机电一体化技术 习题-参考答案..
机电一体化试题及答案
机电一体化试题及答案2.理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统。
3.机电一体化界面按enter/。
5.机电组合法。
6.在引进微电子技术的基础上，将机械设备和电子设备与相关软件有机结合。
7.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）：以能源转换为主和以信息转换为主。
8.丝杠螺母机构的基本传动形式包括：螺母旋转、丝杠运动、丝杠固定螺母旋转和运动。
9.内循环和外循环两类。
10.有四种方式：母齿差预紧调整、双螺母垫片预紧调整、弹簧自动调整预紧。
11.双推—自由式。
12.表格。
13.量最小原则、传动精度最优原则等。
14.四种形式。
16.他形式的执行元件。
17.称为：额定转速和额定功率；伺服电机用于调速控制时，应在恒转矩阶段工作。
18.电机三种。
20.决定；通过了进一步提高步进电机的控制精度，可以采用细分电路来提高控制精度。
21.由配电电路、驱动放大电路等组成。
22.统、工业微型计算机控制系统三种。
23.过滤技术24.传感器三种形式。
26.力荷载、内力荷载、弹性荷载、摩擦荷载等。
1.机械传动系统在机电一体化系统（产品）中的基本功能和作用是什么？在机电一体化系统中，机械传动系统的基本功能是传递力/力矩和速度/速度。
它本质上是一个变矩器和变速器。
其功能是在扭矩和速度方面实现致动器和负载之间的合理匹配。
2.简答机电一体化机械传动的主要功能，目的，基本要求。
功能：传递力/扭矩和速度/速度目的：使执行元件与负载之间在转矩和转速方面达到合理的匹配。
基本要求：旋转间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传动扭矩大。
3.机电一体化系统（产品）的机械部分与一般机械系统相比，应具备哪些特殊要求？1.定位精度高。
2.良好的动态响应特性——响应速度快，稳定性好，收敛时间合理。
3.无间隙，摩擦小，惯性小，刚度大。
4.消振频率高，阻尼比合理。
4.简述滚珠丝杠传动装置的组成，结构和应用特点。
滚珠丝杠传动装置由带螺旋槽的螺杆、螺母、滚动体和回球装置组成。
机电一体化试题及答案
机电一体化试题及答案一、选择题1.机电一体化是指（）。
A.机械和电气之间具有密切联系B.机械和电气之间没有联系C.机械和电气之间相互独立D.机械和电气之间具有不存在的联系答案：A2.机电一体化的优势包括（）。
A.提高生产效率B.节约能源C.减少人力成本D.增加设备的寿命E.提高产品质量答案：A、B、C、E3.以下哪项不是机电一体化技术的应用领域？A.汽车制造B.航空航天C.电力系统D.农业生产答案：D二、填空题1.机电一体化技术的发展可以为传统制造企业带来（）。
答案：转型升级2.机电一体化的核心是（）。
答案：信息集成三、问答题1.请简述机电一体化技术在制造业中的作用。
答：机电一体化技术将机械和电气两个领域相结合，通过信息集成和智能控制实现高效生产。
它可以提高生产效率，节约能源和人力成本，并且提高产品质量。
机电一体化技术的发展可以帮助传统制造企业实现转型升级，提升竞争力。
2.请列举几个机电一体化技术的应用案例。
答：机电一体化技术广泛应用于各个领域，比如汽车制造、航空航天、电力系统等。
以汽车制造为例，机电一体化技术可以实现自动化生产线，提高生产效率和产品质量；在航空航天领域，机电一体化技术可以实现高精度控制，提高飞行安全性；在电力系统中，机电一体化技术可以实现智能化管理和优化调度，提高能源利用效率。
四、综合题某制造企业打算引入机电一体化技术来提升生产效率和产品质量。
请列举该企业引入机电一体化技术可能遇到的问题，并提出解决方案。
问题：1.技术难题：企业可能缺乏专业的机电一体化技术人才，导致技术应用受限。
2.成本问题：引入机电一体化技术需要投入大量资金，企业担心投资回报周期长。
3.人员培训：现有员工对机电一体化技术了解有限，需要进行培训和教育。
解决方案：1.合作与共享：企业可以与专业机电一体化技术公司合作，共享技术人才和资源。
2.市场前景分析：企业可以进行市场研究，评估机电一体化技术在该行业的应用前景和潜在收益，以便更好地制定投资计划。
机电一体化复习题（附答案）
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.1B.0C.-1D.-13.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。
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。
机电一体化技术-习题-参考答案
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
机电一体化试题及答案新
电气控制与PLC试题一、填空题将正确答案填入下列空白处,每题1分,共10分1. 触点系统的结构形式有桥式触点、指形触点;2. 工作在交流电压1200 V、或直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品叫低压电器;3. 交流接触器的触点系统分为主触点和辅助触点,用来直接接通和分断交流主电路和控制电路;4. 热继电器有多种结构形式,最常用的是双金属片结构,即由两种不同膨胀系数的金属片用机械碾压而成,一端固定,另一端为自由端;5. 熔断器主要作为电路的短路保护元件;6. 三相笼型异步电动机的制动方法一般采用机械制动和电气制动,其中电气制动方法有：反接制动、能耗制动、再生制动等;7. 电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过电流保护、过载保护、失电压保护、欠电压保护、过电压保护及弱磁保护等;8. PLC的基本结构由中央处理器、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、通信接口、编程工具、智能I/O接口、智能单元等组成;9. 按PLC物理结构形式的不同,可分为整体式和模块式两类;10. PLC常用的编程语言有：梯形图、指令表、高级语言;二、选择题下列每题只有一个正确答案,将正确答案的代号填入括号内,每题2分,共28分1. 电磁机构中,吸引线圈的作用是： AA. 将电能转化成磁场能量B. 将磁场能转化成电能2. 用来分断或接通控制电路的是交流接触器的AA. 辅助触点B. 主触点3. 电磁式交流接触器和交流继电器的区别是： BA. 交流接触器有短路环,而继电器没有B. 交流接触器有主、辅助触点之分,而继电器没有C. 没有区别4. 下列对PLC输入继电器的描述正确的是： AA. 输入继电器的线圈只能由外部信号来驱动B. 输入继电器的线圈只能由程序来驱动C. 输入继电器的线圈既可以由外部信号来驱动又可以由程序来驱动5. 把线圈额定电压为220V的交流接触器线圈误接入380V的交流电源上会发生的问题是： CA. 接触器正常工作B. 接触器产生强烈震动C. 烧毁线圈D. 烧毁触点6. 中间继电器的电气符号是： CA. SBB. KTC. KAD. KM7. 自动空气开关的电气符号是： BA. SBB. QFC. FRD. FU8. 下列对PLC软继电器的描述,正确的是： AA. 有无数对常开和常闭触点供编程时使用B. 只有2对常开和常闭触点供编程时使用C. 不同型号的PLC的情况可能不一样D. 以上说法都不正确9. OR指令的作用是： DA. 用于单个常开触点与前面的触点串联连接B. 用于单个常闭触点与上面的触点并联连接C. 用于单个常闭触点与前面的触点串联连接D. 用于单个常开触点与上面的触点并联连接10. 用于驱动线圈的指令是： DA. LDB. ANDC. ORD. OUT11. 逆变桥由4个晶闸管组成;每个晶闸管均串有空心电感以限制晶闸管导通时的BA. 电流变化B. 电流上升率C. 电流上升D. 电流12. A 控制方式的优点是精度高、速度快、其缺点是调试和维修比较复杂;A. 闭环B. 半闭环C. 双闭环D. 开环13. 三相半波可控整流电路其最大移相范围为150度,每个晶闸管最大导通角为 AA. 120度B. 90度C. 60度D. 18度14. 对触发脉冲的要求有 BA. 一定的宽度,且达到一定的电流B. 一定的宽度,且达到一定的功率C. 一定的功率,且达到一定的电流D. 一定的功率,且达到一定的电压三. 判断题下面各题正确的在括号内划√,错误的在括号内划×,每题1分,共9分1. 电磁式交流接触器的铁心端面上必须安装一个铜制的短路环; v2. 交流接触器在灭弧装置损坏的情况下也可以使用; x3. 安装刀开关时,刀开关在合闸状态下手柄应该向上,不能倒装和平装,以防止闸刀松动落下时误合闸; v4. 一般情况下,速度继电器有两对常开触点和两对常闭触点,当电动机带动其转子向某方向运行达到某一转速时,有一对常开触点接通,常闭触点断开,所以速度继电器可以用于电机的制动控制; v5. PLC的输出继电器的线圈不能由程序驱动,只能由外部信号驱动 x6. PLC的输出线圈可以放在梯形图逻辑行的中间任意位置; x7. PLC的软继电器编号可以根据需要任意编写; x8. 在绘制电气元件布置图时,重量大的元件应放在下方,发热量大的元件应放在上方; v9. 在设计PLC的梯形图时,在每一逻辑行中,并联触点多的支路应放在左边; v四. 问答题每题10分,共30分1. 简述三种PLC顺序控制编程方法方法的特点：1 使用起保停电路的梯形图顺序控制方法,是一种通用的设计方法,它使用的仅是PLC中最基本的指令,对于任何顺序控制系统的梯形图都可以用此方法进行设计;2 以转换为中心的梯形图顺序控制设计方法,是一种规律性比较强的设计方法,它较好的体现了SFC中的转换原则,具有编程简单、思路清晰、便于阅读的特点,尤其是对于复杂的顺序控制系统;另外,这种方法使用的是置位指令S和复位指令R,而对于各种型号的PLC一般都具有,因此这种设计方法的通用性也比较好;3 使用SCR指令的梯形图顺序控制设计法,是一种专门性的设计方法;对于不同型号的PLC具有不同的步进指令,它们之间目前还不能实现功能互换;但是,它是一些PLC自带的一种设计方法,使用它在设计复杂的顺序控制系统时,可有效的减小内存占用的空间,减少程序的执行时间,提高PLC输入输出的响应速度;2. 电机电动状态与制动状态有何区别电动状态时,电磁转矩是驱动转矩,转速与电磁转矩的方向相同;电动机的电磁转矩TM必须与机械负载转矩TL及空载损耗转矩T0相平衡;制动状态时,电动机工作在发动机状态,电磁转矩与电枢转动的方向或原动机的驱动转矩的方向相反,它是阻转矩;等速转动时,原动机的转矩T1必须与发电机的电磁转矩TM及空载损耗转矩相平衡;3. PLC的输入、输出接口电路于内部电路是如何进行电气隔离的PLC通过输入单元可实现将不同输入电路的电平进行转换,转换成PLC所需的标准电平供PLC进行处理;接到PLC输入接口的输入器件是：各种开关、按钮、传感器等;各种PLC的输入电路大都相同,PLC输入电路中有光藕合器隔离,并设有RC滤波器,用以消除输入触点的抖动合外部噪声干扰;五. PLC综合应用23分试应用S7－200PLC对三相异步电动机正、反转、制动PLC进行控制,要求：按下按钮SB1,三相异步电动机M正转,或按下SB2电动机反转,按下按钮SB0电动机自然停车;工作过程中按下SB4,电动机能实现快速准确制动,电动机要有短路和长期过载保护;1）画出主电路和PLC外部接线图：2）画出梯形图：据梯形图写出指令语句表;I/O分配：输入输出自然停车SB3：正转KM1：正转启动SB1：反转KM2：反转启动SB2：制动KM3：准确制动SB4：速度信号KV：热继电器FR：主电路设计：PLC连线梯形图：指令语句表：附参考答案：一. 填空题每题1分,共10分1. 桥式触点2. 1200V3. 主触点4. 双金属片5. 短路6. 反接制动7. 短路8.中央处理器 9. 整体式 10. 梯形图二. 选择题每题2分,共20分1. A2. A3. B4. A5. C6. C7. B8. A9. D 10. D三. 判断题每题2分,共20分1. √2. √3. X4. √5. √6. X7. X8. X9. √ 10. √四. 问答题每题10分,共40分1. 接通电源,按下正转启动按钮SB2,正转接触器KM1的线圈得电工作,其常开辅助触点闭合实现自锁,电机开始正转,其常闭辅助触点断开,使反转接触器KM2的线圈不能得电而不能工作即实现互锁；松开SB2,正转接触器KM1也能继续工作;在KM1工作过程中如果按下反转启动按钮SB3,其常闭触点使正转接触器KM1的线圈断电而停止工作,即电机停止正转；同时反转接触器KM2的线圈得电开始工作,其常开辅助触点闭合实现自锁,常闭辅助触点断开使KM1无法得电工作即实现互锁,电机开始反转；松开SB3,反转接触器KM2也能继续工作;在电机正转或反转过程中如果按下停止按钮SB1,相应接触器线圈失电停止工作,电机停止运转;如果该电路出现短路,则熔断器FU1迅速熔断而切断电路电源；如果电机过载,则热继电器的常闭触点断开而切断相应接触器线圈的电源,达到电机过载保护的目的;2.3. 共5处错误,分别见下图A、B、C、D、E处答对一条得2分五. 分析题答对一条得2分1.熔断器FU1、FU2烧毁或接触不良；2.按钮SB1、SB2损坏或触点接触不良；3.热继电器FR故障或常闭触点断开；4.交流接触器故障；5.线路故障六. 综合题10分。
机电专业一体化试题及答案
机电专业一体化试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 机电一体化系统的基本组成包括：A. 机械系统B. 电子系统C. 控制系统D. 所有以上选项答案：D2. 下列哪个不是机电一体化系统的特点？A. 高精度B. 高可靠性C. 低效率D. 集成度高答案：C3. 伺服电机主要用于：A. 精确控制位置B. 产生大扭矩C. 快速启动和停止D. 所有以上选项答案：A4. PLC（可编程逻辑控制器）的主要功能是：A. 数据存储B. 逻辑控制C. 人机交互D. 所有以上选项答案：B5. 传感器在机电一体化系统中的作用是：A. 检测外部信号B. 转换信号C. 执行控制命令D. 所有以上选项答案：A6. 以下哪个不是机械传动元件？A. 齿轮B. 皮带C. 电机D. 轴承答案：C7. 以下哪个是机电一体化系统中常用的传感器类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光敏传感器D. 所有以上选项答案：D8. 以下哪个不是机电一体化系统的执行元件？A. 电机B. 液压缸C. 传感器D. 气动缸答案：C9. 以下哪个是机电一体化系统中常用的控制策略？A. PID控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 所有以上选项答案：D10. 以下哪个是机电一体化系统设计时需要考虑的因素？A. 成本B. 性能C. 可靠性D. 所有以上选项答案：D二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述机电一体化系统与传统机械系统的区别。
答案：机电一体化系统与传统机械系统的主要区别在于，机电一体化系统将机械系统与电子系统、控制系统相结合，实现了高度的集成和自动化。
它通过传感器检测外部信号，利用电子系统进行信号处理，并通过控制系统实现精确的控制，从而提高系统的精度、效率和可靠性。
2. 解释什么是伺服电机，并简述其工作原理。
答案：伺服电机是一种高精度的电机，它能够根据输入的控制信号精确地控制电机的转速和位置。
伺服电机的工作原理是，通过编码器检测电机的实际位置，将位置信号反馈给控制系统，控制系统根据位置误差调整电机的输入，从而实现精确控制。
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。
机电一体化技术试题及其答案
机电一体化技术试卷一一、名词解释每小题2分,共10分1. 测量：是人们借助于专门的设备,通过一定的方法对被测对象收集信息,取得数据概念的过程;2.灵敏度：指在稳态下,输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值;即为传感器灵敏度;S=dy/dx=ΔY/ΔX3. 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;4. 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;5. 传感器：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;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：____内循环____,_____外循环____;2. 机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括____性能指标系统功能使用条件经济效益;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___________ PLC __________________;4. 某光栅的条纹密度是50条/mm,光栅条纹间的夹角θ=孤度,则莫尔条纹的宽度是_______20mm ___________;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_______位置和速度________,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_____________增加而减小_________________;8. 累计式定时器工作时有_______________________ 2 ___________________________;9. 复合控制器必定具有___________前馈控制器_________________;10. 钻孔、点焊通常选用____________简单的直线运动控制_______________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 BA. 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 AA. 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 CA. 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 CA. 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检测环节四、判断题每小题2分,共10分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; √五、问答题每小题10分,共30分1. 步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型答：单电源驱动电路双电源驱动电路斩波限流驱动电路2. 什么是步进电机的使用特性答：步距误差步距误差直接影响执行部件的定位精度;最大静转矩是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时,所能承受的最大外加转矩,亦即所能输出的最大电磁转矩,它反映了步进电动机的制动能力和低速步进运行时的负载能力;启动矩一频特性空载时步进电动机由静止突然启动,并不失步地进入稳速运行所允许的最高频率称为最高启动频率;启动频率与负载转矩有关;运行矩频特性步进电动机连续运行时所能接受的最高频率称为最高工作频率,它与步距角一起决定执行部件的最大运行速度;最大相电压和最大相电流分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大电源电压和流过的最大电流;3. 机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面答：应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益;六、分析计算题每小题10分,共20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答：1. 20KHz º2. 采用PLC设计二个电磁阀A、B工作的系统1 按钮x1为A电磁阀打开,按钮x2为A电磁阀关闭输出y1;2 按钮x3为B电磁阀打开,按钮x4为B电磁阀关闭输出y2;3 只有B电磁阀在工作中,A电磁阀才能工作;要求：画出梯形图,写出助记符指令程序;2. 1 梯形图：２助记符指令程序：STR X1OR Y1AND NOT X2OUT Y1STR X3OR Y2AND NOT X4AND Y1OUT Y2机电一体化技术试卷二一、名词解释每小题2分,共10分1、线性度：所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度;又称为非线性误差;2、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;3、三相六拍通电方式：如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、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→…4、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;5、系统精度：指输出量复现输入信号要求的精确程度；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_操作指导控制系统_分级计算机控制系统_监督计算机控制系统SCC___直接数字控制系统________;2. 滚珠丝杆螺母副结构有两类：外循环插管式内循环反向器式;3、应用于工业控制的计算机主要有_单片机PLC 总线工控机_等类型;4. 机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括____性能指标系统功能使用条件经济效益___;5、可编程控制器主要由_____ CPU 存储器接口模块_____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_____ PLC ______;7、现在常用的总线工控制机有STD总线工业控制机、PC总线工业控制机和CAN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_变压器隔离光电隔离_;9. 某光栅的条纹密度是50条/mm,光栅条纹间的夹角θ=孤度,则莫尔条纹的宽度是_____20mm _______;10. 采样/保持器在保持阶段相当于一个“______模拟信号存储器______”;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 B C DA 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 B CA 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 B C DA 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 B C DA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 B C DA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、FMC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;答：软件滤波用软件来识别有用信号和干扰信号,并滤除干扰信号的方法,称为软件滤波软件“陷井”软件“看门狗”WATCHDOG就是用硬件或软件的办法要求使用监控定时器定时检查某段程序或接口,当超过一定时间系统没有检查这段程序或接口时,可以认定系统运行出错干扰发生,可通过软件进行系统复位或按事先预定方式运行;2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响如何处理答：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;为了消除空回误差,在螺杆上装配两个螺母1和2,调整两个螺母的轴向位置,使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面,使其产生一定的变形,从而消除了轴向间隙,也提高了轴向刚度;常用的调整预紧方法有下列三种;垫片调隙式螺纹调隙式齿差调隙式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答：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;2泄漏电流低,对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路;3共模抑制比高,能对直流和低频信号电压或电流进行准确、安全的测量;利用光电耦合方式实现载波调制,可获得10kHz带宽,但其隔离性能不如变压器耦合;六、综合应用题每小题10分,共20分1.编写程序：单片机读的状态,把这个状态传到指示灯去,当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;答：2. 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答：光栅此时的位移细分前4mm, 细分后1mm测量分辨率:细分前mm/线细分后:机电一体化技术试卷五一、名词解释每小题2分,共10分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,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：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：闭环控制系统是指具有反馈的控制系统;4逆变器：逆变器是将直流电变成交流电的电路;5 SPWM：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;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：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,首先应保证系统的和稳定性和精度,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：1）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;2）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：只让通过,而高于部分;A 换向结构B 转换电路C 存储电路D检测环节答案：2某一频带内的成分上截止频率成分下截止频率成分四解答题每小题8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;答：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．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;答：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. 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;答：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．简述伺服系统的结构组成;答：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．DAC0832有哪三种输入工作方式有哪二种输出工作方式答：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. 步进电动机控制系统中,电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动:已知：步距角θ,脉冲数N ,频率 f ,丝杠导程p ,试求执行部件:位移量L=移动速度V=答：L =θp/360°N ；V =θp/360°f8. 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;答：4 ℃; +2℃;机电一体化技术试卷九一、名词解释每小题2分,共10分1. 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2. FMS：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：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;二、选择题每小题2分,共10分1、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2、检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和B__;A 控制电路B 转换电路C 调制电路D 逆变电路3、以下可对异步电动机进行调速的方法是__B__;A 改变电压的大小B 改变电动机的供电频率C 改变电压的相位D 改变电动机转子绕组匝数4、执行元件：能量变换元件,控制机械执行机构运动,可分为__A___、液压式和气动式等;A 电气式B 电磁式C 磁阻式D 机械式5、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 脉冲的占空比三、简答题每小题10分,共30分1什么叫传感器传感器的功用是什么它是由哪几部分组成的各部分的作用及相互关系如何答：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;传感器的功用是：一感二传;组成：传感器一般是由敏感元件、传感元件和转换电路三部分组成;敏感元件：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;转换元件：敏感元件的输出就是转换元件的输入,它把输入转换成电路参量;基本转换电路：上述的电路参量进入基本转换电路中,就可以转换成电量输出;传感器只完成被测参数到电量的基本转换;2. 试简述采样/保持器原理;采样/保持由存储电容C,模拟开关S等组成,如图所示;当S接通时,输出信号跟踪输入信号,称采样阶段;当S断开时,电容C二端一直保持断开的电压,称保持阶段;由此构成一个简单采样/保持器;实际上为使采样/保持器具有足够的精度,一般在输入级和输出级均采用缓冲器,以减少信号源的输出阻抗,增加负载的输入阻抗;在电容选择时,使其大小适宜,以保证其时间常数适中,并选用漏泄小的电容;3. 工业控制用的计算机主要有哪几种类型,它们分别适用于哪些场合答：工业控制的计算机主要有单片微型计算机、可编程序控制器PLC、总线工控机等类型;根据机电一体化系统的大小和控制参数的复杂程度,选用不同的微型计算机;单片机或可编程控制器主要用于,控制量为开关量和少量数据信息的模拟量的小系统;对于数据处理量大的系统,则往往采用基于各类总线结构的工控机,如STD总线工控机、IBM-PC总线工控机、Multibus工控机等;对于多层次、复杂的机电一体化系统,则要采用分级分步式控制系统,在这种控制系统中,根据各级及控制对象的特点,可分别采用单片机、可编程控制器、总线工控机和微型机来分别完成不同的功能;四、简单应用题每小题10分,共20分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答：10s内转轴转了多少转：307200÷1024=300转位移量∵螺距T=2mm∴300×2=600 mm转速：300÷10=30转/秒2. 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;答：1 K=2; M=5, Z=24; α=360/2524=º2 f=400Hz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1.答：K=1; M=3, Z=100; α=360/13100=ºf=600Hz2. 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;答：MAIN：MOV R0,7CH ；选择AD574,并令A0=0MOVX R0,A ；启动A/D转换,全12位LOOP：NOPJB ,LOOP ；查询转换是否结束MOVX A,R0 ；读取高8位MOV R2,A ；存人R2中MOV R0,7DH ；令A0=1MOV R3,A ；存入R3中… …机电一体化技术试卷 十一、名词解释 每小题2分,共10分1. 单片机：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;2. I/O 接口：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;3. I/O 通道：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4.串行通信：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;5.直接存储器存取DMA ：硬件在外设与内存间直接进行数据交换DMA 而不通过CPU;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; BA 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 ;<s<2 <s 1 <s<1 <s<0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 C 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;答：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. 试述可编程控制器的工作原理;答： 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. 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/保持器为什么答：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. 柔性制造系统的主要特点有哪些答：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 步进电动机是什么电机它的驱动电路的功能是什么。
《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。
机电一体化技术 第2版 课后习题答案
机电一体化技术课后习题答案第一章绪论1-1 简述机电一体化的含义答：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的系统的总称。
1-2 机电一体化产品的主要组成、作用及其特点是什么？答：1．机械本体2．动力源3．检测和传感装置4．控制与信息处理装置5．执行机构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 机电一体化产品的分类有哪些？答：1．数控机械类2．电子设备类3．机电结合类4．电液伺服类5．信息控制类1-4 您在生活中还遇到哪些机电一体化产品？试分析其组成及功能。
答：工业机器人等。
工业机器人一般由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成。
各系统功能如下所述。
1）机械系统。
该系统主要是完成抓取工件（或工具）实现所需运动的机械部件，包括手部、腕部、臂部、机身以及行走机构。
2）驱动系统。
驱动系统的作用是向机械系统（即执行机构）提供动力。
随驱动目标的不同，驱动系统的传动方式有液动、气动、电动和机械式四种。
3）控制系统。
控制系统是机器人的指挥中心，它控制机器人按规定的程序运动。
控制系统可记忆各种指令信息（如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间等），同时按指令信息向各执行元件发出指令；必要时还可对机器人动作进行监视，当动作有误或发生故障时即发出警报信号。
4）检测传感系统。
它主要检测机器人机械系统的运动位置、状态，并随时将机械系统的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使机械系统以一定的精度达到设定的位置状态。
机电一体化技术考试题(有答案)
填空题1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。
2. 机电一体化系统（产品）是机械和微电子技术的有机结合。
3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。
4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。
5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：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。
6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。
7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。
8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。
9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息与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。
10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）：以能源转换为主和以信息转换为主。
11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式。
12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面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和外循环两类。
13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。
14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推—单推式、双推—双推式、双推—简支式、双推—自由式。
15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。
16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。
17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。
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。
机电一体化技术试题答案3
《机电一体化技术》试卷（四）一、名词解释（每小题2分，共10分）1.变频调速2.FMS3.响应特性4•敬感元件5.压电效应二、选择题（每小题2分，共10分）1、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。
A换向结构B转换电路C存储电路D检测环节2、检测环节能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲，一般包括传感器和___________ 。
A控制电路B转换电路C调制电路D逆变电路3、__________________________________________ 以下可对异步电动机进行调速的方法是_____________________________________ 。
A改变电压的大小B改变电动机的供电频率C改变电压的相位D改变电动机转子绕组匝数4、_______________________________________________________________ 执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为___________________ 、液压式和气动式等。
A电气式B电磁式C磁阻式D机械式5、_____________________________________________ 步进电动机，乂称电脉冲马达，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脉冲的占空比三、简答题（每小题10分，共30分）1什么叫传感器？传感器的功用是什么？它是山哪儿部分组成的？各部分的作用及相互关系如何？2.试简述采样/保持器原理。
3.工业控制用的计算机主要有哪儿种类型，它们分别适用于哪些场合？四、简单应用题（每小题10分，共20分）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？2.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。
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。
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3-1简述机电一体化系统执行元件的分类及特点。........................................................ 5
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ί1=ί2=…=ί4=1.5。求：该传动系统的最大转角误差Δφmax;为缩小
Δφmax，应采取何种措施？............................................................................................... 2
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
步进电机具有哪些特点？.................................................................................................. 6
简述步进电机三相单三拍的工作原理？.......................................................................... 6
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
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
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
2-1设计机械传动部件时，为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，常常提出哪些
要求？................................................................................................................................. 2
1-4何谓机电一体化技术革命？........................................................................................ 1
1-7.机电一Leabharlann 化系统有哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？................................. 1
2-20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些? ................................................................ 3
2-25.轴系部件设计的基本要求有哪些？.......................................................................... 4
3—5直流伺服电机控制方式的基本形式是什么？.......................................................... 5
3-6简述PWM直流驱动调速，换向的工作原理。......................................................... 6
2－18谐波齿轮传动有何特点？传动比的计算方法是什么？....................................... 3
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
2-2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
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