机械电子原理思考题.doc

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1、1111.机械电子系统是由哪几部分组成的，怎样理解它们之间的“有机”结合?机械电子系统由机械、电子、控制、信丿』、、计算机技术几部分组成。过去，机械和电子一体化是通过相互没有直接联系的“块和块”之间的结合来完成的；现在对机械电子系统的看法是：除了“块与块”之间的动力（肌肉）联系之外，还有信息（神经）之间的相互联系，并由具有数值运算和逻辑推理能力的计算机来对机械电子系统的所有信息进行智能处理。2.为什么把计算机称为电脑，它能实现哪些人类的智力活动？电子计算机，它现在也被俗称为“电脑”，是一种最现代的计算工具，具有存储、记忆

2、能力、逻辑判断能力、运算能力以及自动执行程序能力，能实现数值运算和逻辑推理的功能。3•机械电子工程有哪些应用领域，在这些领域中采用机械电子工程方法有什么优点?制造业、柔性制造系统、用于生产控制的分层通信系统。采用机械电子方法设计的主要优点是：制造系统的结构易于改变，且产品的质量可以顺利地上档次。4・设计机械电子系统时主要涉及到哪些技术领域？驱动与执行装置；传感器及仪器仪表系统；嵌入式微处理系统；工程设计与优化方法。5.简要叙述机械电子工程的设计方法。用机械电子方法进行工程设计的核心是将电子技术和计算机技术与机械系统有机地

3、结合起来。产品开发和工程设计过程■产品开发和工程设计是包括许多技术和学科在内的相互作用的复杂过程。6.设计者需要具备的知识和能力。具有多自由度的质量弹簧阻尼系统的数学建模，以数学方法来完成系统的表达和编程；传感器的选择和应用；仪器使用，包括数据采集及测试；电液及电器控制系统的设计和应用；微处理器的使用；系统控制算法的建立；测试设备及试制品的一般性机械设计；有关电路的设计、安装和调试。1.机械电子系统中的执行机构和驱动器的作用是什么？主要都有哪些性能指标？在机械电子系统中，驱动器和执行器所起到的作用主要是机械运动或动力转换

4、。驱动器的作用是将各种类型的能源转化为机械能。执行机构的作用是将这种机械能变换为合适的运动形式，从而实现机械做功，完成运动的传递、物质或能量的转移。对于控制用的驱动器和执行器，除能量转换效率外，更注重速度、位置精度等性能指标。2.信息与控制在机电系统中可以起到什么作用？执行器的输出由控制器的算法和计算过程决定，也与传感器测得的结果有关，同时执行器的输出也受到控制器处理速度和系统饱和等因素的限制。3.在什么情况下执行器和驱动器可以合为一体？驱动器输出的运动形式一般有旋转和直线两种，因此当要求执行机构完成的动作是旋转或直线时

5、，有时驱动器还可以同时完成执行机构的任务，此时执行器和驱动器的概念变得模糊了。4.机械类执行器有什么特点？机械类执行器的参数调整缺乏灵活性，运动轨迹单一,构件易磨损，金属材料易疲劳，润滑繁复。1.电器类执行器有什么特点？电器执行元件的功率密度不如液压元件和气动元件，但是电信号易于传送和变换，电能易于控制，在中小功率的机械电子系统中，电源往往也比油源和气源方便，电气执行元件不需任何流体作为工作介质，免除了介质的可压缩和泄露等弊端。2.气动类执行器有什么特点？有正、反作用功能；移动速度大，但负载增加时速度会变慢；可靠性高，但

6、气源中断后阀门不能保持；检修维护简单，对环境的适应性好；功率大，具有防爆功能。3.液压类执行器有什么特点？输出推动力要高于气动执行器和电动执行器，输出力矩可以根据要求进行精确的调整；传动更为平稳可靠，有缓冲无撞击现象，适用于对传动要求较高的工作环境；调节精度高、响应速度快，能实现高精确度控制；使用液压油驱动,液体本身有不可压缩的特性，因此液压执行器能轻易获得较好的抗偏离能力；液动执行器本身配备有蓄能器，在发生动力故障时，可以进行一次以上的执行操作，减少紧急情况对生产系统造成的破坏和影响，特别适用于长输送管路自动控制；使用

7、液压方式驱动，在操作过程中不会出现电动设备常见的打火现象，防爆性能要高于电动执行器；不过液动执行器的工作需要外部的液压系统支持，运行液压执行器要配备液压站和输油管路，这造成液压执行器相对电动执行器和气动执行器来说，一次性投资更大，安装工程量也更多，因此只有在较大的工作场合才使用液动执行器。1.选择执行器有哪些原则？直线运动能量转换装置：根据力和距离；旋转运动能量转换装置：根据转矩和速度；运动转换机构：根据输入/输出速度、力/转矩的大小以及方向的变化。1.什么是机构？满足下面两个条件的装置：第一，由两个以上实体组合而成；第

8、二，实体之间以一定几何形状的表面互相接触，形成可动联接，且各实体之间有确定的相对运动规律。2•什么是构件？凡是能传递运动和力并在运动时可视为一个整体的物理介质都可称为构件。构件在运动时视为一个整体，是运动的最小单元实体，也是机构的最基本元件。1.什么是零件？零件是构造或制造的最小单元实体。2.什么是运动副？运动副是两