《机电一体化系统设计基础》模拟试题1及参考答案
机电一体化系统设计试题_1答案
习题一答案1-1、什么是机电一体化？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，在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
1-2、什么是机电一体化的变参数设计？在设计方案和结构原理不变的情况下，仅改变部分结构尺寸和性能参数，使之适用范围发生变化的设计方式。
例如，同一种产品不同规格型号的相同设计。
1-3、机电一体化技术与传统机电技术的区别。
传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理的各种电器来实现，如继电器、接触器等，在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。
机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。
机电一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。
1-4、试分析机电一体化技术的组成及相关关系。
机电一体化系统是多学科技术的综合应用，是技术密集型的系统工程。
其技术组成包括：机械技术、检测技术、伺服传动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术等。
现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术等应用。
1-5、一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。
我们将这些部分归纳为：结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素；这些组成要素内部及其之间，形成通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。
1-6、试简述机电一体化系统的设计方法。
机电一体化系统的设计过程中，一直要坚持贯彻机电一体化技术的系统思维方法，要从系统整体的角度出发分析研究各个组成要素间的有机联系，从而确定系统各环节的设计方法，并用自动控制理论的相关手段，进行系统的静态特性和动态特性分析，实现机电一体化系统的优化设计。
国家开放大学电大机电一体化系统设计基础题库及答案
（一）填空题★机电一体化系统常用的能源有电源、气压源和液压源。
★市场预测的方法主要有定期预测和定量预测。
★机电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手机质量评审★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。
★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。
★机电系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应性等方面的要求。
★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★对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的固有频率。
提高固有频率和阻尼可以提高闭环系统的稳定性。
★液压系统的伺服控制元件主要有电液伺服阀和电液比例阀★典型开关量I/O模板的I/O电气接口的主要功能有滤波、电平变换、光电隔离和功率驱动。
★计算机的指令进行D/A转换后，需经过信号调理环节才能驱动执行机构。
★传感器由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。
★传感器的静态特性参数主要有灵敏度、线性度、迟滞和重复精度。
★传感器输入特性的主要参数是输入阻抗或静态刚度。
★执行机构，选择较大传动比可使系统的相对阻尼系数增大，有利系统稳定。
★机电产品设计类型可分为开发性设计、适应性设计、变参数设计三类。
★当负载折算到电机轴上的惯量等于转子质量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。
★步进电机的最大动态转矩小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而降低。
（二）选择题★开放式体系结构中的VLSI是指（超大规模集成电路）★以下移动电话不属于机电一体化产品。
★数控机床需要进行抗干扰设计。
★幅频特性和相频特性（或频率响应函数）是传感器动态特性指标★丝杠螺母机构在闭环外，所以它回程误差和传动误差都影响输出精度★闭环控制，齿轮减速器在前向通道，它回程误差不影响输出精度，但传动误差影响★步进电机转动后，其输出转矩所工作频率增高而下降★采用脉宽调制进行直流电动机调速驱动是，通过改变脉冲宽度来改变电枢贿赂的平均电压而实现机的平滑调速。
国开电大2022年春季期末考试《机电一体化系统设计基础》试题及答案(试卷代号1118)
试卷代号：1118国家开放大学2022年春季学期期末统一考试机电一体化系统设计基础试题2022年7月一、单选题（每小题3分，共24分）1.以下不属于机电一体化系统主要功能的是（）。
A.控制功能B.检测功能C.电气功能D.动力功能2.为了提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应该（）。
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.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线数为100线/mm,当经八倍细分后记数脉冲为400时，光栅位移是（）mm。
A. 0. 5B. 1C. 2D. 44.以下不能实现交流异步伺服电动机调速的方法是（）。
A.改变电动机的转差率B.改变供电电压的大小C.改变电动机的供电频率D.改变电动机定子极对数5.在机电一体化系统设计开发过程中，需要编写（），实现系统功能,满足系统性能要求。
A.平台软件B.开发软件C.系统软件D.应用软件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.含有微处理器,可进行程序编制或适应条件变化的接口是()。
A.物理接口B.电子接口C.主动接口D.智能接口8．在小型智能机器人的伺服驱动系统设计中应该采用的伺服技术为()。
A．液压伺服B.气动伺服C.电动伺服D.电液伺服二判断题(正确的打√,错误的打×,每题3分,共30分)9．机电一体化系统具有“智能化”的本质特征,决定了机电一体化系统的功能与结构组成。
()10.机电一体化系统的精度是由机械装置的精度确定的。
()11.虚拟样机技术采用计算机模型代替物理样机,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。
()12.传感器的敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,而转化元件指传感器中能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号的部分。
()13.迟滞是传感器的一种静态误差,是由于在传感器的正反行程中的输出输入特性曲线不重合引起的。
《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 ）。
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试卷1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。
机电一体化系统设计_模拟试卷1及答案
机电⼀体化系统设计_模拟试卷1及答案模拟试卷1⼀、判断1、发展机电⼀体化技术是信息技术、微电⼦技术和机械技术的交叉学科。
（）2、只要具备了相应的技术就能发展机电⼀体化领域。
（）3、机械传动部件的主要功能是传递转矩和转速。
（）4、接⼝的功能是输⼊输出和变换调整。
（）5、精密机械技术是指使机械系统质量⼤、体积⼤，刚度⾼。
（）6、系统性能的好坏与接⼝性能的好坏没有联系。
（）7、机电⼀体化⼯程不属于系统⼯程。
（）8、丝杠螺母机构可将直线运动和往复运动两种运动进⾏变换。
（）9、滚珠螺母丝杠机构的传动效率较低，因为滚珠与丝杠和螺母磨擦产⽣⼤量的热。
（）10、外循环的⼯作⽅式的缺点是挡珠器容易磨损。
（）⼆、填空：1、发展机电⼀体化产品的⽬的是提⾼系统的，实现，⾼效率化等等。
2、机电⼀体化系统的机械系统的功能是，也就是说保证系统各元、部件维持规定的相对空间位置关系。
3、丝杠螺母机构可改变运动的。
4、滚珠螺母丝杠按滚珠的循环⽅式可分为和。
5、例举⼏种导轨的基本截⾯形式：。
（3种即可）6、机电⼀体化系统的五个⼦系统分别是：7、滚珠丝杠螺母预紧后，两个螺母中的滚珠，消除轴向间隙。
8、机电⼀体化系统的⽬的功能是对⼯业三⼤要素物质、、的变换和储存。
9、导轨的导向精度评价指标有ΔV、和。
三、选择：1、下述对机电⼀体化技术的描述，错误的是（）。
A机电⼀体化技术是⼀门新兴学科B机电⼀体化的发展过程是⾃为向⾃发⽅向发展C 机电⼀体化技术是⼀门交叉学科D机电⼀体化系统分为五个⼦系统。
2、常⽤的导轨间隙调整⽅法有。
（）A双螺母调整式 B减⼩承重 C压板和镶条 D内循环3、三相步进电机以三相三拍顺序通电，转⼦的齿数为60，此时的步距⾓为：（）A 1°B 10°C 2°D 20°4、导轨的精度保持性主要取决于其（）。
A 材料B 截⾯形状C 耐磨性D 长度5、实现脉冲环型分配的器件是（）。
A CH250B 功放电路C ⽐较器D 82556、不属于机电⼀体化系统中常⽤的执⾏元件类型是（）A 控制⽤电机B 电⽓式C ⽓动式D 动⼒⽤电机7、下列有关执⾏元件的描述，不正确的是。
《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 ）。
2022年电大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1一、判断题（正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分）1．一个较完善的机电一体化系统，应包括以下几个基本要素：机械本体、动力系统、检测传感系统及执行部件，各要素和环节之间通过接口相联系。
（）2．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。
（）3．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。
（）4．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（）5．传感器的转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。
（）6．脉冲分配器的作用是使电动机绕组的通电顺序按一定规律变化。
（）7．气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合使用。
（）8．全物理仿真与计算机仿真相比较，在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，是一种经济、快捷与实用的仿真方法。
（）9．现场总线系统采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接，打破了传统控制系统的结构形式。
（）10．绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究，进而对该系统（产品）进行剖析、重构、再创造的设计。
（）二、单选题（每小题4分，共24分）1．机电一体化技术是以（）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2．导程L0=8mm的丝杠的总质量为6kg，标称直径为40mm，则其转动惯量为（）kg·mm2。
A．1200 B．480C．120 D．48 3．某机电一体化系统需要消除斜齿轮传动的齿侧间隙，采取（）调整法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙。
A．偏心套B．轴向垫片C．薄片错齿D．轴向压簧错齿4．下列哪项指标是传感器的动态特性？（）。
A．量程B．线性度C．灵敏度D．幅频特性5．在开环控制系统中,常用（ ）做驱动元件。
机电一体化系统设计基础模拟试题(3套)
模拟试题一一、判断题（每题3分，共30分。
判断下列所述是否正确，正确填入“√”号，错误则填“×”号。
）1．机电一体化是以数学和物理学为主的多门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。
（）2．机电一体化系统的精度是由机械装置的精度确定的。
（）3．系统的静摩擦阻尼越大，使系统的回程误差增大，定位精度降低。
（）4．位移传感器还可以分为模拟式传感器和数字式传感器，模拟式传感器输出是以幅值形式表示输入位移的大小，数字式传感器的输出是以脉冲数量的多少表示位移的大小。
（）5．气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合使用。
（）6．.改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变。
（）7．直流伺服电动机的机械特性是电机转速与其控制电压的关系。
（）8．在实际机电一体化系统中，很难建立严格的数学模型，因此建立描述模型。
（）9．用户可以按照自己的需要，把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统，然后通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统。
（）10．.数控机床中的计算机属于机电一体化系统的控制系统，而电机和主轴箱则属于系统的驱动部分。
（）二、单选题（每题3分，共30分）1．以下产品属于机电一体化产品的是（）。
【A.】通信机柜【B.】移动电话【C.】复印机【D.】非指针式电子表2．齿轮传动在输出轴上的等效转动惯量随传动比级数的（）。
【A.】增加而减小【B.】增加而增加【C.】减小而增加【D.】变化而不变3．机械传动部件的阻尼比和以下哪个因素无关（）。
【A.】粘性阻尼系数【B.】抗压刚度系数【C.】转动惯量【D.】质量4．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5．全闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之内，所以它的（）。
【A.】回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度【B.】传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度【C.】回程误差和传动误差都不会影响输出精度【D.】回程误差和传动误差都会影响输出精度6．PWM指的是（）。
《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 ）。
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 ）。
(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》形成性考核册1、2、3、4参考答案(中央电大形成性考核册)
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》模拟试题及参考答案
机电一体化系统设计基础》模拟试题1及参考答案一、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．门动控制技术是机电一体化六个相关技术之一，而接口技术是自动控制技术中的一个方面。
( )2．伺服驱动系统是实现电信号到机械动作的转换的装置和部件。
( )3．机电—体化产品的适应性设计是指对产品功能及结构重新进行的设计。
( )4．在全自动洗衣机产品的设计过程中，控制系统软件的设计是理论分析阶段的任务之一。
( )5．传动机构的转动惯量取决于机构中传动件的质量、转速和尺寸参数。
( )6．直流伺服电机的驱动电路中，脉宽凋制放大器由于管耗大，因而多用于小功率系统。
( )7．微机系统的数据总线中，在任何给定时刻．数据流八允许往一个方向传榆。
( )8．工业PC机与个人计算机IBM PC的最大差别是把IBM PC中的母板分成了多块PC插件。
( )9．为适应工业仪表的要求，D／A的输出要配接V／1转换器。
( ) 10．迟滞是传感器静态特性指标之—，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。
( )二、选择题(每小题2分，共20分)1．HRGP—lA喷漆机器人中的旋转变压器属于系统山的( )。
A. 能源部分 B．测试传感部分C．驱动部分 D. 执行机构2．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( )。
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3．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．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4．在机械传动系统中，用于加速惯性负载的驱动力矩为( )。
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5．多级齿轮传动中，各级传动比“前大后小”的分配原则适川于按( )设计的传动链。
《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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《机电一体化系统设计基础》模拟试题1及参考答案
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．门动控制技术是机电一体化六个相关技术之一，而接口技术是自动控制技术中的一个方面。
( )
2．伺服驱动系统是实现电信号到机械动作的转换的装置和部件。
( )
3．机电—体化产品的适应性设计是指对产品功能及结构重新进行的设计。
( )
4．在全自动洗衣机产品的设计过程中，控制系统软件的设计是理论分析阶段的任务之一。
( ) 5．传动机构的转动惯量取决于机构中传动件的质量、转速和尺寸参数。
( )
6．直流伺服电机的驱动电路中，脉宽凋制放大器由于管耗大，因而多用于小功率系统。
( )
7．微机系统的数据总线中，在任何给定时刻．数据流八允许往一个方向传榆。
( )
8．工业PC机与个人计算机IBM PC的最大差别是把IBM PC中的母板分成了多块PC
插件。
( )
9．为适应工业仪表的要求，D／A的输出要配接V／1转换器。
( )
10．迟滞是传感器静态特性指标之—，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。
( )
二、选择题(每小题2分，共20分)
1．HRGP—lA喷漆机器人中的旋转变压器属于系统山的( )。
A. 能源部分B．测试传感部分
C．驱动部分 D. 执行机构
2．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( )。
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
3．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．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
4．在机械传动系统中，用于加速惯性负载的驱动力矩为( )。
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
5．多级齿轮传动中，各级传动比“前大后小”的分配原则适川于按( )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．重量虽轻原则(大功率装置)
6．在下列电机中，( )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．通常，TTL电平接口不用于( )。
A. 工控机与独立设备的连接B．操作面板上开关状态的输入
C. 驱动带电气隔离的继电器
D. 输出指示灯控制
8．在工业控制计算机中，控制总线的功能是( )。
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．静态刚度属于传感器的( )。
A. 静态特性指标B．动态特性指标
C．输人特性参数D．输出特性参数
lo．为保证系统安全可靠工作，下列机电—休化产品中，( )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．为减小机械系统的传动误差，可采用哪些结构措施?
2．交流伺服电机有哪些类型?交流伺服驱动的主要特点是什麽?
3．试述可编程序控制器的功能及组成。
4．简述数控设备中计‘算机数控装置的组成和功能。
四、分析题㈠2分)
试分析图示传动系统中，信号变换电路、传感器及丝杠螺母机构的传动误差对工作台输出精度的影响。
五、计算题(12分)
已知某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动，已知工作台的行程L＝250mm，丝杠导程t＝4mm，齿轮减速比为i＝5，要求工作台位移的测量精度为0.005mm(忽略齿轮和丝杠的传动误差)。
试采用高速端测量方法，确定旋转编码器的每转脉冲数。
六、综合题(16分)
已知一个绳位移控制系统的两种驱动方案分别如图a和b所示，试分析两种方案的特点；并画图说明方案(b)丝杠滑台驱动测量位移的方法。
答案及评分标准
一、判断题(每小题2分，共20分)
1．一2，+ 3．十4．一5．一
6．—7．+ 8．+ 9。
十10．一
二、选择题(每小题2分，共20分)
1．B 2．B 3．A 4. D 5．D
6．C 7．A 8．B 9．C 10．D
三、简答题(每小题5分，共20分)
1．答：减小机械系统的传动误差可采用的结构措施有：适当提高零部讲本身的精度；合理设计传动链，减小零邢件制造、装配误差刘传动精度的影响；采用消隙机构，以减小或消除回程误差。
2．答：交流伺服电机有永磁式交流同步电机和笼型开步电机两类。
交流伺服驱动的丰要特点有：(1)调速范围大；(2)适合大、中功率伺服系统；(3）运行平稳，转速不受负载变化的影响；(4)输出转矩较人，而转矩脉动小。
3. 答：可编程序控制器可取代继电器控制，完成顺序和程序控制；可组成闭环系统，实现精确的位置和速度控制；可构成高速数据采集与分析系统，实现生产；过程的完全自动化。
典型的可编程序控制器由电源、微处理器、存贮器、输入输出接口和编程器所组成。
4．答：正数控设备中，计算机数控装置是设备的核心部分，—般由专用计算机(或通用计算机)、输入输出接口以及机床控制器等部分构成。
计算机数控装置根据输入的数据和程序，完成数据运算、逻辑判断、输入输出控制等功能；机床控制器主要用于机床的辅助功能，上轴转速的选择和换刀功能的控制。
四、分析题(12分)
解答：
信号变换电路位于输入通道，误差的低频分量会影响输出精度，因此对静态精度有较高要求；而误差的高频分量对输山精度几乎没有影响，允许存在—定程度的高频噪声。
传感器是位厂反馈通道上的环节，其对输山精度的影响与位于输入通道的信号变换电路相同。
丝杠螺母机构位于闭环之后，其误差的低频分量和高频分量都会影响输出精度，因此要尽量消除传动间隙和传动误差。
五、计算题(12分)
解：
高速端测量，传感器与电机相连接。
满足题目要求。
六、综合题(16分)
解：
1．驱动特点：
方案a
结构简单、易实现。
绳的位移叫以很大．但绳在滚筒方向会产生横向位移。
需要采用制动器或者止逆型减速器才能防止绳对电机的反向驱动。
方案b
结构较简单．成本与方案。
相当。
绳的位移要受到丝杠长度的限制，普通丝杠具有止逆功能，无需增加制动器即可防上绳对电机的反向驱动。
无横向位移。
2．方案1，的测量方法(如图所示)
(1)电机轴安装编码器间接测量绳的位移；
(2)滑台安装直线传感器直接测量绳的位移。