机电系统设计试卷8答案
机电一体化系统设计基础试题及答案
机械专业机电一体化系统设计基础试题一、判断题(判断下列所述是否正确，正确填入“+”。
错误则填“一”号。
每题2分，共24分)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．数控机床中的计算机属于机电一体化系统的控制及信息处理单元，而电机和主轴箱则属于系统的驱动部分。
( )3．机电一体化产品的变参数设计是指改变部分结构尺寸而形成系列产品的设计。
( )4．驱动元件的选择及动力计算是机电一体化产品开发过程理论分析阶段的工作之一。
( )5．传动轴在单向回转时，回程误差对传动精度没有影响。
( )6．按输出轴的转角误差最小原则，减速链传动中，从输入到输出端的各级传动比应按“前大后小”分配。
( )7．与交流同步伺服电机一样，笼型交流异步伺服电机也可由PWM变频技术实现速度的调节。
( )8．微机系统中，在任何给定时刻，数据流都允许沿数据总线双向传输。
( )9．STD总线可采用总线复用技术，但不支持多处理机系统。
( )10．TTL电平接口不能用于驱动带电气隔离的继电器。
( )11．重复性是传感器静态特性指标之一，反映传感器输入量按同一方向做全量程连续多次变动时，输出输入特性曲线的不一致性。
( )12．增量式光电编码器的输出量为脉冲信号，可以同时用于位置和速度测量。
( )二、简答题(每题6分。
共30分)1．机电一体化系统的基本结构要素有哪些?喷漆机器人的电液伺服系统和手臂手腕分别属于其中的哪个结构要素?2．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?3．什么是步进电机的步距角?它是由哪些参数确定的?4．简述开关量输入模板的基本组成。
5．工业PC机与个人计算机的主要差别是什么?三、分析题(15分)系统如图昕示．试分析齿轮机构、传感器及丝杠螺母机构的误差对输出精度的影响。
四、计算题(15分)伺服电机驱动系统如图所示，已知齿轮减速比i=5；丝杠螺距气t s=5mm；丝杠直径d=20mm；工作台的质量为m=200kg；工作台最大线速度v=0．025m／s；最大加速度a=10m／s2，工作台与导轨之间的摩擦系数为f=0．1，传动效率η=0·7。
机电一体化系统设计试题及答案
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：_内旋换和外循环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. 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个五部分。
机电一体化系统设计考试试题及答案
《机电一体化系统设计》课程试卷1参考答案一.填空1.通常一个较完善的机电一体化系统包含：机械本体、动力与驱动装置、执行机构、传感与检测部分和控制与信息处理五部分。
2.结构设计中的自增强原则是指在正常工作条件下，辅助效应与初始效应的作用方向相同，总效应为两者之和；在力传递原则中，力流路线越短，零件的结构刚性__越好__；卸荷皮带轮就是结构设计中应用任务分配原则的实例。
3.系统的传递函数定义为当初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
4.传感器的静态特性指标主要有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性和分辨力等。
5.电感式位移传感器是通过检测电感量的变化来检测被测量的位移。
6.滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于螺旋副轴向间隙的调整。
7.在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的栅距起到了放大作用。
8.谐波齿轮传动的三个主要部件是：刚轮、柔轮和谐波发生器。
9.直流伺服电机的优点是稳定性好、可控性好、响应迅速和转矩大等；无刷直流伺服电动机的优点是无换向器、可控性好和稳定性好等。
二、简述题1.在机电一体化产品的设计中常常引入现代设计方法，简述你所熟悉的一种现代设计方法的基本思想。
2.比较滚珠丝杠副中单圆弧型滚道与双圆弧型滚道的优缺点。
3.简述机电一体化产品方案设计中黑箱法的基本原理。
答案：1、例如可靠性设计。
可靠性指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
可靠性设计作为一种新的设计方法，只是常规设计方法的深化和发展，所以机械设计等相关课程所阐明的计算原理、方法和基本公式，对可靠性设计仍然适用。
但其又有别于传统设计方法，主要表现在以下几点：①可靠性设计法认为作用在零部件上的载荷（广义的）和材料性能等都不是定值，而是随机变量，具有明显的离散性质，在数学上必须用分布函数来描述；②由于载荷和材料性能等都是随机变量，所以必须用概率统计的方法求解；③可靠性设计法认为所设计的任何产品都存在一定的失效可能性，并且可以定量地回答产品在工作中的可靠程度，从而弥补了传统设计方法的不足。
自考机电一体化系统设计(02245)试题及答案解析与评分标准
2015年10月高等教育自学考试全国统一命题考试机电一体化系统设计试卷(课程代码02245)本试卷共4页，满分100分。
考试时间150分钟。
考生答题注意事项：1．本卷所有试题必须在答题卡上作答。
答在试卷上无效，试卷空白处和背面均可作草稿纸。
2．第一部分为选择题。
必须对应试卷上的题号使用2B铅笔将“答题卡”的相应代码涂黑o 3．第二部分为非选择题。
必须注明大、小题号。
使用0．5毫米黑色字迹签字笔作答。
4．合理安排答题空间，超出答题区域无效。
第一部分选择题一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10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，请将其选出并将“答题卡”的相应代码涂黑。
未涂、错涂或多涂均无分。
1．在系统中负责处理由测量模块和接口模块提供信息的模块称为A．软件模块B．微计算机模块C．通信模块D．驱动模块2．对滚珠导轨，每个滚动体所承受的许用载荷[P]与滚珠直径d的关系是A．[P]与d成正比B．[P]与d2成正比C．[P]与d成反比D．[P]与d2成反比3．已知双波传动谐波齿轮的柔轮齿数Z R=200，刚轮齿数Z G=202。
当柔轮固定，波发生器输入，刚轮输出时，谐波齿轮传动速比为A．101 B．100 C．一100 D．一1014．电阻应变片式传感器主要用于测量A．长度和加速度B．位移和振动C．线位移和转速D．力和力矩5．下列操作中，不会改变直流伺服电动机的机械特性硬度的是A．增大电枢电压B．减小励磁电流C．增大电枢电阻D．减小电枢电阻6．具有励磁电流较小、体积较小、机械强度较高、无接触电刷等特点的固定磁阻电动机是A．直流伺服电动机B．交流伺服电动机C．反应式步进电动机D．超声波电动机7．采样一数据系统中，若考虑对系统响应速度的影响时，采样周期应为闭环系统最小时间常数的A．(0．1～1)倍B．5倍C．2倍D．10倍8．某两轴(xy)定位工作台，二者的位置分辨率为200脉冲／cm。
国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案(试卷号：1118)
GJ开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案（试卷号：1118）GJ开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案〔试卷号：1118〕一、单项选择题〔每题3分，共24分〕1．以下产品不属于机电一体化产品的是( )。
．工业机器人B．打印机C．空调D．计算机2．在同步带的基准节圆柱面上，带轮的节距与带的节距的关系为( )。
．大于B．小于C．等于D．不确定3．以下哪项指标是传感器的动特性？( ) ．量程B．线性度C．灵敏度D．幅频特性4．在开环操纵系统中，常用( )做驱动元件。
．直流伺服电动机B．步进电动机C．同步沟通伺服电动机D．异步沟通伺服电动机5．接受脉宽调制(PWM)进行直流电动机调速驱动时，通过转变( )来转变电枢回路的平均电压，从而实现直流电动机的平滑调速。
.脉冲的宽度B．脉冲的频率C．脉冲的正负D．其他参数6．PID操纵算法中，积分调整器的主要作用是( )。
．消除静差B．加快响应C．减小振荡D．提高稳定性7．HRGP-1工业机器人中的旋转变压器属于系统中的( )。
.能源部分B．测试传感部分C．操纵器D．执行机构8．由单XXCNC机床或加工中心与工业机器人组成，实现单工序加工的可变加工单元称为( )。
．FMF B．FMS C．FML D．FMC 二、推断题〔正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分〕9．机电一体化是一个新兴的交叉学科，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，机电一体化产品具有智能化、人性化等特征。
( ) 10.机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。
( ) 11.削减齿轮传动机构的摩擦，削减转动惯量，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.选择滚珠丝杆副的过程中，当系统的加工精度要求较高时，导程就大一点；加工精度较低时，导程就选小一些。
( ) 13.选择传感器时，假如测量目的是定性分析的，选用重复度高的传感器即可，不宜选用肯定量值精度高的；假如是为了定量分析，就需选用精度等级能满足要求的传感器。
机电一体化系统设计;课后答案-
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)1-4 何谓机电一体化技术革命？ (1)1-7.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)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)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)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)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)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∆φ1=∆φ2=∆φ3=...=0.005 ra d,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∆φmax;为缩小∆φmax，应采取何种措施？ .. (2)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)2-20.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)机电一体化技术第3章参考答案 (5)3-1 简述机电一体化系统执行元件的分类及特点。
(5)I3-2 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。
(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。
机电一体化系统设计试题及答案
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选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( B )A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数( A )A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变3.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( D )A.内循环插管式B.外循环反向器式C.内、外双循环D.内循环反向器式4.某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( C )A.100mmB.20mmC.10mmD.0.1mm5.直流测速发电机输出的是与转速( C )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6.电压跟随器的输出电压( C )输入电压。
A.大于B.大于等于C.等于D.小于7.某4极交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为( B )A.1450［r/min］B.1470［r/min］C.735［r/min］D.2940［r/min］8.右图称( B )A.直流伺服电动机调节特性B.直流伺服电动机机械特性C.直流伺服电动机动态特性D.直流伺服电动机调速特性9.计算步进电动机转速的公式为( C )A. B.T sm cos C. D. 180°-10.一般说来，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t s( B )A.增大B.减小C.不变D.不定11.已知f(t)=a+bt，则它的拉氏变换式为( B )A.+bB.C.D.12.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( C )使得它们同步协调到达目标点。
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13.图示利用继电器触点实现的逻辑函数为( A )A.(A+)·(+B)B.A·+·BC.(A+B)·(+)D.A·B+·14.累计式定时器工作时有( B )A.1个条件B.2个条件C.3个条件D.4个条件二、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)15.机电一体化16.轴系的动特性17.灵敏度(测量)18.永磁同步电动机19.复合控制器三、简答题(本大题共4小题，每小题4分，共16分)20.机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?21.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?22.步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统的输入信号是什么?输出轴的转速、转向、位置各自与哪些因素有关?23.什么是PLC的扫描工作制?四、计算题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)24.已知双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200, 刚轮齿数Z2=202，波发生器的转速n H=600r/min。
机电系统设计(有答案版)
西南科技大学制造学院
7、简述直流伺服电机两种控制方式的特点。 答：采用电枢电压控制方式时，由于定子磁场 保持不变，其电枢电流可以达到额定值，相应 的输出转矩也可以达到额定值，因而这种方式 又被称为恒转矩调速方式。而采用励磁磁场控 制方式时，由于电动机在额定运行条件下磁场 已接近饱和，因而只能通过减弱磁场的方法来 改变电动机的转速。由于电枢电流不允许超过 额定值，因而随着磁场的减弱，电动机转速增 加，但输出转矩下降，输出功率保持不变，所 以这种方式又被称为恒功率调速方式。
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26、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。
27、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。 答：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→信号分析→科 学类比→系统分析设计→创造设计→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）→机电一体化系统设计质量的综合评价。
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8、机电一体化系统设计的指标主要包括哪些 方面？ 答：主要包括系统功能、性能指标、使用条件、 经济效益。
9、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。
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14、步进电动机是什么电机？它的驱动电路的 功能是什么? 答：步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲 数量决定转角位移的一种伺服电动机，成本较 低，易于采用计算机控制，且比直流、交流电 动机组成的开环控制系统精度高，因而被广泛 应用于开环控制的伺服系统中。步进电动机驱 动电路实际上是一个功率开关电路，为使步进 电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作，提 供足够功率的控制信号。
机电一体化系统设计试题答案汇总(完整版)
机电一体化系统设计考试资料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.工业三大要素：物质、能量和信息3.机电一体化系统由机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统等五个子系统构成。
4.机电一体化系统设计流程：（1）根据目的功能确定产品规格、性能指标（2）系统功能部件、功能要素的划分（3）接口的设计（4）综合评价（5）可靠性复查（6）试制与调试5.机电一体化系统设计的考虑方法：（1）机电互补法：利用通用或专用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：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。
（3）组合法：将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。
6.机电一体化设计类型：（1）开发性设计：是没有产品的设计，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系统。
（2）适应性设计：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机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：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。
7.机电一体化设计程序：（1）明确设计思想（2）分析综合要求（3）划分功能模块（4）决定性能参数（5）调研类似产品（6）拟定总体方案（7）方案对比定型（8）编写总体设计论证书8.设计准则：在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。
9.设计规律：根据设计要求首先确定离散元素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。
10.绿色设计：在新产品的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。
机电一体化系统设计基础试题-202007国家开放大学电大2020年春季学期期末统一考试试题与答案
１９．完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？ ２０．选择传感器时需要考虑哪些因素？
翌电一体化系统仿真”模型主要有哪几”？分别应用于系统设计的哪个阶段？
得分｝评卷人 四、计算题（１０分）
２２．经济型数控车床的进给系统，通常是采用步进电动机驱动滚珠丝杠、 台作直线往复运动。所选三相六拍步进电动机的转子有 ８。齿，所选丝
（２）存储器用来存储数据和程序，包括随机存储器（ＲＡＭ）和只读存储器（ＲＯＭ）分别用二Ｊ几 存储系统程序和用户程序。（３分）
（３）输人／输出（１／０）单元是ＣＰＵ与现场１／０设备或其它外部设备之间的连接部件。 （３分）
１４．步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械位移的机电执行元件，每当一个脉冲信 号施加于电机的控制绕组时，其转轴就转过一个固定的角度。（）
１５．永磁型步进电动机即使其定子绕组断电也能保持一定转矩，故具有记忆能力，可用于 定位驱动。（）
１６．自动控制是在人类参与的情况下，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。（）
１ ． Ｄ
２ ． Ａ
３ ． Ｄ
４ ． Ｂ
５ ． Ａ
６ ． Ａ
７ ． Ｃ
８ ． Ｂ
二、判断题（正确的打丫，错误的打又，每题３分，共３０分）
９．丫
１０．丫
ｎ．丫
１２ ． Ｘ
１４．丫
１ ５．丫
１６．又
１７．又
三、简答题（每小题８分，共２４分）
１３．丫 １８ ． ｘ
１９．完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？
Ｄ．物理接口
８ ． ＨＲＧＰ一ＩＡ工业机器人中的旋转变压器属于系部分
Ｃ．控制器
Ｄ．执行机构
得分评卷人
二、判断题（正确的打丫，错误的打Ｘ，每题３分，共３０分）
机电一体化系统设计自考历真题及答案
第 1 页第 2 页第 3 页第 4 页第 5 页第 6 页第 7 页第 8 页第 9 页二、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。
第 10 页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？第 11 页第 12 页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。
第 13 页第 14 页第 15 页第 16 页第 17 页第 18 页第 19 页2009年4月自学考试全国机电一体化系统设计试卷(课程代码 2245)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10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．系统中用于提供驱动力改变系统运行状态，产生所希望运动的模块称为【】A．驱动模块 B．接口模块C .微计算机模块D．测量模块2．根据传动轴的不同特点，可选用不同类型的传动部件。
《机电一体化系统设计》试卷答案
XX 大学XX 学院XXXX-XXXX 学年 第X 学期《机电一体化系统设计》试卷班级 学号 姓名一、填空题：（每空1分，共20分）1、机电一体化是 机械 与 电子技术 有机结合的产物。
2、开发性设计是在既没有 参考样板 又没有 具体设计方案 的情形下，根据 抽象原理 ，按照 系统性能要求进行的设计。
3、滚珠丝杠副的传动效率高达 0.90~0.95 ，为滑动丝杠副的 3~4 倍。
4、启动或反向时，系统的输入运动与输出运动之间的差值就是系统的 失动量 。
5、对步进电动机进给系统中齿轮传动装置进行传动比分配的原则是最小负载惯量原则。
6、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 22i7、在开环步进电机-丝杠系统中，传动比大小与系统步进电机的 步距角有关。
8、滚珠丝杠副可以将 直线 运动转变为为 旋转 运动。
9、计算齿轮传动系统时非随机载荷的采用 峰值综合法 法。
10、数字式传感器检测系统的传感器输出信号为 增量码 信号。
11、当传感器的输出信号是电参数形式时，需要采用 基本转换 电路，将其转换成 电量 形式。
12、采样信号变成连续信号必须经过 D/A 转换器 和 保持器 才能完成。
二、选择题：（将答案填入表格，每题1.5分，共30分）1、机电一体化与英文单词（ C ）A.Mechanics 一致B.Electronics 一致C.Mechatronics 一致D.Electric-Machine 一致2、变异性设计是在设计方案和功能结构不变的情况下（ C ） A.对现有系统进行局部更改的设计B.根据抽象设计原理对系统性能要求进行设计C.仅改变现有系统的规格尺寸的设计D.根据抽象设计原理进行局部更改的设计3、柔性化是在生产对象变更需要改变传动机构的动作规律时，（ A ） A.无须改变硬件只改变软件就可以 B.无须改变软件只改变硬件就可以 C.既要改变硬件又要改变软件才行 D.既不改变硬件又不改变软件4、滚动直线导轨副的承载能力是平面滚道形式的（ B ）A.23倍B.13倍C.4倍D.33倍5、齿轮传动的总等效惯量随传动级数( A )A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变6、在设计滚珠丝杠副时所要求的硬度HRC（ B ）A.越小其硬度系数就越小B.越大其硬度系数就越小C.越大其硬度系数就越大D.大小与其硬度系数无关7、偏心轴套调整法是采用偏心轴套的旋转来改变（ B ）A.两齿轮轴向位移量以消除齿侧间隙B.齿轮之间的中心距以消除齿侧间隙C.两齿轮相对旋转的角位移消除间隙D.两薄片齿轮之间垫片厚度以消除间隙8、滚动摩擦系数几乎与运动速度无关，其动摩擦力与静摩擦力之差（ B ）A.极大B.极小C.为零D.为无穷大9、齿轮传动机构采取消隙措施，可以消除齿侧间隙及其造成的（ B ）A.换向误差B.换向死区C.换向冲击D.换向阻力10、滚珠丝杠副螺纹滚道型面的截面形状有（ D ）A.单圆弧型面和抛物线型面B.双圆弧型面和椭圆弧型面C.抛物线型面和椭圆弧型面D.单圆弧型面和双圆弧型面11、导轨截面为矩形截面的滚动导轨承载时其受力（ B ）A.上下方向相等但左右不等B.上下左右各方向大小相等C.上下方向不相等但左右相等D.上下左右各方向大小均不相等12、滚珠丝杠副为单圆弧型面螺纹滚道时，其接触角随轴向负荷（B）A.增大而减小B.增大而增大C.减小而增大D.减小而减小13、为了提高齿轮传动系统度精度，并使机构紧凑，各级传动比（B）A.应按“前大后小”次序分配B. 应按“前小后大”次序分配C. 必须相等D.应与伺服系统匹配14、频率调制是让一个高频载波信号的频率随（A）A.调制信号而变化的过程B.调幅信号而变化的过程C.载波信号而变化的过程D.调频信号而变化的过程15、滤波器的截止频率是指滤波器的幅频特性值等于（B）A.K2所对应的频率B.2K所对应的频率C.2K所对应的频率D.K2所对应的频率16、调频波的解调可以先将调频波变换成（C）A.调幅波后进行幅值检波B.调频波后进行幅值检波C.调频调幅波后进行幅值检波D.调相调幅波后进行幅值检波17、共模抑制比就是（D）A.共模增益与差模增益之比B.闭环增益与开环增益之比C.开环增益与闭环增益之比D.差模增益与共模增益之比18、滤波器的带宽是指滤波器两（ B ）A.固有频率之间的频率范围B.截止频率之间的频率范围C.谐振频率之间的频率范围D.穿越频率之间的频率范围19、为保证闭环数字控制系统的稳定性（A）A.1－Φ（z）的零点必须包含G（z）的所有不稳定零点B.1－Φ（z）的极点必须包含G（z）的所有不稳定零点C.Φ（z）的零点必须包含G（z）的所有不稳定零点D.Φ（z）的极点必须包含G（z）的所有不稳定零点20、控制系统极点在z平面单位圆外时，对应的暂态响应是（B）A.衰减或振荡衰减的B.发散或振荡发散的C.不变或等幅振荡的D.衰减或等幅振荡的三、简答题：（共20分）1、简述机电一体化的概念。
《机电一体化系统设计》_A-专科 期末考试试题及参考答案
《机电一体化系统设计》复习题_A
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
5 SPWM
6单片机
7 I/O接口
8 I/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（）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（）。
A.1<s<2
B.0<s 1
C.-1<s<1
D.-1<s<0
1。
《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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2015-2016学年第二学期《机电系统设计》A 卷参考答案
一、填空题（每空1分，共18分）
1、总功能、分功能，功能元、（最佳）原理方案解。
2、减小、增大。
3、输出轴转角误差最小、最小转动惯量。
4、改变电枢外加电压：（恒转矩调速）、改变磁通量（恒功率调速）、改变电枢电阻。
5、最大动态转矩、降低
6、运动学设计原则 、基准面合一原则、传动链最短原则、三化原则、阿贝原则（提高精度原则）
二、简答题（共25分）
1、（1）机械系统： 联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台 （2分）
（2）动力源 电源 （1分）
（3）测试传感部分： 光电编码器、信号处理 （1分）
（4）控制及信息处理单元： 键盘、计算机、显示 （1分）
（5）执行系统 功放、电机 （1分）
2、阿贝原则：若使量仪测量结果准确，必须将测量仪的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上 （2分）。
L h θ∆=⋅ （1分）
减小系统误差的措施：1）当要求 ，则要求导轨的精度很高，难以实现； （1分）
2）当h=0时，可有效提高测量精度。
（1分）
（1）图(a )为游标卡尺测量机构模型。
由于其不符合阿贝原则，因为h ≠0时，当要求 ，则要求机构的制造精度很高，难以实现 ，故次机构测量精度较低。
（2分）
（2）图(ｂ) 为千分尺测量机构模型，由于其符合阿贝原则，h=0时，不要求 ，故此机构测量精度较高。
（2分）
3、（1）图(a )为轴向垫片调整法。
（1分） 消隙原理：齿轮1和2相啮合，其沿轴线方向略有锥度，利用轴向垫片3，使齿轮1沿轴向移动，从而消除两齿轮的齿侧间隙。
特点：结构简单，但其侧隙不能自动补偿。
（3分）
（2）图(ｂ) 为双片薄齿轮错齿调整法。
（1分） 消隙原理：将一个齿轮做成两个薄齿轮，另外一个为厚齿轮。
通过弹簧力，使两个薄齿轮错开，则两个齿的左、右面，分别紧贴在宽齿轮齿槽的左、右两侧，以消除齿侧间隙。
特点：其力可调节，传动精度高，承载能力较小。
（3分）
4、（a ）中从动轴B 上的总误差为：Δa=ΔAB +ΔCD /i AB =(1+1/5)Δ=(6/5)Δ=(60/50)Δ （3分） （b ）从动轴D 上的总误差为：Δb=ΔCD +ΔAB /i CD =(1+1/50)Δ=(51/50)Δ （3分） 则方案（b ）传动误差小，传动精度高。
（1分）
三、计算题（共35分）
1、解：（1）属于半闭环伺服系统 （1分）
设传感器的每转脉冲数为n
n = P/0.004i = 6/(0.004×5) = 300个 (脉冲/转) （4分）
(2）属于全闭环伺服系统 （1分） 设全量程范围内，光栅传感器的最小刻线数为n
0θ=0θ=0θ=
L 300750000.004n l ===
∆ （4分） 2、（1）进给传动系统在低速运行时，工作台出现一快一慢的跳跃式运动称为爬行现象。
（1分） 产生主要原因：①导轨副静摩擦力和动摩擦力之间的差值过大 ； （1分）
②进给传动系统刚度太小 ； （1分）
③ 主动件的运动速度太低。
（1分）
消除的措施：①提高传动系统刚度，（如增大丝杠直径，丝杠预紧等）； （1分）
②减小动、静摩擦力的变化，（如采用滚珠丝杠，滚动导轨等）； （1分）
③ 提高主动件的运动速度。
（1分）
（2）步距角 8.1=α，丝杠导程mm L 8=，系统要求脉冲当量为0.01mm 。
传动比为：
401
.036088.1360=⨯⨯== δαL i 满足脉冲当量匹配的总传动比为4。
（5分） （3）对于小功率传动系统，使各级传动比满足，n i i i i =⋅⋅⋅===321 （2分）
可使传动装置的重量最轻。
即：24221===i i （2分）
（4）折算到电机轴上的等效转动惯量为J e ，电机轴上总的等效转动惯量为J 总：
24231222112
2S e L J J m J J J J i i i π⎡⎤⎛⎫++⎢⎥ ⎪⎝⎭+⎢⎥⎣⎦=++ （4分）M e J J J =+总 （1分）
（5）四相八拍方式控制方式为：A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A-…… （各1分，共4分）
A 相
B 相
C 相
D 相
四、综合设计题（共17分）（略）。