《机电一体化导论》期末测试题

《机电一体化导论》期中测试题

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一、填空题（每空1分，共20分）

1、机电一体化系统的关键技术有机械设计技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、执行与驱动技术和机电一体化总体设计技术。

2、机电系统的支撑部件包括导向支撑部件轴系支撑部件旋转支撑部件和机座机架。

3、传感器是由敏感元件转换元件基本转换电路三部分组成。

4、机电一体化系统中常见的接口有输入/输出芯片、RS-232串行口和RS-485串行口等。

5、机械设计是机械生产的第一道工序。

6、交流伺服电动机的控制方式有幅值控制、相位控制幅相控制双相控制

7、计算机网络按覆盖范围划分为局域网、城域网和广域网。

8、机电一体化系统设计的方法有机电互补法机电结合法和组合法。

二、名词解释（每题4分，共20分）

1、机电一体化

机电一体化：从系统的观点出发，将机械技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最优化而建立起来的一门新技术。

2、闭环系统

闭环系统：当一个系统以所需要的方框图表示而存在反馈回路时，称为闭环系统。

3、工业机器人

工业机器人：是一种自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作机，是搬运物料、工件或操作工具及完成其他各种作业的机电一体化设备。

4、伺服系统

伺服系统：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、速度或力输出的自动控制系统及驱动系统，也叫随动系统。

5、接口

接口：为确保机电一体化系统各要素与系统之间能够顺利地进行信息、物质能量的传输和转换，必须在它们之间建立一定的联系条件，这些联系条件称为接口。

三、判断题（每题2分，共20分）

1、‘机电一体化’的英文单词是Mechanics。（）

2、真空吸附手是工业机器人的一种末端执行器。(√ )

3、谐波齿轮减速器承载能力小。 ( )

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20mm。( √ )

5、SN型直流伺服电动机用于低速、启动和反转频繁的控制系统( √ )

6、车载信息系统中车速传感器的参数变化表现为电阻值的变化（）。

7、中央处理单元是计算机控制系统的核心。（√）

8、步进电动机三相双三拍的通电方式步距角为30°（√）。

9、接口有三个基本功能，它们是变换、放大、控制。( )

10、计算机系统基本功能的是对信息进行实时转换和控制功能，人机交换功能和接口功能

和可扩展性。（√）

四、简答题（每题5分，共20分）

1、试列举10种常见的机电一体化产品。

答：数控机床、工业机器人、自动洗衣机、发动机控制系统、电报机、磁带录像机、录音机、复印机、传真机、CAD/CAM系。

2、为确保机械系统的传动精度和工作稳定性应采取哪些措施？

答：（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，提高传动与支撑刚度。

（3）选用最佳传动比。

（4）缩小反向死区误差。

（5）改进支撑及架体的结构设计，以提高刚性，减小振动，降低噪声。

3、传感器的静态特性和动态特性各是什么？

答：传感器的静态特性包括测量范围、满量程输出、线性范围、线性度和灵敏度。

传感器的动态特性包括精确度、分辨力、迟滞、稳定性、信号不失真的测量特性包括响应延时、幅频特性和相频特性。

4、计算机控制系统的基本功能是什么？

答：（1）对信息进行实时交换和控制功能。

（2）人机交换功能。

（3）接口功能和可扩展性。

五、已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统中的哪个基本要素？各要素的功能是什么？（每题20分，共20分）

答：数控机床的控制系统有结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。

1.机械本体（结构组成要素）

是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。图中为联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构和工作台部分。

2.动力驱动部分（动力组成要素）

依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。图中为电源部分。

3.测试传感部分（感知组成要素）

对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。图中为光电编码器、信号处理、功放部分。

4.控制及信息处理部分（职能组成要素）

将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。图中为键盘、计算机部分。

5.执行机构（运动组成要素）

根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。图中为电机部分。