| 显示青书学堂系统河南理工大学- 机电一体化系统与 设计所有答案 |
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采用PLC设计二台电动机A、B工作的系统。（1） 按钮X1为A电动机起动，按钮X2为A电动机停止（输出Y1）；（2） 按钮X3为B电动机起动，按钮X4为B电动机停止（输出Y2）；（3） 只有A电动机
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答案是：LD|X1|OR|Y1|AND|NOT|X2|OUT|LDN
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若长度为n的线性表采用顺序存储结构，在其第I个位置插入一个新元素的算法的时间复杂度为
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答案是：0(n)
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设计一台电动机按要求动作的PLC控制系统。 具体要求：系统只有一个按钮。按一下，电动机正转10s再反转10s后自动停止。 试完成设计任务：(1)列出PLC系统资源分配表。 (2)画出梯
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答案是：LD|O|=|A|LDN|AN|ON|S
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设汁某机构按要求动作的PLC控制系统 动作要求： 按一次起动按钮，机构上升至限定位置，停3s，自动下降至原位后自动停。(提示： 原位置，上升限定位置采用行程开关检测。) 设计任务：(1)列出PLC系统资源分配表：
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答案是：启动|按钮|上限位|开关
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某位置反馈系统如题图所示，已知： 电动机时间常数T=0．2s，K =0．1V／( )， K =400(r／min)／V， K =0．5 ／(r．min ．s)，求： 。 (1) =0时．系统的摄大超调量 %彩和调整时间t
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答案是：45|1.6|6.9|0.14
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设计一台电动机按下述要求的PLC控制系统。该系统由一个按钮控制，按下按钮电动机开始正转10分钟，然后再反转20分钟后自动停止。要求： （1）列出PLC的I/O分配表； （2）画出梯形图； （3）写出对应的助记符指令。
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答案是：LD|OR|AND|OUT|Y0|Y1|NOT|=
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某自动仓库大门的开闭控制系统有如下环节：由超声波开关S1检测是否有人或汽车到来，在大门两侧安装有一对红外开关S2检测人或汽车是否进去或退出，大门的开闭（升降）有电机带动来实现，上下分别设置位置开关来检测大门是否完全打开或关闭。 （1）分配I
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答案是：超声开关|电开关门
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设计一抢答器，有4人答题。出题人提出问题，答题人按动抢答按钮，只有最先答题的人输出，出题人按动复位按钮，引出下一个问题，试写出指令语句。 X0~X3对应四个抢答按钮，X4出题人复位按钮。Y0~Y3抢答指示灯，Y4复位指示灯
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答案是：LD|OR|AND|NOT|Y1|Y2|Y3|Y4
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某直流电机电枢电阻50，做电动机使用时电枢加110V电压，空载电枢电流O.1A，空载转速3000r／min。(励磁保持额定状态)
(1)电机空载损耗功率为多少?
(2)电机的反电动势系数为多少?
(3)若电机做发电机用，转
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答案是：（1） 空载损耗功率=Ua*I0=110V*0.1A=11W（2） 反对电动势E=Ua-IaRa=110-50*0.1=105V反电动势系数Ke=E/n=105/3000=0.035v/r/min(3) U0=Ke*n=0.035*2000=70V 电枢电流Ia=U0/(R+Ra)=70/(300+50)=0.2A
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三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为1450r/min。
(1)该电动机为几极，空载转差率是多少?
(2)堵转时定子、转子绕组电势频率各为多少?
(3)空载时，定子、转子绕组电势频率各为多少?
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答案是：(1)p=60f/n0=60*50/1450=2,该电动机为4极,空载转差率,S=(n0-n)/n0=(1500-1450)/1500=0.03(2)堵转时定子绕组电势频率为50Hz,转子绕组电势频率为50Hz(3)空载时定子绕组电势频率为50Hz,转子绕组电势频率为Sf=0.03*50=1.5.
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三相变磁阻式步进电动机，转子80个齿。
(1)要求电动机转速为60r/min,单双拍制通电，输入脉冲频率为多少?
(2)要求电动机转速为100r/min，单拍制通电，输入脉冲频率为多少?
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答案是：(1) f=n*mZr*C/60=60*3*80*2/60=240HZ(2)f=n*mZr*C/60=100*1*80*160=133HZ
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某光电编码器作为系统的位置反馈，若系统中丝杠的螺距为4mm，光电编码器的分辨率为600脉冲/r，参考输入脉冲为1800脉冲/s,试求该工作台的线速度。
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答案是：v=(1800/600)*4=12mm/S
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某测速发电机的电动势系数为0.08v（r.min-1）,角速度为125rad/s，试求该测速发电机的输出电压。
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答案是：U0=Ke*n=0.08*60*125/(2*3.14)=95.54V
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某线性位移测量仪，被测量位移由4.5mm变到5.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5V减至2.5V，求该仪器的灵敏度。
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答案是：ke=(2.5-3.5)/(5.0-4.5)=-2v/mm
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一台他励直流电动机，额定电压为220V，额定电流为116A，额定转速为1500r/min，电枢绕组电阻为0.174Ω，试计算理想空载转速为多少？
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答案是：Ke=(Ua-iaRa)/n=(220-116*0.174)/1500=0.133 n0=Ua/Ke=220/0.133=1654r/min
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某三相感应电动机空载转速1485r/min，电源频率50Hz，额定转差率0.04。 （P145）
（1）该电机的极数为多少？额定转速为多少？
（2）额定运行状态下，定子、转子绕组电势频率各为多少？
（3）电机空载时转子绕组电势频率较额
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答案是：（1）p=60f/n=60*50/1485=2.极数为4 ne=(1-Se)*n0=(1-0.04)*1500=1440r/min(2) 定子绕组电势频率f1为50HZ、转子绕组电势频率f2=f*Se=50*0.04=2HZ(3)电机空载时转子绕组电势频率较额定状态时小。
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对于下图所示的加速度计，具有下列参数：
m=0.016kg，k=300N/m，Xmax=±0.24cm，
求：（1）可以测量的最大加速度；
（2）系统频率。
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答案是：(1)a=kx/m=0.24*300/0.016=45m/s2(2)ωn=sqt(k/m)=137rad/s
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用每转3000条刻线的增量方法，采用图示的测量方法，在0.1s的采样周期内测得的编码器脉冲数为1000，求转速n。
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答案是：n=60N1/(N*Δt)=60*1000/(3000*0.1)=200r/min
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若某一光栅的条纹密度为100条/mm，现利用光栅莫尔条纹的放大作用，把莫尔条纹的宽度调成10mm，求光栅条纹间的夹角。
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答案是：P=1/100=0.01Θ=P/W=0.01/10=0.001(rad)
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一直双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200，刚轮齿数Z2=202，柔轮的转速nH ＝100r/min，如图所示。求： （1）刚轮从动时的传动比i。
（2）波发生器固定时的刚轮转速n2。
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答案是：(1) i=Z2/Z1=202/200=1.01(2)n2=nR/i=100/1.01=99r/min
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一直双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200，刚轮齿数Z2=202，波发生器的转速nH ＝600r/min，如图所示。求： （1）刚轮从动时的传动比i。 （2）柔轮固定时的刚轮转速n2。
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答案是：(1)i=ZG/(ZG-ZR)=202/(202-200)=101(2)n2=nH/i=600/101=5.94r/min
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某五相步进电动机转子有36个齿，采用二相三相运行方式。
试计算：(1)步距角θs为多少?
(2)若要电动机以200 r／min的速度旋转，输入脉冲频率f为多少?
(3)若要电动机
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答案是：(1)步距角=360/(m*Zr*C)=360/(5*36*2)=1(度)；（2）输入脉冲频率f=(n*m*Zr*C)/60= (200*5*36*2)/60=1200(HZ)(3) 输入脉冲数=(360/1)*1.5=540
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已知双波传动谐波齿轮减速器中，柔轮齿数ZR=200，刚轮齿数ZG=202，
波发生器转速nH=1500r／min。
试求：(1)刚轮固定时柔轮的转速nR=?
(2)柔轮固定时刚轮的转速nG=?
您的答案:
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答案是：(1)nR=nH*(ZR-ZG)/ZR=1500*(200-202)/200=-15r/min(2)nG=nH*(ZG-ZR)/ZG=1500*(202-200)/202=14.85r/min
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用步进电动机控制工作台的运动，（1）设步距角1.8度，细分系数5，丝杠镙距2mm，进给速度v=120mm/min，求进给频率f。
（2）设8253芯片工作在方波发生器方式（方式3），GATE=1，CLK=2MHz，求时间常数寄存器的初值k
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答案是：（1）进给速度v=120mm/min=2mm/s细分后的步距角=1.8/5编码器旋转一周的脉冲数N=360/(1.8/5)=1000 丝杠导程p=2mm脉冲当量=p/N=2/1000 mm/脉冲v=f*p/N=2f/1000=2f=1kHz（2）k=2000000/1000=2000时间常数寄存器的初值k为2000
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增量式编码器与12cm直径的跟踪轮一起使用，编码器为5000线，是确定每个脉冲的位移，以及为了测量7m距离所需计数器的位数。
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答案是：每个脉冲的位移=（3.14*12）/5000=0.007536 cm/脉冲测量7m（即700cm）所需脉冲数=700/0.007536=92887.43取整为9288892888大于2的16次方（用计算器，或记住2的15次方是32768，），小于2的17次方，因此所需计数器的位数为17位。
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三相变磁阻式步进电动机，转子40个齿。要求：(1)计算双拍制的步距角。(2)若单拍制的最大转距为2N·m，计算单双拍制时的启动转矩。
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答案是：步距角=360/(m*Zr*C)=360/(3*40*1)=3（度）启动转矩=Tsm*COS（180/mc）=1.732(Nm).
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采用2000条刻线的增量编码器测电动机转速的方法如图所示。已知时钟脉冲为 8MHz,在lO个编码器脉冲问隔的时间里计数器共计200000个时钟脉冲，试求电动机转速n。
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答案是：时间测量值T=200000/8*106=0.025sn=60N2/N*T=10*60/2000*0.025=12r/min
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一直双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200，刚轮齿数Z2=202，波发生器的转速nH ＝360r/min，如图所示。求： （1）柔轮从动时的传动比i。（ 2）刚轮固定时的柔轮转速n1
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答案是：（1）i=-Z1/（Z2-Z1）=-200/(202-200)=-100 (2)n1=nH/i=-360/100=-3.6r/min
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某伺服系统结构如题22图所示，已知：Kp=60V／rad，Kf=O.24V·s／rad，Ra=3Ω，
Kn=2.5×103V／V，Kt=7.1N·m／A
求：(1)系统增益kV：
(2)伺服刚度KR。
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答案是：(1) 系统增益kV =Kp/Kf=60/0.24=250(S-1)(2) 伺服刚度KR=(Kp*Kn*Kt)/Ra=60*2.5*105*7.1/3=3.55*105(NM/rad)
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什么是轴系的热特性？
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答案是：轴系的热特性主要参数是热源强度、温升及工作部位的热位移。
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何为开式导轨？
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答案是：借助运动件的自重和外载荷，在一定的空间位置和受力状况下，使运动导轨和支撑导轨的工作面可靠接触，从而保证运动导轨的规定运动。开式导轨一般受温度变化的影响较小。
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何为闭式导轨？
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答案是：借助导轨副本身的封闭式结构，在变化的空间位置和受力状况下，使运动导轨和支撑导轨的工作面可靠接触，从而保证运动导轨的规定运动。闭式导轨一般受温度变化的影响较小。
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什么是顺序控制系统以及分类？
您的答案:
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答案是：顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统。分为时间顺序控制和事件顺序控制。
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什么是机电一体化？
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答案是：
其涵义是机械与电子的集成技术。定义为在设计产品或制造系统时所思考的精密机械工程、电子控制以及系统的最佳协同组合。它是在机构的主要功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件等有机组合而成的系统总称。
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全闭环控制系统的定义与特点是什么？
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答案是：伺服系统中，当位置传感器安装于输出轴（工作台）上时，传感器直接测量工作台移动，这种直接测量的系统称为全闭环系统。特点：对输出进行直接控制，可以获得十分良好的控制精度。但受机械传动部件非线性影响严重。只有在要求高精度场合，才采用全闭环系统。
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采样周期选择原则是什么？
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答案是：若考虑对系统响应速度的影响采样周期应小于系统的最小时间常数。准则2：若考虑系统抑制干扰的能力，采样速率应为系统的通频带的10倍以上；准则3：实时算法程序所花费的时间总和应小于采样周期的1/10.
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步进电动机有哪几种通电方式？
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答案是：纯单拍、纯双拍和单双拍结合。
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描述传感器静态特性的主要指标是什么？
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答案是：线性度，精度、误差、重复性和可重复性。
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机电一体化系统的设计指标和评价标准大体包括哪几方面？
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答案是：1.系统功能 2.性能指标 3.使用条件 4.社会经济效益
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什么是连续路径控制？
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答案是：为了控制工具沿着任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的位置和速度，使得它们同步协调到达目标点。这样的运动控制称为连续路径控制。
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什么是伺服系统的刚度？
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答案是：输出轴的单位位置误差所能承受的负载转矩。
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什么是复合控制器？
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答案是：在反馈控制基础上附加一个前馈控制器，二者的组合称为复合控制器
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什么是步进电动机的脉冲分配器？
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答案是：它是步进电动机数控系统重要组成部分。它的作用是把输入脉冲按一定的逻辑关系转换为合适的脉冲序列，然后通过驱动器加到步进电动机的相绕组上，使步进电动机按一定的方式工作。脉冲分配器可以由逻辑电路硬件实现，也可以通过逻辑代数运算由软件实现。
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什么是步进电动机的连续运行频率？
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答案是：起动后，步进电动机不失步运行的最高输入脉冲频率称为连续运行频率。
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什么是步进电动机的起动频率？
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答案是：在负载转矩小于起动转矩的条件下，步进电动机不失步起动的最高频率称为起动频率。
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什么是步进电动机的动稳定区？
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答案是：当步进电动机输入单脉冲时，电动机从一种通电状态切换到另一种通电状态不引起失步的区域称为动稳定区。
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什么是压电效应？
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答案是：某些晶体沿一定的方向受外力作用而变形时，在表面产生极性相反的电荷。当外力去掉后，又恢复到不带电状态，这种现象称为压电效应。
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什么是步进电动机的矩角特性？
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答案是：在不改变控制绕组通电状态下，电磁转矩与转子转角的关系。
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什么是步进电动机？
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答案是：又称脉冲电动机。它采用变磁阻原理产生电磁转矩，将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动。每输入一个脉冲，旋转式步进电动机的输出轴转动一步。因此，当输入一串脉冲序列时，输出轴就以等增量的转角响应输入序列，输出步数等于，转速与输入脉冲频率成正比。
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机电一体化设计中，增强机械系统的思想是什么?
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答案是：正常设计的机械与闭环控制回路相结合可以实现增强机械系统的运动速度、精度和柔性，有关部件可以做的更轻，惯量更小
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直流伺服电动机的机械特性
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答案是：保持电动机电压恒定，电动机转矩与转速的关系.
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描写事件驱动过程常用什么方法?
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答案是：梯形图和布尔代数方程
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机电一体化需要贯穿哪些设计思想？
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答案是：1）系统的设计思想2）机和电融和的设计思想3）注重创新的是设计思想
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简述电荷放大器的特点和主要用
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答案是：利用运算放大器求和点为虚地电位，使得输入端的分布电容上没有积累电荷，从而不起作用。作用是：将将压电传感器的电荷量或电容传感器的微小电容转换为电压输出。
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常用滚动摩擦支承轴承有哪几种主要结构类型？
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答案是：①标准滚动轴承：圆锥孔双列圆柱滚子轴承，角接触球轴承，双向推力角接触球轴承，圆锥滚子圆锥（举例２个）②新型滚动轴承：变预紧力轴承，密集滚珠轴承（举例２个）
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试简述“机电一体化”的涵义。
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答案是：机电一体化是机械与电子的集成技术。定义为在设计产品和制造系统时所思考的精密机械工程、电子控制及系统的最佳协同组合。它是在机构的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件等有机结合而成的系统总称。
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简述传感器有哪几方面的性能指标?
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答案是：工作特性，静态特性，动态特性
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何为步进电动机连续运行频率？它与起动频率比有何特点？
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答案是：步进电动机启动后，不失步运行的最高频率。一般情况下，连续运行频率比启动频率要高得多。
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直流伺服电动机的驱动电路包含有哪些类型?
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答案是：线性直流放大器, 脉宽调制放大器, 晶闸管组成的可控整流电路.
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在选择PWM开关放大器的开关频率时，应考虑哪几方面？
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答案是：⑴开关频率应尽可能高。⑵开关频率必须比系统通频带大10倍以上。⑶开关频率必须远大于各环节的共震频率。⑷满足前三项的条件下，频率尽可能低。
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