算题 1．解： 2．解：该系统的最大转角误差： ΔφmaxΔφmax △φ1/（i1 i2 i3 i4）+（△φ2+△φ3/（ i2 i3 i4）+ （△φ4+△φ5/（i3 i4）+（△φ6+△φ7/（i4）+△φ8 0.01/ 3×3×3×3 + 0.01+0.01 / 3×3×3 + 0.01+0.01 / 3×3 + 0.01+0.01 / 3 + 0.01 0.02 五、综合题 1．答：图中所示的双螺母螺纹预紧调整齿侧间隙，双螺母中的一个外端有凸缘，一个外端无凸缘，但制有螺纹，它伸出套筒外用两个螺母固定锁紧，并用键来防止两螺母相对转动。旋转圆螺母可调整消除间隙并产生预紧力，之后再用锁紧螺母锁紧。 2．答：当传动负载大时，可采用双齿轮调整法。消除齿侧间隙的原理：小齿轮1，6分别与齿条7啮合，与小齿轮1，6同轴的大齿轮2，5分别与齿轮3啮合，通过预载装置4向齿轮3上预加负载，使大齿轮2，5同时向两个相反方向转动，从而带动小齿轮1，6转动，其齿面便分别紧贴在齿条7上齿槽的左、右侧，从而消除了齿侧间隙。 形成性考核作业2参考答案 一、判断题（正确的打√，错误的打×） 1．× 2．√ 3．× 4．× 5．√ 6．× 7．√ 8．√ 9．× 10．√ 11．× 12．× 二、单选题 1．B 2．C 3．B 4．B 5．D 6．B 7．D 8．B 三、简答题 1．什么是传感器的静态特性和动态特性？ 传感器的静态特性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。需要了解的主要参数有：线性范围、线性度、灵敏度、精确度、分辨力、迟滞、稳定性。 传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性。需要了解的主要参数有：幅频特性和相频特性。 2．什么是伺服系统？伺服系统的一般组成有哪几个部分？ 伺服系统是指以机械位置、速度和加速度为控制对象，在控制命令的指挥下，控制执行元件工作，使机械运动部件按控制命令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。 （1）控制器：伺服系统中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，控制器通常由电子线路或计算机组成。 （2）功率放大器：伺服系统中功率放大器的作用是将信号进行放大，并用来驱动执行机构完成某种操作，功率放大装置主要由各种电力电子器件组成。 （3）执行机构：执行机构主要由伺服电动机或液压伺服机构和机械传动装置等组成。 （4）检测装置：检测装置的任务是测量被控制量，实现反馈控制。无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是低于检测装置的精度，因此要求检测装置精度高、线性度好、可靠性高、响应快。 3．简述直流伺服电动机脉宽调制的工作原理。 直流伺服电动机脉宽调制（PWM）的工作原理：假设输入直流电压，可以调节导通时间得到一定宽度的与成比例的脉冲方波，给伺服电动机电