ôn tập chuyên ngành cơ điện tử

Câu 1: Cơ điện tử gì? Các thành phần hệ CDT - Cơ điện tử lĩnh vực tích hợp đa ngành nhiều lĩnh vực chuyên ngành hẹp để tạo nên hệ thống có tính tự động hóa cao, linh hoạt, kích thước nhỏ gọn phục vụ cho đời sống, quân sự, công nghiệp,… - thành phần hệ thống CĐT + Hệ thống đo : đảm nhận nhiệm vụ thu thập tín hiệu từ môi trường công tác trạng thái hệ thống để cung cấp tín hiệu cho điều khiển hoạt động + CCCH : bao gồm phần truyền động dẫn động  cung cấp lượng cho phận công tác hoạt động + Phần công tác: phần trực tiếp tạo thao tác công nghệ + Bộ điều khiển : Lưu trữ chương trình đk nhận tín hiệu từ hệ thống đo để phân phối hoạt động hệ thống +Mơ hình hóa : cung cấp liệu cho điều khiển từ việc tính tốn động học, động lực học phận cơng tác lưu trữ lại dạng chương trình điều khiển Câu 2: Định nghĩa hàm truyền ? hệ tuyến tính bất biến liên tục ngõ vào ngõ ? - Hàm truyền : tỷ số biến đổi Laplace tín hiệu đầu biến đổi L tín hiệu đầu vài với điều kiện ban đầu = Phạm vi sử dụng hệ tuyến tính -Hệ tuyến tính : mơ hình tốn học mà phương trình mơ tả hệ chứa hàm tuyến tính Câu : Trình bày ưu nhược điểm hệ thống thủy lực , cho ví dụ minh họa - Ưu điểm: Truyền động công suất cao lực lớn nhờ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao ,đòi hỏi chăm sóc, bảo dưỡng Điều chỉnh vận tốc làm việc tinh Kết cấu gọn nhẹ sử dụng vận tốc cao mà không bị va đập mạnh Dễ biến đổi chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến Dễ đề phòng tải nhờ van an toàn Dễ quan sát theo dõi áp kế hệ phức tạp, nhiều mạch Tự động hóa đơn giản - Nhược điểm: Mất mát đường ống dẫn rò rỉ bên phần tử làm giảm hiệu suất Khó giữ vận tốc khơng đổi phụ tải thay đổi tính đàn hồi đường ống dẫn Khi khởi động nhiệt độ hệ thống chưa ổn định vận tốc làm việc thay đổi Khả lập trình tích hợp hệ thống nên khó khăn thay đổi chương trình làm việc Nhiệt độ độ nhớt ảnh hưởng đến độ xác điều khiển Hệ thống thủy lực mà e biết hệ thống bàn nâng ô tô : Câu 4: vẽ, nêu cấu tạo nguyên lý hoạt động van solenoid 4/3 * Van solenoid gồm ống dây bao quanh lõi sắt từ, muốn lõi sắt dịch chuyển tịnh tiến, cần tác động dòng điện lên ống dây Khi có điện cuộn dây ln đẩy trượt hết hành trình Con trượt van hoạt động hai vị trí tùy theo tác động nam châm Có thể gọi van solenoid loại van điều khiển có cấp có hai trạng thái ON/ OFF Lưu lượng phải tính tốn sẵn cho phù hợp với hai trạng thái - cơng dụng : dùng để đóng mở van phân phối thông thường, đk nam chân điện nên dùng mạch đk logic Câu : Theo sở lý thuyết điện tử phân làm loại ? kể tên? loại Cơ điện tử truyền thống Cơ điện tử micro ( MEMS) Cơ điện tử nano ( NEMS) Câu 6=câu 9: Định nghĩa mơ hình Mơ hình sử dụng tế qt thiết kế? - Định nghĩa mơ hình: Mơ hình thể thực thể hay khái niệm, số thuộc tính quan hệ đặc trưng nguyên hình nhằm: Làm đối tượng quan sát thay cho nguyên hình Làm đối tượng nghiên cứu (thực nghiệm hay suy diễn) ngun hình Các loại mơ hình thường sử dụng kĩ thuật để mô tả đối tượng thiết kế đa dạng - Có dạng sau: a Mơ hình trích mẫu: - b Mơ hình đồng dạng: - c Mơ hình tương tự: d Mơ hình tốn học: e Mơ hình lược tả: Ý nghĩa mơ hình hóa toán Cơ điện tử: Việc nghiên cứu hệ q trình thực nhờ mơ hình Các mơ hình mơ tả có định hướng mục tiêu chức năng, phản ảnh quan hệ vấn đề khảo sát Mơ hình hóa thơng qua mơ hình tốn học cung cấp đầu vào cho tốn tính tốn khí điều khiển thiết kế hệ điện tử Câu 7: Nêu tên chức số thiết bị hệ thống thủy lực?Chức van an toàn? 1.Bơm (hoặc máy nén): thiết bị biến lượng học (của động dẫn động) thành lượng dòng mơi chất; Động (thủy lực khí nén) thiết bị biến lượng dòng mơi chất thành lượng học, bơm động có tính thuận nghịch (kết cấu tương tự nhau) song động thường yêu cầu độ xác chế tạo cao bơm; Van an tồn: thiết bị có chức giữ cho áp lực hệ thống không vượt giá trị định trước; Van tiết lưu: thiết bị có chức thay đổi lưu lượng dòng chảy, lưu lượng qua van tiết lưu phụ thuộc vào tải trọng thường không ổn định; Van đảo chiều: thiết bị có chức ấn định hướng dòng mơi chất, dùng xác định hướng di chuyển cấu chấp hành Các rơle áp lực: ấn định trạng thái bắt đầu hay kết thức làm việc hệ thống; Van chiều: cho môi chất di chuyển theo hướng xác định khóa hướng lưu thông ngược lại; Các thiết bị khuếch đại lực momen: Dùng khuếch đại lực mô men công tác truyền từ cấu điều khiển đến khâu cơng tác; Các thiết bị tích áp: lưu trữ lượng dạng áp lực để bù rò cho hệ thống; 10 Thiết bị đảo chiều phụ: dùng tác động đổi chiều tự động cho dòng mơi chất có chức điều khiển (phân biệt với dòng cơng tác) Chức van an toàn: bảo vệ hệ thống khỏi tăng áp vượt giá trị định mức cài đặt sẵn Trong trình làm việc, van an tồn ln trạng thái đóng Khi áp suất đầu vào van vượt giá trị định mức cài đặt, van an toàn mở cho phép phần chất lỏng khí bên đường ống xả ngồi mơi trường, xả bồn chứa.vvv Câu 8: trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt đông động đĩa nghiêng - Đặc điểm sử dụng đa hiệu suất cao it phụ thuộc vào áp lực, tốc độ quay mô men xoắn dải rộng phù hợp với yêu cầu kỹ thuật cao ,rôt quay nhanh Nguyên lý hoạt động tương tự sau: Các lỗ xilanh phân bố rotor song song với theo hướng trục rotor Piston xilanh đẩy tỳ đầu vào đĩa cố định đặt nghiêng lò xo đặt xilanh Khi rotor quay piston quay theo Vì đầu piston tỳ vào đĩa nghiêng nên piston đồng thời chuyển động tịnh tiến tương xilanh.Các lỗ xilanh mặt cuối rotor lắp sát với nắp cố định Bên nắp có rãnh hình vòng cung ngăn cách gờ, rãnh thông với lỗ dẫn chất lỏng vào Câu 11 : trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động , chức van đảo chiều 3/2 Có cửa vị trí Cửa P nói với nguồn lượng, cửa a nối buồng xilanh CCCH, cửa T cửa xả Khi trượt di chuyển sang trái cửa P thông với cửa A Khi trượt di chuyển sang phải cửa A thông với cửa xả T xả dầu thùng khí môi trường Van thường dùng để làm role dầu ép khí nén Câu 12: Trình bày phân lớp sản phẩm điện tử -Lớp I: sản phẩm khí có kết hợp điện tử để nâng cao tính năng, ví dụ máy công cụ điều khiển số CNC; 17 - Lớp II: hệ khí truyền thống với đại hóa đáng kể thiết bị bên việc kết hợp với thiết bị điện tử, giao diện người dùng bên ngồi khơng đổi, ví dụ máy khâu đại 18 - Lớp III: hệ thống giữ lại chức hệ khí truyền thống máy móc bên thay thiết bị điện tử, vd đồng hồ số 19 - Lớp IV: sản phẩm thiết kế cơng nghệ khí điện tử tích hợp hỗ trợ nhau, Ví dụ máy photocopy, nồi cơm điện Câu 13: Vẽ cấu tạo, nguyên lý hoạt động , chức kí hiệu van an tồn? - cấu tạo 1: Vít điều chỉnh 4: Lò xo 2: Đầu vào van 5: Bi cầu, bi trụ trượt 3: Đầu van - Nguyên lý hoạt động Đối với van kiểu bi, áp suất p vào cửa vào van vượt qua áp suất định mức cài đặt lò xo thơng qua vít điều chỉnh thắng lực gây lò xo, cửa van mở, dầu đưa bể Đối với van kiểu trượt, áp suất p vào cửa vào van vào cửa qua lỗ giảm chấn vào buồng Khi áp suất chất lỏng tạo vượt qua áp suất định mức cài đặt lò xo thơng qua vít điều chỉnh thắng lực gây lò xo, cửa van mở, dầu đưa bể - ký hiệu : - Chức : van an toàn bảo vệ mạch thủy lực khỏi tăng áp vượt giá trị định mức (giá trị định mực cài đặt sẵn) Trong trình làm việc, van an tồn ln trạng thái đóng Khi áp suất đầu vào van vượt giá trị định mức, van an toàn mở cho phép phần chất lỏng chảy qua van thùng chứa Câu 14 : Động servor ji? Ưu nhược điểm ? - Động servor động thiết kế cho hệ thống hồi tiếp vòng kín Tín hiệu động nối với mạch điều khiển Nếu có bầt kỳ lý ngăn cản chuyển động quay động cơ, cấu hồi tiếp nhận thấy tín hiệu chưa đạt vị trí mong muốn Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động đạt điểm xác Ưu điểm: - Nếu tải đặt vào động tăng, điều khiển tăng dòng tới cuộn dây động giúp tiếp tục quay Tránh tượng trượt bước động bước - Có thể hoạt động tốc độ cao Nhược điểm: - Đông servo hoạt động không trùng khớp với lệnh điều khiển động bước - Giá thành cao - Khi dừng lại, động servo thường dao động vị trí dừng gây rung lắc Câu 16 : Vẽ cấu tạo, kí hiệu nêu chức năng, nguyên lý hoạt động van tiết lưu? - Công dụng : Van tiết lưu dùng để điều chỉnh lưu lượng dầu, điều chỉnh vận tốc CCCH hệ thống thủy lực van đặt đường dầu vào - Kí hiệu 1- vỏ van, - kim van, 3,5- vách van, - nút xoay - Nguyên lý hoạt động : Câu 17 : Cấu tạo nguyên lý hoạt động động bước biến từ trở , góc bước 30? -Nguyên lý làm việc động bước có từ trở biến thiên dựa sở tượng từ trở cực tiểu Trong động bước loại Stator Rotor làm vật liệu từ Rotor quay trạng thái cho từ trở nhỏ Nghĩa hệ thống mạch ln có xu hướng giảm thiểu từ trở Dựa tác động trường điện từ Rotor có từ trở biến thiên theo góc quay -Cấu trúc tiêu biểu cho động bước có từ trở thay đổi hình vẽ -Rotor chế tạo vật liệu dẫn từ, bề mặt Rotor thường có nhiều Mỗi Rotor Stator gọi cực Trên hai cực đối diện mắc nối tiếp hai cuộn dây tạo thành phần động Động hình vẽ có pha (các pha 1, 2, 3) từ trở thay đổi theo góc quay Khi Rotor đứng thẳng hàng với cực Stator, từ trở nhỏ -Khi cuộn kích điện, X Rotor bị hút vào cực Nếu dòng qua cuộn bị ngắt cấp dòng qua cuộn 2, Rotor quay 300 theo chiều kim đồng hồ Y hút vào cực Như vậy: hướng quay Rotor không phụ thuộc vào chiều dòng điện mà phụ thuộc vào thứ tự cấp điện cho cuộn dây Nhiệm vụ mạch logic chuyển phát thực Với cách thay đổi cách kích thích cuộn dây, ta làm thay đổi vị trí góc quay Câu 18 : Câu 19 : Cấu tạo kí hiệu , nguyên lý hđ công dụng van chiều? - Cơng dụng : dùng để điều khiển dòng chất lỏng theo hướng , hướng bị chặn lại - Nguyên lý hđ : Khi khơng có dòng chất lỏng-khí chảy qua van, phần tử trượt (cửa xoay) van tác dụng trọng lượng lực lò xo giữ chặt ví trí “Đóng” Khi xuất dòng chảy đến van, phần tử trượt (cửa xoay ) tác động lượng dòng chảy bị đẩy khỏi vị trí đóng cho phép dòng chảy qua van Tại thởi điểm vận tốc dòng chảy khơng, phần tử trượt ( cửa xoay) quay vị trí đóng, áp suất cửa van tác động lên phần tử trượt giữ chặt phần tử trượt vị trí đóng ngăn cản dòng chảy hướng cửa vào van Như hoạt động van chiều hồn tồn tự động tác động chất lỏng-khí - Cấu tạo: Về mặt cấu trúc van chiều dạng trượt đảm bảo trục đường ống dẫn vuông góc với trục mặt đế đỡ Thường phần tử trượt nằm đĩa đỡ nhờ khối lượng nó, ln phải đảm bảo van lắp đặt nằm ngang Để đảm bảo van chiều dạng trượt lắp đoạn ống nằm đứng, người ta sử dụng lò xo làm phần tử hỗ trợ kẹp chặt Một phương án khác sử đụng thay đổi cấu trúc van: van chiều bi trượt Loại van sử dụng đường ống nhỏ Câu 20: CCCH gì? Nêu số cấu chấp hành thông dụng -CCCH : + Vị trí: phía sau phần điều khiển phía trước phần cơng tác + Vai trò: Nhận tín hiệu điều khiển từ điều khiển cung cấp lượng cho phần công tác + Cấu trúc gồm phần phận dẫn động phận truyền động - Có ba cấu chấp hành thường sử dụng hệ điện tử chuyển mạch,solenoit động + Chuyển mạch thiết bị trạng thái đơn giản để điều khiển mộtnhoạt động bật tắt lò sưởi, chuyển mạch bao gồm rơle, thiết bị liền khối điôt, thyristor + Solenoid thiết bị bao gồm lõi sắt chuyển động được, lõi sắt kích hoạt dòng điện Câu 21: Vẽ cấu tạo, nguyên lý hoạt động , chức kí hiệu van đảo chiều 5/3 ? có vị trí cửa cửa số cửa nguồn khí, cửa số 2,4 cửa làm việc cửa 3,5 cửa khí - Ngun lý hoạt động van 5/3 : Câu 22 : Động bước ? đặc tính động bước? - Khái niệm: Động bước loại động điện có nguyên lý ứng dụng khác biệt với đa số động điện thông thường Chúng thực chất động đồng dùng để biến đổi tín hiệu điều khiển dạng xung điện rời rạc thành chuyển động góc quay chuyển động rơto có khả cố định rơto vào vị trí cần thiết  Các đặc tính bản: Có đặc tính - Brushlesss (khơng chổi than): STEP loại động không chổi than - Load Independent (độc lập với tải): động bước quay với tốc độ ổn định tầm moment động - Holding Torque (moment giữ ): STEP giữ trục quay nó, so với động DC khơng có hộp số moment giữ STEP lớn - Open loop positioning (điều khiển vị trí vòng hở): thơng thường đếm xung kích động để xác định vị trí ứng dụng đòi hỏi tính xác cao STEP thường sử dụng kết hợp với cảm biến vị trí như: encoder, biến trở … - Excellent Response (Đáp ứng tốt): STEP đáp ứng tốt khởi động, dừng lại đảo chiều quay cách dễ dàng Câu 24 : Van đảo chiều 4/3 ? Câu 25 : Trình bày nguyên lý hoạt động cấu tạo van servo vòi phun ống thu? - Cấu tạo : + Nam chân vĩnh cửu + Phần ứng cuộn dây + cánh chặn đàn hồi + Ống đàn hồi + Miệng phun dầu - Ký hiệu : - Nguyên Lý : Có thể dùng phương pháp tiết lưu cách che chắn lỗ tiếp nhận dòng chất lỏng (hoặc khí) hình vẽ, vòi phun có di chuyển z+ hay z -, tức quay quanh tâm để điều chỉnh lưu lượng tới cửa a cửa b khác Khi z = lưu lượngở hai cửa cân Ở tín hiệu điều khiển dịch chuyển z vòi phun dòng điện vào cuộn dây lệch phần ứng bị hút lệch, đối xứng cực nam chân mà phần ứng quay Khi phần ứng quay, ống đàn hồi biến dạng đàn hồi, khe hỏ từ cánh chặn đến miệng phun dầu thay đổi, điều dẫn đến áp suất phía trượt lệch trượt di chuyển  thay đổi lưu lượng Câu 26+27 : Các dạng mơ hình bản? Thế mơ hình tương tự? mơ hình đồng dạng? Ví dụ? -Đ/n : mơ hình thể thực thể hay khái niệm, số thuộc tính quan hệ đặc trưng nguyên hình nhằm làm đối tượng quan sát nghiên cứu thay cho nguyên hình a Mơ hình đồng dạng: Hai mơ hình gọi đồng dạng đại lượng vật lí tên chúng tỉ lệ với nhau, đồng dạng hình học kích thước dài kích thước góc tỉ lệ nhau, đồng dạng động hình học vận tốc tỉ lệ với nhau, đồng dạng động lực học lực tỉ lệ với Mơ hình đồng dạng thường sử dụng kiểm tra bền đối tượng thiết kế thay mơ hình gốc khơng tiếp cận mơ hình gốc VD: b Mơ hình tương tự: Hai thực thể khác chất vật lí , có đặc tính hoạt động nguyên hình ,được gọi tương tự trạng thái chúng mô tả hệ phương trình vi phân Mơ hình tương tự dùng để khảo sát đặc tính ngun hình VD: Câu 28: Vẽ trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động động bước đơn cực, góc bước 30 độ? - Cấu tạo: STEP loại đơn cực bao gồm cuộn dây, cuộn nối cuộn, thơng thường thực tế loại động dây - Nguyên lý : Dòng điện qua từ đầu trung tâm mấu đến đầu a tạo cực Bắc stator cực lại stator cực Nam Nếu điện mấu bị ngắt kích mấu 2, rotor quay 30 độ, hay bước Để quay động cách liên tục, cần áp điện vào hai mấu đông theo dãy Câu 29 : Phân loại hệ thống đo lường dịch chuyển , phân biệt đo trực tiếp đo gián tiếp? - Được chia làm nhóm Theo hình thức truyền động : đo quay đo tịnh tiến Theo hình thức định lượng giá trị đo : đo số đo tương tự Theo nguyên tắc đo : tuyệt đối, tương đối, kết hợp - Phân biệt đo gián tiếp, trực tiếp : + Đo trực tiếp.Là phương pháp đo bám sát vị trí cần đo hay biến đổi vị trí khơng cần đến dẫn động khí trung gian Hệ thông đo ghép trực tiếp với chuyển động cần đo Phương pháp cho độ xác cao Khơng có lỗi khí: khe hở, biến dạng Giá thành cao nhạy cảm với môi trường + Đo gián tiếp.Thay cho biến đổi vị trí tịnh tiến cần đo đo thông qua chuyển động quay Phương pháp gặp lỗi khí: khe hở ăn khớp, sai số truyền động Câu 30 : Vẽ sơ lược cấu tạo, ký hiệu nêu nguyên lý làm việc van tỉ lệ lưu lượng sở cấu chấp hành van 4/3? Sơ lược cấu tạo: Ví dụ cho sơ đồ điều khiển xy lanh hoạt động thẳng theo chế độ bước - Kí hiệu : - Nguyên lý làm việc: Khi lõi van 4/3 dịch chuyển tự động hai cuộn cảm tỉ lệ U1 U2 dầu tuần hoàn từ bể tới buồng làm việc động dầu dầu từ buồng đối áp bể, cần đẩy pitton dịch chuyển sinh công, hai cuộn cảm nguồn động lực dẫn động lõi trụ trình thuận (cấp dầu cho động cơ) hay q trình ngược (trung hòa áp lực hai cửa AB), vỏ van 4/3 giữ cố định Cảm biến vị trí phản hồi tín hiệu so sánh, vòng phản hồi van hệ làm việc song song đảm bảo mục tiêu đặt Để điều chế hướng chuyển động chọn đóng điện vào hai cuộn U1 U2 Điều chế vận tốc cách thay đổi hành trình trượt hay cường độ tín hiệu đạt vào cuộn hút Hành trình tải điều chế thơng qua độ dài chuỗi xung cấp vào hai cuộn hút lần tác động Khi cắt tín hiệu khỏi cuộn hút, lò xo điểm van tỉ lệ đưa trượt vị trí trung gian làm bốn A, B, P, T liên thông, khử chênh áp hai buồng làm việc động dầu làm dừng lại Do có liên hệ ngược nên động dầu dừng lại tín hiệu phản hồi cân với tín hiệu đặt, tức động hoạt động chế độ bước Bước tiến nhỏ hệ phụ thuộc vào cách băm xung cấp cho hai cuộn dây U1 U2 hay thời gian trì xung Câu 31: Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động đĩa thước vạch chia hệ thống đo dịch chuyển kiểu số - tuyệt đối? - Cấu tạo: - Chiều dài cần đo đc chia thành bước,mỗi bước đc so với điểm cố định vị trí có tín hiệu phân biệt với vị trí khác Về mặt kĩ thuật người ta dùng hệ thống đếm nhị phân, giá trị đo hình thành từ tổ hợp trạng thái tương ứng với vùng trắng hay đen thước Thước đo đc chế tạo từ thủy tinh kim loại, giải pháp đảm bảo độ tin cậy đọc thước đo: Khi đọc thước hay lúc nhiều rãnh chuyển từ trạng thái sang hay ngược lại,để đảm bảo chắn cho q trình kích thích quang điện người ta sử dụng phương pháp kích thích chuên dụng Câu 32: Nêu cấu tạo đĩa thước vạch chia hệ thống đo dịch chuyển kiểu số - gia số? a- Thước vạch chia - Dạng đơn giản đầu vít me dẫn động có lắp đĩa cấp xung Tế bào quang điện kích thích sản sinh xung điện tương ứng với bước tiến S - Các xung điện công lại đếm điện tử Khi trục quay, giả sử đĩa có lỗ nhất, lần mắt thu nhận tín hiệu đèn led, có nghĩa đĩa quay vòng - Incremental encoder tăng đơn vị lần lên xuống cạnh xung - Cứ lần quay qua lỗ, encoder tăng đơn vị biến đếm - Để biết encoder quay hết vòng, người ta đưa vào thêm lỗ định vị để đếm số vòng quay encoder Câu 33 : Chức hệ điện tử ? - Sự phân chia chức khí điện tử - Cải thiện tính hoạt động - Bổ sung chức + Chức động học : tạo chuyển động cần thiết + chức điều khiển + Chức động lực học - có phản hồi liệu = điều khiển ... công dụng : dùng để đóng mở van phân phối thông thường, đk nam chân điện nên dùng mạch đk logic Câu : Theo sở lý thuyết điện tử phân làm loại ? kể tên? loại Cơ điện tử truyền thống Cơ điện tử. .. thống máy móc bên thay thiết bị điện tử, vd đồng hồ số 19 - Lớp IV: sản phẩm thiết kế công nghệ khí điện tử tích hợp hỗ trợ nhau, Ví dụ máy photocopy, nồi cơm điện Câu 13: Vẽ cấu tạo, nguyên... vít me dẫn động có lắp đĩa cấp xung Tế bào quang điện kích thích sản sinh xung điện tương ứng với bước tiến S - Các xung điện công lại đếm điện tử Khi trục quay, giả sử đĩa có lỗ nhất, lần mắt