国开大学2019年07月1118《机电一体化系统设计基础》期末考试参考答案.pdf

1、试卷代号：1118 座位号IJ国家开放大学20 1 9年春季学期期末统一考试机电一体化系统设计基础试题2019年7月口-I-四得分1评卷人一、单选题（每小题3分，共21分）1.以下产品属千机电一体化产品的是（）。A.游标卡尺B.移动电话C.全自动洗衣机D.非指针式电子表2.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法()。A.增大系统刚度B.增大系统转动惯量C.增大系统的驱动力矩D.减小系统的摩擦阻力3.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线数为100线/mm,当经四倍细分后脉冲记数为400时，光栅位移是()mm。A.l C.3 B.2 D.4 1.以下不能实现

2、交流异步伺服电动机调速的方法是（）。A.改变电动机的转差率B.改变供电电压的大小C.改变电动机的供电频率D.改变电动机定子极对数5.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C.系统软件B.开发软件D.应用软件6.机电一体化产品设计的第一道工序和概念设计的出发点是（）。A.结构分析B.功能分析C.工艺分析D.流程分析303 7.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8.HRGP-lA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

3、构得分1评卷人二、判断题（正确的打,错误的打X,每题3分，共30分）9.机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有“智能化”的特征是机电一体化产品与普通机械产品在功能上的本质差别。（)10.机电一体化系统的机械传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。（)11.采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。（)12.传感器的转换元件能够将敏感元件感受或响应的被测量转换成适千传输或测量的电压或电流信号。（)13.迟滞是传感器的一种静态误

4、差，是由千在传感器的正反行程中的输出输入特性曲线不重合引起的。（)14.脉宽调制(PulseWidth Modulation,简称PWM)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制获得所需要波形。（15.混合型步进电动机转子上嵌有永久磁铁，具有步距角小、响应频率高的优点，而且还具有励磁功率小、效率高的优点。（)16.在机电一体化系统中主要采用连续控制系统，通常采用差分方程描述，主要采用计算机进行信号处理，控制器以软件算法为主。（)17.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。（)18.在数控设备中，计算机数控装置是设备

5、的核心部分，一般由专用计算机（或通用计算机）、输入输出接口以及机床控制器等部分构成。（)304 得分1评卷人三、简答题（每小题8分，共24分）19.滚珠丝杠副消除轴向间隙的预紧调整方法有哪些？20.什么是传感器的校准？并简述如何进行校准？21.步进电动机的输入信号是什么？如何实现对其转速和旋转方向的控制？得分1评卷人四、计算题(10分）22.已知某四级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为6p1=心pz=l:,.p8=O.01弧度，各级减速比相同，即i1=i2=i4=3,求该系统的最大转角误差斗maxo 得分1评卷人五、综合题(12分）23.某部门欲开发一款用千焊接印刷电路板芯片的机械手，请制订出该

6、款机械手产品的开发设计流程。305 试卷代号：1118 国家开放大学20 1 9年春季学期期末统一考试机电一休化系统设计基础试题答案及评分标准（供参考）2019年7月一、单选题（每小题3分，共24分）l.C 6.B 2.A 7.D 3.A 8.C 4.B 二、判断题（正确的打,错误的打X,每题3分，共30分）5.D 9.10.X 11.X 12.13.11,15.16.X 17.X 18.三、简答题（每小题8分，共24分）19.滚珠丝杠副消除轴向间隙的预紧词整方法有哪些？答：滚珠丝杠副消除轴向间隙的预紧询整方法有：螺纹预紧调隙式、双螺母差齿预紧调隙式、双螺母垫片预紧调隙式、弹簧式自动调整预紧式

7、、单螺母变位导程自预紧式。20.什么是传感器的校准？并简述如何进行校准？答：传感器在使用前、使用中或搁置一段时间再使用时必须对其性能参数进行复测或做必要的调整和修正，以确保传感器的测械精度，这个复测调整过程称为校准。为了对传感器进行校准必须有一个长期的、租定的和高精度的基准。在一些测量仪器中特别是内部装有微处理器的测星仪器中，很容易实现自动校准功能。对传感器进行校准时，需要精度比它高的基准器，这种基准器受时间的推移和使用的磨损等因素的影响，参数会随之改变。因此对这种基准器还要用更高精度的基准器来定期校准。21.步进电动机的输入信号是什么？如何实现对其转速和旋转方向的控制？答：步进电机的输入信号

8、是脉冲序列。步进电机的步矩角a与运行拍数m、通电方式kCm=kN,单拍时k=l,双拍时k=2,N为定子绕组的相数）、转子的齿数z有关。步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高，转子的转速越高。改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变。306 四、计算题(10分）22.解：由系统可知：凶)1岭2十凶扣凶)4+6,扣凶6十凶扣岭max=+十凶中sC5分）I lzl3l4 j3j4 14 则系统可能的最大误差为：o.01 o.01+o.01 o.01+o.01 o.01+o.01 凶压ax=+3X3X3X3 3X3X3 3X3 3+o.Ol=

9、O.Oll98(rad)(5分）五、综合题(12分）23.答：机电一体化系统的主要设计流程分为五个阶段：产品规划、概念设计、详细设计、设计实施和设计定型阶段。(2分）第一阶段：产品规划阶段：进行需求分析和需求设计，以明确设计任务。机械手的用途：焊接芯片。工作方式：手动、自动方式。主要技术参数：3自由度。使用环境要求：生产线。(2分）第二阶段：概念设计阶段：在功能分析的基础上，优化筛选取得较理想的工作原理方案。(2分）第三阶段：详细设计阶段。对各功能模块进行细部设计，绘制相应的工程图。该阶段的丁一作既包括机械、电气、电子、控制与计算机软件等系统的设计，又包括总装图和零件图的绘制。(2分）第四阶段：设计实施阶段。首先根据机械、电气图纸和算法文件，制造、装配和编制各功能模块；然后进行模块的调试；最后进行系统整体的安装调试，复核系统的可靠性及抗干扰性。(2分）第五阶段：设计定型阶段。对调试成功的系统进行工艺定型，整理设计资料。小批量生产，试销。(2分）307