《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（）。

A．机械本体B．动力部分C．控制器D．执行机构4．在设计齿轮传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传动链，可按什么原则进行设计（）。

A．输出轴转角误差最小B．等效转动惯量最小C．质量最小D．质量最大5．对于要求质量尽可能小的降速传动链，可按什么原则进行设计（）A．输出轴转角误差最小B．等效转动惯量最小C．重量最轻D．重量最大三、名词解释系统总体技术——四、简述题1．简述机电一体化技术方向。

2．机械系统是机电一体化系统的最基本要素，请你说说它的作用及设计要求。

3．机电一体化系统中影响传动链的动力学性能的因素有哪些？五、计算题某齿轮系中，设i = 65，传动级数n = 3的小功率传动，试按等效转动惯量最小原则分配传动比。

并验算之。

一、填空题1．常用的直线位移测量传感器有 、 、 、 、 等 （只要说出其中的三种）。

2．光栅是一种位置检测元件，它的特点是测量精度 ，响应速度 和量程范围 。

3．感应同步器根据励磁绕组供电电压形式不同，分为 测量方式和 测量方式。

4．数字滤波的方法有很多种，可以根据不同的测量参数进行选择，成用的数字滤波方法有 法、中 、 和 。

二、选择题1．将被测非电量的变化转换为电容量的变化的是（ ）传感器。

A ．应变式B ．电容式C ．压电式D ．热电式2．（ ）是指传感器的实际特性曲线与拟合直线之间的偏差。

A ．灵敏度B ．迟滞性C ．线性度D ．重复性3．只能进行角位移测量的传感器是（ ）A ．电容传感器B ．电感式传感器C ．光栅D ．光电编码盘三、名词解释1．传感器——2．传感器的静态特性——机电一体化系统作 业23．传感器的线性度——4．电容式传感器——5．隔离放大器——四、简述题1．在机电一体化测控系统中，对被测参量用软件进行“线性化”处理的方法有哪些？各适用于什么场合？2．数字滤波与硬件RC滤波器相比有哪些优点？答：一、填空题1．一般说来，伺服系统的基本组成可包含 、 、执行机构和检测装置。

2．伺服中的控制器通常由 组成，常用的控制算法有 和 等。

3．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。

目前，采用 作为驱动元件的执行机构占据较大的比例。

4．伺服电动机是电气伺服系统的执行元件，其作用是把 转换为 。

5．PWM 功率放大器的基本原理是：利用大功率器件的 作用，将直流电压转换成一定 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 和 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： 和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 。

8．步进电动机驱动电路的种类很多，按其主电路结构分：有 驱动和 驱动两种。

9．计算机控制系统的类型有： 、 、 和 等。

10．计算机的控制理论分为经典控制理论和现代控制理论。

经典控制理论是 的系统，现代控制理论可以分析 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 和 两大部分组成。

12．从设计思路看，设计数字调节器可归纳为 设计法和 设计法。

二、选择题1．将脉冲信号转换成角位移的执行元件是（ ）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（ ）机电一体化系统作 业3A．三相三拍B．三相四拍C．三相六拍D．双三拍3．由电信号处理部分和液压功率输出部分组成的控制系统是（）A．交流伺服系统B．直流伺服系统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（）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调节器是在一般PID调节器加上什么环节而构成的（）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——2．步进电动机——3．整流器——4．斩波器——5．直流伺服系统——6．旋转变压器——7．交流伺服系统——8．电液伺服系统——9．直接数字控制系统——四、简述题1．伺服电动机应复合哪些基本要求？2．什么是环行分配器？实现环行分配有哪些方法？如果三相步进电动机绕组为U、V、W，写出则三相六拍的通电顺序。

3．请你说说分布式控制系统的特点？。

一、填空题1．工业机器人的发展通常可划分为三代，第一代是指可编程工业机器人（示教再现机器人）；第二代是指；第三代是指。

2．工业机器人控制系统可以从不同角度进行分类，按轨迹控制方式的不同，可分为和连。

3．柔性制造系统按机床台数和工序数可分为：、、线和柔性制造工厂（FMF）四种类型。

4．制造企业的CIMS功能模型通常包括：、、系和计算机辅助质量分系统（CAQ）四个应用（功能）分系统。

二、选择题1．工业机器人的自由度数取决于什么所要求的动作（）A．作业目标B．灵活程度C．控制方式D．驱动方式2．对进行二维平面作业的工业机器人需要几个自由度（）A．一个B．二个C．三个D．四个3．目前，大部分工业机器人多采用多少级计算机控制（）A．一级B．二级C．三级D．四级4．对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三自由度，若要使操作具有随意的位姿，则工业机器人至少需要几个自由度（）。

A．四个B．五个C．六个D．八个5．FMS适用于下述何种生产类型（）。

A．单件、小批B．大批量、多品种C．A和B6．由能量自动分配及输送子系统和能量自动转换系统所组成的系统称为（）A．加工系统B．物料系统C．能量系统D．信息系统7．由过程控制子系统和过程监视子系统所组成的系统属于柔性制造系统中的（）A．加工系统B．物料系统C．能量系统D．信息系统8．支持生产计划和控制、销售、采购、仓库、财会等功能，用以处理生产任务的信息的系统属于CIMS 功能模型中哪一应用分系统（）。

A．管理信息分系统（MIS）B．技术信息分系统（TIS）C．制造自动化分系统（MAS）D．计算机辅助质量保证系统（CAQ）9．包括CAD、CAPP和NCP（数控程序编制）等子系统，用以支持产品的设计个工艺准备等功能，处理有关结构方面的信息的系统属于CIMS功能模型中哪一应用分系统（）。

A．管理信息分系统（MIS）B．技术信息分系统（TIS）C．制造自动化分系统（MAS）D．计算机辅助质量保证系统（CAQ）三、名词解释1．机器人——2．柔性制造系统（FMS）——四、简述题1．简述工业机器人的三个重要特性。

2．何为柔性制造系统？应具备的功能有哪些？3．何为柔性制造系统？按机床台数和工序，柔性制造系统可分为哪几种类型？《机电一体化系统》形成性考核作业（一）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、伺服传动技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术。

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理论基础，也是机电一体化技术的方法论。

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物质基础。

机电一体化技术的发展有一个从自发状况向自为方向发展的过程。

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、动力部分、传感检测部分、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小的动力输入获得尽可能大的功能输出。

5．根据机电一体化系统匹配性要求，要求执行部分的刚性提高、重量减轻、实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体可靠性。

6．机电一体化系统一方面要求驱动的高效率和快速响应特性，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性和可靠性。

7．自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标最佳化。

8．伺服传动技术就是在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动，并具有良好的动态性能。

9．拟定机电一体化系统设计方案的方法可归结为替代法、整体设计法和组合法。

10．机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求为：静摩擦力尽可能小，动摩擦力应尽为可能小的正斜率，若为副斜率则易产生爬行，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，系统的阻尼越大，最大振幅越小，其衰减越快。

12．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0.4到0.8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。