机电一体化复习材料(1)
机电一体化复习内容
机电一体化复习内容第一篇：机电一体化复习内容第一章绪论1、机电一体化系统的基本功能要素有哪些？功能各是什么？(1)、机械本体其主要功能是使构造系统的各子系统，零部件按照一定的空间和时间关系安置在一定位置上，并保持特定的关系。
(2)、动力单元按照机电一体化系统控制要求，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中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并转换成可识别信号，传输到控制信息处理单元，经过分析处理产生相应的控制信息。
(4)、执行单元根据控制信息和指令完成所要求的动作。
(5)、驱动单元在控制信息作用下，驱动各执行机构完成各种动作和功能。
(6)、控制与信息处理单元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，按照一定的程序发出相应的控制信号，通过输出接口送往执行机构，控制整个系统有目的的运行，并达到预期的性能。
(7)、接口将各要素或子系统连接成一个有机整体。
2、机电一体化的相关技术有哪些？①机械技术②检测传感技术③信息处理技术④自动控制技术⑤伺服驱动技术⑥系统总体技术第二章机械系统设计1、分析各种机械特性对系统性能是如何影响的。
答：摩擦（稳态精度、低速爬行原因）、阻尼（欠阻尼、阻尼比不同时的影响）、间隙（G1—G4）、转动惯量（过大、过小）。
Ⅰ、摩擦特性对性能的影响分析（1）引起动态滞后和稳态误差，如果系统开始处于静止状态，当输入轴以一的角速度转动时,由于静摩擦力矩T的作用,在一定的转角θi范围内, 输出轴将不会运动,θi值即为静摩擦引起的传动死区。
在传动死区内,系统将在一段时间内对输入信号无响应,从而造成误差。
（2）引起低速抖动或爬行—导致系统运行不稳定当输入轴以恒速ω继续运动后,输出轴也以恒速ω运动, 但始终滞后输入轴一个角度θss,（θss为系统的稳态误差）。
Ⅱ阻尼（1）当阻尼比ξ＝0时，系统处于等幅持续振荡状态，因此系统不能无阻尼。
机电一体化_复习资料附答案
一、名词解释机电一体化的目的是什么？其关键技术主要有哪些？主要目的：增加机械系统或产品的附加值和自动化程度其包含的技术：（1）检测传感技术（2）信息处理技术（3）自动控制技术（4）伺服驱动技术（5）精密机械技术（6）系统总体技术机电一体化系统包括哪五个子系统？机电一体化系统由机械系统（机构）信息处理技术（计算机）动力系统（动力源）传感检测系统（传感器）执行元件系统（如动力机）五个子系统组成。
滚珠丝杠副基本结构由哪几个部分组成？按循环分为哪两种方式？丝杠，螺母，滚珠，反向器四部分组成，.内外两种滚珠丝杠副按支撑方式分为哪四种？单推-单推式，双推-双推式，双推-简支式，双推-自由式谐波齿轮由哪几个部分组成？其基本传动动比计算公式是什么？波发生器，刚性轮，柔性轮组成，间歇传动机构有哪几种？棘轮传动，槽轮传动，蜗形凸轮传动导轨副按截面形状分为哪几种？各自的特点是什么？（1）三角形导轨：磨损自动补偿，精度高，制造检修困难（2）矩形导轨：制造检修容易，承载大，刚度高，安装方便，磨损不能自动补偿（3）燕尾形导轨：高度小，刚度差，摩擦力大，制造检修困难，磨损不能自动补偿（4）圆形导轨：制造方便，精度高，磨损后难调整补偿，承载低三角形导轨副的特点。
导向性和精度保持性高，接触刚度好，工艺性差，对导轨四个表面难以完全接触铸造机座的设计为保证自身的刚度采取的措施有哪些？1合理选择截面形状和尺寸2合理布置筋板和加强筋3合理的开孔和加盖简述直流伺服电动机PWM控制方式的基本原理是什么？P99脉宽调制PWM直流调速系统原理，输入一个直流控制电压V就可得到一定宽度与V成比例的脉冲方波给伺服电枢回路供电，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Va，使直流电机平滑调速。
简述步进电动机的工作原理。
步距角的计算方法。
P105原理：将电脉冲信号转换为机械角位移的执行元件。
α=360°/(zm) z:转子齿数m：运行拍数简述MCS-51单片机引脚分类及封装形式。
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机电一体化复习资料一、填空题1、传感器被列为六大核心技术之一，也是现代信息技术的三大基础之一，其主要组成有以下三个部分：敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。
2、PLC系统中的存储器，主要用于存放：系统程序、用户程序和工作状态数据。
3、可编程控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。
4、可编程控制器按照结构分类可分为：箱体式和模块式两大类。
5、机电一体化技术又称机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术的有机结合产物。
6、从机电一体化产品及机器人系统角度看，传感器按作用可分为检测内部状态信息的内部传感器和检测外部环境状态的外部信息传感器。
7、并行口8155内部集成有256 字节的RAM，集成有 3 个I/O接口和 2 个4位的定时/计数器。
8、目前世界上普遍认为机电一体化有两大分支，即生产过程的机电一体化和机电产品的机电一体化。
9、谐波齿轮传动机械系统中，设柔轮为固定件，波发生器为输入，刚轮为输出，则包含输入与输出运动方向关系在内的传动比计算式为i Hg=n H/n g=-Z g/(Z g-Z r)。
10、信息技术主要包括计算机技术、控制技术和通信技术。
二、选择题1、机电一体化技术是各种技术相互渗透的结果，下列技术不属于其主要相关技术的是（ 1）①多媒体技术②检测传感技术③自动控制技术④机械技术2、爬行是影响进给精度的主要因素。
为了提高进给精度，必须消除爬行现象，主要应采取措施，不正确的是（ 4）。
①提高传动系统的刚度②尽量缩短传动链，减小传动件数和弹性变形量。
③减少摩擦力的变化④提高临界速度3、滚珠丝杠副相对于普通丝杠，下列哪个不属于滚珠丝杠的特点：（ 3 ）①可完全消除间②制造复杂③可以实现自锁④隙摩擦损失小4、并行口8255A的三种工作方式中，有中断能力的是（3 ）①方式0、方式1 ②方式0、方式2③方式1、方式2 ④以上都不正确5、机电一体化系统由许多要素或子系统组成，各子系统之间要能顺利地进行物质、能量和信息的传递和交换，必须在各要素或子系统的相接处具备一定的连接部件，这个连接部件就称为（3 ）①传感检测单元②执行单元③接口④驱动单元6、机电一体化进给传动系统，由于齿轮传动级数的增加，会使齿隙和静摩擦增加，传动效率降低，故传动级数一般不超过几级。
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判断题（）1、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。
（）2、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。
如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。
（）3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。
（）4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。
（）5、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。
选择题（）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.脉冲的占空比C.脉冲的相位D.脉冲的数量（）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<0（）3、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、受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称。
A. 伺服系统B.顺序控制系统C.数控机床D.工业机器人（）6、齿轮传动的总等效惯量随传动级数。
A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变（）7、电压跟随器的输出电压输入电压。
A.大于B.大于等于C.等于D.小于（）8、直流测速发电机输出的是与转速。
A.成正比的交流电压B.成正比的直流电压C.成反比的交流电压D.成反比的直流电压（）9、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得它们同步协调到达目标点。
A.位置和加速度B.速度和加速度C.位置和速度D.位置和方向的数值，则动态性能指标中的调（）10、一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc。
整时间tsA.增大B.不定C.不变D.减小11、受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称 ( )A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人12、齿轮传动的总等效惯量随传动级数( )A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变13、滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( )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14、某光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( )A.100mmB.20mmC.10mmD.0.1mm15、直流测速发电机输出的是与转速 ( )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( )16、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。
机电一体化复习材料
第一部分复习要求课程的有关内容主要按“了解、掌握和熟练掌握”三个层次要求，具体要求如下：第一章绪论第一节机电一体化的产生和发展1．掌握机电一体化的基本概念和涵义2．掌握机电一体化的发展趋势第二节机电一体化的相关技术1．掌握机电一体化的相关技术及其内容第三节典型机电一体化系统1．掌握机电一体化系统的基本功能要素2．掌握有关控制系统的分类及其概念3．了解机电一体化产品和系统的分类第四节机电一体化系统设计简介1．掌握拟定机电一体化系统设计方案的常用方法及其适用场合2．掌握机电一体化系统（产品）设计的类型3．掌握机电一体化系统设计的概念、基本原则4．掌握系统设计的过程，现代设计方法的步骤5．了解机电一体化系统（产品）开发的工程路线第二章机械传动与支承技术第一节机械传动系统数学模型的建立1．掌握数控机床进给传动系统建模的步骤、方法第二节机械结构因素对伺服系统性能的影响1．掌握阻尼、摩擦、结构弹性变形、惯量及间隙对伺服系统性能的影响第三节机械传动1．掌握机电一体化系统对机械传动的要求2．掌握总传动比的确定3．掌握传动链的级数和各级传动比的分配原则和方法4．掌握各种机械传动装置的特点第四节支承部件1．掌握机电一体化系统对支承部件的要求2．了解机电一体化系统中常见的轴承及其特点3．掌握常用导轨及其特点4．掌握机身的特点及结构设计主要考虑的因素第三章伺服传动技术第一节概述1．掌握伺服系统的结构组成及分类2．了解伺服电动机应符合的基本要求、各种伺服电动机的特点及应用场合3．了解功率放大器的种类第二节直流伺服系统1．了解直流伺服系统的各组成环节及其工作原理2．掌握PWM功率放大器的基本原理第三节交流伺服系统1．掌握交流伺服系统的分类及应用场合第四节步进电动机控制系统1．掌握步进电动机的结构、工作原理及使用特性2．掌握环行分配器的概念及实现环形分配的方法3．了解步进电动机驱动电路的种类及其工作原理4．了解提高系统精度的措施第四章计算机控制技术第一节概述1．了解MCS-51单片机控制系统的组成及特点第二节PLC工业控制计算机简介1．S7-200PLC的编程方法（电气控制原理图转PLC程序图）一、填空题：（20分，每空0.5分）1、根据力—电压相似原理，机械系统质量与电系统中相似，速度与电系统中相似，粘滞阻尼系数与电系统中相似。
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机电一体化复习资料一、填空题1、传感器被列为六大核心技术之一，也是现代信息技术的三大基础之一，其主要组成有以下三个部分：敏感元件、转换元件和基本转换元件组成。
2、PLC系统中的存储器，主要用于存放：系统程序、用户程序、和工作状态数据。
3、可编程控制器是以微机处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。
4、可编程控制器按照结构分类可分为：箱体式和模块式两大类。
5、机电一体化技术又称机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术的有机结合产物。
6、从机电一体化产品及机器人系统角度看，传感器按作用可分为检测内部状态信息的内部传感器和检测外部环境状态的外部信息传感器。
7、并行口8155内部集成有 256 字节的RAM，集成有 3 个I /O接口和 1 个 14 位的定时/计数器。
8、目前世界上普遍认为机电一体化有两大分支，即生产过程的机电一体化和机电产品的机电一体化。
9、谐波齿轮传动机械系统中，设柔轮为固定件，波发生器为输入，刚轮为输出，则包含输入与输出运动方向关系在内的传动比计算式为Ihg=nh/ng=-Zg/(Zg-Zr) 。
10、信息技术主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。
二、选择题1、机电一体化技术是各种技术相互渗透的结果，下列技术不属于其主要相关技术的是（ 1 ）①多媒体技术②检测传感技术③自动控制技术④机械技术2、爬行是影响进给精度的主要因素。
为了提高进给精度，必须消除爬行现象，主要应采取措施，不正确的是（ 4 ）。
①提高传动系统的刚度②尽量缩短传动链，减小传动件数和弹性变形量。
③减少摩擦力的变化④提高临界速度3、滚珠丝杠副相对于普通丝杠，下列哪个不属于滚珠丝杠的特点：（ 3 ）①可完全消除间隙②制造复杂③可以实现自锁④摩擦损失小4、并行口8255A的三种工作方式中，有中断能力的是（ 3 ）①方式0、方式1 ②方式0、方式2③方式1、方式2 ④以上都不正确5、机电一体化系统由许多要素或子系统组成，各子系统之间要能顺利地进行物质、能量和信息的传递和交换，必须在各要素或子系统的相接处具备一定的连接部件，这个连接部件就称为（ 3 ）①传感检测单元②执行单元③接口④驱动单元6、机电一体化进给传动系统，由于齿轮传动级数的增加，会使齿隙和静摩擦增加，传动效率降低，故传动级数一般不超过几级。
机电一体化复习资料
机电一体化复习资料第一篇：机电一体化复习资料一.概论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。
其包含的技术：（1）检测传感技术（2）信息处理技术（3）自动控制技术（4）伺服驱动技术（5）精密机械技术（6）系统总体技术2.机电一体化系统由机械系统（机构）信息处理技术（计算机）动力系统（动力源）传感检测系统（传感器）执行元件系统（如动力机）五个子系统组成。
3.伺服系统：全闭环（通过传感器直接检测目标运动进行反馈控制的系统）、半闭环、开环。
4.广义的接口功能有两种：一是变换调整；另一种是输入/输出。
5.（1）机电一体化系统设计的考虑方法通常有：机电互补法、融合法、组合法。
其目的是综合运用机械技术和微电子技术各自的特长设计出最佳的机电一体化系统（产品）。
（2）机电一体化系统的设计类型：开发性设计、适应性设计、变异性设计。
复习题：一.机电一体化系统有哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？1.控制器【控制（信息存储、处理、传送）】2.检测传感器【计测（信息收集与交换）】3.执行元件【驱动（操作）】4动力源【提供动力（能量）】5.机构【构造】二.工业三要素指的是什么？P7物质、能量和信息。
三.机电一体化必须具有以下三大目的功能1.变换（加工、处理）功能2.传递（移动、输送）功能3.存储（保持、和蓄、记录）功能。
第二章1.机电一体化系统的机械系统除要求其具有较高的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。
2.机械系统一般由减速系统、丝杠螺母副、涡轮蜗杆副等各种线性传动部件以及连杆机构、凸轮机构等非线性传动部件、导向支撑部件、旋转支撑部件、轴系及机架或箱体等组成。
3.传动机构不断适应新的技术要求（1）精密化（2）高速化（3）小型轻量化。
4.根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，基本传动形式有四种类型：（1）螺母固定、丝杠转动并移动（2）丝杠转动，螺母移动（应用最多）（3）螺母转动，丝杠移动（4）丝杠固定，螺母转动并移动。
机电一体化
机电一体化复习材料问答题1 .机电一体化的组成机械本体、动力部分、传感器部分、执行部分、驱动部分、控制部分。
2 .机电一体化系统对机械传动与性能的要求转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振动性能好、间隙小（零件配合）。
3 .机电一体化系统中回转体转动惯量对性能的影响转动惯量越小越好、转动惯量越大，动态性能越差，谐振频率越低。
4 .机电一体化系统对机械部分摩擦的要求静摩擦力尽可能小，动摩擦力尽可能小的正斜率。
5 .机电一体化系统中阻尼一般多大，why一般取0.4<=§<=0.8优点：过渡过程平稳时间短，灵敏度高。
6 .机电一体化系统中常用的对机械传动装置的消除间隙的方法刚性消除，齿侧间隙不能自动补偿。
常见方法：偏心轴套、锥度齿轮消除、斜齿圆柱齿轮消除柔性消除，齿侧间隙可自动补偿。
蝶形弹簧消除、压力弹簧消除、双斜齿轮消除丝杠螺母间隙的调整。
一般采用双螺母调整相对位置7 .齿轮传动中传动比如何分配提高运动精度和减小回程误差为主按转角误差最小原则设计；要求运动平稳，启停频繁，动态性能好，可按最小转动惯量原则设计；要求重量轻时，按质量最小原则设计。
8 .机电一体化中检测部分测量放大器有什么要求高共模抑制比，高增益，低噪声，高输入阻抗9 .交流伺服电机直流伺服电机步进电机应用场合交流伺服电机和直流伺服电机应用在闭环系统，精度高，动态性能好，结构复杂，成本高。
步进电动机应用在开环系统，结构简单，维护方便，可靠性好，制作成本低。
10 .步进电机如何实现转角，转速和转向的控制；脉冲数量决定转角，脉冲频率决定转速，绕组通电顺序决定转向I1给出四项步进电机的三种工作方式，并用A,B,C,D表示脉冲分配顺序单三拍工作方式：AfBfCfDfA 双三拍：ABfBCfCDfDAfAB六拍：AfABfB-*B1CfCDfD-*DAfA12 .AD和DA转换芯片的作用A/D（模/数）转换是对模拟信号采样量化和编码的过程；D/A将数字信号转换正比的模拟量信号的过程13 .进给伺服系统的重要任务以运动部件的位置和速度作为控制量的制动控制系统14 .电液伺服系统的控制工作台进给原理图开关信号输出17 .计算机控制系统典型结构光耦合器以光为媒介传输电信号o I 应用：开关信号输入计算机18 .数字控制器设计步骤第一步：根据控制理论和被控制对象传递函数，性能指标，设计连续控制器G⑸第二步：选择采样周期第三步：计算脉冲传递函数G(Z)第四步：求传递函数差分方程第五步：校核仿真综合题1 .画出9V交流电压采用三端稳压器输出5V直流电压电器，并说明工作原理2 .给出一种利用单片机控制三相交流电机启动和停止的方法，画出电路图说明原理，编写C语言程序实现电机启动运转十秒，停止十秒再运转十秒反复。
机电一体化(复习资料)
机电一体化（复习资料）名词解释1．机电一体化技术从系统观点出发，将机械技术微电子技术信息技术控制技术在系统工程基础上有机的加以综合以实现整个系统最佳化的新科学技术。
2．灵敏度12限速器作用检测速度安全钳作用限制轿或对重的运动选择题（6选5）1.一般说来，如果增大幅值穿越频率wc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts 减少2.加速度传感器的基本力学模型是弹簧—阻尼系统3.齿轮传动的总等惯量与传动级数在一定级数内有关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五个部分6．某光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角θ=0.001弧度，则莫尔条纹的宽度是100mm简答题滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？答；影响1如果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变形，则当螺杆反向转动时将产生空回误差2 为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母，调整两个螺母的轴向位置，使两个鲁姆中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分辨压箱螺杆螺纹滚到相反的侧面使其产生一定的变行从而消除轴向间隙提高轴的高度3常用的调整预警方法有3种；垫片调隙法，螺纹调隙法。
齿差调隙法简答1．CA6140卧室车床的主轴为什么会设计成空心阶梯轴？内控用于通过棒料或卸下顶尖时所用的塔尔帮也可用于通过气动液压或电动夹紧驱动装置的传动杆。
质量比较轻，节省材料，空心件在强度刚度优于实心件2．滚动轴承承载装配时的常用方法有哪些？要注意哪些要点？常用的装配方法有敲入法，压入法，温差法！1)滚动轴承上标有代号的断面应装在课间部位，一边将来更换时查对2)轴颈或壳体孔台阶处的圆弧半径因小雨轴承的圆弧半径以保证轴承轴向定位可靠3)在同轴的两个轴承中。
必须有一个轴承的外圆或内院可以在热涨时产生轴向移动4)轴承的固定装置必须可控。
禁锢适当5)装配过程严格保持清洁，密封严密6)装配后，轴承运转灵活，无噪声，工作温升不超过规定值7)将轴承安装到轴颈或孔中时，不能通过滚动体传力计算题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：10S内转轴转了327200÷1024＝300r∵螺距T=2mm∴刀架位移量300×2=600mm∴转速300÷10=30（转/s）2三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100，双拍只通电，要求电动机转速120r/min,输入脉冲频率为多少？步距角为多少？解：N=60f/NZ60f=nzN60f=120x100x3=600HzθS=360/2N=360/100X3=1.2°答：输入脉冲频率是600Hz 布距角为1.2º。
机电一体化复习材料1
第一部分复习要求课程的有关内容主要按“了解、掌握和熟练掌握”三个层次要求，具体要求如下：第一章绪论第一节机电一体化的产生和发展1．掌握机电一体化的基本概念和涵义2．掌握机电一体化的发展趋势第二节机电一体化的相关技术1．掌握机电一体化的相关技术及其内容第三节典型机电一体化系统1．掌握机电一体化系统的基本功能要素2．掌握有关控制系统的分类及其概念3．了解机电一体化产品和系统的分类第四节机电一体化系统设计简介1．掌握拟定机电一体化系统设计方案的常用方法及其适用场合2．掌握机电一体化系统（产品）设计的类型3．掌握机电一体化系统设计的概念、基本原则4．掌握系统设计的过程，现代设计方法的步骤5．了解机电一体化系统（产品）开发的工程路线第二章机械传动与支承技术第一节机械传动系统数学模型的建立1．掌握数控机床进给传动系统建模的步骤、方法第二节机械结构因素对伺服系统性能的影响1．掌握阻尼、摩擦、结构弹性变形、惯量及间隙对伺服系统性能的影响第三节机械传动1．掌握机电一体化系统对机械传动的要求2．掌握总传动比的确定3．掌握传动链的级数和各级传动比的分配原则和方法4．掌握各种机械传动装置的特点第四节支承部件1．掌握机电一体化系统对支承部件的要求2．了解机电一体化系统中常见的轴承及其特点3．掌握常用导轨及其特点4．掌握机身的特点及结构设计主要考虑的因素第三章伺服传动技术第一节概述1．掌握伺服系统的结构组成及分类2．了解伺服电动机应符合的基本要求、各种伺服电动机的特点及应用场合3．了解功率放大器的种类第二节直流伺服系统1．了解直流伺服系统的各组成环节及其工作原理2．掌握PWM功率放大器的基本原理第三节交流伺服系统1．掌握交流伺服系统的分类及应用场合第四节步进电动机控制系统1．掌握步进电动机的结构、工作原理及使用特性2．掌握环行分配器的概念及实现环形分配的方法3．了解步进电动机驱动电路的种类及其工作原理4．了解提高系统精度的措施第四章计算机控制技术第一节概述1．了解MCS-51单片机控制系统的组成及特点第二节PLC工业控制计算机简介1．S7-200PLC的编程方法（电气控制原理图转PLC程序图）一、填空题：（20分，每空0.5分）1、根据力—电压相似原理，机械系统质量与电系统中相似，速度与电系统中相似，粘滞阻尼系数与电系统中相似。
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第一部分复习要求课程的有关内容主要按“了解、掌握和熟练掌握”三个层次要求，具体要求如下：第一章绪论第一节机电一体化的产生和发展1．掌握机电一体化的基本概念和涵义2．掌握机电一体化的发展趋势第二节机电一体化的相关技术1．掌握机电一体化的相关技术及其内容第三节典型机电一体化系统1．掌握机电一体化系统的基本功能要素2．掌握有关控制系统的分类及其概念3．了解机电一体化产品和系统的分类第四节机电一体化系统设计简介1．掌握拟定机电一体化系统设计方案的常用方法及其适用场合2．掌握机电一体化系统（产品）设计的类型3．掌握机电一体化系统设计的概念、基本原则4．掌握系统设计的过程，现代设计方法的步骤5．了解机电一体化系统（产品）开发的工程路线第二章机械传动与支承技术第一节机械传动系统数学模型的建立1．掌握数控机床进给传动系统建模的步骤、方法第二节机械结构因素对伺服系统性能的影响1．掌握阻尼、摩擦、结构弹性变形、惯量及间隙对伺服系统性能的影响第三节机械传动1．掌握机电一体化系统对机械传动的要求2．掌握总传动比的确定3．掌握传动链的级数和各级传动比的分配原则和方法4．掌握各种机械传动装置的特点第四节支承部件1．掌握机电一体化系统对支承部件的要求2．了解机电一体化系统中常见的轴承及其特点3．掌握常用导轨及其特点4．掌握机身的特点及结构设计主要考虑的因素第三章伺服传动技术第一节概述1．掌握伺服系统的结构组成及分类2．了解伺服电动机应符合的基本要求、各种伺服电动机的特点及应用场合3．了解功率放大器的种类第二节直流伺服系统1．了解直流伺服系统的各组成环节及其工作原理2．掌握PWM功率放大器的基本原理第三节交流伺服系统1．掌握交流伺服系统的分类及应用场合第四节步进电动机控制系统1．掌握步进电动机的结构、工作原理及使用特性2．掌握环行分配器的概念及实现环形分配的方法3．了解步进电动机驱动电路的种类及其工作原理4．了解提高系统精度的措施第四章计算机控制技术第一节概述1．了解MCS-51单片机控制系统的组成及特点第二节PLC工业控制计算机简介1．S7-200PLC的编程方法（电气控制原理图转PLC程序图）一、填空题：（20分，每空0.5分）1、根据力—电压相似原理，机械系统质量与电系统中相似，速度与电系统中相似，粘滞阻尼系数与电系统中相似。
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1 2.5 24.5 0.02( N .M ) 2 3.14 500
等效力矩T=Ta+Tf=4.08+0.02=4.1(N.M)
齿轮减速机构级数越多，等效力矩越小。
• 分析说明光耦隔离器的两种特性 及其隔离电磁干扰的作用机理。
• 两种特性 – 利用光耦隔离器的开关特性（即光 敏三极管工作在截止区、饱和区）， 可传送数字信号而隔离电磁干扰。 – 输入端为高电平，使二极管发光， 使光敏三极管导通，从输出端输出 高电平； – 输入端为低电平，使二极管截止， 使光敏三极管截止，从输出端输出 低电平。 • 作用机理 –输入端和输出端没有直接的电的耦 合（没有公共的电源端和地端）， 而是靠光来耦合，其传送不受电磁 场的干扰而完成隔离功能的。
通, SSR输入端得电则输出端接通大型交流负荷设备RL。
• 相同点：
– 数字量输出驱动电路，靠数字量进行开关控制； – 无触点开关； – 弱电控制强电（小功率驱动大功率）
• 不同点：
– 晶闸管不适宜与CPU直接相连，在实际使用时要采用 隔离措施。 – 固态继电器本身带有光电耦合电路，不需要采用隔离 措施，而且其输出驱动电路中要考虑增加阻容吸收组 件，进行过电压和过电流保护。
同步带传动
特点
①能方便地实现较远中心距的传动； ②工作平稳，能吸收振动； ③不需要润滑，耐油、水、耐高温，耐腐 蚀，维护保养方便；
④强度高，厚度小，重量轻；
⑤中心距要求严格，安装精度要求高；
⑥制造工艺复杂，成本高。
谐波齿轮传动
工作原理
主要组成元件
工作波形
工作过程
实用产品
谐波齿轮传动
• 用于机器人、雷达、射电望远镜、电子 仪器、仪表等的大传动比传动机构中
机电一体化总复习资料
一、单项选择题1. 机电一体化这一名词产生于20世纪，其产生的年代为（A ）A 70年代B 50年代C 40年代D 80年代2. 对于交流感应异步电动机，其转差率S 的范围为（B ）A 1＜S＜2B 0＜S＜1C -1＜S＜1D -1＜S＜03. 机电一体化在国外被称为（ C ）A MachineB ElectronicsC MechatronicsD A和B4. 用数学的方法阐述系统中输入、输出及各变量之间相互关系的模型称为系统的（ A ）A 传递函数B 数学模型C 关系模数D 几何模型5. 时域函数f(t)=e-at 的拉普拉斯变换为 ( C )A 1/SB a/s+aC 1/s+aD 1/a6. 在周转轮系中，转臂（系杆）的回转轴线与中心轮的回转轴线是（ C ）A 垂直B 相交C 重合D 交错7. 滚珠丝杠副在理论接触角状态时，包络滚珠球心的圆柱直径称为（ B ）A 中径B 公称直径C 内径D 大径8. 在同步齿型带传动中，同步带节线的长度在工作过程中（ B ）A 伸长B 不变C 缩短D A 和C9. 步进电机的转速（r/min）与输入脉冲频率(Hz)之间的关系为（ A ）A n=β.f/6B n=β.f/60C n=β.f/360D n=β.f10. 在MCS-51单片机中，用于对外部数据存储器读的信号是（ A ）A RDB PSENC ALED RST11. Mechatronics是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是（ B ）A 机械学与信息技术B 机械学与电子学C 机械学与自动化技术D 机械学与计算机12. 遵循质量最轻原则的小功率两级齿轮传动。
其传动比的分配方案是（ A ）A i1 = i2B i1＜ i2C i1＞ i2D i2=2i113. 时域函数 f(t) = sinωt的拉普拉斯变换为（ C ）A 1/ S2+ωB ω/ S+aC ω/ S2+ω2D S/ S2+ω214. 在机电一体化系统数学模型建立的过程中经常会采用力—电压等效法，此时机械系统的阻尼等效于电系统的（ C ）A 电容B 电荷C 电阻D 电感15. 与渐开线齿轮传动相比，圆弧齿轮传动的承载能力（ A ）A 高B 低C 相同D 几乎相同16. 周转轮系中的行星轮系和差动轮系的自由度分别为（ A ）A 1 ，2B 2,1C 1,1D 2,217. 滚珠丝杠副的公称直径指（ D ）A 丝杠的中径B 丝杠的外径C 螺母的内径D 包络滚珠球心的圆柱直径18. 谐波齿轮传动中的柔轮相当于行星轮系中的（ D ）A 中心轮B 行星轮C 基架D 系杆19. 每输入一个脉冲步进电机的转子转过的角度称为步进电机的（ C ）A 角位移B 转速C 歩距角D 脉冲当量20. 直流伺服电动机的电磁转矩与输出转速之间的函数关系式称为其 ( A )A 机械特性B 调节特性C 动力特性D 转速特性21. 机电一体化这一名词产生于20世纪，其产生的年代为（ A ）A 70年代B 50年代C 40年代D 80年代22. 控制电压一定时，直流伺服电机的输出转矩与转速的关系曲线是 ( A )A 双曲线B 抛物线C 直线D 三次曲线23. 滚珠丝杠副中滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时，包络滚珠球心的圆柱直径称为（ B ）A 成反比B 与a2成反比 C与a2成正比 D 成正比25. 卸荷皮带轮的设计运用了结构设计原理中（ A ）A 任务分配原理B 力传递原理C 力平衡原理D 等强度原理26. 时域函数f(t) = t n的拉普拉斯变换为（ B ）A 1/S2+1B n! / S n+1C 1D n!/ S n27. 在力—电压等效法中，此时电系统的电荷等效于机械系统的（ A ）A 位移B 速度C 质量D 弹簧刚度28.在MCS-51单片机中，ALE 信号的功能是（ A ）A 锁存P2口的地址信号 B锁存P0口的地址信号 C锁存P0口的数据信号 D锁存P1口的数据信号29. 若△max是传感器的最大非线性误差，yFS为输出量的满刻度值，则其线性度γL为（ A ）A γL= ±（△max/yFS）x100% BγL= ±（△max/yFS） C BγL= △max/yFS D BγL=±( yFS/△max)30. 行程开关可用于检测（ D ）A 加速度B 位移C 速度 D位置31. 机电一体化这一名词产生于20世纪，其产生的年代为（ A ）A 70年代B 50年代C 40年代D 80年代32. 控制电压一定时，直流伺服电机的输出转矩与转速的关系曲线是 ( C )A直线 B 抛物线 C双曲线 D 三次曲线33. 滚珠丝杠副中滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时，包络滚珠球心的圆柱直径称为（ B ）A 中径B 公称直径C 节圆直径 D内径34. 压电式加速度传感器中压电元件变形后所产生的电荷q与加速度a 的关系式（ D ）A 成反比B 成正比C 与a2成正比 D与a2成反比 \35. 卸荷皮带轮的设计运用了结构设计原理中（ A ）A 任务分配原理B 力传递原理C 力平衡原理D 等强度原理36. 时域函数f(t) = t n的拉普拉斯变换为（ B ）A 1/S2+1B n! / S n+1C 1D n!/ S n37. 在机电一体化系统数学模型建立的过程中经常会采用力—电压等效法，此时电系统的电荷等效于机械系统的（ A ）A 位移B 速度C 质量D 弹簧刚度38. 在MCS-51单片机中，ALE 信号的功能是（ C ）A 锁存P0口的地址信号 B锁存P0口的数据信号 C锁存P2口的地址信号 D锁存P1口的数据信号39. 若△max是传感器的最大非线性误差，yFS为输出量的满刻度值，则传感器的线性度γL可表示为（ A ）A γL= ±（△max/yFS）x100% BγL= ±（△max/yFS） C BγL= △max/yFS D BγL=±( yFS/△max)40. 行程开关可用于检测（ A ）A 位置B 位移C 速度D 加速度二、填空题1. 直流伺服电动机的电磁转矩与输出转速之间的函数关系式称为电动机的机械特性。
机电一体化复习资料(修改)
综合练习（一）一、名词解释（每小题4分，共20分）1.机电一体化：从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、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佳化而建立起来的一门新的科学技术。
2•传感器：是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置。
3•伺服控制系统：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。
4.可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
二、填空题（每小题1分，共20分）2•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。
3•机身结构设计中，肋板的布置形式可分为纵向肋板、横向肋板和斜置肋板三种。
4.某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角0 =0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_20mm_。
5.柔性制造系统可分为四个系统，分别为加工系统、物料系统、能量系统和信息系统。
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 .工作接地分为_一点接地、多点接地。
&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__0.02_。
三、选择题（每小题2分，共20分）1.STD总线是一个通用工业控制的多少位微型机总线？（ B ）A. 4 位B. 8 位C. 16位D. 32位2.加速度传感器的基本力学模型是（A ）A.阻尼一质量系统B.弹簧一质量系统C.弹簧一阻尼系统D.忙熊系誑3.齿轮传动的总等效惯量与传动级数（C ）A.有关B.无关C.在一定级数内有关D.圧一细数内无关4.A/D转换接口属于（B ）。
A.人机接口B佥测通道C.控制通道D系统间通道5.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（ D ）等个五部分。
A换向结构B转换电路C存储电路D检测环节6.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.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和（B ）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&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9 .具有某种智能功能的工业机器人属于（B ）。
机电一体化复习资料
名词解释1.三相六拍通电方式：如果步进电动机通电循环的各拍替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。
如A→AB→B→BC→C →CA→…2.伺服电动机：伺服电动机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、速度及动力输出电动机，以电子换向取代了传统的直流电动机的电刷换向的电动机3.伺服控制技术：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。
4.变频调速：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5.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。
6.中断：为了提高CPU的效率和使系统具有良好的实时性，采用中断方式CPU就不必花费大量时间去查询各外围设备的状态了。
而是当外围设备需要请求服务时，向CPU发出中断请求，CPU响应外围设备中断，停止执行当前程序，转去执行一个外围设备服务的程序，中断处理完毕，CPU又返回来执行原来的程序。
7.动态误差:动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。
1.机电一体化技术是以（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.以下除了（继电器控制系统），均是由硬件和软件组成。
3.机电一体化技术是以（机械）部分为主体，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
4.在机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制的基本要求足( 精度、稳定性、快速响应性)。
5.在机械传动系统中，用于加速惯性负载的驱动力矩为( 电机力矩与折算负载力矩之差)。
6.在下列电机中，( 交流同步伺服电机)既可通过闭环实现速度或位置控制，又可作步进方式运行，且电机转速不受负载影响，稳定性高。
7.在开环控制系统中,常用（步进电动机）做驱动元件。
8.导程L0=8mm的丝杠驱动总质量为60kg的工作台与工件，则工作台与工件折算到丝杠上的等效转动惯量为（97 ）kg•mm2。
机电一体化期末复习资料
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，并将机械装置与微电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称.可以说，机电一体化是机械技术、微电子技术及信息技术相互交叉、融合（有机结合）的产物.2、机电一体化系统的五大要素及其相应的五大功能3、机电一体化的目的是提高系统（产品）的附加价值,所以附加价值就成了机电一体化系统(产品）的综合评价指标.4、机电一体化系统的设计类型:（1)开发性设计它是没有参照产品的设计，仅仅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产品(系统）。
（2）适应性设计它是在总的设计方案、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结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,以使产品在性能和质量上增加某些附加价值.（3）变异性设计它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需求.5、机电一体化系统的设计准则主要考虑人、机、材料、成本等因素，而产品的可靠性、适用性与完善性设计最终可归结于在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本.6、并行工程与串行工程的差异就在于在产品的设计阶段就要按并行、交互、协调的工作模式进行系统（产品）设计，就是说,在设计过程中对系统（产品）生命周期内的各个阶段的要求要尽可能地同时进行交互式的协调。
7、简述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、反求设计等的含义。
答：1、计算机辅助设计是设计机电一体化产品的有力工具，用来设计一般机械产品的CAD的研究成果。
2、并行工程是把产品的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合协调的一种工作模式。
3、虚拟设计是虚拟环境中的产品模型,是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像，是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。
4、快速响应设计是实现快速响应工程的重要环节，快速响应工程是企业面对瞬息万变的市场环境，不断迅速开发适应市场的新系统,快速响应设计的关键是有效开发和利用各种系统信息资源。
机电一体化技术考试复习资料
1-1、机电一体化是在机械主功能、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。
1-2、机电一体化系统的主要组成、作用及其特点是什么？a、机械本体：用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理地结合起来，形成有机的整体。
b、动力系统：为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。
c、传感与监测系统：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及状态转换成可以测定的物理量，同时利用监测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。
d、信息处理及控制系统：接收传感器与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制的功能。
e、执行装置：在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。
1-3、工业三大要素：物质、能量、信息。
1-4、机电一体化产品与传统的机械电气化产品相比，具有较高的功能水平和和附加值，它为开发者、生产者和用户带来越来越多的社会经济效益。
1-7、机电一体化的主要支撑技术：传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、接口技术、精密机械技术、系统总成技术。
1-8、机电一体化的发展趋势：智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人格化、自适应化。
2-1、机电一体化系统对传动机构的基本要求：传动间隙小、精度高、低摩擦、体积小、重量轻、运动平稳、响应速度快、传动转矩大、高谐振频率以及与伺服电动机等其他环节的动态性能相匹配等要求。
2-2、丝杆螺母机构的传动形式及其特点：a、螺母固定、丝杆转动并移动；b、丝杆转动、螺母移动；c、螺母转动、丝杆移动；d、丝杆固定、螺母转动并移动；e、差动传动。
2-3、滚珠丝杆副的组成及特点：由丝杆、螺母、滚珠和反相器四部分组成；具有轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点。
机电一体化工程师复习资料
复习资料一、名词解释1.机电一体化技术：综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
2.变参数设计：在设计方案和结构原理不变的情况下，仅改变部分结构尺寸和性能参数，使之适用范围发生变化的设计方式。
3.系统设计：用系统思维综合运用各有关学科的知识、技术和经验，在系统分析的基础上，通过总体研究和详细设计，实现满足设计目标的产品研发过程。
4.静态设计：是指依据系统的功能要求，通过研究制定出机械系统的初步设计方案。
5.动态设计：是指研究系统在频率域的特性，借助静态设计的系统结构，通过建立系统各组成环节的数学模型，推导出系统整体的传递函数，并利用自动控制理论的方法求得该系统的频率特性。
6.压力导轨：是指两个相对运动的导轨面间通过压力油或压缩空气，使运动件浮起，以保证两个导轨间处于液体或气体摩擦状态。
7.I/O接口：它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件。
8.D/A转换器：是将数字量转换成模拟量的装置。
9.A/D转换：是指通过一定的电路将模拟量转变为数字量的过程。
10.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。
11.伺服系统精度：指输出量复现输入信号要求的精确程度。
12.伺服系统工作频率：是指系统允许输入信号的频率范围。
13.步进电动机：是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电动机。
变流器。
DC/AC逆变器：把固定的直流电变成固定或可调的交流电的14.15.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。
16.异步调制：载波信号和调制信号不保持同步关系的调制方式称为异步调制。
17.干扰：是指对系统的正常工作产生不良影响的内或外部因素。
18.隔离：把干扰源与接收系统隔离开来，使有用信号正常传输，而干扰耦合通道被切断，已达到抑制干扰的目的。
机电一体化复习提纲(1)汇总
机电一体化复习提纲1、什么是机电一体化产品？机电一体化系统的基本结构要素有哪些？机电一体化系统中的机械系统通常由哪些部分组成？机电一体化系统的基本组成？机电一体化系统的信息特征、动力特征、结构特征分别是什么？机电一体化的技术基础有哪些？答：机械系统和微电子系统有机结合，从而产生新功能和新性能的新产品是机电一体化产品。
机电一体化系统的基本结构要素有机械本体、执行与驱动、检测传感器、信息处理、动力。
机电一体化系统中的机械系统通常由由传动机构、支承与导向机构、执行机构与机架等组成。
机电一体化系统的基本组成是能量流、物料流、信息流。
机电一体化系统的信息特征（微型化、嵌入式、实时性、分布化）、动力特征（结构分散化、功能智能化）、结构特征（模块化、简单化、高刚度、高精度）。
机电一体化的技术基础有机械设计与制造技术、微电子技术、传感器技术、软件技术、通信技术、驱动技术、自动控制技术、系统技术。
2、机电一体化对机械系统的基本要求是什么？为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中常提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。
为达到上述要求，主要从那几个方面采取措施？机电一体化系统中的机械系统通常由哪几个部分组成？答：机电一体化对机械系统的基本要求是（快、准、稳）：快速响应、高精度、良好的稳定性。
为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中常提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。
为达到上述要求，主要从a、采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；b、缩短传动链，简化主传动系统的机械结构；c、提高传动与支撑刚度；d、选用最佳传动比，尽可能提高加速能力；e、缩小反向死区误差；f、改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声这几个方面采取措施。
机电一体化系统中的机械系统通常由传动机构、支承与导向机构、执行机构与机架等几个部分组成。
3、机电一体化系统中的传动系统应满足哪些性能要求？为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中需满足哪些要求，为达到这些要求，主要采取哪些措施？答：机电一体化系统中的传动系统应满足足够的刚度、惯性小、阻尼适中等性能要求。
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第一部分复习要求课程的有关内容主要按“了解、掌握和熟练掌握”三个层次要求，具体要求如下：第一章绪论第一节机电一体化的产生和发展1．掌握机电一体化的基本概念和涵义2．掌握机电一体化的发展趋势第二节机电一体化的相关技术1．掌握机电一体化的相关技术及其内容第三节典型机电一体化系统1．掌握机电一体化系统的基本功能要素2．掌握有关控制系统的分类及其概念3．了解机电一体化产品和系统的分类第四节机电一体化系统设计简介1．掌握拟定机电一体化系统设计方案的常用方法及其适用场合2．掌握机电一体化系统（产品）设计的类型3．掌握机电一体化系统设计的概念、基本原则4．掌握系统设计的过程，现代设计方法的步骤5．了解机电一体化系统（产品）开发的工程路线第二章机械传动与支承技术第一节机械传动系统数学模型的建立1．掌握数控机床进给传动系统建模的步骤、方法第二节机械结构因素对伺服系统性能的影响1．掌握阻尼、摩擦、结构弹性变形、惯量及间隙对伺服系统性能的影响第三节机械传动1．掌握机电一体化系统对机械传动的要求2．掌握总传动比的确定3．掌握传动链的级数和各级传动比的分配原则和方法4．掌握各种机械传动装置的特点第四节支承部件1．掌握机电一体化系统对支承部件的要求2．了解机电一体化系统中常见的轴承及其特点3．掌握常用导轨及其特点4．掌握机身的特点及结构设计主要考虑的因素第三章伺服传动技术第一节概述1．掌握伺服系统的结构组成及分类2．了解伺服电动机应符合的基本要求、各种伺服电动机的特点及应用场合3．了解功率放大器的种类第二节直流伺服系统1．了解直流伺服系统的各组成环节及其工作原理2．掌握功率放大器的基本原理第三节交流伺服系统1．掌握交流伺服系统的分类及应用场合第四节步进电动机控制系统1．掌握步进电动机的结构、工作原理及使用特性2．掌握环行分配器的概念及实现环形分配的方法3．了解步进电动机驱动电路的种类及其工作原理4．了解提高系统精度的措施第四章计算机控制技术第一节概述1．了解51单片机控制系统的组成及特点第二节工业控制计算机简介1．S7-200的编程方法（电气控制原理图转程序图）一、填空题：（20分，每空0.5分）1、根据力—电压相似原理，机械系统质量与电系统中相系统中相似，粘滞阻尼系数与电系统中相似。
2、机电一体化系统基本组成要素有：、、、、。
3、对于斜齿圆柱齿轮常采用、方法消除齿侧隙。
4、根据传感器工作原理的不同，一般分、两种。
5、微处理器系统接口包括接口、接口、接口、接口。
6、交流电动机三种基本调速方式是、、。
7、可编程控制器常用的编程语言有：、、、。
8、步进电机的角位移量和严格成正比。
9、驱动方式按动力源的不同分为：、、三种。
10、接近式位置传感器按其原理主要分为、、。
11、机电一体化中执行电动机的控制方式有方式、方式、方式。
12、变频器选择的依据是。
13、机电一体化系统设计方法有、、三种。
14、步进电机常用的功率放大电路有、、。
二、简答题：（40分，每题10分）1、简述光电式传感器的原理，机电一体化系统中常用的光电式传感器有哪几种？试举例说明其中的两种在机电一体化系统设计中的应用。
2、画出分别由250、8713芯片实现步进电机三相双三拍工作方式接线图。
3、简述可编程控制器与普通计算机的不同点。
4、简述交流伺服电动机型号选择步骤。
三、设计应用题：（40分，每题20分）1、画出以８０８６为核心去控制一台直流伺服电动机的硬件连接图。
2、用机电一体化技术改造普通车床为经济性数控车床：（1）写出改造方案和采用此方案的依据。
（2）画出采用单片机控制该系统硬件连接图。
一、名词解释(每小题2分，共10分)1、线性度2、伺服控制系统3、三相六拍通电方式4、传感器5、系统精度二、填空题（每小题2分，共20分)1、计算机在控制中的应用方式主要有。
2. 滚珠丝杆螺母副结构有两类：。
3、应用于工业控制的计算机主要有等类型。
4. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括。
5、可编程控制器主要由等其它辅助模块组成。
6. 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。
7、现在常用的总线工控制机有、总线工业控制机和总线工业控制机等。
8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种。
9. 某光栅的条纹密度是50条，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是。
10. 采样/保持器在保持阶段相当于一个“”。
三、选择题（每小题2分，共10分）1.一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：A 机械本体B 动力与驱动部分C 执行机构 D. 控制及信息处理部分2、机电一体化系统（产品）开发的类型A 开发性设计B 适应性设计C 变参数设计D 其它3、机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法A 取代法B 整体设计法 C组合法 D其它。
4、机电一体化的高性能化一般包含A高速化 B高精度 C高效率 D 高可靠性。
5、抑制干扰的措施很多，主要包括A屏蔽 B隔离 C滤波 D 接地和软件处理等方法四、判断题（每小题2分，共10分)1、变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。
（）2、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。
（）3、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。
（）4、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。
（）5、控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级。
（）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。
2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？3、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器，光电藕合器的作用有哪些？六、综合应用题 (每小题10分，共20分)1.编写程序：单片机读P1.0的状态,把这个状态传到P1.7指示灯去，当P1.0为高电平时指示灯亮,低电平时指示灯不亮,采用中断完成这一输入输出过程，每中断一次完成一个读写过程。
2. 光栅传感器，刻线数为100线，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？测量分辨率是多少一、填空题：（30分，每空1分）1、机电一体化系统基本组成要素有：、、、、。
2、根据力—电压相似原理，机械系统质量与电系统中相系统中相似，粘滞阻尼系数与电系统中相似。
3、滚动螺旋传动的消除间隙和调整预紧一般有、、三种。
4、伺服电机的控制方式有方式、方式、方式。
5、微处理器系统接口包括接口、接口、接口、接口。
6、—51系列单片机是位机，其中数据线根，地址线根。
7、可编程控制器常用的编程语言有：、、。
8、湿度传感器是根据原理制成的。
9、驱动方式按动力源的不同分为：、、三种。
10、对于启停频率低，但要求低速平稳和扭矩脉动小，高速运动振动、噪声小，在整个调速范围内均可稳定运行的机械，是主要的性能指标。
对于启停频率高，但不特别要求低速平稳性能的机械设备，高的是主要的性能指标。
二、简答题：（20分，每题5分）1、简述滚动螺旋传动的工作原理。
2、可编程控制器（）与通用微机有何区别？3、简述机电一体化对伺服电机性能的基本要求。
4、机电一体化产品中常用的位移传感器有哪几种？试举例说明其中的一种在机电一体化系统设计中的应用。
三、将下图所示的继电器电路变换成梯形图并写出语句表。
（20分）21 K11K12K113 4 K11 K12K121 K11 K 13 K122 K11 K14K12一、填空题：（40分，每空1分）1、对同一种步进电机，三相单三拍的步距角是三相六拍的倍。
2、步进电机常用的功率放大电路有、、。
3、机电一体化中常将工业控制计算机分为、、三类。
4、交流电动机三种基本调速方式是、、。
5、驱动方式按动力源的不同分为：、、三种。
6、接近式位置传感器按其原理主要分为、、。
7、机电一体化中执行电动机的控制方式有方式、方式、方式。
8、在开环控制系统中,常用做驱动元件。
9、模块化生产培训系统由上料检测站、搬运站、加工站、、、六站连接而成。
10、滚动螺旋传动的消除间隙和调整预紧一般有、、三种。
11、设计齿轮传动装置时，各级传动比最佳分配原则有：、、。
12、描述传感器静态特性的主要技术指标有、、、。
13、变频器选择的依据是。
14、机电系统数学模型有、、。
15、机电一体化对机械传动的要求是：、、。
二、简答题：（30分，每题5分）1、试举例说明机电一体化系统五大组成要素。
4、画出由8713芯片实现步进电机三相六拍工作方式接线图。
5、简述可编程控制器与普通计算机的不同点。
6、简述直流伺服电动机脉宽调制的工作原理。
7、简述光电式传感器的原理，机电一体化系统中常用的光电式传感器有哪几种？试举例说明其中的一种在机电一体化系统设计中的应用。
8、简述变频器的基本类型。
三、计算题：（15分）某步进电机有80个齿, 采用3相6拍方式驱动, •经丝杠螺母副驱动工作台做直线运动, 丝杠的导程为6。
求:1、步进电机的步矩角。
2、当脉冲当量要求为0.01时，试设计此传动系统。
四、设计应用题：（15分）用机电一体化技术改造普通铣床为经济性数控铣床：1、写出改造方案。
2、画出采用单片机控制该系统硬件连接图。
A 稳定性和时域响应简介连续系统或离散系统的稳定性是由其对输入或扰动的响应决定的。
直观地说，稳定系统是在没有外部激励时保持静态或平衡的系统，如果去掉所有的激励，系统会返回到静止状态。
输出将经过一个过度过程，稳定在一个与输入一致或由其决定的稳态。
如果我们将同样的输入加到一个不稳定系统上，输出将不会稳定到稳态过程，它将无限制的增加，通常为指数形式或增幅震荡。
稳定性可以由连续系统的脉冲响应或离散系统的响应如下精确地定义：当时间趋近无穷时，如果脉冲响应为零，则连续系统是稳定的。
一个可接受的系统至少应满足三个基本指标：稳定性、精度和满意的暂态响应。
这三项标准体现在一个可接受的系统必须对特定的输入和扰动具有满意的时间响应。
因此，虽然我们为了方便在拉氏域和频域研究问题，但至少应在定性上将这两个域同时域联系起来。
实际上，拉氏域既能提供稳定和不稳定系统的暂态响应信息，也能提供稳定系统的稳态响应的信息。
本文讨论拉氏域和时间响应的关系，并重点强调暂态响应，和在拉氏域中建立系统稳定性的判剧。
精度将在下一篇文章中讨论，频率响应在以后的单元中讨论。
特征方程系统对任何输入的时间响应可表示为下式：式中(t)是稳态响应，(t)是暂态响应。