(2245)2009年4月机电一体化系统设计试卷
机电一体化系统设计试卷(整合版)
（一）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．控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口组成。
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前小后大原则。
4．典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、电源和输入／输出接口等部分构成。
5．传感器的静态特性能数主要有灵敏度、线性度迟滞和重复精度。
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?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。
2．机电一体化相关技术有哪些? 答：机电一体化相关技术有：机械技术，计算机与信息处理技术，系统技术，白动控制技术，传感器测试技术和伺服驱动技术。
3．转动惯量对传动系统有哪些影响?答：转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大；使系统相应速度变慢，降低灵敏度；使系统固有频率下降，容易产生谐振。
4．简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。
答：详细设计主要包括：系统总体设计；业务的分组；机械本体及工具设计；控制系统设计：程序设计；后备系统设计；完成详细设计书及制造图样；产品出厂及使用文件的设计。
5．简述A／D、D／A接口的功能。
答：A／D接口的功能是将温度、压力等物理量经传感器变成的电压、电流等信号转换为数字量。
D／A接口是将二进制数字量转换成电压信号。
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?)解答：图中各部可分为：（1）控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示；(2)测试传感部分：光电编码器、信号处理；(3)能源：电源；(4)驱动部分：功放、电机；(5)执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台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?解答：齿轮传动链位于电机之后，前向通道的闭环之外，其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，都会影响输出精度。
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 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试题_6答案
习题六答案1、什么是伺服控制？为什么机电一体化系统的运动控制往往是伺服控制？伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统.机电一体化的伺服控制系统的结构、类型繁多，但从自动控制理论的角度来分析，伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等五部分。
2、机电一体化系统的伺服驱动有哪几种形式?各有什么特点？（1）、按被控量参数特性分类按被控量不同，机电一体化系统可分为位移、速度、力矩等各种伺服系统。
其它系统还有温度、湿度、磁场、光等各种参数的伺服系统（2）、按驱动元件的类型分类按驱动元件的不同可分为电气伺服系统、液压伺服系统、气动伺服系统。
电气伺服系统根据电机类型的不同又可分为直流伺服系统、交流伺服系统和步进电机控制伺服系统。
（3）、按控制原理分类按自动控制原理，伺服系统又可分为开环控制伺服系统、闭环控制伺服系统和半闭环控制伺服系统。
3、机电一体化对伺服系统的技术要求是什么？机电一体化伺服系统要求具有精度高、响应速度快、稳定性好、负载能力强和工作频率范围大等基本要求，同时还要求体积小、重量轻、可靠性高和成本低等。
4、试分析直流伺服电机的结构与工作原理。
直流伺服电动机主要由磁极、电枢、电刷及换向片结构组成（如图6-3所示）。
其中磁极在工作中固定不动，故又称定子。
定子磁极用于产生磁场。
在永磁式直流伺服电动机中，磁极采用永磁材料制成，充磁后即可产生恒定磁场。
在他励式直流伺服电动机中，磁极由冲压硅钢片叠成，外绕线圈，靠外加励磁电流才能产生磁场。
电枢是直流伺服电动机中的转动部分，故又称转子，它由硅钢片叠成，表面嵌有线圈，通过电刷和换向片与外加电枢电源相连。
图6-3 直流伺服电动机基本结构图6-4 电枢等效电路直流伺服电动机是在定子磁场的作用下，使通有直流电的电枢（转子）受到电磁转矩的驱使，带动负载旋转。
通过控制电枢绕组中电流的方向和大小，就可以控制直流伺服电动机的旋转方向和速度。
机电一体化系统设计试题及答案
机电⼀体化系统设计试题及答案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选项中只有⼀个选项是符合题⽬要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1.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2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数( A )A.增加⽽减⼩B.增加⽽增加C.减⼩⽽减⼩D.变化⽽不变3.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( D )A.内循环插管式B.外循环反向器式C.内、外双循环D.内循环反向器式4.某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹⾓θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( C )A.100mmB.20mmC.10mmD.0.1mm5.直流测速发电机输出的是与转速( C )A.成正⽐的交流电压B.成反⽐的交流电压C.成正⽐的直流电压D.成反⽐的直流电压6.电压跟随器的输出电压( C )输⼊电压。
A.⼤于B.⼤于等于C.等于D.⼩于7.某4极交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为( B )A.1450［r/min］B.1470［r/min］C.735［r/min］D.2940［r/min］8.右图称( B )A.直流伺服电动机调节特性B.直流伺服电动机机械特性C.直流伺服电动机动态特性D.直流伺服电动机调速特性9.计算步进电动机转速的公式为( C )A. B.T sm cos C. D. 180°-10.⼀般说来，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t s( B )A.增⼤B.减⼩C.不变D.不定11.已知f(t)=a+bt，则它的拉⽒变换式为( B )A.+bB.C.D.12.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( C )使得它们同步协调到达⽬标点。
机电一体化系统设计试题与答案
一、填空题（每空1分，共20分）1．滚珠丝杆中滚珠的循环方式有、两种。
2．机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括、、、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，并尽量高伺服系统的响应速度。
4．.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是、、。
5．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。
6．机电一体化系统一般由______________、_____________、接口、__________________、_____________、______________等部分组成。
7．机电一体化系统（产品）设计类型大致可分为________________、适应性设计、________________。
二、简答题（每题5分，共30分）1、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器，光电耦合器的作用有哪些2、什么是三相六拍通电方式？3、简述PWM脉宽调速原理。
4、简述香农采样定理。
5、什么叫传感器？它是由哪几部分组成的？6、步进电动机常用驱动电路中功率放大电路有哪几种类型?三、计算题（共20分）（将本题答案写在答题纸上）（一）、（10分）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?（二）、(10分) 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？ 四、综合分析题（共30分）（一）、分析、说明如图所示计算机控制系统中信号变换与传输的过程、原理。
（二）、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？一、填空题（每空1分，共20分）1、内循环、外循环2、性能指标 系统功能 使用条件 经济效益3、稳定性4、 1）采用计算机软件分配器 2）小规模集成电路搭接的硬件分配器 3）专用模块分配器5、隔离 滤波 接地6、机械本体 动力与驱动 执行机构 传感器检测部分 控制及处理部分7、开发性设计 变参数设计二、简答（每题5分，共30分）1. （1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。
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》试卷答案
XX大学XX学院XXXX-XXXX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电子技术有机结合的产物。
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最小负载惯量原则。
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22i 。
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、滚珠丝杠副可以将直线运动转变为为旋转运动。
9、计算齿轮传动系统时非随机载荷的采用峰值综合法法。
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。
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。
二、选择题：（将答案填入表格，每题1.5分，共30分）A.Mechanics一致B.Electronics一致C.Mechatronics一致D.Electric-Machine一致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C.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4、滚动直线导轨副的承载能力是平面滚道形式的（B）A.23倍B.13倍C.4倍D.33倍5、齿轮传动的总等效惯量随传动级数(A)A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变6、在设计滚珠丝杠副时所要求的硬度HRC（B）A.越小其硬度系数就越小B.越大其硬度系数就越小C.越大其硬度系数就越大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）A.极大B.极小C.为零D.为无穷大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C.抛物线型面和椭圆弧型面D.单圆弧型面和双圆弧型面11、导轨截面为矩形截面的滚动导轨承载时其受力（B）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.K2所对应的频率B.2K所对应的频率C.2K所对应的频率D.K2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17、共模抑制比就是（D）A.共模增益与差模增益之比B.闭环增益与开环增益之比C.开环增益与闭环增益之比D.差模增益与共模增益之比18、滤波器的带宽是指滤波器两（B）A.固有频率之间的频率范围B.截止频率之间的频率范围C.谐振频率之间的频率范围D.穿越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（A）A.1－Φ（z）的零点必须包含G（z）的所有不稳定零点B.1－Φ（z）的极点必须包含G（z）的所有不稳定零点C.Φ（z）的零点必须包含G（z）的所有不稳定零点D.Φ（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.衰减或振荡衰减的B.发散或振荡发散的C.不变或等幅振荡的D.衰减或等幅振荡的三、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。
2009年4月全国自考机电一体化系统设计试题与答案
2009年4月自学考试全国机电一体化系统设计历年试卷(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。
要求传动轴相交的传动部件为【】A．直齿圆柱齿轮 B．斜齿圆柱齿轮C．直齿锥齿轮 D．蜗轮蜗杆3．齿轮副的间隙会造成齿轮传动的回差，属于柔性消隙法的结构是【】A．调整中心距法 B．选择装配法C．带锥度齿轮法 D．压簧消隙结构4．某光栅的条纹密度是l00条mm，要用它测出1 m的位移，应采用的细分电路是【】 A．四倍频 B．八倍频C．十倍频 D．十六倍频5．下列电动机中，没有绕组和磁极的电动机是【】A．直流电动机 B．超声波电动机C．永磁同步电动机D．交流感应电动机6 下列操作中．可以使直流伺服电动机的理想空载转速升高的是【】A.增大电枢电阻B.减小电枢电压C．增大电枢电压 D.减小电枢电阻7．采样一数据系统中，若考虑系统的抑制干扰能力时，采样速率应为闭环系统通频带的【】A .10倍以上 B．5倍C .2倍 D.(0.1～1)倍8 . 自动导引车在平面上运动，一般具有的运动自由度是【】A．2个 B．3个C .4个 D．6个9 . 属于模块化小型PLC，并能满足中等性能应用要求的PLC系统是【】A．SIMAT IC S7-200PLC B SIMATIC S7-300PLCC SIMATIC S7-400PLC D. SIMATIC NET10．载入一个动合触点的指令是【】A．OR0.00 B．LDNOT0.00C．AND 0.00 D .LD 0.00二、简答题(本大题共8小题，每小题4分，共32分)11．机电一体化的所渭“4A革命”是指什么?12.机电一体化设计中，“增强机械系统”的设计思想是什么?13．试说明滚珠丝杠螺母副传动装置的优缺点。
《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。
机电一体化系统设计(B)答案2009春
《机电一体化系统设计》试卷（B）答案及评分标准一、名词解释(每小题3分，共15分)1、传感检测技术：研究被测量转换为与之成比例电量的技术和对电信号进行加个的技术。
2、灵敏度：指传感器在静态信号输入情况下，输出变化对输入变化的比值。
3、重复性：传感器在输入量按同一方向作全程多次测试时所得特性曲线的不一致程度。
4、运动物体与接触面间大小为常数的摩擦。
5、三相双三拍通电方式：给三相电机的每两相顺序同时通电的方式。
二、填空题(每空1分，共20分)1、计算法、查表法插值法2、晶体管脉宽调速驱动可控硅直流调速3、改变电动机极对数、滑差率外加电源频率4、可编程序控制器总线型工业控制计算机单片机5、电压输出电流输出频率输出6、性能指标系统功能使用条件经济效益7、鉴相式鉴幅式三、选择题（每题1分，共10分）1.A2.B3. A4..D 5 .B6. B7.A8.C9.B10.D四、简答题（每小题6分，共30分）1、答：1）在原有机械系统的基础上采用微型计算机控制装置，使系统的性能提高，功能增强。
例如，模糊控制洗衣机能根据衣物的洁净度自动控制洗涤过程，。
（2）用电子装置局部替代机械传动装置和机械控制装置，简化结构，增强控制灵活性。
例如，数控机床的进给系统采用伺服系统，（3）用电子装置完全替代原来执行信息处理功能的机构，既减化了结构，又极大地丰富了信息传输的内容，提高了速度。
例如，石英电子钟表、电子秤、按键式电话等。
（4用电子装置替代机械的主功能，形成特殊的加工能力。
例如，电火花加工机床、线切割加工机床、激光加工机床等（5）将机电技术完全融合形成新型的机电一体化产品，例如，激光快速成机、传真机、打印机等。
2、答：在设计齿轮传动装置时，上述三条原则应根据具体工作条件综合考虑。
（1）对于传动精度要求高的降速齿轮传动链，可按输出轴转角误差最小的原则设计。
若为增速传动，则应在开始几级就增速。
（2）对于要求运转平稳、启停频繁和动态性能好的降速传动链，可按等效转动惯量最小原则和输出轴转角误差最小的原则设计。
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》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。
机电一体化系统设计试题及其规范标准答案
《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：_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、比较环节和检测环节等个五部分。
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2009年4月自学考试全国机电一体化系统设计历年试卷
(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。
要求传动轴相交的传动部
件为【】
A．直齿圆柱齿轮 B．斜齿圆柱齿轮
C．直齿锥齿轮 D．蜗轮蜗杆
3．齿轮副的间隙会造成齿轮传动的回差，属于柔性消隙法的结构是【】
A．调整中心距法 B．选择装配法
C．带锥度齿轮法 D．压簧消隙结构
4．某光栅的条纹密度是l00条mm，要用它测出1 m的位移，应采用的细分电路是【】 A．四倍频 B．八倍频
C．十倍频 D．十六倍频
5．下列电动机中，没有绕组和磁极的电动机是【】
A．直流电动机 B．超声波电动机
C．永磁同步电动机D．交流感应电动机
6 下列操作中．可以使直流伺服电动机的理想空载转速升高的是【】
A.增大电枢电阻
B.减小电枢电压
C．增大电枢电压 D.减小电枢电阻
7．采样一数据系统中，若考虑系统的抑制干扰能力时，采样速率应为闭环系统通频
带的【】
A .10倍以上 B．5倍
C .2倍 D.(0.1～1)倍
8 . 自动导引车在平面上运动，一般具有的运动自由度是【】
A．2个 B．3个
C .4个 D．6个
9 . 属于模块化小型PLC，并能满足中等性能应用要求的PLC系统是【】
A．SIMAT IC S7-200PLC B SIMATIC S7-300PLC
C SIMATIC S7-400PLC D. SIMATIC NET
10．载入一个动合触点的指令是【】
A．OR0.00 B．LDNOT0.00
C．AND 0.00 D .LD 0.00
二、简答题(本大题共8小题，每小题4分，共32分)
11．机电一体化的所渭“4A革命”是指什么?
12.机电一体化设计中，“增强机械系统”的设计思想是什么?
13．试说明滚珠丝杠螺母副传动装置的优缺点。
14．他励式直流电动机电枢接额定电压情况下空载运行，如果励磁线圈突然断线，电机是否会停转?为什么?
15．怎样控制步进电动机输出轴的角位移、转速及转向?
16．什么叫作步距角?它与哪些因素有关?若系统的步进电动机选定以后，还想进一步
减小步距角，可采用何种方法?
17．在实际系统中，数字PID控制器的两种实现方式是什么?
18．机器人按照控制水平可以分为哪三种类型?哪一类肌器人运动控制水平最高？
三、计算题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)
19．题19图所示为双波传动谐波齿轮减速器的原理图。
已知：柔轮的齿数为200，刚轮的齿数为202，波发生器的转速为1280 r／min。
求：(1)刚轮固定、波发生器输入时，柔轮输出的传动比。
(2)刚轮固定、波发生器输入时，柔轮输出的转速。
(3)柔轮固定、波发生器输入时，刚轮输出的转速。
20题20图所示，已知：U
i
=12V，R=9 KΩ．电位器共长60mm，现测出Uo(t)=4V．
试问电位器活动端现移动到什么位置?
21．四相步进电动机，转子50个齿。
若单拍制的塌大静转矩为0.1N m，试计算双拍制
运行时的启动转矩T
st 和裕量角
ro
θ。
22某直流电机伺服系统结构如题22图所示，已知：
四、简单应用题(本大题共3小题，每小题6分，共18分)
23．采样保持器的作用是在A／D进行转换期间保持采样输入信号大小不变。
试绘制出
表示采样保持器的基本电路原理图并说明之。
24.一台他励直流电动机．额定电压为440V，额定电流为76.2A，额定转速为1050r/min，电枢绕组电阻为O．393Ω，试计算电动机的堵转转矩T
b
h为多少(N*m)?
25.采用数字微分分析法产生某常速度分布情况的控制指令信号方案。
位置寄存器P和
速度寄存器V的字长为l6位带符号小数．V中的二进制小数为000000010100111
2
. 时钟频率为10000Hz．P寄俘器的初始内容为0，试求：
(1)P寄存器产生第一个溢出脉冲时所需的加法次数。
(2)完成588647次加法所输出的脉冲数。
五、综合应用题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)
26．某位置反馈系统如题26图所示，已知：
电动机时间常数T=0．2s，K
1=0．1V／(0)， K
2
=400(r／min)／V，
K
3
=0．50／(r．min1-．s)，求：。
(1)α=0时．系统的摄大超调量σ%彩和调整时间t s(按△=±2％计算)；
(2)欲使系统具有最佳阻尼比，增设转速负反馈校正，确定α的值；
(3)校正后，系统的开环增益K及单位速度输入时的稳态误差。
27.设汁某机构按要求动作的PLC控制系统
动作要求：
按一次起动按钮，机构上升至限定位置，停3s，自动下降至原位后自动停。
(提示：原位置，上升限定位置采用行程开关检测。
)
设计任务：(1)列出PLC系统资源分配表：
(2)画出梯形图。