机电一体化复习资料资料
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。
机电一体化知识点
机电一体化知识点1. 机械设计基础
- 机构学与运动学
- 材料力学与强度计算
- 机械设计原理与方法
2. 电气控制基础
- 电路原理与分析
- 电子元器件与应用
- 自动控制原理
3. 传感器与检测技术
- 位移、速度、加速度传感器
- 力、压力、流量传感器
- 温度、湿度、光电传感器
4. 执行器与驱动系统
- 电机与伺服系统
- 液压与气动执行系统
- 机械传动与变速装置
5. 可编程逻辑控制器 (PLC)
- PLC硬件结构与编程
- PLC指令系统与应用
- PLC通信与网络技术
6. 工业机器人
- 机器人机构与运动学
- 机器人控制系统
- 机器人编程与应用
7. 计算机集成制造系统 (CIMS)
- 计算机辅助设计 (CAD)
- 计算机辅助制造 (CAM)
- 制造执行系统 (MES)
8. 现场总线与工业网络
- 现场总线技术 (Profibus、DeviceNet、CAN) - 工业以太网技术 (EtherNet/IP、Profinet) - 无线传感器网络
9. 数据采集与监控系统
- 数据采集硬件与软件
- 过程监控与可视化
- 故障诊断与预测维护
10. 机电一体化系统设计与集成
- 系统需求分析与建模
- 硬件与软件设计集成
- 系统调试、优化与验证
以上是机电一体化领域的主要知识点,涵盖了机械、电气、自动控制、计算机和网络等多个方面的内容,是一个综合性的跨学科专业。
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一、填空题1、传感器被列为六大核心技术之一，也是现代信息技术的三大基础之一，其主要组成有以下三个部分：敏感元件、转换元件和基本转换元件组成。
2、PLC系统中的存储器，主要用于存放：系统程序、用户程序、和工作状态数据。
3、可编程控制器是以微机处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。
4、可编程控制器按照结构分类可分为：箱体式和模块式两大类。
5、机电一体化技术又称机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术的有机结合产物。
6、从机电一体化产品及机器人系统角度看，传感器按作用可分为检测内部状态信息的内部传感器和检测外部环境状态的外部信息传感器。
7、并行口8155内部集成有 256 字节的RAM，集成有 3 个I /O接口和 1 个 14 位的定时/计数器。
8、目前世界上普遍认为机电一体化有两大分支，即生产过程的机电一体化和机电产品的机电一体化。
9、谐波齿轮传动机械系统中，设柔轮为固定件，波发生器为输入，刚轮为输出，则包含输入与输出运动方向关系在内的传动比计算式为Ihg=nh/ng=-Zg/(Zg-Zr) 。
10、信息技术主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。
二、选择题1、机电一体化技术是各种技术相互渗透的结果，下列技术不属于其主要相关技术的是（ 1 ）①多媒体技术②检测传感技术③自动控制技术④机械技术2、爬行是影响进给精度的主要因素。
为了提高进给精度，必须消除爬行现象，主要应采取措施，不正确的是（ 4 ）。
①提高传动系统的刚度②尽量缩短传动链，减小传动件数和弹性变形量。
③减少摩擦力的变化④提高临界速度3、滚珠丝杠副相对于普通丝杠，下列哪个不属于滚珠丝杠的特点：（ 3 ）①可完全消除间隙②制造复杂③可以实现自锁④摩擦损失小4、并行口8255A的三种工作方式中，有中断能力的是（ 3 ）①方式0、方式1 ②方式0、方式2③方式1、方式2 ④以上都不正确5、机电一体化系统由许多要素或子系统组成，各子系统之间要能顺利地进行物质、能量和信息的传递和交换，必须在各要素或子系统的相接处具备一定的连接部件，这个连接部件就称为（ 3 ）①传感检测单元②执行单元③接口④驱动单元6、机电一体化进给传动系统，由于齿轮传动级数的增加，会使齿隙和静摩擦增加，传动效率降低，故传动级数一般不超过几级。
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。
机电一体化复习资料
机电一体化复习资料机电一体化参考资料名词解释1、工业机器人：是一种自动控制、可重复编程、多功能、多自由度操作机，是能搬动物料、工件或操作工具以及完成其他各种作业的机电一体化设备。
2、灵敏度：是检测系统对被测量敏感程度的另一种表示形式，它是指系统能检测到的被检测量的最小变化。
3、单片机：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。
4、I/O接口：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。
5、机电接口：是指机电一体化产品中的机械装置与控制微机间的接口。
6、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。
7、闭环控制系统：闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。
8、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。
9、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。
10、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。
填空题1、按机电一体化产品的功能，可以将其分成、、、和信息控制类。
2、滚珠丝杆中滚珠的循环方式有、两种。
3、伺服系统的一般结构型式采取闭环控制，包含、、和4个部分。
4、机电控制系统的机械装置主要包括、和三个部分。
5、应用于工业控制的计算机主要有、、等类型。
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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
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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
机电一体化复习资料
章一1.广义接口功能有两种，一种是输入/输出；另一种是变换、调整。
根据接口的变换、调整功能，可将接口分为零接口、无源接口、有源接口、智能接口。
根据接口的输入输出，可将接口分成机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。
2.机电一体化系统设计考虑方法通常有机电互补法【利用通用或专用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，以弥补其不足】、结合法【将组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件，要素之间的机电参数的有机匹配比较充分】、组合法【将结合法制成的功能部件或功能模块组合成机电一体化系统】。
3.机电一体化系统设计类型大致有：开发性设计、适应性设计、变异性设计。
4.机电一体化含义：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的微电子技术，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。
5.工业三大要素：物质、能量、信息。
6.机电一体化系统由机械系统、电子信息系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统组成。
章二1.机械系统一般由线性传动部件、非线性传动部件、导向支承部件、旋转支承部件、轴系、架体等机构组成。
2.为保证机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中常提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。
为达到上述要求，①采用摩擦阻力的传动部件和导向支撑部件。
②缩短传动链，提高传动支撑刚度。
③选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少等效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。
④缩小反向死区误差。
⑤改进支撑及架体结构设计以提高刚性、减少震动、降低噪声。
3.机电一体化传递动机构要求：精密化、高速化、小型化。
4.丝杆螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。
5.丝杆螺母副类型：①螺母固定，丝杆转动并移动。
结构简单，可获得较高传动精度。
但轴向尺寸不宜太长，刚性较差。
②丝杆转动、螺母移动。
需限制螺母转动，故需导向装置。
结构紧凑，丝杆刚性好。
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。
机电一体化考试复习资料
1系统：一群相关个体组成的集合2机械系统：由多个机械零件或机构组成的系统 3电子系统：由多个电子元件单元电路组成的单元4机电一体化系统：由机械系统与电子系统逐步融合所形成的新系统5机电一体系统基本组成要素：机械本体、驱动装置、检测装置、控制装置、执行机构 6机械传动机构：齿轮传动机构、螺旋传动机构 7齿轮传动机构中传动：是指传递运动和动力 8齿轮传动：以一对啮合的齿轮来作为传动的媒介 9齿轮传动传动比i ：主动轮转速与从轮转速之比 10螺旋传动：以丝杠与螺母之间的啮合传动 11导程：螺母相对于丝杠旋转2π弧度时的行程12惯量：物体保持转动状态的能力。
齿轮转动惯量以节圆为直径计算 13直流电动机：采用直流电驱动的电动机14主流电动机基本组成部分：定子、转子（电枢）、换向器nn T R U R n I C T n C E E R I U M a C C T R C U aT M e a a a a a TeMa e a∆-=⨯-⨯=-=⨯Φ⨯=⨯Φ⨯=+⨯=⨯Φ⨯⨯Φ⨯0212,转速方程：转矩方程：电动势方程：电压方程：15直流电动机机械特性：指直流电动机电枢电压aU 不变，转速n 与转矩M T 之间的关系曲线，简称n —T 曲线16直流电动机调节特性： 指直流电动机转矩MT 不变， 转速n 与电枢电压aU 关系曲线， 简称n —U 曲线17直流伺服电动机选型原则：⑴满足系统运动需求 ⑵满足系统动力需求 ⑶满足系统动态需求 ⑷尽可能低的成本18步进电机 步距角：定子线圈通电一次转子转过的角度19⑴定子绕组按一定规律依次改变通电状态，每种通电状态都要保持一定时间。
⑵定子绕组每改变一次通电状态，转子就转动一定角度，称步进电机步进一步⑶定子绕组由驱动器驱动，其通电状态的改变由步进脉冲和方向信号控制，步进电机转速取决于步进脉冲的频率 ⑷步进电机的步进与脉冲信号要严格同步20步进电机矩频特性：步进电机转矩M T 与脉冲信号频率关系曲线21 起停区：超出该区域起停时，步进电机会失步失步：电机的步进与脉冲信号不同步A 点：最大静转矩，也称保持转矩。
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。
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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。
9.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（1200 ）kg·mm2。
10.机械系统的刚度对系统的动态特性主要影响表现为( 固有频率、失动量、稳定性)等方面。
11.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法( 增大系统刚度)。
12.传动系统的固有频率对传动精度有影响，(提高) 固有频率可减小系统地传动误差，( 提高)系统刚度可提高固有频率。
13.多级齿轮传动中，各级传动比相等的分配原则适用于按( 重量最轻原则(小功率装置) )设计的传动链。
14.多级齿轮传动中，各级传动比“前大后小”的分配原则适用于按( 重量最轻原则(大功率装置) )设计的传动链。
15.闭环控制的驱动装置中，齿轮减速器位于前向通道，所以它的( 回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度)。
16.闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之外，所以它的( 回程误差和传动误差都会影响输出精度)。
17.半闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之外，所以它的( 回程误差和传动误差都会影响输出精度)。
18.步进电机转角的精确控制是通过控制输入脉冲的( 数量)来实现的。
19.步进电机转动后，其输出转矩随着工作频率增高而( 下降)。
20.对同一种步进电机，三相单三拍的步距角是三相六拍的( 2 )倍。
21.有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，已知转子有24个齿，步进电机的步距角是（ 1.5 ）。
1.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。
2.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。
3.机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，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。
4.驱动元件的选择及动力计算是机电一体化产品开发过程理论分析阶段的工作之一。
5.驱动装置中同一环节的误差，其高频分量和低频分量，对系统输出精度的影响程度可能是不同的。
6.驱动部分在控制信息作用下提供动力，伺服驱动包括电动、气动、液压等各种类型的驱动装置。
7.驱动电路中采用脉冲调制(PWM)放大器的优点是功率管工作在开关状态、管耗小。
8.直流伺服电动机和永磁同步交流伺服电动机都可以采用PWM控制方式进行控制。
9.在闭环控制系统中，驱动装置中各环节的误差因其在系统中所处的位置不同，对系统输出精度的影响不同。
10.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1～5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。
11.通常，步进电机的最高连续工作频率远大于它的最高启动频率。
12.齿轮传动的啮合间隙会造成一定的传动死区，若在闭环系统中，传动死区会使系统产生低频震荡。
13.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。
14.为适应工业仪表的要求，D／A的输出要配接V／1转换器。
15.TTL电平接口能用于输出指示灯的控制，也能用于驱动带电气隔离的继电器。
16.滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
17.接口技术是系统技术中的一个方面，它的功能是实现系统各部分的可靠连接。
18.开环控制系统，执行装置的误差直接影响系统精度，但不存在稳定性问题。
简答题1.试述直流电机伺服系统中脉宽调制放大器的基本工作原理。
答：脉宽调制放大器是直流伺服电机常用的晶体管驱动电路。
利用大功率晶体管的开关作用，将直流电源电压转换成一定频率的方波电压，施加于直流电机的电枢，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，使电机的转速得到调节。
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?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.步进电机是如何实现速度控制的?答：步进电机的运动是由输人的电脉冲信号控制的，每当电机绕组接收一个脉冲，转子就转过一个相应的角度，其角位移量与输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步。
因而，只要控制输入脉冲的数量、频率和电机绕组的相序，即可得到所需转动的速度和方向。
4.步进电动机的输入信号是什么？如何实现对其转速和旋转方向的控制？答：步进电机的输入信号是脉冲序列。
步进电机的步矩角α与运行拍数m、通电方式k（m=kN，单拍时k=1,双拍时k=2，N为定子绕组的相数）、转子的齿数z有关。
步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高，转子的转速越高。
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。
5.什么是步进电机的步距角?它是由哪些参数确定的?答：步进电机在每输入一个电脉冲信号，转子所转过的角度称为步距角。
它由步进电机的相数、电机转子的齿数和电机的通电方式所决定。
6.简述对滚珠丝杆副进行间隙调整和预紧方法。
答：通常采用双螺母预紧和单螺母（适于大滚珠、大导程）两种方法，将弹性变形控制在最小限度内，以减小或消除轴向间隙，并可提高滚珠丝杠副的刚度。
常用的双螺母消除轴向间隙的结构形式有三种：螺纹调隙式、垫片调隙式和齿差调隙式三种；单螺母消隙常用增大滚珠直径法和偏置导程法两种预紧方法。
7.滚珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有哪些?圆柱直齿轮的齿侧间隙的调整方法有哪些?答：(1)滚珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有：螺纹预紧调整式、双螺母齿差预．紧调整式、双螺母垫片预紧调整式、弹簧式自动调整预紧式、单螺母变位导程自预紧式。
(2)圆柱直齿轮的齿侧间隙的调整方法有：偏心套调整法、轴向垫片调整法、双片薄齿轮错齿调整法(周向拉簧式、可调拉簧式)。
8.齿轮传动中齿侧间隙对系统有何影响，如何消除圆柱直齿轮的齿侧间隙?答：齿轮的啮合间隙会造成传动死区，若该死区是在闭环系统中，则可能造成系统不稳定，常会使系统以1—5倍间隙角产生的低频振荡。
为了降低制造成本，则多采用各种调整齿侧间隙的方法来消除或减小啮合间隙，常用的方法有：偏心套调整法、轴向垫片调整法、双片薄齿轮错齿调整法等。
9.齿轮传动中各级传动比的最佳分配原则分别有哪些?各使用在那些场合?答：齿轮传动中各级传动比的最佳分配原则：a．重量最小原则(结构紧凑)Ib．转动惯量最小原则(快速响应)；c．输出轴转角误差最小原则(精度)。
结合可行性、经济性对转动惯量、结构尺寸和传动精度提出适当要求：要求体积小、重量轻的齿轮采用重量最轻的原则；要求运动平稳、起停频繁和动态性能好的轮系采用最小转动惯量原则或输出轴转角误差最小原则；提高传动精度和减小回程误差为主的轮系采用转角误差最小原则。
10.简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响。
答：机械系统的刚度对系统的主要影响表现为以下几方面：(1)失动量系统刚度越大，因静摩擦力的作用所产生的传动部件的弹性变形越小，系统的失动量也越小；(2)固有频率机械系统刚度越大，固有频率越高，可远离控制系统或驱动系统的频带宽度，从而避免产生共振；(3)稳定性刚度对开环伺服系统的稳定性没有影响，而对闭环伺服系统的稳定性有很大影响，提高刚度可增加闭环系统的稳定性。
11.为减小机械系统的传动误差，可采用哪些结构措施?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。
12.简述概念设计的设计过程。
答：设计过程：设计任务抽象化，确定系统的总功能一将总功能分解为子功能，直到功能元+寻找子功能(功能元)的解一将原理解进行组合，形成多种原理解设计方案+对众多方案进行评价决策，选定最佳方案一概念产品。
计算题1、如图所示步进电机驱动滚珠丝杠的高速定位系统。
已知工作台的重量为W＝2000N，工作负载F＝0，工作台与导轨之间的摩擦系数选择的步进电机每转脉冲数＝240脉冲／转；根据工作台定位精度选用脉冲当量＝0．05mm／脉冲；滚珠丝杠的导程t＝12mm，直径为d＝36mm；系统总效率为，。
试计算：(1)齿轮的减速比；(2)折算到电机轴上的负载转矩T。
解：(1)齿轮的减速比i2、如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m＝60kg，负载力为F1＝1200N，最大加速度为10m／s2，丝杠直径为d＝16mm，导程t=4mm，齿轮减速比为i＝5，总效率为v＝40％，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩。
解：(1)计算负载力负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成3、已知传动机构如图所示，试计算电机轴上的总等效惯量。