国家开放大学-《机电一体化系统设计基础》

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作业4

一、判断题（正确的打√，错误的打×）

1．自动控制技术是机电一体化相关技术之一，直接影响系统的控制水平、精度、响应速度和稳定性。（ ）

2．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。（ ） 

3．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。（  ）

4．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。（ ）

5．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。（ ）

6．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。（ ）

7．计算机控制系统的软件主要分为系统软件和应用软件，应用软件一般不需要用户设计，系统软件都要由用户自行编写，所以软件设计主要是系统软件设计。（ ）

8．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。（ ）

9．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。（）

10．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。（）

11．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。（   ）

12．数控机床中的计算机属于机电一体化系统的控制系统，而电机和主轴箱则属于系统的驱动部分。（）

二、单选题

1．有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，已知转子有24个齿，步进电机的步距角是（ ）。  a=360/(znk)=360/(24*5*2)

A．0.6°      B．1.2°      C．1.5°       D．2°

2．步进电机转动后，其输出转矩随着工作频率增高而（ ）。

A．上升                B．下降

C．不变                D．前三种情况都有可能

3．采用脉宽调制（PWM）进行直流电动机调速驱动时，通过改变（）来改变电枢回路的平均电压，从而实现直流电动机的平滑调速。

A．脉冲的宽度          B．脉冲的频率

C．脉冲的正负          D．其他参数

4．含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是（ ）。P220

A．零接口              B．被动接口

C．主动接口            D．智能接口

5．HRGP-1A喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的（ ）。P249

A．能源部分           B．测试传感部分

C．驱动部分            D．执行机构

6．HRGP-1A喷漆机器人中的手部属于系统中的（ ）。

A．能源部分           B．测试传感部分

C．驱动部分            D．执行机构

7．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

8．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 

三、简答题

1．何谓概念设计？简述概念设计的设计过程。

2．如何进行机电一体化系统的可靠性设计？

3．简述HRGP－1A喷漆机器人的示教再现过程。

4．简述数控设备中计算机数控装置的组成和功能。

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。

2. 某车间内的两条自动生产线上需要一款搬运机器人，用于生产线间的产品搬运，如果该款机器人采用概念设计，请制订出概念设计的流程。