河南理工大学 机电一体化考试重点
机电考试知识点总结
机电考试知识点总结在机电一体化技术的学习和应用中，需要了解并掌握包括机械原理、电气电子技术、传感器与测量技术、自动控制技术、机器人技术等多个领域的知识。
下面就这些知识领域的主要内容进行总结，以备考试所需。
一、机械原理1. 刚体静力学刚体的平衡条件（力的平衡和力矩的平衡）、平面结构的稳定条件等。
2. 刚体动力学刚体的运动学基本概念（位移、速度、加速度）、牛顿运动定律、角动量守恒、机械能守恒、动量守恒等。
3. 力学受力分析、力的合成与分解、弹簧力与弹簧组合、摩擦力、工作与能量、功与机械效率等。
4. 动力学牛顿第二定律、功、能量和动能定理、动量和冲量、动能与动能定理、动量守恒定律等。
5. 运动学匀速直线运动、变速直线运动、平抛运动、圆周运动等。
机械原理的学习是机械工程的核心，它为机电一体化技术的设计和应用提供了基础理论支持。
二、电气电子技术1. 电路基础基本电路元件（电阻、电容、电感）、基本电路定律（基尔霍夫定律、欧姆定律、节点电压法、网孔电流法等）、交流电路分析（交流电路和直流电路的区别、交流电路的频率、交流电路的幅值和相位、有效值、视在功率等）等。
2. 电子元器件二极管、晶体管、场效应管、集成电路等常见电子元件的工作原理和特性。
3. 电力系统电源系统的结构、变压器、电机等主要设备的原理、用途和特点。
4. 控制技术开关控制、PID控制、自动控制系统的组成、传感器和执行器等。
5. 电子技术应用数字电路、模拟电路、信号处理、嵌入式系统等。
电气电子技术是机电一体化技术中重要的一部分，它为自动控制系统和智能化设备的设计和应用提供了基础。
三、传感器与测量技术1. 传感器基础传感器的分类、传感器的工作原理、传感器的特性和性能参数等。
2. 传感器的应用温度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、光电传感器等传感器在自动控制和监测领域的应用。
3. 测量技术原理测量系统的误差分析、测量系统的灵敏度和分辨率、模拟信号处理技术、数字信号处理技术等。
机电一体化考试知识点总结
机电一体化考试知识点总结一、机电一体化基础知识1. 机电一体化的概念和发展历程机电一体化是指在产品或系统的设计、制造、使用和维护过程中，完全将机械、电子、传感器、控制技术和信息技术无缝集成为一个整体。
机电一体化技术是近年来在制造业中迅速发展起来的一种先进生产技术，它结合了机械、电子、信息技术等多种技术，以实现生产过程的全面自动化和智能化。
机电一体化的发展历程可以追溯到20世纪60年代，在那个时候，自动化生产线一度兴起，为生产过程带来了很大的改善。
随着信息技术和电子技术的不断发展，机电一体化技术逐渐成为制造业的主流技术，被广泛应用于汽车制造、电子设备制造、航空航天等领域。
2. 机电一体化的特点机电一体化技术的特点主要包括：集成性、智能化、基于网络、高精度、高速度、高可靠性等。
机电一体化技术通过将机械、电子、信息技术有机结合，实现了产品生产的智能化、自动化和网络化，能够大大提高生产效率和产品质量。
3. 机电一体化的应用领域机电一体化技术被广泛应用于工业机械、汽车制造、工程机械、电子设备制造、医疗器械、航空航天、高速铁路等领域。
在这些领域，机电一体化技术可以实现设备的智能化控制、自动化生产、信息化管理等，为企业提供了更高效的生产方式。
4. 机电一体化技术的发展趋势随着信息技术和电子技术的快速发展，机电一体化技术也在不断地向智能化、网络化、高可靠性、低能耗等方向发展。
未来，机电一体化技术将更加普及，带来更多的应用和创新。
二、传感器技术1. 传感器的基本概念和分类传感器是一种可以感知和采集物理量或化学量的变化并将其转换为可用电信号的设备。
按照测量物理量分类，传感器可分为：力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、光电传感器等。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理主要取决于其测量物理量的不同。
常见的传感器工作原理有：电压、电流、电阻、电容、电磁感应等。
3. 传感器的特性和性能指标传感器的特性和性能指标包括：静态特性（灵敏度、线性度、分辨率、稳定性）、动态特性（响应时间、过载能力、动态误差）以及环境适应能力（温度、湿度、抗干扰能力）等。
机电一体化考试重点汇总(知识点复习考点归纳总结参考)
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，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
2、机电一体化包含机电一体化技术和机电一体化产品(系统)两层含义。
3、4、广义的接口功能有两种，一种是输入/输出；另一种是变换、调整。
5、接口性能就成为综合系统性能好坏的决定性因素。
6、根据接口的变换、调整功能，可将接口分成以下四种：零接口、无源接口、有源接口、智能接口。
7、根据接口的输入／输出功能，可将接口分成以下四种：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。
8、机电一体化系统(产品)的主要特征是自动化操作。
9、现代计算机设计方法：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。
10、与一般机械系统相比机电一体化系统要求：响应要快、稳定性要好。
11、为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，主要从以下几个方面采取措施：1) 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件、2) 缩短传动链、3) 选用最佳传动比、4) 缩小反向死区误差、5) 改进支承及架体的结构设计以提高刚性。
12、常用的机械传动部件：螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等；主要功能：传递转矩和转速。
特点：传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大。
13、丝杠螺母机构分为：滑动摩擦机构和滚动摩擦机构。
其中滑动摩擦机构具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低（30%~40%）；而滚动摩擦机构摩擦阻力矩小、传动效率高（92%~98%）。
14、我国生产的滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧型和双圆弧型。
15、滚珠丝杠副的特点：轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点，但不能自锁，具有传动的可逆性。
16、接触角一般为45度，并随载荷大小的变化而变化，且滚道圆弧半径R稍大于滚珠圆弧半径rb，成型简单，加工精度较高。
17、滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。
机电一体化系统考试重点
0.总论1、机电一体化的概念:机电一体化又称机械电子学，它是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、计算机信息技术、自动控制技术等在系统工程的基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最优化而建立起来的一门的科学技术。
机电一体化包括机电一体化技术和机电一体化系统两方面的内容。
典型的机电一体化系统有数控机床、工业机器人、汽车等。
2、机和电的关系:在机电一体化系统中，“机”指机械部分，包括结构、执行机构、传感器机构等。
“电”指电子部分，包括控制电路和电气连线等。
二者关系是，“机”是基础，“电”是核心。
机电系统在电的控制下，协调各机械部件(传感器、电机、结构等)完成各种指令及功能。
3、机电一体化的范畴：凡是由各种现代高新技术与机械和电子技术相互结合而形成的各种技术、产品以及系统都属于机电一体化的范畴。
例如:机电液一体化。
如液压挖掘机、起重机等各种液压系统;机电气一体化:如电子血压计、气动夹具等;机电光一体化:如数码相机、摄像机等;机电仪一体化:如各种自动化仪器仪表等。
4、机电一体化的发展趋势：1）性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展; 2）功能上，向小型化、轻型化、多功能化方向发展;3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。
系统结构采用采用开放式和模式化的总线结构，并具有强大的通讯功能，如RS232、RS485、CAN等;4）机电一体化单元向模块化方向发展，利用标准模块解决系统集成中的不匹配、不兼容问题;5）机电一体化产品向网络化方向发展，基于网络的各种远程控制和监视意义重大。
5、机电一体化的技术体系:它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等现代高新技术群体基础之上的一种高级综合技术。
6、机电一体技术的主要特征:1）整体结构最优化2）系统控制智能化3）操作性能柔性化7、机电一体化的目的功能：1）变换功能2）传递功能3）存储功能8、机电一体化的内部功能：产品的目的功能是通过其内部功能实现的。
机电一体化重点
1. 机电一体化的含义：机电一体化是在机械的主功能、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2. 机电一体化五大子系统及其功能：机电一体化系统（产品）由机械系统(机构)、控制与信息处理系统(计算机)、动力系统(动力源)、传感检测系统(传感器)、执行元件与驱动系统(如电动机)等五个子系统组成 其各部分功能是：（1）机械系统是系统所有功能元素的机械支承结构（2）控制与信息处理系统其功能是将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行（3）动力系统可以按照系统控制的要求为系统提供所需的能量和动力，保证系统的正常运行（4）传感检测系统其功能是对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，生成相应的可识别信号，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（5）执行元件与驱动系统起能量放大作用，可将系统的控制决策转化为系统具体的机械行为。
3. 机电一体化的目的：是使系统(产品)高附加价值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展，不断满足人们生活的多样化需求和生产的省力化、自动化需求。
4. 五大功能：(!)主功能: 实现系统“目的功能”直接必需的功能，主要对物质、能量、信息及其相互结合进行变换传递和存储。
(2) 动力功能: 向系统提供动力，让系统得以运转(3) 检测功能与控制功能：根据系统内部信息和外部信息对整个系统进行控制，使系统正常运转，实施“目的功能”（4）构造功能：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。
5. 六大相关技术：机械技术，伺服驱动技术 ，传感与检测技术，自动控制技术，计算机与信息处理技术，系统总体技术。
6. 接口概念：各要素或各子系统相接处必须具备一定的联系条件，这些联系条件就可称为接口。
机电一体化技术基础考试内容及形式
如PLC编程、控制电路搭建等。
电子装配与调试技能
如电路板焊接、电子元件识别与检测等。
计算机应用技能
如软件安装与配置、网络设置等。
综合应用考核
机电一体化系统设计
结合机械、电子、控制和计算 机技术，完成小型机电一体化
系统的设计。
故障诊断与排除
模拟实际生产中的故障情况， 考查学生分析问题和解决问题 的能力。
02
考试内容
基础知识考核
01
机械设计基础
包括机械原理、机械零件、材料力 学等基础知识。
控制理论
涉及自动控制原理、现代控制理论 等。
03
02
电子技术基础
涵盖电路分析、模拟电子技术、数 字电子技术等。
计算机技术基础
包括计算机组成原理、操作系统、 编程语言等。
04
专业技能考核
机械加工技能
如车、铣、刨、磨等基本操作技能。
机电一体化技术基础考试 内容及形式
• 机电一体化技术基础概述 • 考试内容 • 考试形式 • 考试要求 • 备考建议
01
机电一体化技术基础概述
机电一体化技术的定义与特点
总结词
机电一体化技术是一种将机械技术与电子技术相结合，实现机械设备自动化的技术。其特点包括自动化、智能化、 高效化、精确化等。
掌握基本的电路设计、控制程序设计、机械设计 等技能，能够进行简单的实验和调试。
了解机电一体化系统的安全规范和标准，能够进 行安全操作和维护。
对综合素质的要求
01
具备良好的团队协作精神和沟通能力，能够与其他专业人员合 作完成复杂项目。
02
具备较强的分析问题和解决问题的能力，能够快速应对机电一
机电一体化系统考试大纲(精选)
《机电一体化系统》考试大纲考核说明1、试题题型及配分（1）名词解释(每题5分，共20分)（2）填空题（每空1分，共20分)（3）选择题（每题2分，共10分）（4）判断题（每题2分，共20分）（5）简答题（每题10分，共30分）2、考试方式及时间考试形式为半开卷笔试，考试时间为60分钟。
考核要求一、概述考核内容：1. 机电一体化的概念2. 机电一体化系统的结构组成3. 机电一体化技术在国民经济中的地位与作用考核要求：1.了解机电一体化的概念2.掌握机电一体化系统各组成要素3. 掌握机电一体化技术在国民经济中的地位与作用二、机电一体化系统中的机械结构考核内容：1. 各机械精度的概念2. 材料的选择3. 机械系统中的传动4. 导向支承部件考核要求：1. 掌握各机械精度的概念2. 了解材料的选择3. 掌握滚珠丝杠副的组成、循环方式和间隙调整方法，了解滚珠丝杆副的选型4. 掌握圆柱直齿轮传动间隙的调整方法5. 掌握导轨副的组成、种类及其应满足的要求三、检测环节考核内容：1. 位置检测环节的构成和接口2. 速度检测环节的构成和接口3. 温度检测环节的构成和接口考核要求：1. 掌握感应同步器的定义、结构及工作原理2. 掌握光栅、脉冲编码器的的组成及工作原理。
3. 了解速度检测环节的构成和接口4. 了解温度检测环节的构成和接口四、控制系统考核内容：1. 控制系统的组成及作用2. 控制系统中的输入装置3. 控制系统中的信息显示4. 控制系统的信息输入、输出5. 控制系统中的数据处理考核要求：1. 掌握控制系统的组成及其作用2. 了解通用键盘的使用3. 了解用CRT显示4. 了解并行与串行输入、输出5. 掌握数字滤波五、常用控制方式考核内容：1. 顺序控制与时间控制2. 速度控制3. 轨迹控制考核要求：1. 了解顺序控制与时间控制的基本概念、组成及分类2. 了解交流伺服电动机的速度控制3. 掌握轨迹控制中的插补及逐点比较法六、执行装置及其控制考核内容：1. 步进电动机2. 直流伺服电动机及其控制3. 交流伺服电动机及其控制4. 液压与气动控制考核要求：1. 掌握机电一体化系统中常见的执行装置2. 掌握步进电机的工作原理、反应式步进电动机的主要机械特性3. 了解直流伺服电机工作原理、机械特性和调速控制4. 了解PWM型晶闸管变频调速系统5. 了解液压控制七、工业机器人考核内容：1. 工业机器人的分类和应用2. 工业机器人的专用名词及相关概念3. 工业机器人的结构考核要求：1. 掌握工业机器人的分类2. 了解工业机器人的相关概念3. 了解工业机器人的结构和编程。
《机电一体化技术》十套考试简答题目.
《机电一体化技术》试卷(一)五、问答题（每小题10分，共30分)1. 步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?2. 什么是步进电机的使用特性?3. 机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?六、分析计算题(每小题10分，共20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. 采用PLC设计二个电磁阀A、B工作的系统1) 按钮x1为A电磁阀打开，按钮x2为A电磁阀关闭(输出y1);2) 按钮x3为B电磁阀打开，按钮x4为B电磁阀关闭(输出y2);3) 只有B电磁阀在工作中，A电磁阀才能工作。
要求：画出梯形图，写出助记符指令程序。
《机电一体化技术》试卷(一)五、问答题（每小题10分，共30分)1. 单电源驱动电路双电源驱动电路斩波限流驱动电路2. 步距误差步距误差直接影响执行部件的定位精度。
最大静转矩是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时，所能承受的最大外加转矩，亦即所能输出的最大电磁转矩，它反映了步进电动机的制动能力和低速步进运行时的负载能力。
启动矩一频特性空载时步进电动机由静止突然启动，并不失步地进入稳速运行所允许的最高频率称为最高启动频率。
启动频率与负载转矩有关。
运行矩频特性步进电动机连续运行时所能接受的最高频率称为最高工作频率，它与步距角一起决定执行部件的最大运行速度。
最大相电压和最大相电流分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大电源电压和流过的最大电流。
3. 应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。
六、分析计算题(每小题10分，共20分)1. 20KHz 3.6º2. (1) 梯形图：（２）助记符指令程序：STR X1OR Y1AND NOT X2OUT Y1STR X3OR Y2AND NOT X4AND Y1OUT Y2《机电一体化技术》试卷(二)五、问答题（每小题10分，共30分)1、计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护。
机电一体化技术复习要点
机电一体化技术一、书本知识点1、机电一体化是综合应用机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、接口技术及系统总体技术等，实现多种技术复合的最佳功能价值的系统工程技术。
2、机电一体化基本构成要素：机械本体、动力源、传感装置、驱动执行机构、控制器以及各要素和环节之间的接口等。
3、机电一体化相关技术：机械技术、信息处理技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服驱动技术以及系统总体技术。
4、系统建模的意义：机械系统的数学模型分析的是输入和输出之间的相对关系，等效折算过程是将复杂结构关系的机械系统的惯量、弹性模量和阻尼（或阻尼比）登机械性能参数归一处理，从而通过数学模型来反映各环节的机械参数对系统整体的影响。
5、机械传动系统的特性：转动惯量、摩擦、阻尼、刚度、谐振频率、间隙。
6、间隙的主要形式：齿轮传动的齿侧间隙、丝杠螺母的传动间隙、丝杠轴承的轴向间隙等；齿轮传动齿侧间隙的消除措施：刚性消隙法、柔性消隙法；消除直齿圆柱齿轮的齿侧间隙方法：偏心轴套调整法、双片薄齿轮错齿调整法。
7、滚珠丝杠螺母传动的轴向间隙（主要间隙）对系统影响：滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性形变，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差；处理方法：双螺母预紧调隙式、双螺母齿差预紧调隙式、双螺母垫片预紧调隙式、弹簧自动调整预紧式。
8、机械传动装置：齿轮传动、滚珠花键、谐波齿轮减速器（特点：传动比大、承载能力大、传动精度高、齿侧间隙小、传动平稳、结构简单、体力小、重量轻）。
9、齿轮传动总传动比的选择原则：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、支承部件：回转运动支承、直线运动支承。
11、光栅：光栅是一种新型的位移检测原件；特点：测量精度高（可达±1微米）、响应速度快、量程范围大；由标尺光栅和指示光栅组成，莫尔条纹宽度W≈P/θ，（P为栅距，θ为光栅条纹间的夹角）。
12、光电式转速传感器：根据测量时间t内的脉冲数N，则可测出转速为：n=60N/Zt，（Z 圆盘上的缝隙数）。
机电一体化理论考试试题
机电一体化理论考试试题一、选择题1.机电一体化是指（）A. 机械与电气工程的整合B. 机械与电子工程的整合C. 机械与电力工程的整合D. 机械与电子信息工程的整合2.在机电一体化系统中，通过什么方式完成机械与电气之间的能量转换？A. 机械装置B. 电子元件C. 传感器D. 模拟器3.以下哪个不属于机电一体化系统的特点？A. 高效性B. 灵活性C. 自动化D. 单一性4.机电一体化系统的设计中，常用的建模方法有（）A. 动态建模与静态建模B. 模糊建模与神经网络建模C. 传感器建模与执行器建模D. 特征建模与层次建模5.在机电一体化系统的控制策略中，常用的方法有（）A. PID控制器B. 模糊控制器C. 神经网络控制器D. 所有选项均可二、填空题1.机电一体化系统中，信息传递的方式主要有（）2.机电一体化系统中，通过什么方式实现机械和电气之间的智能互联？3.机电一体化系统中，常用的控制方法有（）4.机电一体化系统的优点之一是（），能够提高生产效率和质量。
5.机电一体化系统的工程实践包括（）三、简答题1.请简要介绍机电一体化系统的概念和特点。
2.机电一体化系统在实际应用中存在哪些挑战和问题？如何解决这些问题？3.请简述机电一体化系统的建模方法，以及各种方法的特点和适用场景。
4.机电一体化系统的控制策略有哪些？请详细讨论其中一个控制策略的原理和应用。
四、论述题请论述机电一体化技术在工业自动化中的应用和前景，并分析其对现代工业发展的影响。
以上是《机电一体化理论考试试题》的内容。
希望能够对你的学习有所帮助！。
机电一体化 重点
知识点归纳
考题类型
1. 填空题（10×2） 2. 选择题（5×2） 3. 分析简答（45分，共8个题） 4. 两个大题（25分）
1.简述机电一体化系统的组成及相关技 术。 2.转动惯量、刚度、阻尼的折公式 3.简述传动系统转动惯量、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 4.齿轮传动刚性消隙和柔性消隙的区别 是什么， 5.偏心轴套、斜齿轮消隙的原理
21.直线电机的特点 22.直流直线电机的原理 23.步进电机的选择和计算（P93） 24.脉冲当量的含义
25.DAC0832的单极性输出和双极性输出 的电压范围，输出电压与数字量之间 的关系 26.DAC0832与计算机的接口电路，编写 汇编程序起动DA转换
27.光电耦合器的功能、原理及接线方法 28.解释单项晶闸管接口电路的工作原理
14.测量放大器的特点 15.程控放大器的作用 16.传感器非线性补偿的方法有哪些， 数字滤波的方法有哪些 17.步进电机的三相绕组的通电方式 有哪些（三种），各自步距角的 关系
18.步进电机的特点（7个） 19.步进电机带负载的最大起动频率 的计算 20.由直流电变换为交流电的两种方 法 21.SPWM变频调速的原理
5. 齿轮传动级数和各级传动比分配 的原则有哪些，各自遵循什么分 配原则 6. 传感器的分类法和形式
9. 传感器的静态特性有哪些，什么是线 性度、灵敏度 10.差动式变极距电容传感器的灵敏度和 非线性误差有什么特公式 12.感应同步器根据激磁绕组供电电压形 式不同分为哪两种 13.简述光电转速传感器的原理。 14.接近式位置传感器按工作原理分为哪 几种类型
29. 画出直流电机PWM功率接口组成框图（图5-33）， 并分析PWM脉宽调制波形产生过程（图5-34） 30. PWM功率放大器与控制计算机的接口方法 31. 自动控制中变频器的三种控制方法
机电一体化重点技术试题及答案
《机电一体化技术》试卷(一)考试措施：闭卷考试时间１２０分钟共1页第1页——————————————————————————————————————一、名词解释1. 测量2.敏捷度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器二、填空题1. 滚珠丝杆中滚珠旳循环方式：__________，________________。
2. 机电一体化系统，设计指标和评价原则应涉及__________，__________，__________ ，__________。
3. 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_____________。
4. 齿轮传动旳总等效惯量与传动级数__________________________________________。
三、选择题1. 加速度传感器旳基本力学模型是( )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2. 齿轮传动旳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3. 顺序控制系统是按照预先规定旳顺序完毕一系列操作旳系统，顺序控制器一般用( )A. 单片机B. 2051C. PLCD. DSP4、伺服控制系统一般涉及控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（）等个五部分。
A 换向构造B 转换电路C 存储电路D检测环节四、、问答题1. 步进电动机常用旳驱动电路有哪几种类型?2. 什么是步进电机旳使用特性?3. 机电一体化系统设计指标大体上应涉及哪些方面?五、分析计算题1. 三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，规定电动机转速为120r/min，输入脉冲频率为多少?步距角为多少?《机电一体化技术》试卷(一)考试措施：闭卷考试时间１２０分钟共２页第1页——————————————————————————————————————一、名词解释1. 是人们借助于专门旳设备，通过一定旳措施对被测对象收集信息，获得数据概念旳过程。
机电一体化重点及答案
1. 机电一体化的概念。
机电一体化技术是从系统工程观点动身，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，实现系统整体的最正确化。
2. 简述机电一体化系统的组成及各组成部份的功能。
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操纵及信息处置单元这六部份组成。
各成份的功能如下：一、机械本体：使构造系统的各子系统、零部件依照必然的空间和时刻关系安置（装配连接）在必然位置上，并维持特定的关系。
二、动力单元：依照机电一体化系统的操纵要求，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：对系统运行进程中所需要的本身和外界环境的各类参数及状态进行检测，并转换成可识别信号，传输到信息处置单元，通过度析、处置后产生相应的操纵信息。
4、执行单元：依照操纵信息和指令在驱动单元的驱动下完成所要求的动作。
五、驱动单元：在操纵信息作用下，在动力单元的支持下，驱动各类执行机构（执行单元）完成各类动作和功能。
六、操纵及信息处置单元：以后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，依照信息处置结果，依照必然的程序发出相应的操纵信号，通过输出接口送往驱动单元和执行机构，操纵整个系统有目的地运行。
3. 机电一体化系统有哪些设计方式？别离举例。
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。
转动惯量：T∑=Jw 单个轴T∑=J∑*w任意轴阻尼：T阻尼=Cw T阻尼=C∑*w刚度：∑5. 什么缘故要尽可能缩短机电一体化系统的传动链，举例说明缩短传动链的三种方式。
（机电一体化系统中的传动链还需知足，小型、轻量、高速、低冲压振动、低躁声和高靠得住性等要求；从能量消耗和靠得住性的观点来看，应尽可能缩短……）传动链刚度、转动惯量和阻尼比对伺服系统的阻碍，应尽可能缩短传动链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。
机电一体化考试答案
机电一体化考试答案(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《机电系统设计》复习题一、填空1、机电一体化系统由机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、传感检测系统（传感器）、动力系统、执行元件系统等五个子系统组成。
2、机电一体化系统（产品）的设计类型大致有开发型设计、适应性设计和变异性设计等三种。
3、常用的机械传动部件有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等。
4、导向支承部件的作用是支撑和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。
5、执行元件根据使用能量的不同，可以分为电动势、液压式和气压式等类型。
6、步进电动机是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。
从励磁相数来分有三相、四相、五相、六相等步进电动机。
7、单片机应用系统中，常使用 LED(发光二级管) 、 CRT 和LCD(液晶显示器)作为显示器件。
8、工业机器人一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成。
9、CNC机床按工艺用途分类可分为普通数控机床、机械加工中心、多坐标数控机床。
10、机电一体化系统设计的一般方法包括机电互补法、融合（结合）法、组合法。
11、机座或机架既起支承作用，承受其它零部件的重量及在其上保持相对的运动，又起基准作用，确保部件间的相对位置。
12、对伺服系统的基本要求有精度要求更高、可靠性更好、响应速度更快。
13、交流伺服电机消除“自转”现象的解决办法是。
14、两相交流伺服电动机的控制方法有三种：①幅值控制；②相位控制；⑧幅值—相位控制。
机电一体化系统中应用较多的控制方法是。
15、步进电机步距角是指在一个脉冲作用下（即一拍）电动机转子转过的角位移，失调角是指转子轴上袈加一负载转矩时转子齿中心线与定子齿中心线所错过的电度角，最大静转矩是指失调角=正负90度。
16、按照校正装置在系统中的联接方法，可把校正分为有源校正和无源校正。
机电一体化考试资料
机电一体化考试资料第一篇：机电一体化考试资料10农机版权所有第一章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，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
2.机电一体化是机械技术、电子技术、信息技术相互交叉融合的产物。
3.机电一体化的发展有一个从自发状况向自为方向发展的过程。
4.机电一体化的目的是提高系统的附加值。
高附加值体现在高性能化、低价格化、高可靠性化、智能化、省能化、轻薄短小化。
5.优先发展机电一体化必须同时具备的条件：（1）短期或中期普遍需要；（2）具有显著地经济效益；（3）具备或经过短期努力能具备必需的物质技术基础。
6.优先发展的机电一体化技术：（1）检测传感技术；（2）信息技术；（3）自动控制技术；（5）精密机械技术；（6）系统总体技术7.机电一体化系统构成：机械系统（机构）（动力源）、传感检测系统（传感器）8.工业三大要素：物质、能量、信息。
9.机电一体化系统的目的功能：（1）变换功能；310.息的传递与交换。
为此，“联系条件”，这些联系条件称为接口。
11.输出12.（1（2（3D/A、A/D转换器（4/输出接口、GB-IB总线、STD总线根据接口输入/（1座等（2（ISO、ASCII码、C、C++、VC、VB（413.机电互补法、融合法、组合法。
（要会区分三者）第二章1.与一般的机械系统设计要求相比，机电一体化系统的机械部分除要求具有较高的定位精度外，还应具有良好的动态响应特性，就是说响应要快、稳定性要好。
为达到上述要求，主要从以下几方面才去措施：（1）低摩擦；（2）短传动链；（3）最佳传动比；（4）反向死区误差小；（5）高刚性2.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、各种非线性传动部件等；其主要功能是传递转矩和转速。
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。
10农机版权所有3.机电一体化的发展要求传动机构不断适应新的技术要求，有如下三个方面：（1）精密化；（2）高速化；（3）小型、轻量化。
机电一体化复习重点,期末考试
1、机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息与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。
2、机电一体化基本结构要素：机械本体，动力源，检测与传感装置，控制与信息处理装置，执行机构，接口。
3、机电一体化共性关键技术：机械技术，计算机与信息处理技术，检测与传感技术，自动控制技术，伺服驱动技术，系统总体技术4、机电一体化对机械系统的基本要求高精度 快速响应 良好的稳定性5、工业三要素：物质，能源，信息6、机电一体化机械系统（组成）应包括以下三大部分机构。
● 传动机构：不仅变换转速和转矩。
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。
● 导向机构：支承和导向。
● 执行机构：用以完成操作任务。
7、常用传动机构：转动型：齿轮（齿条）传动，涡轮蜗杆传动，同步齿形带传动，行星轮减速器，谐波减速器， 直线型：齿轮（齿条）传动，丝杆螺母（螺杆）传动，同步齿形带实现的移动传动，8、传动机构的性能要求：● 质量和转动惯量应尽量减小<将转动惯量折算到电动机轴上的折算方法>： 1）圆柱体：J ＝ (m —质量d —直径) 2）直线运动物体： 3）齿轮齿条： ● 刚度大：机械系统产生振动时，系统的阻尼越大，其最大振幅就越小且衰减也越快，但大阻尼也会使系统的稳态误差增大、精度降低● 阻尼合适：机械系统产生振动时，系统的阻尼越大，其最大振幅就越小且衰减也越快，但大阻尼也会使系统的稳态误差增大、精度降低● 摩擦小：1）系统误差 2）爬行（低速运动时的一种现象，内因是摩擦的非线性） ● 间隙小：9、影响机械传动链动力学性能的主要因素有：1) 负载的变化：2) 惯性的大小：3) 固有频率的高低：4) 摩擦、间隙、温升、润滑等因素10、直齿圆柱齿轮传动机构（偏心轴套调整法，双片薄齿轮错齿调整法）11、斜齿轮传动机构（垫片调整法，轴向压簧调整法）12、齿轮传动比分配。
● 最小等效转动惯量原则（前小后大）● 重量最轻原则（前大后小）● 输出轴转角误差最小原则（前小后大）13、滚珠丝杆的组成及特点：● 组成：螺母，滚珠，回程引导装置，丝杆● 特点：1）传动效率高——效率高达90%~95%，耗费的能量仅为滑动丝杠的1/3。
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1.1机电一体化:“机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引用微电子技术，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”机电一体化是机械技术、电子技术和信息技术等各相关技术有机结合的一种新形式，是电子技术向机械技术领域渗透过程中逐渐形成的一个新概念。
其中“Mechatronics”是Mechanics(机械学)与E1ectronics (电子学)组合而成的日本造英语。
1.2接口:机电一体化系统由许多要素或子系统构成，各要素或子系统之间必须能顺利进行物质、能量和信息的传递与交换。
为此，各要素或各子系统相接处必须具备一定的联系条件，这些联系条件就可称为接口A 1.3系统工程: 系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法B 1.4并行工程:是把产品（系统）的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合（并行）协调的一种工作模式C 1.5虚拟产品设计: 虚拟产品设计是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计，是在基于多媒体的、交互的渗入式或侵入式的三维计算机辅助设计环境中，设计者不仅能够直接在三维空间中通过三维操作、语言指令、手势等高度交互的方式进行三维实体建模和装配建模，并且最终生成精确的产品（系统）模型，以支持详细设计与变型设计，同时能在同一环境中进行一些相关分析，从而满足工程设计和应用的需要D 1.6绿色设计；所谓绿色设计，是在新产品（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负作用。
绿色产品设计将产品（系统）寿命周期内各个阶段（设计、制造、使用、回收处理等）看成一个有机整体，在保证产品良好性能、质量及成本等要求的情况下，还充分考虑到产品（系统）的维护资源及能源的回收利用以及对环境的影响等问题。
E 1.7反求设计: 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，对已有的产品（系统）进行剖析、重构、再创造的设计。
1.8 机电一体化系统组成：机械系统，信息处理系统，动力系统，传感监测系统，执行元件系统1.9工业三大要素与机电一体化的三大效果：省能源省资源智能化。
工业三大要素：物质、能量和信息1.10根据输入／输出功能接口分类：1机械接口2物理接口3 信息接口 4 环境接口1.11机电一体化系统(产品) 的设计流程：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(或整体评价)(5) 可靠性复查(6) 试制与调试1.12 机电一体化系统产品设计的考虑方法：1) 机电互补法2) 结合(融合)法3) 组合法2.1 机电一体化技术对传动机构的要求：) 1) 精密化—对某种特定的机电一体化系统（或产品）来说，应根据其性能的需要提出适当的精密度要求。
虽然不是越精密越好，但由于要适应产品的高定位精度等性能的要求，对机械传动机构的精密度要求也越来越高。
2) 高速化—产品工作效率的高低，直接与机械传动部件的运动速度相关。
因此，机械传动机构应能适应高速运动的要求。
3) 小型化、轻量化——随着机电一体化系统(或产品)精密化、高速化的发展，必然要求其传动机构的小型、轻量化，以提高运动灵敏度(快速响应性)、减小冲击、降低能耗。
为与微电子部件的微型化相适应，也要尽可能做到使机械传动部件短小轻薄化。
即精密化高速化小型化、轻量化2.2为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，常采取哪些措施：1) 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；2) 缩短传动链，提高传动与支承刚度；3) 选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力；4) 缩小反向死区误差，如采取消除传动间隙、减少支承变形的措施；5) 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2.3齿轮传动比的最佳匹配选择原则 ;重量最轻原则输出轴转角误差原等效转动惯量最小原则2.4滚珠丝杠螺母机构组成与要求:滚珠丝杠螺母机构由反向器(滚珠循环反向装置)l、螺母2、丝杠3和滚珠4等四部分组成。
滚珠丝杠副与滑动丝杠副相比，滚珠丝杠副除上述优点外，还具有轴向刚度高(即通过适当预紧可消除丝杠与螺母之间的轴向间隙)、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点。
但由于不能自锁，具有传动的可逆性，在用做升降传动机构时，需要采取制动措施。
2.5: 机电一体化系统对导轨的基本要求: 机电一体化系统对导轨的基本要求是导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性好、温度变化影响小以及结构工艺性好等。
2.6导轨副的设计内容 1 ）根据工作条件选择合适的导轨类型；2）选择合适的导轨截面开关，以保证导向精度3）选择适合的导轨结构及尺寸，使其在给定栽花及工作范围内，有跔的刚度、良好的耐磨性以及运动轻便和低速平稳性；4）选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持所需要的精度；5）选择合理的耐磨涂料、润滑方式和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦与磨损；6）制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料以及热处理、精加工和测量方法等。
2.7机座或机架的作用与要求: 机座或机架是支承其他零部件的基础部件.它既能承受其他零件的工作载荷，。
要求：1提高刚度和抗震性2减小热变形 3 提高稳定性 4 工艺性经济性人机工程等2.8 提高导轨副耐磨性的措施：镶装导轨、提高导轨的精度与改善表面粗糙度、减小导轨单位面积上的压力(即比压)。
3.1 根据使用能量的不同，执行元件分类；电磁式、液压式和气压式等几种类型电气式是将电能变成电磁力，并用该电磁力驱动运行机构运动的。
液压式是先将电能变换为液压能并用电磁阀改变压力油的流向，从而使液压执行元件驱动运行机构运动。
气压式与液压式的原理相同，只是将介质由油改为气体而已。
其它执行元件与使用材料有关，如使用双金属片、形状记忆合金或压电元件。
3.2对执行元件的基本要求 1. 惯量小、动力大 2. 体积小、重量轻3. 便于维修、安装4. 宜于微机控制3.3脉宽调制(PWM) ：当输入一个直流电压U 就可以得到一定宽度与U成比例的方波给伺服电机电枢回路供电，通过改变脉冲宽度来改变电枢回路的平均电压，从而得到不同大小的电压值U。
使直流电动机平滑调速。
3.4步进电动机特点与种类：特点：①步进电动机的工作状态不易受各种干扰因素(如电源电压的波动、电流的大小与波形的变化、温度等)的影响，只要在它们的大小未引起步进电动机产生“丢步”现象之前，就不影响其正常工作；②步进电动机的步距角有误差，转子转过一定步数以后也会出现累积误差，但转子转过一转以后，其累积误差变为“零”，因此不会长期积累；③控制性能好,在起动、停止、反转时不易“丢步”。
因此，步进电动机被广泛应用于开环控制的机电一体化系统，使系统简化，并可靠地获得较高的位置精度。
种类：有旋转式步进电动机，直线步进电动机；从励磁相数来分有三相、四相、五相、六相等步进电动机。
就常用的旋转式步进电动机的转子结构来说，分为以下三种1）可变磁阻型2) 永磁型3)混合型7.3.5步进电机原理( 相序、步距角等)：P1066简述步进电机的工作原理，并推导出步进当量的计算公式。
答：工作原理：当第一个脉冲通入A相时，磁通企图沿着磁阻最小的路径闭合，在此磁场力的作用下，转子的1、3齿要和A级对齐。
当下一个脉冲通入B相时，磁通同样要按磁阻最小的路径闭合，即2、4齿要和B级对齐，则转子就顺逆时针方向转动一定的角度。
计算公式：znko/360=α。
3.6步进电机驱动电源组成与环分方式；1. 环形脉冲分配器2 功率放大器nn1324AABBCC CB423AC1AB23BACAC14B环分方式：1 利用计算机软件进行软环分 2 采用小规模集成电路搭接而成三相六拍脉冲环形分配器3 专用环形分配器器件3.7 步进电机的细分驱动；绕组电流不是一个方波，而是阶梯波，额定电流是台阶式的投入或切除，电流分成多少个台阶，则转子就以同样的个数转过一个步距角。
这样将一个步距角细分成若干步的驱动方法被称为细分驱动3.8交流伺服电机的矢量控制：思想是在普通的三相交流电动机上设法模拟直流电动机转矩控制的规律，在磁场定向坐标上，将电流矢量分解成产生磁通的励磁电流分量Mi和产生转矩的转矩电流分量Ti，并使两分量互相垂直，彼此独立，然后分别进行调节。
这样，交流电动机的转矩控制，从原理和特性上就与直流电动机相似了。
因此，矢量控制的关键仍是对电流矢量的幅值和空间位置的控制。
3.9 如果要求步进电动机有更小的步距角或者为减小电动机振动、噪声等原因，可以在每次输入脉冲切换时，不是将绕组电流全部通入或切除，而是只改变相应绕组中额定电流的一部分，则电动机转过的每步运动也只有步距角的一部分。
这里绕组电流不是一个方波，而是阶梯波，额定电流是台阶式的投入或切除，电流分成多少个台阶，则转子就以同样的个数转过一个步距角。
这样将一个步距角细分成若干步的驱动方法被称为细分驱动。
细分驱动的特点是：在不改动电动机结构参数的情况下，能使步距角减小。
但细分后的步距角精度不高，功率放大驱动电路也相应复杂；能使步进电动机运行平稳、提高匀速性、并能减弱或消除振荡。
4.1组装形式微型计算机分类：按组装形式可将微型计算机分为单片机、单板机和微机系统4.2微机构成机电一体化系统具有的(好处)好处：①小型化②多功能化；③通用性增大④提高了可靠性⑤提高了设计效率；⑥经济效果好；⑦产品(或系统)标准化-硬件易于标准化；⑧提高了维修保养性能4.3可编程序控制器(PLC) 工作原理与特点; 可编程序控制器(PLC)具有程序可变、抗干扰能力强、可靠性高、功能强、体积小、耗电低，特别是易于编程、使用操作方便、便于维修、价格低廉等特点4.4机电一体化系统对检测传感器的基本要求:①体积小、重量轻、对整机的适应性好；②精度和灵敏度高、响应快、稳定性好、信噪比高；③安全可靠、寿命长；④便于与计算机连接；⑤不易受被测对象(如电阻、磁导率)的影响，也不影响外部环境；⑥对环境条件适应能力强；⑦现场处理简单、操作性能好；8价格低廉。
4.5：可编程控制器编程的基本原则：水平不垂直；线圈右边无接点；左大右小，上大下小；双线圈输出不可用；输入信号的最高频率问题；4.5 传感器用来改善其性能的措施：1，平均技术2.差分技术3 稳定性处理 4 屏蔽和隔离5.1 机电一体化系统的操作过程控制目的：机电一体化系统的操作过程控制目的有两个，其一是根据操作条件的变化，制定最佳操作方案；其二是对操作过程进行自动检测和自动控制，提高控制性能，实现规定的目的功能。