机电一体化系统设计复习题
《机电一体化系统设计》期末复习题及答案
《机电⼀体化系统设计》期末复习题及答案单选 (6)问答题 (12)1、在机械⼯业中微电⼦技术应⽤有哪些⽅⾯，及其对机电⼀体化产品设计的意义？ (12)2、机电⼀体化系统的主功能组成是那些？ (12)3、机械电⽓化与机电⼀体化的区别 (12)4、简要说明机电⼀体化系统组成要素及其功能？ (12)5、传统机电产品与机电⼀体化产品的主要区别表现哪些⽅⾯？ (12)6、机电⼀体化的关键⽀撑技术有哪些？它们的作⽤如何？ (13)1、试论述机电⼀体化产品的概念设计步骤及过程？ (13)2、产品的性能要求分类有哪些？简要分类说明。
(13)3、什么是机电⼀体化产品概念设计的核⼼内容？ (14)4、机电产品设计有哪些类型？试简要说明？ (14)5、简述产品功能、⾏为和结构及其建模之间的关系？ (14)6、传统机电产品设计与机电⼀体化产品设计的主要区别 (14)7、试论述机电⼀体化功能设计的思想⽅法和特点？ (14)8、简要说明机电⼀体化系统基本功能元的组成内容？ (15)9、机电⼀体化的现代设计⽅法的有何特点？ (15)10、优化设计的原理⽅法？ (15)11、简要说明可靠性的原理及其设计⽅法？ (15)1.机电⼀体化系统中的机械系统主要包括哪⼏部分？ (15)2、滚动导轨预加负载的⽬的是什么？常⽤⽅法有哪些？ (16)3、试述导轨的主要作⽤，导轨副的组成种类及应满⾜的要求？ (16)4、滚珠丝杠副的组成及特点有哪些？ (16)5、谐波齿轮传动有何特点？基本组成有哪些部件？ (16)6、什么是低速爬⾏？造成的原因是什么？ (16)7、机电⼀体化机械传动系统设计的特点？ (16)1.某交流感应电动机，正常⼯作时实际转速1350r/min，电源频率50Hz，其转差率是多少？ (17)2、已知某⼯作台采⽤步进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=5，2/4相步进电机的步进⾓为1.8°，半步细分驱动时的⼯作台位移的脉冲当量为多少？ (17)3、感应电动机可采⽤什么调速⽅法？ (17)4、对电机进⾏闭环控制中，适合采⽤跟踪型PWM控制的物理量是什么？跟踪型PWM有何特点？ (17)5、半闭环伺服结构的有什么特点？ (17)6、电液⽐例阀是怎样实现调节的？ (17)7、液压调节系统有哪些？ (17)8、开环控制系统中，多采⽤什么类型驱动电机？有什么特点？ (17)9、液压伺服有何特点？ (18)10、计算题(15分)如图所⽰电机驱动系统，已知⼯作台的质量为m=50kg负载⼒为F1＝800N，最⼤加速度为8m／s2，丝杠直径为d＝20mm，导程t＝5mm，齿轮减速⽐为i=6，总效率为?=30％，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动⼒矩。
电大机电一体化系统设计习题汇总(知识点复习考点归纳总结参考)
机电一体化系统设计习题汇总第一章：概论1.关于机电一体化的涵义，虽然有多种解释，但都有一个共同点。
这个共同点是什么?2.机电一体化突出的特点是什么?重要的实质是什么？3.为什么说微电子技术不能单独在机械领域内获得更大的经济效益?4.机电—体化对我国机械工业的发展有何重要意义?5.试列举20种常见的机电一体化产品。
6.试分析CNC机床和工业机器人的基本结构要素，并与人体五大要素进行对比，指出各自的特点。
7.机电一体化产品各基本结构要素及所涉及的技术的发展方向。
8.机电一体化设计与传统设计的主要区别是什么?9.试举例说明常见的、分别属于开发性设计、适应性设计和变异性设计的情况。
10.为什么产品功能越多，操作性越差?为何产品应向“傻瓜化”方向发展?11.试结合产品的一般性设计原则，分析和理解按“有限寿命”设计产品的目的和意义。
第二章：机械系统设计1. 机电一体化产品对机械系统的要求有哪些?2. 机电一体化机械系统由哪几部分机构组成，对各部分的要求是什么?3. 常用的传动机构有哪些，各有何特点？4. 齿轮传动机构为何要消除齿侧间隙?5. 滚珠丝杠副轴向间隙对传动有何影响?采用什么方法消除它？6. 滚珠丝杠副的支承对传动有何影响?支承形式有哪些类型?各有何特点?7. 试设计某数控机床工作台进给用滚珠丝杠副。
己知平均工作载荷F＝4000N，丝杠工作长度l＝2m，平均转速＝120r／min，每天开机6h，每年300个工作日，要求工作8年以上，丝杠材料为CrwMn钢，滚道硬度为58—62HRC，丝杠传动精度为±0.04mm。
8.导向机构的作用是什么?滑动导轨、滚动导轨各有何特点?9.请根据以下条件选择汉江机床厂的HJG—D系列滚动直线导轨。
作用在滑座上的载荷F＝18000N，滑座数M=4，单向行程长度L＝0.8m，每分钟往返次数为3，工作温度不超过120℃，工作速度为40m／min,工作时间要求10000h以上,滚道表面硬度取60HRC。
机电一体化系统设计主观题复习提纲
机电一体化系统设计主观题复习提纲一、填空题1.系统论、、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。
2.机电一体化的概念已不再局限于某一具体产品的范围，而是扩大到和被控制系统相结合的产品制造和过程控制的大系统，如柔性制造系统、计算机集成制造系统及各种工业过程控制系统。
3.根据不同的使用目的，要求机电一体化系统能对输入的物质、(即工业三大要素)进行某种处理。
4.机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的与的延伸，具有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质差别。
5.要从、6.要从伺服控制系统稳、、的要求认识机电一体化共性关键技术。
7.构成机电一体化系统的要素或子系统之间必须能顺利地进行物质、能量和信息的传递8.丝杠螺母机构四种基本传动形式包括：螺母固定、丝杆转动并移动，丝杆固定、螺母转动并移动，丝杆转动、螺母移动和螺母转动、丝杆移动9.10.机电一体化系统对机械系统要求是较高的定位精度和良好的动态响应特性11.传感器按其能量传递方式可分为（能量转换型（或发电型传感器））和（能量控制型（或参量型传感器））两种。
12.13.信号不随时间变化而变化或变化很缓慢，而后者所表现的信号随时间的变化而变化。
14.15.16.根据对滑尺绕组供电方式的不同以及对输出信号的检测方式不同，感应同步器分为（鉴相型测量）和（鉴幅型测量）。
17.描述二阶传感器系统动态特性的微分方程中包括的系统参数为静态灵敏度、（固有频率）和（阻尼比）。
1.四、简答题1、机电一体化产品与传统机电产品的主要区别有哪些？参考答案：（1）机电一体化产品功能的实现是所有功能单元共同作用的结果，而传统机电设备中机械与电子系统相对独立，可以分别工作。
（2）机电一体化产品可以用最简单的机械结构来实现高精度的复杂运动，而传统的机电产品必须用十分复杂的机械才能实现，有的甚至根本无法实现。
（3）机电一体化产品具有“柔性”，而传统的机电产品往往是“刚性”的。
机电一体化复习题（附答案）
机电⼀体化复习题（附答案）机电⼀体化复习题⼀、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5SPWM6单⽚机7I/O接⼝8I/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（B）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（B）。
A.1B.0C.-1D.-13.PWM指的是（C）。
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（B）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.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采⽤（A）⽅法实现。
A.插补B.切割C.画线D.⾃动四、填空题1.在计算机和外部交换信息中，按数据传输⽅式可分为：串⾏通信和并⾏通信。
2.微机控制系统中的输⼊与输出通道⼀般包括模拟量输⼊通道模拟量输出通道、数字量输⼊通道数字量输出通道四种通道。
3.在伺服系统中，在满⾜系统⼯作要求的情况下，⾸先应保证系统的稳定性和精度并尽量⾼伺服系统的响应速度。
4.⼀般来说，伺服系统的执⾏元件主要分为电磁式液压式⽓压式和其它等四⼤类型。
5.在SPWM变频调速系统中，通常载波是等腰三⾓波，⽽调制波是正弦波6.异步交流电动机变频调速：a)基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于恒转矩调速⽅式。
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。
东北大学《机电一体化系统设计》期末考试必备真题集(含答案)30
东北大学继续教育学院机电一化系统设计复习题一、判断题1．与工控机不同的是，商用计算机不支持远距离的信号采集或与现场的通信与控制。
F2．计算机处理后的输出信号是以数字量形式输出，还必须转换成现场需要的控制量，才能实现控制功能。
T3．串行接口总线一般为单向传送总线，信号从处理器（CPU）发出，送往总线上所连各部件。
F4．可编程序控制器PLC虽然也是计算机，但不适合运算量很大的数据处理操作。
T5．PLC在程序执行过程中，如遇到某种干扰使扫描失控或进入死循环，须及时复位或重新上电才能使系统转入正常运行。
F6．三菱PLC程序的运行是按梯形图语言的行依次从左至右，从上到下顺序执行。
T7．由于单片机8031内部没有程序存储器，即便采用备用电池也不能不经扩展就独立作为控制器使用。
T8．MOV R3,R1。
F9．MCS-51系列单片机的每个机器周期含12个时钟周期。
T10．传感器输出信号形式均为模拟信号，必须经过A/D转换才能送入计算机进行处理。
11．只有当传感器的输入量为常量时，其输入与输出之间的关系称为静态特性。
F12．要改变步进电动机的旋转方向，可以将电动机的电源反接。
F13．只要改变交流电机的供电频率，即可改变交流电机的转速。
T14．一般说来，齿轮传动系统的级数越多，转动惯量就越小，运转就越灵活。
T15．滚珠丝杠螺母副传动效率高、平稳、精度高和便于消除传动间隙，但是它不能自锁，因此不能用于升降传动。
F二、选择题1．机电一体化通常由五大要素构成，即③、传感器、机械结构、执行元件和计算机系统。
①机器人；②电动机；③动力源；④接口单元2．工业控制机与通用计算机的重要区别之一是：工控机采用④底板结构。
①大母板；②带固定压条；③减振；④无源多槽3．PLC的扩展模块与扩展单元不同之处是：②由基本单元提供。
①通讯线；②电源；③控制指令；④公共端4．PLC的开关量输入通道加入了①，可以有效的防止了干扰信号的进入。
① R-C滤波器；②光电耦合器；③电磁屏蔽；④冗余系统5．三菱电机FX2N系列PLC每个点允许通过的最大电流为④（250VAC/DC24V）。
《机电一体化系统设计》复习题
《机电一体化系统设计》复习题一、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。
(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复习题及答案
机电一体化系统复习题及答案一、名词解释1. 测量2.灵敏度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器6、线性度7、伺服控制系统8、三相六拍通电方式9、传感器10、系统精度11.机电一体化12.自动控制13.开环控制系统14.逆变器15. PWM二、填空题1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：__________，________________。
2. 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___________________________________。
3. 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_______________________。
4. 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。
5. 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_____________。
6. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。
7. 累计式定时器工作时有_____________________________________________________。
8. 复合控制器必定具有__________________________________。
9. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。
10、计算机在控制中的应用方式主要有_____________________________。
11. 滚珠丝杆螺母副结构有两类：_____________________________。
12、应用于工业控制的计算机主要有______________________________等类型。
机电一体化系统设计期末习题题目练习
机电一体化系统设计期末复习题一、选择题（每题2分，共50分）1.那些不是结构型传感器A.弹簧管B.双金属片C.水银温度计D. 电感电容2.那些不是物理型传感器的特点A.无中间转换机构B.固体传感C.集成D.体积大3.哪一项不是传感器指标A.类型B. 容量C.体积 B.线性度4.下列哪项对热电偶的说法不正确A.不能测量绝对温度B.利用的是温差效应C.铂电阻属于热电偶D.需要冷端补偿5.传感器的环境参数不包括什么A.环境温度B.湿度C.冲击D.噪音6.传感器的基本性能参数不包括什么A.量程B. 灵敏度C.动态特性D.尺寸7.半闭环伺服结构的特点不包括：A.系统简单B.稳定性好C.调试困难D.成本较低8.际转速1350r/min、电源频率50Hz的交流感应电动机，其转差率是多少？A.0.05B.0.1C.0.15D.0.29.某步进电动机三相单三拍运行时步距角为3°，三相六拍运行时步距角是多少？A. 3°B. 6°C. 2°D.1.5°10.采用PWM驱动系统的优点不包括A.频率高、频带窄B.电流脉动小C.电源的功率因数高D.动态硬度好11.设丝杠导程5mm，2/4相步进电机的步距角为1.8度，半步驱动时的脉冲当量为多少？A. 0.00625mmB.0.0125mmC.0.025mmD.0.05mm12.下列哪一项不是机电一体化系统的主要构成装置A.电子装置B.控制装置C.驱动装置D.机械装置13.下列把一项是出现低速爬行现象不稳定的主要原因A.电压不稳定B.非线性摩擦力C.负载扭矩不稳定D.润滑不良14.滚动导轨预加负载的目的是什么A.防止超速B.消除间隙C.降低噪音D.提高刚度15.哪项不是滚珠丝杠副的主要尺寸参数A.公称直径B.长度C.导程D.行程16.哪项不是机械传动要满足伺服控制的主要要求A.传动精度B.寿命长C. 稳定性D.快速响应性17.下列哪一项属于变异性设计A.没有参照样板的设计B.根据故障查找故障原因C.部更改，适应性变动D.适应于量的方面变更要求，方案功能结构不变18.哪项不是机电一体化产品概念设计的核心内容A.功能B.原理C.结构D.模式19.传统的机电产品的设计注重A.安全系数设计B.功能设计C.机械设计D.电路设计20.PI称为（）控制算法。
机电一体化复习题(附答案)
机电一体化复习题一、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5SPWM6单片机7I/O接口8I/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（B）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（B）。
A.1<s<2B.0<s1C.-1<s<1D.-1<s<03.PWM指的是（C）。
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（B）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.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（A）方法实现。
A.插补B.切割C.画线D.自动四、填空题1.在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。
2.微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。
3.在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。
4.一般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式液压式气压式和其它等四大类型。
机电一体化系统设计试卷(整合版)
（一）一、填空(每空2分，共20分)1.机电一体化产品按用途可以划分为办公机电一体化产品、产业机电一体化产品、民用机电一体化产品2．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。
3．在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守前小后大原则。
4．典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、电源和输入／输出接口等部分构成。
5．传感器的静态特性能数主要有灵敏度、线性度迟滞和重复精度。
二、简答题(每题4分，共20分)1．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。
2．机电一体化相关技术有哪些? 答：机电一体化相关技术有：机械技术，计算机与信息处理技术，系统技术，白动控制技术，传感器测试技术和伺服驱动技术。
3．转动惯量对传动系统有哪些影响?答：转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大；使系统相应速度变慢，降低灵敏度；使系统固有频率下降，容易产生谐振。
4．简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。
答：详细设计主要包括：系统总体设计；业务的分组；机械本体及工具设计；控制系统设计：程序设计；后备系统设计；完成详细设计书及制造图样；产品出厂及使用文件的设计。
5．简述A／D、D／A接口的功能。
答：A／D接口的功能是将温度、压力等物理量经传感器变成的电压、电流等信号转换为数字量。
D／A接口是将二进制数字量转换成电压信号。
三、分析题(20分)1．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巾的哪一个基本要素?)解答：图中各部可分为：（1）控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示；(2)测试传感部分：光电编码器、信号处理；(3)能源：电源；(4)驱动部分：功放、电机；(5)执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台2．试分析图示传动系统中，齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响?解答：齿轮传动链位于电机之后，前向通道的闭环之外，其传动误差的低频分量和高频分量都不能通过闭环控制来消除，都会影响输出精度。
上海开放大学_机电一体化系统设计_主观、客观 复习题提纲(完整版)
一、选择题1.软硬件协同设计方法与传统设计方法的最大不同之处在于（B）。
A、软硬件分开描述B、软硬件统一描述C、协同测试D、协同验证2.以下产品不属于机电一体化产品的是（D）。
A. 工业机器人B. 打印机C. 空调D. 电子计算机3.以下哪项不符合机电一体化的特征（）。
A. 各子系统相互独立B. 软件使系统更具有柔性C. 并行驱动D. 传动链简单4.以下哪项不属于机电一体化的发展方向。
（B）A. 高精度B. 机械化C. 模块化D. 网络化5.机电一体化产品所设计的固有频率一般较高，其原因之一是（D）。
A. 固有频率越高振动越大B. 固有频率越高刚度越小C. 固有频率越高质量越大D. 防止在调控范围内发生共振6.以下属于机电一体化产品的是（C）。
A. 手机B. 电磁炉C. 高级轿车D. 投影仪7.机电一体化系统有时采用半闭环控制，可能原因是（B）。
A. 提高控制精度B. 检测末端行为的传感器不成熟C. 节省能源D. 减轻重量8.能够使工业机器人传动链短的主要原因是（D）。
A. 工业机器人体积小，不需长传动链B. 运行速度慢，减速比小C. 各自由度协调运动靠机械传动实现D. 伺服驱动变速、每个自由度单独驱动与多自由度软件控制协调9.关于机电一体化说法不确切的表达是（D）。
A. 机电一体化方法B. 机电一体化工程C. 微机电一体化D. 机械电气化10.关于机电一体化说法不确切的表达是（A）。
A. 检测控制一体化B. 机电液一体化C. 机电仪一体化D. 光机电一体化11.机电一体化技术是以（C）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12.以下哪项不属于概念设计的特征。
（A）A. 可靠性B. 创新性C. 多解性D. 约束性13.在机电一体化概念设计过程中，黑箱分析方法的作用是（B）。
A. 方案求解简单B. 利于方案创新C. 方案具体化D. 方案形象化14.机电一体化现代设计方法不包括（A）。
机电一体化系统设计基础复习1答案
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。
（x）P42.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。
（√）P103．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.(√）P114．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。
（x）P115．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
(x )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.（x）P217．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（x）P218．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。
（x）P44 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。
（x）P2710．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√)P3311．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。
（x）P4712．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.（x）P651．机电一体化系统是以微电子技术为主体、以机械部分为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
（x ) P72．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。
《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。
机电一体化设计基础复习题
机电一体化设计基础复习题一、判断题1、根据B316.2-91标准，滚珠丝杠副的精度等级分成1、2、3、4、5个等级。
其中最低精度为1级，最高精度为5级。
（）2、滑动导轨的截面形状有三角形、矩形、燕尾形、圆形等四种。
其中矩形导轨的承载能力较大，三角形导轨的导向精度较高。
（）3、对于小功率齿轮传动系数，采用重量最轻原则分配各级传动比时，各级传动比的关系为i 1=i2=……=in；采用输出轴转角误差最小原则分配各级传动比时，各级传动比应为i1>i2>……> i n（）4、静压轴承的承载能力与滑动表面的线速度成正比；动压轴承的承载能力与滑动表面的线速度无关。
（）5、游标卡尺不符合阿贝原则，其测量精度相对较低，千分尺符合阿贝原则，其测量精度相对较高。
（）6、软件去抖办法是在检测到开关状态后，延时一段时间行进行检测，若两次检测到的开关状态相同则认为有效，否则按键抖动处理。
延时时间应小于抖动时间。
（）7、使用DAC 0832进行数/模转换时，如果有几路模拟量但并不要求同步输出时，就可采用单缓冲方式。
（）8、伺服系统的调速范围是伺服系统提供的最低速与最高速之比。
（）9、根据莫尔条纹的移动方向可以辨别光栅的移动方向。
（）10、比例控制器实质上是一个放大器，增益越大，调节作用越强，系统的快速响应性越好，但是增益值过大，会引起系统的不稳定。
（）11、机电产品结构方案设计时遵循传动链最短原则的好处是使传动精度高，而传动性能稳定性降低。
（）12、莫尔条纹具有使栅距的节距误差平均化的特点。
（）13、滚珠丝杠传动的特点是传动效率高、运动具有可逆性、传动精度高、磨损小，使用寿命长、不能自锁。
（）14、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系，从而有效地防止干扰信号进入微机。
（）15、动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为行扫描。
（）16、分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入二进制数字量的位数有关。
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4、基于矢量力学的机械系统运动微分方程分析（*）
5、机械系统等效质量、等效转动惯量、等效力、等效转矩的求解
6、刚度含义、杆件拉压时串联、并联机械系统的总刚度与子机构刚度的关系（*）
第七章（*）
1、机电系统运动规律的微分方程建模，时间常数概念，传感器动态效应忽略条件。
7、直流电机的PWM调速器的模拟电路基本结构
8、交流电机变频调速基本原理
第四章
1、控制计算机的种类
2、光藕隔离电路的设计
3、CMOS电路与TTL电路的转换（*）
4、单片机引脚功率电路设计（*）
第五章
1、机械系统的刚体动能计算，杆件扭转弹性势能计算（*）
2、机械系统外力或外力矩做功的变分计算（*），广义力计算（*）
3、什么PI调节、PI调节的优缺点？
4、图1是步进电机用的单电压功率放大电路A相的控制电路图，说明其工作原理，R和VD的作用。
图1
5、现有一双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程P=8mm，一端的齿轮齿数为101，另一端的齿轮齿数为100，当一端的外齿轮和另一端的外齿轮都同向转过3个齿时，试问：两个螺母之间轴向相对移动了多大距离。
2、PID调节器电路、PI调节器电路设计以及器件参数与调节器参数之间关系
3、P、PD、PD、PID调节器的功能
4、机械系统共振概念及共振频率分析
5、机电系统的可靠性设计
6、机电系统的干扰源以及抗干扰措施
7、机电系统的安全性设计
作业
1、什么是PWM，说明直流调速、换向的工作原理。
2、三相步进电动机有哪几种环行分配方式
9、导轨作用、组成及种类（*）
第三章
1、步进电机工作原理、种类、[命名规则*]
2、两相、三相、四相步进电机环行分配方式
3、步进电机参数（步距角、启动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ矩、失调角、矩频特性）
4、步进电机的软件环分
5、步进电机的功率驱动电路设计（单电压驱动电路设计、细分驱动电路设计）
6、描述直流电机运动规律的微分方程（*），以及其PWM控制方法基本原理
图6
15第一象限的直线的起点终点坐标为 ，插补算法为
从起点开始插补时 ，X，Y轴三相步进电机正转一个步距角表示沿x,y坐标轴前进一个单位，步进电机各绕组通电顺序为A、AB、B、BC、C、CA或A、B、C表示正转，通电顺序反向表示反转。8051单片机的P1口的第0到第5位由低到高分别按位控制X轴电机的A，B，C，及Y轴电机的A，B，C三相绕组的通断，控制位为1时，对应绕组通电，为0时，对应绕组断电。请写出插补过程中步进电机分别在三相六拍和三相单三拍工作模式下P1口低6位的前8步控制字。
（1）杆1和杆2的中心点的直角坐标
（2）杆1和杆2的中心点速度（直角坐标表示）
（3）杆1和杆2的动能
（4）如果垂直力F始终作用于杆2的末端，求该力对应的虚功
（5）求转角 对应的广义力
（6）求用转角 描述的系统运动微分方程
图4
13、如图5所示的机械机构，由直流电机1、减速器2、工作平台3、丝杆4以及轴承等组成，电机和电机轴、以及与它联结的齿轮的转动惯量为J1，丝杆以及与它连接的齿轮转动惯量为J2，工作平台以及丝杆螺母结构的质量为m，丝杆导程为h，水平作用于工作平台的负载载荷为F，电机的驱动力矩为M，电机轴与丝杆的转速比为i,如果忽略该器械结构轴承等部件，并忽略零件之间的摩擦力，现求：
6、一谐波减速器，柔轮齿数为102，刚轮齿数为104，当刚轮固定时，发生器为输入，柔轮为输出；当柔轮固定时，发生器为输入，刚轮为输出，求：传动比。
7、已知滚珠丝杠导程为P=6mm，与丝杠直接连接的三相(A、B、C三相)混合式步进电机的步距角为0.36°/0.72°，现要求控制位移精度达到0.01mm，请选用以下一种通电方式：三相单三拍、三相双三拍、三相六拍，说明原因，并写出这种通电方式的通电相序。
②折算到电机轴上的系统等效惯量
图2
9、如图3所示，一齿轮传动系统,各级传动比分别为i1=1.5，i2=2，i3=3，已知其齿轮的转角误差分别为：Δφ1=Δφ2=Δφ3=Δφ4=Δφ5=Δφ6=0.002弧度，试求：
(1)输出轴的总转角误差;
(2)要减小该传动）等效到电机轴上的等效转动惯量、等效到电机轴上等效负载力矩
（2）等效到工作平台的等效质量、等效到工作平台的电机驱动力
（3）以电机轴转角为变量的系统运动微分方程
（4）以工作平台移动距离为变量的系统运动微分方程
图5
14、如图6所示意的光藕器件，其基极工作电流为10mA,基极通过限流电阻接5V电源，如果光藕基极电压降约为2V，并接地，,求限流电阻大小
8、图2所示为一机电产品为起重设备，减速机构为两级减速，传动比为 ，各级齿轮的转动惯量分别为J1=20kgm2，J2=60kgm2，J3=40kgm2，J4=100kgm2，电动机的转动惯量Jm=140kgm2，卷扬机转动惯量J5=200kgm2，卷扬机半径140mm，重物重量mg=300N
求：
①折算到电机轴上的负载转矩
图3
10、现有一双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程L=6mm、一端的齿轮齿数为100、另一端的齿轮齿数为98时，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。
11、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）。
12、图4所示为杆1和杆2组成的两杆机械结构，杆1和杆2之间为绞联，可绕该支点在垂直面内转动，杆1的起点位置固定，并可绕该点在垂直面内转动，杆1和杆2为均匀截面杆、长度分别为L1,L2,质量分别为m1，m2,质心分别在杆的中心，杆1和杆2绕各自中心点且在垂直面内旋转的转动惯量分别为J1,J2。假设杆1和杆2与水平线的有向夹角（极坐标的角度坐标）为 ，转速分别为 ，以杆1的起点为坐标系原点、水平右向为X轴，垂直向上方向Y轴。计算
复习要点
第一章
1、机电系统的组成
第二章
1、丝杆螺母结构、工作原理及基本传动形式
2、丝杆螺母结构滚珠循环形式
3、丝杆螺母的精度评价指标(*)
4、丝杆螺母结构的尺寸（滚珠、公称直径、导程）
5、丝杆螺母的预紧方式及间隙调整方法
6、丝杆定位精度以及重复定位精度概念（*）
7、谐波齿轮的结构、工作原理
8、谐波齿轮的传动比计算