1.机电-体化技术是以()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.电子c.机械 D. 软件
2. 导程Lo =8mm 的丝杠的总质量为6峙，标称直径为40mm ，则其转动惯量为( kg. mm 2 0
A. 1200
B. 480
C.120
D.48
3. 需要消除斜齿轮传动的齿侧间隙，采取调整法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙。
A. 偏心套
B.轴向垫片c. 薄片错齿 D.轴向压簧错齿
4. 幅频特性和相频特性是模拟式传感器的( )。
A. 静态特性指标
B. 动态特性指标
c.输入特性参数 D. 输出特性参数
5.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( )。
A.回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度
B.传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度
c.回程误差和传动误差都不会影响输出精度
D. 回程误差和传动误差都会影响输出精度
6.PID 控制算法中，积分调节器的主要作用是()。
A.消除静差
B. 加快响应
c.减小振荡 D.提高稳定性
7. 不进行参数的变换与调整，仅作为输入/输出的直接接口的是()。
A. 零接口
B. 被动接口
c.主动接口 D. 智能接口
8. HRGP-1A 喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的()。
A. 能源部分
B. 测试传感部分
C 驱动部分 D.执行机构
1.以下产品属于机电一体化产品的是()。
A.游标卡尺
B. 移动电话
C. 全自动洗衣机
D. 非指针式电子表
2. 为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法()。
A. 增大系统刚度
B. 增大系统转动惯量
C. 增大系统的驱动力矩
D. 减小系统的摩擦阻力
4. 光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线数为100 线/mm ，经四倍细分后，记数脉冲为400 ，光栅位移是()mm。
A.1
B.2
C. 3
D.4
5. 以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是()。
A.改变电压的大小
B. 改变电动机的供电频率
C.改变电压的相位
D. 改变电动机转子绕组臣数
7. 以下()不属于系统功能结构图的基本结构形式。
A.串联结构
B.并联结构
C. 环形结构
D. 星形结构
8. 旋转变压器是机器人电液伺服系统中的(
A.驱动元件
B.能量元件
C. 检测元件
D. 控制元件
1.以下产品不属于机电一体化产品的是(
A. 机器人
B. 移动电话
C 数控机床 D. 复印机
2. 滚珠丝杆的滚珠在整个循环过程中始终与丝杠表面保持接触为()。
A. 插管式
B. 端盖式
c.内循环式 D. 外循环式
3. 下列哪个不是传感器的动态特性? ()
A. 幅频特性
B. 临界频率
C. 相频特性
D. 分辨率
4. 在传感器的使用中，模拟式传感器与计算机进行接口必须用的器件为()。
A.A/D 转换器
B.D/A 转换器
c.缓冲器D. 隔离器
5.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( )。
A. 回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度
B. 传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度
c.回程误差和传动误差都不会影响输出精度
D. 回程误差和传动误差都会影响输出精度
6. 针算机控制系统实际运行时，需要由用户自行编写() ，具有实时性、针对性、灵活
A 平台软件 B.开发软件
C系统软件 D. 应用软件
7以下C)不属于系统功能结构!型的基本结构形式。
A.串联结构
B.并联结构
Cm 环形结构D. 星形结构
8.喷漆机器人中的手部属于系统中的()。
A能源部分 B.测试传感部分
C驱动部分D。执行机构
2.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法(
A. 增大系统刚度
B.增大系统转动惯量
c.增大系统的驱动力矩D.减小系统的摩擦阻力
4. 以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是()。
A. 改变电压的大小
B.改变电动机的供电频率
C.改变电压的相位
D.改变电动机转子绕组臣数
5. 计算机控制系统实际运行时，需要由用户自行编写) ，具有实时性、针对性、灵活性和通用性。
A. 平台软件
B.开发软件
C.系统软件
D. 应用软件
6. 以下()不属于系统功能结构图的基本结构形式。
A. 串联结构
B. 并联结构
C. 环形结构
D. 星形结构
7. 含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是()。
A. 零接口
B. 被动接口
C. 主动接口
D. 智能接口
8. HRGP-1A 喷潦机器人中的活塞式液压缸属于系统中的()。
A. 能源部分
B. 测试传感部分
C. 驱动部分
D. 执行机构
9.机电)体化产品与传统的机电产品相比，机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。(Y )
10.机电一体化系统的机械系统与传统的机械系统相比，除了要求较高的制造精度外，还
应具有良好的动态响应特性和稳定性。(Y)
11.滚珠丝杆副的行程是指丝杠相对于螺母旋转3600 时，螺母上基准点的轴向位移。(X)
12.传感器的作用是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
数转换成便于测定的某种物理量。( Y )
13.实际上传感器的响应总有一定延迟，希望延迟时间越短越好，传感器的频率响应高，
可测的信号频率范围就宽。( Y )
14.脉宽调制(Pulse Width Modulator，简称PWM)控制就是通过脉冲宽度进行调制的技术，即通过改变脉冲宽度改变输出的平均电压。(Y
15.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)
16.在确定计算机控制系统的控制周期时，从执行元件的要求来看，理论上需要输出信号
的周期越小越好。( X )
17.虚拟设计是一种以先进产品设备的实物、样件、软件或影像作为研究对象，应用产品
设计方法学、系统工程学、计算机辅助设计的理论和方法进行系统分析和研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的或更先进的技术。(X )
18. 在数控设备中，计算机数控装置是设备的核心部分，→般由专用计算机(或通用计算机)、输入输出接口以及驱动控制装置等部分构成。(Y)
9的机电一体化是一个新兴的交叉学科，是机械和傲电子技术紧密集合的一门技术，机电
一体化产品具有智能化、人性化等特征，(Y)
10. 机电一体化产品的机械系统包括传动机构、导向机构、执行机构、轴系、机座或机架5大部分，是实现产品功能的基础。(Y)
1 1.机电一体化系统要求传动机构具有刚度大、摩擦小、转动惯量小、阻尼合理、抗振性好和可靠性高等特性。(Y)
12.精密机械技术作为机电一体化系统的基础，为机电一体化系统提供了精密的机械本体，并为机电一体化系统提供了可靠、灵敏的驱动装置。( x)
13.在机电一体化机械系统中，滚珠丝杠副是最常用的运动转换机构，在实际工程运用
中，滚珠丝杆副只能将回转运动转换为直线运动。(x)
14. 位移传感器还可以分为模拟式传感器和数字式传感器，模拟式传感器输出是以幅值
形式表示位移的大小，数字式传感器的输出是以脉冲数量的多少表示位移的大小。(Y)
15.脉宽调制CPulse Width Modulator ，简称PWM) 控制就是通过脉冲宽度进行调制的技术，即通过改变脉冲宽度改变输出的平均电压。(Y )
16.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
的规律单行。(x)
17.PID 调节器由比例调节器、积分调节器和加法调节器通过线性组合而构成。(x)
18. 概念设计是指在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的工作原理及
其组合等，(Y)
9. 机电一体化系统是以机械装置为主体电子技术为核心，强调各种技术的协同和集成的
综合性技术。(Y)
10. 产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。(X)
11.齿轮传动系统中各级传动比的最佳分配原则中等效转动惯量最小原则是使所设计的
齿轮传动系统换算到该齿轮传动系统输出轴上的等效转动惯量为最小。(X)
12.传感器的敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。(Y )
13.传感器的静态特性是特指输入量为常量时，传感器的输出与输人之间的关系。(X )
14.开环系统没有反馈回路，只能依据时间和逻辑顺序决定被控对象的运行方式，开环系
统简单、稳定、可靠，但精度较低，无自动纠偏能力。(Y)
15. 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 控制方式进行调速控制。(Y)
16.PID 调节器由比例调节器、积分调节器和加法调节器通过线性组合而构成。( X )
17.绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究，进而对该系统(产品〉进行剖析、重构、再创造的设计。(X)
18. 在数控设备中，计算机数控装置是设备的核心部分，一般由专用计算机、输入输出接口以及机床控制器等部分构成。(Y)
9. 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(Y)
10. 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E 取值越小越好。x
11.滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。y
12.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
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)
13. 传感器的转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。(x)
14.步进电动机的转动惯量越大，同频率下的起动转矩就越小。（y)
15.脉冲分配器的作用是使步进电机各个绕组的通电顺序按一定规律变化。（y)
16.一般说来，全物理仿真与计算机仿真相比较，在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，是一种经济、快捷与实用的仿真方法。（x)
17.现场总线系统采用一对一的设备连线.按控制回路分别进行连接，打破了传统控制系统的
结构形式。(x)
18. 数控机床中的计算机属于机电一体化系统的控制及信息处理单元，而电机则属于系统
的驱动部分。(y)
19.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=k. N ，单拍时k=l ，双拍时是=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。
20.机电一体化系统仿真在系统设计过程中所起的作用是什么?
答:在进行项目的设计和规划时，往往需要对项目的合理性、经济性等品质加以评价;
在系统实际运行前，也希望对项目的实施结果加以预测，以便选择正确、高效的运行策略或提前消除设计中的缺陷，最大限度地提高实际系统的运行水平。采用仿真技术可以省时、省力、省钱地达到上述目的。
21.PLC 控制系统有何优越性?
答:PLC 主要具有可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单，PLC 提供标准通信接口，可以方便地构成PLC-PLC 网络或计算机-凹>C 网络，PLC 应用程序的编制和调试非常方便，PLC 具有监控功能。
19.什么是步进电机的步距角?它由哪些参数确定?
. 答z 定子绕阻的通电状态每改变一次，它的转子便转过一个确定的角度，即步进电机的
步距角a
20.机电一体化系统仿真的模型主要有哪几种?分别应用于系统设计的哪个阶段?
答:机电一体化系统的仿真模型主要有物理模型、数学模型和描述模型。当仿真模型
是物理模型时，为(全〉物理仿真;是数学模型时，称之为数学(计算机〉仿真。用己研制出来的系统中的实际部件或子系统代替部分数学模型所构成的仿真称为半物理仿真。计算机仿真、
半物理仿真、全物理仿真分别应用在分析设计阶段(软件级)、部件及子系统研制阶段(软件一
硬件级〉实时仿真、系统研制阶段(硬件级)实时仿真阶段。
21.何谓概念设计?简述概念设计的设计过程。
.答:概念设计是指在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理
及其组合等，确定出基本求解途径，得出求解方案。设计过程设计任务抽象化，确定系统的总功能→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→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→概念产品。
19.完善的机电一体化系统主要包括哪几部分?
答:机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理及控制系统五部分相互
协调，共同完成所规定的目的功能。
20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些?
答:齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有圆柱齿轮传动偏心套轴向垫片双片薄齿轮
错齿调整法(轴向拉簧式、可调拉簧式) ;斜齿轮传动:垫片错齿调整。
21.计算机控制系统由哪几部分组成?每一部分的作用是什么?
.答:计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。其中，硬件主要由计算机主机、接
口电路、输入/输出通道及外部设备等组成
(1)计算机是整个控制系统的核心。它接收从操作台传来的命令，对系统的各参数进行巡
回检测，执行数据处理、计算和逻辑判断、报警处理等，并根据计算结果通过接口输出控制
(2) 接口与输入/输出通道是计算机与被控对象进行信息交换的桥梁。
(3)计算机控制系统中最基本的外部设备是操作台，它是人机对话的联系纽带，通过它可
发出各种操作命令，显示系统的工作状态和数据，并可输入各种数据。
22. 设有一大功率电动机驱动的二级齿轮传动减速传动系统如图所示，假设齿轮箱的传
动效率为100% ，齿轮箱的总传动比i=3.2 ，己知齿轮采用相同材料，宽度b 相同，各齿轮的模数m=3 ，主动齿轮的齿数Zj =20 、Z3 = 25 ，请根据重量最小原则设计齿轮传动系统，推导并计算各级齿轮传动比和齿轮2 、齿轮4 的齿数。
23. 某部门欲开发一款用于焊接印刷电路板芯片的机械手，请制订出该款机械手产品的
开发设计流程。
第一阶段:产品规划阶段。进行需求分析和需求设计，以明确设计任务。例如:
机械手的用途:焊接芯片。
工作方式:手动、自动方式。
主要技术参数:3 自由度等等。
使用环境要求:生产线。(2 分)
第二阶段:概念设计阶段。在功能分析的基础上，优化筛选取得较理想的工作原理方案。
(2 分)
第三阶段:详细设计阶段。对各功能模块进行细部设计，绘制相应的工程图。该阶段的工
作量既包括机械、电气、电子、控制与计算机软件等系统的设计，又包括总装图和零件图的绘
制。(2 分)
第四阶段:设计实施阶段。首先根据机械、电气图纸和算法文件，制造、装配和编制各功能
模块;然后进行模块的调试;最后进行系统整体的安装调试，复核系统的可靠性及抗干扰性。
(2 分)
第五阶段:设计定型阶段。对调试成功的系统进行工艺定型，整理设计资料。小批量生
产、试销。(2 分)
22. 现有如下图所示的双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程为lo=6mm、左端齿
轮齿数为100、右端齿轮齿数为98. 当两端转向相同时，一端的外齿轮相对于另一端的外齿轮转过2 个齿时，试求两个螺母之产生的相对轴向位移?
23. 答:(1)中央处理器CPU PLC 的运算和控制核心，控制其它所有部件的运行，功能当于人的大脑。(3 分〉
(2) 存储器用来存储数据和程序，包括随机存储器(RAM) 和只读存储器(ROM) ，存储系
程序和用户程序。(3 分〉
(3) 输人/输出0/0) 单元是CPU 与现场1/0 设备或其它外部设备之间的连接部件。(3 分〉
(4) 电源包括系统电源和后备电池，其中后备电池可在停电时继续保持几十小时的供电。
22. 一个四相八拍运行的步进电机，转子齿数为50 ，则其步距角为多少?如要求步进电机
秒钟转10 圈，则每一步需要的时间为多少?
19.滚珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有哪些?
:攘珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有螺纹预紧调隙式、双螺母差齿预紧
调隙式、双螺母垫片预紧调隙式、弹簧式自动调整预紧式、单螺母变位导程自预紧式。20.什么是传感器的校准?并简述如何进行校准?
答:传感器在使用前、使用中或搁置一段时间再使用时必须对其性能参数进行复测或
做必要的调整和修正，以确保传感器的测量精度，这个复测调整过程称为校准。
为了对传感器有一个长期的、稳定的和高精度的基准，在一些测量仪器中特别是内部装有
微处理器的测量仪器中，很容易实现自动校准功能。对传感器进行校准时，需要精度比它高的基准器，这种基准器受时间的推移和使用的磨损等因素的影响，参数会随之改变。因此对这种基准器还要用更高精度的基准器来定期校准。
21.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。
步进电机的步矩角与运行拍数、通电方式k(m=k. ，单拍时k=l 双拍时k=2
为定子绕组的相数)、转子的齿数有关。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，即输入脉冲频率越高，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。
22. 已知某四级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为.6. rtl = .6. rtz =…=.6.如=0.004 弧度，各级减退比相同，即=iz =i =2. 求该系统的最大转角误差ectmax
综合题：根据机电一体化中计算机控制系统的设计思路，论述计算机控制系统设计步骤和关键问题。
(1)确定系统的整体控制方案(2 分)
首先应了解被控对象的控制要求，构思计算机控制系统的整体方案，确定整体方案后，画出系统组成的初步框图，并附以说明，以作为下一步设计的基础和依据。
(2) 确定控制算法(2 分)
在对任何一个具体的计算机控制系统进行分析、综合或设计时，一般都首先建立该系统的数学模型，确定其控制算法。
(3) 选择微型计算机(2 分)
主要确定①较完善的中断系统，②足够的存储容量，③完备的输入/输出通道和实时时钟。还应考虑字长、速度、指令等特殊要求。
选择计算机时，还应考虑成本高低、程序编制难易以及扩充输入/输出接口是否方便等因素，从而确定是选用单片机、PLC ，还是选用微型计算机系统。
(4) 系统总体设计(2 分)
系统总体设计主要是对系统控制方案进行具体实施步骤的设计，其主要依据是上述的整体方案初步框图、设计要求及所选用的计算机类型。
(5) 软件设计(2 分)
软件设计主要是应用软件设计。
(6) 系统调试(2 分)
计算机控制系统设计完成以后，要对整个系统进行调试。调试的步骤为:硬件调试→软件
调试→系统调试。
机电一体化考试试卷 A卷 一. 名词解释 1. 接口——机电一体化系统中各子系统之间进行物质、能量和信息传递与交换的联系部件。 2. 连续控制系统——信号在时间上是连续变化的系统。 3. 计算机控制系统——采用计算机作为控制器的控制系统即为计算机控制系统，又被称为离散控制系统。 5. 直流伺服系统——采用直流伺服电动机作为执行元件的伺服系统。 8. 同步调制——在改变正弦调制波的频率f的同时成正比的改变三角载波的频率f c，使载频比N保持不变，则称为同步调制。 9. 异步调制——在改变正弦调制波的频率f的同时，三角载波的频率f c的值保持不变,使载频波比N值不断变化，则称为异步调制。 11. 抗干扰技术——研究电子设备及系统抵抗外部和内部电磁干扰，保证其正常工作的具体措施。 12. 工业机器人——一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。能搬运材料、零件或操作工具，用以完成各种作业。 二. 填空 1. 接口的基本功能有三个，一是交换，通过接口完成信号模式或能量的统一，二是放大，达到能量的匹配，三是传递，遵循协调一致的时序，信号格式和逻辑规范将放大后的信号可靠.快速.精确地交换。 3. 在机电一体化系统中，机械结构主要用于执行机构、传动机构和支承部件，用以完成规定的动作；传递功率、运动和信息；起支承连接作用等。通常，它们是微机控制伺服传动系统的有机组成部分。 4. 对机电一体化系统中的机械传动系统建模一般分两步进行，首先把机械系统中各基本物理量折算到传动链中的某个元件上，然后，再根据输入量和输出量的关系建立它的数学模型。 6. 由于非线性摩擦的存在，机械系统在低速运行时，常常出现爬行现象，导致系统运行不稳定。爬行一般出现在某个临界转速以下，而在高速运行时并不出现。 7. 惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利。因此，机械设计时，在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。 10. 一般来说，伺服系统的基本组成可包括控制器、功率放大器、执行机构和检测装置等四大部分。 11. 常用的伺服电动机有直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进电动机三种。 14. 若系统的输出量为速度，将此速度反馈到输入端，并与输入量比较，就可以实现对系统的速度控制，这种控制系统称为速度伺服控制系统。 17. 单片微计算机是将CPU 、RAM 、ROM 、定时/计数、多功能I/O(并行、
填空题 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统（产品）是机械技术和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。 4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。 5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：机械系统、电子信息处理系统、能源系统、传感信息系统、执行控制系统。 6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。 8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。 9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）： 以能源转换为主和以信息转换为主。 11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式种形式。 12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类；按滚珠的循环方式分为外循环和内循环两类。 13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推——单推式、双推——双推式、双推——简支式、双推——自由式。 15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式三种形式。 16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。 17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。 18. 导轨刚度主要指：结构刚度、接触刚度和局部刚度。 19. 机电一体化系统（产品）中，常可选择的执行元件：电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。 20. 电动机的工作特性分为恒转矩工作和恒功率工作两个阶段，其转折点的转速和功率分别称为：额定转速和额定功率；伺服电动机用于调速控制时，应该工作在恒转矩工作阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式（变磁阻式）步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。 22. 步进电机的工作方式有：单拍工作方式和倍拍工作方式。
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 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（ 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 ------单选 滚珠丝杠螺母副结构类型有外循环插管式和_________等类型. 收藏 A. 内循环反向器式 B. 外循环反向器式 C. 内、外双循环 D. 内循环插管式 回答错误!正确答案： B PWM指的是________. 收藏 A. 计算机集成系统 B. 可编程控制器 C. 机器人 D. 脉宽调制 回答错误!正确答案： D 检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和_______. 收藏 A. 转换电路 B. 调制电路 C. 控制电路 D. 逆变电路 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化的说法中正确的是________. 收藏 A. 机电一体化设计主要是指产品的设计,不需要系统论方面的知识 B. 机电一体化技术是由传统机械技术及电子技术两方面技术构成 C. 机电一体化是指机电一体化技术,而不包含机电一体化产品 D. 机电一体化技术是以机械为主体 回答错误!正确答案： D 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. 收藏 A. 换向结构 B. 检测环节 C. 存储电路 D. 转换电路 回答错误!正确答案： B 电压跟随器的输出电压________输入电压. 收藏 A. 大于等于 B. 大于 C. 小于 D. 等于 回答错误!正确答案： D 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类:外循环插管式和________. 收藏 A. 内循环反向 B. 内循环插管式 C. 外循环反向器式 D. 内、外双循环 回答错误!正确答案： A 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称________. 收藏 A. 伺服系统 B. 工业机器人 C. 顺序控制系统 D. 数控机床 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化系统的伺服系统稳定性说法中错误的是________. 收藏 A. 1.机电-体化技术是以()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.电子c.机械 D. 软件 2. 导程Lo =8mm 的丝杠的总质量为6峙，标称直径为40mm ，则其转动惯量为( kg. mm 2 0 A. 1200 B. 480 C.120 D.48 3. 需要消除斜齿轮传动的齿侧间隙，采取调整法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙。 A. 偏心套 B.轴向垫片c. 薄片错齿 D.轴向压簧错齿 4. 幅频特性和相频特性是模拟式传感器的( )。 A. 静态特性指标 B. 动态特性指标 c.输入特性参数 D. 输出特性参数 5.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( )。 A.回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度 B.传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度 c.回程误差和传动误差都不会影响输出精度 D. 回程误差和传动误差都会影响输出精度 6.PID 控制算法中，积分调节器的主要作用是()。 A.消除静差 B. 加快响应 c.减小振荡 D.提高稳定性 7. 不进行参数的变换与调整，仅作为输入/输出的直接接口的是()。 A. 零接口 B. 被动接口 c.主动接口 D. 智能接口 8. HRGP-1A 喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的()。 A. 能源部分 B. 测试传感部分 C 驱动部分 D.执行机构 1.以下产品属于机电一体化产品的是()。 A.游标卡尺 B. 移动电话 C. 全自动洗衣机 D. 非指针式电子表 2. 为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法()。 A. 增大系统刚度 B. 增大系统转动惯量 C. 增大系统的驱动力矩 D. 减小系统的摩擦阻力 4. 光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线数为100 线/mm ，经四倍细分后，记数脉冲为400 ，光栅位移是()mm。 A.1 B.2 C. 3 D.4 5. 以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是()。 A.改变电压的大小 B. 改变电动机的供电频率 C.改变电压的相位 D. 改变电动机转子绕组臣数 7. 以下()不属于系统功能结构图的基本结构形式。 A.串联结构 B.并联结构 C. 环形结构 D. 星形结构 8. 旋转变压器是机器人电液伺服系统中的( A.驱动元件 B.能量元件 C. 检测元件 D. 控制元件 1.以下产品不属于机电一体化产品的是( A. 机器人 B. 移动电话 C 数控机床 D. 复印机 2. 滚珠丝杆的滚珠在整个循环过程中始终与丝杠表面保持接触为()。 A. 插管式 B. 端盖式 c.内循环式 D. 外循环式 3. 下列哪个不是传感器的动态特性? () 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 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。 （2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。 （3）共模抑制比高，能对直流和低频信号(电压或电流)进行准确、安全的测量。 2、什么是三相六拍通电方式 2. 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 →… 3、简述PWM 脉宽调速原理。 3. 在一个周期T 内闭合的时间为τ，则一个外加的固定直流电压U 被按一定的频率开闭的开关S 加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为U 、宽度为τ，如右图所示。电枢两端的平均电压为： U U Udt U T T T d ρτ=== ?01 式中 ρ=τ/T=U d /U ，(0<ρ<1) ρ为导通率（或称占空比） 。 当T 不变时，只要改变导通时间τ，就可以改变电枢两端的平均电压Ud 。当τ从0~T 改变时，Ud 由零连续增大到U 。 5．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。敏感元件、转换元件、基本电路。 2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响如何处理 答。如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种。垫片调隙式 螺纹调隙式 齿差调隙式 答。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基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。 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 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。 ２、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 1．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： 1.什么是“机电一体化”？以打夯机为例，内含机械与电器，问这是不是机电 一体化产品？ 答：机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics 的后半部分组合而成。 打夯机不属于机电一体化产品。因为打夯机只是普通的机械加电器，它属于硬连接或者称为机械连接只能应用在就地或者小范围场合使用，不能满足大面积和远程控制。而机电一体化就不一样了，它不光有硬连接、机械连接还有软连接。机电一体化属于同时运用机械、电子、仪表、计算机和自动控制等多种技术为一体的一种复合技术。它不光可以就地操作，小范围应用，还可以大面积使用操作，远程监测、控制。 2.机电一体化的技术构成是什么？ 答：机械技术、微电子技术、信息技术 3.产品实现机电一体化后，可以取得那些成效？ 答：产品实现机电一体化后可以取得的成效：产品性能提高、功能增强、结构简化、可靠性提高、节约能源、改善操作、提高灵活性等。 4.数字量传感具有哪三种类型？他们有什么区别？ 数字传感器按结构可分成三种类型： 1.直接式数字量传感器——其分辨率决定于数字量传感器的位数。 被测物理量→数字编码器→信息提取装置→数字量输出 2.周期计数式数字传感器 它的结构示意图如下图1所示。此种结构的位移分辨率对低精度的周期计数式数字传感器而言，仅由周期信号发生器的性质决定。例如，光栅当长1mm有100条刻线时，其分辨率即为0.01mm;对高精度的周期计数式数字传感器而言，还要考虑到电子细分数。如在100倍电子细分数下，此光栅的分辨率就是0.1μm。此种结构属于增量式结构，结构的特点(位移方向的要求)决定它不但备有辨向电路，而且周期计数器还具有可逆性质。 图1 周期计数式数字量传感器的结构方框图 3.频率式数字传感器 其结构示意图如下图2所示。按振荡器的形式，可将此种数字传感器分成带有晶体谐振器的和不带晶体谐振器的两种。前者，按被测量的作甩点，又分作用在石英谐振器上的石英晶体谐振式数字传感器和作用在谐振器中储能元件上的带有 习题一答案 1-1、什么是机电一体化？ 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。 1-2、什么是机电一体化的变参数设计？ 在设计方案和结构原理不变的情况下，仅改变部分结构尺寸和性能参数，使之适用范围发生变化的设计方式。例如，同一种产品不同规格型号的相同设计。 1-3、机电一体化技术与传统机电技术的区别。 传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理的各种电器来实现，如继电器、接触器等，在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。 1-4、试分析机电一体化技术的组成及相关关系。 机电一体化系统是多学科技术的综合应用，是技术密集型的系统工程。其技术组成包括：机械技术、检测技术、伺服传动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术等。现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术等应用。 1-5、一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？ 机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：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。我们将这些部分归纳为：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；这些组成要素内部及其之间，形成通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。 1-6、试简述机电一体化系统的设计方法。 机电一体化系统的设计过程中，一直要坚持贯彻机电一体化技术的系统思维方法，要从系统整体的角度出发分析研究各个组成要素间的有机联系，从而确定系统各环节的设计方法，并用自动控制理论的相关手段，进行系统的静态特性和动态特性分析，实现机电一体化系统的优化设计。1-7、机电一体化系统（产品）开发的类型。 一、名词解释(每小题2分,共10分) 1、测量 2、灵敏度 3、压电效应 4、动态误差 5、传感器 二、填空题(每小题2分,共20分) 1、滚珠丝杆中滚珠的循环方式: _内旋换与外循环 2、机电一体化系统,设计指标与评价标准应包括___ _______, __________, __________ , __________。 3、顺序控制系统就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________。 4、某光栅的条纹密度就是50条/mm,光栅条纹间的夹角θ=0、001孤度, 则莫尔条纹的宽度就是_______________________。 5、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。 6、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_____________。 7、齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。 8、累计式定时器工作时有_____________________________________________________。 9、复合控制器必定具有__________________________________。 10、钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。 三、选择题(每小题2分,共10分) 1、一般说来,如果增大幅值穿越频率ωc的数值,则动态性能指标中的调整时间ts ( ) A、产大 B、减小 C、不变 D、不定 2、加速度传感器的基本力学模型就是( ) A、阻尼—质量系统 B、弹簧—质量系统 C、弹簧—阻尼系统 D、弹簧系统 3、齿轮传动的总等效惯量与传动级数( ) A、有关 B、无关 C、在一定级数内有关 D、在一定级数内无关 4、顺序控制系统就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( ) A、单片机 B、2051 C、PLC D、DSP 5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节与检测环节等个五部分。 A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路D检测环节 四、判断题(每小题2分,共10分) 1、伺服控制系统的比较环节就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、波形与相数的变换。( ) 五、问答题(每小题10分,共30分) 1、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型? 2、什么就是步进电机的使用特性? 3、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面? 一、名词解释(每小题2分,共10分) 1、就是人们借助于专门的设备,通过一定的方法对被测对象收集信息,取得数据概念的过程。 2、指在稳态下,输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。即为传感器灵敏度。 S=dy/dx=ΔY/ΔX 3、某些电介质,当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时,内部就会产生极化现象,同时在它的两个表面上将产生 符号相反的电荷。当外力去掉后,它又重新恢复到不带电的状态,这种现象被称为压电效应。 4、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。 目录 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 5 6单片机 7 接口 8 通道 9 串行通信 10直接存储器存取（） 二、判断题： 1 在计算机接口技术中通道就是接口。（×） 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 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。 b)基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于恒功率 调速方式。 7. 开环步进电动机控制系统，主要由. 环形分配器功率驱动器步进电机等组成。 一、名词解释(每小题2分，共10分) 1. 测量 2.灵敏度 3. 压电效应 4. 动态误差 5. 传感器 二、填空题（每小题2分，共20分) 1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：__________，________________。 2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括__________，__________， __________ ，__________。 3. 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___________________________________。 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_______________________。 5. 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。 6. 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_____________。 7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。 8. 累计式定时器工作时有_____________________________________________________。 9. 复合控制器必定具有__________________________________。 10. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。 三、选择题（每小题2分，共10分） 1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( ) A. 产大 B. 减小 C. 不变 D. 不定 2. 加速度传感器的基本力学模型是( ) A. 阻尼—质量系统 B. 弹簧—质量系统 C. 弹簧—阻尼系统 D. 弹簧系统 3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数( ) A. 有关 B. 无关 C. 在一定级数内有关 D. 在一定级数内无关 4. 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( ) A. 单片机 B. 2051 C. PLC D. DSP 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（）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 四、判断题（每小题2分，共10分) 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。（ ） 1. 是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象收集信息，取得数据概念的过程。 2. 指在稳态下，输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。即为传感器灵敏度。 S=dy/dx=ΔY/ΔX 3. 某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将 《机电一体化技术》试卷(一) 考试方法：闭卷考试时间12 0分钟共1页第1页 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 二、填空题 1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：_______________ , __________________ 2. 机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括_________________ , __ 3. 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_________________________ 。 4. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________________ 。 三、选择题 1. 加速度传感器的基本力学模型是() 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. 弹簧系统 2. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数() A.有关 B. 无关 C.在一定级数内有关 D.在一定级数内无关 3. 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，顺序控制器一般见() A.单片机 B. 2051 C. PLC D. DSP 4. 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。 A换向结构B 转换电路 C 存储电路D 检测环节 四、、问答题 1. 步进电动机常见的驱动电路有哪几种类型？ 2. 什么是步进电机的使用特性？ 3. 机电一体化系统设计指标大致上应包括哪些方面？ 五、分析计算题 1. 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？ 班级：机电071 考位号： 学号：★C F 爆菊联盟★群号：79573606 姓名：X X 2012年 11月6日 考试用 广西大学课程考试试卷 （ 12—— 13学年度第一学期） 课程名称：机电一体化系统设计 试卷类型：（A 、B ） 命题教师签名： 教研室主任签名： 主管院长签名： 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 应得分 20 25 40 15 100 实得分 哈哈，这是哥哥我整理的，原版为手写板是06级学长留下来的，原名《血泪 机电一体试卷》，在此向这位毕业的学长表示感谢！ ——★CF 爆菊联盟★Made by Rentao 评卷人 装订线（答题不得超过此线） 一、 单选（20×1）。(注意：本答案不一定准确，希望大家自己搞定！) 1.机电一体化系统包括：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。 2.根据接口变换调整功能分，放大器属于有源接口。 3.接口三个功能：变换、调整、输入/输出。 4.可靠性是指产品/系统在规定条件和时间内完成规定功能的能力。 5.消除间隙齿轮传动机构，能实现自动补偿的是轴向弹簧式双片薄齿轮错齿调整法。 6.滚珠丝杠副预紧，预紧最精密的方式是双螺母齿差预紧调整方式。 7.增加丝杠副公称直径可以增大可承受载荷量之类。 8.步进电机转向随通电顺序而变。 9.空载状态下，步进电机转子启动最大控制频率称为空载启动频率。 10.步进电机静态特性为其稳态状态特性｛静转矩矩-角特性、静态稳定区｝。 11.增大W c ，动态性能指标中调整时间t s 减少。 12.系统接口设计中，若组成较大系统，选用功能接口电路/接口板。 13.闭环数控系统中，位置检测元件安装在移动工作台导轨上。 14.导向精度是导轨副最基本指标。 15.交流伺服电机微机控制系统，输入回路采用D/A 数模转换电路实现信号转换。 16.控制系统中软件、硬件合理组成，要根据经济性和可靠性标准权衡决定。 目录 机电一体化复习题 (2) 机电一体化复习题参考答案 (6) 机电一体化技术试题 (11) 答案及评分标准 (14) 机电一体化复习题 (18) 一、名词解释 (18) 二、填空题 (19) 三、简答题 (20) 四、选择题。（无答案） (23) 五、应用题 (24) 《机电一体化技术》试卷（一） (27) 《机电一体化技术》试卷(一)答案 (29) 《机电一体化技术》试卷(二) (31) 《机电一体化技术》试卷(二) 答案 (34) 《机电一体化技术》试卷(三) (37) 《机电一体化技术》试卷(三)答案 (39) 《机电一体化技术》试卷(四) (42) 《机电一体化技术》试卷(四) 答案 (44) 《机电一体化技术》试卷(五) (47) 《机电一体化技术》试卷(五) 答案 (48) 机电一体化系统设计试题 (52) 一、填空题（每空1分，共20分） (53) 二、简答题（每题5分，共30分） (53) 三、计算题（共20分）（将本题答案写在答题纸上） (53) 四、综合分析题（共30分） (54) 机电一体化系统设计试题答案 (54) 一、填空题（每空1分，共20分） (54) 二、简答（每题5分，共30分） (55) 三、计算题（共20分） (55) 四、综合分析题（30分） (55) 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 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。（3） 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。（3） 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。（3） 6 无条件I/O方式常用于中断控制中。（3） 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 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统（产品）是机械和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。 4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。 5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：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。 6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。 8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。 9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）： 以能源转换为主和以信息转换为主。 11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式。 12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面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和外循环两类。 13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推—单推式、双推—双推式、双推—简支式、双推—自由式。 15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。 16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。 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。 10、MPS系统：模块化生产加工系统（Modular Production System）简称MPS系统，它是德国FESTO公司结合现代工业的特点研制开发的模拟自动化生产过程，集机械、电子、传感器、气动、通信为一体的高度集成的机电一体化装置。 二、填空题 1、电感式传感器是一种把微小位移变化量转变成电感变化量的位移传感器。 2、光电编码器根据结构可分为增量式和绝对式。 3、热电阻温度传感器的工作原理是基于金属的热电阻效应。 4、热电偶温度传感器的工作原理是基于物体的热电效应。 5、对伺服系统的技术要求是系统精度、稳定性、响应特性、工作频率。 6、液压系统一般包括动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件四个部分。 7、典型的气动驱动系统由气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件组成。 8、机电控制系统的机械装置主要包括传动机构、导向机构和执行器三个部分。 9、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：静态设计、动态设计。 10、欠电流继电器利用其常开触点串接在被控线路中起欠流保护。 11、过电流继电器利用其常闭触点串接在被控线路中起过流保护。 12、接口的基本功能主要有数据格式转换、放大、通信联络。 13、伺服系统的基本组成包括控制器、执行环节、检测装置、比较环节。 14、工作接地分为一点接地、多点接地。 15、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和民 《机电一体化技术》试卷(四) 一、名词解释(每小题2分，共10分) 1. 变频调速 2. FMS 3. 响应特性 4. 敏感元件 5. 压电效应 二、选择题（每小题2分，共10分） 1、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。 A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路D检测环节 2、检测环节能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲，一般包括传感器和_______。 A 控制电路 B 转换电路 C 调制电路 D 逆变电路 3、以下可对异步电动机进行调速的方法是_______。 A 改变电压的大小 B 改变电动机的供电频率 C 改变电压的相位 D 改变电动机转子绕组匝数 4、执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为________、液压式和气动式等。 A 电气式 B 电磁式 C 磁阻式 D 机械式 5、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 三、简答题(每小题10分，共30分) 1什么叫传感器？传感器的功用是什么？它是由哪几部分组成的？各部分的作 用及相互关系如何？ 2. 试简述采样/保持器原理。 3. 工业控制用的计算机主要有哪几种类型，它们分别适用于哪些场合？ 四、简单应用题(每小题10分，共20分) 1. 刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为2mm，编码器在10秒内输出307200个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少？ 2. 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，测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求： 1）步进电机的步距角； 2）脉冲电源的频率。 五、综合应用题(每小题15分，共30分) 1. 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? 2. 根据下面的电路图,编写利用该接口电路一次完成A/D转换,并把转换的结果的高8位放入R2中,低8位放入R3中的程序段。 XX 大学XX 学院XXXX-XXXX 学年 第X 学期 《机电一体化系统设计》试卷 1、机电一体化是 机械 与 电子技术 有机结合的产物。 2、开发性设计是在既没有 参考样板 又没有 具体设计方案 的情形下，根据 抽象原理 ，按照 系统性能 要求进行的设计。 3、滚珠丝杠副的传动效率高达 0.90~0.95 ，为滑动丝杠副的 3~4 倍。 4、启动或反向时，系统的输入运动与输出运动之间的差值就是系统的 失动量 。 5、对步进电动机进给系统中齿轮传动装置进行传动比分配的原则是最小负载惯量原则。 6、据齿轮系传动比最佳分配条件，简化的最佳速比分配关系为 2 2i i 7、在开环步进电机-丝杠系统中，传动比大小与系统步进电机的 步距角有关。8、滚珠丝杠副可以将 直线 运动转变为为 旋转 运动。 9、计算齿轮传动系统时非随机载荷的采用 峰值综合法 法。 10、数字式传感器检测系统的传感器输出信号为 增量码 信号。 11、当传感器的输出信号是电参数形式时，需要采用 基本转换 电路，将其转换 成 电量 形式。 12、采样信号变成连续信号必须经过 D/A 转换器 和 保持器 才能完成。 A.Mechanics 一致 B.Electronics 一致 C.Mechatronics 一致 D.Electric-Machine 一致 2、变异性设计是在设计方案和功能结构不变的情况下（ C ） A.对现有系统进行局部更改的设计 B.根据抽象设计原理对系统性能要求进行设计 C.仅改变现有系统的规格尺寸的设计 D.根据抽象设计原理进行局部更改的设计 3、柔性化是在生产对象变更需要改变传动机构的动作规律时，（ A ） A.无须改变硬件只改变软件就可以 B.无须改变软件只改变硬件就可以 C.既要改变硬件又要改变软件才行 D.既不改变硬件又不改变软件 4、滚动直线导轨副的承载能力是平面滚道形式的（ B ） A.23倍 B.13倍 C.4倍 D.33倍 5、齿轮传动的总等效惯量随传动级数( A ) A.增加而减小 B.增加而增加 C.减小而减小 D.变化而不变 6、在设计滚珠丝杠副时所要求的硬度HRC （ B ） A.越小其硬度系数就越小 B.越大其硬度系数就越小 C.越大其硬度系数就越大 D.大小与其硬度系数无关 7、偏心轴套调整法是采用偏心轴套的旋转来改变（ B ） A.两齿轮轴向位移量以消除齿侧间隙 B.齿轮之间的中心距以消除齿侧间隙 C.两齿轮相对旋转的角位移消除间隙 D.两薄片齿轮之间垫片厚度以消除间隙 8、滚动摩擦系数几乎与运动速度无关，其动摩擦力与静摩擦力之差（ B ） A.极大 B.极小 C.为零 D.为无穷大 9、齿轮传动机构采取消隙措施，可以消除齿侧间隙及其造成的（ B ） A.换向误差 B.换向死区 C.换向冲击 D.换向阻力 10、滚珠丝杠副螺纹滚道型面的截面形状有（ D ） A.单圆弧型面和抛物线型面 B.双圆弧型面和椭圆弧型面 C.抛物线型面和椭圆弧型面 D.单圆弧型面和双圆弧型面 11、导轨截面为矩形截面的滚动导轨承载时其受力（ B ） A.上下方向相等但左右不等 B.上下左右各方向大小相等 C.上下方向不相等但左右相等 D.上下左右各方向大小均不相等 12、滚珠丝杠副为单圆弧型面螺纹滚道时，其接触角随轴向负荷（ B ） A.增大而减小 B.增大而增大 C.减小而增大 D.减小而减小 13、为了提高齿轮传动系统度精度，并使机构紧凑，各级传动比（ B ） A.应按“前大后小”次序分配 B. 应按“前小后大”次序分配 C. 必须相等 D.应与伺服系统匹配 14、频率调制是让一个高频载波信号的频率随（ A ） A.调制信号而变化的过程 B.调幅信号而变化的过程 C.载波信号而变化的过程 D.调频信号而变化的过程 15、滤波器的截止频率是指滤波器的幅频特性值等于（ B ） A.K 2所对应的频率 B. 2K 所对应的频率 C.2K 所对应的频率 D.K 2所对应的频率 16、调频波的解调可以先将调频波变换成（ C ） A.调幅波后进行幅值检波 B.调频波后进行幅值检波 C.调频调幅波后进行幅值检波 D.调相调幅波后进行幅值检波 17、共模抑制比就是（ D ） A.共模增益与差模增益之比 B.闭环增益与开环增益之比 C.开环增益与闭环增益之比 D.差模增益与共模增益之比 18、滤波器的带宽是指滤波器两（ B ）机电一体化技术—考试题库及答案
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