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《机电一体化系统设计》课程试卷2一.填空1.机电一体化技术是机械学与电子学的结合；一个较完善的机电一体化系统包含：机械本体、动力与驱动装置、执行机构、传感与检测部分和控制与信息处理五部分。2.在应用力—电压相似原理建立机械系统数学模型时，力对应电压、位移对应电荷、速度对应电流、质量对应电感、粘滞阻尼系数对应电阻、弹簧柔度对应电容、自由度对应闭合回路。3.传感器的灵敏度反映了被测量的数值处在稳定状态时，输出量的变化量与输入量的变化量的比值。4.电容式位移传感器是将被测物理量转换为电容量变化的装置。5.滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有外循环和内循环两种。6.测速发电机的负载电阻越大，其线性度越好。7.步进电机的步距角指在一个电脉冲的作用下，电机转子转过的角位移。8.谐波齿轮传动的三个主要部件是：刚轮、柔轮和谐波发生器。9.直流伺服电机的机械特性指当控制电压Ua一定时，电磁转矩与转速之间的关系；调节特性指在输出转矩一定时，转速与控制电压之间的关系。二、简述题1.简述机电一体化系统的特点？2.简述机电一体化产品结构设计中通常应该遵循的一些基本原则。3.简述机电一体化系统（或产品）的设计类型。答：1、机电一体化系统的一大特点是由于机电一体化系统的微电子装置取代了人对机械的绝大部分的控制，并加以延伸和扩大，克服了人体能力的不足和弱点；另一大特点是节省能源和材料消耗。这些特点正是实现机电一体化系统高性能化、智能化、省能省资源化及轻薄短小化的重要原因。2、机电一体化产品结构设计中通常应该遵循的一些基本原则:a)任务分配原则：根据产品的性能，有时相同的功能可以由不同的零件来承担；有时不同的功能又可以由同一个零件来承担。b)自补偿原则：通过技术系统本身结构或相互关系，产生加强功能、减载或平衡作用。c)从结构设计变元构造的解空间中寻找出最优解。d)力传递原则：尽量缩短力流传递路线；尽量使力流变化缓慢。e)力平衡原则：利用零件本身的结构抵消附加的载荷。f)稳定性原则：在结构设计中应该使其结构即使在受到力的作用时也能处于稳定状态。g)等强度原则。h)降低噪声。3、机电一体化产品的设计类型大致有以下三种：开发性设计、适应性设计和变异性设计。开发性设计是没有任何参照产品的设计。适应性设计是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。变异性设计是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸，使之适应于量的方面的要求。三、分析题1.对于如图所示的槽轮机构说明其工作原理。答：工作原理是：拨销盘以不变的角速度旋转，拨销转过2β角时，槽轮转过相邻两槽间的夹角2α，在拨销转过其余部分的2(π-β)角时，槽轮静止不动，直到拨销进入下一个槽内，又重复以上循环。2.对于图示的支承结构，应用力传递原理说明哪种支承的刚性最好？哪种支承的刚性最差？答：图(a)中由于力的传递路线最短，所以刚性最好；图(e)中由于力线要沿弹簧传递，路线最长，故刚性最差。1—拨销盘；2—锁紧弧；3—槽轮；4—定位弧；5—拨销（a）（b）（c）（d）（e）四、求如图所示机械系统的传递函数其中)(0tX为输出，)(tFi为输入。五、对于如图所示的存储器扩展连接图，要求补充其未连接的部分，并分析该扩展存储器芯片的地址范围（设8051未连接的地址线接地）。两片8kB的程序存储器扩展连线图答：连线图如上图所示。左片存储器的地址范围为：0000H～1FFFH；右片存储器的地址范围为：8000H～9FFFH。