15秋北航《机电一体化系统设计》在线作业三答案
《机电一体化系统》形成性作业(三
《机电一体化系统》形成性作业(三《机电一体化系统》形成性考核作业(三)答案一、填空题1.一般说来,伺服系统的基本组成可包含控制器、功率放大器、执行机构与检测装置。
2.伺服中的控制器通常由电子线路或计算机组成,常用的控制算法有PID控制与最优控制等。
3.执行机构主要由伺服电动机或液压伺服机构与机械传动装置等组成。
目前,采用电动机作为驱动元件的执行机构占据较大的比例。
4.伺服电动机就是电气伺服系统的执行元件,其作用就是把电信号转换为机械运动。
5.PWM功率放大器的基本原理就是:利用大功率器件的开关作用,将直流电压转换成一定频率的方波电压,通过对方波脉冲的控制,改变输出电压的平均值。
6.经典控制理论校正系统的方法,通常有综合法(预期特性法)与分析法(试探法)两种。
7.目前常将交流伺服系统按其选用不同的电动机分为两大类:同步型交流伺服电动机与异步型交流伺服电动机。
异步型交流伺服电动机的伺服系统,多用于机床主轴转速与其她调速系统。
8.步进电动机驱动电路的种类很多,按其主电路结构分:有单电压驱动与高、低电压驱动两种。
9.计算机控制系统的类型有:操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统与分布式控制系统等。
10.计算机的控制理论分为经典控制理论与现代控制理论。
经典控制理论就是单输入—单输出的系统,现代控制理论可以分析多输入—多输出的系统,可实现最优控制、自适应控制等复杂控制。
11.工业控制计算机由计算机基本系统与过程输入/输出系统两大部分组成。
12.从设计思路瞧,设计数字调节器可归纳为连续化设计法与离散化设计法。
二、选择题1.将脉冲信号转换成角位移的执行元件就是( C)A.旋转变压器B交流伺服电动机C.步进电动机D.光电编码盘2.如果三相步进电动机绕组为U、V、W,其通电顺序为U→V→W→U,则这种分配方式为( A )A.三相三拍B.三相四拍C.三相六拍D.双三拍3.由电信号处理部分与液压功率输出部分组成的控制系统就是( C )A.交流伺服系统B.直流伺服系统《机电一体化系统》形成性作业(三C.电液伺服系统D.步进电动机控制系统4.数字PID调节器中,哪部分的调节作用并不很明显,甚至没什么作用( B)A.积分部分B.微分部分C.比例部分D.都不明显5.不完全微分PID调节器就是在一般PID调节器加上什么环节而构成的( B )A.并入一个一阶惯性环节B.串入一个一阶惯性环节C.并入一个二阶惯性环节D.串入一个二阶惯性环节三、名词解释1.伺服——在控制指令的指挥下,控制驱动元件,使机械系统的运动部件按照指令要求进行运动。
秋机电一体化系统设计基础形成性考核作业答案
秋机电一体化系统设计基础形成性考核作业答案SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#《机电一体化系统设计基础》形成性考核作业参考答案形成性考核作业1参考答案一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．× 2．√ 3．√ 4．× 5．× 6．×7．× 8．× 9．× 10．√ 11．× 12．×二、单选题1．C 2．A 3．B 4．A ，A 5．D 6．B 7．A 8．D三、简答题1．完善的机电一体化系统主要包括哪几部分答：机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件和信息处理及控制系统五部分相互协调，共同完成所规定的目的功能。
通过接口及相应软件有机结合在一起，构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
2．简述机电一体化系统中的接口的作用。
机电一体系统是机械、电子和信息等性能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要素和子系统之间的接口极其重要。
从系统外部看，输入/输出是系统与人、环境或其他系统之间的接口；从系统内部看，机电一体化系统是通过许多接口将各组成要素的输入/输出联系成一体的系统。
3．机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率，但是设计中要适当选择其参数，而不是越小越好。
为什么阻尼比公式:02mK B =ξ,由公式可知阻比除了与机械系统的粘性阻尼系数B 有关外，还与系统刚度K 0和质量m 有关。
因此，在机械结构设计时，应当通过对刚度、质量和摩擦系数等参数的合理匹配，得到机械系统阻尼比ξ的适当取值，以保证系统的良好动态特性。
4．简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响。
机械系统的刚度对系统的主要影响表现为以下几方面：（1）失动量 系统刚度越大，因静摩擦力的作用所产生的传动部件的弹性变形越小，系统的失动量也越小；（2）固有频率 机械系统刚度越大，固有频率越高，可远离控制系统或驱动系统的频带宽度，从而避免产生共振；（3）稳定性 刚度对开环伺服系统的稳定性没有影响，而对闭环伺服系统的稳定性有很大影响，提高刚度可增加闭环系统的稳定性。
《机电一体化系统设计基础》作业参考答案
机电一体化系统设计基础作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、判断题正确的打√;错误的打×1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理;输出具有所需特性的物质..×2. 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..√3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中;与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术..√4．自动控制是在人直接参与的情况下;通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行..×5．产品的组成零部件和装配精度高;系统的精度一定就高..×6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响;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;以免系统产生振荡而失去稳定性..×7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速..×8．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6~10倍的间隙角产生低频振荡;采用消隙装置;以提高传动精度和系统稳定性..×9．进行机械系统结构设计时;由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响;因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好..×10．滚珠丝杠垂直传动时;必须在系统中附加自锁或制动装置..√11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整;结构简单;且可以自动补偿侧隙..√×12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估;延长了产品开发周期;增加了产品开发成本;但是可以改进产品设计质量;提高面向客户与市场需求能力..√×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是C ..A．游标卡尺 B．电话C．全自动洗衣机 D．非指针式电子表2．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率;应设法A ..A．增大系统刚度 B．增大系统转动惯量C．增大系统的驱动力矩 D．减小系统的摩擦阻力3．导程L=8mm的丝杠驱动总质量为60kg的工作台与工件;则其折算到丝杠上的等效转动惯量为B kg·mm2..A．48.5 B．97C．4.85 D．9.74．传动系统的固有频率对传动精度有影响;B 固有频率可减小系统地传动误差;A 系统刚度可提高固有频率..AA．提高;提高 B．提高;减小C．减小;提高 D．减小;减小5．下列哪种方法是采用单螺母预紧原理来消除滚珠丝杠副的间隙 DA．螺纹调隙式 B．双螺母垫片调隙式C．齿差调隙式 D．偏置导程法6. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数A.. BA.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变7．多级齿轮传动中;各级传动比“前小后大”的分配原则不适用于按D 设计的传动链..A．最小等效转动惯量原则小功率传动装置B．最小等效转动惯量原则大功率传动装置C．输出轴的转角误差最小原则D．重量最轻原则8．某机电一体化系统需要消除齿轮传动的齿侧间隙;采取下列哪种方法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙 DA．偏心套调整法 B．轴向垫片调整法C．薄片错齿调整法 D．轴向压簧错齿调整法三、简答题1．完善的机电一体化系统主要包括哪几部分机电一体化系统的对应要素及相应功能关系2． 简述机电一体化系统中的接口的作用..机电一体化系统中的接口的作用是实现系统与外部其他系统、操作者、环境的连接;一般分为机械接口、电气接口两方面..3．机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率;但是设计中要适当选择其参数;而不是越小越好..为什么因为适当选择机械运动中的摩擦和阻尼会;可提高系统的稳定性、保证系统具有良好的动态特性..4．简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响..① 失动量..系统刚度越大;因静摩擦力的作用所产生的传动部件的弹性变形越小;系统的失动量也越小..② 固有频率..机械系统刚度越大;固有频率越高;可远离控制系统或驱动系统的频带宽度;从而避免产生共振..③ 稳定性..刚度对开环伺服系统的稳定性没有影啊;而对闭环系统的稳定性有很大影响;提高刚度可增加闭环系统的稳定性..四、计算题1.某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动如图所示;已知电机轴的转动惯量J m =4×10-4kg ·m 3;与电机输出轴相连的小齿轮的转动惯量J 1=1×10-4kg ·m 3;大齿轮的转动惯量J 2=1.8×10-4kg ·m 3;丝杠的转动惯量J s =3.8×10-4kg ·m 3..工作台的质量m =50kg;丝杠导程t =5mm;齿轮减速比为i =5..试求：1工作台折算到丝杠的等效转动惯量J G ；2传动件折算到电机轴的等效转动惯量J e ；3电机轴上的总转动惯量J..图 直流电机丝杠螺母机构驱动工作台 解：1J G =mt/2π2=50*1000*0.005/2/3/14 2=0.03166 kg ·m 3 工作台 丝杠 滚珠螺母齿轮减速器 联轴器i =52 Je= J2+Js+JG/i2=1.8×10-4+3.8×10-4+316.6×10-4/52= 12.88×10-4 kg·m33J= J1+ Je=1×10-4 +12.88×10-4=13.88 kg·m32.已知某四级齿轮传动系统;各齿轮的转角误差为Δφ1=Δφ2=…=Δφ8=0.01弧度;各级减速比相同;即i1 = i2 =…= i4 =3;求该系统的最大转角误差Δφmax..解：Δφmax=Δφ1/ i1* i2* i3* i4+ Δφ2+Δφ3/ i2* i3* i4+ Δφ4+Δφ5/ i3* i4+ Δφ6+Δφ7/ i4+ Δφ8==0.01/34+ 0.02/33+0.02/32+0.02/3+0.01=0.01975 弧度五、综合题1. 分析下图调整齿侧间隙的原理..1. 锁紧螺母2. 圆螺母3. 带凸缘螺母4.无凸缘螺母答：图中所示的双螺母螺纹预紧调整齿侧间隙;双螺母中的一个外端有凸缘;一个外端无凸缘;但制有螺纹;它伸出套筒外用两个螺母固定锁紧;并用键来防止两螺母相对转动..旋转圆螺母可调整消除间隙并产生预紧力;之后再用锁紧螺母锁紧..2.分析下图中传动大负载时消除齿侧间隙的原理..1、6－小齿轮2、5－大齿轮 3－齿轮 4－预载装置 7－齿条答：小齿轮1、6与齿条7啮合;与小齿轮1、6同轴的大齿轮2、5分别与齿轮3啮合;通过预载装置4向齿轮3上预加负载;使齿轮2、5同时向相反方向移动;从而带动小齿轮1、6转动;其齿面便分别紧贴在齿条7上齿槽的左、右侧;从而消除了齿侧间隙作业2一、判断题正确的打√;错误的打×1．机电一体化系统是以微电子技术为主体、以机械部分为核心;强调各种技术的协同和集成的综合性技术..√×2．机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比;应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性..√3．双螺母消除轴向间隙的结构形式结构紧凑;工作可靠;调整方便;能够精确调整..×4.传感器的转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分..√×5．感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件;有直线和圆盘式两种;分别用作检测直线位移和转角..√6．选择传感器时;如果测量的目的是进行定性分析;则选用绝对量值精度高的传感器;而不宜选用重复精度高的传感器..×7．传感器在使用前、使用中或修理后;必须对其主要技术指标标定或校准;以确保传感器的性能指标达到要求..√8．驱动部分在控制信息作用下提供动力;伺服驱动包括电动、气动、液压等各种类型的驱动装置..√9．气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合使用..×10．永磁型步进电动机即使其定子绕组断电也能保持一定转矩;故具有记忆能力;可用于定位驱动..√11．步进电动机的转动惯量越大;同频率下的起动转矩就越大..×12．直流伺服电动机的调速特性是电机转速与其输出转矩的关系..×二、单选题1．以下产品不属于机电一体化产品的是 B ..A．工业机器人 B．电子计算机C．空调 D．复印机2．多级齿轮传动中;各级传动比相等的分配原则适用于按C 设计的传动链..A．最小等效转动惯量原则B．输出轴的转角误差最小原则C．重量最轻原则小功率装置D．重量最轻原则大功率装置3．检测环节能够对输出进行测量;并转换成比较环节所需要的量纲;一般包括传感器和B ..A 控制电路B 转换电路C 放大电路D 逆变电路4．幅频特性和相频特性是模拟式传感器的B ..A．静态特性指标B．动态特性指标C．输入特性参数D．输出特性参数5．光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线;刻线数为100线/mm;;经四倍细分后;记数脉冲为400;光栅位移是A mm..A．1 B．2 C．3 D．46．受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称B ..A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人7．闭环控制的驱动装置中;丝杠螺母机构位于闭环之外;所以它的C ..A．回程误差不影响输出精度;但传动误差影响输出精度B．传动误差不影响输出精度;但回程误差影响输出精度C．回程误差和传动误差都不会影响输出精度D．回程误差和传动误差都会影响输出精度8. 以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是B ..A 改变电压的大小B 改变电动机的供电频率C 改变电压的相位D 改变电动机转子绕组匝数三、简答题1．什么是传感器的静态特性和动态特性●传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时;所表现出来的输出响应特性..需要了解的主要参数有：线性范围、线性度、灵敏度、精确度、分辨力、迟滞、稳定性..●传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性..需要了解的主要参数有：幅频特性和相频特性..2．什么是伺服系统伺服系统的一般组成有哪几个部分伺服系统又称随动系统;它是以机械位置、速度和加速度为控制对象;在控制命令指挥下;控制元件的工作;使机械运动部件按照命令要求运动..一般来说;伺服系统组成框图如图所示..伺服系统组成框图1控制器：伺服系统中控制器的主要任务是根据输入信号和反馈信号决定控制策略;控制器通常由电子线路或计算机组成..2功率放大器：伺服系统中功率放大器的作用是将信号进行放大;并用来驱动执行机构完成某种操作;功率放大装置主要由各种电力电子器件组成..3执行机构：执行机构主要由伺服电动机或液压伺服机构和机械传动装置等组成..4检测装置：检测装置的任务是测量被控制量;实现反馈控制..无论采用何种控制方案;系统的控制精度总是低于检测装置的精度;因此要求检测装置精度高、线性度好、可靠性高、响应快..3．简述直流伺服电动机脉宽调制的工作原理..直流伺服电动机脉宽调制PWM的工作原理：假设输入直流电压U;可以调节导通时间得到一定宽度的与U成比例的脉冲方波;给伺服电动机电枢回路供电;通过改变脉冲宽度来改变电枢回路的平均电压;从而输出不同大小的电压U;使a直流电动机平滑调速..4．比较直流伺服电动机和交流伺服电动机的适用环境差别..四、计算题1．刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上;已知丝杠的螺距为2mm;编码器在10秒内输出307200个脉冲;试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少解：1丝杠旋转一周有1024个脉冲;307200个脉冲对应于丝杠旋转307200/1024=300周;故刀架的位移量为300*2mm=600mm;2丝杠的转速为300*2π//10=60π 弧度/ 秒2．如图所示的电机驱动工作台系统;其中驱动x 向工作台的三相双三拍步进电机;转子齿数z 为100..滚珠丝杠的基本导程为l 0=6mm..已知传动系统的横向x 向脉冲当量δ为0.005mm/脉冲..试求：1步进电机的步距角α；2减速齿轮的传动比i ..解：1K=3相;N=3拍;z=100 步进电机的步距角α=360o/z*m= 360o/z*K*N= 360o/100*3*3=0.4 o 2由于一个脉冲;步进电机旋转0.4 o;工作台横向x 向脉冲当量0.005mm;由于滚珠丝杠的基本导程为l 0=6mm;对应于丝杠转动一周360 o ;设一个脉冲丝杠转动的角度为x;则 6mm/360o=0.005/xo;得x=0.3o故减速齿轮的传动比i=0.3/0.4=3/4五、综合题1．图示直射式光电转速传感器是一种角位移传感器;由装在被测轴或与被测轴相连接的输入轴上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成;光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上..试分析传感器的测量原理.. 功放 电机滚珠丝杠 工作台i 图 电机驱动工作台示意图解：当装在被测轴或与被测轴相连接的输入轴上的带缝隙圆盘转动时;光敏元件接收到脉冲信号;若转动圆盘上缝隙是均匀刻制;总数量为N;则光敏元件每输出N个脉冲;就意味着圆盘转动一周360o；若输出M个脉冲;就意味着转过360*M/No;因此;该传感器可以用于测量角度..如果在T秒时间内转过输出M个脉冲;就意味着转速为360*M/N/T o/s 因此;该传感器也可以用于测量角速度..2．已知一个绳位移控制系统的两种驱动方案分别如图a和b所示..1试分析两种方案的特点；2画图说明方案a减速器滚筒驱动测量位移的方法..a减速器滚筒驱动 b丝杠滑台驱动解：1分析两种方案的特点：（a）电机经减速器带动滚筒转动;使驱动绳产生位移；（b）电机带动丝杠转动;丝杠上的螺母便产生直线运动;带动驱动绳产生位移..2画图说明方案a减速器滚筒驱动测量位移的方法作业3一、判断题正确的打√;错误的打×1．数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等;它们的共同特点是利用自身的物理特征;制成直线型和圆形结构的位移传感器;输出信号都是脉冲信号;每一个脉冲代表输入的位移当量;通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸..√2．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;适合于重载的高加减速驱动..√3．通常;步进电机的最高连续工作频率远大于它的最高启动频率..√4．脉冲分配器的作用是使电动机绕组的通电顺序按一定规律变化..√5．对直流伺服电动机来说;其机械特性越硬越好..√6．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..×7．一般说来;全物理仿真较之计算机仿真在时间、费用和方便性上都具有明显的优点;是一种经济、快捷与实用的仿真方法..×8．数字化物理样机就是一种结构设计软件;强调结构上的设计..×9．计算机控制系统的采样周期越小;其控制精度就越高..√10．PLC采用扫描工作方式;扫描周期的长短决定了PLC的工作速度..√11．通用型计算机系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..×12．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..×二、单选题1．下列哪个是传感器的动特性D ..A．量程 B．线性度C．灵敏度 D．幅频特性2．在开环控制系统中;常用B 做驱动元件..A．直流伺服电动机 B．步进电动机C．同步交流伺服电动机 D．异步交流伺服电动机3.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线;刻线数为100线/mm;此光栅传感器测量分辨率是C mm..A．1 B．0.1 C．0.01 D．0.001 4．计算机控制系统实际运行时;需要由用户自行编写D ;具有实时性、针对性、灵活性和通用性..A．实时软件 B．开发软件 C．系统软件 D．应用软件5．以下除了D ;均是由硬件和软件组成..A．计算机控制系统 B．PLC控制系统C．嵌入式系统 D．继电器控制系统6．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..A屏蔽 B隔离 C滤波 D软件抗干扰三、简答题1．机电一体化系统仿真在系统设计过程中所起的作用是什么在系统实际运行前;也希望对项目的实施结果加以预测;以便选择正确、高效的运行策略或提前消除设计中的缺陷;最大限度地提高实际系统的运行水平;采用仿真技术可以省时省力省钱地达到上述目的..2．机电一体化系统仿真的模型主要有哪几种分别应用于系统设计的哪个阶段仿真根据采用的模型可以分为：计算机仿真、半物理仿真、全物理仿真..计算机仿真：应用于系统设计阶段；半物理仿真：应用于部件及子系统研制阶段；全物理仿真：应用于系统研制阶段..3．PID控制算法中比例、积分、微分部分各起何作用比例调节起纠正偏差的作用;其反应迅速；积分调节能消除静差;改善系统静态特性；微分调节有利于减少超调;加快系统的过渡过程..4．系统采样周期的选择时;主要考虑的影响因素主要有哪些1根据香农采样定理;确定采样周期：max /ωπ≤T ;其中m ax ω为被采信号角频率上限..2采样周期应大于执行元件动态调节稳定时间..3从系统随动性和抗干扰的角度;采样周期应尽可能小;这样时延小;反映迅速..4在多回路控制中;由于采用巡检控制方式;采样周期应足够大;以确保在一个采样周期内;能处理完所有回路的算法计算..5从计算机的精度上讲;采样周期不应太小..5．简述下图所示梯形图的工作过程及逻辑关系;图中接线为：开关1I0.0;开关2I0.1;开关3I0.2;红灯Q0.0;绿灯Q0.1.. 解：由图可知：开关1、开关2为常开;开关3为常闭;当开关1、开关2接通、开关3为常闭状态时;红灯能亮;同时启动定时器T0;沿时3秒;3秒后如果开关3为常闭状态;则绿灯亮.. 四、计算题1．某工作台采用如图所示的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0.005mm 忽略齿轮和丝杠的传动误差..1若采用高速端测量方法;将旋转编码器安装在电机输出轴上;确定旋转编码器的每转脉冲数..2若采用低速端测量方法;将传感器与丝杠的端部直接相连;n s =500脉冲/转图 梯形图I0. I0.I0.Q0.0I0.Q0.1Q0.0 T03s T0的旋转编码器是否合用图 直流电机丝杠螺母机构驱动工作台解：1设工作台位移测量精度0.005mm 时;丝杠转动的角度为︒X ;则有 得：︒=45.0X ;若对应于电机轴的角度为︒Y ;则︒=︒=25.2iX Y ;安装在电机输出轴上的旋转编码器共有︒360;故旋转编码器的每转脉冲数为16025.2/360=︒︒2因为80045.0/360=︒︒> n s =500;故不合用..2．图示为电枢控制式直流电动机的工作原理图..图中电机线圈的电流为i ；L 与R 为线圈的电感与电阻；电机的输入电压为u ；折算到电机转子轴上的等效负载转动惯量为J M ；电机输出转矩和转速分别为T 和ω；K E 和K T 分别为电枢的电势常数和转矩常数;试求输出转速与输入电压之间的传递函数..解： ⎩⎨⎧=++=)2(')1('ωωM T E J i K K Li iR u在零初始条件下进行拉氏变换：⎩⎨⎧Ω=Ω++=)4()()()3()()()()(s s J s I K s K s LsI R s I s U M T E由4式得T M K s s J s I /)()(Ω=;带入到3式;得输出转速与输入电压之间的传递函数五、综合题1．如图所示的系统;试分析齿轮减速器、丝杠螺母机构及传感器的误差对MJ ωiu 图 直流电动机的工作原理 工作台丝杠 滚珠螺母 齿轮减速器 联轴器 DC 伺服 电机 i =5输出精度的影响..解：齿轮减速器存在两种误差：传动误差和回程误差..传动误差主要由温度或弹性导致的齿轮变形产生；回程误差主要是由齿轮间隙造成..为提高齿轮传动系统中传递运动的精度;各级传动比应按“先小后大”原则分配;设各级转角误差为k φ∆、第k 个齿轮到第n 级输出轴的传动比为kn i ;设各级转角误差折算到末级输出轴上的总误差为m ax φ∆丝杠螺母机构传动误差主要由丝杠与螺母之间的间隙决定;通常可由其间的调整、预紧调整到最小程度;由于这个误差是在末级上;其大小直接影响输出精度..传感器的误差对输出精度的影响是通过控制产生的;由于传感的误差必然导致控制的误差..可以说;传感器的误差直接决定对输出精度的影响..2．用PLC 实现对一台电动机的正反转控制..控制要求为：首先电动机正转起动;3秒后自动反转;反转2秒后自动又回到正转;如此循环；可以随时停车..1写出I/O 分配表；2选择PLC;画出梯形图..解：1电动机正转起动开关I0.0;电动机正转Q0.0;电动机反转Q0.1;电动机停转开关I0.1..作业4一、判断题正确的打√;错误的打×1．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..√2．计算机控制系统设计完成后;首先需要对整个系统进行系统调试;然后分别进行硬件和软件的调试..×3．PLC完善的自诊断功能;能及时诊断出PLC系统的软件、硬件故障;并能保护故障现场;保证了PLC控制系统的工作安全性..√4．现场总线系统采用一对一的设备连线;按控制回路分别进行连接;打破了传统控制系统的结构形式..×5．需求设计是指新产品开发的整个生命周期内;从分析用户需求到以详细技术说明书的形式来描述满足用户需求产品的过程..√6．目前;大部分硬件接口和软件接口都已标准化或正在逐步标准化;设计时可以根据需要选择适当的接口;再配合接口编写相应的程序..√7．计算机控制系统的软件主要分为系统软件和应用软件;应用软件一般不需要用户设计;系统软件都要由用户自行编写;所以软件设计主要是系统软件设计..×8．反求设计是建立在概率统计基础之上;主要任务是提高产品的可靠性;延长使用寿命;降低维修费用..×9．绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究;进而对该系统产品进行剖析、重构、再创造的设计..×10．虚拟设计是在基于多媒体的、交互的、嵌入式的三维计算机辅助设计环境中进行实体建模和装配建模;生成精确的系统模型;并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..√11．工业机器人驱动部分在控制信息作用下提供动力;包括电动、气动、液压等各种类型的传动方式..√12．数控机床中的计算机属于机电一体化系统的控制系统;而电机和主轴箱则属于系统的驱动部分..×二、单选题1．有一脉冲电源;通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组;已知转子有24个齿;步进电机的步距角是 C .. a=360/znk=360/24*5*2A．0.6° B．1.2° C．1.5° D．2°2．步进电机转动后;其输出转矩随着工作频率增高而B ..A．上升 B．下降C．不变 D．前三种情况都有可能3．采用脉宽调制PWM进行直流电动机调速驱动时;通过改变A 来改变电枢回路的平均电压;从而实现直流电动机的平滑调速..A．脉冲的宽度 B．脉冲的频率C．脉冲的正负 D．其他参数4．含有微处理器;可进行程序编制或适应条件变化的接口是D ..P220 A．零接口 B．被动接口C．主动接口 D．智能接口5．HRGP-1A喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的C ..P249 A．能源部分 B．测试传感部分C．驱动部分 D．执行机构6．HRGP-1A喷漆机器人中的手部属于系统中的D ..A．能源部分 B．测试传感部分C．驱动部分 D．执行机构7．通常;数控精密镗铣床等高精度数控设备;其伺服系统的控制方式均采用B ..A．开环控制 B．闭环控制C．半闭环控制 D．混合控制8．数控机床进给系统的伺服电机属于设备的C ..A．能源部分 B．测试传感部分C．驱动部分 D．执行机构三、简答题1．何谓概念设计简述概念设计的设计过程..。
15春北航《机电一体化系统设计》在线作业三满分答案
北航《机电一体化系统设计》在线作业三
单选题多选题判断题
一、单选题（共10 道试题，共30 分。
）
1. 数控机床、生产自动化一般采用（）位微机系统。
A. 4或8
B. 8或16
C. 16或32
D. 32或64
-----------------选择：B
2. 对一台确定的步进电动机而言，其步距角决定于（）。
A. 电源脉冲的频率
B. 电源脉冲的幅值
C. 电机的通电方式
D. 电机的负载大小
-----------------选择：C
3. 步进电动机转角与脉冲电源的关系是（）。
A. 与电源脉冲频率成正比
B. 与电源脉冲数成正比
C. 与电源脉冲宽度成正比
D. 与电源脉冲幅值成正比
-----------------选择：B
4. 常用的导轨副间隙调整的方法有压板和（）
A. 镶条
B. 顶板
C. 摩擦
D. 侧板
-----------------选择：A
5. 下列不属于自动刀架优点的是（）。
A. 精度高
B. 刚性好
C. 寿命长
D. 装卡牢固
-----------------选择：D
6. 机电一体化系统中各要素之间必须遵循接口耦合、物质流动、信息控制和（）四大原则。
A. 能量转换
B. 信息控制
C. 运动传递
D. 环境统一
-----------------选择：A。
机电一体化系统设计基础形考任务三
题目2计算机控制系统实际运行时，需要由用户自行编写（），具有实时性、针对性、灵活性和通用性。
正确答案是：应用软件题目3 SCARA机器人是指具有选择顺应性的装配机器人手臂，它在（）方向上具有顺应性，而在（）方向具有很大的刚性，因而最适合装配作业使用。
正确答案是：水平垂直题目4旋转变压器是喷漆机器人电液伺服系统中的（）。
能量元件, 检测元件题目5不进行参数的变换与调整，仅作为输入/输出的直接接口的是（）。
正确答案是：零接口题目6通常，数控精密镗铣床等高精度数控设备，其伺服系统的控制方式均采用（）。
正确答案是：闭环控制题目7（）的主要手段是建立系统数学模型，在计算机上确定出最佳的设计参数和系统结构，提高产品的设计水平。
正确答案是：优化设计题目8以下（）不属于系统功能结构图的基本结构形式。
正确答案是：星形结构题目9含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是（）。
正确答案是：智能接口题目10积分调节器的主要作用是（）。
正确答案是：消除静差题目13仿真根据采用的模型可以分为计算机仿真、半物理仿真和全物理仿真。
（）“对”题目15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。
（）错题目17半物理仿真和全物理仿真有实物介入，但是仿真系统具有构成复杂、造价高、准备时间长等缺点。
（）正确的答案是“对”。
题目18在数控设备中，计算机数控装置是设备的核心部分，一般由专用计算机（或通用计算机）、输入输出接口以及机床控制器等部分构成。
（）正确的答案是“对”。
题目19绿色设计是指考虑新产品的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。
（）正确的答案是“对”。
题目20PLC是一种专为工业环境下应用而设计的电子计算机系统。
（）正确的答案是“对”。
题目21计算机仿真有实物介入，具有较高的可信度、较好的实时性与在线等特点。
（）正确的答案是“错”。
题目22现场总线系统采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接，打破了传统控制系统的结构形式。
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案教学提纲
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。
（×）2.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。
（√）3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。
（√）4．自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。
（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，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，以免系统产生振荡而失去稳定性。
（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）8．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6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。
（×）9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。
（√）×12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。
（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
2023年秋国开《机电一体化系统设计基础》形考作业1-3和专题报告参考答案
形考一一、判断题1.机电一体化系统是以机械装置为主体，微电子技术为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
（√）2.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。
（√）3.机电一体化系统的主功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。
（×）4.自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。
（×）5.机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。
（√）6.产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）7.为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，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，以免系统产生振荡而失去稳定性。
（×）8.进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
（×）9.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6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。
（×）10.选择滚珠丝杠副的过程中，当系统的加工精度要求较高时，导程就大一点；加工精度较低时，导程就选小一些。
（×）11.滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）12.传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量。
（√）13.数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。
《机电一体化系统》形成性作业及答案
一、填空题1．机电一体化包括六大共性关键技术：精密机械技术、 、 、信息处理技术、自动控制技术和 。
2．机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科技的进步。
系统工程、控制论和信息论是机电一体化的 基础，也是机电一体化技术的 。
微电子技术的发展，半导体大规模集成电路制造技术的进步，则为机电一体化技术奠定了 基础。
机电一体化技术的发展有一个从 状况向 方向发展的过程。
3．一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、 、 、执行部分、控制及信息处理部分和接口。
4．机电一体化系统对动力部分的要求是用尽可能 的动力输入获得尽可能 的功能输出。
5．根据机电一体化系统匹配性要求，要求执行部分的刚性 、重量 、实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体 。
6．机电一体化系统一方面要求驱动的高 和快速 ，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的 和 。
7．自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标 。
8．伺服传动技术就是在 的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动，并具有良好的 。
9．拟定机电一体化系统设计方案的方法可归结为 、 和 。
10．机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求为：静摩擦力尽可能 ，动摩擦力应尽为可能小的 斜率，若为 斜率则易产生爬行，降低精度，减少寿命。
11．运动中的机械部件易产生振动，其振幅取决于系统的阻尼和固有频率，系统的阻尼越 ，最大振幅越 ，其衰减越快。
机电一体化系统作 业112．在系统设计时考虑阻尼对伺服系统的影响，一般取阻尼比ξ在到之间的欠阻尼系统，这样既能保证振荡在一定的范围内，过渡过程较平稳，过渡时间较短，又具有较高的灵敏度。
13．间隙将使机械传动系统产生，影响伺服系统中位置环的。
14．在伺服系统中，通常采用原则选择总传动比，以提高伺服系统的。
二、选择题1．机电一体化系统的基本功能要素之一：接口的基本功能是（）A．交换B．放大C．传递D．以上三者2．机电一体化系统的核心是（）A．动力部分B．执行机构C．控制器D．接口3．机电一体化系统中，根据控制信息和指令完成所要求的动作这一功能的是（）。
国开大学《机电一体化系统综合实训》作业3及答案
国家开放大学《机电一体化系统综合实训》作业3答案、名词解释（每题2分，共10分）1. ------------------- 机电一体化从系统的观点出发，在系统工程根底上有机地加以综合，以实现整个，出发将机械技术.微电子技术、信息技术、控制技术等。
2.自动控制一一由控制装置自动进行操作的控制。
;系统最正确化的一门新科学技术。
3.开环控制系统一一无反应的控制系统。
4.逆变器——把固定的直流电变成固定或可调的交流电的DC/AC变流器。
5.PWM——通过调节脉冲的宽度改变负载电压平均值的脉宽调制斩波器。
二、判断题（每空1分，共10分）1.直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。
（”）2.滚珠丝杆不能自锁。
（”）3.D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。
（V ）4.同步通信是以字符为传输信息单位。
（X）5.异步通信常用于并行通道。
（X）6. 查询I/O方式常用于中断控制中。
（X）7.串行通信可以分为以下四种方式:1）全双工方式；（V）2）半双工方式；（V）3）同步通信；（J ）4）异步通信。
（"）三、填空题：侮空1分，共40分）1.从控制角度讲，机电一体化可分为（开环）控制系统和（闭环）控制系统。
2.在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为：（电压输出）；电流输出；（频率输出）三种形式。
3.多点接地：优点：（互不干扰），缺点：（接线多、复杂）。
4.一般来说，伺服系统的根本组成为（控制器）、（功率放大器）、（执行机构）和（检测装置）等四大局部组成。
5.在SPWM变频调速系统中，通常载波是（等腰三角波），而调制波是（正弦波）。
6.从电路上隔离干扰的三种常用方法是:（光电）隔离，（变压器）隔离，（继电器）隔离。
7.开环步进电动机控制系统，主要由（环形分配器）、（功率放大器）和（步进电动机）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）（）。
机电一体化系统设计基础形考作业3答案
机电一体化系统设计基础形考作业31.某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动如图所示，已知电机轴的转动惯量J m=4×10-4kg·m2，与电机输出轴相连的小齿轮的转动惯量J1=1×10-4kg·m2，大齿轮的转动惯量J2=1.8×10-4kg·m2，丝杠的转动惯量J s=3.8×10-4kg·m2。
工作台的质量m=50kg，丝杠导程t=5mm，齿轮减速比为i=5。
试求：（1）工作台折算到丝杠的等效转动惯量J G；（2）传动件折算到电机轴的等效转动惯量J e；（3）电机轴上的总转动惯量J。
解：（1）J G=m(t/2π)2=50*(0.005/2π）2=3.166*10-5kg.m2所以工作台折算到丝杠的等效转动惯量JG为3.166*10-5kg.m2（2）J e=J1+1/i2(J2+J s+J G)=1*10-4+1/25*(1.8×10-4+3.8*10-4+3.166*10-5)=1.236*10-4 kg.m2所以，传动件折算到电机轴的等效转动惯量J e为1.236*10-4 kg.m2（3）J=J m+J e=4×10-4+1.236*10-4=5.236*10-4 kg.m2电机轴上的总转动惯量J。
为5.236*10-4 kg.m22.已知某四级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为Δφ1=Δφ2=…=Δφ8=0.004弧度，各级减速比相同，即i1 = i2 =…= i4 =2，求该系统的最大转角误差Δφmax。
解：Δφmax=Δφ1/i+(Δφ2+Δφ3)/i2i3i4+(Δφ4+Δφ5)/i3i4+(Δφ6+Δφ7)/i4+Δφ8=0.004/16+(0.004+0.004)/8+(0.004+0.004)/4+(0.004+0.004)/2+0.004=0.01125答：求该系统的最大转角误差Δφmax为0.01125弧度。
《机电一体化系统设计基础》作业 参考答案
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。
（×）2. 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。
（√）3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。
（√）4．自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。
（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，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，以免系统产生振荡而失去稳定性。
（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）8．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6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。
（×）9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。
（√）×12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。
（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
A．游标卡尺 B．电话C．全自动洗衣机 D．非指针式电子表2．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（A ）。
《机电一体化系统设计基础》形成性考核册1、2、3、4参考答案(中央电大形成性考核册)
《机电一体化系统设计基础》中央电大形成性考核作业1、2、3、4参考答案作业1一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。
（×）2.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。
（√）3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。
（√）4．自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。
（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，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，以免系统产生振荡而失去稳定性。
（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）8．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6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。
（×）9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。
（√）×12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。
（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
A．游标卡尺B．电话C．全自动洗衣机 D．非指针式电子表2．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（A ）。
【在线】17春北航《机电一体化系统设计》在线作业三
一、单选题（共 10 道试题，共 30 分。
） V 1. 国内生产的滚珠丝杠副的螺纹滚道有单面圆弧和（）。
A. 三面圆弧B. 半圆弧C. 双面圆弧D. 球面2. 在控制用电机驱动系统中，有位置或速度反馈环节称为（）。
A. 闭环系统B. 开环系统C. 半闭环系统D. 半开环系统3. 对一台确定的步进电动机而言，其步距角决定于（）。
A. 电源脉冲的频率B. 电源脉冲的幅值C. 电机的通电方式D. 电机的负载大小4. 下列接地措施的没有抗干扰作用的措施是（）。
A. 单点接地B. 并联接地C. 串联接地D. 光电隔离5. 下列不属于调节器控制的基本形式有（）。
A. 比例作用B. 积分作用C. 微分作用D. 差分作用6. 步进电动机转角与脉冲电源的关系是（）。
A. 与电源脉冲频率成正比B. 与电源脉冲数成正比C. 与电源脉冲宽度成正比D. 与电源脉冲幅值成正比7. 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8. 系统加入具有比例作用的调节器，时间常数小了，说明系统响应速度（）。
A. 提高B. 减低C. 恒定D. 没有变化9. 8086/8088的内部运算器，寄存器及内部数据总线为（）位。
A. 4B. 8C. 16D. 3210. 机电一体化系统中各要素之间必须遵循接口耦合、物质流动、信息控制和（）四大原则。
A. 能量转换B. 信息控制C. 运动传递D. 环境统一二、多选题（共 10 道试题，共 40 分。
） V 1. FHN00T加工中心的构成有（）。
A. 数控运动装置B. 回转工作台C. 自动换刀台D. CNC控制器BCD2. 机电一体化系统的设计类型有（）。
A. 开发性设计B. 适应性设计C. 变异性设计D. 规模性设计BC3. 机电一体化系统设计原则包括机电互补原则、（）。
A. 功能优化原则B. 自动化省力化原则C. 效益最大原则D. 开放性原则BCD4. 微电子应用领域广泛，优先发展机电一体化领域具备的条件（）。
15春北航《机电一体化系统设计》在线作业试卷
15春北航《机电一体化系统设计》在线作业试卷一、单选题（共10 道试题，共30 分。
）1. 下列不属于调节器控制的基本形式有（）。
A. 比例作用B. 积分作用C. 微分作用D. 差分作用正确答案：D2. 数控机床、生产自动化一般采用（）位微机系统。
A. 4或8B. 8或16C. 16或32D. 32或64正确答案：B3. 国内生产的滚珠丝杠副的螺纹滚道有单面圆弧和（）。
A. 三面圆弧B. 半圆弧C. 双面圆弧D. 球面正确答案：C4. 根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，丝杠螺母机构的基本传动形式有（）种类型。
A. 2B. 3C. 4D. 5正确答案：C5. 将连续时间信号变为脉冲或者数字信号的过程称为（）。
A. 分析B. 调频C. 采样D. 转换正确答案：C6. 串接式接口电路中负载功率PL与直流电源短路功率PKE0成（）比。
A. 正B. 反C. 平方D. 立方正确答案：7. 机电一体化系统中各要素之间必须遵循接口耦合、物质流动、信息控制和（）四大原则。
A. 能量转换B. 信息控制C. 运动传递D. 环境统一正确答案：8. 由机械传动装置的的弹性形变而产生的振动称为（）。
A. 自振B. 共振C. 谐振D. 误差正确答案：9. 下列不属于自动刀架优点的是（）。
A. 精度高B. 刚性好C. 寿命长D. 装卡牢固正确答案：10. 积分调节器的特点是（）。
A. 能消除误差，且响应快B. 能消除误差，响应慢C. 不能消除误差，响应快D. 不能消除误差，响应慢正确答案：北航《机电一体化系统设计》在线作业一二、多选题（共10 道试题，共40 分。
）1. 步进电机的主要特性包括精度和（）。
A. 矩角特性B. 启动频率特性C. 运行频率特性D. 矩频特性正确答案：2. 实验振动模态分析的方法有（）。
A. 时域法B. 频域法C. 幅频法D. 数字法正确答案：3. 微机按组装形式可分为（）。
A. 单片机B. 单板机C. 双板机D. 微机系统正确答案：4. 既能承受轴向力又能承受径向力，又可以通过内外围之间相对位移来调整间隙的轴承是（）。
机电一体化系统形考任务三
正确的答案是“错”。
正确的答案是“对”。
正确的答案是“错”。
正确的答案是“对”。
正确的答案是“对”。
正确答案是：A 作业目标
正确答案是：C 六个
正确答案是：C 三个
正确答案是：A 机器人
答：采样过程是用采样开关（或采样单元）将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。
因采样后得到的离散模拟信号本质上还是模拟信号，未数量化，不能直接送入计算机。
故还需经数量化，变成数字信号才能被计算机接受和处理。
量化过程（简称量化）就是用一组数码（如二进制码）来逼近模拟信号的幅值，将其转换成数字信号，由于计算机的数值信号是有限的，因此用数码来逼近模拟信号是进似的处理方法。
信号进入计算机后经其处理经D/A转换后输出。
D/A 转换器是将数字量转换成模拟量的装置。
模拟量输出主要由D/A转换器和输出保持器组成。
它们的任务是把微机输出的数字量转成模拟量。
多路模拟量输出通道的结构形成，主要取决于输出保持器的结构形成。
保持器一般有数字保持方案和模拟保持方案两种，这就决定了模拟量输出通道的两种基本结构形式。
答：(1)梯形图：
（２）助记符指令程序：
STR X1
OR Y1
AND NOT X2
OUT Y1
STR X3
OR Y2
AND NOT X4
AND Y1
OUT Y2。
15秋北航《机电控制工程技术》在线作业三答案
北航?机电控制工程技术?在线作业三单项选择题多项选择题判断题一、单项选择题〔共 10 道试题，共 30 分。
〕1. 直流电动机最常用的启动方式是〔〕。
. 串电阻启动. 降压启动. 直接启动. 调节励磁启动-----------------选择：2. 采用转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统的静态和动态性能〔〕。
. 好. 差. 一般. 无关联-----------------选择：3. 机电传动控制的目的是将〔〕能转变为〔〕能。
. 机械，电. 热，电. 电，机械. 热，机械-----------------选择：4. 当晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( )。
. 导通状态. 关断状态. 饱和状态. 不定-----------------选择：5. 在控制领域中，常把用时间来控制某一过程的方法称为〔〕。
. 时间原那么控制. 顺序原那么控制. 优先原那么控制. 定时原那么控制-----------------选择：6. 直接式变频器是〔〕形式的变频器。
. 交-直-交. 直-交-直. 交-直. 交-交-----------------选择：7. 复励直流电机的励磁绕组和电枢绕组是〔〕。
. 串联. 并联. 单独分开连接. 一局部串联其他的并联-----------------选择：8. 机电时间常数τm影响过渡过程，τm大，那么过渡过程进行得〔〕。
. 快. 慢. 恒速. 没有影响-----------------选择：9. 〔〕的调速方式可以实现对恒转矩型负载的无极调速。
. 调压调速. 串电阻调速. 弱磁调速. 和-----------------选择：10. 下面哪个局部属于直流电动机的定子局部〔〕。
. 换向器. 电枢绕组. 励磁绕组. 风扇-----------------选择：北航?机电控制工程技术?在线作业三单项选择题多项选择题判断题二、多项选择题〔共 10 道试题，共 40 分。
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北航《机电一体化系统设计》在线作业三
单选题多选题判断题
一、单选题（共 10 道试题，共 30 分。
）
1. 系统的输出量和目标值之差叫做（）。
. 系统误差
. 系统差率
. 稳态误差
. 动态误差
-----------------选择：
2. （）能说明机器人的控制能力。
. 编程与存储容量
. 定位精度
. 自由度
. 运动速度
-----------------选择：
3. 电动机属于机电一体化系统中的（）。
. 机械机构
. 动力系统
. 执行元件
. 传感检查系统
-----------------选择：
4. 下列不属于自动刀架优点的是（）。
. 精度高
. 刚性好
. 寿命长
. 装卡牢固
-----------------选择：
5. 机电一体化系统中各要素之间必须遵循接口耦合、物质流动、信息控制和（）四大原则。
. 能量转换
. 信息控制
. 运动传递
. 环境统一
-----------------选择：
6. 将连续时间信号变为脉冲或者数字信号的过程称为（）。
. 分析
. 调频
. 采样
. 转换
-----------------选择：
7. 在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（）方法实现。
. 插补
. 切割
. 画线
. 自动
-----------------选择：
8. 由机械传动装置的的弹性形变而产生的振动称为（）。
. 自振
. 共振
. 谐振
. 误差
-----------------选择：
9. 直流伺服电机目前常采用晶体管脉宽调理驱动和（）。
. 晶闸管直流调速驱动
. 晶闸管交流调速驱动
. 晶体管脉直流脉冲驱动
. 正选调速驱动
-----------------选择：
10. 串接式接口电路中负载功率PL与直流电源短路功率PKE0成（）比。
. 正
. 反
. 平方
. 立方
-----------------选择：
北航《机电一体化系统设计》在线作业三
单选题多选题判断题
二、多选题（共 10 道试题，共 40 分。
）
1. 下列设计中，属于新概念设计的是（）。
. 绿色设计
. 反求设计
. 快速响应设计
. 功能设计
-----------------选择：
2. 机电产品中对机架或机座的基本要求有（）。
. 刚度和抗振性好
. 热变形小
. 稳定性高
. 工艺性、经济性好
-----------------选择：
3. 机电系统的机械设计需要无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比，可采用（）设计方式来来实现。
. 采用低摩擦传动部件
. 缩短传动链
. 选用最佳传动比
. 缩小反向死区误差
-----------------选择：
4. 步进电机的主要特性包括精度和（）。
. 矩角特性
. 启动频率特性
. 运行频率特性
. 矩频特性
-----------------选择：
5. 三相步进电动机的通电方式有（）通电方式。
. 三相单三拍
. 三相双三拍
. 三相六拍
. 三相双六拍
-----------------选择：
6. 下列选项对采样周期有影响的是（）。
. 控制回路数的影响
. 闭环系统的频带范围
. 系统稳定性影响
. 执行机构的特性
-----------------选择：
7. 下列选项中能提高传感器性能的是（）。
. 平均技术
. 差动技术
. 稳定处理
. 屏蔽和隔离
-----------------选择：
8. 根据使用的能力不同，执行元件可分为（）。
. 电气式
. 液压式
. 气压式
. 机械式
-----------------选择：
9. 加速度传感器有（）。
. 惯性加速度传感器
. 角加速度传感器
. 振动冲击加速度传感器
. 光栅加速度传感器
-----------------选择：
10. 导轨副的基本要求有（）。
. 导向精度高、刚性好
. 运动轻便平稳
. 耐磨性好、温度影响变化小
. 结构工艺性好
-----------------选择：
北航《机电一体化系统设计》在线作业三
单选题多选题判断题
三、判断题（共 10 道试题，共 30 分。
）
1. 目前程序设计语言有：机器语言、汇编语言、高级语言。
. 错误
. 正确
-----------------选择：
2. 高速时产生的振动降低运动精度，但是柔度不会。
. 错误
. 正确
-----------------选择：
3. 谐波齿轮传动与少齿差行星齿轮传动十分相似。
. 错误
. 正确
-----------------选择：
4. 传感器一般由：敏感元件、转换元件、基本转换电路组成。
. 错误
. 正确
-----------------选择：
5. Z80PU是一个具有40条引脚，双列直插式结构的大规模集成电路芯片。
. 错误
. 正确
-----------------选择：
6. 目前采用的滑动轴承有液体滑动轴承和气体滑动轴承。
. 错误
. 正确
-----------------选择：
7. 齿轮传动部件是转矩、转速、转向的变换器。
. 错误
. 正确
-----------------选择：
8. 丝杠螺母机构必定带有自锁功能。
. 错误
. 正确
-----------------选择：
9. 机电系统中常用的线性结构有齿轮传动、同步带传动。
. 错误
. 正确
-----------------选择：
10. 机床改造时，反馈外的传动零件直接影响机床精度和加工精度。
. 错误
. 正确
-----------------选择：。