2014年《机电体化概论》复习题.docx

机电工程学院《机电一体化技术概论》复习题[键入文档副标题]何伟2014-4-28[在此处键入文档的摘要。摘要通常是对文档内容的简短总结。在此处键入文档的摘要。摘要通常是对文档内容的简短总结。]目录第一章绪论11.机电一体化概念12.机电一体化系统特点13.机电一体化系统的基本组成14.机电一体化技术发展方向1第二章检测单元21.传感器22.传感器分类23.传感器技术的发展24.差动变压器式线位移传感器35.电容式线位移传感器36.光栅传感器41)光栅传感器的结构与分类42)莫尔条纹形成的原理43)莫尔条纹的特性44)辨向原理57.编码器51)编码器52)编码器分类53)绝对值和增量编码器的区别54)增量编码器55)绝对值编码器6第三章伺服驱动单元71.伺服系统71)伺服系统72)伺服系统分类73)机电系统对伺服系统的要求82.步进电机91)步进电机92)步进电动机的特点93)步进电动机的种类94)步进电动机的工作原理105)步进电动机的通电方式116)步距角117)步进电动机的运行特性及性能指标113.直流电机及其控制121)工作原理122)调速方式123)PWM调速方法134)PWM调速原理135)PWM驱动电路装置144.交流电机及其控制141)交流电机的转速公式：142)调速调压原理153)变频器种类154)PWM调制原理16第四章机械单元161.机械单元组成162.齿轮传动总传动比分配原则163.谐波齿轮工作原理164.谐波齿轮传动比计算175.同步带分类176.同步带传动的优缺点187.滚珠丝杠传动特点18第五章控制单元181.系统运行的两种状态182.过渡过程193.PID控制方法194.比例调节(P调节)195.积分调节（I调节)206.比例调节和积分调节的比较207.比例积分调节218.比例积分微分调节(PID 调节)21绪论机电一体化概念机电一体化技术是一门跨学科的综合性技术, 是一门独立的交叉学科。机电一体化是动力、传动、控制、信息等技术有机结合的系统集成。简单地说，机电一体化就是机械技术与电子技术相结合的产物，是机械装置与电子装置的软硬件集成。机电一体化系统特点综合性和系统性小型化、轻量化、微型化高精度、多功能、高可靠性柔性化、智能化机电一体化系统的基本组成机械本体动力与驱动装置传感与检测部分控制与信息处理机电一体化技术发展方向数字化智能化模块化网络化人性化微型化检测单元传感器将被测物理量按照一定规律变换为与之对应的另一种物理量的装置叫做传感器，也叫变换器或探测器。其作用是将各种非电物理量转换成其他量，由接口电路转换成电压量。传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路组成。传感器分类传感器技术的发展传感器的集成化。传感器的多功能化。传感器的智能化。差动变压器式线位移传感器将被测量转化为线圈的互感变化。初级线圈L1由交流电源励磁，交流电的频率称为励磁频率。两个次级线圈L2和L3接成差动式，它们反向串接，输出电压U0是两次级线圈的感应电压差值，故称差动变压器。当磁芯处于整个线圈中心位置时，两个次级线圈的磁阻相等，当磁芯移动时，将产生与位移成线性关系的感应电压Uo。电容式线位移传感器S、ε、d的变化，均会引起电容量的变化。通过检测电路将电容量的变化将会引起电路中的电压或电流变化，这样即可转换为电压信号输出，以此来确定位移量的大小和方向。应用：无接触检测，在恶劣环境下工作。可应用于检测位移、振动、角度、速度、加速度、压力等参数。 光栅传感器光栅传感器的结构与分类光栅可分为透射式光栅（在透明光学玻璃上均匀刻制出平行等间距的条纹形成）和反射式光栅（在不透光的金属载体上刻制出等间距的条纹形成）两大类，光栅按形状又可分为长光栅和圆光栅。光栅传感器是由光源、透镜、主光栅、指示光栅和光电接收元件组成。主光栅，是测量的基准，另一块光栅为指示光栅，在使用长光栅尺的数控机床中，标尺光栅往往固定在床身上不动，而指示光栅随拖板一起移动。主光栅和指示光栅在平行光的照射下，形成莫尔条纹。主光栅的精度决定了整个装置的精度。光电元件把光栅形成的莫尔条纹的明暗强弱变化转换为电量输出，主要有光电池和光敏晶体管。莫尔条纹形成的原理在透射式直线光栅中，把主光栅与指示光栅的刻线面相对叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线保持很小的夹角θ。当有光照射时，由于挡光效应或光的衍射作用，在与光栅刻线大致垂直方向上形成明暗相间的条纹。两光栅的刻线重合处，光从缝隙透过，形成亮带；在两光栅刻线的错开处，由于相互挡光作用而形成暗带。莫尔条纹的特性放大性：W=ω/θ，夹角θ很小， Wω，光学放大，提高灵敏度。莫尔条纹移动与栅距成比例：光栅移动一个栅距ω → 莫尔条纹沿垂直方向移动一个间距W。准确性：大量刻线 → 误差平均效应 → 克服个别/局部误差 → 提高精