2008年4月自考机电一体化系统设计试卷和答案
机电一体化系统设计考试试题及答案
《机电一体化系统设计》课程试卷1参考答案一.填空1.通常一个较完善的机电一体化系统包含：机械本体、动力与驱动装置、执行机构、传感与检测部分和控制与信息处理五部分。
2.结构设计中的自增强原则是指在正常工作条件下，辅助效应与初始效应的作用方向相同，总效应为两者之和；在力传递原则中，力流路线越短，零件的结构刚性__越好__；卸荷皮带轮就是结构设计中应用任务分配原则的实例。
3.系统的传递函数定义为当初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
4.传感器的静态特性指标主要有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性和分辨力等。
5.电感式位移传感器是通过检测电感量的变化来检测被测量的位移。
6.滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于螺旋副轴向间隙的调整。
7.在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的栅距起到了放大作用。
8.谐波齿轮传动的三个主要部件是：刚轮、柔轮和谐波发生器。
9.直流伺服电机的优点是稳定性好、可控性好、响应迅速和转矩大等；无刷直流伺服电动机的优点是无换向器、可控性好和稳定性好等。
二、简述题1.在机电一体化产品的设计中常常引入现代设计方法，简述你所熟悉的一种现代设计方法的基本思想。
2.比较滚珠丝杠副中单圆弧型滚道与双圆弧型滚道的优缺点。
3.简述机电一体化产品方案设计中黑箱法的基本原理。
答案：1、例如可靠性设计。
可靠性指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
可靠性设计作为一种新的设计方法，只是常规设计方法的深化和发展，所以机械设计等相关课程所阐明的计算原理、方法和基本公式，对可靠性设计仍然适用。
但其又有别于传统设计方法，主要表现在以下几点：①可靠性设计法认为作用在零部件上的载荷（广义的）和材料性能等都不是定值，而是随机变量，具有明显的离散性质，在数学上必须用分布函数来描述；②由于载荷和材料性能等都是随机变量，所以必须用概率统计的方法求解；③可靠性设计法认为所设计的任何产品都存在一定的失效可能性，并且可以定量地回答产品在工作中的可靠程度，从而弥补了传统设计方法的不足。
《机电一体化系统设计》试卷 及答案(五)
《机电一体化技术》试卷及答案(五)一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 单片机2. I/O接口3. I/O通道4. 串行通信5.直接存储器存取（DMA）二、单项选择题(每小题2分，共10分)1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过决定转角位移的一种伺服电动机。
A 脉冲的宽度B 脉冲的数量C 脉冲的相位D 脉冲的占空比2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（）。
A.1<s<2B.0<s 1C.-1<s<1D.-1<s<03.PWM指的是（）。
A.机器人B.计算机集成系统C.脉宽调制D.可编程控制器4. PD称为（）控制算法。
A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（）方法实现。
A.插补B.切割C.画线D.自动三、简答题(每小题5分，共30分)1. 试简述光电式转速传感器的测量原理。
2. 试述可编程控制器的工作原理。
3. 在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否模拟输入通道中必须采用采样/保持器？为什么？4. 柔性制造系统的主要特点有哪些？5 步进电动机是什么电机？它的驱动电路的功能是什么?6.伺服控制系统一般包括哪几个部分？每部分能实现何种功能？四、计算题(每小题10分，共20分)1. 某光栅传感器，刻线数为100线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位移是多少毫米？若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？2. 若12位A/D转换器的参考电压是±2 .5V，试求出其采样量化单位q 。
若输入信号为1V，问转换后的输出数据值是多少。
五、综合应用题(每小题15分，共30分)1.分析下图调整齿侧间隙的原理1、4－锥齿轮2、3－键5－压簧6－螺母7－轴2、周向弹簧调整法2. 分析下图差动螺旋传动原理设螺杆3左、右两段螺纹的旋向相同，且导程分别为P h1和P h2。
《机电一体化系统设计》复习试题及答案
《机电一体化系统设计》试题及答案一、填空(每空2分，共20分)1.机电一体化产品按用途可以划分为和2．控制及信息处理单元一般由控制计算机、和组成。
3．在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守原则。
4．典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、和等部分构成。
5．传感器的静态特性能数主要有、、迟滞和重复精度。
二、简答题(每题4分，共20分)1．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?2．机电一体化相关技术有哪些? 3．转动惯量对传动系统有哪些影响?4．简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。
5．简述A／D、D／A接口的功能。
三、分析题(20分)1．已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统巾的哪一个基本要素?2．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?四、计算题(24分)1．如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=50kg负载力为F1＝1000N，最大加速度为10m／s2’，丝杠直径为d＝20mm，导程t＝4mm，齿轮减速比为i=5，总效率为ŋ=30％，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩。
2．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。
五、综合题(16分)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，确定整系统的控制方案、画出控制系统原理图。
(至少提出两个方案)答案及评分标准(供参考)一、填空[每空2分，共20分)1.办公机电一体化产品产业机电一体化产品民用机电一体化产品2．控制软件硬件接口3．前小后大4．电源输入／输出接口5．灵敏度线性度二、简答题(每题4分，共20分)1．答：机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。
机电一体化系统设计2008-2009考试试卷(A)
机电一体化系统设计2008-2009第二学期期末试题（A）一、填空题：（每空1分，共30分）1、机电一体化一词最早（1971年）起源于，其英文单词为。
2、机电一体化产品和系统按用途可以划分为，，。
3、拟定机电一体化系统设计方案的方法有，，。
4、接口的基本功能主要有__________、、___________。
5、衡量传感器静态特性的重要指标是、、和。
6、工业控制计算机系统由、、和组成。
7、可编程控制器是将和相结合而发展起来的一种工业控制计算机系统。
8、PID数字控制器是按、和的比例进行控制的调节器，是连续系统中技术成熟、应用最为广泛的一种调节器。
9、齿轮传动齿侧间隙的消除方法有和。
10、机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、摩擦小、___________、_____________、____________、____________、并满足小型、轻量等要求。
二、简答题（每题6分，共36分）1、机电一体化的相关技术有哪些？2、为什么机电一体化系统测试过程往往要进行非线性补偿？3、步进电动机的驱动控制原理？4、工业控制计算机系统的基本要求有哪些？5、简述A／D、D／A接口的功能？6、 PLC的工作过程？三、论述分析题（第1题10分，第2、3题各12分，共34分）1、已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统中的哪一个基本要素？2、以4位的逐步逼近式ADC为例（如图所示），设模拟量输入最大值（ADC的满量程输入）U xm=5V，而U x=0.75U xm，简单叙述其转换过程？3、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电动机在工作中，B电动机才能工作。
要求：画出梯形图，写出助记符指令程序。
机电一体化系统设计考试试题及答案
4. 控制系统接地通的目的。
将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点（大地）实现低阻抗的连接，称之谓接地。
接地的目的有两个：一是为了安全，例如把电子设备的机壳、机座等与大地相接，当设备中存在漏电时，不致影响人身安全，称为安全接地；二是为了给系统提供一个基准电位，例如脉冲数字电路的零电位点等，或为了抑制干扰，如屏蔽接地等。
称为工作接地。
工作接地包括一点接地和多点接地两种方式。
磁绕组，测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求：1）步进电机的步距角；2）脉冲电源的频率。
五、综合应用题(每小题15分，共30分)1. 三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为120r/min，输入脉冲频率为多少?步距角为多少?2. 根据下面的电路图,编写利用该接口电路一次完成A/D转换,并把转换的结果的高8位放入R2中,低8位放入R3中的程序段。
《机电一体化技术》试卷(九) 答案考试方法：闭卷考试时间１２０分钟共２页第1页——————————————————————————————————————一、名词解释(每小题2分，共10分)1.采用改变电机通电频率的方式来改变电机的转速的调速方式2. 柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化，其基本组成部分有：自动化加工设备，工件储运系统，刀具储运系统，多层计算机控制系统等。
3. 响应特性：指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度，决定了系统的工作效率。
4. 敏感元件是直接可以感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的元件。
5. 压电效应：某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。
当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。
机电一体化系统设计试卷14_有答案
机电一体化系统设计试卷14_有答案第一篇：机电一体化系统设计试卷14_有答案机电一体化专业《机电一体化系统设计》期末试卷 A卷开卷 120分钟一、名称解释题（每题6分，共24分）1、什么是机电一体化？答：机电一体化乃是机械的主功能、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电子设备以及相关软件有机结合而构成系统的总称。
机电一体化不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。
2、写出CDM5010-3-P3代表的含义？答：CDM5010-3-P3表示外循环插管式、双螺母垫片预紧、导珠管埋入式的滚珠丝杆副，公称直径为50mm，基本导程为10mm，螺纹旋向为右旋，负荷钢球圈数为3圈，定位滚珠丝杆副，精度等级为3级。
3、屏蔽答：利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来而割断或消弱干扰场的空间耦合通道，阻止其电磁能量的传输。
4、步进电动机答：步进电动机是一种将脉冲信号转换成角位移的执行元件。
二、填空题（每空1分，共26分）1、构成机电一体化系统的要素：计算机、传感器、机械装置、能源和执行装置。
2、与一般机械系统比较，机电一体化机械系统的要求：定位精度要高、响应速度要快和稳定性高。
3、同步带传动的主要失效形式有：承载绳疲劳拉断、打滑、跳齿和磨损。
4、机电一体化系统（产品）设计大致可分为开发性设计、适应性设计和变参数设计。
5、步进电动机按其工作原理分：主要有磁电式和反应式两大类。
6、从干扰源把干扰能量递送到干扰对象有传导和辐射两种方式。
7、滚珠丝杠副代号为G14008左-2-P4其中G代表内循环固定式公称直径为 140。
8、衡量可靠性高低的数量指标有概率指标和寿命指标。
它们一般都是时间的函数。
9、在伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应速度。
10、摩擦对伺服系统的影响主要有：引起动态滞后、降低系统的响应速度、导致系统误差和低速爬行。
机电一体化系统设计试卷1,有答案
《机电一体化系统设计基础》考试试卷B共 3 页一．简答题（20分，每题4分）1．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。
2．刚度对传动系统有哪些影响？刚度会影响传动系统的精度和固有频率，随刚度的减小，传动链的变形增大，传动精度降低，系统的固有频率下降。
3．机械技术的4个支柱学科是什么？机械学、制造工艺学、控制、力学。
4．有几种常用的工业控制计算机？单片机、DCS、PLC 、单回路调节器、微机测控系统和分散控制系统。
5．机械本体的作用是什么？系统的支撑结构，包括机身和框架。
二．填空题（20分，每空2分）1．传感器一般由（敏感元件），（转换元件）和（基本转换电路）组成。
2．对驱动装置的技术要求有（精度）、（稳定性）、（快速性）和（可靠性）。
3．构思比较常用（）、（）和（）等方法。
(专家调查法、头脑风暴法、检查提问法、检索查表法、特性列举法、缺点列举法、希望列举法，之中的任意三个。
)三．分析题（20分，每题10分）1．画图说明工业PC机与普通信息处理计算机的主要区别是什么？与普通信息处理机相比较,工业PC机有以下特点1）将普通信息处理机的大母板改为功能插板，具有丰富的过程输入输出功能2）良好的时实性3）抗干扰电源，密封机箱，具有良好的环境适应性。
4）丰富的应用软件。
2．如图所示的伺服系统，试分析丝杠螺母机构的传动误差对工作台输出精度的影响。
丝杠螺母机构位于电机之后，系统是开环控制，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，会影响输出精度。
四 计算题（24分，每题12分）1． 如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=50Kg ，负载力为N F l 2000=,最大加速度为5m/s 2,丝杠直径为d=16mm,导程t=4mm,齿轮减速比为i=6,总效率为%30=η，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩？1．解：负载力包括以下几部分1）外负载力N F l 2000=2）惯性负载力mFNam F m 5001050=⨯=⋅= 电机上的负载力矩为 NmF F t i T m l m 88.03.01)5002000(2104611)(213=⋅+⋅⨯⋅=⋅+⋅⋅=-πηπ 2 如图所示的开环步进电机位置控制系统，工作台长L=800mm ，往复精度为02.0±mm ，齿轮传动比2=i ，丝杠的直径20mm ，步进电机的步距角为︒8.1，试确定丝杠的导程。
自考机电一体化试题及答案
自考机电一体化试题及答案一、单项选择题1. 机电一体化系统中，执行机构通常指的是什么？A. 传感器B. 驱动器C. 控制器D. 机械结构答案：B2. 在机电一体化设计中，以下哪个不是控制系统的组成部分？A. 输入设备B. 执行机构C. 电源D. 输出设备答案：C3. 下列哪项不是传感器的基本特性？A. 线性度B. 灵敏度C. 稳定性D. 重量答案：D4. 机电一体化系统中，通常使用哪种类型的电动机作为驱动元件？A. 内燃机B. 蒸汽机C. 伺服电动机D. 直流电动机答案：C5. 在机电一体化设备中，PLC通常指的是什么？A. 可编程逻辑控制器A. 电源线路控制器C. 功率限制控制器D. 压力控制逻辑答案：A二、多项选择题6. 机电一体化系统的设计原则包括哪些方面？（多选）A. 模块化设计B. 集成化设计C. 重量化设计D. 智能化设计E. 标准化设计答案：A B D E7. 下列哪些因素会影响传感器的性能？（多选）A. 环境温度B. 材料特性C. 设计结构D. 电源电压E. 用户的操作习惯答案：A B C D8. 机电一体化系统中，常用的传动方式包括哪些？（多选）A. 齿轮传动B. 链条传动C. 液压传动D. 电子传动E. 皮带传动答案：A B C E三、简答题9. 简述机电一体化系统的基本组成。
答案：机电一体化系统的基本组成包括机械部分、电气部分和信息处理部分。
机械部分通常指系统的结构框架和执行机构；电气部分包括传感器、驱动器和电源等；信息处理部分则是指控制器和相关的软件系统，负责对信息进行处理和控制。
10. 描述一下伺服系统的工作原理。
答案：伺服系统是一种高性能的自动控制系统，它能够自动地接收指令信号并对系统的输出进行精确控制。
伺服系统的工作原理基于反馈控制原理，即系统将指令信号与实际输出进行比较，产生误差信号，然后通过控制器调整执行机构，以减少误差，达到精确控制的目的。
四、计算题11. 假设一个伺服电动机的额定功率为2kW，额定转速为1500RPM，试计算其额定扭矩。
机电一体化系统设计试卷5答案
《机电一体化系统设计》课程试卷5 参考答案共2页二、名词解释1.机电一体化：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有关软件等有机集合而成的系统总称。
机电一体化系统时按照系统和机电一体化的定义，所有的机电一体化产品以及这些产品的集成体。
2．压电效应：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，又恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。
3．直流电动机的机械特性：即保持控制电压恒定时，电动机转矩与转度的关系曲线。
4．步进电动机：步进电动机又称脉冲电动机。
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。
输出步数等于输入脉冲个数，转速与输入脉冲频率成正比。
三、简答题1、答：在进行机电一体化系统设计时，通常应遵循如下原则来处理“机”与“电”的关系：①替代机械系统在极端情况下，机械的功能可以完全由微计算机和执行器取代，从而使机械产品变成电子产品。
②简化机械系统在许多情况下，机械系统可采用机电一体化的方法加以简化。
依靠微计算机和执行器可以提供诸如轮廓、速度以及定位控制任务的功能。
③增强机械系统将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、精度以及柔性，有关的部件可以做得更轻、惯性更小。
④综合机械系统采用嵌入式微处理系统，有能力综合不同的机械系统以及相关的功能。
2、齿轮副的间隙使得在传动过程中，主动轮突然改变旋转方向时，从动轮不能立即随之反转，而是有一个滞后量，造成齿轮传动的回差。
这种非线性因素将会影响全闭环伺服系统的稳定性。
消除齿轮副间隙通常分为刚性调整法和柔性调整法。
3、答：传感器变换的被测量的数值处在稳定状态时，传感器的输入/输出关系称为传感器的静态特性。
机电一体化系统设计试卷4+解答
《机电一体化技术》试卷 (四)考试方法：闭卷考试时间１２０分钟共2页第1页——————————————————————————————————————一、名词解释（每题2分共10分）1、机电一体化2、柔性制造系统3、静态设计4、系统软件5、感应同步器二、填空题（每空１分，共3０分）1、对伺服系统的技术要求是____________、____________、____________、___________。
2、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：____________、____________。
3、计算机控制系统的类型包括________________________、_______________________、监督控制系统、________________________。
4、拟定机电一体化系统（产品）设计方案的方法通常有____________、____________、____________。
5、接口的基本功能主要有______________、放大、_________________。
6、对直线导轨副的基本要求是_________________________、_____________________、____________________、__________________和平稳。
7．机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理___________、_____________、____________、____________、并满足小型、轻量等要求。
8、伺服系统的基本组成包括______________ 、_____________________、检测装置、____________________。
9、工作接地分为_______________、______________。
10、STD总线的技术特点_________________、______________、______________________、高可靠性。
机电一体化系统设计试题及答案
《机电一体化技术》试卷(一)考试方法：闭卷考试时间１２０分钟共２页第1页——————————————————————————————————————一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量灵敏度压电效应动态误差 5. 传感器二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：_内旋换和外循环2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括___ _______，__________，__________ ，__________。
3. 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，顺序控制器通常用____ _______________________________。
4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_______________________。
5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的______________________，使它们同步协调到达目标点。
6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_____________。
7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。
8. 累计式定时器工作时有_____________________________________________________。
9. 复合控制器必定具有__________________________________。
10. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。
三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( )A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统弹簧—阻尼系统 D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数( )A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 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，顺序控制器通常用( )A. 单片机B. 2051C. PLC5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节等个五部分。
机电一体化系统设计试题答案汇总(完整版)
机电一体化系统设计考试资料1.机电一体化：在机械的主功能、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以及软件等有机结合而成的系统的总称。
2.工业三大要素：物质、能量和信息3.机电一体化系统由机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统等五个子系统构成。
4.机电一体化系统设计流程：（1）根据目的功能确定产品规格、性能指标（2）系统功能部件、功能要素的划分（3）接口的设计（4）综合评价（5）可靠性复查（6）试制与调试5.机电一体化系统设计的考虑方法：（1）机电互补法：利用通用或专用电子部件取代传统机械产品中的复杂机械功能部件或功能子系统。
（2）结合法：将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件。
（3）组合法：将用结合法制成的功能部件、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化产品。
6.机电一体化设计类型：（1）开发性设计：是没有产品的设计，仅仅是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系统。
（2）适应性设计：是在总的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机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，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。
（3）变异性设计：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要求。
7.机电一体化设计程序：（1）明确设计思想（2）分析综合要求（3）划分功能模块（4）决定性能参数（5）调研类似产品（6）拟定总体方案（7）方案对比定型（8）编写总体设计论证书8.设计准则：在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。
9.设计规律：根据设计要求首先确定离散元素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。
10.绿色设计：在新产品的开发阶段，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。
《机电一体化系统设计》试卷答案
《机电一体化系统设计》试卷答案XX大学XX学院XXXX-XXX学年第X学期《机电一体化系统设计》试卷班级_______________ 学号______________ 姓名______________一、填空题：（每空1分，共20分）1机电一体化是_________ 机械__________ 与_______ 有机结合的产物2开发性设计是在既没有参考样板又没有具体设计方案的情形下，根据抽象原理_______ ，按照____________ 系统性能__________ 要求进行的设计。
3、滚珠丝杠副的传动效率高达0.90~0.95 ，为滑动丝杠副的3~4 倍4、启动或反向时，系统的输入运动与输出运动之间的差值就是系统的失动量5、对步进电动机进给系统中齿轮传动装置进行传动比分配的原则是6、据齿轮系传动比最佳分配条件，简化的最佳速比分配关系为7、在开环步进电机-丝杠系统中，传动比大小与系统步进电机的步距角有关。
8滚珠丝杠副可以将_________ 运动转变为为___________________ 运动9、计算齿轮传动系统时非随机载荷的米用_____________ 峰值综合法____________________________________________________ 法10、数字式传感器检测系统的传感器输出信号为____________ 增量码_________ 信号成电量形式。
12、采样信号变成连续信号必须经过D/A转换器和保持器才能完成、选择题：（将答案填入表格，每题 1.5分，共30分）1、机电一体化与英文单词（ C ）A. Mecha nics—致B.EIectro nics—致C.Mechatro nics—致D.Electric-Machi ne—致2、变异性设计是在设计方案和功能结构不变的情况下（ C ）A. 对现有系统进行局部更改的设计B. 根据抽象设计原理对系统性能要求进行设计C. 仅改变现有系统的规格尺寸的设计D. 根据抽象设计原理进行局部更改的设计3、柔性化是在生产对象变更需要改变传动机构的动作规律时，（A ）A.无须改变硬件只改变软件就可以B.无须改变软件只改变硬件就可以最小负载惯量原贝U_______ i2 .2 i l2C.既要改变硬件又要改变软件才行D.既不改变硬件又不改变软件11当传感器的输出信号是电参数形式时，需要采用基本转换电路，将其转换4、滚动直线导轨副的承载能力是平面滚道形式的（11、导轨截面为矩形截面的滚动导轨承载时其受力（5、齿轮传动的总等效惯量随传动级数（A ）6、在设计滚珠丝杠副时所要求的硬度HRC （B ）B. 越大其硬度系数就越小D.大小与其硬度系数无关7、偏心轴套调整法是采用偏心轴套的旋转来改变（B ）A.两齿轮轴向位移量以消除齿侧间隙B.齿轮之间的中心距以消除齿侧间隙C. 两齿轮相对旋转的角位移消除间隙D.两薄片齿轮之间垫片厚度以消除间隙8滚动摩擦系数几乎与运动速度无关，其动摩擦力与静摩擦力之差（B ）9、齿轮传动机构采取消隙措施，可以消除齿侧间隙及其造成的（B ）A.换向误差B.换向死区C换向冲击 D.换向阻力10、滚珠丝杠副螺纹滚道型面的截面形状有（D ）A.单圆弧型面和抛物线型面 B.双圆弧型面和椭圆弧型面A.上下方向相等但左右不等B. 上下左右各方向大小相等C. 上下方向不相等但左右相等D. 上下左右各方向大小均不相等12、滚珠丝杠副为单圆弧型面螺纹滚道时，其接触角随轴向负荷（B ）A.增大而减小B.增大而增大C.减小而增大D.减小而减小13、为了提高齿轮传动系统度精度，并使机构紧凑，各级传动比（B ）A.应按“前大后小”次序分配B. 应按“前小后大”次序分配C.必须相等D. 应与伺服系统匹配14、频率调制是让一个高频载波信号的频率随（A ）A.调制信号而变化的过程B. 调幅信号而变化的过程C.载波信号而变化的过程D. 调频信号而变化的过程15、滤波器的截止频率是指滤波器的幅频特性值等于（B ）A. '、2K所对应的频率B. ' 2所对应的频率KC. 2所对应的频率D. 2K所对应的频率16、调频波的解调可以先将调频波变换成（ C ）A.调幅波后进行幅值检波B.调频波后进行幅值检波A.23 倍B.13 倍C.4 倍D.33 倍A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变A.越小其硬度系数就越小C.越大其硬度系数就越大A.极大B.极小C.为零D.为无穷大C.调频调幅波后进行幅值检波D.调相调幅波后进行幅值检波C.抛物线型面和椭圆弧型面D. 单圆弧型面和双圆弧型面17、共模抑制比就是（ D ）A.共模增益与差模增益之比 C.开环增益与闭环增益之比 18、滤波器的带宽是指滤波器两（A.固有频率之间的频率范围C.谐振频率之间的频率范围 19、为保证闭环数字控制系统的稳定性（ G （z ） G （z ）A. 1 —①（z ）的零点必须包含B. 1 —①（z ）的极点必须包含 B.闭环增益与开环增益之比 D.差模增益与共模增益之比 B ） B.截止频率之间的频率范围 D.穿越频率之间的频率范围 A ）的所有不稳定零点的所有不稳定零点C. ①（z ）的零点必须包含G （z ）的所有不稳定零点D. ①（z ）的极点必须包含G （z ）的所有不稳定零点 20、控制系统极点在z 平面单位圆外时，对应的暂态响应是（ B ）A.衰减或振汤衰减的B.发散或振荡发散的C.不变或等幅振荡的D.衰减或等幅振汤的三、简答题：（共20分）1、简述机电一体化的概念。
《机电一体化系统设计》试卷及答案(一)
《机电一体化技术》试卷及答案（一）一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量2.灵敏度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：__________，________________。
2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括__________，__________，__________ ，__________。
3. 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，顺序控制器通常用___________________________________。
4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_______________________。
5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的______________________，使它们同步协调到达目标点。
6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_____________。
7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。
8. 累计式定时器工作时有_____________________________________________________。
9. 复合控制器必定具有__________________________________。
10. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。
三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( )A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是( )A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统C. 弹簧—阻尼系统D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数( )A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 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，顺序控制器通常用( )A. 单片机B. 2051C. PLCD. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（）等个五部分。
《机电一体化系统设计》试卷及答案 (三)
《机电一体化技术》试卷及答案(三)一、名词解释(每小题2分，共10分)1机电一体化2伺服控制3闭环控制系统4逆变器5 SPWM二判断题：(每小题1分，共10分)1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。
（）2 滚珠丝杆不能自锁。
（）3 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。
（）4 异步通信是以字符为传输信息单位。
（）5 同步通信常用于并行通信。
（）6 无条件I/O方式常用于中断控制中。
（）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（）（4）温度误差是影响传动精度的因素（）三、选择题(每小题1分，共40分)1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：通信和通信。
2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括、、、、四种通道。
3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的和，并尽量高伺服系统的响应速度。
4. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为、、、和其它等四大类型。
5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是，而调制波是。
6. 异步交流电动机变频调速：1）基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于调速方式。
2）基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于调速方式。
7. 开环步进电动机控制系统，主要由、和等组成。
8.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1），2），3）。
9. 根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：1），2），3），4）。
10．应用于工业控制的计算机主要有：1），2），3）等类型。
11.干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以或的形式，通过金属导体传递。
12. 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、、、、合理布局和软件抗干扰技术。
4月全国机电一体化系统设计自考试题及答案解析
全国2019年4月机电一体化系统设计试题课程代码：02245一、单项选择题(本大题共14小题，每小题1分，共14分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.将计算机数控机床、工业机器人以及自动引导车联接起来的系统称( )A.顺序控制系统B.计算机集成制造系统C.柔性制造系统D.伺服系统2.对于谐波齿轮减速器，波发生器分为脉动作用式和( )作用式。
A.连续B.液动C.气动D.电磁3.据齿轮系传动比最佳分配条件，简化的最佳速比分配关系为( ) A.2i i 212= B. 2i i 212= C. 2i i 12= D. 2i i 12= 4.电荷放大器的输出电压与反馈电容( )A.成正比B.成反比C.成曲线关系D.无关5.感应同步器定尺绕组中感应的总电动势是滑尺上正弦绕组和余弦绕组所产生的感应电动势的( )A.代数和B.代数差C.矢量和D.矢量差6.电桥是用来测量传感器的电阻、电容或电感变化的电路，它是将这些参量的变化变换为电压或电流信号变化的电路。
全桥的电压灵敏度比单桥提高了( )A.2倍B.4倍C.8倍D.10倍7.某交流感应电动机，实际转速1350r/min ，电源频率50Hz ，则其极对数为( )A.1B.2C.3D.48.当直流伺服电动机电磁转矩恒定时，电动机转速随控制电压变化的关系曲线称( )A.直流伺服电动机机械特性B.动态特性C.失灵区D.直流伺服电动机调节特性9.计算步进电动机步距角的公式为( ) A.cmz 360r ︒ B. mc 180cos T sm ︒ C. c mz f 60r D. mc360180︒-︒ 10.一般来说，引入微分负反馈将使系统动态性能指标中的最大超调量( )A.增加B.减小C.不变D.不定11.在采样—数据系统中，执行实时算法程序所花费的时间总和最好应小于采样周期的( )A.0.1B.0.2C.0.5D.0.812.因用数字微分分析法生成各种机器运动控制指令较简单易实现，常被用作单级插补器和两级存储编程控制中的精插补，但由于存在截断误差等原因，DDA 法生成的直线、圆弧都是由一系列的( )组成。
机电一体化系统设计自考历真题及答案
第 1 页第 2 页第 3 页第 4 页第 5 页第 6 页第 7 页第 8 页第 9 页二、简答题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）11、处理“机”与“电”关系采用哪些设计思想？12、机电一体化设计过程包括哪些内容？13、试说明液体动压支承的工作原理。
第 10 页14、什么是直流伺服电动机？它有怎样的工作特点？15、永磁式步进电动机的结构及特点是什么？16、步进电动机的单、双极性驱动电路，各自的特点是什么？适用范围是什么？17、半闭环控制系统的定义及特点是什么？18、数控机床通常采用插补器生成运动控制指令，其中插补的概念是什么？第 11 页第 12 页24、某他励直流电动机，电枢电阻为0.4Ω,额定电压为220V ，额定电流为40A ，额定转速为1000r/min,负载转矩为恒转矩负载，大小为额定转矩的一半，求此时电动机在额定电压下的转速和电枢电流的大小。
25、考虑x-y 平面上的直线运动路径，源点坐标为（0,0）,终点坐标为（12,10）,两轴速度限制分别为8,6max max ±=±=y x V V ，加速度限制分别为3,2max max ±=±=y x a a 。
试设计三次多项式样条函数点位控制指令。
27、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5s再反转5s,如此重复3次后自动停止。
试完成设计任务：（1）列出PLC系统资源分配表；（2）画出梯形图程序。
第 13 页第 14 页第 15 页第 16 页第 17 页第 18 页第 19 页2009年4月自学考试全国机电一体化系统设计试卷(课程代码 2245)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1．系统中用于提供驱动力改变系统运行状态，产生所希望运动的模块称为【】A．驱动模块 B．接口模块C .微计算机模块D．测量模块2．根据传动轴的不同特点，可选用不同类型的传动部件。
《机电一体化系统设计》试卷及答案
《机电一体化系统设计》一、填空题（每空1分，共20分）1. 机电一体化可靠性是指，系统（产品）在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
2.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，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称3. 工业三大要素指物质、能量、信息。
4. 机电一体化系统传动机构的作用传递转矩和转速。
5. 机电一体化系统（产品）对传动机构的基本要求：精密化，高速化，小型、轻量化。
6. 轴系部件设计的基本要求有：①旋转精度②刚度③抗震性④热变形⑤轴上零件的布置二、判断题（每题2分，共10分）1.机电一体化系统的接口功能有一种是变换、调整，另一种是输入/输出。
(√)2.谐波齿轮传动的波发生器相当于行星轮系的转臂，柔轮相当于行星轮，刚轮则相当于中心轮。
（√）3.比例-积分（PI）调节克服了单纯比例环节有调节误差的缺点又避免了积分环节响应慢的弱点，既能改善系统的稳定性能能，又能改善其动态性能。
（√）4.组合法它是将结合法制成的专用或通用功能部件（子系统）、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（产品），故称组合法。
（√）5.机电互补法又称取代法。
该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统）中的复杂机械功能部件或功能子系统，以弥补其不足。
√三、解释（每题3分，共9分）1． MCS一般将配有系统软件、外围设备、系统总线接口的微型计算机系统2． CPU微处理机简称 CPU，它是一个大规模集成电路器件或超大规模集成电路器件，器件中有数据有数据通道、多个寄存器、控制逻辑和运算逻辑部件，有的器件还含有时钟电路，为器件工作提供定时信号。
3．MC微型计算机简称MC。
它是以微处理机为中心，加上只读存储器，随机存取存储器，输入|输出接口电路、系统总线及其他支持逻辑电路组成的计算机。
四、简答题（每题6分，共36分）1．机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么答: 1 惯量小、动力大 2 体积小、重量轻3 便于维修、安装4 易于微机控制2．直流伺服电机控制方式的基本形式是什么答: 直流伺服电机为直流供电，为调节电动机的转速和方向，需要对其直流电压的大小和方向进行控制。