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《機(jī)電一體化技術(shù)》課程讀書(shū)筆記

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《機(jī)電一體化技術(shù)》課程讀書(shū)筆記

第一章緒論1機(jī)電一體化包括哪六大共性關(guān)鍵技術(shù)(相關(guān)技術(shù))?p1答:機(jī)電一體化包括六大共性關(guān)鍵技術(shù):(1)精密機(jī)械技術(shù),(2)伺服傳動(dòng)技術(shù),(3)檢測(cè)傳感技術(shù),(4)信息處理技術(shù),(5)自動(dòng)控制技術(shù),(6)系統(tǒng)總體技術(shù)。2一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng),應(yīng)具有哪六個(gè)基本功能要素?p2答:機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)具有以下六個(gè)基本功能要素:(1)機(jī)械本體,(2)動(dòng)力部分,(3)傳感檢測(cè)部分,(4)執(zhí)行機(jī)構(gòu),(5)驅(qū)動(dòng)部分,(6)控制及信息處理、各要素和環(huán)節(jié)之間相聯(lián)系的接口。3何謂機(jī)電一體化系統(tǒng)中的接口?接口的作用和基本功能是什么?p3答:機(jī)電一體化系統(tǒng)中的接口,是機(jī)電一體化系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息傳遞與交換的聯(lián)系部件。接口的作用使各要素或子系統(tǒng)聯(lián)接成為一個(gè)有機(jī)整體,使各個(gè)功能環(huán)節(jié)有目的地協(xié)調(diào)一致運(yùn)動(dòng),從而形成機(jī)電一體化的系統(tǒng)工程。接口的基本功能主要有三個(gè):一是交換,通過(guò)接口完成使各要素或子系統(tǒng)之間信號(hào)模式或能量的統(tǒng)一;二是放大,在兩個(gè)信號(hào)強(qiáng)度相差懸殊的環(huán)節(jié)間,經(jīng)接口放大,達(dá)到能量的匹配;三是傳遞,變換和放大后的信號(hào)在環(huán)節(jié)間可靠、快速、精確地交換,必須遵循協(xié)調(diào)一致的時(shí)序、信號(hào)格式和邏輯規(guī)范。接口具有保證信息傳遞的邏輯控制功能,使信息按規(guī)定模式進(jìn)行傳遞。4簡(jiǎn)述執(zhí)行部分的功能和分類(lèi)。P3答:執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能是根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作。執(zhí)行部分是運(yùn)動(dòng)部件,一般采用機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)。它將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。5何謂機(jī)械本體?P2答:機(jī)械本體包括機(jī)械傳動(dòng)裝置和機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置。其主要功能是使構(gòu)造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間和時(shí)間關(guān)系安置在一定位置上。6何謂動(dòng)力部分?p2答:部分動(dòng)力部分的功能是按照機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)的控制要求,為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。7何謂傳感檢測(cè)部分?p2答:傳感檢測(cè)部分的功能是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所需要的本身和外界環(huán)境和各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),并轉(zhuǎn)換成可識(shí)別信號(hào),傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?,?jīng)過(guò)分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。8機(jī)電一體化技術(shù)方向?p8答:1)在原有機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用微型計(jì)算機(jī)控制裝置,使系統(tǒng)的性能提高,功能增強(qiáng)。2)用電子裝置局部替代機(jī)械傳動(dòng)裝置和機(jī)械控制裝置,以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),增強(qiáng)控制靈活性。3)用電子裝置完全替代原來(lái)執(zhí)行信息處理功能的機(jī)構(gòu),既簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),又極大地豐富了信息傳輸?shù)膬?nèi)容,提高了速度。4)用電子裝置替代機(jī)械的主要功能,形成特殊的加工能力。5)機(jī)電技術(shù)完全融合形成新型機(jī)電一體化產(chǎn)品。第二章機(jī)械傳動(dòng)與支承技術(shù)9簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械系統(tǒng)的作用以及設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)。P9答:機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的最基本要素,主要用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和支承部件,以完成規(guī)定的動(dòng)作;傳遞功率、運(yùn)動(dòng)和信息;支承聯(lián)接相關(guān)部件等。機(jī)械系統(tǒng)通常是微型計(jì)算機(jī)控制伺服傳動(dòng)系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,因此,在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),除考慮一般的機(jī)械設(shè)計(jì)要求外,還必須考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)因素與整個(gè)伺服傳動(dòng)系統(tǒng)的性能參數(shù)、電氣參數(shù)的匹配,以獲得良好的伺服性能。10簡(jiǎn)述機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的要求。P20答:機(jī)械的主要功能是完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)。一部機(jī)器必須完成相互協(xié)調(diào)的若干機(jī)械運(yùn)動(dòng),每個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)可由單獨(dú)的控制電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)件和執(zhí)行機(jī)械組成的若干子系統(tǒng)琿完成,若干個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)則由計(jì)算機(jī)來(lái)協(xié)調(diào)與控制。這就要求設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)的總體而已、機(jī)械選型和結(jié)構(gòu)造型更加合理和多樣化。11機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特性是什么?p21答:為滿(mǎn)足機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的良好伺服性能,要求機(jī)械傳動(dòng)部件滿(mǎn)足轉(zhuǎn)動(dòng)已經(jīng)慣量小、摩擦小、阻尼合理、剛度大、抗振動(dòng)性能好、間隙小的要求,還要求機(jī)械部分的動(dòng)態(tài)特性與電動(dòng)機(jī)速度環(huán)的動(dòng)態(tài)特性相匹配。12簡(jiǎn)述兩運(yùn)動(dòng)物體間的三類(lèi)摩擦力的特點(diǎn)。P24答:兩物體接觸面間的摩擦力在應(yīng)用上可簡(jiǎn)化為粘性摩擦力、庫(kù)侖摩擦力(即動(dòng)摩擦力)和靜摩擦力三類(lèi),方向均與運(yùn)動(dòng)方向(或有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向)相反。粘性摩擦力大小與兩物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度成正比。庫(kù)侖摩擦力是接觸面對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的阻力,大小為一常數(shù);靜摩擦力是有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)但仍處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)摩擦面間的摩擦力,其最大值發(fā)生在相對(duì)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始前的一瞬間,運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后,靜摩擦力即消失。13機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部件的摩擦特性的要求是什么?p24答:靜摩擦力盡可能小,動(dòng)摩擦力應(yīng)為盡可能小的正斜率,若為負(fù)斜率則易產(chǎn)生爬行,降低精度,減少壽命。14何謂剛度?機(jī)械系統(tǒng)的剛度有哪兩類(lèi)?何謂靜剛度?何謂動(dòng)剛度?p25答:由力學(xué)知識(shí)可知,剛度為使彈性體產(chǎn)生單位變形量所需的作用力。機(jī)械系統(tǒng)的剛度包括構(gòu)件產(chǎn)生各種基本變形時(shí)的剛度和兩接觸面的接觸剛度兩類(lèi)。靜態(tài)力和變形之比為靜剛度;動(dòng)態(tài)力(交變力、沖擊力)和變形之比為動(dòng)剛度。15齒輪傳動(dòng)齒側(cè)間隙的消除方法有哪兩種?p2627答:1)剛性消隙法剛性消隙法是在嚴(yán)格控制齒輪齒厚和齒距誤差的條件下進(jìn)行的,調(diào)整后,齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償,但能提高傳動(dòng)精度;2)柔性消隙法柔性消隙法指調(diào)整后齒側(cè)間隙可以自動(dòng)補(bǔ)償,采用這種消隙方法時(shí),對(duì)齒輪齒厚和齒距的精度要求可適當(dāng)降低,但對(duì)傳動(dòng)平穩(wěn)性有負(fù)面影響,且傳動(dòng)剛度低,結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。16機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的絲杠螺母是什么結(jié)構(gòu)?間隙的調(diào)整方法是什么?p29答:絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)的軸向間隙為絲杠靜止時(shí)螺母沿軸向的位移量。機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng),其間隙的調(diào)整既要考慮軸向間隙又要考慮滾珠與滾道的接觸彈性變形。絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)的調(diào)隙一般采用雙螺母。17在齒輪傳動(dòng)中,如何選擇系統(tǒng)的總傳動(dòng)比?p30答:在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中,通常采用負(fù)載角加速度最大原則選擇總傳動(dòng)比,以提高整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度。18齒輪傳動(dòng)鏈的級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則是什么?p30答:齒輪副級(jí)數(shù)的確定和各級(jí)傳動(dòng)比的分配,按以下三種不同原則進(jìn)行:(1)最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則1)小功率傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比分配的結(jié)果應(yīng)遵循“前小后大”的原則。2)大功率傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比分配的結(jié)果仍應(yīng)遵循“前小后大”的原則。(2)質(zhì)量最小原則1)小功率傳動(dòng)裝置按“質(zhì)量最小”原則來(lái)確定傳動(dòng)比時(shí),其各級(jí)傳動(dòng)比相等。2)大功率傳動(dòng)裝置按“質(zhì)量最小原則”確定的各級(jí)傳動(dòng)比是逐級(jí)遞減的,即“前大后小”。(3)輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則要使總轉(zhuǎn)角誤差最小,從輸入端到輸出端的各級(jí)傳動(dòng)比按“前小后大”原則排列。19如何綜合考慮齒輪系各級(jí)傳動(dòng)比的分配三種原則的使用?p32答:1)對(duì)于以提高傳動(dòng)精度和回程誤差為主的降速齒輪傳動(dòng)鏈,可按輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小的原則設(shè)計(jì)。若為增速傳動(dòng)鏈,則應(yīng)在開(kāi)始幾級(jí)就增速;2)對(duì)于要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、啟停頻繁和動(dòng)態(tài)性能好的降速傳動(dòng)鏈,可按最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則和輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于負(fù)載變化的齒輪傳動(dòng)裝置,各級(jí)傳動(dòng)比最好采用不可約的比數(shù),避免同時(shí)嚙合;3)對(duì)于要求質(zhì)量盡可能輕/小的降速傳動(dòng)鏈,可按質(zhì)量最輕/小原則設(shè)計(jì);4)對(duì)于傳動(dòng)比很大的齒輪傳動(dòng)鏈,可把定軸輪系和行星輪系結(jié)合使用。20根據(jù)右圖簡(jiǎn)述滾珠花鍵傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特征。P3233答:花鍵軸的外圓上均布3條凸起軌道,配有6條負(fù)載滾珠列,相對(duì)應(yīng)有6條退出滾珠列。軌道橫截面為近似滾珠的凹圓形,以減小接觸應(yīng)力。承受載荷轉(zhuǎn)矩時(shí),3條負(fù)載滾珠列自動(dòng)定心。反轉(zhuǎn)時(shí),另3條負(fù)載滾珠列自動(dòng)定心。這種結(jié)構(gòu)使切向間隙(角沖量)減小,必要時(shí)還可用一個(gè)花鍵螺母按放置方向施加預(yù)緊力后再鎖緊,故剛度高、定位準(zhǔn)確。外筒上開(kāi)鍵槽,以備聯(lián)接其他傳動(dòng)件。保持架使?jié)L珠互不摩擦,且拆卸時(shí)不會(huì)脫落。用橡膠密封墊防塵,以提高使用壽命,通過(guò)油孔潤(rùn)滑以減少磨損。外筒與花鍵軸之間,既可以軸帶筒或以筒帶軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),又可以作靈活、輕便的相對(duì)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),所以,滾珠花鍵既是一種傳動(dòng)裝置,又是一種直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)支承。21機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)支承部件的要求是什么?p36答:支承部件是機(jī)電一體化系統(tǒng)中的重要部件,它不僅要支承、固定和聯(lián)接系統(tǒng)中的其它零部件,還要保證這些零部件之間的相互位置要求和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的精度要求,而且還是伺服系統(tǒng)的組成部分。機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)支承部件的主要要求是:精度高、剛度大、熱變形小、抗振性好、可靠性高,并且具有良好的摩擦特性和結(jié)構(gòu)工藝性。第三章檢測(cè)技術(shù)22何謂傳感器?p41答:傳感器是借助于檢測(cè)元件接收一種形式的信息,并按一定規(guī)律將它轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。它獲取的作息,可以是各種物理量、化學(xué)量和生物量,而且轉(zhuǎn)換后的信息形式也是不盡相同。23何謂傳感器的基本特性?p42答:傳感器的基本特性即是傳感器的輸入輸出特性,由于輸入信息的狀態(tài)不同,傳感器所表現(xiàn)的基本特性也不同,存在所謂的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。24衡量傳感器的靜態(tài)特性的重要指標(biāo)有哪些?p42答:線(xiàn)性度、靈敏度、遲滯性和重復(fù)性。25何謂位移測(cè)量傳感器?p44答:位移測(cè)量傳感器是直線(xiàn)位移和角位移測(cè)量的總稱(chēng)。常用的直線(xiàn)位移測(cè)量傳感器包括:電感傳感器、差動(dòng)傳感器、電容傳感器、感應(yīng)同步器、光柵傳感器等。26何謂光柵?p47答:光柵是一種新型的位移檢測(cè)元件,它的特點(diǎn)是測(cè)量精度高(可達(dá)1 m)、響應(yīng)速度快和量程范圍大等。光柵由標(biāo)尺光柵和指示光柵組成,兩者的光刻密度相同,但體長(zhǎng)相差很多。光柵條紋密度一簽為每毫米25、50、100、250條等。27位置傳感器有哪兩種?試簡(jiǎn)單敘述。P51答:位置傳感器分接觸式和接近式兩種。接觸式傳感器就是能獲取兩個(gè)物體是否已接觸的信息的一種傳感器;接近式傳感器是用來(lái)判別在某一范圍內(nèi)是否有某一物體的一種傳感器。第四章伺服傳動(dòng)技術(shù)28何謂伺服?p65答:伺服就是在控制指令的指揮下,控制驅(qū)動(dòng)元件,使機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。29伺服系統(tǒng)由哪四大部分構(gòu)成其基本組成?p65答:一般來(lái)說(shuō),伺服系統(tǒng)的基本組成可包括控制器、功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)裝置等四大部分。30簡(jiǎn)述開(kāi)環(huán)控制伺服系統(tǒng)和閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)的特征。P66答:(1)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng),結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)單,技術(shù)容易掌握,調(diào)試、維護(hù)方便,工作可靠,成本低。缺點(diǎn)是精度低、抗干擾能力差。一般用于精度、速度要求不高,成本要求低的機(jī)電一體化系統(tǒng)。(2)閉環(huán)伺服系統(tǒng),采用反饋控制原理組成系統(tǒng),具有精度高、調(diào)速范圍寬、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等。一般用于要求高精度、高速度的機(jī)電一體化系統(tǒng)。31常用的伺服電動(dòng)機(jī)有哪三大類(lèi)?p66答:目前常用的伺服電動(dòng)機(jī)有直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)三大類(lèi)。32什么是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)?步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是如何工作的?常用的有哪三種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)?p67答:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件。對(duì)這種電動(dòng)機(jī)施加一個(gè)電脈沖后,其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,稱(chēng)為一步;脈沖數(shù)增加,角位移隨之增加;脈沖頻率高,則電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度就高,反之則慢;分配脈沖的相序改變后,電動(dòng)機(jī)便反轉(zhuǎn)。這種電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與通常均勻旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)有一定的差別,是步進(jìn)形式運(yùn)動(dòng),故稱(chēng)為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。32功率放大器由什么組成?p68答:功率放大器是由開(kāi)關(guān)器件、電感、電容以及保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。33何謂直流伺服系統(tǒng)?p72答:采用直流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng),稱(chēng)為直流伺服系統(tǒng)。34相敏放大器的功能和輸出特點(diǎn)是什么?p74,75答:相敏放大器也稱(chēng)為鑒幅器。它的功能是將交流電壓轉(zhuǎn)換為與之成正比的直流電壓,并使它的極性與輸入的交流電壓的相位相適應(yīng)。由于相敏放大器輸出的是脈動(dòng)的直流電壓,必須采用濾波器,將其變成平滑的直流電壓。35脈寬調(diào)制型(PWM)功率放大器的基本原理是什么?p75答:PWM功率放大器的基本原理是:利用大功率器件的開(kāi)關(guān)作用,將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波電壓,通過(guò)對(duì)方波脈沖寬度的控制,改變輸出電壓的平均值。36PWM的控制電路由哪些器件組成?p78答:PWM的控制電路主要包括脈沖調(diào)制器,邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)和晶體管基極驅(qū)動(dòng)器等。其中最關(guān)鍵的部件是脈沖調(diào)制器。37影響伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度,導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差的主要因素有哪3個(gè)方面?p81答:影響伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度,導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差的主要因素有3個(gè)方面:(1)由檢測(cè)元件引起的檢測(cè)誤差;(2)由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和輸入信號(hào)引起的原理誤差;(3)負(fù)載擾動(dòng)引起的擾動(dòng)誤差。38常用的交流伺服電動(dòng)機(jī)有哪兩大類(lèi)?p86答:目前常用的交流伺服電動(dòng)機(jī)分為同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)和異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)。39何謂交流伺服系統(tǒng)?p86答:采用交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件的伺服系統(tǒng),稱(chēng)為交流伺服系統(tǒng)。40何謂交流調(diào)速過(guò)程中的同步調(diào)制?p89答:在改變正弦調(diào)制波的頻率f的同時(shí)成正比的改變?nèi)禽d波的頻率fc,使載頻比N保持不變,則稱(chēng)為同步調(diào)制。41何謂異步調(diào)制?p82答:在改變正弦調(diào)制波的頻率f的同時(shí),三角載波的頻率fc的值保持不變,使載頻波比N值不斷變化,則稱(chēng)為異步調(diào)制。42何謂環(huán)形分配器?p92答;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的各繞組必須按一定的順序通電才能正確工作。這種使電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序按輸入脈沖的控制而循環(huán)變化的裝置稱(chēng)為脈沖分配器,又稱(chēng)為環(huán)形分配器。43簡(jiǎn)述以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置的伺服系統(tǒng)的組成及其作用。P95答:以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置的伺服系統(tǒng),包括驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)兩大部分。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的作用是把脈沖源發(fā)出的進(jìn)給脈沖進(jìn)行重新分配,并把此信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)各定子繞組依次通、斷電的驅(qū)動(dòng)信號(hào),使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如絲杠)與執(zhí)行部件聯(lián)接在一起,將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行部件的移動(dòng)。44按控制元件的種類(lèi)和驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi),有哪兩類(lèi)電液位置控制系統(tǒng)?廣泛應(yīng)用的是哪一類(lèi)控制系統(tǒng)?其中包括哪兩種控制方式?p96答:在電液位置控制系統(tǒng)中,按控制元件的種類(lèi)和驅(qū)動(dòng)方式分為:節(jié)流式控制(閥控式)系統(tǒng)和容積式控制(泵控式)系統(tǒng)兩類(lèi)。目前廣泛應(yīng)用的是閥控系統(tǒng),它包括閥控液壓缸和閥控液壓馬達(dá)系統(tǒng)兩種方式。45何謂電液速度伺服控制系統(tǒng)?p100答:若系統(tǒng)的輸出量為速度,將此速度反饋到輸入端,并與輸入量比較,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的速度控制,這種控制系統(tǒng)稱(chēng)為速度伺服控制系統(tǒng)。第五章計(jì)算機(jī)控制技術(shù)46計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由哪兩部分組成?p103104答;計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。 (1)硬件組成,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件主要是由主機(jī)、外圍設(shè)備、過(guò)程輸入與輸出設(shè)備、人機(jī)聯(lián)系設(shè)備和通信設(shè)備等組成。(2)軟件組成,軟件是各種程序的統(tǒng)稱(chēng),軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類(lèi)。47何謂監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC)?其任務(wù)是什么?p104105答:監(jiān)督控制(Supervisory Computer Control)就是根據(jù)原始的生產(chǎn)工藝信息及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信息按照描述生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字模型,計(jì)算出生產(chǎn)過(guò)程的最優(yōu)設(shè)定值。輸入給直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))或連續(xù)控制系統(tǒng)。SCC系統(tǒng)的輸出值不直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu),而是給出下一級(jí)的最佳給定值。因此是較高一級(jí)的控制。它的任務(wù)是著重于控制規(guī)律的修正與實(shí)現(xiàn),如最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等,實(shí)際上它是操作指導(dǎo)系統(tǒng)與DDC系統(tǒng)的綜合與發(fā)展。48何謂分布式控制系統(tǒng)(DCS)?p105答:分布式控制系統(tǒng)DCS綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù),采用多層分級(jí)結(jié)構(gòu)形成,從下而上分為控制級(jí)、控制管理級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)和經(jīng)營(yíng)管理級(jí)。每級(jí)用一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī),級(jí)間連接通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線(xiàn)。分布式控制系統(tǒng)采用分散控制、集中操作、分級(jí)管理和分而自治的原則。其安全可靠性、通用靈活性、最優(yōu)控制性能和綜合管理能力,開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算機(jī)控制新方法。49何謂接口技術(shù)?p106答:接口技術(shù)是研究主機(jī)與外圍設(shè)備交換的技術(shù)。50常用的接口方式有哪幾種?p106答:對(duì)于多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)工作的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),為了便于整體控制及資源共享,各個(gè)系統(tǒng)間應(yīng)當(dāng)有系統(tǒng)間通道接口,接口有通用和專(zhuān)用之分,外部信息的不同,采用的接口方式也不同。一般可分為如下幾種:(1)人機(jī)通道及接口,(2)檢測(cè)通道及接口,(3)控制通道及接口,(4)系統(tǒng)間通道及接口。51接口電路的最重要的功能是什么?常用什么方式傳送數(shù)據(jù)?p106答:接口電路處于運(yùn)行速度快的微處理器與運(yùn)行速度比較慢的外設(shè)之間,它的一個(gè)重要功能就是能使它們?cè)谒俾噬掀ヅ洌_地傳送數(shù)據(jù)。通常使用的方法有:無(wú)條件傳送、查詢(xún)式傳送和中斷傳送。52何謂數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器?p110答:D/A轉(zhuǎn)換器是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的電路。53何謂模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器?p112答;A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓(模擬量)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件。54何謂總線(xiàn)式工業(yè)控制機(jī)?p116答:總線(xiàn)式工業(yè)控制機(jī)即是依賴(lài)于某種標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn),按工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),包括主機(jī)在內(nèi)的各種I/O接口功能模板而組成的計(jì)算機(jī)。55單片微計(jì)算機(jī)由什么集組成?p118答:?jiǎn)纹⒂?jì)算機(jī)是將CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)、多功能I/O(并行、串行、A/D)、通信控制器,甚至圖形控制器、高級(jí)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)等都集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上。56STD總線(xiàn)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)由什么組成?p121答:STD總線(xiàn)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)就是由某種型號(hào)CPU芯片構(gòu)成的主機(jī)板和按要求配置的I/O功能模板共同插在帶有總線(xiàn)板的機(jī)箱內(nèi),再配上相應(yīng)的電源而組成。第七章工業(yè)機(jī)器人57工業(yè)機(jī)器人的定義是什么?p147答:工業(yè)機(jī)器人定義為:“一種能自動(dòng)定位控制、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的操作機(jī)。能搬運(yùn)材料、零件或操作工具,用以完成各種作業(yè)。”58工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的定義是什么?p147答:工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)定義為:“具有和人手臂相似的動(dòng)作功能,可在空間抓放物體或進(jìn)行其它操作的機(jī)械裝置?!?9工業(yè)機(jī)器人有哪三個(gè)重要特性?p148答:工業(yè)機(jī)器人具有以下三個(gè)重要特性:1)是一種機(jī)械裝置,可以搬運(yùn)材料、零件、工具、或者完成多種操作和動(dòng)作功能,也即具有通用性;2)是可以再編程的,具有多種多樣程序流程的,這為人一機(jī)聯(lián)系提供了可能,也使之具有獨(dú)立的柔軟性;3)有一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng),可以在無(wú)人參與下,自動(dòng)地完成操作作業(yè)和動(dòng)作功能。60試述工業(yè)機(jī)器人的組成。p148答:一個(gè)較完善的工業(yè)機(jī)器人,一般由操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及人工智能系統(tǒng)等(四個(gè))部分組成。61試論工業(yè)機(jī)器人所需的自由度。p152答:確定一個(gè)工業(yè)機(jī)器人操作位置時(shí)所需要的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目稱(chēng)為工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度,它是表示工業(yè)機(jī)器人動(dòng)作靈活程度的參數(shù)。工業(yè)機(jī)器人的自由度數(shù)取決于作業(yè)目標(biāo)所要求的動(dòng)作。對(duì)于只進(jìn)行二維平面作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人只需三個(gè)自由度,若要使操作具有隨意的位姿,則工業(yè)機(jī)器人至少需要六個(gè)自由度。而對(duì)于回避障礙作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人則需要有比六個(gè)自由度更多的冗余自由度。62工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)常采用什么樣的關(guān)節(jié)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)其自由度?p152答:工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)常采用低副式(回轉(zhuǎn)副或移動(dòng)副)主動(dòng)關(guān)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)自由度。63研究工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的目的是什么?p159160答:研究工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的目的是建立工業(yè)機(jī)器人各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件與手部在空間的位置之間的關(guān)系,建立工業(yè)機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,為控制工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供分析的方法和手段,為仿真研究手臂的運(yùn)動(dòng)特性和設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能提供依據(jù)。64工業(yè)機(jī)器人力學(xué)分析包括什么內(nèi)容?p166答:工業(yè)機(jī)器人力學(xué)分析主要包括靜力學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析。靜力學(xué)分析是研究操作機(jī)在靜態(tài)工作條件下,手臂的受力情況;動(dòng)力學(xué)分析是研究操作機(jī)各主動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力與手臂運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,從而得出工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程。靜力學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析是工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)設(shè)計(jì)、控制器設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)仿真的基礎(chǔ)。65簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及其功能。p174175,176177答:(1)結(jié)構(gòu)組成:目前大部分工業(yè)機(jī)器人都采用二級(jí)計(jì)算機(jī)控制,第一級(jí)為主控制級(jí),第二級(jí)為伺服控制級(jí)。(2)各級(jí)的功能:1)主控制級(jí),主控制級(jí)的主要功能是建立操作和工業(yè)機(jī)器人之間的信息通道,傳遞作業(yè)指令和參數(shù)、反饋工作狀態(tài)、完成作業(yè)所需的各種計(jì)算、建立與伺服控制級(jí)之間的接口。它由以下幾個(gè)主要部分組成:主控制計(jì)算機(jī),主控制軟件,外圍設(shè)備。2)伺服控制級(jí),伺服控制級(jí)由一組伺服控制系統(tǒng)組成,每一個(gè)伺服控制系統(tǒng)分別驅(qū)動(dòng)操作機(jī)的一個(gè)關(guān)節(jié)。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)來(lái)自主控制級(jí)的輸出。伺服控制級(jí)的主要組成部分有:伺服驅(qū)動(dòng)器,伺服控制器。66試列舉出你所知道的機(jī)器人所能從事的工作和應(yīng)用特點(diǎn)。P178183答:(1)工業(yè)機(jī)器人從事單調(diào)重復(fù)的勞動(dòng),(2)工業(yè)機(jī)器人從事危險(xiǎn)作業(yè),(3)工業(yè)機(jī)器人具有很強(qiáng)的通用性,(4)工業(yè)機(jī)器人具有獨(dú)特的柔軟性,(5)工業(yè)機(jī)器人具有高度的動(dòng)作準(zhǔn)確性,(6)采用工業(yè)機(jī)器人可以明顯提高生產(chǎn)率和大幅度降低產(chǎn)品成本。

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