机电一体化(复习资料)

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机电一体化期末复习资料

1.机电一体化：Mechateonics，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。

2.机电一体化的目的：提高系统（产品）的附加价值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源，并使产品结构向短、小、轻、薄化方向发展，从而不断满足人们在生活的多样化和生产的省力化、自动化需求。

3.微电子技术所面临的共性关键技术有：①检测传感技术②信息技术③自动控制技术④伺服驱动技术⑤精密机械技术⑥系统总体技术4.机电一体化系统由机械系统、信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统组成。

5.机电一体化系统必须具有以下三大“目的功能”①变换（加工、处理）功能②传递功能③储存功能6.不管哪类系统（产品），其系统内部必须具备五种内部功能，即主功能、动力功能、计测功能、控制功能、构造功能。

7.机电一体化系统设计的考虑的方法通常有：机电互补法、融合（结合）法、组合法8.机电一体化系统的设计类型大致有以下三种：①开发性设计②适应性设计③变异性设计9.为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中，常提出低摩擦、无间隙、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。

为了达到以上要求，主要从以下几方面采取措施：①低摩擦②短传动链③最佳传动比④反向死区误差小⑤高刚性10.随着机电一体化技术的发展，要求传动机构不断适应新的技术要求，具体有三个方面：精密化、高速化、小型、轻量化11.丝杆和螺母机构的传动形式即选择方法：（1）螺母固定、丝杆转动并移动。

结构简单，可获较高的传动精度，但其轴向尺寸不易太长，刚性较差因此只适用于行程较小的场合（2）丝杆转动、螺母移动。

结构紧凑丝杆刚性较好，适用于工作形成较大的场合（3）螺母转动、丝杆移动。

结构复杂且占用轴向空间较大，故应少用（4）四杆固定、螺母转动并移动。

结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便，故很少应用。

机电一体化复习内容

机电一体化复习内容第一篇：机电一体化复习内容第一章绪论1、机电一体化系统的基本功能要素有哪些？功能各是什么？(1)、机械本体其主要功能是使构造系统的各子系统，零部件按照一定的空间和时间关系安置在一定位置上，并保持特定的关系。

(2)、动力单元按照机电一体化系统控制要求，为系统提供能量和动力，以保证系统正常运行。

(3)、传感检测单元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，并转换成可识别信号，传输到控制信息处理单元，经过分析处理产生相应的控制信息。

(4)、执行单元根据控制信息和指令完成所要求的动作。

(5)、驱动单元在控制信息作用下，驱动各执行机构完成各种动作和功能。

(6)、控制与信息处理单元将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序发出相应的控制信号，通过输出接口送往执行机构，控制整个系统有目的的运行，并达到预期的性能。

(7)、接口将各要素或子系统连接成一个有机整体。

2、机电一体化的相关技术有哪些？①机械技术②检测传感技术③信息处理技术④自动控制技术⑤伺服驱动技术⑥系统总体技术第二章机械系统设计1、分析各种机械特性对系统性能是如何影响的。

答：摩擦（稳态精度、低速爬行原因）、阻尼（欠阻尼、阻尼比不同时的影响）、间隙（G1—G4）、转动惯量（过大、过小）。

Ⅰ、摩擦特性对性能的影响分析（1）引起动态滞后和稳态误差，如果系统开始处于静止状态，当输入轴以一的角速度转动时,由于静摩擦力矩T的作用,在一定的转角θi范围内, 输出轴将不会运动,θi值即为静摩擦引起的传动死区。

在传动死区内,系统将在一段时间内对输入信号无响应,从而造成误差。

（2）引起低速抖动或爬行—导致系统运行不稳定当输入轴以恒速ω继续运动后,输出轴也以恒速ω运动, 但始终滞后输入轴一个角度θss,（θss为系统的稳态误差）。

Ⅱ阻尼（1）当阻尼比ξ＝0时，系统处于等幅持续振荡状态，因此系统不能无阻尼。

机电一体化概论复习资料

机电系统设计提纲第1章概述1 机电一体化概念以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术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 机电一体化共性关键技术（1）精密机械技术（2）信息处理技术（3）自动控制技术（4）检测传感技术（5）伺服驱动技术（6）系统总体技术3 机电一体化的作用及目的作用：（1）机电一体化技术可为改造传统设备开辟新的发展途径（2）机电一体化技术将加快机电工业赶超国际水平的步伐（3）机电一体化技术将加速改善我国的出口产品结构（4）机电一体化可增强企业的生产经营能力目的：机电一体化的目的是使产品多功能化、高效率化、高智能化、高可靠化、省材料省能源化、并使产品的结构向轻、薄、细、小巧化方向发展，不断满足人们生活的多样化要求和生产的省力化、自动化需求。

4 机电一体化系统的基本组成要素机械本体、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。

第三章机电一体化系统中的机械设计1 精度（静刚度、动刚度、定位精度等）、误差概念精度的概念（1）准确度：用系统误差大小来表示，反映了测量值偏离真值的程度。

（2）精密度：用随机误差大小来表示，反映了测量值与真值的离散程度。

（3）精确度：系统误差和随机误差大小的综合反映。

（4）设计精度：指在设计时要求达到的精度。

（5）零件精度：包括零件制造的几何尺寸误差和形状位置误差。

（6）运动精度：指设备主要零部件在以工作速度运动时的精度，常用运动误差来表示。

（7）装配精度：指零部件装配后零部件或设备的尺寸和相对位置误差，包括外形尺寸、作业位置尺寸。

（8）定位精度：指机床或仪器重要部件在运动终点所能达到的实际位置的精度，是一个评价综合性能的精度指标。

（9）重复定位精度：指运动部件沿某个坐标轴向规定位置移动，作多次双向或单向定位时，其实际位置和规定位置的偏差。

（10）几何精度：指机床、仪器在不运动或运动速度较低时的精度。

综合反映零部件和组装后设备的几何形状误差和相对位置误差。

机电一体化_复习资料附答案

一、名词解释机电一体化的目的是什么？其关键技术主要有哪些？主要目的：增加机械系统或产品的附加值和自动化程度其包含的技术：（1）检测传感技术（2）信息处理技术（3）自动控制技术（4）伺服驱动技术（5）精密机械技术（6）系统总体技术机电一体化系统包括哪五个子系统？机电一体化系统由机械系统（机构）信息处理技术（计算机）动力系统（动力源）传感检测系统（传感器）执行元件系统（如动力机）五个子系统组成。

滚珠丝杠副基本结构由哪几个部分组成？按循环分为哪两种方式？丝杠，螺母，滚珠，反向器四部分组成，.内外两种滚珠丝杠副按支撑方式分为哪四种？单推-单推式，双推-双推式，双推-简支式，双推-自由式谐波齿轮由哪几个部分组成？其基本传动动比计算公式是什么？波发生器，刚性轮，柔性轮组成，间歇传动机构有哪几种？棘轮传动，槽轮传动，蜗形凸轮传动导轨副按截面形状分为哪几种？各自的特点是什么？（1）三角形导轨：磨损自动补偿，精度高，制造检修困难（2）矩形导轨：制造检修容易，承载大，刚度高，安装方便，磨损不能自动补偿（3）燕尾形导轨：高度小，刚度差，摩擦力大，制造检修困难，磨损不能自动补偿（4）圆形导轨：制造方便，精度高，磨损后难调整补偿，承载低三角形导轨副的特点。

导向性和精度保持性高，接触刚度好，工艺性差，对导轨四个表面难以完全接触铸造机座的设计为保证自身的刚度采取的措施有哪些？1合理选择截面形状和尺寸2合理布置筋板和加强筋3合理的开孔和加盖简述直流伺服电动机PWM控制方式的基本原理是什么？P99脉宽调制PWM直流调速系统原理，输入一个直流控制电压V就可得到一定宽度与V成比例的脉冲方波给伺服电枢回路供电，通过改变脉冲宽度来改变电枢回路的平均电压，从而得到不同大小的电压值Va，使直流电机平滑调速。

简述步进电动机的工作原理。

步距角的计算方法。

P105原理：将电脉冲信号转换为机械角位移的执行元件。

α=360°/(zm) z:转子齿数m：运行拍数简述MCS-51单片机引脚分类及封装形式。

机电一体化复习题库(含答案)

机电一体化复习题库（含答案）一名词解释1 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，以系统为出发点的最佳功能价值的系统工程技术。

2 伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。

3 闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。

4 逆变器是将直流电变成交流电的电路。

5 SPWM 是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM 波形。

6 它是把组成微机的CPU 、存储器I/O 接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机。

7 I/O 接口电路也简称接口电路。

它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。

它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。

8 I/O 通道也称为过程通道。

它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。

9 串行通信是数据按位进行传送的。

在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度，一位一位的串行传送和接收。

串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。

10 硬件在外设与内存间直接进行数据交换（DMA ）而不通过CPU五、简答题1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴(或与被测轴相连接的输入轴)上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。

光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。

当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N ，则可测出转速为Zt Nn 60 式中 Z ——圆盘上的缝隙数；n ——转速(r ／min)；t ——测量时间(s)。

2. 可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）和停止（STOP）状态。

不管是在哪种状态，PLC都是反复不断地重复进行，直至PLC停机。

机电一体化复习资料

机电一体化一词最早（1971年）起源于日本。

机电一体话六大共性关键技术：精密机械技术、伺服驱动技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术。

机电一体化的基本要素：机械本体、动力部分、传感检测部分、执行部分、驱动部分、控制及信息处理部分、接口。

接口的作用：将各要素或子系统连接成为一个有机整体，使各个功能环节有目的地协调一致运动，从而形成机电一体化的系统工程。

机械技术是机电一体化的基础，机电一体化的机械产品与传统的机械产品的区别在于：机械结构更简单、机械功能更强、性能更优越。

伺服传动技术就是在控制指令指挥下，控制驱动元件，使机械运动部件按照指令要求运动，并具有良好的动态性能。

现代机械的机电一体化目标：提高精度、增强功能、提高生产效率，降低成本、节约资源，降低能耗、提高安全性，可靠性、改善操作性和实用性、减轻劳动强度和改善劳动条件、简化结构，减轻重量、降低价格、增强柔性应用功能。

影响机电一体化系统中传动链的动力学性能的因素：1 负载的变化负载包括工作负载、摩擦负载等。

要合理选择驱动电机和传动链，使之与负载变化相匹配 2 传动链惯性惯性影响传动链的起停特性，有影响控制的快速性、定位精度和速度偏差大小。

3 传动链固有频率固有频率影响系统谐振和传动精度。

4 间隙、摩擦、润滑和温升它们影响传动精度和运动平稳性。

机械传动系统的特性：为满足机电一体化机械系统的良好伺服性能，要求机械传动部件满足转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振动性能好、间隙小得要求，还要求机械部分的动态特性与电动机速度环的动态特性相匹配。

机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求为：静摩擦力尽可能小，动摩擦里应为尽可能小得正斜率，若为负斜率则易产生爬行，降低精度，减少寿命。

齿轮传动是机电一体化系统中使用做多的机械传动装置，主要原因是齿轮传动的瞬间传动比为常数，传动精确，且强度大、能承受重载、结构紧凑、摩擦力小、效率高。

机电一体化复习资料

判断题（）1、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。

（）2、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。

如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。

（）3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。

（）4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。

（）5、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。

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.脉冲的占空比C.脉冲的相位D.脉冲的数量（）2、对于交流感应电动机，其转差率s的范围为。

A.1<s<2B.0<s 1C.-1<s<1D.-1<s<0（）3、PWM指的是。

A.机器人B.计算机集成系统C.脉宽调制D.可编程控制器（）4、PD称为控制算法。

A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分（）5、受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称。

A. 伺服系统B.顺序控制系统C.数控机床D.工业机器人（）6、齿轮传动的总等效惯量随传动级数。

A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变（）7、电压跟随器的输出电压输入电压。

A.大于B.大于等于C.等于D.小于（）8、直流测速发电机输出的是与转速。

A.成正比的交流电压B.成正比的直流电压C.成反比的交流电压D.成反比的直流电压（）9、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.位置和方向的数值，则动态性能指标中的调（）10、一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc。

整时间tsA.增大B.不定C.不变D.减小11、受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称 ( )A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人12、齿轮传动的总等效惯量随传动级数( )A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变13、滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( )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14、某光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( )A.100mmB.20mmC.10mmD.0.1mm15、直流测速发电机输出的是与转速 ( )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( )16、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。

机电一体化复习材料

第一部分复习要求课程的有关内容主要按“了解、掌握和熟练掌握”三个层次要求，具体要求如下：第一章绪论第一节机电一体化的产生和发展1．掌握机电一体化的基本概念和涵义2．掌握机电一体化的发展趋势第二节机电一体化的相关技术1．掌握机电一体化的相关技术及其内容第三节典型机电一体化系统1．掌握机电一体化系统的基本功能要素2．掌握有关控制系统的分类及其概念3．了解机电一体化产品和系统的分类第四节机电一体化系统设计简介1．掌握拟定机电一体化系统设计方案的常用方法及其适用场合2．掌握机电一体化系统（产品）设计的类型3．掌握机电一体化系统设计的概念、基本原则4．掌握系统设计的过程，现代设计方法的步骤5．了解机电一体化系统（产品）开发的工程路线第二章机械传动与支承技术第一节机械传动系统数学模型的建立1．掌握数控机床进给传动系统建模的步骤、方法第二节机械结构因素对伺服系统性能的影响1．掌握阻尼、摩擦、结构弹性变形、惯量及间隙对伺服系统性能的影响第三节机械传动1．掌握机电一体化系统对机械传动的要求2．掌握总传动比的确定3．掌握传动链的级数和各级传动比的分配原则和方法4．掌握各种机械传动装置的特点第四节支承部件1．掌握机电一体化系统对支承部件的要求2．了解机电一体化系统中常见的轴承及其特点3．掌握常用导轨及其特点4．掌握机身的特点及结构设计主要考虑的因素第三章伺服传动技术第一节概述1．掌握伺服系统的结构组成及分类2．了解伺服电动机应符合的基本要求、各种伺服电动机的特点及应用场合3．了解功率放大器的种类第二节直流伺服系统1．了解直流伺服系统的各组成环节及其工作原理2．掌握PWM功率放大器的基本原理第三节交流伺服系统1．掌握交流伺服系统的分类及应用场合第四节步进电动机控制系统1．掌握步进电动机的结构、工作原理及使用特性2．掌握环行分配器的概念及实现环形分配的方法3．了解步进电动机驱动电路的种类及其工作原理4．了解提高系统精度的措施第四章计算机控制技术第一节概述1．了解MCS-51单片机控制系统的组成及特点第二节PLC工业控制计算机简介1．S7-200PLC的编程方法（电气控制原理图转PLC程序图）一、填空题：（20分，每空0.5分）1、根据力—电压相似原理，机械系统质量与电系统中相似，速度与电系统中相似，粘滞阻尼系数与电系统中相似。

机电一体化复习资料

机电一体化复习资料第一篇：机电一体化复习资料一.概论1.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。

其包含的技术：（1）检测传感技术（2）信息处理技术（3）自动控制技术（4）伺服驱动技术（5）精密机械技术（6）系统总体技术2.机电一体化系统由机械系统（机构）信息处理技术（计算机）动力系统（动力源）传感检测系统（传感器）执行元件系统（如动力机）五个子系统组成。

3.伺服系统：全闭环（通过传感器直接检测目标运动进行反馈控制的系统）、半闭环、开环。

4.广义的接口功能有两种：一是变换调整；另一种是输入/输出。

5.（1）机电一体化系统设计的考虑方法通常有：机电互补法、融合法、组合法。

其目的是综合运用机械技术和微电子技术各自的特长设计出最佳的机电一体化系统（产品）。

（2）机电一体化系统的设计类型：开发性设计、适应性设计、变异性设计。

复习题：一.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.控制器【控制（信息存储、处理、传送）】2.检测传感器【计测（信息收集与交换）】3.执行元件【驱动（操作）】4动力源【提供动力（能量）】5.机构【构造】二.工业三要素指的是什么？P7物质、能量和信息。

三.机电一体化必须具有以下三大目的功能1.变换（加工、处理）功能2.传递（移动、输送）功能3.存储（保持、和蓄、记录）功能。

第二章1.机电一体化系统的机械系统除要求其具有较高的精度外还应具有良好的动态响应特性。

就是说响应要快，稳定性要好。

2.机械系统一般由减速系统、丝杠螺母副、涡轮蜗杆副等各种线性传动部件以及连杆机构、凸轮机构等非线性传动部件、导向支撑部件、旋转支撑部件、轴系及机架或箱体等组成。

3.传动机构不断适应新的技术要求（1）精密化（2）高速化（3）小型轻量化。

4.根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，基本传动形式有四种类型：（1）螺母固定、丝杠转动并移动（2）丝杠转动，螺母移动（应用最多）（3）螺母转动，丝杠移动（4）丝杠固定，螺母转动并移动。

机电一体化复习题(含答案)

一、名词解释1、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，实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。

2、柔性制造系统：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化。

3、传感器：传感器适机电一体化系统中不可缺少的组成部分，能把各种不同的非电量转换成电量，对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测，将其变成系统可识别的电信号，传递给控制单元。

4、伺服电动机：伺服电动机又称控制电机，其起动停止、转速或转角随输入电压信号的大小及相位的改变而改变。

输入的电压信号又称控制信号或控制电压，改变控制信号可以改变电动机的转速及转向，驱动工作机构完成所要求的各种动作。

5、感应同步器: 感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。

6、人机接口：人机接口（HMI）是操作者与机电系统（主要是控制微机）之间进行信息交换的接口，主要完成输入和输出两方面的工作。

7、PLC：可编程控制器（Programmable Logical Controller）简称PLC.是一种在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置，广泛应用在各种生产机械和生产过程的自动控制中。

8、变频器：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素以及过流/过压/过载保护等功能。

9、通信协议：通信协议是指通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程，包括逻辑电平的定义、应用何种物理传输介质、数据帧的格式、通信站地址的确定、数据传输方式等。

机电一体化复习资料(汇总完整版).doc

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、机电一体化FI的捉高机械系统的附加价值（多功能，高效率，高可靠忡，省材料省能源）附加价值是机电一体化系统的综合评价指标。

3、机电一体化发展条件：短期或中期普遍需要，具有JuL著的经济效益，具备或经过短期努力能具备必须的物质技术基础。

4、五个子系统：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。

5、从自发状况想自为方向发展。

6、接U的分类：1）变换、调整：零接口、无源接口、冇源接U、智能接U。

2）输入、输出：机械接口、物理接U、信息接口、环境接U。

7、1）机电互补法：利用通用或专川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：各组成要素冇机结合为一体构成专用或通用的功能部件。

3）组合法：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。

8、机电一体化系统的功能：变换、传递、存储。

工业三大要素：物质、能虽、信息。

9、接U的性能决定丫机电一体化系统的性能。

10、机械部分具备要求：低摩擦、无间隙、低惯景、高刚度、高的消振频率、适当的阻尼比、高的定位精度。

措施：低摩擦、短传动链、最侏传动比、反叫死区小、高刚性。

11、传动机构的作用：传递转矩与转速。

使执行元件与负载之间在转矩与转速得到最佳匹配。

传动机构的要求：精密化、高速化、小型轻景化；转动间隙小，精度高，体积小，重景轻，运动平稳，传动转矩大。

12＞滑动丝杠：结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁；摩擦阻力距大，传动效率低。

13、滚动丝杠：摩擦阻力距小，传动效率高，轴昀刚度高，运动平稳，传动精度高，不易磨损，使川寿命长；结构父杂，制造成木高，不能自锁，具行运动吋逆性，便于消除轴向间隙。

14、滚珠丝杠副按螺纹滚道截囬形状分为单圆弧和双圆弧两类，按滚珠的循环方式分为内循环：滚珠循环过程屮始终与丝杠表血仅持接触，滚珠循环M路短，流畅性好，效率高，螺母的径向尺寸较小，但反向器加工困难，装配调整也不方便。

机电一体化复习资料

j 1
k
vj nk
0
1 2.5 24.5 0.02( N .M ) 2 3.14 500
等效力矩T=Ta+Tf=4.08+0.02=4.1(N.M)
齿轮减速机构级数越多，等效力矩越小。
• 分析说明光耦隔离器的两种特性及其隔离电磁干扰的作用机理。
• 两种特性 – 利用光耦隔离器的开关特性（即光敏三极管工作在截止区、饱和区），可传送数字信号而隔离电磁干扰。 – 输入端为高电平，使二极管发光，使光敏三极管导通，从输出端输出高电平； – 输入端为低电平，使二极管截止，使光敏三极管截止，从输出端输出低电平。 • 作用机理 –输入端和输出端没有直接的电的耦合（没有公共的电源端和地端），而是靠光来耦合，其传送不受电磁场的干扰而完成隔离功能的。
通, SSR输入端得电则输出端接通大型交流负荷设备RL。
• 相同点：
– 数字量输出驱动电路，靠数字量进行开关控制； – 无触点开关； – 弱电控制强电（小功率驱动大功率）
• 不同点：
– 晶闸管不适宜与CPU直接相连，在实际使用时要采用隔离措施。 – 固态继电器本身带有光电耦合电路，不需要采用隔离措施，而且其输出驱动电路中要考虑增加阻容吸收组件，进行过电压和过电流保护。
同步带传动
特点
①能方便地实现较远中心距的传动； ②工作平稳，能吸收振动； ③不需要润滑，耐油、水、耐高温，耐腐蚀，维护保养方便；
④强度高，厚度小，重量轻；
⑤中心距要求严格，安装精度要求高；
⑥制造工艺复杂，成本高。
谐波齿轮传动
工作原理
主要组成元件
工作波形
工作过程
实用产品
谐波齿轮传动
• 用于机器人、雷达、射电望远镜、电子仪器、仪表等的大传动比传动机构中

机电一体化总复习资料

一、单项选择题1. 机电一体化这一名词产生于20世纪，其产生的年代为（A ）A 70年代B 50年代C 40年代D 80年代2. 对于交流感应异步电动机，其转差率S 的范围为（B ）A 1＜S＜2B 0＜S＜1C -1＜S＜1D -1＜S＜03. 机电一体化在国外被称为（ C ）A MachineB ElectronicsC MechatronicsD A和B4. 用数学的方法阐述系统中输入、输出及各变量之间相互关系的模型称为系统的（ A ）A 传递函数B 数学模型C 关系模数D 几何模型5. 时域函数f(t)=e-at 的拉普拉斯变换为 ( C )A 1/SB a/s+aC 1/s+aD 1/a6. 在周转轮系中，转臂（系杆）的回转轴线与中心轮的回转轴线是（ C ）A 垂直B 相交C 重合D 交错7. 滚珠丝杠副在理论接触角状态时，包络滚珠球心的圆柱直径称为（ B ）A 中径B 公称直径C 内径D 大径8. 在同步齿型带传动中，同步带节线的长度在工作过程中（ B ）A 伸长B 不变C 缩短D A 和C9. 步进电机的转速（r/min）与输入脉冲频率(Hz)之间的关系为（ A ）A n=β.f/6B n=β.f/60C n=β.f/360D n=β.f10. 在MCS-51单片机中，用于对外部数据存储器读的信号是（ A ）A RDB PSENC ALED RST11. Mechatronics是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是（ B ）A 机械学与信息技术B 机械学与电子学C 机械学与自动化技术D 机械学与计算机12. 遵循质量最轻原则的小功率两级齿轮传动。

其传动比的分配方案是（ A ）A i1 = i2B i1＜ i2C i1＞ i2D i2=2i113. 时域函数 f(t) = sinωt的拉普拉斯变换为（ C ）A 1/ S2+ωB ω/ S+aC ω/ S2+ω2D S/ S2+ω214. 在机电一体化系统数学模型建立的过程中经常会采用力—电压等效法，此时机械系统的阻尼等效于电系统的（ C ）A 电容B 电荷C 电阻D 电感15. 与渐开线齿轮传动相比，圆弧齿轮传动的承载能力（ A ）A 高B 低C 相同D 几乎相同16. 周转轮系中的行星轮系和差动轮系的自由度分别为（ A ）A 1 ，2B 2,1C 1,1D 2,217. 滚珠丝杠副的公称直径指（ D ）A 丝杠的中径B 丝杠的外径C 螺母的内径D 包络滚珠球心的圆柱直径18. 谐波齿轮传动中的柔轮相当于行星轮系中的（ D ）A 中心轮B 行星轮C 基架D 系杆19. 每输入一个脉冲步进电机的转子转过的角度称为步进电机的（ C ）A 角位移B 转速C 歩距角D 脉冲当量20. 直流伺服电动机的电磁转矩与输出转速之间的函数关系式称为其 ( A )A 机械特性B 调节特性C 动力特性D 转速特性21. 机电一体化这一名词产生于20世纪，其产生的年代为（ A ）A 70年代B 50年代C 40年代D 80年代22. 控制电压一定时，直流伺服电机的输出转矩与转速的关系曲线是 ( A )A 双曲线B 抛物线C 直线D 三次曲线23. 滚珠丝杠副中滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时，包络滚珠球心的圆柱直径称为（ B ）A 成反比B 与a2成反比 C与a2成正比 D 成正比25. 卸荷皮带轮的设计运用了结构设计原理中（ A ）A 任务分配原理B 力传递原理C 力平衡原理D 等强度原理26. 时域函数f(t) = t n的拉普拉斯变换为（ B ）A 1/S2+1B n! / S n+1C 1D n!/ S n27. 在力—电压等效法中，此时电系统的电荷等效于机械系统的（ A ）A 位移B 速度C 质量D 弹簧刚度28.在MCS-51单片机中，ALE 信号的功能是（ A ）A 锁存P2口的地址信号 B锁存P0口的地址信号 C锁存P0口的数据信号 D锁存P1口的数据信号29. 若△max是传感器的最大非线性误差，yFS为输出量的满刻度值，则其线性度γL为（ A ）A γL= ±（△max/yFS）x100% BγL= ±（△max/yFS） C BγL= △max/yFS D BγL=±( yFS/△max)30. 行程开关可用于检测（ D ）A 加速度B 位移C 速度 D位置31. 机电一体化这一名词产生于20世纪，其产生的年代为（ A ）A 70年代B 50年代C 40年代D 80年代32. 控制电压一定时，直流伺服电机的输出转矩与转速的关系曲线是 ( C )A直线 B 抛物线 C双曲线 D 三次曲线33. 滚珠丝杠副中滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时，包络滚珠球心的圆柱直径称为（ B ）A 中径B 公称直径C 节圆直径 D内径34. 压电式加速度传感器中压电元件变形后所产生的电荷q与加速度a 的关系式（ D ）A 成反比B 成正比C 与a2成正比 D与a2成反比 \35. 卸荷皮带轮的设计运用了结构设计原理中（ A ）A 任务分配原理B 力传递原理C 力平衡原理D 等强度原理36. 时域函数f(t) = t n的拉普拉斯变换为（ B ）A 1/S2+1B n! / S n+1C 1D n!/ S n37. 在机电一体化系统数学模型建立的过程中经常会采用力—电压等效法，此时电系统的电荷等效于机械系统的（ A ）A 位移B 速度C 质量D 弹簧刚度38. 在MCS-51单片机中，ALE 信号的功能是（ C ）A 锁存P0口的地址信号 B锁存P0口的数据信号 C锁存P2口的地址信号 D锁存P1口的数据信号39. 若△max是传感器的最大非线性误差，yFS为输出量的满刻度值，则传感器的线性度γL可表示为（ A ）A γL= ±（△max/yFS）x100% BγL= ±（△max/yFS） C BγL= △max/yFS D BγL=±( yFS/△max)40. 行程开关可用于检测（ A ）A 位置B 位移C 速度D 加速度二、填空题1. 直流伺服电动机的电磁转矩与输出转速之间的函数关系式称为电动机的机械特性。

机电一体化复习提纲

机电一体化复习提纲1、什么是机电一体化产品？机电一体化系统的基本结构要素有哪些？机电一体化系统中的机械系统通常由哪些部分组成？答：（1）机电一体化产品（或系统）是指机械系统和微电子系统有机结合，从而产生新功能和新性能的新产品。

（2）机电一体化系统的基本结构要素由机械本体（机构）、动力（动力源）、检测传管（传感器）、信息处理（计算机）、执行与驱动（如各类电机）等五大部分组成。

（3）机械系统由传动机构、支撑与导向机构、执行机构及机架等组成。

3、机电一体化对机械系统的基本要求是什么？答：（1）基本要求：高精度，快速响应，良好的稳定性、抗干扰能力强、环境适应性好。

4、机电一体化系统中的传动系统应满足哪些性能要求？为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中需满足哪些要求，为达到这些要求，主要采取哪些措施？答：（1）足够的刚度、惯量小、阻尼适中。

（2）满足无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求，为满足这些要求采取的措施：①采用低摩擦阻力的传动部件和导向支撑部件②缩短传动链，简化传动系统的机械结构③提高传动与支撑刚度④选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力⑤缩小反向死区误差⑥改进支撑及架体的结构设计以提高刚性、减少震动、降低噪声。

5、滚珠丝杠螺母副中滚珠循环装置有哪些？滚珠丝杠支承方式有哪些？具有最大刚度的的支承方式是什么？答：（1）循环装置有内循环及外循环方式。

（2）A单推—单推式，B双推—双推式，C双推—简支式，D双推—自由式，（3）具有最大刚度的支撑方式是双推—双推式。

6、同步带传动有何优点？答：与一般带传动相比，同步带传动的传动比准确，传动效率高，工作平稳，能吸收振动，噪音小，速比范围大，允许线速度高，传动结构紧凑，适宜多轴传动，不需润滑，耐油、耐水、耐高温、耐腐蚀，维护保养方便，但中心距要求严格，安装精度要求高，制造工艺复杂，成本高。

机电一体化复习资料(修改)

综合练习（一）一、名词解释（每小题4分，共20分）1.机电一体化：从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程的基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门新的科学技术。

2•传感器：是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置。

3•伺服控制系统：一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。

4.可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

二、填空题（每小题1分，共20分）2•伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应速_______ 度。

3•机身结构设计中，肋板的布置形式可分为纵向肋板、横向肋板和斜置肋板三种。

4.某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角0 =0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_20mm_。

5.柔性制造系统可分为四个系统，分别为加工系统、物料系统、能量系统和信息系统。

6.从电路上隔离干扰的三种常用方法是：光电隔离，变压器隔离，继电器隔离。

7 .工作接地分为_一点接地、多点接地。

&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__0.02_。

三、选择题（每小题2分，共20分）1.STD总线是一个通用工业控制的多少位微型机总线？（ B ）A. 4 位B. 8 位C. 16位D. 32位2.加速度传感器的基本力学模型是（A ）A.阻尼一质量系统B.弹簧一质量系统C.弹簧一阻尼系统D.忙熊系誑3.齿轮传动的总等效惯量与传动级数（C ）A.有关B.无关C.在一定级数内有关D.圧一细数内无关4.A/D转换接口属于（B ）。

A.人机接口B佥测通道C.控制通道D系统间通道5.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（ D ）等个五部分。

A换向结构B转换电路C存储电路D检测环节6.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7.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和（B ）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&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9 .具有某种智能功能的工业机器人属于（B ）。

机电一体化技术考试复习资料

1-1、机电一体化是在机械主功能、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。

1-2、机电一体化系统的主要组成、作用及其特点是什么？a、机械本体：用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理地结合起来，形成有机的整体。

b、动力系统：为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。

c、传感与监测系统：将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用监测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。

d、信息处理及控制系统：接收传感器与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制的功能。

e、执行装置：在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。

1-3、工业三大要素：物质、能量、信息。

1-4、机电一体化产品与传统的机械电气化产品相比，具有较高的功能水平和和附加值，它为开发者、生产者和用户带来越来越多的社会经济效益。

1-7、机电一体化的主要支撑技术：传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、接口技术、精密机械技术、系统总成技术。

1-8、机电一体化的发展趋势：智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人格化、自适应化。

2-1、机电一体化系统对传动机构的基本要求：传动间隙小、精度高、低摩擦、体积小、重量轻、运动平稳、响应速度快、传动转矩大、高谐振频率以及与伺服电动机等其他环节的动态性能相匹配等要求。

2-2、丝杆螺母机构的传动形式及其特点：a、螺母固定、丝杆转动并移动；b、丝杆转动、螺母移动；c、螺母转动、丝杆移动；d、丝杆固定、螺母转动并移动；e、差动传动。

2-3、滚珠丝杆副的组成及特点：由丝杆、螺母、滚珠和反相器四部分组成；具有轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点。

机电一体化复习资料

一、单选题（共20题，40分）1、如果同一地址的线圈在不止一个程序段中出现，其状态以哪一次运算结果为准？（2.0）A、第一次B、第二次C、第三次D、最后一次正确答案： D2、P和N指令执行的有效期为？（2.0）A、一个机器周期B、一个时钟脉冲C、只要输入信号存在就有效D、只要输出信号存在就有效正确答案： A3、（）将来自传感器的信息和外部输入命令进行集中处理，根据处理结果，按照一定的规则发出相应的控制信号，控制整个系统按要求实现有序地运行（2.0）A、驱动单元B、（传感）检测单元C、控制与信息处理单元D、能源单元正确答案： C4、（）当输出已知时，确定系统，以识别输入或输入中的有关信息（2.0）A、系统分析问题B、最优控制问题C、最优设计问题D、滤波与预测问题正确答案： D5、（）D/A转换器实际输出电压与理论值之间的误差（2.0）A、分辨率B、转换时间C、精度D、线性度正确答案： C6、（）当输入已知时，确定系统，且所确定的系统应使得输出尽可能符合给定的最佳要求。

（2.0）A、系统分析问题B、最优控制问题C、最优设计问题D、滤波与预测问题正确答案： C7、（）D/A转换器所能分辨的最小电压增量，或者说D／A转换器能够转换的二进制位数，位数多，分辨率就高（2.0）A、分辨率B、转换时间C、精度D、线性度正确答案： A8、（）在系统运行中对系统本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并把被检测信号转换成可用的输出信号（电压、电流、频率和脉冲等），传输到控制信息处理单元（2.0）A、驱动单元B、（传感）检测单元C、控制与信息处理单元D、能源单元正确答案： B9、（）在额定压力下，允许泵在短时间内超过额定转速运转时的最高转数。

（2.0）A、泵的最高转数B、泵的容积效率C、泵的总效率D、泵的驱动功率正确答案： A10、七段显示译码指令EN为1时，能够将输入字节的哪几位有效数字值转换为七段显示码？（2.0）A、低2位B、高2位C、低4位D、高4位正确答案： C11、热继电器FR在三相异步电机连续运转控制电路中的作作用？（2.0）A、过载过压保护B、开关C、启停控制D、连接电路正确答案： A12、（）是自动控制系统中经常应用的环节。

机电一体化复习资料

名词解释1.三相六拍通电方式：如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。

如A→AB→B→BC→C →CA→…2.伺服电动机：伺服电动机是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出电动机，以电子换向取代了传统的直流电动机的电刷换向的电动机3.伺服控制技术：一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。

4.变频调速：采用改变电机通电频率的方式来改变电机的转速的调速方式5.响应特性：指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度，决定了系统的工作效率。

6.中断：为了提高CPU的效率和使系统具有良好的实时性，采用中断方式CPU就不必花费大量时间去查询各外围设备的状态了。

而是当外围设备需要请求服务时，向CPU发出中断请求，CPU响应外围设备中断，停止执行当前程序，转去执行一个外围设备服务的程序，中断处理完毕，CPU又返回来执行原来的程序。

7.动态误差:动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。

1.机电一体化技术是以（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。

2.以下除了（继电器控制系统），均是由硬件和软件组成。

3.机电一体化技术是以（机械）部分为主体，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。

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( 精度、稳定性、快速响应性)。

5.在机械传动系统中，用于加速惯性负载的驱动力矩为( 电机力矩与折算负载力矩之差)。

6.在下列电机中，( 交流同步伺服电机)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。

7.在开环控制系统中,常用（步进电动机）做驱动元件。

8.导程L0=8mm的丝杠驱动总质量为60kg的工作台与工件，则工作台与工件折算到丝杠上的等效转动惯量为（97 ）kg•mm2。