国家开放大学-机电一体化系统设计基础

机 电 一 体化系统设计基础 作业 3

 

一、判断题 (正确的打 ，错误的打)

1 ．计算机控制系统的采样周期越小，其控制精度就越高。(     )

2．从计算机的精度来看，需要计算机控制系统的采样周期短一些，这是因 为工业控制用的微型机字长固定，前后两次采样的数值之差可能因计算机精度不

高而反映不出来，从而使控制作用减弱。(     )

3．一般说来，全物理仿真较之计算机仿真在时间、费用和方便性上都具有

明显的优点，是一种经济、快捷与实用的仿真方法。(     )

4 ．计算机控制系统设计完成后，首先需要对整个系统进行系统调试，然后 分别进行硬件和软件的调试。(     )

5．PLC 采用扫描工作方式，扫描周期的长短决定了 PLC 的工作速度。(     )

6 ．PLC 完善的自诊断功能，能及时诊断出PLC 系统的软件、硬件故障，并

能保护故障现场，保证了PLC 控制系统的工作安全性。(     )

7．现代嵌入式系统的设计方法是将系统划分为硬件和软件两个独立的部分， 然后按各自的设计流程分别完成。(     )

8 ．现场总线系统采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接，打破 了传统控制系统的结构形式。(     )

9 ．需求设计是指新产品开发的整个生命周期内，从分析用户需求到以详细 技术说明书的形式来描述满足用户需求产品的过程。(     )

10．反求设计是建立在概率统计基础之上，主要任务是提高产品的可靠性，

延长使用寿命，降低维修费用。(     )

11．绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究，进而对该系统 (产品) 进行剖析、重构、再创造的设计。(     )

12．可靠设计是指将优化技术应用于机电一体化系统的设计过程，最终获得

 

比较合理的设计参数，各种计算机程序能解决不同特点的工程问题。(     )

13．虚拟设计是在基于多媒体的、交互的、嵌入式的三维计算机辅助设计环 境中进行实体建模和装配建模，生成精确的系统模型，并在同一环境中进行一些

相关分析，从而满足工程设计和应用的需要。(     )

14．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，设计

时可以根据需要选择适当的接口，再配合接口编写相应的程序。(     )

15．工业机器人驱动部分在控制信息作用下提供动力，包括电动、气动、液 压等各种类型的传动方式。(     )

二、单选题

1 ．计算机控制系统实际运行时，需要由用户自行编写 (    ) ，具有实时

性、针对性、灵活性和通用性。

A ．实时软件                    B ．开发软件

C ．系统软件                    D ．应用软件

2 ． 以下抑制电磁干扰的措施，除了 (  ) ，其余都是从切断传播途径入

 

手

。

A ．屏蔽                         B ．隔离

C ．滤波                         D ．软件抗干扰

3 ．以下 (    ) 不属于系统功能结构图的基本结构形式。

A ．串联结构                    B ．平行结构

C ．环形结构                     D ．星形结构

4 ．不进行参数的变换与调整，即输入与输出的直接连接的接口是 (    )。

A ．零接口                      B ．被动接口

C ．主动接口                    D ．智能接口

5 ．含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是 (    )。

A ．零接口                      B ．被动接口

C ．主动接口                    D ．智能接口

6 ．HRGP- 1A 喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的 (    )。

A ．能源部分                    B ．测试传感部分

C ．驱动部分                    D ．执行机构

 

7 ．HRGP- 1A 喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的 (  )。

A ．能源部分                   B ．测试传感部分

C ．控制器                     D ．执行机构

8 ．在小型智能机器人的伺服驱动系统设计中应该采用的伺服技术为 (   )。

A ．液压伺服                   B ．气动伺服

C ．电动伺服                   D ．电液伺服

9 ．通常，数控精密镗铣床等高精度数控设备，其伺服系统的控制方式均采

用 (   )。

A ．开环控制                   B ．闭环控制

C ．半闭环控制                 D ．混合控制

10．数控机床进给系统的伺服电机属于设备的 (    )。

A ．能源部分                   B ．测试传感部分

C ．驱动部分                   D ．执行机构

11．数控机床的加工刀具属于系统的 (   )。

A ．能源部分                   B ．传感部分

C ．驱动部分                   D ．执行机构

12．CNC 机床进给系统的运动工作台属于设备的 (   )。

A ．能源部分                   B ．测试传感部分

C ．驱动部分                   D ．执行机构

 

三、简答题

1 ．步进电动机的输入信号是什么？如何实现对其转角、转速和旋转方向的 控制？

 

2 ．PID 控制算法中，比例、积分、微分部分各起何作用？

 

 

四、计算题

下图所示的机电一体化伺服驱动系统，当以步进电动机为驱动元件，其步 距角α为 1.8°，系统脉冲当量δ为控制器输出一个脉冲时执行机构的直线位移， 大小为 0.01mm ，传动机构采用滚珠丝杠，其基本导程 l0 为 4mm ，减速机构采用 了齿轮减速，试求齿轮机构的传动比i。

 

五、综合题

1 ．某物料搬动机械手的结构如图所示，动作过程如图所示，要求机械手的 操作方式分为手动方式和自动方式。机械手有升降、水平移动、手爪夹持等 3 个自由度，采用电磁阀控制的气缸驱动，PLC 控制。要求写出物料搬动机械手设 计和产品开发的详细工程路线。