机电一体化复习整理(东大)
机电一体化重点及复习资料
1. 机电一体化的定义。
机电一体化技术是从系统工程观点出发，应用机械、电子、信息等有关技术，对它们进行有机的组织和综合，实现系统整体的最佳化。
2. 简述机电一体化系统的组成及各组成部分的功能。
机电一体化系统的组成：A机械本体、B动力单元、C传感检测单元、D执行单元、E驱动单元、F控制及信息处理单元这六部分组成。
各成分的功能如下：1、机械本体：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（装配连接）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的控制要求，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：对系统运行过程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，传输到信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。
4、执行单元：根据控制信息和指令在驱动单元的驱动下完成所要求的动作。
5、驱动单元：在控制信息作用下，在动力单元的支持下，驱动各种执行机构（执行单元）完成各种动作和功能。
6、控制及信息处理单元：将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、存储、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，通过输出接口送往驱动单元和执行机构，控制整个系统有目的地运行。
3. 机电一体化系统有哪些设计方法？分别举例。
机电一体化系统有以下三种设计方法：A.取代法，如用电气调速系统取代机械式变速机构等；B.整体设计法，如某些激光打印机的激光扫描镜；C.组合法，如设计数控机床时使各个单元有机组合融为一体。
4. 转动惯量、刚度、阻尼的折算公式。
另附资料。
5. 传动链精度对开环伺服系统、闭环伺服系统精度的影响。
开环伺服系统中，传动链的传动精度不仅取决于组成系统的单个传动件的精度，还取决于传动链的系统精度。
闭环伺服系统中的传动链，虽然对单个传动件的精度要求可以降低，但对系统精度仍有相当高的要求，以免在控制时因误差随机性太大不能补偿。
6. 举例说明缩短传动链的三种方式。
机电一体化复习资料整理总结
第一章1、机电一体化系统的构成要素与功能特征五大功能构成要素：机械系统（机构）、信息处理系统（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（如电动机)五个子系统组成。
·2、机电一体化系统（产品）设计的考虑方法：1) 机电互补法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。
例如：用PLC或计算机取代机械式的变速器、凸轮机构、离合器等。
可简化机械结构、提高性能。
2) 结合(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。
例如：将电机的转子轴作为扫描镜的转轴。
3) 组合法它是将结合法制成的功能部件(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。
3、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产品或系统。
2)适应性设计它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，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。
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要求。
第二章1.机电一体化的机械系统与一般机械系统相比，具有一定的特殊要求：（1）较高的定位精度。
（2）良好的动态响应特性。
——响应快、稳定性好。
（3）无间隙、低摩擦、低惯量、大刚度。
（4）高的谐振频率、合理的阻尼比。
2.滚珠丝杠副特点具有传动阻力小；传动效率高（92%~98%）；轴向刚度高；传动平稳；传动精度高；不易磨损、使用寿命长等优点；缺点:但不能自锁；因而用于高精度传动和升降传动时，需制动定位装置。
3.消除和减小丝杠轴向间隙的主要方法：双螺母螺纹预紧调整特点：结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中调整方便; 但不能精确定量调整。
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。
东北大学机电一体化
机电一体化复习题试题一一、简答题1.一个机电一体化系统通常由哪几部分组成？一个机电一体化系统通常由传感检测系统、驱动与执行系统、性能分析系统、控制系统和微处理器系统组成。
2.灵敏度定义是什么？灵敏度(Sensitivity)是指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所致的响应量变化程度，它可以用仪器的响应量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。
3.机电一体化系统中常见的驱动和执行机构有哪些？4.试列出3种能用来测位移传感器或元器件。
5.传感器的定义是什么？二、填空题1.某PLC选用了转换位数为10位的A/D转换模块，对应测量0~10V的电压。
当A/D转换值为512时，此时的被测电压值为____________。
2.传感器的迟滞的定义为________________________。
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_______。
4.三相异步电机常用的调速方法有_____________、______________和_____________，其中____________的调速性能最好。
5.变频器通过改变_________改变电机的转速；步进电机驱动器通过改变_______改变电机的转速。
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.某热敏电阻的参数表上给出：-10欧姆/度，最小温度变化量0.1度；第一个参数代表______，第二个参数代表______。
8.若需要PLC能够采集与输出模拟信号，则PLC应具有____________与_________转换模块。
9.PLC主要由___________、____________、___________、电源及外接编程器组成。
10.某PLC具有Profibus总线接口与工业以太网接口，该PLC可以通过________接入远程A/D转换模块，可以通过______________WinCC的上位机通讯。
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(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。
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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、机电一体化FI的捉高机械系统的附加价值（多功能，高效率，高可靠忡，省材料省能源）附加价值是机电一体化系统的综合评价指标。
3、机电一体化发展条件：短期或中期普遍需要，具有JuL著的经济效益，具备或经过短期努力能具备必须的物质技术基础。
4、五个子系统：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。
5、从自发状况想自为方向发展。
6、接U的分类：1）变换、调整：零接口、无源接口、冇源接U、智能接U。
2）输入、输出：机械接口、物理接U、信息接口、环境接U。
7、1）机电互补法：利用通用或专川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：各组成要素冇机结合为一体构成专用或通用的功能部件。
3）组合法：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。
8、机电一体化系统的功能：变换、传递、存储。
工业三大要素：物质、能虽、信息。
9、接U的性能决定丫机电一体化系统的性能。
10、机械部分具备要求：低摩擦、无间隙、低惯景、高刚度、高的消振频率、适当的阻尼比、高的定位精度。
措施：低摩擦、短传动链、最侏传动比、反叫死区小、高刚性。
11、传动机构的作用：传递转矩与转速。
使执行元件与负载之间在转矩与转速得到最佳匹配。
传动机构的要求：精密化、高速化、小型轻景化；转动间隙小，精度高，体积小，重景轻，运动平稳，传动转矩大。
12＞滑动丝杠：结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁；摩擦阻力距大，传动效率低。
13、滚动丝杠：摩擦阻力距小，传动效率高，轴昀刚度高，运动平稳，传动精度高，不易磨损，使川寿命长；结构父杂，制造成木高，不能自锁，具行运动吋逆性，便于消除轴向间隙。
14、滚珠丝杠副按螺纹滚道截囬形状分为单圆弧和双圆弧两类，按滚珠的循环方式分为内循环：滚珠循环过程屮始终与丝杠表血仅持接触，滚珠循环M路短，流畅性好，效率高，螺母的径向尺寸较小，但反向器加工困难，装配调整也不方便。
机电一体化重点复习版
一、机电一体化基本概念：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，相互结合的过程中，逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科。
机电一体化技术的定义：机械工程和电子工程相结合的技术，以及应用这些技术的机械电子装置。
二、（1）机电一体化的基本组成要素：机械本体，动力与驱动部分，执行机构，传感测试部分，控制及信息处理部分。
将这些部分归纳为结构组成要素，动力组成要素，运动组成要素，感知组成要素，智能组成要素。
（2）四个发展方向：高性能，智能化，系统化以及轻量，微型化方向发展三、（2）转动惯量随级数的增加而减少四、等效力矩的计算：P35 式2-21 （2）加速力矩计算公司：2-11五、滚珠丝杠预紧的目的是消除间隙，增大刚度。
六、不同微动机构的频率响应特性不同，最高的是磁伸缩材料。
七、存储器的种类与接口：对存储容量较小的系统，采用双极性RAM，需要调试和经常修改的程序，采用EOROM(紫外线擦除)或EEPPROM(电擦除)/接口电路设计时注意的问题1、电源分布2、时钟线路的具体布置3、MOS器件的使用。
八、光电耦合的工作原理及作用：分类：三极管型、单向可控硅型、双向可控硅型。
原理是相同的，即都是通过电-光-电这种信号转换，利用光信号的传送不受电磁场的干扰而完成隔离功能的。
典型的光电耦合隔离电路有数字传递与数字量反向传递两种。
作用：利用光耦隔离器的开关特性（可传送数字信号而隔离电磁干扰，简称对数字信号进行隔离，用来传递信号而有效地隔离电磁场的电干扰。
满足计算机控制系统需要九、常见功率输出驱动器件特点及应用场合。
（1）三极管驱动电路:低压情况下的小电流开关量，十几几十用普通，几百的克林顿（2）继电器驱动电路外界交流或直流的高电压、大电流设备（3）晶闸管驱动电路交直流电机调速系统、调功系统、随动系统中（4）固态继电器驱动电路计算机控制系统中十ADC0809转换芯片与单片机的连接方法，完成一次转换需要100us;放大电路以及分辨率的计算公式；（P82-85）。
东北大学《机电一体化系统设计》期末考试必备真题集(含答案)21
机电一化系统设计一、判断题1．与工控机不同的是，商用计算机不支持远距离的信号采集或与现场的通信与控制。
2．计算机处理后的输出信号是以数字量形式输出，还必须转换成现场需要的控制量，才能实现控制功能。
3．串行接口总线一般为单向传送总线，信号从处理器（CPU）发出，送往总线上所连各部件。
4．可编程序控制器PLC虽然也是计算机，但不适合运算量很大的数据处理操作。
5．PLC在程序执行过程中，如遇到某种干扰使扫描失控或进入死循环，须及时复位或重新上电才能使系统转入正常运行。
6．三菱PLC程序的运行是按梯形图语言的行依次从左至右，从上到下顺序执行。
7．由于单片机8031内部没有程序存储器，即便采用备用电池也不能不经扩展就独立作为控制器使用。
8．MOV R3,R19．MCS-51系列单片机的每个机器周期含12个时钟周期。
10．传感器输出信号形式均为模拟信号，必须经过A/D转换才能送入计算机进行处理。
11．只有当传感器的输入量为常量时，其输入与输出之间的关系称为静态特性。
12．要改变步进电动机的旋转方向，可以将电动机的电源反接。
F13．只要改变交流电机的供电频率，即可改变交流电机的转速。
14．一般说来，齿轮传动系统的级数越多，转动惯量就越小，运转就越灵活。
15．滚珠丝杠螺母副传动效率高、平稳、精度高和便于消除传动间隙，但是它不能自锁，因此不能用于升降传动。
F二、选择题1．机电一体化通常由五大要素构成，即③、传感器、机械结构、执行元件和计算机系统。
①机器人；②电动机；③动力源；④接口单元2．工业控制机与通用计算机的重要区别之一是：工控机采用④底板结构。
①大母板；②带固定压条；③减振；④无源多槽3．PLC的扩展模块与扩展单元不同之处是：②由基本单元提供。
①通讯线；②电源；③控制指令；④公共端4．PLC的开关量输入通道加入了，可以有效的防止了干扰信号的进入。
① R-C滤波器；②光电耦合器；③电磁屏蔽；④冗余系统5．三菱电机FX2N系列PLC每个点允许通过的最大电流为④（250VAC/DC24V）。
机电一体化基础知识考试复习总结复习课程[参考]
![机电一体化基础知识考试复习总结复习课程[参考]](https://img.taocdn.com/s3/m/528f5b5cce84b9d528ea81c758f5f61fb73628fe.png)
机电一体化基础知识考试复习总结第一章绪论●机电一体化是指机械装置和电子设备适当地组合起来，构成机械产品或机电一体与机信一体的新趋势。
●机电一体化是把机械学和电子学有机地结合起来，提供更加优越技术的一种技术。
●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。
机电一体化的目的是使产品具有多功能、高效率、高智能、高可靠性，同时又能节省材料、省能源，使产品向轻、薄、细、小、巧的方向发展，以不断满足人们生活的多样化要求和生产的省力化，自动化需求。
机电一体化基本结构要素：1．机械本体包括机身、框架机械联接等在内的产品支持结构属于基础部分，实现产品的构造功能。
2．动力源向系统提供能量，并将输入的能量转换成需要的形式，实现动力功能。
3．检测与传感装置包括各种传感器及其信号检测路，用于对产品运行时的内部状态和外部环境进行检测，提供运行控制所需的各种信息，实现计测功能。
4．控制与信息处理装置主要是指由计算机及其相应硬、软件所构成的控制系统。
5．执行机构包括机械传动与操作机构，在控制信息作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。
是机电一体化产品中最重要的组成要素之一。
机电一体化产品可划分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
1．功能附加型产品：主要特征是在原有机械产品基础上，采用微电子技术，使产品功能增加和增强，性能得到适当的提高。
经济型数控机床、电子秤、数显量具、全自动洗衣机等都属于这一类机电一体化产品。
2．功能替代型产品：主要特征是采用电子技术及装置取代原产品中的机械控制功能、信息处理功能或主功能，使产品结构简化，性能提高。
柔性增加，如电子缝纫机、自动照相机等用微电于装置取代了原来复杂的机械控制机构；线切割加工机床、激光手术器等则用因微电子技术的应用而产生的新功能，取代了原来机械的主功能。
3．机电融合型产品：主要特征是根据产品的功能和性能要求及技术规范，采用专门设计的或具有特定用途的集成电路来实现产品中的控制和信息处理等功能，因而使产品结构更加紧凑、设计更灵活、成本进一步降低。
东北大学“机电一体化技术”《数控机床与编程》23秋期末试题库含答案
东北大学“机电一体化技术”《数控机床与编程》23秋期末试题库含答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.脉冲分配器是()A.产生脉冲信号的功能元件B.进行插补运算的功能元件C.制脉冲按规定的通电方式分配脉冲的功能元件D.功放电路2.数控系统的报警大体可以分为操作报警、程序错误报警、驱动报警及系统错误报警，某个程序在运行过程中出现“圆弧端点错误”，这属于()。
A.程序错误报警B.操作报警C.驱动报警D.系统错误报警3.用光栅位置传感器测量机床位移，若光栅栅距为0.01mm，莫尔条纹移动数为100个，若不采用细分技术则机床位移量为()A.0.1mmB.1mmC.10mmD.100mm4.数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能将它们放在同一程序段中。
()A.正确B.错误5.MDI方式是指()方式。
A.自动加工B.手动输入C.空运行D.单段运行6.数控三坐标测量机床也是一种数控机床( )。
A、错误B、正确正确答案：B7.软件插补的优点是速度快、精度高。
()A.正确B.错误8.在数控机床的闭环控制系统中，其检测环节具有两个作用，一个是检测出被测信号的大小，另一个作用是把被测信号转换成可与()进行比较的物理量，从而构成反馈通道。
A.指令信号B.反馈信号C.偏差信号D.脉冲信号9.下面()不是滚动导轨的缺点。
A.动、静摩擦系数很接近B.结构复杂C.对脏物较敏感D.成本较高10.11.G17G03I-30.0F100.执行此单节将产生一全圆( )。
A、错误B、正确正确答案：B12.设H01=6mm，则G91G43G01Z-15.0;执行后的实际移动量为( )。
A、9mmB、21mmC、15mmD、18mm正确答案：B13.在数控机床的闭环控制系统中，其检测环节具有两个作用，一个是检测出被测信号的大小，另一个作用是把被测信号转换成可与( )进行比较的物理量，从而构成反馈通道。
A、指令信号B、反馈信号C、偏差信号D、脉冲信号14.数控机床的回零操作是指回到( )。
东北大学22春“机电一体化技术”《机械设计基础》期末考试高频考点版(带答案)试卷号4
东北大学22春“机电一体化技术”《机械设计基础》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.蜗杆传动的主平面是指通过蜗轮轴线并垂直于蜗杆轴线的平面。
()A.正确B.错误参考答案：B2.在受轴向变载荷作用的紧螺栓连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采用的措施是()。
A.增大螺栓刚度，减小被连接件刚度B.减小螺栓刚度，增大被连接件刚度C.增大螺栓刚度，增大被连接件刚度D.减小螺栓刚度，减小被连接件刚度参考答案：B3.两轴之间要求多级变速传动，选用()轮系合适。
A.定轴B.行星C.差动D.B和C参考答案：A4.有一单个紧螺栓连接，要求被连接件接合面不分离。
已知螺栓与被连接件的刚度相同，螺栓的预紧力为F，当对连接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷与预紧力相等时，则()。
A.被连接件发生分离，连接失效B.被连接件即将发生分离，连接不可靠C.连接可靠，但不能在继续加载D.连接可靠，只要螺栓强度够，可继续加载5.对于齿面硬度小于350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为()。
A.轮齿疲劳折断B.齿面磨损C.齿面疲劳点蚀D.齿面胶合参考答案：C6.每个单一周转轮系中心轮的数目应为()。
A.3B.2C.1D.1或2参考答案：D7.行星轮系和差动轮系的自由度分别为1和2，所以只有差动轮系才能实现运动的合成或分解。
()A.错误B.正确参考答案：B8.将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。
()A.错误B.正确参考答案：A9.()轮系中必须有一个中心轮是固定不动的。
A.定轴参考答案：C10.设计齿轮传动时，若保持传动比i和齿数和z=z1+z2不变，而增大模数m，则齿轮的()。
A.弯曲强度和接触强度均提高B.弯曲强度不变，接触强度提高C.弯曲强度和接触强度均不变D.弯曲强度提高，接触强度不变参考答案：A11.适用于高速运动的凸轮机构从动件运动规律为余弦加速度运动。
()A.正确B.错误参考答案：A12.定轴轮系是指各个齿轮的轴是固定不动的。
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。
机电一体化复习提纲(完全版)
1机电一体化复习提纲1机电一体化系统的构成要素及其功能，机电一体化系统中的关键技术。
1.1功能构成1.1.1目的功能1.1.2内部功能1.2基本结构要素21.3基本功能要素一个较完善的机电一体化系统，应包括以下几个基本功能要素：机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理及控制系统，各要素和环节之间通过接口相联系。
在机械本体的支持下，由传感器检测产品的运行状态及环境变化，将信息反馈给控制及信息处理装置，控制及信息处理装置对各种信息进行处理，并按要求控制动力源驱动执行机构进行工作。
1.4关键技术精密机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统集成技术2机电一体化系统中机械传动、机械结构的设计特点。
传统机械系统一般是由动力件、传动件、执行件三部分加上电器、液压和机械控制等部分组成，而机电一体化中的机械系统由计算机协调与控制，用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械或机电部件相互联系的系统组成。
其核心是由计算机控制的，包括机、电、液、光、磁等技术的伺服系统。
机电一体化中的机械系统需使伺服马达和负载之间的转速与转矩得到匹配。
也就是在满足伺服系统高精度、高响应速度、良好稳定性的前提下，还应该具有较大的刚度、较高的可靠性和重量轻、体积小、寿命长等特点。
2.1传动设计的特点精密机械的传动设计可以认为是面向机电伺服系统的伺服机械传动系统设计。
按机电有机结合的原则，机电系统常采用调速范围大、可无级调速的控制电机，从而节省了大量用于变速和换向的齿轮、轴承和轴类零件，减少了产生误差的环节，提高了传动效率，因此使得机械传动设计也得到简化，其机械传动方式也由传统的串联或串并联方式演变为并联的传动方式，即每一个机械运动都由单独的控制电机、传动机构和执行机构组成的子系统来完成，各运动间的传动关系则由计算机来统一协调和控制，如并联机器人、并联机床等，极大地简化了机械结构，提高了产品的刚度重量比以及精度等级。
机电一体化技术复习要点
机电一体化技术复习要点机电一体化技术是指将机械与电气系统有机地结合起来，通过运用现代微电子技术、计算机技术、传感器与执行器等先进技术，实现机电装置之间的信息交换与协调，以提高机械系统的自动化水平和工作效率。
下面是机电一体化技术的复习要点：1.机电一体化系统的基本组成机电一体化系统包括机械结构、传感器与执行器、控制系统和人机界面等四个主要部分。
机械结构是机电系统的物理载体，传感器与执行器用于感知和执行物理量，控制系统负责数据的处理与控制指令的发出，人机界面用于与用户进行交互。
2.机械结构的设计原则机械结构的设计应考虑结构强度、刚度、重量、可靠性等因素。
常见的机械结构形式有刚性结构、柔性结构和变形结构等。
3.传感器与执行器的原理与应用传感器用于将机械系统的物理量转换成电信号，执行器则用于将电信号转换成机械运动。
常见的传感器有压力传感器、温度传感器、加速度传感器等，常见的执行器有电机、气缸等。
4.控制系统的基本原理控制系统是机电一体化系统的核心部分，负责数据的处理与控制指令的发出。
控制系统通常包括感知系统、决策系统和执行系统等三个组成部分，其中感知系统用于感知物理量，决策系统用于处理数据和生成控制指令，执行系统用于执行控制指令。
5.嵌入式控制系统的设计与应用嵌入式控制系统是一种集成了计算机技术和控制技术的控制系统，具有体积小、功耗低、性能高等特点。
嵌入式控制系统的设计应考虑硬件平台选择、软件开发等方面的内容。
6.人机界面的设计与优化人机界面是机电一体化系统与用户之间的交互界面，通常包括显示器、键盘、触摸屏和声音等多种形式。
人机界面的设计应考虑用户的需求和习惯，尽可能简洁直观，减少用户的认知负担。
7.机电一体化系统的应用领域8.机电一体化系统的发展趋势随着科技的不断发展，机电一体化技术将更加趋于智能化、高效化、柔性化和可靠化。
机电一体化系统将更加注重自主学习和适应环境的能力，实现人、机、物的深度融合。
以上是机电一体化技术的复习要点，涵盖了机械结构、传感器与执行器、控制系统、人机界面等方面的基本知识。
机电一体化期末考试整理复习资料
一、绪论1、机电一体化的定义及其主要作用：在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。
机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义。
2、机电一体化的组成及其功能：（1）执行器（执行功能）（2）机械本体（构造功能）：起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。
（3）动力源(动力功能)：为系统提供能量和动力，使系统正常运行。
（4）传感检测单元（计测功能）：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。
（5）控制与信息处理单元（控制功能）：按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。
3、机电一体化的接口：将各组成单元或子系统连接成一有机的整体。
接口包括：电气接口—实现系统间电信号的连接。
机械接口—完成机械与机械部分、机械与电气装置部分的连接。
人机接口—提供人与系统间的交互界面。
4、机电一体化的主功能：（1）变换（加工、处理）功能；（2）传递（移动、输送）功能；（3）储存（保存、存储、记录）功能。
主功能是系统的主要特征部分，完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。
第二章1、机械系统的组成及作用：（1）传动结构：主要功能是传递能量和运动，是一种力、速度变换器。
（2）导向机构：支撑和限制运动部件按给定的运动要求和给定的运动方向运动，为机械系统中各运动装置安全、准确地完成其特定方向的运动提供保障。
（3）支承件：机座或机架是支承其他零部件的基础部件。
它既承受其它零部件的重量和工作载荷，又起保证零件相对位置的基准作用。
三者功能总结：实现传递运动和动力，支撑和导向，联系机电一体化系统各部件并实现其构造功能。
2、丝杠类型、分类、支撑方式、间隙消除和预紧方式：丝杠螺母传动的类型与特点：1)螺母固定、丝杆转动并移动如图a所示，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杆轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。
东北大学22春“机电一体化技术”《机电一体化系统设计》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：2
东北大学22春“机电一体化技术”《机电一体化系统设计》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.位置传感器的输出一般都是开关量。
()A、错误B、正确参考答案：B2.PUSH AA、错误B、正确参考答案：A3.MCS-51单片机在进行加、减、乘、除运算后，其目的操作数都是累加器A。
()A、错误B、正确参考答案：B4.按照输出轴转角误差最小的原则，应尽量减少级数，从而减少零件数量和误差来源。
()A.正确B.错误参考答案：A5.现场总线上连接的设备一般分为上、下位机，下位机须按照上位机的指令进行工作。
()A、错误参考答案：A6.MOV C，P1.0。
()A.正确B.错误参考答案：B7.市场上有很多种类的用于工业控制机的功能板卡，虽然也是PCI总线制式，但不能简单地插在通用个人计算机的PCI插槽上使用。
()A、错误B、正确参考答案：A8.PLC的输出线圈直接对应驱动现场设备。
()A、错误B、正确参考答案：A9.单电压功率驱动电路同样可以驱动大功率步进电动机。
()A.正确B.错误参考答案：B10.机电一体化技术是比机械技术、电子技术更高端的先进技术。
()A.正确B.错误11.传感器是机电控制系统的关键部分。
所有的自动化仪器和装置均需要先经过信息检测才能实现信息的转换、处理和显示，而后达到调节、控制的目的。
()A.正确B.错误参考答案：A12.传统的设计方法和各种现代的设计方法是普遍适用的，当然也适用于机电一体化产品的设计。
()A.正确B.错误参考答案：A13.JBC 2EH，LOOP。
()A.正确B.错误参考答案：A14.PCI总线支持64位奔腾(Pentium)微处理器，并能完全兼容ISA/EISA总线。
()A、错误B、正确参考答案：A15.步进电动机的定子上的磁极对数越多，则步距角越小。
要提高步进电机的转角精度，必须增加磁极对数。
()A、错误B、正确16.MCS-51系列单片机的每个机器周期含6个振荡周期。
东北大学22春“机电一体化技术”《数控机床与编程》期末考试高频考点版(带答案)试卷号2
东北大学22春“机电一体化技术”《数控机床与编程》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是()A.提高反向传动精度B.增大驱动力矩C.减少摩擦力矩D.提高使用寿命参考答案：A2.确定数控机床坐标轴时，一般应先确定()。
A.X轴B.Y轴C.Z轴D.A轴参考答案：C3.逐点比较插补法的插补流程是()。
A.偏差计算偏差判别进给终点判别B.终点判别进给偏差计算偏差判别C.偏差判别进给偏差计算终点判别D.终点判别进给偏差判别偏差计算参考答案：C4.步进电机主要用于( )。
A、经济型数控机床的进给驱动B、加工中心的进给驱动C、进给速度大小D、每发一个脉冲信号，相应丝杠产生转角大小5.使用光电盘测量角度时，为了判别旋转方向，在码盘两侧至少装( )套光电转装置。
A、1B、2C、3D、4正确答案：A6.数控机床的G00速度是由机床参数设定的，它可以通过面板上的修调旋钮进行调整。
()A.正确B.错误参考答案：A7.数控车床中的手动运行功能的作用是( )。
A、对零件加工程序进行验证后再输入计算机，节约输入工作B、对已输入的零件加工程序进行插入、删除、修改、复制等工作C、对数控车床进行调整刀具或工作台位置D、把加工零件程序进行存储，以后加工再用正确答案：C8.设H0=16mm，则G91 G43 G01 Z-15.0;执行后的实际移动量为()。
A.9mmB.21mmC.15mmD.18mm参考答案：BA、2个节距B、1/2个节距C、4个节距D、1/4个节距正确答案：D10.G02 X20 Y20 R-10 F100;所加工的一般是()。
A.整圆B.90°C.180°D.0°<夹角≤90°的圆弧参考答案：C11.下列不属于直线型检测装置的是()。
A.感应同步器B.光栅C.磁栅D.旋转变压器参考答案：D12.只有加工中心机床能实现自动换刀，其它数控机床都不具备这一功能。
东北大学22春“机电一体化技术”《机械设备电气控制(含PLC)》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：
东北大学22春“机电一体化技术”《机械设备电气控制（含PLC）》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.永磁交流伺服电动机采用的调速方法为()A、改变定子绕组极对数B、改变转差率C、改变电枢电流D、改变电源频率参考答案：D2.数控机床工作台等移动部件移动到指令位置的准确程度称为()。
A.定位精度B.重复定位精度C.机床精度D.定位误差参考答案：A3.通常把多轴拖动系统折算成等效的单轴拖动系统，折算的原则是折算前后的功率和()不变。
A.热能B.动量C.动能D.冲量参考答案：C4.图示梯形图方块为()A、定时器指令B、计数器指令C、置位指令D、输出指令参考答案：A5.对于永磁交流伺服电动机，随着负载转矩的加大，功率角()。
A.加大B.减小C.不确定D.不变参考答案：A6.直流电动机降低电源电压时获得的人工机械特性的斜率不变。
()A.正确B.错误参考答案：AA.悬停B.匀加速C.匀减速D.制动参考答案：D8.常见的电气控制系统图不包括下列哪种?()A.电气控制图B.电气安装接线图C.电气原理图D.电器布置图参考答案：A9.S7-300PLC的用户程序由主程序和子程序组成。
()A.正确B.错误参考答案：B10.S7-300PLC的编程语言是STEP7。
()A.正确B.错误参考答案：A11.PLC的应用范围不包括下面哪种?()A.有限元分析B.数据处理C.开关量的逻辑控制D.位置控制12.进行机械能和直流电能相互转换的旋转机电设备是()。
A.直流电机B.直流电动机C.永动机D.发动机参考答案：A13.下列哪种不属于三相异步电机常用的调速途径?()A.改变转差率B.改变电源频率C.改变电枢电流D.改变定子绕组极对数参考答案：C14.采用电子器件构成的异步电动机软起动系统获得了迅速的发展和应用。
()A.正确B.错误参考答案：A15.下列图形是()的图形符号C、电流继电器D、电压继电器参考答案：B16.在光电式、接触式和电磁感应式脉冲编码器中，电磁感应式编码器优于其它两种。
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输入/输出控制对硬件电路的要求主要：(1)能可靠地传 递各类控制信息, 并能够输入各类 传感器的信息(2) 能够进行相应的 信息转换电平的 转换与匹配；非 电量与电量的转 换；弱电与强电 转换; A/D、D/A 转换；(3)具有阻 断干扰信号进入 微机控制系统的
转换元件：将敏感元件的输出转换成一定的电路参数。有时敏感元件和转换元件的功
能是由一个元件（敏感元件）实现的。基本
转换电路：将敏感元件或转换元件输出的电
路参数转换、调理成一定形式的电量输出。
传感器分类
传感器的静态特性
和动态特性：传感
器的基本特性：传
感器的特性是指传
感器所特有性质的
总称，而传感器的
输入―输出特性是
能力主要采用滤波技术、隔离技术、屏蔽技术等。 ☆光电隔离电路的基本工作原理与组成： 光电隔离电路的作用：1) 可将输入与输出端两部分电路的地线分开，各自使用 一套电源供电。2) 可以进行电平转换。3) 提高驱动能力。 光电隔离电路抗干扰能力 强的原因：1）光耦的输入阻抗很低。2）输入回路与输出回路之间的分布电容极小。3） 光耦的输入回路和输出回路之间是光耦合的。 需要强调指出的是, 在光电耦合器的输 入部分和输出部分必须分别采用独立的电源, 如果两端共用一个电源, 则光电耦合器 的隔离作用将失去意义。 常用光电隔离电路结构：
图a为普通型信号隔离用光电耦 合器件，以发光二极管为输入端， 光敏晶体管为输出端。这种器件 一 般 用 在 100kHz 以 下 的 频 率 信 号。图b为高速型光电耦合器件的 结构形式，与普通型的不同处在 于其输出部分采用光敏晶体管 和高速开关管组成复合结构，具 有较高的响应速度(6N137)。图c 为达林顿管输出光电耦合器件， 其输出部分以光敏晶体管和放大晶体管构成达林顿管输出。具有达林顿晶体管输出的一 切特性，可直接用于驱动较低频率的负载。图d为晶闸管输出型光电耦合器件。输出部 分为光控晶闸管，光控晶闸管有单向、双向两种形式。这种光电耦合器常用在大功率的 隔离驱动场合。 光电耦合基本配置：采用光电耦合器可以将微机与前向、后向通道以及其他相关部分 切断与电路的联系，从而有效地防止干扰信号进入微机。
Chapter 1 机电一体化含义:机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能
和控制功能上引用微电子技术，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。 机电一体化关键技术：检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、 自动控制技术、精密机械技术及系统总体技术。 机电一体化系统：由机械系统（机 构）、信息处理系统（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（如电动机）5个子系统组成。 工业三大要素：物质、能量、信息。 机电 一体化的目的：提高系统(产品)的附加价值，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材 料省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展。 机电一体化系统三大目 的功能：变换(加工、处理)功能传递（移动、输送）功能存储（保持、积蓄、记 录）功能。 5种内部功能：主功能、动力功能、计测功能、控制功能、构造功能。主 功能：实现系统“目的功能”直接必需的功能。动力功能：向系统提供动力、让系统得以 运转的功能。计测功能：对系统内部信息和外部信息进行检测与计算处理的功能。控 制功能：对整个系统进行控制，使系统正常运转以实施“目的功能”。构造功能：使构成 系统的子系统及元、部件维持所定的时间和空间上的相互关系所必需的功能。接口定 义：机电一体化系统由许多要素或子系统构成，各要素或子系统之间必须能顺利进行物 质、能量和信息的传递与交换。为此，各要素或各子系统相接处必须具备一定的联系条 件，这些联系条件就可称为接口。接口技术的功能：变换、调整，输入/输出。按变换 调整功能分类：零接口，无源接口，有源接口，智能接口。 按输入输出功能分类：机 械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要 素或子系统之间的接口极为重要，从某种意义上讲，机电一体化技术研究的核心问题是 接口技术问题。 机电一体化系统常用的设计方法：机电互补法、机电结合（融合） 法:、机电组合法。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。机电一体化系统的设计流程：（1）确定产品规格、性能指标—— 运动参数、动力 参数、品质参数。（2）系统功能部件要素的划分—— 功能部件选择、设计和与系统主 功能的匹配。（3）接口设计—— 机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。（4）综 合评价或系统评价（5）可靠性检查（6）试制与调试。系统工程是组织管理系统的规 划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义 的科学方法。
量等。③ 它的输出量是某种物理量，这种量应便于传输、转换、处理、显示等等，这
种量不一定是电量，还可以是气压、光强等物理量，但主要是电物理量；④ 输出与输
入之间有确定的对应关系，且能达到一定的精度。输出量为电量的传感器：一般由敏
感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。
敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
度(非线性误差)传感器的理想输入—输出特性应是线性的，而实际上，许多传感器并非
具有线性的输入—输出特性，在一定程度上存在着非线性。线性度(非线性误差)是以一
定的拟合直线作基准与校准曲线作比较，其不一致的最大偏差与理论满量程输出值的百
分比来进行计算(显然选定的拟合曲线不同线性度也不同)。2) 灵敏度：传感器输出变
化量Δy与引起该变化量的输入变化量Δx 之比即为静态灵敏度。k = Δy / Δx（拟合
直线即为斜率）3) 分辨力：指传感器可能检测出被测信号的最小增量。4) 迟滞：迟滞
特性说明传感器加载（输入量增大）和卸载（输入量减小）输入—输出特性曲线不重合
的程度。5) 重复性：指传感器输入按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线
Chapter2 微机控制系统：是将微型计算机作为机电一体化产品的控制器，结合微
型计算机的工作原理、接口电路（数字和模拟）的设计、硬件和软件的设计，以及它们 之间的匹配，实现对控制对象的有效控制。 专用控制系统的构成与特点:专用控制系统 适合于大批量生产的机电一体化产品。在开发新产品时，如果要求具有机械与电子有机 结合的紧凑结构，也只有专用控制系统才能做到。专用控制系统的设计，实际上就是 选用适当的通用IC芯片来组成控制系统，以便与执行元件和检测传感器相匹配，或重新 设计制作专用集成电路，把整个控制系统集成在一块或几块芯片上。专用控制系统， 成本低，但适应能力较差。通用控制系统的构成与特点:对于多品种、中小批量生产的 机电一体化产品来说，由于还在不断改进，结构还不十分稳定，特别是对现有设备进行 改造时，采用通用控制系统比较合理。通用控制系统的设计，主要是合理选择主控制 微机机型，设计与其执行元件和检测传感器之间的接口，并在此基础上编制应用软件的 问题。这实质上就是通过接口设计和软件编制来使通用微机专用化的问题。通用控制 系统适应性强，但成本高。硬件与软件的权衡：主要依据经济性和可靠性的标准权衡 决定。主要用分立元器件组成的控制系统——最好采用软件来实现对机电一体化产品 的主要控制功能，借口少，易调整，适应能力强。主要用专用集成元件组成的系统—— 最好选用硬件实现对机电一体化产品的主要控制功能，具有廉价、可靠、处理速度快等 特点。 微机控制系统的设计思路：（1）确定微机控制系统总体控制方案 ：从系统构 成上考虑控制方式（开环控制、半闭环控制、闭环控制）——传感元件选用（含精度） ——选用/设计执行元件——考虑被控制对象特殊控制要求（高可靠性、高精度、快速 响应特性）——微机在整个控制系统中的作用（计算、数据处理、直接/间接控制方式、 控制功能、I/O接口、外围设备等）——控制系统成本核算。最终确定微机控制系统总 体控制方案。（2）确定控制算法：目的在于确定微机控制系统输入/输出之间的数字和 逻辑数学模型的数学表达方式，为控制系统输出的控制信号，实现被控制对象的各控制 功能、精度、稳定性、可靠性等要求提高可靠的理论依据。常用的控制算法：逐点比 较法和数字积分法（数控车床）、PID调节控制法（直接数字控制系统）、最小拍控制法 （位置数字伺服系统）、最优控制法、随机控制法、自适应控制法、遗传控制法、模糊 控制法、鲁棒控制法、神经网络控制法、专家系统等。 选用何种控制算法，应依据 被控制对象的具体要求而定，主要包括控制功能、精度、稳定性、可靠性等。（3）微 型计算机选择：任何微机控制系统中的微型计算机，无论被控制对象的控制要求如何， 对微型计算机都有一定最基本要求。 1）较完善的适时中断系统：微型计算机控制系 统必须具有实时控制性能。实时控制包含两个意思：一是系统正常运行时的实时控制能 力；二是在发生故障时紧急处理的能力。2）足够的存储容量（ROM、RAM、EPROM ）： 有效地保证微机系统软件、应用软件、数据处理工作的正常运行。3）完善的输入/输出 通道：输入／输出通道是外部过程和主机交换信息的通道。4）实时时钟控制：作为控 制系统实现控制功能的基准。 除此之外，还应有一些特殊要求——字长、运行速度、 指令、成本、编程难易程度、输入/输出接口扩展能力等。（4）控制系统总体设计：设 计中主要考虑硬件与软件功能的分配与协调、接口设计、通道设计、操作控制台设计、 可靠性设计等问题。1）软件与硬件功能的合理分配与协调（主要依据经济性、可靠性 指标进行软件/硬件的分配、协调与权衡）2）接口设计（输入/输出信号匹配与协调）： 接口设计包括两个方面的内容：一是扩展接口(选用功能接口板，选用通用接口板，用 集成电路自行设计接口电路)二是安排通过各接口电路输入／输出端的输入／输出信 号，选定各信号输入／输出时采用何种控制方式。3）通道设计（信号通讯方式与I/O 类型）。4）操作控制台设计（人机交换方式）(5)软件设计：系统软件：主要有操作系 统、故障诊断系统、开发系统、信息处理系统等。应用软件：是由操作者依据被控制