《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。