經典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網絡整理，如有侵權，請聯系刪除，謝謝！《機電一體化系統設計》考試復習大綱總論1、機電一體化一詞的由來；機電一體化體統（產品）融機械技術、電子技術、信息技術等多種技術為一體；要從系統的角度分析和解決問題；機電一體化的目標——多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源。2、機電一體化系統的構成要素及功能構成系統；系統的三大“目的功能”——1）2）3）機電一體化要素與人體要素的對應關系；三個示例（工作臺、CNC機床、數控機床機器人）說明五大要素。3、構成要素的相互聯系各要素之間的接口是綜合系統性能好壞的決定性因素；機械接口、物理接口、信息接口、環境接口等四類；4、系統設計流程系統設計的流程——(1)目的功能的確定及規格性能指標確定；（）系統功能部件、功能要素的劃分；（）接口設計；（）整體評價；（）可靠性復查；（）試制與調試5、系統的評價系統（產品）內部功能及相應的評價參數（）主功能——系統誤差、抗干擾能力、廢棄物輸出、變換效率；（）（）控制功能——輸入/輸出口的個數、自動化程度；（）構造功能——尺寸、重量、強度、剛度、結構工藝性；（）檢測功能——精度。6、機電一體化系統設計考慮方法及設計類型考慮方法——（）機電互補法（）結合（融合）法設計類型——（）開發性設計（）適應性設計（）變異性設計7、機電一體化系統與系統工程系統工程的概念、機電一體化工程和系統工程的一致性及差異性8、機電一體化系統（產品）設計程序、準則和規律總體設計程序；總體設計應注意的問題；設計準則；設計規律——功能分解、元素間的邏輯關系、物理關系；功能結構的三種基本形式（串聯、并聯及帶反饋的閉式結構）9、機電一體化系統的開發工程開發工程的流程圖（圖。1410、機電一體化設計與現代設計CADCE虛擬產品設計：快速響應設計；綠色設計；反求設計；網上協同設計。1）2）3）4）5））例機電一體化產品一般由、、、、等部分組成，其中計算機部分的作用是：。例機電一體化技術是一門正在發展中的邊緣科學技術，是根據生產實際需要，在傳統技術的基礎上與一些相關技術相結合而發展起來的，這些相關技術包括：例、、、、、。簡要說明系統設計方法如何在機電一體化產品設計當中體現。1-1試說明機電一體化的含義。1-2機電一體化的目的是什么？1-3機電一體化系由那些基本要素組成？分別實現那些功能？1-4工業的三大要素是什么？1-5機電一體化的三大效果是什么？1-6機電一體化接口功能有那兩種？1-7根據不同的接口功能試說明接口的種類。1-8機電一體化系統產品的主要評價內容是什么?1-10機電一體化工程與系統工程有何異同？1-11現代設計方法與傳統設計方法相比較有何突出特點？1-12簡述計算機輔助設計與并行工程、虛擬設計、快速相應設計、綠色設計、反求設計等的涵義？1-13什么是機電互補法、結合法、組合法？1、機械傳動部件及其功能要求機械傳動部件的基本功能——絲杠螺母、齒輪、齒輪齒條、鏈輪鏈條、帶輪、繩、杠桿、凸輪、連桿、摩擦輪、萬向節、軟軸、蝸輪蝸桿、間歇機構所能實現的運動對機械傳動部件的功能要求——精密化、高速化、小型輕量化絲杠螺母機構的基本傳動形式:①螺母固定、絲杠轉動并移動；②絲杠轉動、螺母并移動；③螺母轉動、絲杠移動；④絲杠固定、螺母轉動并移動2、滾珠絲杠傳動部件滾珠絲杠副的組成及特點：滾珠絲杠副的典型結構類型（滾道形狀、滾珠的循環方式）主要尺寸參數；精度等級；軸向間隙的調整與預緊；支承方式的選擇；密封和潤滑；滾珠絲杠副的選擇步驟（承載能力、壓桿穩定核算、剛度驗算）3、齒輪傳動部件齒輪傳動形式（一級、二級、三級）及傳動比的最佳匹配；最佳匹配原則：重量最輕原則、輸出軸轉角誤差最小原則、等效轉動慣量最小原則。傳動比計算。齒輪傳動間隙的調整方法。4、撓性傳動部件簡介*同步齒形帶傳動；鋼帶傳動；繩輪傳動5、間歇傳動簡介*棘輪傳動機構；槽輪傳動；蝸型凸輪傳動6、導向支承部件的選擇與設計對滑動導軌的基本要求：導向精度；剛度；精度保持性；運動靈活性；低速運動平穩性；對溫度的敏感性和結構的工藝性滑動導軌的結構形式：三角形、矩形、燕尾形、圓形滑動導軌的組合形式：雙三角、矩形--矩形、三角矩形、三角--平面等組合形式導軌副間隙的調整：壓板、鑲條；導軌副的材料選擇及搭配：鑄鐵、鋼、有色金屬、塑料提高導軌耐磨性的措施：滾動導軌類型及基本要求：導向精度、耐磨性、剛度、工藝性；靜壓導軌副的工作原理簡介；7、旋轉支承部件的選擇與設計旋轉支承的種類及基本要求；圓柱支承；圓錐支承；填入式滾動支承；其他支承形式8、軸系部件的選擇與設計軸系（主軸）軸承的類型及配置；非標準軸承；靜壓軸承。9、機座與機架機座或機架的作用；對機座或機架的基本要求：剛度與抗振性、熱變形、穩定性、工藝性、人機工程結構設計要點：合理截面和尺寸、合理布置肋板、合理開孔、提高接觸剛度、合理選材焊接機架的設計1）機械傳動裝置例（2001通過預緊可以提高滾珠絲杠的剛度，預緊方式有等幾種。例（2000如圖所示為直流電機驅動的半閉環系統：V=6*10-2m/sM=3000kg2控制裝置已知參數：1）電機：n=3000rpmN=1.5kwJ=1.58*10kg.m-32mm2)齒輪:折算到電機軸上的轉動慣量J=1.2*10kg.m-32m_g3)滾珠絲杠:中徑d=0.056m螺距P=0.012m最高轉數n=300rpmsc求:折算到電機軸上的總轉動慣量l=024θ=△θ12=?=△θi=i?=1.5，8124求：該傳動系統的最大轉角誤差△θ；欲縮小△θit第三章機電一體化系統執行元件的選擇與設計1、執行元件執行元件的種類：電磁式、液壓式、氣壓式、其他（壓電式等）對執行元件的基本要求：慣性小動力大、體積小重量輕、便于安裝維修、易于微機控制2、常用的控制電機機電一體化系統對控制用電機的基本要求；控制用電機種類、特點及選用3、步進電機及其控制干擾能力強；步進電機的工作原理；步距角的概念；環行脈沖分配方式；步進電機的運行特性及性能指標；步進電機的驅動——環形脈沖分配器、功率放大器（單電壓功放電、高低電壓功放電路）細分驅動原理及優缺點；步進電機的微機控制——串行控制與并行控制；軟件控制、硬件控制和軟硬件結合控制。4、直流伺服電機及其驅動直流伺服電機的特性及選用；直流伺服電機的驅動5、交流伺服電機及其驅動交流伺服電機的特性及選用；交流伺服電機的驅動1）2）DC3）交流（AC4）例（2002）因為磁通具有“力圖沿磁阻最小路徑通過”的特點，所以一般的步進電機是靠磁拉力工作的。四相反應式步進電機的相控制繞組為A、B、C、D,則四相單四拍控制方式的通電順序為：為：；四相雙四拍控制方式的通電順序。步進電動機具有那些特點？簡述步進電動機的種類及其特點。簡述步進電動機的工作原理。步進電動機步距角的大小的計算方法是什么？步進電動機的環行分配方式是什么？步進電機的運行特性是什么？步進電動機驅動電源的功率放大電路原理是什么？第四章機電一體化系統的微機控制系統的選擇與設計1、微機控制系統微機控制系統設計的內容：選用微機、設計接口、選用控制形式和動作控制方式；專用與通用、硬件與軟件的抉擇和權衡；微機控制系統的設計思路：確定整體控制方案、確定控制算法、選擇微機、系統總體設計、軟件設計、系統調試；接口設計、輸入/輸出通道設計、操作控制臺設計；微機的應用領域及選用要點。2、單片機結構的特點及最小應用系統MCS—51系列單片機的結構特點；8031引角功能：I/O口線、控制口線、電源及時鐘；最小應用系統及其擴展：8031最小應用系統、8031的數據存儲器擴展、8031輸入輸出口的擴展。3、數字顯示器及鍵盤接口電路數字顯示器（七段）的結構及其工作原理；鍵盤、顯示器接口電路；行列式鍵盤接口電路。4、可編程控制器（）的構成及應用舉例PLC的構成及工作原理；某PLC的基本指令；繼電器邏輯控制電路和控制梯形圖、PLC程序清單。梯形圖語言梯形圖在形式上類似于繼電器控制電路圖，是原繼電器線路固提煉出將微機的特點結合進去，使得編程容易，而實現的功能卻大大超過傳統繼電器控制圖。很受用戶歡迎，是目前用得最多的PLC語言。·采用內部邏輯運算和算術運算代替了繼電器、定時器、計數器等分離元件的控制作用。盡管PLC內部沒有任何實際的分離元件，但為了描述各種邏輯控制功能，繼電器控制中描述操作的符號和概念仍可采用。這就是梯形圖編程法的由來。繼電器控制術語和PLC是常用的繼電器控制術語和PLC控制術語的對應關系。僅是PLC的／O意義相同。這里的“點”指附屬在PLC一個存儲單元上的實際點。5、微機應用系統的I/O控制光電隔離電路的設計；信息轉換電路的設計：弱轉強、數字脈沖轉換;D/A轉換、A/D轉換。6、常用傳感器的性能、選用檢測傳感器的分類：二值型、模擬型、數字型；機電一體化系統對檢測傳感器的基本要求；傳感器的特性參數及選用原則；傳感器的選用原則及注意事項；各類傳感器的主要性能及優缺點：①②角度、角位移傳感器（表）③④⑤⑥⑦傳感器的測量電路：）模擬型測量電路；2）數字型測量電路；3）開關型測量電路；4）轉換電路（電橋、放大、調制與解調、A/D）傳感器的微機接口：）輸入放大器；2）頻混濾波器；3）采樣保持器；4）模擬多路開關1）2）3）6）可編程控制器與工業微機有何區別？可編程控制器的硬件系統主要由哪幾部分組成？各部分分別起何作用？試說明在“”工作狀態下，PPI8255的輸入數出口的選擇方法。試說明8031單片及的輸入輸出及存儲器的擴展方法。試說明七段LED的組成原理。鍵盤鍵值是如何確定的？試說明光電耦合器的光電隔離原理。靜態顯示與動態顯示的主要區別有哪些？試說明機電一體化系統常用傳感器的種類及其特性參數。試說明傳感器的選用原則及注意事項。試問A/D轉換器常用方式有哪兩種？試說明它們的轉換原理。例（2002）試用8031的P1口構成中斷方式44行列式鍵盤。ⅹ（2002）如圖為電機正反轉控制用的梯形圖，試寫出PLC的程序編碼。第五章機電一體化系統的元、部件的特性分析1、機械系統特性機械系統特性：傳遞函數研究線性變換、微分方程研究非線性變換變換機構及其運動變換分析；機構靜力學特性：負載力（或轉矩）向輸出端的變換、機構內部摩擦力的影響、機構動力學特性：①平面運動機構要素的動態力及動態轉矩、②空間運動機構要素的動態力及動態轉矩、③Lagrange公式與動態力（或轉矩）向輸入端的換算。④機構輸出端的彈性與動態特性2、傳感器的特性分析動電式變換器的特性及其傳遞函數；壓電式變換器的特性及其傳遞函數；其他具有平滑特性的變換器及其傳遞函數；傳感檢測系統的特性3、執行元件的特性分析電磁變換執行元件（電動機是其典型）的特性；具有反饋環節的驅動電路電磁變換執行元件的動態特性；步進電機的動態特性；壓電式執行元件及其動態特性。4、執行元件與機械結構結合中的若干問題機械慣性阻轉矩的匹配方法；凸輪曲線理論；殘留振動分析；兩自由度機器人運動軌跡創成所需轉矩分析?？?）3）4）試以傳遞函數的形式表示包括負載在內的機械系統的動態特性。試舉出幾種機電一體化系統中常用的線性變換機構。研究機電一體化系統的機電有機結合最重要的機構靜力學問題有哪些？傳感器及電器執行元件的動態特性進行分析。第六章機電一體化系統的機電有機結合分析與設計1、1）負載分析慣性負載、外力負載、彈性負載、典型負載：摩擦（滑動、滾動、粘性）負載；負載的等效轉換：等效轉動慣量換算、等效負載轉矩換算。2）執行元件的匹配選擇系統執行元件的轉矩匹配；系統執行元件的功率匹配；減速比的匹配選擇與各級減速比的分配。3）傳感裝置、信號轉換電路、放大電路及電源等的匹配選擇4）系統數學模型的建立及主振頻率的計算工作臺伺服進給系統半閉環控制、全閉環控制；工作臺伺服進給系統的主諧振頻率計算示例。2、機電有機結合之二：——動態設計考慮方法1）系統的調節方法PID調節器及其傳遞函數；調節作用的分析；典型信號的響應；速度反饋校正。2）機械結構彈性變形對系統的影響結構諧振的影響；減少結構諧振的措施：提高傳動剛度、提高機械阻尼、采用校正網絡、綜合速度反饋。3）傳動間隙對系統性能的影響分析4）機械系統實驗振動模態參數識別分析3、可靠性、安全性設計可靠性的基本概念；保證系統（產品）可靠性的方法：提高產品設計和制造質量