自考 机电一体化系统设计基础 试题
机电一体化系统设计基础作业、、、参考答案
机电一体化系统设计根底作业、、、参考答案2．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法〔A 〕。
A．增大系统刚度 B．增大系统转动惯量C．增大系统的驱动力矩 D．减小系统的摩擦阻力3．导程L0=8mm的丝杠驱动总质量为60kg的工作台与工件，那么其折算到丝杠上的等效转动惯量为〔B 〕kg mm2。
A．48.5 B．974．传动系统的固有频率对传动精度有影响，〔B 〕固有频率可减小系统地传动误差，〔A 〕系统刚度可提高固有频率。
AA．提高，提高 B．提高，减小C．减小，提高 D．减小，减小5．以下哪种方法是采用单螺母预紧原理来消除滚珠丝杠副的间隙？〔 D 〕A．螺纹调隙式 B．双螺母垫片调隙式C．齿差调隙式 D．偏置导程法6. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数( ?A )。
B7．多级齿轮传动中，各级传动比“前小后大〞的分配原那么不适用于按〔 D 〕设计的传动链。
A．最小等效转动惯量原那么〔小功率传动装置〕B．最小等效转动惯量原那么〔大功率传动装置〕C．输出轴的转角误差最小原那么D．重量最轻原那么8．某机电一体化系统需要消除齿轮传动的齿侧间隙，采取以下哪种方法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙？〔D 〕A．偏心套调整法 B．轴向垫片调整法C．薄片错齿调整法 D．轴向压簧错齿调整法三、简答题1．完善的机电一体化系统主要包括哪几局部？机电一体化系统的对应要素及相应功能关系2．简述机电一体化系统中的接口的作用。
机电一体化系统中的接口的作用是实现系统与外部〔其他系统、操作者、环境〕的连接，一般分为机械接口、电气接口两方面。
3．机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率，但是设计中要适中选择其参数，而不是越小越好。
为什么？因为适中选择机械运动中的摩擦和阻尼会，可提高系统的稳定性、保证系统具有良好的动态特性。
4．简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响。
①失动量。
系统刚度越大，因静摩擦力的作用所产生的传动部件的弹性变形越小，系统的失动量也越小。
机电一体化系统设计基础试题
机电一体化系统设计基础试题一、填空题1.控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件电路接口组成。
2.机电一体化产品按用途可以划分为民用机电一体化、半工机电一体化和产业机电一体化产品。
3.机电一体化系统设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行设计质量评审三个方面。
4.市场预测主要包括定期预测和定量预测方法。
5.机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应等方面的要求。
6.在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守先小后大原则。
7.当负载折算到电机轴上的惯量等于转子惯量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。
8.机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种。
二、简答题1.机电一体化系统中，传感测试部分的作用是什么？传感测试部分的作用是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，变为可识别的信号，使输到信息处理单元。
经分析处理后产生控制信息。
2.简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）拟定产品开发目标和技术规范，收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济型分析，总体方案设计，总体方案的评审和评价，详细设计，方案的评审和评价，试制样机，样机实验测试，技术评价与审定，小批量生产，试销，正常生产，销售。
3.为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？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。
4.影响机电一体化系统传动机构动力学特性的主要因素有哪些？系统的负载变化、传动系统的惯性、传动系统的固有频率、传动系统中的摩擦与润滑。
5.转动惯量对传动系统有哪些影响？在传动系统中，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。
6.为减小机械系统的传动误差，可采用哪些结构措施？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。
全国自考(机电一体化系统设计)-试卷1
全国自考（机电一体化系统设计）-试卷1(总分：54.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：10，分数：20.00)1.连续路径控制中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的【】，使得它们同步协调到达目标点。
（分数：2.00）A.位置和加速度B.速度和加速度C.位置和速度√D.位置和方向解析：解析：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，使得它们同步协调到达目标点，这样的运动控制称为连续路径控制。
对于这类控制，机床必须同时控制两个或两个以上的轴。
不仅控制目标点，而且控制工具到达这些目标点的整个路径，以保证在整个加工过程中，工具始终接触工件并制造出希望的形状。
2.自动导引车在平面上运动，一般具有的运动自由度是【】（分数：2.00）A.2个√B.3个C.4个D.6个解析：解析：自动导引车在平面上运动，不管是单驱动轮一驾驶机构，或者双驱动轮一小脚轮机构，一般都具有2个运动自由度。
3.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用【】方法实现。
（分数：2.00）A.插补√B.切割C.画线D.自动解析：解析：数控机床采用了插补器生成运动控制指令。
已知运动轨迹的起点和终点坐标以及轨迹的曲线方程，由计算机实时地计算出各中间点的坐标。
即通过数控系统的计算“插入、补上”运动轨迹的各中间点坐标，一般把这个过程叫做“插补”。
插补精度一般高于伺服系统的水平。
4.由于截断误差等原因，DDA法生成的直线、圆弧都是由一系列的【】组成。
（分数：2.00）A.弧线B.抛物线C.折线√D.渐开线解析：5.属于模块化小型PLC，并能满足中等性能应用要求的PLC系统是【】（分数：2.00）A.SIMATIC S7－200 PLCB.SIMATIC S7－300 PLC √C.SIMATIC S7－400 PLCD.SIMATIC NET解析：6.设计梯形图时，载入一个动合触点的指令是【】（分数：2.00）A.OR 0．00B.LD NOT0．00C.AND 0．00D.LD 0．00 √解析：7.如图所示利用继电器触点实现的逻辑函数为【（分数：2.00）A.(A＋).(B) √C.(A＋D.A.B解析：解析：由题图可推出逻辑函数为(A＋A).(B＋B)。
1118机电一体化系统设计基础
1118机电一体化系统设计基础习题试题一一、单选题1．机电一体化技术是以（ B ）技术为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
A．自动化B．电子C．机械D．软件2．机电一体化技术是以（ C ）部分为主体，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
A．自动化B．微电子C．机械D．软件3．在机电一体化产品的开发过程中，总体方案设计完成后应立即进行( B )。
A．样机设计(详细设计) B ．此方案的评审、评价C．理论分析(数学模2) D．可行性与技术经济分析4．在机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制的基本要求足( A )。
A．精度、稳定性、快速响应性B．精度、稳定忭、低噪声C．精度，高可靠性、小型轻量化D．精度、高可靠性、低冲击振动5．在机械传动系统中，用于加速惯性负载的驱动力矩为( D )。
A．电机力矩 B．负载力矩 C．折算负载力矩 D．电机力矩与折算负载力矩之差6．在下列电机中，( C )既可通过闭环实现速度或位置控制，又可作步进方式运行，且电机转速不受负载影响，稳定性高。
A．步进电机B．直流伺服电机 C．交流同步伺服电机D．笼型交流异步电机7．在开环控制系统中,常用（ B ）做驱动元件。
A．直流伺服电动机B．步进电动机 C．同步交流伺服电动机D．异步交流伺服电动机8．在工业控制计算机中，控制总线的功能是( B )。
A．确切指定与之通信的外部硬什B．确定总线上信息流的时序C．在计算机内部传输数据D．连接控制电源9．在工业控制应用中，为了( D )，D／A转换的输出常常要配接V／I转换器。
A．抑制共模电压的干扰B．非电压信号的转换C．信号的放大、滤波D．适应工业仪表的要求10．在工业机器人的设计中，( A )是理论分析阶段要进行的工作之一。
A．传感器的选择及精度分析 B．技术经济性分析C．控制系统硬件电路设计D．控制系统软件配置与调试11．以下产品不属于机电一体化产品的是( B )。
A．机器人B．移动电话C．数控机床D．复印机11．以下产品不属于机电一体化产品的是( B )。
全国自考(机电一体化系统设计)-试卷2
全国自考（机电一体化系统设计）-试卷2(总分：50.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：10，分数：20.00)1.“机电一体化”一词来源于英文单词【】（分数：2.00）A.MechanicsB.ElectronicsC.ServosystemD.Mechatronics √解析：解析：“机电一体化”来源于英文名词“Mechatronics”。
这是由日本人首创的一个新词，它取了“Mechanics(机械学)”的前五个字母和“Electronics(电子学)”的后七个字母组合而成。
其含义是机械与电子的集成技术。
2.单级谐波传动减速器的产品型号为XBD100－125－150－Ⅱ，其畔125代表【】（分数：2.00）A.柔轮小径B.传动比√C.输出转矩D.刚轮小径解析：解析：XBD为产品代号，100代表柔轮小径为100mm，125代表传动比，150代表输出转矩为150N.m，Ⅱ代表精度等级为普通级。
3.如图称为【（分数：2.00）A.直流伺服电动机调节特性B.直流伺服电动机动态特性C.直流伺服电动机机械特性√D.直流伺服电动机调速特性解析：4.电枢电阻不可忽略的直流伺服电动机空载时，转速与电枢电压的关系为【】（分数：2.00）A.相等B.反比C.线性关系√D.无关解析：5.两极三相感应电动机，定子单相绕组通电后，在气隙中产生【】（分数：2.00）A.均匀磁场B.旋转磁场C.脉动磁场√D.正交磁场解析：6.步进电动机的输入是【】（分数：2.00）A.脉冲信号√B.阶跃信号C.斜坡信号D.加速度信号解析：7.一般说来，如果增大自然频率ωn的数值，则动态性能指标中的调整时间T s【】（分数：2.00）A.变大B.减小√C.不变D.不定解析：8.复合控制器的前馈控制是【】（分数：2.00）A.误差控制B.串级控制C.闭环控制D.开环控制√解析：解析：所谓复合控制器，就是在反馈控制器的基础上附加一个前馈控制器，二者的组合称为复合控制器。
全国机电一体化系统设计自学考试试题与答案[1]
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二、简答题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）
11、处理“机”与“电”关系采用哪些设计思想？
12、机电一体化设计过程包括哪些内容？
13、试说明液体动压支承的工作原理。
14、什么是直流伺服电动机？它有怎样的工作特点？
15、永磁式步进电动机的结构及特点是什么？
16、步进电动机的单、双极性驱动电路，各自的特点是什么？适用范围是什么？
17、半闭环控制系统的定义及特点是什么？
18、数控机床通常采用插补器生成运动控制指令，其中插补的概念是什么？
24、某他励直流电动机，电枢电阻为0.4Ω,额定电压为220V ，额定电流为40A ，额定转速为1000r/min,负载转矩为恒转矩负载，大小为额定转矩的一半，求此时电动机在额定电压下的转速和电枢电流的大小。
25、考虑x-y 平面上的直线运动路径，源点坐标为（0,0）,终点坐标为（12,10）,两轴速度限制分别为8,6max max ±=±=y x V V ，加速度限制分别为3,2max max ±=±=y x a a 。
试设计三次多项式样条函数点位控制指令。
27、设计一台电动机按要求动作的PLC控制系统。
具体要求：系统只有一个按钮。
按一下，电动机正转5s再反转5s,如此重复3次后自动停止。
试完成设计任务：（1）列出PLC系统资源分配表；（2）画出梯形图程序。
全国自考(机电一体化系统设计)-试卷3
全国自考（机电一体化系统设计）-试卷3(总分：54.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：10，分数：20.00)1.自动洗衣机是【】驱动顺序控制的实例。
（分数：2.00）A.事件B.时间√C.微计算机D.集成电路解析：解析：根据如何开始和终结操作，顺序控制可以分为两类：(1)当某一事件发生时，开始或结束操作的称为事件驱动顺序控制。
(2)在某一时刻或一定时间间隔之后，开始或结束操作的称为时间驱动顺序控制。
而自动洗衣机是最常见的时间驱动顺序控制的实例。
2.下列不属于脉动作用式波形发生器的是【】（分数：2.00）A.机械滚子式波形发生器√B.液动式波形发生器C.气动式波形发生器D.电磁式波形发生器解析：3.由电动机驱动的齿轮系，第一级齿轮的传动比为2，则用简化的最佳传动比分配条件计算出的第二级传动比为【】（分数：2.00）A.1C.2√解析：4.下列选项中与灵敏度表示同一概念的是【】（分数：2.00）A.漂移B.阈值C.增量增益√D.线性度解析：5.某光栅的条纹密度是200条／毫米，光栅条纹间的夹角θ＝0．005弧度，则莫尔条纹的宽度是【】（分数：2.00）A.100mmB.20mmC.10mmD.1mm √解析：解析：由莫尔条纹宽度公式得，1(mm)。
6.在转速为零时，电动机的堵转转矩T b为【】（分数：2.00）A.T b＝B.T b＝√C.T b＝D.T b＝解析：7.步进电动机驱动电路提供的电流波形应尽量接近【】（分数：2.00）A.恒流B.正弦C.余弦D.矩形√解析：解析：对步进电动机驱动电路有如下要求： (1)能够提供快速上升和快速下降的电流，使电流波形尽量接近矩形；(2)具有供截止期间释放电流的回路，以降低相绕细两端的反电动势，加快电流衰减；(3)功耗尽量低，效率要高。
8.某步进电动机三相单三拍通电时的步距角为5。
，则双三拍通电时的步距角为【】（分数：2.00）A.2．5°B.5°√C.10°D.15°解析：解析：步距角公式为θs＝c都为1，因此双三拍通电时步距角没有变化。
(完整版)机电一体化系统设计试题与答案
一、填空题(每空1分，共20分)1．滚珠丝杆中滚珠的循环方式有、两种。
2．机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括、、、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，并尽量高伺服系统的响应速度.4．。
实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是、、。
5．抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、、、、合理布局和软件抗干扰技术。
6．机电一体化系统一般由______________、_____________、接口、__________________、_____________、______________等部分组成.7．机电一体化系统(产品）设计类型大致可分为________________、适应性设计、________________。
二、简答题（每题5分,共30分）1、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器，光电耦合器的作用有哪些2、什么是三相六拍通电方式？3、简述PWM脉宽调速原理。
4、简述香农采样定理。
5、什么叫传感器？它是由哪几部分组成的？6、步进电动机常用驱动电路中功率放大电路有哪几种类型?三、计算题（共20分）(将本题答案写在答题纸上）（一）、（10分）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?（二)、（10分） 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？ 四、综合分析题(共30分)（一)、分析、说明如图所示计算机控制系统中信号变换与传输的过程、原理。
(二）、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?一、填空题（每空1分，共20分)1、内循环、外循环2、性能指标 系统功能 使用条件 经济效益3、稳定性4、 1）采用计算机软件分配器 2）小规模集成电路搭接的硬件分配器 3）专用模块分配器5、隔离 滤波 接地6、机械本体 动力与驱动 执行机构 传感器检测部分 控制及处理部分7、开发性设计 变参数设计二、简答(每题5分,共30分）1. （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。
自考机电一体化试题及答案
自考机电一体化试题及答案一、单项选择题1. 机电一体化系统中，执行机构通常指的是什么？A. 传感器B. 驱动器C. 控制器D. 机械结构答案：B2. 在机电一体化设计中，以下哪个不是控制系统的组成部分？A. 输入设备B. 执行机构C. 电源D. 输出设备答案：C3. 下列哪项不是传感器的基本特性？A. 线性度B. 灵敏度C. 稳定性D. 重量答案：D4. 机电一体化系统中，通常使用哪种类型的电动机作为驱动元件？A. 内燃机B. 蒸汽机C. 伺服电动机D. 直流电动机答案：C5. 在机电一体化设备中，PLC通常指的是什么？A. 可编程逻辑控制器A. 电源线路控制器C. 功率限制控制器D. 压力控制逻辑答案：A二、多项选择题6. 机电一体化系统的设计原则包括哪些方面？（多选）A. 模块化设计B. 集成化设计C. 重量化设计D. 智能化设计E. 标准化设计答案：A B D E7. 下列哪些因素会影响传感器的性能？（多选）A. 环境温度B. 材料特性C. 设计结构D. 电源电压E. 用户的操作习惯答案：A B C D8. 机电一体化系统中，常用的传动方式包括哪些？（多选）A. 齿轮传动B. 链条传动C. 液压传动D. 电子传动E. 皮带传动答案：A B C E三、简答题9. 简述机电一体化系统的基本组成。
答案：机电一体化系统的基本组成包括机械部分、电气部分和信息处理部分。
机械部分通常指系统的结构框架和执行机构；电气部分包括传感器、驱动器和电源等；信息处理部分则是指控制器和相关的软件系统，负责对信息进行处理和控制。
10. 描述一下伺服系统的工作原理。
答案：伺服系统是一种高性能的自动控制系统，它能够自动地接收指令信号并对系统的输出进行精确控制。
伺服系统的工作原理基于反馈控制原理，即系统将指令信号与实际输出进行比较，产生误差信号，然后通过控制器调整执行机构，以减少误差，达到精确控制的目的。
四、计算题11. 假设一个伺服电动机的额定功率为2kW，额定转速为1500RPM，试计算其额定扭矩。
机电一体化系统设计真题
一、选择题1、用于传递、承载力和运动的模块为（）。
A 机械受控模块B 驱动模块C 接口模块D 微计算机模块2、导轨块用于引导运动部件的走向，某导规面具有相同的极性装置，利用同性相斥原理使导规面脱离接触，若按导规面间的摩擦性质分类，该导规为（）。
A 滑动导规B 液体静压导规C 气浮导规D 磁浮导规3、滚珠丝杠螺母副一般采用消除间隙和适当的预紧措施，最简单，尺寸最紧凑，且价格低廉的调查整方法是（）。
A 双螺线齿差式B 双螺母螺纹式C 双螺母垫片式D 单螺线变位导程式4、能消除零位输出和偶次非线性项，抵销共模误差，减少非线性，这种用（）。
A 平均技术B 差动技术C 开环技术D 闭环技术5、下列技术能减少直流伺服电动机机电时间常数的是（）。
A 增加等效转动惯量B 增加电枢回路电阻C 附加速度负反馈D 减少电动机转矩系数6、在小功率PWM伺服放大器中，主回路经常使用CDMOS功率场效应管代替IGBT，其中VD的含义是（）。
A 功率场效应管B 功率晶体管C 绝缘栅晶体管D 电感应晶体管7、PID中I的含义是（）A 比例B 积分C 微分D 前置8、在具有位置环的全闭环交流伺服系统中，取自伺服电动机轴上的编码器的反馈通常构成（）。
A 位置环B 电流环C 速度环D 转矩环9、满足中等性能要求的西门子S7系列模块化小型PLC是A SIMATIC S7-300PLC10、设计梯形图时串联一个动断触点0.00对应的助记符是（）A LD 0.00B LDNOT 0.00C AND 0.00 D ANDNOT 0.002、简答题1、伺服系统的工作特点是什么？2、简述单谐波齿轮传动和双谐波齿轮传动的含义，并说明为什么双谐波齿轮传动被广泛应用？3、三相感应电动机定子和转子之间的气隙是怎样的磁场？该磁场是如何产生的？4、简述反应式步进电动机的工作原理和特点？5、步进电动机驱动产品中单脉冲方式和双脉冲方式有何不同？6、选择采样周期应遵循什么准则？7、采用DDA法在两轴定位工作台上实现直线插补，采用常速度分布实现直线指令时需要几个寄存器，如何分配使用这些寄存器产生的步进电动机的指令？3、计算题1、某滚珠丝杠螺线副，结构参为，丝杠直径为40MM，滚珠直径为6.35MM，每个螺母单元有3个滚珠环道，据此查系数为bst≈3。
《机电一体化系统设计》试卷及答案(一)
《机电一体化技术》试卷及答案（一）一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量2.灵敏度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：__________，________________。
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50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_______________________。
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______________________，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__________________________________________。
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_______________________________________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 ( )A. 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( )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( )A. 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（）等个五部分。
机电一体化系统设计试卷(整合版)
（一）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．控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口组成。
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前小后大原则。
4．典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、电源和输入／输出接口等部分构成。
5．传感器的静态特性能数主要有灵敏度、线性度迟滞和重复精度。
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?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．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。
3．转动惯量对传动系统有哪些影响?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．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。
5．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。
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?)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．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?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。
4月全国机电一体化系统设计自考试题及答案解析
全国2019年4月机电一体化系统设计试题课程代码：02245一、单项选择题(本大题共14小题，每小题1分，共14分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.将计算机数控机床、工业机器人以及自动引导车联接起来的系统称( )A.顺序控制系统B.计算机集成制造系统C.柔性制造系统D.伺服系统2.对于谐波齿轮减速器，波发生器分为脉动作用式和( )作用式。
A.连续B.液动C.气动D.电磁3.据齿轮系传动比最佳分配条件，简化的最佳速比分配关系为( ) A.2i i 212= B. 2i i 212= C. 2i i 12= D. 2i i 12= 4.电荷放大器的输出电压与反馈电容( )A.成正比B.成反比C.成曲线关系D.无关5.感应同步器定尺绕组中感应的总电动势是滑尺上正弦绕组和余弦绕组所产生的感应电动势的( )A.代数和B.代数差C.矢量和D.矢量差6.电桥是用来测量传感器的电阻、电容或电感变化的电路，它是将这些参量的变化变换为电压或电流信号变化的电路。
全桥的电压灵敏度比单桥提高了( )A.2倍B.4倍C.8倍D.10倍7.某交流感应电动机，实际转速1350r/min ，电源频率50Hz ，则其极对数为( )A.1B.2C.3D.48.当直流伺服电动机电磁转矩恒定时，电动机转速随控制电压变化的关系曲线称( )A.直流伺服电动机机械特性B.动态特性C.失灵区D.直流伺服电动机调节特性9.计算步进电动机步距角的公式为( ) A.cmz 360r ︒ B. mc 180cos T sm ︒ C. c mz f 60r D. mc360180︒-︒ 10.一般来说，引入微分负反馈将使系统动态性能指标中的最大超调量( )A.增加B.减小C.不变D.不定11.在采样—数据系统中，执行实时算法程序所花费的时间总和最好应小于采样周期的( )A.0.1B.0.2C.0.5D.0.812.因用数字微分分析法生成各种机器运动控制指令较简单易实现，常被用作单级插补器和两级存储编程控制中的精插补，但由于存在截断误差等原因，DDA 法生成的直线、圆弧都是由一系列的( )组成。
机电一体化系统设计自考题真题
机电一体化系统设计自考题真题2017年04月(总分：100.00，做题时间：90分钟)一、第Ⅰ部分选择题单项选择题(总题数：10，分数：10.00)1.用于承载、传递力和运动的模块称为______（分数：1.00）A.机械受控模块√B.驱动模块C.通信模块D.微计算机模块解析：[解析] 在机电一体化系统中机械受控模块又称为执行模块，其主要功能是承受、传递力和运动。
2.根据传动轴的不同特点，可选用不同类型的传动部件。
要求传动轴交错的传动部件为______（分数：1.00）A.直齿圆柱齿轮B.斜齿圆柱齿轮C.直齿锥齿轮D.蜗轮蜗杆√解析：3.某伺服电动机最高转速为1500r/min，通过联轴器直接带动滚珠丝杠旋转，且丝杠螺母带动工作台移动，若丝杠导程为8mm，则工作台移动的最大速度为______（分数：1.00）A.3m/minB.6m/minC.12m/min √D.15m/min解析：4.实际使用时，可以采用某些技术措施来改善传感器的性能。
如可消除零位输出和偶次非线性项，抵消共模误差，减小非线性的测量技术被称为______（分数：1.00）A.平均技术B.差动技术√C.开环技术D.闭环技术解析：[解析] 差动技术可消除零位输出和偶次非线性项，抵消共模误差，减小非线性。
5.下列电机中，有电刷接触的是______（分数：1.00）A.直流伺服电动机√B.交流伺服电动机C.直线步进电动机D.超声波电动机解析：[解析] 直流伺服电动机的特点是可控性好，稳定性好，响应快，有电刷接触。
6.已知某反应式步进电动机的步距角θ s=1.5°，转子齿数z r =40，控制绕组的相数m=3，由此可推断其通电方式系数c为______（分数：1.00）A.1B.2 √C.3D.4解析：[解析] 根据公式7.某反应式步进电动机控制绕组的相数m=3，转子齿数z r=40，采用单双拍交替通电方式，若要得到30r/min 的转速，则通电脉冲的频率应为______（分数：1.00）A.60HzB.90HzC.120Hz √D.240Hz解析：[解析] 根据公式8.PD控制的含义是______（分数：1.00）A.比例微分控制√B.比例积分控制C.微分控制D.比例控制解析：9.PLC适用于______（分数：1.00）A.大规模数据管理B.云计算系统C.数据采集传输D.顺序控制系统√解析：[解析] PLC适用于顺序控制系统。
《机电一体化系统设计》试卷及答案
《机电一体化系统设计》一、填空题（每空1分，共20分）1. 机电一体化可靠性是指，系统（产品）在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
2.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3. 工业三大要素指物质、能量、信息。
4. 机电一体化系统传动机构的作用传递转矩和转速。
5. 机电一体化系统（产品）对传动机构的基本要求：精密化，高速化，小型、轻量化。
6. 轴系部件设计的基本要求有：①旋转精度②刚度③抗震性④热变形⑤轴上零件的布置二、判断题（每题2分，共10分）1.机电一体化系统的接口功能有一种是变换、调整，另一种是输入/输出。
(√)2.谐波齿轮传动的波发生器相当于行星轮系的转臂，柔轮相当于行星轮，刚轮则相当于中心轮。
（√）3.比例-积分（PI）调节克服了单纯比例环节有调节误差的缺点又避免了积分环节响应慢的弱点，既能改善系统的稳定性能能，又能改善其动态性能。
（√）4.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，像积木那样组合成各种机电一体化系统（产品），故称组合法。
（√）5.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。
√三、解释（每题3分，共9分）1． MCS一般将配有系统软件、外围设备、系统总线接口的微型计算机系统2． CPU微处理机简称 CPU，它是一个大规模集成电路器件或超大规模集成电路器件，器件中有数据有数据通道、多个寄存器、控制逻辑和运算逻辑部件，有的器件还含有时钟电路，为器件工作提供定时信号。
3．MC微型计算机简称MC。
它是以微处理机为中心，加上只读存储器，随机存取存储器，输入|输出接口电路、系统总线及其他支持逻辑电路组成的计算机。
四、简答题（每题6分，共36分）1．机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么答: 1 惯量小、动力大 2 体积小、重量轻3 便于维修、安装4 易于微机控制2．直流伺服电机控制方式的基本形式是什么答: 直流伺服电机为直流供电，为调节电动机的转速和方向，需要对其直流电压的大小和方向进行控制。
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试卷代号：1118
中央广播电视大学2007—2008学年度第二学期“开放本科”期末考试
机电一体化系统设计基础试题
2008年7月一、判断题(每小题2分，共20分)
判断下列所述是否正确，正确填入“+”号，错误则填“一”号。
1．接口技术是系统技术中的一个方面，它的功能是实现系统各部分的可靠连接。
( ) 2．机电一体化产品的适应性设计是指改变产品部分结构尺寸而形成系列产品的设计。
( )
3．在喷漆机器人的开发设计过程中，详细设计完成后即可进行样机的试制。
( ) 4．传动轴在单向回转时，回程误差对传动精度没有影响。
( )
5．开环控制系统，执行装置的误差直接影响系统精度，但不存在稳定性问题。
( ) 6．通常，步进电机的最高连续工作频率远大于它的最高启动频率。
( )
7．工业PC机与个人计算机IBMPC的最大差别是换用了工业电源。
( )
8．STD总线可采用总线复用技术，也支持多处理机系统。
( )
9．传感器的静态特性是特指输入量为常量时，传感器的输出与输入之间的关系。
( ) 10．数字式传感器的动态特性是输入量变化的临界速度。
( )
二、选择题(每小题2分，共20分)
1．数控机床进给系统的伺服电机属于设备的( )。
A．能源部分B．执行机构
C．驱动部分D．控制及信息处理单元
2．在工业机器人的设计中，( )是理论分析阶段要进行的工作之一。
A．传感器的选择及精度分析B．技术经济性分析
C. 控制系统硬件电路设计D．控制系统软件配置与调试
3．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法( )。
A. 增大系统刚度B．增大系统转动惯量
C．增大系统的驱动力矩D．减小系统的摩擦阻力
4．多级齿轮传动中，各级传动比“前大后小”的分配原则适用于按( )设计的传动链。
A. 最小等效转动惯量原则
B. 输出轴的转角误差最小原则
C. 重量最轻原则(小功率装置) D．重量最轻原则(大功率装置)
5．闭环控制的驱动装置中，齿轮减速器位于前向通道，所以它的( )。
A. 传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度
B．回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度
C. 传动误差和回程误差都会影响输出精度
D．传动误差和回程误差都不会影响输出精度
6．频矩特性表示步进电机( )与脉冲频率的关系。
A. 额定动态转矩B．最大动态转矩
C. 最大静态转矩
D. 最大启动转矩
7．STD总线的A／D转换接口模板中，除A／D转换器及STD总线接口逻辑之外；还应设
置( )。
A. 采样保持器与通道选择器B．通道选择器与多路开关
C. 多路开关与采样保持器D．V／I转换器与信号调理电路
8。
开放式体系结构中的VLSI是指( )。
A．不同的用户层次B．用户的特殊要求
C. 超大规模集成电路D．模块化体系结构
9．频率响应函数是传感器的( )。
A．静态特性指标B．动态特性指标
C. 输入特性参数
D. 输出特性参数
lo．为保证系统安全可靠工作，下列机电一体化产品中，( )需要进行抗干扰设计。
A．自动洗衣机B．自动照相机
C. 滚筒型绘图机D．数控机床
三、简答题(每小题5分，共20分)
1．步进电机是如何实现速度控制的?
2．试述直流电机伺服系统中脉宽调制放大器的基本工作原理。
3．开放式体系结构的主要特点是什麽?
4．简述STD总线微机控制系统的主要特点。
四、分析题(12分)
在使用光电编码器测量位移或转速时，什麽是高速端测量方案，什麽是低速端测量方案? 各有什么特点。
五、计算题(12分)
1．(6分)已知传动机构如图所示，试计算电机轴上的总等效惯量。
(列出算式)
六、综合题(16分)
已知五自由度机器人，采用直流电机控制，关节转角的测量采用增量式编码器，具有手动示教和再现功能，试确定其控制计算机及控制方案。
提示：画出控制方案原理图，并作简要说明。
试卷代号：1118
中央广播电视大学2007—2008学年度第二学期“开放本科”期末考试
机电一体化系统设计基础试题答案及评分标准
(供参考)
2008年7月
一、判断题(每小题2分，共20分)
1．十2．一3．一4．一5．＋
6．＋7．—8．＋9．—10．＋
二、选择题(每小题2分，共20分)
1．C 2．A 3．A 4．D 5．B
6．B 7．C 8．C 9．B 10．D
三、简答题(每题5分，共20分)
1．答：步进电机的运动是由输人的电脉冲信号控制的，每当电机绕组接收一个脉冲，转子就转过一个相应的角度，其角位移量与输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步。
因而，只要控制输入脉冲的数量、频率和电机绕组的相序，即可得到所需转动的速度和方向。
2．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。
3．答：开放式体系结构是近年来在电子工业和计算机工业中流行的一种设计思想，其主要特点是：向未来的VLSI开放；向不同用户层次开放；向用户的特殊要求开放；采用模块化结构。
4．答：STD总线微机控制系统的主要特点：
(1)采用小板结构，高度的模块化，其功能模板结构灵活，可靠性高，硬件冗余小，成本低。
(2)模板设计具有严格的标准和广泛的兼容性。
(3)面向I／O的设计，具有强大的I／O扩展能力，使控制系统非常适合工业控制的应用。
(4)高可靠性。
四、分析题(12分)
解答：使用光电编码器测量位移或转速有高速端测量和低速端测量两种方案。
(1)高速端测量：将编码器安装在电机轴上的测量方案。
高速端测量的特点：同样的测量精度要求，对编码器的测量精度要求较低。
传动件包括在闭环之外，传动误差直接影响输出精度，传动误差无法通过控制进行补偿，因此对传动链的精度要求较高。
(2)低速端测量：将编码器安装在负载轴上的测量方案。
低速端测量的特点：对编码器的精度要求较高，但传动链包括在闭环内，从而通过闭环来消除传动误差，对传动链的精度要求较低。
五、计算题(12分)
1．(6分)解：
等效惯量可以分为以下几个部分来计算
六、综合题(16分)
解：
控制系统原理图如下：
手动示教盒是一个单片机系统，它由单片机、RAM、串行通信口、键盘、LED显示器等组成。
它承担命令输入、状态显示、数据存储、通过与关节控制单片机通信给关节单片机发送控制命令等任务。
每个关节控制单片机分别负责单个关节直流电机的位置伺服控制，由单片机、PWM 驱动接口、编码器接口和串行通信口等组成。
PC具有与手动示教盒同样的功能。
不同的是，状态显示及命令输入由显示器和PC 键盘来实现。