机电一体化技术-习题-参考答案

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机电一体化复习题库(含答案)

机电一体化复习题库（含答案）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，以系统为出发点的最佳功能价值的系统工程技术。

2 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。

3 闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。

4 逆变器是将直流电变成交流电的电路。

5 SPWM 是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM 波形。

6 它是把组成微机的CPU 、存储器I/O 接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机。

7 I/O 接口电路也简称接口电路。

它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。

它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。

8 I/O 通道也称为过程通道。

它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。

9 串行通信是数据按位进行传送的。

在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度，一位一位的串行传送和接收。

串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。

10 硬件在外设与内存间直接进行数据交换（DMA ）而不通过CPU五、简答题1. 光电式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。

当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N ，则可测出转速为Zt Nn 60 式中 Z ——圆盘上的缝隙数；n ——转速(r ／min)；t ——测量时间(s)。

2. 可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）和停止（STOP）状态。

不管是在哪种状态，PLC都是反复不断地重复进行，直至PLC停机。

机电一体化技术试题及复习题答案完美版

〈机电一体化复习题〉一。

填空1。

通常一个较完善的机电一体化系统包含: 动力、执行器、传感器、计算机和传动机构五部分。

2 传感器的静态特性指标主要有：线性度、灵敏度、迟滞度、分辨力和重复度等。

3. 电感式位移传感器是通过检测电感量的变化来检测被测量的位移。

4.滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于螺旋弧轴向间隙的调整。

5。

在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的栅距起到了放大作用。

6.谐波齿轮传动的三个主要部件是: 刚轮、柔轮和谐波发生器。

7.直流伺服电机的优点是稳定性好、可靠性好、响应速度快和扭矩大等;无刷直流伺服电动机的优点是_____无换向器、可控性好和稳定性好__等。

8。

机电一体化技术是机械与微电子的结合；10。

传感器的灵敏度反映了被测量的数值处在稳定状态时，输出量的变化量与输入量的变化量的比值.11。

电容式位移传感器是将被测物理量转换为电容变化的装置。

12. 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。

13. 测速发电机的负载电阻越大，其线性度越好。

14。

步进电机的步距角指在电脉冲的作用下,电机转子转过的角位移。

15。

直流伺服电机的机械特性指当电枢电压一定时，转矩与转速之间的关系；调节特性指在负载转矩一定时，电枢电压与转速之间的关系.16。

滚珠丝杆副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种17。

在谐波齿轮传动中，若柔轮固定、谐波发生器主动、刚轮从动，则主、从动件转向相同。

18。

传感器的迟滞特性是指输入量在增加和减少的过程中，同一输入量下其输出量的差别.19、压电式加速度传感器中压电元件变形后所产生的电荷量与加速度成正比。

20、若max ∆是传感器的最大非线性误差、FS y 为输出量的满刻度值，则传感器的线性度可表示为max ∆∕FS y 。

21、在机电一体化产品的功能原理方案设计中，其功能元的组合方式常用的有串联结构、并联结构和环形三种形式。

机电一体化技术课后习题及答案

机电一体化技术课后习题及答案（孙卫青版第二版）1- 1 、试说机电一体化的含义答：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 、机电一体化的主要组成、作用及其特点是什么答：主要由机械本体、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统和执行装置等组成。

机械本体用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理的结合起来，形成有机的整体。

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。

传感与检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，同时利用检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。

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 、工业三大要素是什么？答：物质、能量和信息。

1- 4 、传统机电产品与机电一体化产品主要区别是什么？答：传统的机电产品机械与电子系统相对独立，可以分别工作。

机电一体化产品是机械系统和微电子系统的有机结合，从而赋予其新的功能和性能的一种新产品，产品功能是由所有功能单元共同作用的结果。

1- 6 、应用机电一体化技术的突出特点是什么？答：①精度提高；②生产能力和工作质量提高；③使用安全性和可靠性提高；④调解和维护方便，使用性能改善；⑤具有复合功能，适用面广；⑥改善劳动条件，有利于自动化生产；⑦节约能源，减少耗材；⑧增强柔性。

1- 7 、机电一体化的主要支撑技术有哪些，它们的作用如何？答：1、传感测试技术，在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及工作过程有关的相关信息都要通过传感器进行接收，并通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，以实现产品工作过程的自动控制。

2、信息处理技术，在机电一体化产品工作过程中，参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。

机电一体化试题及答案汇总

目录机电一体化复习题 (2)机电一体化复习题参考答案 (6)机电一体化技术试题 (11)答案及评分标准 (14)机电一体化复习题 (18)一、名词解释 (18)二、填空题 (19)三、简答题 (20)四、选择题;无答案 (23)五、应用题 (24)机电一体化技术试卷一 (27)机电一体化技术试卷一答案 (29)机电一体化技术试卷二 (31)机电一体化技术试卷二答案 (34)机电一体化技术试卷三 (37)机电一体化技术试卷三答案 (39)机电一体化技术试卷四 (42)机电一体化技术试卷四答案 (44)机电一体化技术试卷五 (47)机电一体化技术试卷五答案 (48)机电一体化系统设计试题 (52)一、填空题每空1分,共20分 (52)二、简答题每题5分,共30分 (53)三、计算题共20分将本题答案写在答题纸上 (53)四、综合分析题共30分 (54)机电一体化系统设计试题答案 (54)一、填空题每空1分,共20分 (54)二、简答每题5分,共30分 (55)三、计算题共20分 (55)四、综合分析题30分 (55)机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O 接口8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取DMA二、判断题：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、单项选择题1. 步进电动机,又称电脉冲马达,是通过 B 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B;A.1<s<2B.0<s 1C.-1<s<1D.-1<s<03.PWM指的是C;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 B 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 A 方法实现;A.插补B.切割C.画线D.自动四、填空题1. 在计算机和外部交换信息中,按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信;2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道;3. 在伺服系统中,在满足系统工作要求的情况下,首先应保证系统的稳定性和精度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电磁式液压式气压式和其它等四大类型;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.异步交流电动机变频调速：a)基频额定频率以下的恒磁通变频调速,属于恒转矩调速方式;b)基频额定频率以上的弱磁通变频调速,属于恒功率调速方式;7. 开环步进电动机控制系统,主要由. 环形分配器功率驱动器步进电机等组成;8. 实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1计算机软件2 硬件分配,3专用环形分配器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操作指导控制系统2直接控制系统3监督计算机控制系统4分级计算机控制系统10．应用于工业控制的计算机主要有：1单片机 2PLC,3总线工控机等类型;11.干扰传播途径有二种方式,其中传导耦合方式：干扰信号能量以电压或电流的形式,通过金属导体传递;12. 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、隔离滤波接地合理布局和软件抗干扰技术;13. 电场屏蔽----通常用铜、铝等导电性能良好的金属材料作屏蔽体,并应保持良好接地;14．根据频率特性解释下列滤波器的作用：1低通滤波器：只让低频成分通过,而高于截止频率成分受到抑制、衰减,不让通过;2带通滤波器：只让某一频带内的成分通过,而低于上截止频率成分和高于_下截止频率成分的成分抑制,不让通过;五、简答题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六、解答题每小题5分,共40分1．简述一个典型的机电一体化系统的基本组成要素;2．直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法3．简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成;4. 简述在微机控制系统中I/O控制方式及I/O接口的编址方式;5．简述伺服系统的结构组成;6．DAC0832有哪三种输入工作方式有哪二种输出工作方式7. 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,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;8. 测量某加热炉温度范围为100~1124℃,线性温度变送器输出0~5V,用ADC0809转换器输入到微机控制系统中,试求测量该温度环境的分辨率和精度;七、计算题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;八、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Ph1和Ph2;2为可动螺母机电一体化复习题参考答案一名词解释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,以系统为出发点的最佳功能价值的系统工程技术;2 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;3 闭环控制系统是指具有反馈的控制系统;4 逆变器是将直流电变成交流电的电路;5 SPWM是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形;6 它是把组成微机的CPU、存储器I/O接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机;7 I/O接口电路也简称接口电路;它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件电路;它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用;8 I/O通道也称为过程通道;它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道;9 串行通信是数据按位进行传送的;在传输过程中,每一位数据都占据一个固定的时间长度,一位一位的串行传送和接收;串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式;10 硬件在外设与内存间直接进行数据交换DMA而不通过CPU五、简答题1. 光电式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;当缝隙圆盘随被测轴转动时,由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同,因此圆盘每转一周,光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲,根据测量单位时间内的脉冲数N,则可测出转速为Zt Nn 60 式中 Z ——圆盘上的缝隙数；n ——转速r ／min ；t ——测量时间s;2. 可编程控制器有两种基本的工作状态,即运行RUN 和停止STOP 状态;不管是在哪种状态,PLC 都是反复不断地重复进行,直至PLC 停机;在每次循环中,若处于运行RUN 状态,可编程控制器完成5个阶断,如图所示;若处于停止STOP 状态,PLC 也要循环进行内部处理和通信服务;3. 由于任何一种A/D 转换器都需要有一定时间来完成量化及编码操作,因此,在转换过程中,模拟量不能发生变化,否则,将直接影响转换精度;采样/保持器SamPLE/Hold 就是使在A/D 转换时,保证输入A/D 转换器的模拟量不发生变化; 模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器;当输入的模拟量信号变化缓慢时,也可省去采样/保持器;4. 1柔性高,适应多品种中小批量生产；2系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；3可混流加工不同的零件；4系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；5多层计算机控制,可以和上层计算机联网；6可进行三班无人干预生产;5. 步进电动机又称电脉冲马达,是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电动机,成本较低,易于采用计算机控制,且比直流\交流电动机组成的开环控制系统精度高,因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中;步进电动机驱动电路实际上是一个功率开关电路,为使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作,提供的足够功率的控制信号;6. 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、比较环节等个五部分;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,通常由专门的电路或计算机来实现；控制器通常是计算机或PID控制电路；其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理,以控制执行元件按要求动作；执行元件按控制信号的要求,将输入的各种形式的能量转化成机械能,驱动被控对象工作,机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等;被控对象是指被控制的机构或装置,是直接完成系统目的的主体,一般包括传动系统、执行装置和负载；检测环节指能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲的装置,一般包括传感器和转换电路;六、解答题每小题5分,共40分1． 1机械本体2动力与驱动；3传感测试部分；4执行机构5控制及信息处理单元2．1、偏心轴套调整法 2、双片薄齿轮错齿调整法3．对机械系统的基本要求：高精度；快速响应；良好的稳定性;机械系统的组成：传动机构；导向机构；执行机构;4. 程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式;独立编址；与储存器统一编址;5． 1 比较环节；2 控制器；3 执行环节；4 被控对象；5 检测环节;6．输入工作方式：1直通方式 2单缓冲方式3双缓冲方式输出工作方式：1单极性输出 2双极性输出7. 1 K=2; M=5, Z=24; α=360/2524=1.5º2 f=400Hz8. 4 ℃ ; +2℃;七、计算题1 100：1=400：хx=4 mm四细分：400：1=400：хx=1mm分辨率：1÷400=2.5μm2 q=f max －f min /2i =5/212=0.00122n=3.5/0.00122=28692869化为二进制为101100110101八、综合应用题每小题15分,共30分1. 在锥齿轮4的传动轴7上装有压簧5,其轴向力大小由螺母6调节;锥齿轮4在压簧5的作用下可轴向移动,从而消除了其与啮合的锥齿轮1之间的齿侧间隙;1、4－锥齿轮2、3－键5－压簧 6－螺母 7－轴2. 当螺杆转动ϕ角时,可动螺母2的移动距离为)(212h h P P l -=πϕ 1如果P h1与P h2相差很小,则 L 很小;因此差动螺旋常用于各种微动装置中;若螺杆3左、右两段螺纹的旋向相反,则当螺杆转动ϕ角时,可动螺母2的移动距离为 )(212h h P P l +=πϕ2可见,此时差动螺旋变成快速移动螺旋,即螺母2相对螺母1快速趋近或离开;这种螺旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中;机电一体化技术试题一、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和2．控制及信息处理单元一般由控制计算机、和组成;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原则;4．典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、和等部分构成;5．传感器的静态特性能数主要有、、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2．机电一体化相关技术有哪些 3．转动惯量对传动系统有哪些影响4．简述机电一体化产品设计中,详细设计的主要内容; 5．简述A／D、D／A接口的功能;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四、计算题24分1．如图所示电机驱动系统,已知工作台的质量为m=50kg负载力为F1＝1000N,最大加速度为10m／s2’,丝杠直径为d＝20mm,导程t＝4mm,齿轮减速比为i=5,总效率为ŋ=30％,忽略丝杠惯量的影响,试计算电机的驱动力矩;2．已知某工作台采用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o．005mm忽略齿轮和丝杠的传动误差;1试采用高速端测量方法,确定旋转编码器的每转脉冲数‘2若将传感器与丝杠的端部直接相连,n;=500脉冲／转的旋转编码器是否合用;五、综合题16分已知电机驱动的三自由度位置控制系统,单个自由度的驱动系统如图所示,确定整系统的控制方案、画出控制系统原理图;至少提出两个方案答案及评分标准供参考一、填空每空2分,共20分1.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．控制软件硬件接口3．前小后大4．电源输入／输出接口5．灵敏度线性度二、简答题每题4分,共20分1．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．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．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．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．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1.10分解答：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2．10分解答：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;四、计算题24分1．12分解： 1计算负载力 4分负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成1高速端测量设传感器的每转脉冲数为,n,每个脉冲对应工作台的位移为满足题目要求;2低速端测量传感器直接与丝杠连接,与减速比无关可知”;＝500脉冲／转的编码器不合用;五、综合题16分解：可以使用工业PC机或者单片机完成系统的控制;具体可以有下三种方案：1工业PC机集中控制方案：用一台工业PC机对三个自由度实现集中控制,包括任务管理和三个自由度的伺服控制,系统原理图如下;2工业PC机、单片机分级控制方案：用一台工业PC机与三个单片机通信,对三个单片机实现管理,每个单片机负责一个自由度的伺服控制,控制系统原理图如下;3单片机、单片机分级控制方案：用一个单片机作为主单片机与三个从单片机通信,对三个从单片机实现管理,每个从单片机负责一个自由度的伺服控制,控制系统原理图如下;评分标准：正确回答出三种方案之中的任意两个即可得满分;机电一体化复习题一、名词解释1、机电一体化：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,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、柔性制造系统：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;3、传感器：传感器适机电一体化系统中不可缺少的组成部分,能把各种不同的非电量转换成电量,对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测,将其变成系统可识别的电信号,传递给控制单元;4、伺服电动机：伺服电动机又称控制电机,其起动停止、转速或转角随输入电压信号的大小及相位的改变而改变;输入的电压信号又称控制信号或控制电压,改变控制信号可以改变电动机的转速及转向,驱动工作机构完成所要求的各种动作;5、感应同步器: 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、人机接口：人机接口HMI是操作者与机电系统主要是控制微机之间进行信息交换的接口,主要完成输入和输出两方面的工作;7、PLC：可编程控制器Programmable Logical Controller简称PLC.是一种在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来,并逐渐发展成为以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置,广泛应用在各种生产机械和生产过程的自动控制中;8、变频器：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素以及过流/过压/过载保护等功能;9、通信协议：通信协议是指通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程,包括逻辑电平的定义、应用何种物理传输介质、数据帧的格式、通信站地址的确定、数据传输方式等;10、MPS系统：模块化生产加工系统Modular Production System简称MPS 系统,它是德国FESTO公司结合现代工业的特点研制开发的模拟自动化生产过程,集机械、电子、传感器、气动、通信为一体的高度集成的机电一体化装置;二、填空题1、电感式传感器是一种把微小位移变化量转变成电感变化量的位移传感器;2、光电编码器根据结构可分为增量式和绝对式;3、热电阻温度传感器的工作原理是基于金属的热电阻效应;4、热电偶温度传感器的工作原理是基于物体的热电效应;5、对伺服系统的技术要求是系统精度、稳定性、响应特性、工作频率;6、液压系统一般包括动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件四个部分;7、典型的气动驱动系统由气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件组成;8、机电控制系统的机械装置主要包括传动机构、导向机构和执行器三个部分;9、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：静态设计、动态设计;10、欠电流继电器利用其常开触点串接在被控线路中起欠流保护;11、过电流继电器利用其常闭触点串接在被控线路中起过流保护;12、接口的基本功能主要有数据格式转换、放大、通信联络;13、伺服系统的基本组成包括控制器、执行环节、检测装置、比较环节;14、工作接地分为一点接地、多点接地;15、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和民用机电一体化产品;16、典型的可编程控制器由编程器、微处理器、存储器、电源和输入／输出接口等部分构成;17、S7-200 PLC的控制程序通常由用户程序、数据块和参数组成;18、PLC根据数据传输方式分为并行和串行通信通信方式;19、PLC的串行通信接口有RS232C、RS485、RS422;20、S7-200的通信协议为PPI协议;21、交-直-交变频器的内部电路主要由整流电路、直流中间电路、逆变电路和控制电路组成;22、机电一体化系统常用的能源有电力源、液压源和气压源;三、简答题1. 机电一体化系统的基本构成要素有哪些答：一个较完整的机电一体化控制系统,包括以下几个基本要素：机械本体、动力源、传感装置、驱动执行机构、控制器等,各要素和环节之间通过接口相联系;2. 测试传感部分的作用答：测试传感部分的作用：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,传输到信息处理单元,经分析处理后产生控制信息;3. 传感器是如何分类的答：传感器的分类方法有如下几种：按用途、工作原理、变换原理、输出信号性质分类;4. 简述步进电动机驱动电路的组成;答：步进电动机的驱动电路由脉冲信号发生器、分频器、脉冲分配器和脉冲放大器组成;5. 简述直流伺服电机两种控制方式的特点;答：直流伺服电动机的控制方式主要有两种：一种是电枢电压控制,即在定子磁场不变的情况下,通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；另一种是励磁磁场控制,即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度,从而控制电动机的转速和输出转矩;采用电枢电压控制方式时,由于定子磁场保持不变,其电枢电流可以达到额定值,相应的输出转矩也可以达到额定值,因而这种方式又被称为恒转矩调速方式;而采用励磁磁场控制方式时,由于电动机在额定运行条件下磁场已接近饱和,因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速;由于电枢电流不允许超过额定值,因而随着磁场的减弱,电动机转速增加,但输出转矩下降,输出功率保持不变,所以这种方式又被称为恒功率调速方式;6. 为什么说接触器自锁线路具有欠压和失压的保护作用当失压和欠压时,接触器线圈的电磁吸引力消失或不足,接触器触点释放,断开控制线路,从而使电动机主电路断开;7. 简述PLC系统与继电器接触器控制系统的区别;。

机电一体化试题及答案汇总

机电一体化复习题 (2)机电一体化复习题参考答案 (6)机电一体化技术试题 (11)答案及评分标准 (14)机电一体化复习题 (18)—>名词解释 (18)二、填空题 (19)三、简答题 (20)四、选择题。

（无答案） (23)zfjL> 24《机电一体化技术》试卷（一） (27)《机电一体化技术》试卷（一）答案 (29)《机电一体化技术》试卷（二） (31)《机电一体化技术》试卷（二）答案 (34)《机电一体化技术》试卷（三） (37)《机电一体化技术》试卷（三）答案 (40)《机电一体化技术》试卷（四） (42)《机电一体化技术》试卷（四）答案 (44)《机电一体化技术》试卷（五） (47)《机电一体化技术》试卷（五）答案 (49)机电一体化系统设计试题 (53)一、填空题（每空1分，共20分） (53)二、简答题（每题5分，共30分） (53)三、计算题（共20分）（将本题答案写在答题纸上） (54)四、综合分析题（共30分） (54)机电一体化系统设计试题答案 (55)一、填空题（每空1分，共20分） (55)二、简答（每题5分，共30分） (55)三、计算题（共20分） (55)四、综合分析题（30分） (56)机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化2伺服控制3闭环控制系统4逆变器5 SPWM 6单片机7 I/O 接口 8 I/O 通道9串行通信10直接存储器存取（DMA ）二、判断题：1在计算机接口技术中I/O 通道就是I/O 接口。

（ X ）2滚珠丝杆不能自锁。

（V ）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。

（X ） 4异步通信是以字符为传输信息单位。

（V ）5同步通信常用于并行通信。

（X ）6无条件I/O 方式常用于中断控制中。

（X ）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（丁）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（V ）（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（J ）（4）温度误差是影响传动精度的因素（J ）三、单项选择题1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（B ）决定转角位移的一种伺服电动机。

工程力学(机电一体化技术)_习题集(含答案)

一、单选题1.工程力学材料力学部分的基本研究对象是（）A.刚体B.质点C.弹性变形体D.变形杆件2.工程力学静力学部分的基本研究对象是（）A.刚体B.质点C.弹性变形体D.变形杆件3.两个力大小相等、方向相反、作用在两个相互作用物体的一条直线上，这是（）。

A.二力平衡公理B.力偶的定义C.作用力和反作用力公理D.二力杆约束反力的特性4.两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体的一条直线上，这是（）。

A.二力平衡公理B.力偶的定义C.作用力和反作用力公理D.二力杆约束反力的特性5.两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体的两条直线上称为（）。

A.二力平衡公理B.力偶的定义C.作用力和反作用力公理D.二力杆约束反力的特性6.刚体上作用着三个力并且保持平衡，则这三个力的作用线一定满足（）。

A.共线B.共面C.共面且不平行D.共面且相交于同一点7.下列四图中矢量关系符合F4=F1+F2+F3的是图（）。

F1F2F4F3F1F2F4F3F1F2F4F3F1F2F4F3A B C D8.下列四图中矢量关系符合F2+F1=F4+F3的是图（）。

F1F2F4F3F1F2F4F3F1F2F4F3F1F2F4F3A B C D9.下列四图中矢量关系符合F3+F1=F4+F2的是图（）。

F1F2F4F3F1F2F4F3F1F2F4F3F1F2F4F3A B C D10.柔所约束的约束反力大小未知、作用点是柔索的联接点、方向在柔索的（）方向。

A.垂直B.平行C.牵拉D.倾斜11.柔所约束的约束反力大小未知、作用点是柔索的联接点、方向在柔索的（）方向。

A.垂直B.平行C.牵拉D.倾斜12.光滑铰链约束的约束反力大小和方向的特征是（）A.一个大小方向均未知B.两个大小未知C.两个大小未知方向已知D.一个未知13.光滑铰链约束的约束反力大小和方向均未知，受力分析中常将其表达为（）的力。

机电一体化系统习题答案

机电一体化系统习题答案第一章思考与练习题一一. 名词解释1.机电一体化机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。

二. 简答题1. 机电一体化系统的组成部分主要分为哪几种？答：机电一体化系统主要分为：机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、控制性处理单元以及接口等部分组成。

2. 接口技术的作用？答：是系统中各单元和环节之间进行物质、能量和信息交换的连接界面，是外设和数控装置之间的桥梁。

其功能为：变换、放大和传递。

第二章思考题1一．名词解释1. 误差：是对某一特定的物理量进行度量时，所测得数值与真值得差值。

2. 准确度：通常用来反映系统的测量值与真值的近似程度，反映了系统误差的大小；精密度：是从随机误差的角度来反映系统的测量值与真值的近似程度；精确度则是系统误差和随机误差的综合反映。

3. 传动精度：是指机械传动链单向传动时，其输入端与输出端瞬时传动比的实际值与理论值之差。

4. 装配精度：是是指不同零件或不见按照特定要求组装成具有一定功能的综合精度，包括零件或不见的相对位置精度、运动精度、接触精度。

5. 机床加工精度：是一项综合型精度指标，即指机床在加工工件时所能达到的精确度。

6. 机床定位精度：是指机床或仪器主要部件在运动终点所能达到的实际位置的精度。

(是一个具有综合性质的精度指标，其定位形式大致可分为手动定位、自动间歇定位和连续定位三种形式。

)二.简答题1.机械系统在机电一体化中的作用？答：机械系统在机电一体化中起着传递功率、支撑、连接、执行的功能。

2.机床精度与机床加工精度有什么不同？（判断）答：二者的概念之间有一定的区别，机床加工精度是指在加工时体现出来的精度，与机床设备本身使用的时间年限、加工时的切削力、环境温度等都有关系，而机床精度所描述的是机床的原始精度，不考虑上述这些情况。

4. 什么是六点定位原理？答：任何一个物体在三维空间中，相对三个互相垂直的坐标系OXYZ 来说，都有六个自由度，即沿X 、Y 、Z 三个坐标轴的移动，以z y x 、、表示，及绕着X 、Y 、Z 轴的转动，用z y、、x 表示，如图所示。

机电一体化复习题含答案

一、名词解释1、机电一体化：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,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、柔性制造系统：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;3、传感器：传感器适机电一体化系统中不可缺少的组成部分,能把各种不同的非电量转换成电量,对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测,将其变成系统可识别的电信号,传递给控制单元;4、伺服电动机：伺服电动机又称控制电机,其起动停止、转速或转角随输入电压信号的大小及相位的改变而改变;输入的电压信号又称控制信号或控制电压,改变控制信号可以改变电动机的转速及转向,驱动工作机构完成所要求的各种动作;5、感应同步器: 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、人机接口：人机接口HMI是操作者与机电系统主要是控制微机之间进行信息交换的接口,主要完成输入和输出两方面的工作;7、PLC：可编程控制器Programmable Logical Controller简称PLC.是一种在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来,并逐渐发展成为以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置,广泛应用在各种生产机械和生产过程的自动控制中;8、变频器：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素以及过流/过压/过载保护等功能;9、通信协议：通信协议是指通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程,包括逻辑电平的定义、应用何种物理传输介质、数据帧的格式、通信站地址的确定、数据传输方式等;10、MPS系统：模块化生产加工系统Modular Production System简称MPS系统,它是德国FESTO 公司结合现代工业的特点研制开发的模拟自动化生产过程,集机械、电子、传感器、气动、通信为一体的高度集成的机电一体化装置;二、填空题1、电感式传感器是一种把微小位移变化量转变成电感变化量的位移传感器;2、光电编码器根据结构可分为增量式和绝对式;3、热电阻温度传感器的工作原理是基于金属的热电阻效应;4、热电偶温度传感器的工作原理是基于物体的热电效应;5、对伺服系统的技术要求是系统精度、稳定性、响应特性、工作频率;6、液压系统一般包括动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件四个部分;7、典型的气动驱动系统由气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件组成;8、机电控制系统的机械装置主要包括传动机构、导向机构和执行器三个部分;9、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：静态设计、动态设计;10、欠电流继电器利用其常开触点串接在被控线路中起欠流保护;11、过电流继电器利用其常闭触点串接在被控线路中起过流保护;12、接口的基本功能主要有数据格式转换、放大、通信联络;13、伺服系统的基本组成包括控制器、执行环节、检测装置、比较环节;14、工作接地分为一点接地、多点接地;15、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和民用机电一体化产品;16、典型的可编程控制器由编程器、微处理器、存储器、电源和输入／输出接口等部分构成;17、S7-200 PLC的控制程序通常由用户程序、数据块和参数组成;18、PLC根据数据传输方式分为并行和串行通信通信方式;19、PLC的串行通信接口有RS232C、RS485、RS422;20、S7-200的通信协议为PPI协议;21、交-直-交变频器的内部电路主要由整流电路、直流中间电路、逆变电路和控制电路组成;22、机电一体化系统常用的能源有电力源、液压源和气压源;三、简答题1. 机电一体化系统的基本构成要素有哪些答：一个较完整的机电一体化控制系统,包括以下几个基本要素：机械本体、动力源、传感装置、驱动执行机构、控制器等,各要素和环节之间通过接口相联系;2. 测试传感部分的作用答：测试传感部分的作用：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,传输到信息处理单元,经分析处理后产生控制信息;3. 传感器是如何分类的答：传感器的分类方法有如下几种：按用途、工作原理、变换原理、输出信号性质分类;4. 简述步进电动机驱动电路的组成;答：步进电动机的驱动电路由脉冲信号发生器、分频器、脉冲分配器和脉冲放大器组成;5. 简述直流伺服电机两种控制方式的特点;答：直流伺服电动机的控制方式主要有两种：一种是电枢电压控制,即在定子磁场不变的情况下,通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；另一种是励磁磁场控制,即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度,从而控制电动机的转速和输出转矩;采用电枢电压控制方式时,由于定子磁场保持不变,其电枢电流可以达到额定值,相应的输出转矩也可以达到额定值,因而这种方式又被称为恒转矩调速方式;而采用励磁磁场控制方式时,由于电动机在额定运行条件下磁场已接近饱和,因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速;由于电枢电流不允许超过额定值,因而随着磁场的减弱,电动机转速增加,但输出转矩下降,输出功率保持不变,所以这种方式又被称为恒功率调速方式;6. 为什么说接触器自锁线路具有欠压和失压的保护作用当失压和欠压时,接触器线圈的电磁吸引力消失或不足,接触器触点释放,断开控制线路,从而使电动机主电路断开;7. 简述PLC系统与继电器接触器控制系统的区别;答：1控制方式：继电器控制系统的控制是采用硬件接线实现的,是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑,只能完成既定的逻辑控制;PLC控制系统采用存储逻辑,其控制逻辑是以程序方式存储在内存中,要改变控制逻辑,只需改变程序即可,称软接线;2工作方式：继电器控制系统采用并行的工作方式,PLC控制系统采用串行工作方式;3控制速度：继电器控制系统控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低,毫秒级,机械触点有抖动现象;PLC控制系统是由程序指令控制半导体电路来实现控制,速度快,微秒级,严格同步,无抖动;4定时与计数控制：继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制,而时间继电器定时精度不高,受环境影响大,调整时间困难;继电器控制系统不具备计数功能;PLC控制系统用半导体集成电路作定时器,时钟脉冲由晶体振荡器产生,精度高,调整时间方便,不受环境影响;另外PLC系统具备计数功能;5可靠性和维护性：继电器控制系统可靠性较差,线路复杂,维护工作量大,PLC控制系统可靠性较高,外部线路简单,维护工作量小;8. PLC交流开关量输入模块和直流开关量输入模块分别适用什么场合答：由于交流输入模块电路中增加了限流、滤波和整流三个环节,因此,输入信号的延迟时间要比直流输入电路的要长,但由于其输入端是高电压,因此输入信号的可靠性要比直流输入电路要高;一般来说,交流输入方式用于有油雾、粉尘等恶劣环境,对系统响应要求不高的场合,而直流输入模块用于环境较好,电磁干扰轻,对系统响应要求较高的场合;9. PLC开关量输出模块有哪几种类型各能驱动何种负载答：PLC的输出模块有三种：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出;继电器输出型既可用于交流输出,也用于直流输出;晶体管输出型用于直流输出;双向晶闸管输出型用于控制外部交流负载10. PWM脉宽调速原理;答：PWM是英文Pulse Width Modulation脉冲宽度调制缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式;11. 控制系统接地的目的;答：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;12. 机电一体化系统设计的指标主要包括哪些方面答：主要包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益;13．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;14．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;15．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;16．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;17. 机电一体化产品对机械传动系统有哪些要求答：机电一体化系统对机械传动系统的要求有：精度；稳定性；快速响应性；还应满足小型、轻量、高速、低冲击振动、低噪声和高可靠性;18. S7-200 PLC有哪些硬件资源,如何对他们寻址答：S7-200 PLC的硬件资源包括输入输出映像寄存器区I/Q、标志位存储器区M、特殊标志位存储器区SM、定时器存储器区T、计数器存储器区C、顺序控制标志位区S、变量存储器区V、局部存储器区L、累加器AC/高速计数器HC、模拟量输入输出寄存器AI/AQ等,S7-200 PLC的寻址方式有立即数寻址、直接寻址和间接寻址三大类;四、选择题;1.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2.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3.某4极交流感应电动机,电源频率为50Hz,当转差率为时,其转速为r/min r/minr/min r/min4.计算步进电动机转速的公式为A. C. D. 180°-5.图示利用继电器触点实现的逻辑函数为A.A+· +B · + ·BC.A+B · +·B+· 6. Mechatronics 是两个不同学科领域名称的组合,这两个不同的学科是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7. 计算机集成制造系统包括A ．CAD 、CAPP 、CAMB ．FMSC ．计算机辅助生产管理D ．A 、B 和C8. 直流伺服电动机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为其A ．转速特性B ．调节特性C ．工作特性D ．机械特性9. 步进电机在转子齿数不变的条件下,若拍数变成原来的2倍,则步距角为原来的A ．倍B ．2倍C ．倍D ．不变10. 感应同步器可用于检测A ．位置B ．加速度C ．速度D ．位移11. “机电一体化”在国外被称为A ．MachineB ．ElectronicsC ．MechatronicsD ．A 和B12. 机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是A ．提供动力B ．传递运动C ．传递动力D ．A 、B 和C13. 在交流伺服电机中,控制绕组与励磁绕组在空间相差的电角度是A ．60°B ．45°C ．0°D ． 90°14. 光栅式位移传感器的栅距W 、莫尔条纹的间距B 和倾斜角θ之间的关系为A ．θWB ≈ B ．θW B >C ．θW B <D ．θWB 5.1≈ 15. 差分变压器传感器属于A ．涡流式B ．自感型C ．互感型D ．可变磁阻式16. 在自动控制系统中,伺服电机通常用于控制系统的A ．开环控制B ．C 和D C ．全闭环控制 D ．半闭环控制五、应用题1.采用PLC 设计二台电动机A 、B 工作的系统;1 按钮X1为A 电动机起动,按钮X2为A 电动机停止输出Y1；2 按钮X3为B 电动机起动,按钮X4为B 电动机停止输出Y2；3 只有A 电动机在工作中,B 电动机才能工作;要求：画出梯形图,写出助记符指令程序;答：1梯形图：2助记符指令程序：STR X1OR Y1AND NOT X2OUT Y1STR X3OR Y2AND NOT X4AND Y1OUT Y22、下图为小车送料过程示意图;现采用可编程控制器控制,写出小车PLC 控制的梯形图;小车的送料过程为：当小车处于左限位开关ST1处时,按下启动按钮,小车向右运行；碰到右限位开关ST2后,小车开始装料,装料时间为15秒；然后小车向左运行,碰到左限位开关ST1后,小车开始卸料,卸料时间为10秒；至此完成一次动作;任何时候压下停止按钮,小车将停止动作;根据上述描述写出用PLC控制的梯形图;按下启动按钮后, L2、L4、L6、L8亮,1秒后灭；接着L3、L5、L7、L9亮,1秒后灭；再接着L2、L4、L6、L8亮,1秒后灭,如此循环下去;根据上述描述写出用PLC控制的梯形图;输入/输出点的分配。

《机电一体化系统设计》练习题参考答案

《机电一体化系统设计》练习题参考答案一、填空题1. 开发性设计、适应性设计、变参数设计2. 转子惯量3. 滤波、电平变换、光电隔离、功率驱动4. 固有频率二、判断题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案√√√×√√√√××三、问答题1.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。

2.答：对控制及信息处理单元的基本要求：提高信息处理速度和可靠性，增强抗干扰能力，完善系统自诊断功能，实现信息处理智能化和小型化，轻量，标准化等。

3.答：减小机械系统的传动误差可采用的结构措施有：适当提高零部件本身的精度；合理设计传动链，减小零部件制造、装配误差对传动精度的影响；采用消隙机构，以减小或消除回程误差。

4.答：脉宽调制放大器是直流伺服电机常用的晶体管驱动电路。

利用大功率晶体管的开关作用，将直流电源电压转换成一定频率的方波电压，施加于直流电机的电枢，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，使电机的转速得到调节。

5.答：机电一体化系统对机械传动系统的要求有：精度；稳定性；快速响应性；还应满足小型、轻量、高速、低冲击振动、低噪声和高可靠性。

6.答：机电一体化系统对机械传动系统的要求有：精度；稳定性；快速响应性；还应满足小型、轻量、高速、低冲击振动、低噪声和高可靠性。

四、分析题1．如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=60Kg，负载力为NF,最大加速度为1200=l10m/s2，丝杠直径为d=16mm，导程t=4mm，齿轮减速比为i=5，总效率为%η，忽略丝杠惯量40=的影响，试计算电机的驱动力矩。

解：（1）计算负载力负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成2 外负载力 N F l 1200=惯性负载力m FN am F m 6001060=⨯=⋅=（2）电机上的负载力矩为NmF F t i T m l m 57.04.01)6001200(2104511)(213=⋅+⋅⨯⋅=⋅+⋅⋅=-πηπ 2. 解：（1）计算负载力负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成外负载力 N F l1000=惯性负载力m F N am F m 5001050=⨯=⋅=（2）电机上的负载力矩为NmF F t i T m l m 63.03.01)5001000(2104511)(213=⋅+⋅⨯⋅=⋅+⋅⋅=-πηπ。

机电一体化试题及答案汇总

目录机电一体化复习题 (2)机电一体化复习题参考答案 (7)机电一体化技术试题 (13)答案及评分标准 (17)机电一体化复习题 (21)一、名词解释 (22)二、填空题 (23)三、简答题 (24)四、选择题。

（无答案） (27)五、应用题 (30)《机电一体化技术》试卷（一） (32)《机电一体化技术》试卷(一)答案 (35)《机电一体化技术》试卷(二) (38)《机电一体化技术》试卷(二) 答案 (41)《机电一体化技术》试卷(三) (45)《机电一体化技术》试卷(三)答案 (49)《机电一体化技术》试卷(四) (52)《机电一体化技术》试卷(四) 答案 (54)《机电一体化技术》试卷(五) (58)《机电一体化技术》试卷(五) 答案 (60)机电一体化系统设计试题 (66)一、填空题（每空1分，共20分） (66)二、简答题（每题5分，共30分） (66)三、计算题（共20分）（将本题答案写在答题纸上） (67)四、综合分析题（共30分） (67)机电一体化系统设计试题答案 (68)一、填空题（每空1分，共20分） (68)二、简答（每题5分，共30分） (68)三、计算题（共20分） (69)四、综合分析题（30分） (69)机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O 接口8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取（DMA）二、判断题：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、单项选择题1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ）决定转角位移的一种伺服电动机。

机电一体化技术综合习题

综合练习(一)一、名词说明(每题4分，共20分)1. 机电一体化2. 传感器3. 伺服操纵系统4. 靠得住性5. 动态误差二、填空题（每题1分，共20分)1. 机电一体化系统，设计指标和评判标准应包括________，________，________ ，_______。

2.伺服系统中，通常采纳原那么选择总传动比，以提高伺服系统的。

3．机身结构设计中，肋板的布置形式可分为、和三种。

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，那么莫尔条纹的宽度是_________。

5．柔性制造系统可分为四个系统，别离为、、和。

6．从电路上隔离干扰的三种经常使用方式是: 隔离，隔离，隔离。

7．工作接地分为_______________、______________。

8．某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，那么转差率为____________。

三、选择题（每题2分，共20分）1. STD总线是一个通用工业操纵的多少位微型机总线? ( )A. 4位B. 8位C. 16位D. 32位2. 加速度传感器的大体力学模型是( )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. 在必然级数内有关D. 在必然级数内无关4. A/D转换接口属于( )。

A. 人机接口B. 检测通道C. 操纵通道D. 系统间通道5．伺服操纵系统一样包括操纵器、被控对象、执行环节、比较环节和（）等个五部份。

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操纵系统称( )A.顺序操纵系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机械人7．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械人属于( )。

机电一体化复习题(附答案)

机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化2伺服控制3闭环控制系统4逆变器5SPWM6单片机7I/O接口8I/O通道9串行通信10直接存储器存取（DMA）二、判断题：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、单项选择题1.步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（B）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（B）。

A.1<s<2B.0<s1C.-1<s<1D.-1<s<03.PWM指的是（C）。

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（B）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（A）方法实现。

A.插补B.切割C.画线D.自动四、填空题1.在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。

2.微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。

3.在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度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电磁式液压式气压式和其它等四大类型。

机电一体化技术专业机电一体化试题及答案

一.单选题（共29题,40.6分）1、“机电一体化”这一名词产生于20世纪，其产生的年代为（）A70年代B50年代C40年代D80年代参考答案：A2、某伺服电动机最高转速为1200r/min，通过丝杠螺母传动带动机床进给运动，丝杠螺距为6mm，最大进给速率可达（）A72m/minB7.2m/minC5m/minD3.6m/min参考答案：B3、齿轮传动的总等效惯量随传动级数的（）A增加而减小B增加而增加C减小而减小D变化而不变参考答案：A4、某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角q=0.001弧度，则莫尔条纹的宽度是（）A100mmB20mmC10mmD0.1mm参考答案：C5、直流伺服电动机的理想空载转速为（）ABCD参考答案：A6、谐波齿轮传动中的柔轮相当于行星轮系中的（）A中心轮B行星轮C系杆DB和C参考答案：B7、MCS—51的每个机器周期包含状态周期数为（）A12B24C10D6参考答案：D8、滚珠丝杠副的基本导程指丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的（）A径向位移B轴向位移C螺旋线长度D坐标值参考答案：B9、在同步齿型带传动中，节线的长度在工作过程中（）A不变B变长C变短D几乎不变参考答案：A10、Mechatronics是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是（）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机械学与计算机参考答案：B11、在可编程控制器的编程中，同一继电器线圈在梯形图中出现的次数最多为（）A2B1C3D4参考答案：B12、差动变压器式电感传感器属于（）A涡流式B自感型C互感型D可变磁阻式参考答案：C13、直流伺服电动机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为其（）A转速特性B调节特性C工作特性D机械特性参考答案：B14、若以电机轴的转角为输入量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为()环节。

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成反比的直流电压参考答案：C15、下列属于变磁阻电动机的是（）A直流电动机B交流感应电动机C步进电动机D永磁同步电动机参考答案：C16、若直流测速发电机的负载电阻趋于无穷大，则输出电压与转速（）A成反比B成正比C成平方关系D成指数关系参考答案：B17、某步进电动机有48个齿，采用五相五拍方式运行，其步距角为（）ABCD参考答案：B18、光栅式位移传感器的栅距W、莫尔条纹的间距B和倾斜角θ之间的关系为（）ABCD参考答案：A19、在交流伺服电机中，控制绕组与励磁绕组在空间相差的电角度是（）A60°B45°C0°D90°参考答案：D20、在两级齿轮传动中，若传动比的分配方案是，则其遵循的原则是（）A重量最轻B等效转动惯量最小C输出轴转角误差最小D加速度响应最快参考答案：A21、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机械特性B调节特性C力矩特性D转速特性参考答案：A22、步进电机一般用于（）控制系统中。

机电一体化技术参考答案

课后练习0 参考答案0-1．什么是机电一体化？答：“机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”，它是取Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子学）的后半部分拼合而成。

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。

机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，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、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。

0-2．试分析机电一体化技术的组成及相关关系。

答：机电一体化是多学科技术的综合应用，是技术密集型的系统工程。

这些技术主要体现在以下六个方面：1）精密机械技术（基础）；2）检测传感技术（感官）关键技术；3）信息处理技术（计算机）；4）自动控制技术（最佳化）；5）伺服传动技术（传动，分液压和电气）；6）系统总体技术（整体）等。

机电一体化实际上是机、电、液、气、光、磁一体化的统称。

0-3．试简述机电一体化系统的设计方法。

答：（1）取代法取代法就是用电气控制取代原系统中的机械控制机构。

该方法是改造旧产品、开发新产品或对原系统进行技术改造常用的方法，也是改造传统机械产品的常用方法。

（2）整体设计法整体设计法主要用于新产品的开发设计。

在设计时完全从系统的整体目标出发，考虑各子系统的设计。

（3）组合法组合法就是选用各种标准功能模块组合设计成机电一体化系统。

0-4．机电一体化系统中的接口的作用。

答：接口主要完成电平转换、信号隔离、放大、滤波、速度匹配等。

0-5．试分析机电一体化技术在打印机中的应用。

答：打印机是典型的机电光一体化产品，机械、电子、光学、材料等领域的新技术大量地应用在打印机产品中，并推动打印机向自动化、人性化、多样化及更好地满足用户多种需求的方向发展。

机电一体化复习题(附答案)

机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取（DMA）二、判断题：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。

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的围为（B）。

A.1<s<2B.0<s 1C.-1<s<1D.-1<s<03.PWM指的是（C）。

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（ B ）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（ A ）方法实现。

A.插补B.切割C.画线D.自动四、填空题1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。

2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。

3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。

机电一体化复习题(附答案)分析

机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取（DMA）二、判断题：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。

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（B）。

A.1<s<2B.0<s 1C.-1<s<1D.-1<s<03.PWM指的是（C）。

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（ B ）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（ A ）方法实现。

A.插补B.切割C.画线D.自动四、填空题1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。

2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。

3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。

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1-16.什么是机电互补法、融合法、组合法？ .................................................................. 1
机电一体化技术第2 章习题-参考答案 ................................................................................. 2
目录
机电一体化技术第1 章习题-参考答案 ................................................................................. 1
1-1 试说明较为人们接受的机电一体化的含义。 ............................................................ 1
5-5 简述多输入多输出系统的静力学方程。 .................................................................. 11
5-6 简述两自由度机器人逆动力学方程。 ...................................................................... 12
简述步进电机三相单三拍的工作原理？ .......................................................................... 6
3-11 简述步进电机步距角大小的计算方法？ ................................................................. 7
2-19.设有一谐波齿轮减速器,其减速比为100，柔轮齿数为100.当刚轮固定时,试求该
谐波减速器的刚轮齿数及输出轴的转动方向(与输入轴的转向相比较) ......................... 3
2-20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些? ................................................................ 3
融合法它是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（子系统），其要
素之间机电参数的有机匹配比较充分。
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
4-20 试说明检测传感器的微机接口基本方式。 .............................................................. 9
机电一体化技术第5 章参考答案 ........................................................................................ 11
2－16 各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？ ............... 2
2－17 已知：4 级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为Δφ1=Δφ2=Δφ3=…=0.005 rad,各
级减速比相同，即?1=?2=…=?4=1.5。求：该传动系统的最大转角误差Δφmax; 为缩小
2-10 现有一双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程λ0=6mm、一端的齿轮齿
数为100、另一端的齿轮齿数为98，当其一端的外齿轮相对另一端的外齿轮转过2
个齿时，试问：两个螺母之间相对移动了多大距离？ ................................................... 2
1-8.工业三大要素指的是什么？ ........................................................................................ 1
1-12.机电一体化系统的接口功能有哪两种？ .................................................................. 1
7-5.简述机电一体化系比例-
积分环节(PI)和比例-积分-微分调节(PID)各有何优缺点？ ............................................. 14
7-8 何谓机电一体化系统的“可靠性”？ ...................................................................... 17
2-2 机电一体化系统传动机构的作用是什么？ ................................................................ 2
2-3 机电一体化系统（产品）对传动机构的基本要求是什么？ ..................................... 2
3-12 简述三相步进电机的环形分配方式？ ............................................................... 7
简述步进电机驱动电源的功率放大电路原理. ................................................................. 7
Δφmax，应采取何种措施？ ............................................................................................... 2
2－18 谐波齿轮传动有何特点？传动比的计算方法是什么？ ....................................... 3
答：物质、能量、信息。
1-12.机电一体化系统的接口功能有哪两种？
答：一种是变换、调整;
另一种是输入/输出。
1-16.什么是机电互补法、融合法、组合法？
答：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。
4-3、在设计微机控制系统中首先会遇到的问题是什么？ ............................................. 9
4-17 试说明光电耦合器的光电隔离原理。 ...................................................................... 9
5-2 简述采样定理？ ......................................................................................................... 11
5-3 简述数字控制系统A/D 转换过程。 .......................................................................... 11
3-6 简述PWM 直流驱动调速，换向的工作原理。 ......................................................... 6
步进电机具有哪些特点？ .................................................................................................. 6
1-4 何谓机电一体化技术革命？ ........................................................................................ 1
1-7.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
2-25.轴系部件设计的基本要求有哪些？ .......................................................................... 4
机电一体化技术第3 章参考答案 .......................................................................................... 5
机电一体化技术第7 章参考答案 ........................................................................................ 13
7-3 机电一体化系统中的典型负载有哪些？说明以下公式的含义： ........................... 13
3-1 简述机电一体化系统执行元件的分类及特点。 ........................................................ 5
II
3-2 机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么？ .................................................... 5
3-3 简述控制用电动机的功率密度及比功率的定义。 .................................................... 5
3—5 直流伺服电机控制方式的基本形式是什么？ .......................................................... 5
1
机电一体化技术第1 章习题-参考答案
1-1 试说明较为人们接受的机电一体化的含义。