机电一体化考试计算题参考答案 下载本文

1.试分析图示传动系统中,齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响?

解答:

齿轮传动链位于电机之后,前向通道的闭环之外,其传动误差的低频分量和高频分量都不

能通过闭环控制来消除,都会影响输出精度。

2. 如图所示的系统,试分析传感器的误差对输出精度的影响。(8分)

解答:传感器位于闭环之内的反馈通道上,其误差的高频分量(噪声信号)因系统的低通作用得到校正,不影响输出精度; 传感器误差的低频分量,如静态精度(分辨率等)直接影响输出精度,它决定了系统精度的上限。

3.已知电机驱动的三自由度位置控制系统,单个自由度的驱动系统如图所示,试确定单自由度驱动系统的测量方案。

解:依题意有两种测量方案

(1)高速端测量方案:传感器安装在电机的尾部,通过测量电机的转角实现对工作台位移的间接测量。可选用光电编码器式传感器或者磁电式编码器。

(2)低速端测量方案:传感器安装在工作台上,直接测量工作台的位移。可选用光栅式位移器、感应同步器或者电位计式位移传感器。

4.已知某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动,已知工作台的行程L=250mm,丝杠

导程t=4mm,齿轮减速比为i=5,要求工作台位移的测量精度为o.005mm(忽略齿轮和丝杠 的传动误差)。

(1)试采用高速端测量方法,确定旋转编码器的每转脉冲数‘

(2)若将传感器与丝杠的端部直接相连,n。=500脉冲/转的旋转编码器是否合用。

解答

(1)高速端测量

设传感器的每转脉冲数为,n,每个脉冲对应工作台的位移为

满足题目要求。

(2)低速端测量

传感器直接与丝杠连接,与减速比无关

可知”。=500脉冲/转的编码器不合用。

5.如图所示的开环步进电机位置控制系统,已知负载为F=1000N,工作台长L=500mm,往复精度为±0.0lmm,丝杠导程ts=8mm,直径d=20mm,步进电机的步距角为a=1.8。,试确定齿轮减速比i。