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一、填空题（每空1分，共15分）

1．伺服系统工作过程中通常存在着三种误差，即_____、_____、_____。参考答案答：

　动态误差、稳态误差、静态误差

2．直流伺服电动机按定子磁场产生方式可分为_____和_____两类；按电枢的结构与形状可分成_____、_____和_____等；按转子转动惯量的大小而分成_____、_____和_____直流伺服电动机。参考答案答：

　永磁式、他励式、平滑电枢型、空心电枢型、有槽电枢型、大惯量、中惯量、小惯量

3．滚动直线导轨的特点_____、_____、_____、_____、_____五点。参考答案答：

　承载能力大、刚性强、寿命长、传动平稳可靠、具有结构自调整能力

4．按照接口所联系的子系统不同，以控制微机(微电子系统)为出发点，将接口分为_____与_____两大类。参考答案答：

　人机接口、机电接口

5．晶闸管的主要类型有_____、_____和_____等三种最基本类型。参考答案答：

　单向晶闸管SCR，双向晶闸管、可关断晶闸管GTO

6．按照所处理信号形式的不同，可将滤波器分为_____和_____，其中模拟滤波器又有_____和_____两类；按照所采用元器件的不同，又可分为_____和_____；参考答案答：

模拟式滤波器、数字式滤波器、机械式、电气式、无源滤波器、有源滤波器

7．机电一体化产品设计一般可分为三种类型：_____、_____和_____。参考答案答：

开发性设计、适应性设计、变异性设计二、简答题（每空7分，共70分）

8．数字式传感器的优点有哪些？举出四种常见的数字式传感器？参考答案答：

优点：数字式传感器可直接将被测量转换成数字信号输出，既可提高检测精度、分辨率及抗干扰能力，又易于信号的运算处理、存储和远距离传输。

最常见的数字式传感器有光栅、磁栅、容栅、感应同步器、光电编码器及激光干涉仪等

9．滚珠丝杠副的特点是什么？主要应用在哪些方面？参考答案答：

1）传动效率高效率高达90％～95％，能耗为滑动丝杠的1／3。

2）运动具有可逆性即可将回转运动变为直线运动，又可将直线运动变为回转运动，逆传动效率几乎与正传动效率相同。

3）系统刚度好通过给螺母组件内施加预压来获得较高的系统刚度，可满足各种机械传动要求，无爬行现象，始终保持运动的平稳性和灵敏性。

4）传动精度高经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠副本身就具有很高的制造精度，又由于摩擦小，丝杠副工作时温升和热变形小，容易获得较高的传动精度。

5）使用寿命长滚珠是在淬硬的滚道上作滚动运动，磨损极小，长期使用后仍能保持其精度，因而寿命长，且具有很高的可靠性。其寿命一般比滑动丝杠要高5—6倍。

6）不能自锁特别是垂直安装的丝杠，当运动停止后，螺母将在重力作用下下滑，故常需设置制动装置。

7）制造工艺复杂滚珠丝杠和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高，制造成本高。

主要应用：数控机床、精密机械、各种省力机械设备及各种机电一体化产品中。

10．软轴传动机构用途与优点是什么？参考答案答：

用途与优点：主要用于两个传动机件的轴线不在同一直线上，或工作时彼此要求有相对运动的传动。

1）可以弯曲地绕过各种障碍件，远距离传递回转运动。

2）适合于受连续冲击的场合，也适用于高速、小转矩的场合，其转速可达r／min，传递功率不超过5.5kW。

3）不适于低速大转矩的传动，因为这将使从动轴的转速不均匀，扭转刚度无法保证。

11．说明斩波限流驱动电路的特点？参考答案答：

采用单一高压电源供电，以加快电流上升速度，并通过对绕组电流的检测，控制功放管的开和关，使电流在控制脉冲持续期间始终保持在规定值上下，电路出力大，功耗小，效率高，目前应用最广。

12．已知某m相步进电机，其转子上有z个齿，采用单双向轮流的通电方式，问其步距角为多大？参考答案答：13．直流伺服电动机的控制方式有哪两种主要方式？参考答案答：

一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；另一种是励磁磁场控制，即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。

14．什么是调制信号？载波信号？已调制信号？参考答案答：

让一个具有特定角频率ωc的高频信号的幅值随被测量x而变化，高频信号称为载波信号，被测量x称调制信号，载波信号经被测量x调制后所得到的幅值随x变化的信号称已调制信号或调幅信号。

15．设计功放电路时应注意的问题？参考答案答：

（1）切换频率的选择

1)切换频率应使电动机轴产生微振，以克服静摩擦，改善运行特性，但微振的最大角位移不应大于允许的角位置误差。

2)切换频率应选得足够高，以使电动机电枢感抗足够大，减小电动机内产生的高频功耗和交流分量的影响。

3)切换频率应高于系统中任一部件的谐振频率，以防止共振产生。

（2）大功率晶体管的选择

大功率晶体管工作在开关状态，其允许的开关频率一定要大于切换频率，而且开关特性要好，导通后的压降要小，反向耐压要高，以保证驱动电路和电动机性能的发挥。

16．检测系统设计的主要任务？参考答案答：

根据使用要求合理选用传感器，并设计或选用相应的信号检测与处理电路以构成检测系统，对检测系统进行分析与调试，使在机电一体化产品中实现预期的计测功能。

17．伺服系统对执行元件的要求是什么？参考答案答：

1)惯性小、动力大

2)体积小、质量轻

3)便于计算机控制

4)成本低、可靠性好、便于安装和维修。

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