机械电子学试题库答案

《机械电子学》试题库答案

一、填空题

1、从功能上讲，机电一体化系统可以分为五大组成部分，即 机械结构 、 执行机构 、 驱动部件 、 信息检测部件 、 信息处理和控制单元 。

2、机械电子系统的特点是动力传动和逻辑功能互相分离、动力或能量传递的路是电源—伺服控制单元—机电换能器—执行机构 、信息传递的路是 计算机—接口—伺服控制单元 。

3、机电一体化系统广泛使用 电传动方式 ，对于低速重负荷系统则采用 电液伺服传动系统 ，在某些自动线上则使用 气压传动 。

4、所谓伺服机构是一种以 位移 为控制量的 闭环 控制系统。

5、数字IC 在机械电子装置中的作用，有 实现各种逻辑 、 实现信息的存储 、 实现数字量的运算 、 实现电路之间的参数匹配 、 提供基准波形 。

6、8.数字IC 的主要参数有 ON V 开关电压 、 OH V 输出高电压 、 OL V 输低电压 与

IH IL I I 和输入漏电流输入短路电流 、 与带负荷能力扇出系数O N 、 噪声容限和抗干扰能力 。

7、从功能上讲，机电一体化系统可分为五大组成部分：即机械结构、执行机构、驱动部件、信息检测部件、信息处理和控制单元。

8、所谓伺服机构是一种以位移为控制量的闭环控制系统。

9、接口的主要作用有：变换、放大、传递。

10、机电一体化系统对执行元件的基本要求是惯性小动力大、体积小重量轻、便于维修安装、易于微机控制。

11、机械电子学的共性相关技术有六项，分别是 机器感知技术，伺服驱动技术，信息处理技术，精密机械技术，自动控制技术，系统总体技术。

12、执行元件种类包括：电动、液压、气压。

13、机电一体化系统广泛使用电传动方式，对于低速重负荷系统则采用电液伺服传动系统，在某些自动线上则使用气压传动。

14、选用步进电机时应考虑的问题有转矩与惯量的匹配条件、步距角的选择与精度。

15、一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫脉冲当量。

16、设计过程被描述成一种映射过程。即通过选择适当的设计参数，将在功能域中的功能要求，映射到物理空间中的设计参数，这个映射过程需要遵循设计的两个基本公理，即独立性公理，信息公理。

17、在串行通信中，一般通信速率越高，传输距离越近。

18、微型计算机应用分为两大类： 检测控制类 、 数据处理类 。

19、微处理器CPU 是微型计算机的中央处理部分，它主要包括 运算逻辑部件 、 寄存器 和 内部逻辑控制部件 三大部分。

20、串行接口选用原则有 可靠性要高 、 通讯速度和通讯距离应满足设计要求 、 抗干扰能力强 。

21、PLC 在设计上的特点有 控制程序可变 、 具有高度的可靠性 、 接口功能强 、 编程直观简单 、 模块化结构 。

22、通常PLC对用户程序的循环扫描可程分为输入采用阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段三个阶段。

23、软件一般分为系统软件、应用软件和数据库及数据管理软件。

24、传感器是一种能按照一定规律将被测量转变成可以输出信号的装置，在机电一体化技术中，传感器是将非电量被测量转变成电量的测量装置。

25、智能传感器既具有传感器的检测功能，又具有微处理器的智能。

26、根据使用能量的不同，可以将执行元件分为电气式、液压式和气压式等几种类型。

27、机电一体化系统对执行元件的基本要求是惯性小动力大、体积小重量轻、便于维修安装、易于微机控制。

28、步进电机的性能指标有步距角、静态特性、动态特性。

29、选用步进电机时应顾虑的问题有转矩与惯量的匹配条件、步距角的选择与精度。

30、直流伺服电机的特点有稳定性好、可控性好、响应迅速、控制功率低损耗小、转矩大。

31、液压伺服系统是由液压控制元件、液压执行元件组成的控制系统。

32、影响控制系统的机械结构参数有摩擦的影响、齿隙的影响、传动误差的影响、转动惯量的影响、弹性变形的影响等。

带轮齿形角、带轮齿顶圆直径、33、同步带轮的主要参数有带轮齿数Z 、带轮的节线与节圆直径、

带轮的标号。

34、按照控制机器所要完成的任务不同，伺服控制系统分为点位控制和连续路径控制两大类。

35、一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫脉冲当量，脉冲当量是脉冲分配的基本单位，由加工精度决定。

36、机器人的基本定义为一种机械装置、可以编程、具有自动控制系统。

37、机器人的构成分为执行机构、驱动装置、控制系统、智能系统。

38、传感器控制系统由传感器、信息处理以及执行机构三部分组成。

39、对机器人的编程方式有示教编程、离线编程和语言编程。

40、数控机床是用计算机控制的全自动加工设备，其优点是适应性强、加工精度高、生产效率高、减轻操作者劳动强度、良好的经济效益、有利于生产管理。

41、数控机床的组成有输入介质、数控装置、伺服系统、反馈系统、适应控制和机床。

42、从控制论的观点来看，世界是由物质、能量和信息三大要素组成的。

43、机电一体化系统要实现其目的功能，一般需要具备五种内部功能，即主功能、动力功能、计测功能、控制功能和结构功能。

44、传统机器由动力、传动机、工作机三部分组成。机电一体化系统与其五种内部功能相对应，则由动力源、机械本体、执行机构、传感器、计算机五部分组成。

45、PLC的基本工作原理可由三个阶段来概述： (1)输入采样阶段 (2)用户程序执行阶段 (3)输出刷新阶段

46、PLC的编程语言用得最多的编程语言是梯形图和顺序功能图

47、传感器按输出信号的性质分类，分为二值型、模拟型和数字型。

48、感应同步器是一种应用电磁感应原理来测量位移的高精度检测元件，有直线式和圆盘式两类，分别用来检测直线位移和角位移。

49、常见的光栅从形状上可分为长光栅和圆光栅两大类。前者用于检测直线位移，后者用于检测角位移。光栅的检测精度比较高，可达士lum。

50、绝对值式编码器有三种类型：光电编码器、磁性编码器和接触式编码器。目前使用最多的是光电编码器。

51、算术平均滤波方法的原理是，对信号连续进行n次采样，以其算术平均值作为有效采样值。

52、静态误差补偿有三种：1）非线性补偿；(2)零位误差补偿；(3)增益误差补偿

53、根据执行元件的不同，伺服系统可分为电气式、液压式和气动式伺服系统

54、伺服系统根据控制原理，即有无检测环节及其检测部件，可分为开环、半闭环和闭环三种基本的控制方式。

55、对伺服系统的基本要求可以用“稳、准、快”三个字加以概括，即要求有高的稳定性、准确性和快速性。

56、从伺服系统控制技术的发展来看，伺服系统出现过三种基本方式，即①模拟式，②混合式，③数字方式

57、直流电机的驱动调速常用的方法有可控硅法和PWM法等。

58、控制理论分为三个阶段：1）经典控制理论2）现代控制理论3）智能控制理论。

59、经典控制理论的分析方法主要包括:时域分析法、根轨迹分析法、频率分析法等三大分析方法。

60、机电一体化系统中的基本控制类型：(1)数字控制系统；(2)伺服控制系统；(3)顺序控制系统；(4)过程控制系统。

61、机电一体化系统与其五种内部功能相对应，由动力源、机械本体、执行机构、传感器、计算机组成，各部分之间通过接口相联系。

62、机电一体化共性关键技术主要有六项，分别是机械技术、计算机与信息处理技术、检测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术。

63、伺服驱动技术的主要研究对象是伺服驱动单元及其驱动装置。

64、检测与传感装置包括传感器和信号检测电路。

65、PLC从工作过程上说分成三个阶段，即输入采样、用户程序执行、输出刷新。

66、感应同步器是一种应用电磁感应原理来测量位移的高精度检测元件，分为直线式和圆盘式。直线式由定尺和滑尺组成，表面有正弦绕组和余弦绕组，当余弦绕组与定尺绕组位移相同时，正弦绕组与定尺绕组错开 1/4节距。

67、光栅主要由标尺光栅和光栅读数头组成，通常，标尺光栅固定在活动部件上（如工作台或丝杠），光栅读数头安装在固定部件上。

68、常用下列指标描述步进电机的工作性能：单相通电的矩角特性、启动力矩、空载和负载启动频率、动态转矩和矩频特性、步矩精度。

69、可靠性指标是指可靠性量化分析的尺度，包括故障分布函数和故障密度函数、可靠度、平均寿命、失效率、有效度。

70、消除或减小结构谐振的技术措施是提高结构的固有频率和增加阻尼抑制谐振。