吉大20春学期《机电一体化设计基础》在线作业(1) 参考资料

机电一体化设计基础(大作业)

一、简答题（每题10分，共计30分）1．机电一体化系统仿真在系统设计过程中所起的作用是什么？答：在系统实际运行前，也希望对项目的实施结果加以预测，以便选择正确、高效的运行策略或提前消除设计中的缺陷，最大限度地提高实际系统的运行水平，采用仿真技术可以省时省力省钱地达到上述目的。

计算机仿真包括三个基本要素，即实际系统、数学模型与计算机，联系这三个要素则有三个基本活动：模型建立、仿真实验与结果分析。

2．机电一体化系统仿真的模型主要有哪几种？分别应用于系统设计的哪个阶段？答：机电一体化系统仿真的模型主要有：物理模型、数学模型和描述模型。

当仿真模型是物理模型时，为（全）物理仿真；是数学模型时，称之为数学（计算机）仿真。

用已研制出来的系统中的实际部件或子系统代替部分数学模型所构成的仿真称为半物理模型。

计算机仿真、半物理仿真、全物理仿真分别应用于分析设计阶段（软件级）、部件及子系统研制阶段（软件—硬件级）实时仿真、系统研制阶段（硬件级）实时仿真阶段。

3．PID 控制算法中比例、积分、微分部分各起何作用？答：P （比例）I （积分）D （微分）调节器是将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量。

其中比例调节起纠正偏差的作用，其反应迅速；积分调节能消除静差，改善系统静态特性；微分调节有利于减少超调，加快系统的过渡过程。

此三部分作用配合得当，可使调节过程快速、平稳、准确，收到较好的效果。

二、分析题（第1题15分，第2题30分）1．系统采样周期的选择时，主要考虑的影响因素主要有哪些答：应主要考虑以下几方面：从对调节品质的要求来看，应将采样周期取得小些，这样，在按连续系统PID 调节选择整定参数时，可得到较好的控制效果；从执行元件的要求来看，有时需要输出信号保持一定的宽度。

如：当通过数模转换带动步进电动机时，输出信号通过保持器达到所要求的控制幅度需要一定的时间，在这段时间内，要求计算机的输出值不应变化，因此，采样周期必须大于这一时间；从控制系统随动和抗干扰的性能要求来看，要求采样周期短些；从计算机的工作量和每个调节回路的计算成本来看，一般要求采样周期大些；从计算机的精度来看，过短的采样周期不合适。

吉大20春学期《机械工程控制基础》在线作业一答卷

C.理论上一阶和二阶系统的相位裕量总大于零，幅值裕量为无穷大
D.以上均正确
答案:ABCD
三、判断题 (共 10 道试题,共 40 分)
16.串联相位超前校是对原系统在低频段的频率特性实施校正。
答案:错误
17.校正的实质是通过引入校正环节，改变系统的零极点分布，使系统满足动静态性能指标要求。
答案:正确
18.PID调节中的“P”指的是微分控制器。
答案:错误
19.频宽能反映系统对噪声的滤波性能。
答案:正确
20.超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的相位明显下降，从而具有较大的稳定裕度。
答案:错误
21.二阶系统当共轭复数极点位于±45°线上时，对应的阻尼比为0.707。
答案:AC
14.描述离散系统动态特性的数学模型有（）。
A.z传递函数
B.离散状态空间表达式
C.微分方程
D.差分裕量说法正确的是（）。
A.衡量一个系统的相对稳定性，必须同时用相位裕量和幅值裕量这两个指标
B.对于稳定的最小相位系统一般具有30°～60°相位裕量，8～20dB幅值裕量
C.不说明被描述系统的物理结构
D.量纲是根据输入量与输出量来决定的
答案:ABCD
13.利用乃奎斯特稳定性判据判断系统是否稳定时，z=p-N中的z表示（）。
A.闭环特征方程在s右半平面根的个数
B.闭环特征方程在s左半平面根的个数
C.特征函数在右半平面的零点数
D.特征函数在左半平面的零点数
A.0.4，Ⅰ
B.0.4，Ⅱ
C.3，Ⅰ
D.3，Ⅱ
答案:A
6.开环系统的幅频特性是各串联典型环节幅频特性的幅值之（）。

机电一体化设计基础(吉大选择判断答案)

2：莫尔条纹具有放大作用。

（对）正确错误5：S/H电路中缓冲器的输入阻抗很大，可以不加入缓冲跟随器。

（对）正确错误6：为剔除因开关抖动引起的读取错误，通常有硬件去抖和软件去抖两种方法。

（对）正确错误9：有几路模拟量同步输出时，DAC 0832就可采用单缓冲方式。

（错）正确错误11：机电一体化系统基本功能元实施的要点是同一种功能只能用相同的技术效应来实现，选出最佳的功能元实施原理方案。

（错）正确错误14：莫尔条纹具有使栅距的节距误差平均化的特点。

（对）正确错误16：传感器的作用是将各种非电物理量信号转化为电量信号输出。

（对）正确错误17：软件去抖的延时时间应小于抖动时间。

（错）正确错误19：步进电机转角与数字脉冲成比例，可构成直接数字控制。

（对）正确错误20：所谓单缓冲方式就是使DAC 0832的两个输入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式，或者说两个输入寄存器同时受控的方式。

（对）正确错误21：D/A转换器的位数愈多精度愈高，其转换的时间愈长。

（对）正确错误22：齿轮传动主要用来传递转矩和转速。

（对）正确错误23：直流伺服电机有电枢控制调速、磁场控制调速和混合调速。

（对）正确错误25：在机电产品中若有检测元件，则该产品的控制系统一定是闭环的。

（错）正确错误26：D/A转换器的分辨率是指转换器能够转换的二进制数的位数。

（错）正确错误1：伺服系统在控制信号传递路线上，以传感器作为接口。

（√）正确错误2：滚珠丝杠传动的特点是传动效率高、运动具有可逆性、传动精度高、磨损小，使用寿命长、不能自锁。

（×）正确错误3：步进电机是将电脉冲信号转变为直线位移的电气执行元件。

（√）正确错误4：大的刚度可增大机构固有频率，不易产生共振，增加伺服系统的稳定性。

（√）正确错误5：机电产品结构方案设计时遵循传动链最短原则的好处是使传动精度高，而传动性能稳定性降低。

（√）正确错误6：滚珠丝杠传动中，当丝杠改变转动方向时，间隙会使运动产生空程，从而影响机构的传动度。

吉大20年4月《机电一体化设计基础》作业考核试题答卷

A.状态空间模型
B.状态变量法
C.末端描述法
D.内部描述法
答案:C
8.当电动机的可变损耗（）不变损耗时，效率最高。
A.高于
B.等于
C.低于
D.以上均有可能
答案:B
9.设真值x0=2.00mA，测量结果xr=1.99mA，则相对误差为（）。
A.0.5%
B.-0.5%
C.0.01mA
D.-0.01mA
答案:B
10.若载荷周期变化，则传动比值常采用（），避免载荷集中在某些轮齿上。
A.整数
B.偶数
C.任意数
D.不可通约的数值
答案:D
11.步进电机按三相六拍通电时，步距角为（）度。
A.30
B.20
C.15
D.10
答案:C
12.机电一体化中使用使用较多的驱动系统是（）。
C.电枢电压高于起动电压
D.电枢电压低于起动电压
答案:D
5.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.控制系统软件配置与调试
B.控制系统硬件电路设计
C.技术经济性分析
D.传感器的选择及精度分析
答案:D
6.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（）。
答案:BC
17.机电一体化系统中常用的传感器有（）。
A.速度、加速度检验传感器
B.湿度、光度检测传感器
C.力、力矩检测传感器
D.位移检验传感器
答案:ABCD
18.信源编码器的作用是（）。
A.进行A/D转换
B.设法降低数字信号的数码率

国开电大《机电一体化系统设计基础》2020 年春季学期期末统一考试真题及答案(试卷代号：1118)

存储系统程序和用户程序。 (3 分）
(3) 输入／输出 (I/0) 单元是 CPU 与现场 I/0 设备或其它外部设备之间的连接部件。
பைடு நூலகம்(3 分）
(4) 电源包括系统电源和后备电池，其中后备电池可在停电时继续保持几十小时的供电。
(3 分）
293
简单、体积小。重量轻、价格便宜、易于维修、易千更换等条件。
21. 机电一体化系统仿真的模型主要有哪几种？分别应用于系统设计的哪个阶段？答：机电一体化系统的仿真模型主要有：物理模型、数学模型和描述模型。当仿真模型是
物理模型时，为（全）物理仿真；是数学模型时，称之为数学（计算机）仿真。用已研制出来的系
）。
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. 下列哪项指标是传感器的动特性？（
)
A. 量程
c. 灵敏度
B. 线性度 D. 幅频特性
4. 在开环控制系统中，常用（
）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
9. 机电一体化系统是以机械装置为主体，微电子技术为核心，强调各种技术的协同和集
成的综合性技术。（
)
10. 现代系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方
法论。（
)
11. 在进行机电一体化机械系统设计时，应减少齿轮传动机构的摩擦，减少转动惯量，提
高传动效率等措施，从而提高机电一体化系统的响应速度。(
)
18. 虚拟设计是一种以先进产品设备的实物、样件、软件或影像作为研究对象，应用产品

《机电一体化系统设计基础》课程作业(一)

《机电一体化系统》形成性考核作业一一、填空题第一章1. 机电一体化是和相互融合的产物，是机械的、、和上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置与相关软件有机结合而构成系统的总称。

2. 机电一体化正朝着、、、和系统化方向发展。

3. 机电一体化系统主要由5个子系统构成、、、和。

4. 常用的机电一体化设计方法有、和。

第二章5. 机械系统一般由、、、和组成。

6. 机械系统的功能是。

在整个机械系统中，控制、和组成的子系统完成单一的机械运动，若干个子系统通过计算机协调完成完整的机械运动。

7. 机械传动要完成机械运动，、、要相互影响、相互作用。

8. 按传递力的方法分类，机械传动装置可分为装置和装置。

9. 常见的传动装置有和装置。

10. 滚珠丝杆副传动装置由、、以及滚珠循环装置。

11. 滚珠丝杆副可将变为直线运动，又可将直线运动变为。

12. 滚珠丝杆副中滚珠的循环方式有和两种。

13. 滚珠丝杆副的螺纹滚道截面型式有和两种。

14. 滚珠丝杠副的轴向间隙是工作时与接触点的弹性变形引起的螺母位移量。

15. 齿轮传动装置是、和的变换器。

16.齿轮传动消除间隙的方法有和两种。

17.在双螺母垫片式调隙法中，调整使两个螺母产生，从而消除几何间隙和轴向间隙。

18. 滚珠丝杆的支撑常采用以为主的轴承组合。

19.求体积小、重量轻的齿轮传动系统常采用的原则。

20. 以提高传动精度和减小回程误差为主的降速传动齿轮系采用原则。

21. 导轨副是导向装置的常见件，由和两部分组成。

22. 滚动直线导轨的运动方向为，支承导件与运动件的两接触面见为，中间介质为滚动体。

二、简答题第一章1.简述机电一体化技术的特征。

2.简述机电一体化技术的重要性。

3.简述与机电一体化系统相关的技术。

4.简述机电一体化系统的设计原则。

5.简述机电一体化系统的设计步骤。

第二章6.简述机电一体化的机械系统的涵义。

7.简述机械传动装置在机电一体化产品中的性能要求。

8.简述机电一体化机械系统设计应该注意哪些问题。

《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案教学提纲

《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。

（×）2.系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。

（√）3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，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、输出和决策分析等技术。

（√）4．自动控制是在人直接参与的情况下，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。

（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。

（×）6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。

（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。

（×）8．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。

（×）9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。

（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。

（√）11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。

（√）×12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。

（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。

吉林大学智慧树知到“机电一体化技术”《可编程控制器》网课测试题答案卷1

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。

住在富人区的她吉林大学智慧树知到“机电一体化技术”《可编程控制器》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共10题)1.PLC的I/O响应时间和滞后时间相互联系()。

A、错误B、正确正确答案：A2.LD是梯形图语言的缩写。

()A、错误B、正确3.PLC的外部安全电路包括()。

A、急停电路B、保护电路C、电源过负荷保护D、重大故障的报警及防护正确答案：A,B,C,D4.掉电保护电路供电的后备电源多位锂电池。

()A、错误B、正确5.设备层网络有()。

A、CANbusB、FFC、ModBusD、Lonworks6.一个开关量IO占用存储单元中的一个位()。

A、错误B、正确正确答案：B7.整体式PLC电源集成在厢体内。

()A、错误B、正确8.PLC编程语言有()。

A、梯形图B、指令语句C、功能块图D、顺序功能图9.一个开关量IO占用存储单元中的一个位。

()A、错误B、正确10.PLC电源多为线性电源()。

A、错误B、正确正确答案：B第1卷参考答案一.综合考核2.参考答案：B4.参考答案：B5.参考答案：AB7.参考答案：B8.参考答案：ABCD9.参考答案：B长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。

住在富人区的她。

机电一体化设计基础吉林大学2020秋课程机考复习题库答案

机电一体化设计基础
一、单选题
1. 幅频特性和相频特性是模拟式传感器的（）。

B. 动态特性指标
3. 采用脉宽调制（PWM）进行直流电动机调速驱动时，通过改变（）来改变电枢回路的平均电压，从而实现直流电动机的平滑调速。

A. 脉冲的宽度
5. 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( )B. 伺服系统
7. 以下产品不属于机电一体化产品的是（）B. 电子计算机
8. 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. 转换电路
9. 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. 转换电路
18. HRGP-1A喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的（）。

C. 驱动部分
1. 下列哪个是传感器的动特性（）D. 幅频特性
2. 在开环控制系统中,常用（）做驱动元件。

B. 步进电动机
5. 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( )B. 伺服系统
9. 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. 转换电路
17. 多级齿轮传动中，各级传动比相等的分配原则适用于按（）设计的传动链。

C. 重量最轻原则（小功率装置）
8. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数( ) A. 增加而减小
6. 闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之外，所以它的（）。

C. 回程误差和传动误差都不会影响输出精度。

《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基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。

（×）2. 系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。

（√）3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，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、输出和决策分析等技术。

（√）4．自动控制是在人直接参与的情况下，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。

（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。

（×）6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。

（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。

（×）8．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。

（×）9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。

（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。

（√）11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。

（√）×12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力。

（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。

A．游标卡尺 B．电话C．全自动洗衣机 D．非指针式电子表2．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（A ）。

机电一体化系统设计基础（本科）-2020.07国家开放大学2020年春季学期期末统一考试试题及答案

机电一体化系统设计基础（本科）-2020.07国家开放大学2020年春季学期期末统一考试试题及答案国开试卷代号：1118国家开放大学2 0 2 0年春季学期期末统一考试机电一体化系统设计基础试题2020年7月一、单选题（每小题3分，共24分）1.以下产品不属于机电一体化产品的是（）。

A.工业机器人B.打印机C.空调D.计算机2.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3.下列哪项指标是传感器的动特性？（）A.量程B.线性度C.灵敏度D.幅频特性4.在开环控制系统中，常用（）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5.采用脉宽调制(PWM)进行直流电动机调速驱动时，通过改变（）来改变电枢回路的平均电压，从而实现直流电动机的平滑调速。

A.脉冲的宽度B.脉冲的频率C.脉冲的正负D.其他参数6.PID控制算法中，积分调节器的主要作用是（）。

A.消除静差B.加快响应C.减小振荡D.提高稳定性7.不进行参数的变换与调整，即输入与输出的直接连接的接口是（）。

A.机械接口B.被动接口C.零接口D.物理接口8.HRGP-IA工业机器人中的旋转变压器属于系统中的（）。

A.能源部分B.测试传感部分C.控制器D.执行机构二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分）9.机电一体化系统是以机械装置为主体，微电子技术为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。

（）10.现代系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。

（）11.在进行机电一体化机械系统设计时，应减少齿轮传动机构的摩擦，减少转动惯量，提高传动效率等措施，从而提高机电一体化系统的响应速度。

（）12.双螺母消除滚珠丝杆轴向间隙的机构结构紧凑，工作可靠，调整方便，能够精确调整。

《机电一体化系统设计》在线作业及答案

《机电一体化系统设计》在线作业及答案1、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、正确答案：B2、调节电枢电阻也可以对直流电动机进行调速。

()A、错误B、正确答案：B3、与通用个人计算机有本质上的不同，工业控制机是一种特殊设计的计算机，是一种专门用于工业过程测量、控制与数据采集的控制器。

()A、错误B、正确答案：A4、机械技术是一门古老的学科，代表着夕阳工业，不依靠电子技术就不能发展。

()A、错误B、正确答案：A5、可编程序控制器PLC最初的设计思想就是为了取代继电器控制装置，因此有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能是PLC的基本控制功能。

()A、错误B、正确答案：B6、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。

()A、错误B、正确答案：B7、步进电动机的转速则正比于输入脉冲的频率。

()A、错误B、正确答案：B8、MCS-51系列单片机内部有一个独立的布尔处理器，所以MCS-51还相当于是一个一位单片机。

()A、错误B、正确答案：B9、MCS-51系列单片机寄存器B是为执行乘除法操作设置的，只能用于乘除法运算。

()A、错误B、正确答案：A10、XCHD A,@R1A、错误B、正确答案：B11、光电隔离电路主要由光电耦合器的光电转换器件组成，入端为光敏三极管，出端为发光二极管。

()A、错误B、正确答案：A12、对传统机械设备进行机电一体化改造一定会提高其设备的精度。

()A、错误B、正确答案：A13、当直流电动机的外负载增加时，电机转速也会下降。

()A、错误B、正确答案：B14、MCS-51系列单片机的4个并行口都是三态双向口。

()A、错误B、正确答案：A15、在复位状态，MCS-51系列单片机的所有寄存器都被清零。

()A、错误B、正确答案：A16、MOV A,@DPTRA、错误B、正确答案：A17、市场上所销售的双速电机就是通过改变电机绕组的极对数来改变交流电机转速的。