机电一体化系统设计复习提纲(1)
第一章
1．机电一体化的定义
第二章
机械系统中的微动机构部分的特点：频率响应最高的是磁致伸缩微动机构。等效转动惯量的计算：见课本例题还有补充习题，可从公共邮箱下载。jdythxtsj@https://www.360docs.net/doc/5114535673.html,；password：jd123456
滚珠丝杠螺母副的预紧目的及方法：见习题，只要答对要点就行。
第三章
存储器的类型及特点：如系统电源切断后存储内容将丢失的存储芯片是RAM,ROM为只读存储器，只读读取，不能修改。EPROM紫外线擦出存储器；EEPROM 电可擦除存储器；
光电耦合接口转换电路的工作原理并说明其在电路中的主要功用：见课后作业答案。
接口电路中辐射型的干扰信号种类及其抗干扰措施.
主要有：（1）供电干扰信号；（2）磁场（3）电磁场；（4）静电场、电磁波
措施：（1）增加交流稳压器、低通滤波器、隔离变压器；
（2）强电吸收电路、驱动接口隔离电路
（3）采取合理接地方式、光电隔离电路
A/D转换器和单片机连接方法及基本指标，如分辨率的计算方法。
第四章
1.光栅莫尔条纹的形成原理（会画原理图）、特点、在位移测量时的辨向方法
及光栅安装的注意事项（开口向上），条纹宽度的计算方法，如：已知光栅的条纹密度是0.01mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001弧度，求莫尔条纹的宽度
2.直流测速发电机的原理（输出与输入的关系）
3.感应同步器的结构组成（定尺滑尺，见教材相关内容）
第五章
1.伺服系统分类及各自的特点和应用场合。
按照控制原理分为：闭环，开环，半闭环；其特点自己到课件中去找。
2.步进电机单电源驱动的电路原理图及其工作原理。结合步进电机的特点说明在选用步进电机时主要考虑的方面(即设计步骤)。
见教材相关章节，步进电机的特点，设计步骤见课件。
3.步进电机的选择设计计算
例题：见课件上或教材上
设计一个步进电机开环控制系统，已知系统的脉冲当量为0.01mm,采用步进电机直接联丝杠的驱动方式.丝杠的螺距为6mm,
(1)步进电机的步距角选多大为佳?
(2)当采用五相十拍的混合步进电机时,如果要使工作台的移动速度达
到2米/分,步进电机的运行频率是多少?
(3)如果选定的步进电机矩-频特性见下表,当系统等效到电机轴的负
载转矩为3.5N.M时,该电机能否以(2)所求得的运行频率顺利启动?
如果不可以在不改动所选择的电机情况下可以采取哪些措施来满
机电一体化重点及复习资料
1. 机电一体化的定义。 机电一体化技术是从系统工程观点出发，应用机械、电子、信息等有关技术，对它们进行有机的组织和综合，实现系统整体的最佳化。 2. 简述机电一体化系统的组成及各组成部分的功能。 机电一体化系统的组成：A机械本体、B动力单元、C传感检测单元、 D执行单元、E驱动单元、F控制及信息处理单元这六部分组成。 各成分的功能如下： 1、机械本体：使构造系统的各子系统、零部件按照一定的空间和时间关系安置（装配连接）在一定位置上，并保持特定的关系。 2、动力单元：按照机电一体化系统的控制要求，为系统提供能量和动力以保证系统正常运行。 3、传感检测单元：对系统运行过程中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并转换成可识别信号，传输到信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。 4、执行单元：根据控制信息和指令在驱动单元的驱动下完成所要求的动作。 5、驱动单元：在控制信息作用下，在动力单元的支持下，驱动各种执行机构（执行单元）完成各种动作和功能。 6、控制及信息处理单元：将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、存储、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序发出相应的控制信号，通过输出接口送往驱动单元和执行机构，控制整个系统有目的地运行。 3. 机电一体化系统有哪些设计方法？分别举例。 机电一体化系统有以下三种设计方法：
A.取代法，如用电气调速系统取代机械式变速机构等； B.整体设计法，如某些激光打印机的激光扫描镜； C.组合法，如设计数控机床时使各个单元有机组合融为一体。 4. 转动惯量、刚度、阻尼的折算公式。 另附资料。 5. 传动链精度对开环伺服系统、闭环伺服系统精度的影响。 开环伺服系统中，传动链的传动精度不仅取决于组成系统的单个传动件的精度，还取决于传动链的系统精度。 闭环伺服系统中的传动链，虽然对单个传动件的精度要求可以降低，但对系统精度仍有相当高的要求，以免在控制时因误差随机性太大不能补偿。 6. 举例说明缩短传动链的三种方式。 A. 伺服电动机； B.直线电机； C.电主轴。 7. 简述传动系统的转动惯量、摩擦、阻尼比、刚度、谐振频率、间隙对机电一体化系统性能的影响。 1、转动惯量：在满足系统刚度的条件下，机械部分的质量和转动惯量越小越好。转动惯量大会使机械负载增大，系统响应速度变慢，灵敏度降低，固有频率下降，容易产生谐振。同时，转动惯量增大会使电器驱动部分的谐振频率降低而阻尼比增大。 2、摩擦：引起动态滞后和稳态误差，同时还会造成低速爬行。 3、阻尼比：实际应用中一般取0.4--0.8的欠阻尼，既能保证振荡在一定的范围内过渡过程比较平稳、过渡过程时间较短，又具有较高的灵敏度。 4、刚度：对于伺服系统的失动量来说，系统刚度越大，失动量越小，对于伺
教学系统设计案例
教学系统设计案例——词五首 【教学目标】 知识与能力 1．了解古代诗词名家及代表作。 2．诵读本文的五篇诗词。 3．理解古诗词的优美意境和深刻的人生哲理。 4．学习古诗词用语的考究和他的韵律美。 过程与方法 1．介绍诗词的写作背景，即作者当时所处的历史环境，以便学生能够准确地理解作者的写作目的和意义。 2．通过展示多媒体课件，让学生直观地感受诗词的意境，感悟作者要表达的思想感情。 3．让学生展开丰富的联想，想象作品所描述的意境或者用笔把诗词中的画面画出来，看那位同学画得最接近于诗词的本意。 情感、态度与价值观 1．古代诗歌是我国文学史上的瑰宝。通过对本文的学习，让学生感受到中国传统文化的源远流长和博大精深，从而树立一种民族自尊心和民族自信心。 2．通过对本文的学习，让学生学习分析古诗词优美的意境，感悟其中的哲理，从中受到启迪，感受作者的豪迈奔放与婉约细腻，丰富学生的情感，陶冶学生的情操，培养一种乐观向上、积极进取的精神，树立正确的人生观和世界观。 【教学重点】 1．有节奏、有感情地诵读古诗词。 2．学习古诗词优美考究的语言。 3．体会古诗词的韵律美和意境美。 【教学难点】 1．理解作者在作品中表达的思想感情。 2．把握诗词中的一些深刻哲理和人生的真谛。 【教学过程】 第一课时 一、导入
在我国古代，往往不同的时代有这个时代代表性的文学体裁，如唐代的代表性文学体裁是诗，还有宋词、元曲，明清的小说等。今天我们来集中学习一下几首词，体会一下这种体裁的艺术特色，把握作者的思想感情。 二、朗读 1．教师通过媒体资源给学生呈现本课的范读视频。 2．学生结合注释将这五首词浏览通读一遍。 3．教师为学生解读关于“词”的知识。
教学系统设计期末总复习
教学系统设计期末复习题 一、填空题 1?教学系统设计是指运用系统方法，将学习理论与教学理论的原理转换成对教学资料、教 学活动、___信息资源__和评价的具体计划的一系统化过程―。 2?传统ID模式的发展经历过两代，是以学习理论作为分代原则，第一代ID模式的主要标志是以行为主义学习理论作为理论基础，第二代ID模式的主要标志则是以认知 主义学习理论 作为理论基础。 3?著名教学设计专家加涅提出“为学习设计教学”。 4.在教学系统设计实践中，存在着不同层次的教学系统设计。按照教学中问题范围、大小 的不同，教学系统设计可以分为三个层次：以系统为中心、以课堂为中心、以产 品为中心。 5?巴纳西强调教育系统的整体性、层次性、开放性，提出了宏观教学系统设计理论。6?加涅教学设计思想的核心思想是他提出的为学习设计教学的主张，他认为教学 必须考虑影响学习的全部因素，即学习条件。 7? 梅瑞尔等人在《教学设计新宣言》一文中对教学设计做了如下的阐释: “教学是一门科学，而教学设计是建立在这一科学基础上的技术( scie nce-based-tech no logy )。”教学 设计的目的是创设和开发促进学生掌握这些知识技能的学习经验和学习环境_。 8?教学设计是运用一系统方法—分析教学问题和确定教学目标建立解决教学问题的 策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改—的过程 10? 1900年杜威提岀发展一门连接学习理论和教育实践的桥梁。 12? 20世纪90年代，建构主义学习理论对教学设计理论起了较大的作用。这一时期， 学习者与教学媒体、教学情境的结合是教学设计发展的一个重要特征。 13?软件、声像教材、印刷教材、学习指导手册、教师用书等属于以产品为中心的教学
机电一体化复习提纲(1)
机电一体化复习提纲 1、什么是机电一体化产品？机电一体化系统的基本结构要素有哪些？机电一体化系统中的机械系统通常由哪些部分组成？机电一体化系统的基本组成？机电一体化系统的信息特征、动力特征、结构特征分别是什么？机电一体化的技术基础有哪些？ 答：机械系统和微电子系统有机结合，从而产生新功能和新性能的新产品是机电一体化产品。机电一体化系统的基本结构要素有机械本体、执行与驱动、检测传感器、信息处理、动力。机电一体化系统中的机械系统通常由由传动机构、支承与导向机构、执行机构与机架等组成。机电一体化系统的基本组成是能量流、物料流、信息流。机电一体化系统的信息特征（微型化、嵌入式、实时性、分布化）、动力特征（结构分散化、功能智能化）、结构特征（模块化、简单化、高刚度、高精度）。机电一体化的技术基础有机械设计与制造技术、微电子技术、传感器技术、软件技术、通信技术、驱动技术、自动控制技术、系统技术。 2、机电一体化对机械系统的基本要求是什么？为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中常提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。为达到上述要求，主要从那几个方面采取措施？机电一体化系统中的机械系统通常由哪几个部分组成？ 答：机电一体化对机械系统的基本要求是（快、准、稳）：快速响应、高精度、良好的稳定性。为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中常提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。为达到上述要求，主要从a、采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；b、缩短传动链，简化主传动系统的机械结构；c、提高传动与支撑刚度；d、选用最佳传动比，尽可能提高加速能力；e、缩小反向死区误差； f、改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声这几个方面采取措施。机电一体化系统中的机械系统通常由传动机构、支承与导向机构、执行机构与机架等几个部分组成。 3、机电一体化系统中的传动系统应满足哪些性能要求？为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中需满足哪些要求，为达到这些要求，主要采取哪些措施？ 答：机电一体化系统中的传动系统应满足足够的刚度、惯性小、阻尼适中等性能要求。为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中需满足无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比，为达到这些要求，主要采取：①采用低摩擦阻力的传动部件和导向支撑部件；②缩短传动链，简化传动系统的机械结构；③提高传动与支撑刚度；
教学系统设计考试要点
一、名词解释 1、教学系统设计（也称教学设计），主要是以促进学习者的学习为根本目的，运用系统方法，将学习理论与教学理论的原理转换成对教学目标、教学内容、教学方法和教学策略、教学评价等环节进行具体计划、创设有效的教与学的系统“过程”或“程序”。 2、教学目标是对学习者通过教学后应该表现出来的可见行为的具体、明确的表达，它是预先确定的、通过教学可以达到的并且能够用现有技术手段测量的教学结果。 3、学习风格是指学习者持续一贯的带有个性特征的学习方式，是学习策略和学习倾向的总和。 4、广义的教学方法指为达到教学目的、完成教学任务，而采用的一切手段、途径和办法的总称。 5、教学策略是指在不同的教学条件下，为达到不同的教学结果所采用的手段和谋略。 6、教学媒体是指以传递教学信息为最终目的的媒体，用于教学信息从信息源到学习者之间的传递，具有明确的教学目的、教学内容和教学对象。 7、研究性学习的概念 广义：泛指学生主动探究的学习活动。 狭义：在教学过程中以问题为载体，创设一种类似科学研究的情境和途径，让学生通过自己收集、分析和处理信息来实际感受和体验知识的产生过程，进而了解社会、学会学习，培养其分析问题、解决问题的能力和创造能力。 8、学习环境是学习资源和人际关系的一种动态的组合。其中既有丰富的学习资
源，又有人际互动的因素。 9、认知工具是支持和扩充使用者思维过程的心智模式和设备。 10、教学评价是指以教学目标为依据，制定科学的标准，运用一切有效的技术手段，对教学活动过程及其结果进行测定、衡量，并给以价值判断。 11、信息化教学设计是在传统的的教学设计基础上，综合把握现代教育教学理念，充分利用现代信息技术和信息资源，科学安排教/学过程的各个环节和要素，为学习者提供良好的信息化学习条件，实现教学过程最优化的系统方法。 二、填空题 1、教学系统设计的发展经历了思想萌芽、理论形成、学科建立、深入发展四个阶段。 2、教学系统设计一般可以归纳为三个层次：教学产品层次、教学过程层次、教学系统层次。 3、教学系统设计的主要理论基础包括：学习理论、教学理论、系统理论、传播理论。 4、依据理论基础和实施方法，教学系统设计模式可以归为三类： 以教为主的教学设计模式、以学为主的教学设计模式、主导—主体教学设计模式。 5、教学系统设计的基本要素包括教学目标分析、学习者特征分析、学习环境设计、教学模式和策略的选择与设计、教学设计结果的评价。 6、建构主义认为，理想的学习环境包括情境、协作、交流、意义建构。 7、教学目标是教学设计活动的出发点和最终归宿，在教学中，它具有以下几个功能：导向功能、控制功能、激励功能、中介功能和测度功能。 8、布卢姆等人将教学活动所要实现的整体目标分为：认知、情感、动作技能三
机电一体化复习要点
机电一体化复习知识总结（ML制作） 第一章绪论 1 Mechatronics机电一体化，由机械学与电子学组合而成。 2 机电一体化含有两方面内容，首先是机电一体化技术，其次是机电一体化产品。 3 机电一体化的目的是提高系统的附加值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料 省能源。 4 机电一体化系统需解决的共性关键技术有检测传感技术、信息处理技术、伺服驱 动技术、自动控制技术、机密机械技术及系统总体技术。 5 机电一体化系统由机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、动力系统（动力 源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（如电动机）等五个子系统组成。 6 构成机电一体化系统的要素或子系统之间必须能顺利的进行物质、能量与信息的交 换和传递。 7 机电一体化系统设计类型有开发性设计、适应性设计与变异性设计。 8 确定机电一体化系统目的功能与规格后，机电一体化技术人员利用机电一体化技术 进行设计、制造的整个过程为“机电一体化工程”。 9 机电一体化系统设计的现代设计方法，计算机辅助设计与并行工程、虚拟产品设 计、快速响应设计、绿色设计、反求设计、网络合作设计。 第二章机械系统部件的选择与设计 1 机械系统部件的设计要求低摩擦、短传动链、最佳传动比、反向死去误差少、高刚性。 2 机械传动部件实质上是一种转矩、转速变换器，其目的是使执行元件与负载之间在转矩与转速方面得到最佳匹配。 3 机电一体化发展要求传动机构不断适应精密化，高速化，小型、轻量化要求。 4 滚珠丝杠四种基本类型（1）螺母固定、丝杠转动并移动，（2）丝杠转动、螺母移动，（3）螺母移动、丝杠移动，（4）丝杠固定、螺母移动并转动。 5 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种，内循环方式的滚珠在循环过程中始终与丝杠表面接触。 6 滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧（1）双螺母螺纹预紧调整式，（2）双螺母齿差预紧调整式，（3）双螺母垫片调整预紧式，（4）弹簧式自动调整预紧式，（5）单螺母变位导程预紧式，（6）单螺母滚珠过盈预紧式。 7 四级齿轮传动系统总转角误差 =++++ 已知：四级齿轮传动系统，各齿轮转角误差为==…==0.005 rad,各级减速比相同，即==…==1.5。求： （1）该系统最大转角误差；（带入上式即可） （2）为缩小，应采用何种措施。 ①在设计中最末两级的传动比应取大一些
机电一体化典型实例
8 机电一体化系统典型实例 8.1 机器人 8.1.1 概述 机器人是能够自动识别对象或其动作，根据识别，自动决定应采取动作的自动化装置。 它能模拟人的手、臂的部分动作，实现抓取、搬运工件或操纵工具等。它综合了精密机械技 术、微电子技术、检测传感技术和自动控制技术等领域的最新成果，是具有发展前途的机电 一体化典型产品。机器人技术的应用会越来越广，将对人类的生产和生活产生巨大的影响。 可以说，任何一个国家如不拥有一定数量和质量的机器人，就不具备进行国际竞争所必需的 工业基础。 机器人的发展大致经过了三个阶段。 第一代机器人为示教再现型机器人，为了让机器人 完成某项作业，首先由操作者将完成该作业所需的各种知识（如运动轨迹、作业条件、作业 顺序、作业时间等）通过直接或间接的手段，对机器人进行示教，机器人将这些知识记忆下 来，然后根据再现指令，在一定的精度范围内，忠实地重复再现各种被示教的动作。第二代 机器人通常是指具有某种智能（如触觉、力觉、视觉等）的机器人，即由传感器得到的触觉、 听觉、视觉等信息经计算机处理后，控制机器人完成相应的操作。第三代机器人通常是指具 有高级智能的机器人，其特点是具有自学习和逻辑判断能力，可以通过各类传感器获取信息， 经过思考做出决策，以完成更复杂的操作。 一般认为机器人具备以下要素：思维系统（相当于脑），工作系统（相当于手），移动系 统（相当于脚），非接触传感器（相当于耳、鼻、目）和接触传感器（相当于皮肤）（图8-1）。 如果对机器人的能力评价标准与对生物能力的评价标准一样，即从智能、机能和物理能三个 方面进行评价，机器人能力与生物能力具有一定的相似性。图8-2是以智能度、机能度和物 理能度三座标表示的“生物空间”，这里，机能度是指变通性或通用性以及空间占有性等；物 理能度包括力、速度、连续运行能力、均一性、可靠性等；智能度则指感觉、知觉、记忆、 运算逻辑、学习、鉴定、综合判断等。把这些概括起来可以说，机器人是具有生物空间三座 标的三元机械。某些工程机械有移动性，占有空间不固定性，因而是二元机械。计算机等信 息处理机，除物理能之外，还有若干智能，因而也属于二元机械。而一般机械都只有物理能， 所以都是一元机械。 8.1.2 机器人的组成及基本机能 机器人一般由执行系统、驱动系统、控制系统，检测传感系统和人工智能系统等组成， 各系统功能如下所述。 ① 执行系统。执行系统是完成抓取工件（或工具）实现所需运动的机械部件，包括手部、 信息处理机 图8-2生物空间 图8-1机器人三要素
教学系统设计试题
教学系统设计试题.txt对的时间遇见对的人是一生幸福；对的时间遇见错的人是一场心伤；错的时间遇见对的人是一段荒唐；错的时间遇见错的人是一声叹息。《教学系统设计》试题 一、填空题（每题3分，共30分） 1、教学模式是指在一定的___________、教学理论和____________指导下，教与学活动中各要素的____________相互结构组织形式。 2、形成性练习是指按照_____________而编制的一组练习题，它是以_________考核学生对本学习单元的基本概念和要求的_____________。 3、教学设计应用_________________分析研究教学的问题和需求，确定解决他们的______________、教学方法和教学步骤，并对教学结果做出评价的一种计划过程和________________。 4、系统ID模式的发展经历过两代，是以___________作为分代原则，第一代ID模式的主要标志是以___________作为理论基础，第二代ID模式的主要标志则是以_______________作为理论基础。 5、学习目标描述中马杰的ABCD法则的英文全写：A是___________、B是_______、C是条件、D是_____________。 6、在教学内容分析方法中，_________________适用于具有分类学特征的内容分析；___________适用于分析操作过程或问题求解过程有关的教学了；________适用于分析和揭示复杂关系结构的有效方法。 7、现代信息技术教学应用的特点：信息显示的________，信息处理的________，交互界面人性化，信息传输的_____________。 8、著名教学设计专家_________________提出“为学习设计教学”。 9、面向教学模式的教学设计原则：强调_____________；重视______________；重视教学过程的动态设计；重视_____________。 10、在教学系统设计实践中，存在着不同层次的教学系统设计。按照教学中问题范围、大小的不同，教学系统设计可以分为三个层次：___________、____________、_____________。 二、选择题（每题5分，共30分） 1、根据AECT’94教育技术领域定义，教育技术的设计子范畴包含四个主要方面 A、教学系统设计 B、学习者特征 C、教学策略 D、讯息设计 E、教学目标设计 2、“史密斯——雷根模式”在策略设计中提到三种策略，这三种策略是： A、组织策略 B、传递策略 C、评价策略 D、管理设计 3、梅瑞尔的成分显示理论认为可以将知识分为行为水平和内容类型两个维度，其中行为维度包括： A、记忆 B、运用 C、发现 D、知识 4、影响教学系经统设计的变量主要包括： A、教学条件变量 B、教育方法变量 C、教学模式变量 D、教学结果变量 5、在确定教学目标时必须考虑到如下几个方面的因素： A、社会的需要 B、学生的特征 C、学科的特点 D、媒体的选择 6、在编写教学目标是应注意的是： A、教学目标的主体是教师 B、教学目标的表述要用教学的结果来表述 C、教学目标的行为词必须是具体的 D、教学目标的表述可以是内外结合的 7、教学结构的设计是教学设计的重要内容，它有具有下列哪些特点 A、理论依附性 B、动态性 C、可扩充性 D、系统性
机电一体化期末复习资料
第一章 1、机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与微电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。可以说，机电一体化是机械技术、微电子技术及信息技术相互交叉、融合（有机结合）的产物。 2、机电一体化系统的五大要素及其相应的五大功能 3、机电一体化的目的是提高系统（产品）的附加价值，所以附加价值就成了机电一体化系统（产品）的综合评价指标。 4、机电一体化系统的设计类型:（1）开发性设计它是没有参照产品的设计，仅仅根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品（系统）。（2）适应性设计它是在总的设计方案、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，以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。（3）变异性设计它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有所变更的需求。 5、机电一体化系统的设计准则主要考虑人、机、材料、成本等因素，而产品的可靠性、适用性与完善性设计最终可归结于在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。 6、并行工程与串行工程的差异就在于在产品的设计阶段就要按并行、交互、协调的工作模式进行系统（产品）设计，就是说，在设计过程中对系统（产品）生命周期内的各个阶段的要求要尽可能地同时进行交互式的协调。 7、简述计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等的含义。答：1、计算机辅助设计是设计机电一体化产品的有力工具，用来设计一般机械产品的CAD的研究成果。2、并行工程是把产品的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合协调的一种工作模式。3、虚拟设计是虚拟环境中的产品模型，是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像，是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。4、快速响应设计是实现快速响应工程的重要环节，快速响应工程是企业面对瞬息万变的市场环境，不断迅速开发适应市场的新系统，快速响应设计的关键是有效开发和利用各种系统信息资源。5、绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一个新概念。绿色设计就是在新系统的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。6、反求设计是以现代设计理论、方法和技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有的系统进行剖析、重构、再创造的设计。 7、网络合作设计是现代设计最前沿的一种方法。其核心是利用网络工具来汇集设计知识、资源以及知识获取的方法进行设计。 第二章 1、机械传动部件通常有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动
机电一体化典型实例
. 8 机电一体化系统典型实例 8.1 机器人 8.1.1 概述 机器人是能够自动识别对象或其动作，根据识别，自动决定应采取动作的自动化装置。 它能模拟人的手、臂的部分动作，实现抓取、搬运工件或操纵工具等。它综合了精密机械技 术、微电子技术、检测传感技术和自动控制技术等领域的最新成果，是具有发展前途的机电 一体化典型产品。机器人技术的应用会越来越广，将对人类的生产和生活产生巨大的影响。 可以说，任何一个国家如不拥有一定数量和质量的机器人，就不具备进行国际竞争所必需的 工业基础。 机器人的发展大致经过了三个阶段。 第一代机器人为示教再现型机器人，为了让机器人 完成某项作业，首先由操作者将完成该作业所需的各种知识（如运动轨迹、作业条件、作业 顺序、作业时间等）通过直接或间接的手段，对机器人进行示教，机器人将这些知识记忆下 来，然后根据再现指令，在一定的精度围，忠实地重复再现各种被示教的动作。第二代机器 人通常是指具有某种智能（如触觉、力觉、视觉等）的机器人，即由传感器得到的触觉、听 觉、视觉等信息经计算机处理后，控制机器人完成相应的操作。第三代机器人通常是指具有 高级智能的机器人，其特点是具有自学习和逻辑判断能力，可以通过各类传感器获取信息， 经过思考做出决策，以完成更复杂的操作。 一般认为机器人具备以下要素：思维系统（相当于脑），工作系统（相当于手），移动系 统（相当于脚），非接触传感器（相当于耳、鼻、目）和接触传感器（相当于皮肤）（图8-1）。 如果对机器人的能力评价标准与对生物能力的评价标准一样，即从智能、机能和物理能三个 方面进行评价，机器人能力与生物能力具有一定的相似性。图8-2是以智能度、机能度和物 理能度三座标表示的“生物空间”，这里，机能度是指变通性或通用性以及空间占有性等；物 理能度包括力、速度、连续运行能力、均一性、可靠性等；智能度则指感觉、知觉、记忆、 运算逻辑、学习、鉴定、综合判断等。把这些概括起来可以说，机器人是具有生物空间三座 标的三元机械。某些工程机械有移动性，占有空间不固定性，因而是二元机械。计算机等信 息处理机，除物理能之外，还有若干智能，因而也属于二元机械。而一般机械都只有物理能， 所以都是一元机械。 8.1.2 机器人的组成及基本机能 信息处理机 图8-2生物空间 图8-1机器人三要素
机电一体化系统设计复习提纲
1. 以下产品不属于机电一体化产品的是（D ）。 2. STD 总线属于什么接口类型?（A ） 3. RS232C 属于什么接口类型？（C ） 4. 以下哪项不属于机电一体化的发展方向。（B ） 5. 机电一体化产品所设计的固有频率一般较高，其原因之一是（D ）。 6. 以下属于机电一体化产品的是（C ）。 7. 机电一体化系统有时采用半闭环控制，可能原因是（B ）。 8. 能够使工业机器人传动链短的主要原因是（D ）。 9. 关于机电一体化说法不确切的表达是（D ）。 10. 关于机电一体化说法不确切的表达是（A ）。 11. 机电一体化技术是以（C ）部分为主体，强调各种技术的协同和集成的综合性技术 12. 以下哪项不属于概念设计的特征。（A ） 13. 在机电一体化概念设计过程中，形态学矩阵的作用是（C ）。 14. 在机电一体化概念设计过程中，黑箱分析方法的作用是（B ）。 15. 关于机电一体化系统可靠性，以下论述错误的是（C ）。 16. 机电一体化现代设计方法不包括（A ）。 17. 谐波齿轮具有速比大、传动精度和效率高等优点，它是由以下哪种传动演变而来的。（ C ） 18. 使滚珠丝杠具有最大刚度的支承方式是（A ） 19. 在机电一体化系统设计中，齿轮系常用于伺服系统传动机构中，作用是（ A ） 20. 多级齿轮传动中，各级传动比“前大后小”的分配原则适用于按（ D ）设计的传动链。 21. 下列哪种传动机构具有自锁功能 （ C ） 22. 滚珠丝杠传动轴向间隙的调整，下列哪一种方法精度高，结构复杂。（ B ） 23. 为了提高滚珠丝杠副的旋转精度，滚珠丝杠副在使用之前应该进行（ B ） 24. 在滚珠丝杠副中，公式IE Ml ES Pl L π22 00± ± =?是验算满载时滚珠丝杠副的 （ A ） 25. 在同步齿型带传动中，节线的长度在工作过程中 （ A ） 26. 滚珠丝杠副基本导程指丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的（ B ） 27. 在两级齿轮传动中，若传动比的分配方案是21i i =，则其遵循的原则是（ D ） 28. 当刚轮固定，柔轮输出，波形发生器输入时，谐波齿轮可实现（B ）传动。 29. 圆柱齿轮传动中常用的调整齿侧间隙的方法不包括（ C ） 30. 导轨副用于引导运动部件按给定的方向运动。若导轨副机构简单、阻尼系数大、刚度大，但易产生低速爬引现象，则导轨副是 （ B ） 31. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分类，不包括 （ D ） 32. 下列传感器类型属于能量转换型的为（ A ）。 33. 下列传感器类型属于物性型传感器的为（ D ）。 34. 线性度是表示实际特性曲线（ B ）的程度。 35. 下列哪项指标反映了传感器的动态特性（ B ）。 36. 传感器的分辨率越高，表示传感器（ D ）。 37. 一阶系统的动态表征参数是（ D ）。 38. 临界阻尼所对应的阻尼比为（ A ）。 39. 一阶传感器系统的时间常数τ越小，（ B ）。 40. 二阶传感器系统的输入为一正弦信号时，其输出信号的（ C ）。 41. 二阶传感器系统的时域动态性能指标中，当传感器输出y(t)达到稳态值的50%时所需的时间为（ C ）。 42. 二阶传感器系统的频率特性中，关于幅频特性曲线和相频特性曲线描述不正确的为（ A ）。 43. 下面所列传感器中，（ B ）与其它三种传感器的工作原理不同。 44. 天然石英作为敏感元件常应用于（ B ）。 45. 下述关于霍尔传感器不正确的是（ C ）。 46. 直线感应同步器的定尺上印刷有1个感应绕组，滑尺上印刷有正弦和余弦两个绕组且两个绕组错开（ C ）节距。 47. 直线感应同步器分为以下几种类型，其中（ B ）为绝对式，对位置具有记忆功能。 48. 下列关于光栅传感器叙述错误的是（ D ）。 49. 实际使用中，选择传感器时应考虑其具体性能指标，其中对灵敏度的选择不正确的论述为（ C ）。 50. 以下抑制电磁干扰的措施，除了（ D ），其余都是从切断传播途径入手。 51. 三相永磁同步交流伺服电机中，当定子三相绕组中接入三相对称交流电源后，三相绕组中的电流在定子与转子之间的气隙中产生的磁场是：（ D ） 52. 与直流伺服电机的机械特性“软、硬”无关的参数是：（ B ） 53. 对于一个三相反应式步进电机，如果转子的齿数为40，采用五相双十拍方式通电，则该步进电机步距角为：（ A ） 54. 某三相步进电机，转子齿为40，如果希望步距角1.5?，则应采用的通电方式为：（ C ） 55. 当直流伺服电机电磁转矩恒定时，电机转速随控制电压变化的关系曲线：（A ） 56. 下列操作中，可以使直流伺服电机的理想空载转速升高的是：（ C ） 57. 步进电机的输出转角与下列哪项有关：（ C ） 58. 步进电机的输出转矩随着工作频率增高而：（ B ） 59. 步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的两倍，则步距角变为原来的：（ A ） 60. 采用PWM 进行直流伺服电机调速时，通过改变下列哪一项内容来改变电枢回路的平均电压：（ A ） 61. 在开环控制系统中，常用选择下列哪一项作为驱动元件：（ B ） 62. 步进电机通过控制下列哪一项来改变转子的转向：（ C ） 63. 下列哪项不是可逆PWM 变换器的优点：( C ) 64. 下列执行元件中，比功率最低的是：( A ) 65. 关于开环控制、半闭环控制以及全闭环控制，下列哪个描述正确：( C ) 66. 永磁同步交流电机的基本组成部分不包含：（ D ） 67. 下列哪一项不属于力反馈两级电液伺服阀的组成部分：（D ） 68. 步进电机的失调角在哪个区域称为静态稳定区：（A ） 69. 下列可能的直流伺服电机的调速方案中，不包括哪一项：（D ） 70. 关于机电一体化系统对于执行元件的基本要求，下列描述哪一项是错误的：（A ） 71. 采样数据系统中，如果考虑系统的抑制干扰的能力，同时能够完整地复现被采样信号，采样速率与系统的最高频率的关系满足的最低条件为：（C ） 72. 对于PLC 中的指令：LD X0，该指令的功能为：（C ） 73. PID 控制器中，P 的作用是：（A ） 74. 在串联校正的比例—积分—微分（PID ）调节器，I 的作用是：（C ） 75. 下面那个操作系统不属于嵌入式操作系统：（A ） 76. 软硬件协同设计方法与传统设计方法的最大不同之处在于：（B ） 77. 下列属于串行总线的是：（D ） 78. 一般来说，引入微分负反馈将使系统动态性能指标中的最大超调量：（B ） 79. 以下哪一项不是PLC 的组成部分：（B ） 80. 以下哪种总线属于现场总线：（D ） 81. 传递函数G(s)=1/s 表示[ ]环节：（B ） 82. 下列关于PC 总线的工控机与普通商用PC 的说法中，正确的是：（A ） 83. 以下哪一项不是工控机必须满足的条件：（B ） 84. 下列哪一项不是总线的基本特性：（D ） 85. 以下关于嵌入式系统开发的叙述，哪一项是正确的：（C ） 86. 下列哪一项内容不属于拉格朗日方程：（D ） 87. 现有一滑动丝杆副线性变换机构和一曲柄滑块非线性机构，假定两种机构内部都存在摩擦力，下列说法哪一项正确：（D ） 88. 如果采用10位数字量的A/D 对最大值为5V 、最小值为0V 的电压进行采样，则量化单位为：（A ） 89. 通常采用电流环、速度环以及位置环的伺服控制系统，三环由内至外的顺序一般为：（A ） 90. 当对一个压电元件通电后，压电元件产生一个位移输出，此时我们将此压电元件作为下列哪一项内容使用：（A ） 91. 如果不能把实际的机械系统作为理想的刚体看待，那么通常采用的研究模型为：（A ） 92. 下列哪一项不属于抑制干扰的措施：（D ） 93. 关于伺服系统放大器的设计与选择所需要考虑的问题中，下列说法哪一项是错误的：（A ） 94. 下列哪一项措施无法减小或消除结构的谐振：（B ） 95. 关于弹性变形，下列说法哪些是错误是的：（B ） 96. 关于评价软件结构优劣的论述不正确的是（C ）。 97. 关于信息流的描述，不正确的论述是（D ）。 1. 机电一体化系统的主功能是实现系统“目的功能”直接必需的功能，主要是对物质、能量、信息及其相互结合进行变换、传递和存储。（T ） 2. 机电一体化系统的动力功能是向系统提供动力、让系统得以运转的功能。（T ） 3. 机电一体化系统的构造功能是使构成系统的子系统及元、部件维持所定的时间和空间上的相互关系所必需的功能。（T ） 4. 机电一体化系统构成要素不能与人体构成要素进行类比。（F ） 5. 机电一体化的三大效果是指省能、省资源及智能化。（T ） 6. 绿色化不属于机电一体化的发展方向之一。（F ） 7. 交流电动机是典型的机电一体化产品。（F ） 8. 概念设计的四视图包括主视图、左视图、俯视图及局部视图。（F ） 9. 计算机辅助设计（CAD ）不能用于机电一体化设计。（F ） 10. 在双圆弧型螺纹滚道的滚珠丝杠副中，其接触角β随轴向载荷大小的变化而基本保持不变。（√） 11. 滑动导轨副产生低速爬行的主要原因是摩擦系数随运动速度的变化和传动系统刚度过大。（×） 12. 轴系组件的强迫振动是由于传动系统本身的失稳引起的。（×） 13. 要使齿轮传动装置的重量最轻，各级传动比应以“先大后小”的原则处理。（×） 14. 旋转支承的置中精度是指运动件转动时，其轴线与承导件的轴线产生倾斜的程度。（×） 15. 直线运动导轨是用来支承和限制运动部件按给定的方向作直线运动。（√） 16. 在谐波齿轮传动中，若柔轮固定、则谐波发生器与刚轮转向相反。（×） 17. 精密度反映了随机误差的影响程度，精密度高就表示随机误差小。而准确度反映系统误差的影响精度，准确度高就表示系统误差小。（ T ） 18. 精确度反映了测量中所有系统误差和随机误差综合的影响程度。（ T ） 19. 在一组测量中，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，但精确度高的，精密度和准确度都高。（ T ） 20. 灵敏度反映了传感器在静态标准条件下，传感器被测量的单位变化引起的输出变化量。因此，在实际使用中选择的传感器灵敏度越高越好。（ F ） 21. 灵敏度表征传感器对输入量变化的反应能力，且传感器的灵敏度均为常数。传感器的输出-输入特性是与其内部结构参数有关的外部特性。（ T ） 22. 感应同步器的定、滑尺在实际使用中不是成套使用的，一块滑尺可能配用几块定尺使用。（ T ） 23. 压电式传感器即可以用于静态量的测量也可适用于动态量的测量。（ F ） 24. 零阶传感器系统的幅频特性是直线。（ T ） 25. 选择传感器时，如果测量目的是进行定量分析，应该选用重复精度高的传感器，而不宜选用绝对量值精度高的传感器。（ F ） 26. 对于直流伺服电机而言，其机械特性越“硬”越好。（T ） 27. 步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，系统的精度越高。（T ） 28. 电液伺服系统的过载能力强，在强力驱动和高精度定位时性能好，适用于重载的高加减速驱动（T ） 29. 与直流伺服电机不同，永磁同步交流伺服电机不能采用PWM 控制方式进行调速控制。通常，步进电机的最高连续工作平率与它的最高启动频率相当。（F ） 30. 步进电动机的转动惯量越大，同频率下的起动转矩就越大。（T ） 31. 直流伺服电机的调速特性是电机转速与输出转矩的关系。（F ） 32. 气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合。（F ） 33. 驱动部分在控制系统的作用下，产生期望的运动，伺服驱动包括电动、气动、液压等各种类型的驱动装置。 （T ） 34. 半闭环控制系统的控制精度比全闭环控制方式低，但系统稳定性比全闭环控制方式好PLC 采用扫描工作方式，扫描周期的长短取决于PLC 程序的长短。（F ） 35. PLC 是一种专为工业环境下应用而设计的电子计算机系统。（T ） 36. 嵌入式系统大多工作在为特定用户群设计的系统中，通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点。现代嵌入式系统的设计方法是将系统划分为硬件和软件两个独立的部分，然后按各自的设计流程分别完成。（F ） 37. 伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出和输入之间的偏差信号。（T ） 38. 伺服电机的驱动电路将微小的控制信号转化为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称为变流器，可以实现包括电压、电流、频率等参数的变换。（F ） 39. 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（F ） 40. 自动控制是无需操作者直接参与，通过控制器使被控制对象或过程自动地按照预定的规律运行。（T ） 41. 开环系统没有反馈回路，只能依据时间和逻辑顺序决定被控对象的运行方式，开环系统简单、稳定、可靠，但精度较低，无自动纠偏能力。（T ） 42. 自动控制技术是机电一体化相关技术之一，直接影响系统的控制水平、精度、响应速度和稳定性。（T ） 43. 为减少机械传动部件的柔性对于系统性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2-3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，避免系统产生振荡而失去稳定性。（F ） 44. 在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以1~5倍的间隙
教学系统设计期末考试重点
第一章概论 1.教学系统设计的含义、特征、学科性质、应用层次（知道） 含义：教学系统设计主要是以促进学习者的学习为根本目的，运用系统方法，将学习理论和教学理论等的原理转换成对教学目标、教学容、教学方法和教学策略、教学评价等环节进行具体计划，创设有效的教与学系统的“过程”或“程序”。 特征：（1）教学系统设计是应用系统方法研究、探索教与学系统中各个要素之间及要素与整体之间的本质联系，并在设计中综合考虑和协调它们的关系，使各要素有机结合以完成教学系统的功能。 （2）教学系统设计的研究对象是不同层次的学与教的系统。 （3）教学系统设计的目的是将学习理论和教学理论等基础理论的原理和方法转换成教学实际问题的方案， 学科性质：a、教学系统设计是一门应用性很强的桥梁性学科。b、教学系统设计是一门方法论性质的学科。c、教学系统设计是一门设计理论学科。d、教学系统设计是一门规定性理论科学。应用层次：a、以“产品”为中心的层次。b、以“课堂”为中心的层次。 c、以“系统”为中心的层次。 2.教学系统设计的理论基础（知道） 学习理论与教学理论，教学理论与教学设计，系统方法与教学设计，传播理论与教学设计 3.几种主要的教学设计理论要点（加涅的信息加工模型、ET、CDT）（知道）P15 加涅：核心思想是“为学习设计教学”的主。他认为教学必需考虑影响学习的全部因素，即学习的条件。学习的发生同时以来外部条件和部条件。学习结果分为五类型：言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度。 ET：瑞格鲁斯的细化理论。他认为教学系统设计理论就是“教学科学”；教学系统设计理论是规定性的教学理论。他把教学理论变量分为：教学条件、教学策略（分为：教学组织策略、教学管理策略和教学传递策略）和教学结果 CDT：梅瑞尔的成分显示理论。认为知识由行为水平和容类型构成了两维分类。它的行为维度是记忆、运用和发现；容维度是事实、概念、过程和原理。 4.具有代表性的教学设计过程模式（肯普模式、史密斯——雷根模式）（知道） 肯普模式： 四个要素：教学目标、学习者特征、教学资源和教学评价。 三个主要问题：①学生必须学习到什么(确定教学目标);②为达到预期的目标应如何进行教学(即根据教学目标的分析确定教学容和教学资源，根据学习者特征分析确定教学起点，并在此基础上确定教学策略、教学方法);③检查和评定预期的教学效果(进行教学评价)。 十个教学环节:是指①确定学习需要和学习目的，为此应先了解教学条件(包括优先条件与限制条
机电一体化系统设计主观题复习提纲
一、填空题 1.系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术 的方法论。 2.机电一体化的概念已不再局限于某一具体产品的范围，而是扩大到控制系统和 被控制系统相结合的产品制造和过程控制的大系统，如柔性制造系统、计算机集成制造系统及各种工业过程控制系统。 3.根据不同的使用目的，要求机电一体化系统能对输入的物质、能量和信息(即工业 三大要素)进行某种处理。 4.机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具 有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质差别。 5.要从能量流、信息流及物质流的视角去分析机电一体化共性关键技术。 6. 要从伺服控制系统稳、准、快的要求认识机电一体化共性关键技术。 7.构成机电一体化系统的要素或子系统之间必须能顺利地进行物质、能量和信息的传递 与交换。为此，各要素或各子系统连接处必须具备一定的“联系条件”，这些联系条件称为接口。 8.丝杠螺母机构四种基本传动形式包括：螺母固定、丝杆转动并移动，丝杆固定、螺母转 动并移动，丝杆转动、螺母移动和螺母转动、丝杆移动。 9.滑动导轨副常见的截面形状有三角形、矩形、燕尾形和圆形。 10.机电一体化系统对机械系统要求是较高的定位精度和良好的动态响应特性 11.传感器按其能量传递方式可分为（能量转换型（或发电型传感器））和（能量控制型（或 参量型传感器））两种。 12.传感器按其输出信号的性质可分为（模拟式传感器）和（数学式传感器）。
13.传感器所测量的物理量基本上有两种形式，即（静态量）和（动态量），前者所表现的 信号不随时间变化而变化或变化很缓慢，而后者所表现的信号随时间的变化而变化。 14.传感器频域动态性能指标主要包括带宽频率、（工作频带）和（谐振频率）。 15.光电式角编码器按编码方式可分为（绝对式编码器）和（增量式编码器）两种。 16.根据对滑尺绕组供电方式的不同以及对输出信号的检测方式不同，感应同步器分为（鉴 相型测量）和（鉴幅型测量）。 17.描述二阶传感器系统动态特性的微分方程中包括的系统参数为静态灵敏度、（固有频率） 和（阻尼比）。 1. 四、简答题 1、机电一体化产品与传统机电产品的主要区别有哪些？ 参考答案： （1）机电一体化产品功能的实现是所有功能单元共同作用的结果，而传统机电设备中机械与电子系统相对独立，可以分别工作。 （2）机电一体化产品可以用最简单的机械结构来实现高精度的复杂运动，而传统的机电产品必须用十分复杂的机械才能实现，有的甚至根本无法实现。 （3）机电一体化产品具有“柔性”，而传统的机电产品往往是“刚性”的。也就是说，机电一体化产品可以通过软件的方法来改变工作方式，而传统的机电产品不具备这种功能。（4）具有“智能化”的特征是机电一体化产品与传统的机电产品在功能上的又一本质区别。（5）机电一体化产品更便于实现生产过程自动化，机电一体化产品借助于其通信功能可以与上位计算机传递信息，也可以互相之间通信构成网络。可以方便的组态以改变生产过程，又能各自独立工作。 2、画出机电一体化系统构成要素之间的相互联系框图。 参考答案：