机电一体化技术一
机电一体化技术——考试题库及答案
805l具有4个并行口,32根I/O线
8088寻址范围为1M,而后两者的寻址范围为64k
答案：8088地址数据是分时复用的,而后两者地址数据独立传输
题目：关于机电一体化系统模型,以下说法中正确的是________.
根据相似原理,把真实系统按比例放大缩小制成相模型,且其状态变量与原系统完全相同,此类模型被称为描述模型
答案：803l芯片虽无ROM或EPROM,但也不用配外部存储器
题目：PWM指的是________.
脉宽调制
可编程控制器
计算机集成系统
机器人
答案：脉宽调制
题目：关于下列关于8088、Z80和8051CPU的说法错误的是________. 目：采用存储容量为4K内存,内存组成8位字长的内存,下列说法中正确的是________.
若采用具有1根数据总线的内存需4片
若采用具有4根数据总线的内存需2片
若采用具有8根数据总线的内存需2片
若采用具有1根数据总线的内存需1片
答案：若采用具有4根数据总线的内存需2片
题目：关于8086/8088CPU的最小工作模式,正确的为________.
805l芯片仅有4KB的ROM,只能在制造时用掩模工序写入程序ROM,用户无法写入或改变片内程序,宜用于较大批量场合(1000片以上)
803l芯片虽无ROM或EPROM,但也不用配外部存储器
8751芯片仅有4KB的EPROM,可用高压脉冲写入程序EPROM,当用户的程序不长时可简化电路,也可8051ROM的代用芯片
谐波传动是依靠柔性齿轮所产生的可控制弹性变形,引起齿间的相对位移来传递动力和运动的
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
机电一体化技术目录
目录
第4章检测技术与传感器 4 .1概述 4 .2位移检测 4. 3速度、加速度检测 4. 4力、扭矩和流体压强检测 4. 5其他传感器 4. 6传感器的正确选择和使用 4 .7传感器前级信号处理 4. 8传感器接口技术
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第5章伺服控制系统 5.1概述 5.2执行元件 5.3电力电子变流技术和PWM型化的定义 1. 2机电一体化系统的基本构成 1. 3机电一体化相关技术 1.4机电一体化系统的设计 1.5机电一体化技术的发展历程和发展趋势
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第2章机械技术 2.1概述 2.2机械传动 2.3支承部件 2.4导轨副
目录
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第3章自动化控制技术 3. 1自动控制技术概述 3. 2 PID控制技术 3 .3模糊控制理沦 3 .4计算机控制系统 3. 5先进控制方法简介
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第6章接口技术 6. 1接口技术概述 6. 2人机交互接口技术 6. 3模拟量输人/输出通道接口技术 6 .4总线接口技术
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第7章典型机电一体化系统 7.1机器人 7.2数控机床 7.3雷达跟踪系统 7.4自动化制造系统
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机电一体化技术基础 第一章
发 展 高速化、精密化、高效率、高可靠性、智能化、轻量化、 方 微型化 向
绪论
试分析机电一体化系统设计与传统的机电产品设计的区别
机电一体化系统设计方法与用经验公式、图表和手册为设计依据 的传统方法不同，它是以计算机为手段，其设计步骤通常如下：设计 预测一→信号分析一→科学类比一→系统分析设计一→创造设计一→ 选择各种具体的现代设计方法（如相似设计法、模拟设计法、有限元 法、可靠性设计法、动态分析法、优化设计法、模糊设计法等）一→ 机电一体化系统设计质量的综合评价
绪论
1.2 机电一体化系统的基本功能要素
传感检测部分 对运行过程中所需要的系统自身和外界环境各种参数及运行状态进 行检测，并产生相应的反馈控制信息——传感器和专用仪器仪表。 研究对象：传感器及其信号检测装置（即变送器） 作 用：感受器官、反馈环节。 要 求：快速、精确获得信息并在相应的应用环境中具有高可靠性。 执行部分 由机械、电磁、电液等机构组成，根据控制信息和指令完成系统需 求的动作，实现输入能量向机械能的转换。
绪论
1.2 机电一体化系统的基本功能要素
机械本体(基础) 包括机械传动装置和机械结构装置，将系统各部分零件和子系统按 照一定的空间和时间关系安置在一定位置上。实现机电一体化产品的 主功能和构造功能，影响系统的结构、重量、体积、刚性、可靠性等。
动力部分(能源部分) 按照系统控制要求为系统提供能量和动力，应尽可能实现较小的动 力输入获得较大的功能输出。
1.4 现代机电一体化方法
机电一体化产品的开发过程：
绪论
绪论
思考
根据机电一体化技术的发展历史，你认为未来该领 域的发展方向？
绪论
作业：
1、什么是机电一体化？ 2、一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素,它 们之间的组成关系是什么？
机电一体化技术
机电一体化技术机电一体化技术是近年来在制造业领域快速发展的一种技术，它将机械工程、电气工程和自动化技术有机地结合起来，实现了工作过程的全面自动化。
本文将从机电一体化技术的定义、应用领域、优势和发展趋势等方面进行详细阐述，以期对读者了解这一重要技术有所帮助。
机电一体化技术在简单的理解上指的是机械和电气技术的融合。
它将机械工程和电气工程两个独立的领域相结合，通过自动化控制实现工业生产过程的高效率、高质量和高精度化。
在机电一体化技术中，机械部件通过电气控制实现全自动化操作，从而减少了人工干预，提高了制造效率和产品质量。
机电一体化技术广泛应用于制造业领域。
例如，汽车制造业中的机器人生产线就是典型的机电一体化应用。
该生产线利用机器人进行化工焊接、质检、组装等工艺过程，通过自动化控制实现了高效、精确的生产。
此外，在航空和航天领域，机电一体化技术也被广泛应用于飞行器的设计、制造和测试中，可以提高飞行器的飞行性能和安全性。
机电一体化技术相较于传统的机械工程和电气工程具有显著的优势。
首先，机电一体化技术能够实现生产过程的全自动化，减少了人工干预，提高了生产效率和产品质量。
其次，机电一体化技术具有高度的灵活性，可以根据不同生产需求进行快速调整和优化，满足不同产品的生产要求。
此外，机电一体化技术还能够减少人工劳动，提高生产环境的安全性和舒适性，从而降低了劳动成本和风险。
机电一体化技术的发展仍面临着一些挑战。
首先，由于机电一体化技术需要涉及多个学科领域的知识，因此需要专业人才的培养和跨学科合作。
其次，机电一体化技术的投资成本较高，需要企业具备一定的财力和技术实力。
此外，机电一体化技术在应用过程中还需要考虑数据安全和隐私保护等问题，以保证生产过程的安全性和可靠性。
未来，随着科技的不断进步和创新，机电一体化技术有望迎来新的发展机遇。
一方面，随着人工智能和大数据技术的发展，机电一体化技术可以更好地融合智能化和自动化，进一步提高生产效率和产品质量。
《机电一体化技术》PPT课件
4. 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使” 机电一体化“跃上新台阶。
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1.3 机电一体化系统的构成
CNC
位置,速 度反馈
位置,速度 检测单元
电机
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数控机床伺服系统组成
机械 部件
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1.3 机电一体化系统的构成
③ 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取 得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。 这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐 渐形成完整的科学体系。
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1.2 发展概况
1. 数控机床的问世，写下了“机电一体化”历史 的第一页。
2. 微电子技术为“机电一体化‘’带来勃勃生机。
电子控制单元
参数变 化信息
检测传 感部分
控制 信息
执行器 能 量
检测 参数
驱 动 力
机械本体
动力源
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1.3 机电一体化系统的构成
1、机械本体 机身、框架、机械联接等产品支持机构，
实现构造功能。
要求：可靠、小型、美观
2、能源
提供能量，转换成需要的形式，实现动力
功能。
要求：效率高、可靠性好
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1.2 发展概况
3.90年代后期开始为第三阶段，“智能化阶段”
① 光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也 在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电 一体化等新分支；
② 对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电 一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
简要叙述机电一体化技术的定义和内涵
简要叙述机电一体化技术的定义和内涵
机电一体化技术是一种跨学科的技术，它将机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电子电力技术、接口-技术、信息变换技术等多种技术进行有机融合，旨在提高机械设备的精度、效率、性能和可靠性。
机电一体化技术的定义可以概括为：在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总和。
机电一体化技术的内涵包括两个方面：
1.技术层面：机电一体化技术是基于机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术等多种技术的有机融合，它不是简单地将这些技术叠加在一起，而是通过有机的整合，使各种技术在系统中发挥最大的作用。
2.产品层面：机电一体化技术通过将机械装置与电子化设计及软件结合起来，形成了一系列先进的机电一体化产品，如数控机床、智能机器人、自动化生产线等，这些产品在各行各业中得到了广泛应用，极大地提高了生产效率和产品质量。
总的来说，机电一体化技术是一种以微电子技术为核心，将多种技术有机融合，实现机械设备的高效、高精度、高可靠性的一种综合性技术。
机电一体化技术--机械系统
2、采取的具体技术措施 、 1） 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件。 ） 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件。 2）缩短传动链，提高传动与支承刚度。 ）缩短传动链，提高传动与支承刚度。 3）选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少 ）选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、 等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量， 等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能 提高加速能力。 提高加速能力。 4）缩小反向死区误差。 ）缩小反向死区误差。 5）改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、 ）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。 降低噪声。
二、基本要求
机械传动部件对伺服系统的伺服特性有很 大影响，特别是其传动类型、传动方式、 大影响，特别是其传动类型、传动方式、传动 刚性以及传动的可靠性对机电一体化系统的精 稳定性和快速响应性有重大影响。 度、稳定性和快速响应性有重大影响。
1、影响传动机构动力学特性的因素及其要求 、
1）阻尼 ）
内循环
1—丝杠 丝杠
2—螺母 螺母
3—滚珠 滚珠
4—回程引导装置 回程引导装置
滚珠在循环过程中始终与丝杠表面接触。 滚珠在循环过程中始终与丝杠表面接触。循环回路 流畅性好、效率高、螺母径向尺寸小。 短、流畅性好、效率高、螺母径向尺寸小。反向器加工困 装配调整不方便。 难，装配调整不方便。
外循环
插管式外循环结构 1-弯管 弯管 滚珠 螺纹滚道 丝杠 2-压板 3-丝杠 4-滚珠 5-螺纹滚道 压板
2）丝杠转动、螺母移动 ）丝杠转动、
要限制螺母的转动，故需导向装置。 要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构 紧凑、丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。 紧凑、丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。
机电一体化技能知识点总结
机电一体化技能知识点总结一、机电一体化技术概述机电一体化技术是指将机械和电气控制两个领域的技术相结合，应用于工业自动化生产系统中，使机电设备能够自动化运行，以提高生产效率、节约人力成本和资源消耗。
在工业生产中，机电一体化技术已经成为提高生产能力和产品质量的必备技术，逐渐取代了传统的手工操作和分体式的机械、电气控制系统。
在机电一体化技术中，机械部分包括各种类型的机械设备、传动装置、执行机构等，而电气控制部分则包括传感器、控制器、电机驱动器和自动化控制系统等。
通过将机械和电气控制相互衔接，实现设备的自动控制和运行，从而实现工业生产的自动化与智能化。
二、机电一体化技术的应用领域1. 工业制造在工业制造领域，机电一体化技术被广泛应用于各种类型的生产线和生产设备中，如汽车制造、电子产品生产、食品包装等。
通过机电一体化技术的应用，大大提高了生产效率和产品质量，降低了生产成本。
2. 交通运输在交通运输领域，机电一体化技术被应用于各种类型的交通工具和设备中，如轨道交通、港口装卸、机场输送等。
通过机电一体化技术的应用，实现了交通设备的自动控制和运行，提高了运输效率和安全性。
3. 智能家居在智能家居领域，机电一体化技术被应用于各种类型的家用电器和智能设备中，如智能灯具、智能空调、智能门锁等。
通过机电一体化技术的应用，实现了家居设备的自动控制和智能化，提高了居住环境的舒适性和便利性。
三、机电一体化技术的关键技能1. 机械设计机械设计是机电一体化技术中的关键技能之一，包括机械设计原理、机械结构设计、零部件设计、装配工艺等方面的知识。
机械设计人员需要具备扎实的工程学知识和设计经验，能够进行机械产品的设计和优化，以满足生产和使用的要求。
2. 电气控制电气控制是机电一体化技术中的另一个关键技能，包括电气原理、电路设计、控制系统设计、自动化控制技术等方面的知识。
电气控制人员需要具备深厚的电气工程知识和控制技术经验，能够设计和实现各种类型的电气控制系统。
《机电一体化技术(Ⅰ)》课程标准
《机电一体化技术（Ⅰ）》课程标准一、课程说明二、课程定位《机电一体化技术（Ⅰ）》课程是一个具有极强实践性和工程性的专业核心课程, 是机电一体化技术专业的必修课程。
主要通过学习可编程逻辑控制器, 达到对工业控制要求完成编程设计, 调试的能力。
可编程逻辑控制器应用于传统的顺序控制、闭环控制、运动控制、数据处理以及复杂的分布式控制系统、工厂自动化网络等。
被誉为现代工业生产自动化的三大支柱（PLC技术, 机器人技术、计算机辅助设计和制造技术）之一。
掌握机电一体化技术成为工程技术人员的急迫任务。
本课程与前修课程《电工电子技术》、《电机与电气控制》课程相衔接, 与后续课程《机电设备组装与调试》、《工业机器人安装与调试》等相衔接, 共同培养机电一体化综合应用分析能力。
三、设计思路通过教师到企业对课程对应的工作岗位、工作任务、必备的能力和素质需求进行调查, 确定了本课程的培养目标。
为服务后续专业课程的学习和培养学生岗位能力, 遵循由简到难的原则, 设计教学内容。
采用现代化教学手段, 注意培养学生面向工程的思维习惯, 采用多元化的考核方法, 使学生掌握可编程逻辑控制器理论的精髓。
本课程设计主要应用模块以多媒体教学与实践教学相结合的教学方法。
课程按照可编程逻辑控制器的主要应用方向分为以下四类:1.可编程序控制器（PLC）的特点、结构组成、工作原理2.可编程序控制器（PLC）指令系统、编程方法、PLC系统的设计3.可编程序控制器（PLC）调试和维护方法4.可编程序控制器（PLC）网络连接等可编程序控制技术根据各模块内容的特点施教, 启发式教学贯穿始终。
在教学过程中会充分重视课堂教学与实践教学相结合, 重点放在引导学生如何面对一个PLC控制系统的整体角度下手分析问题并解决, 引导学生能够解决应用上可能出现的问题。
将传授知识和发展能力结合起来, 通过各项目加深学生对知识的真正理解。
四、课程培养目标完成本课程学习后能够获得的理论知识、专业能力、方法能力、社会能力。
机电一体化技术的基本原理和特点
机电一体化技术的基本原理和特点
机电一体化技术是指将机械、电子、控制、计算机等技术有机地结合在一起，实现各种功能的综合自动化系统。
其基本原理是通过集成各种传感器、执行器、控制器和计算机等设备，实现对机械系统的智能化控制和监测，从而提高生产效率、质量和灵活性。
机电一体化技术的特点主要包括以下几个方面：
1. 综合性，机电一体化技术将机械、电子、控制、计算机等多种技术融合在一起，形成一个综合性的系统，实现多种功能的集成与协调。
2. 高效性，通过智能化的控制和监测手段，可以实现对生产过程的高效管理和优化，提高生产效率和产品质量。
3. 灵活性，机电一体化技术可以根据不同的生产需求进行灵活的调整和改进，适应多样化的生产要求。
4. 自动化，通过自动化控制系统，可以实现生产过程的自动化操作，减少人力成本，提高生产效率。
5. 可靠性，机电一体化系统通常具有较高的稳定性和可靠性，能够保证生产过程的连续性和稳定性。
总的来说，机电一体化技术的基本原理是通过综合运用机械、电子、控制、计算机等技术手段，实现对生产过程的智能化控制和监测，其特点包括综合性、高效性、灵活性、自动化和可靠性。
这些特点使得机电一体化技术在工业生产和制造领域具有广泛的应用前景。
机电一体化技术基础考试内容及形式
如PLC编程、控制电路搭建等。
电子装配与调试技能
如电路板焊接、电子元件识别与检测等。
计算机应用技能
如软件安装与配置、网络设置等。
综合应用考核
机电一体化系统设计
结合机械、电子、控制和计算 机技术，完成小型机电一体化
系统的设计。
故障诊断与排除
模拟实际生产中的故障情况， 考查学生分析问题和解决问题 的能力。
02
考试内容
基础知识考核
01
机械设计基础
包括机械原理、机械零件、材料力 学等基础知识。
控制理论
涉及自动控制原理、现代控制理论 等。
03
02
电子技术基础
涵盖电路分析、模拟电子技术、数 字电子技术等。
计算机技术基础
包括计算机组成原理、操作系统、 编程语言等。
04
专业技能考核
机械加工技能
如车、铣、刨、磨等基本操作技能。
机电一体化技术基础考试 内容及形式
• 机电一体化技术基础概述 • 考试内容 • 考试形式 • 考试要求 • 备考建议
01
机电一体化技术基础概述
机电一体化技术的定义与特点
总结词
机电一体化技术是一种将机械技术与电子技术相结合，实现机械设备自动化的技术。其特点包括自动化、智能化、 高效化、精确化等。
掌握基本的电路设计、控制程序设计、机械设计 等技能，能够进行简单的实验和调试。
了解机电一体化系统的安全规范和标准，能够进 行安全操作和维护。
对综合素质的要求
01
具备良好的团队协作精神和沟通能力，能够与其他专业人员合 作完成复杂项目。
02
具备较强的分析问题和解决问题的能力，能够快速应对机电一
机电一体化的专业技能
机电一体化的专业技能机电一体化是当前制造业中的关键技术之一，意味着机械结构、电气控制和信息处理的一体化，旨在实现更高的效率和质量。
作为一种跨学科的工程领域，机电一体化需要从不同的角度来考虑和解决问题，涉及到机械设计、电路设计、软件开发和维护以及控制技术等方面。
在此背景下，机电一体化的专业技能尤为重要，本文将对其进行探讨和总结。
1. 机械设计技能机械设计技能是机电一体化专业技能中最基础和最核心的部分，涉及到机械结构设计、工艺分析、模拟仿真等方面。
在机电一体化中，机械部分的设计成功与否直接影响到整个系统的可靠性和稳定性，因此机械设计技能的掌握对于机电一体化工程师来说尤为重要。
2. 电路设计技能电路设计技能主要涉及到电气设计和电气控制方面，通过电路分析、参数计算、手动调节和自动调节等手段来实现对机械部分的控制和操作。
电路设计技能在机电一体化中同样是不可或缺的专业技能，只有掌握了电路设计技能才能更好地实现机械部分与电气部分的控制和联动。
3. 软件开发与维护技能为了实现机电一体化系统的自动化控制和信息化管理，需要依赖于一定的软件技能。
在机电一体化中，软件开发与维护技能涉及到多种编程语言和平台，包括C/C++、Java、Python、PLC等。
同时，也需要对多种软件工具有深入的理解和熟练操作能力。
4. 控制技术控制技术是机电一体化的重要组成部分，旨在通过传感器、执行器、处理器等手段来实现机械部分和电气部分的联动和协调。
掌握控制技术不仅需要对机械电气方面的知识有一定的理解，还需要对控制方法和控制算法有深入的研究和应用能力。
5. 项目管理与团队协作能力除了具备以上专业技能之外，机电一体化专业人员还需要具备一定的项目管理和团队协作能力。
在机电一体化工程中，多个专业领域的协作和合作是非常必要的，需要有团队协作和协调的技能，也需要有项目管理和进度控制的能力。
总的来说，机电一体化专业技能是一种高度综合性和复杂性的能力体系，需要具备多种技能和知识。
机电一体化技术专业描述
机电一体化技术专业描述
机电一体化技术是一门综合性的技术学科，涵盖了机械工程、电气工程和自动化技术等多个领域。
它主要关注机械系统与电气系统的融合与协同工作，旨在开发和应用能够实现机械与电气功能一体化的解决方案。
机电一体化技术专业培养学生掌握以下方面的知识和能力：
1. 机械工程基础：学生将学习机械工程的基本原理和知识，包括机械设计、机械制造、材料力学等，以便理解机械系统的结构和工作原理。
2. 电气工程基础：学生将学习电气工程的基本原理和知识，包括电路理论、电机原理、电子技术等，以便理解电气系统的结构和工作原理。
3. 自动化技术：学生将学习自动化技术的基本原理和方法，包括传感器与执行器的应用、控制系统设计、PLC编程等，以便实现机械与电气系统的自动化控制。
4. 机电系统集成：学生将学习机械与电气系统的集成技术，包括接口设计、信号传递、机电耦合等，以确保机械与电气系统的协同工作和良好的兼容性。
5. 项目管理与实践：学生将学习项目管理的知识和技能，了解机电一体化项目的规划、执行和控制，同时通过实践项目来培养解决实际问题的能力。
机电一体化技术专业的毕业生可以在机械制造、自动化、电
力等领域从事设计、研发、生产、维护和管理等工作。
他们可以参与机电一体化系统的设计、集成和优化，提高生产效率，降低成本，并推动工业自动化和智能化的发展。
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 △ 丫与输入的变化量△ X 的比值。
即为传感器灵敏度。
S=dy/dx= △ Y/ △ X 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。
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。
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。
、填空题（每小题2分，共20分） 3. 4. 5. 1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式： 内循环 2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 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. 某光栅的条纹密度是 则莫尔条纹的宽度是 PLC ______ 外循环 ______ o 性能指标系统功能使用条件经济效益 50条/mm ，光栅条纹间的夹角 0 =0.001孤度, 20mm5. 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6. 某4极交流感应电机，电源频率为7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数 8. 累计式定时器工作时有 __________________ 9. 复合控制器必定具有 10. 钻孔、点焊通常选用 三、 选择题（每小题2分，共10分） 一般说来，如果增大幅值穿越频率 产大 B.减小 加速度传感器的基本力学模型是 I阻尼一质量系统 B.弹簧一质量系统C 弹簧一阻尼系统齿轮传动的总等效惯量与传动级数 （C ） 有关 B.无关 C.在一定级数内有关 D.在一定级数内无关 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 （C ） 单片机 B. 2051 C. PLC D, DSP 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（ 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） 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 V ） 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。
机电一体化技术包含的要素
机电一体化技术包含的要素机电一体化技术是指将机械、电子、自动控制等多学科知识相结合，实现机械设备和电气设备的有机统一，从而达到提高机械设备性能、降低能源消耗、提高生产效率和质量的目的。
机电一体化技术的要素包括以下几个方面。
一、机械要素机械要素是机电一体化技术的基础，它包括机械结构、机械设计、机械制造等方面的内容。
机械结构是指机械设备的组成部分及其连接关系，包括机身、传动装置、工作部件等。
机械设计是指根据工作要求和技术指标，确定机械结构的具体参数，包括尺寸、形状、材料等。
机械制造是指根据机械设计要求，进行机械零件的加工和装配，实现整机的制造。
二、电气要素电气要素是机电一体化技术中不可或缺的部分，它包括电气控制、电气传动、电气元器件等方面的内容。
电气控制是指通过电气信号控制机械设备的运行，包括开关控制、速度控制、位置控制等。
电气传动是指利用电能实现机械设备的运动，包括电动机、变频器、伺服系统等。
电气元器件是指用于实现电气控制和电气传动的元件，包括开关、传感器、继电器等。
三、自动控制要素自动控制要素是机电一体化技术的核心，它包括自动控制理论、自动控制系统、自动控制算法等方面的内容。
自动控制理论是指研究自动控制原理和方法的学科，包括控制系统的稳定性、精度、鲁棒性等。
自动控制系统是指利用自动控制理论和技术，实现机械设备的自动化运行，包括传感器、执行器、控制器等。
自动控制算法是指利用计算机和数学方法，实现机械设备的自动控制，包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
四、信息技术要素信息技术要素是机电一体化技术的重要组成部分，它包括计算机技术、通信技术、图像处理技术等方面的内容。
计算机技术是指利用计算机进行数据处理和控制指令的技术，包括嵌入式控制、PLC控制、SCADA系统等。
通信技术是指利用通信网络实现机械设备之间的数据传输和远程控制，包括以太网、无线通信、物联网等。
图像处理技术是指利用计算机对机械设备进行视觉检测和图像识别，包括图像采集、图像处理、图像识别等。
机电一体化技术-第01章 概论
自动控制技术的难点在于自动控制理论的工程化与实用化，这 是由于现实世界中的被控对象往往与理论上的控制模型之间存在较大差 距，使得从控制设计到控制实施往往要经过多次反复调试与修改，才能 获得比较满意的结果。
产品的各功能单元通过接口联接成一个有机的整体。接口包括电气接 口、机械接口、人—机接口。电气接口实现系统间电信号连接；机械 接口则完成机械与机械部分、机械与电气装置部分的连接；人—机接 口提供了人与系统间的交互界面。
第五节 机电一体化系统设计
Mechatronics System Design
机电一体化系统是从简单的机械产品发展而 来，其设计方法、程序与传统的机械产品类似， 一般要经过市场调查、方案设计、详细设计、样 机试制、小批量生产和正常生产几个阶段。
机电一体化产品:
(product of Mechatronics)
是由机械系统（或部件）与电子系统（或部件）及信息处理单元（硬 件和软件）有机结合、而赋予了新功能和新性能的高科技产品。
CNC
位置,速 度反馈
位置,速度 检测单元
电机
数控机床伺服系统组成
机械 部件
第二节 机电一体化发展概况
机电一体化技术的发展 ：分为萌芽阶段、快 速发展阶段和智能化阶段三个阶段。
系统总体技术 System overall technology 是一种从整体目标出发，用系统工程的
观点和方法，将系统总体分解成相互有机联系 的若干功能单元，并以功能单元为子系统继续 分解，直至找到可实现的技术方案，然后再把 功能和技术方案组合成方案组进行分析、评价 和优选的综合应用技术。
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1.3 机电一体化的发展概况
1.3.1国内外机电一体化发展状况 机电一体化技术的发展大体上可分为三个阶段。 20世纪60年代以前为第一阶段，也可称其为“萌芽
阶段”。 70年代至80年代为第二阶段。称其为“蓬勃发展阶
1.2.5执行与驱动技术
伺服驱动技术的主要研究对象是执行元件及 其驱动装置。执行元件分为电动、气动、液 压等多种类型，机电一体化产品中多采用电 动式执行元件．驱动装胃要是指各种电动机 的驱动电源电路，目前多采用电力电子器件 及集成化的功能电路构成。
1.2.6机电一体化总体设计技术
系统总体技术是一种从整体目标出发，用系 统工程的观点和力法，将系统总体分解成相 互有机联系的若干功能单元，并以功能单元 为子系统继续分解，直至找到可实现的技术 方案，然后再把功能和技术方案组合成方案 指进行分析、评价和优选的综合应用技术。
1.2.3自动控制技术
自动控制技术就是通过控制器使被控对象或 过程自动地按照预定的规律运行。自动控制 技术范围很广，包括自动控制理论、控制系 统设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等 从理论到实践的整个过程。由于被控对象种 类繁多，所以控制技术的内容极其丰富，包 括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、 自诊断、校正、补偿、示教再现、检索等控 制技术。
1.2.4传感与检测技术
检测传感技术是机电一体化的关键技术，它 将所测得的各种参量如位移、位置、速度、 加速度、力、温度、酸度和其他形式的信号 等转换为统一规格的电信号输入到信息处理 系统中，并由此产生出相应的控制信号以决 定执行机构的运动形式和动作幅度。传感器 检测的精度、灵敏度和可靠性将直接影响到 机电一体化的性能。
机械技术 （机械学 机构学）
机电一体 化技术领
域
微电子技术 （半导体技 术、计算机
技术）
机电一体化系统由机械本体（机构）、信息 处理与控制部分（计算机）、能源部分（动 力源）、检测部分（传感器）、执行元件部 分（如电动机）等五个子系统组成
信息输入
信息处理与控制
能源部分 驱动部分 检测部分
执行元件
机电一体化技术
袁中凡 主 编 李彬彬 陈 爽 副主编
冼进 审 邮箱：
第一章 概论
知识点： 机电一体化系统的基本概念 机电一体化系统的关键共性技术 机电一体化系统的发展概况
美国《技术评论》认为，有十种新 兴技术在不远的将来会产生巨大影 响：无线传感器网络；可注入组织 工程；纳米太阳能电池；机电一体 化技术；分子成像；纳米印刷刻蚀； 软件保证；糖原组学；量子密码术。
信息 （接口）
控制器 （MC、PC、CNC）
接口 （信息）
传 感 器 （位置 检测）
接口 （智能、信息）
执行元件
接口 （机械）
传 感 器 （位置 检测）
接口 （物理）
运行机构 机械结构
接口 （机械）
接口 （物理）
动力源
接口 （物理）
1.1.3机电一体化产品的分类
一部分机电一体化系统以能量转换为主，输 入能量(或物质)和信息，输出不同能量(或物 质)的系统(或产品)，称为动力机，其中输出 机械能的为原动机。
机械本体
典型闭环控制系统
工作台
传感器
电动机 驱动器
丝杆
动力源
信息处理系统 （计算机）
1.1.2机电一体化系统的结构要素
机电一体化系统是由若干具有特定功能的机 械与微电子要素组成的有机整体，具有满足 人们使用要求的功能(目的功能)。根据不同的 使用目的，要求系统能对输入的物质、能量 和信息(即工业三大要素)进行某一处理，输出 所需要的物质、能量和信息。
因此，系统必须具有以下三大“目的功能”： 变换(加工、处理)功能、传递(移动、输送)功 能和储存(保持、积累、记录)功能。
具有
工业三
物质 大要素 能量
系统
所需 特性
物质 能量
信息
（变换、传递、存储）
信息
控制
不管那类系统（或产品），其系统内部必须 具备如所示的五种内部功能，即主动能、动 力功能、检测功能、控制功能、构造功能。
1.1 机电一体化的基本概念
1.1.1机电一体化系统的功能构成及定义 “机电一体化”一词(Mecharonics)在20世纪 70年代起源于日本。它取英语Mechanics(机 械学)的前半部和Electronics（电子学）的后 半部分拼成一个新词，即机械电子学或机电 一体化。
“机电一体化”是机械技术、微电子技术相互 交叉、融合的产物
干扰
废弃物输出
（原） 物质 能量 信息
输入
主功能 （变换、传递、存储）
计测功能
动力功能
控制功能
（新） 物质 能量 信息
输出
动力输入 （能量）
输入 控制
（信息）
输出 控制
人或其他系统
CNC机床内部功能构成实例
热、振动
热、振动、切屑
毛坯 （物质）
输入
切削加工 （加工机构）
位置检测
电源
控制器
工件 （物质）
产品中的主功能和构造功能，往往是以机械 技术为主实现的。特别是关键部件，如导轨、 滚珠丝杠、轴承、传动部件等的材料、精度 对机电一体化产品的性能、控制精度等多方 向的要求。
1.2.2计算机与信息处理技术
信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、 运算、存储及格出技术，它们大都是依靠计 算机来进行的，因此计算机技术与信息处理 技术是密切相关的。信息处理技术包括信息 的交换、存取、运算、判断和决策等，实现 信息处理的主要工具是计算机。计算机技术 包括计算机硬件技术和软件技术、网络与通 信技术、数据库技术等。
也有机电一体化系统以信息处理为主，输入 信息量，输出各种信息的系统，称为信息机。
机电一体化产品种类繁多，目前还在不断扩 展，但仍可以按产品的功能划分为以下几类。
（1）数控机械类 （2）电子设备类 （3）机电结台类 （4）电液伺服类 （5）信息控制类
1.2 机电一体化的共性关键技术
1.2.1机械设计技术 机械技术是机电一体化的基础。机电一体化
输出
外部电源
CNC程序
输入 （信息） 输出
控制
控制
人（操作）
机电一体化系统（产品）的五大要素及其对 应的五大功能
动力源
动力
传感器
计算机
执行元 件
机构
a)
计测
控制
操作
构造
b)
机电一体化系统内部与外部接口
人
输ห้องสมุดไป่ตู้
自然
入 接
口
系统
工程系统
接口 a
接口 b
接口 c
人
输
出 接
自然
口
系统
机电一体化系统（产品）各构成要素之间的相互联系