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）以能源转换为和 以信息转换为 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 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。 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，应该工作在恒转矩阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式步进电机、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。 23. 步进电机的开环控制精度主要由步进电机的结构形式和工作方式 决定的；为了进一步提高步进电机的控制精度，可以采用细分电路来提高控制精度。 24. 依据步进电机的工作原理，步进电机的驱动控制电路主要由：方向控制电路、
7机电一体化系统实例 本章导读 机电一体化的典型产品种类很多，用途广泛，所涉反的设计方案和原理也各不同。本章通过对涉厦生产自动化、家庭电气化等领域的机电一体化系统典型实例进行了较深入的分析，以期达到举一反三的目的。 机电一体化系统主要由机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理厦控制系统5个基本要素构成。本章主要时机电一体化系统各要素和环节进行分析、介绍，阐述如何从系统化设计的角度进行机电一体化产品的设计，井得到较优的设计结果。 学习内容与要求 1结合实例理解典型机电一体岱系统的组成度特点； 2熟悉机电一体化系统实现特殊机构功能的方击和原理； 3熟悉机电一体化系统的技术基础——微电子技术和精密机械技术。 本章重点 1机电一体化系统的关键技术及其在系统中的作用； 2典型机电一体化系统的设计与分析方法。 本章难点 机电一体化系统的设计与分析方法。 媒体使用说明 本章介绍了涉厦生产自动化、家庭电气化等领域的机电一体化系统典型实例，文字教材中的重点、难点在录像教材和流媒体课件中有较详尽的讲解。学生在学习的过程中，应配备流媒体课件和录像教材学习，然后结合文字教材的学习，理解机电一体化系统的基本构成，vX zu要素乏间的接口，并能从系统化设计的角度进行机电一体化系统的分析和设计。 7.1工业机器人系统 机器入学是关于设计、制造和应用机器人的一门正在发展中的新兴学科。工业机器人(industrial Rohot>技术涉及机构学、控制理论和技术、计算机、传感技术、人工智能、仿生学等领域，是一门多学科交叉的综合性高新技术，是当今研究十分活跃、应用日益广泛的领域。机器人的应用情况标志着一个国家制造业及其工业自动化水平的高低。 工业机器人是一种可以搬运物料、零件、工具或完成多种操作功能的专用机械装置，是由计算机控制的、具有柔性的并可进行人机交互的自动化系统。人类研制机器人的最终目标是为了创造一种能够综合人的动作和智能特征，延伸人的活动范围，并具有通用性、柔性和灵活性的自动机械。工业机器人已成为FMS和CIMS等自动化制造系统中的重要设备，将在实现生产的柔性和自动化、提高产品质量、代替人在恶劣环境条件下工作等场合发挥重大作用。 7 1.1工业机器人的组成与分类 1．工业机器人的组成 工业机器人一般由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成。 (l)机械系统 机械系统是完成抓取工件（或工具）、实现所需运动的机械部件，主要包括以下几个部分： ①手部。是工业机器人直接与工件或工具接触用来完成握持工件（或工具）的部件。有些工业机器人直接将工具（如焊枪、喷枪、容器）装在手部位置，而不再设置手部。 ②腕部。是连接手部与臂部的部件，主要用来确定手部工作方位和姿态并适当扩大臂部动作范围。
第1章 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。 第2章 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。 2-4、滚珠丝杆副的选择：结构形式的选择、结构尺寸的选择 2-5、齿轮传动各级传动比分配原则：①等效转动惯量最小原则②重量最轻原则③输出轴转角误差最小原则（最末两级的传动比应取大一些，并尽量提高最末一级齿轮副的加工精度）； 2-8、齿轮传动侧隙的调整有偏心套调整、双片薄齿轮错齿调整和轴向垫片调整等多种方法。 2-9、机械执行机构的基本要求：①惯量小、动力大；②体积小、重量轻；③便于维修、安装；④易于计算机控制。 2-10、简述各种传感器的特性及选用原则？ 一、静态特性是指当测量处于稳定状态下，传感器的输入值与输出值之间的关系。主要技术指标包括：1、线性度。2、灵敏度。3、迟滞。4、重复性。5、分辨率。6、零飘。二、动态特征是指传感器测量动态信号时输出对输入的响应特性。 （1）电气式，具有操纵方便、适宜编程、响应快、伺服性能好、易与微机相接等优点；（2）液压式，优点是输出功率
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。 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。
第一章 1-1.试说明较为人们所接受的机电一体化的含义。 答：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。 1-7.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？ 答：①.机电一体化系统由计算机、动力源、传感件、机构、执行元件系统五大要素组成。 ②.对应的五大功能为：控制、动力、计测、构造、操作功能。 1-17.开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？ 答：1、开发性设计是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品。 2、变异性设计是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的需求。 3、适应性设计是在总的设计方案、原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。 所有机电一体化系统的设计都是为了获得用来构成事物的有用信息。 1-20.简述计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等的含义。 答：1、计算机辅助设计是设计机电一体化产品的有力工具，用来设计一般机械产品的CAD 的研究成果。 2、并行工程是把产品的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合协调的一种工作模式。 3、虚拟设计是虚拟环境中的产品模型，是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像，是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。 4、快速响应设计是实现快速响应工程的重要环节，快速响应工程是企业面对瞬息万变的市场环境，不断迅速开发适应市场的新系统，快速响应设计的关键是有效开发和利用各种系统信息资源。 5、绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一个新概念。绿色设计就是在新系统的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。 反求设计是以现代设计理论、方法和技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有的系统进行剖析、重构、再创造的设计。
江南大学现代远程教育第三阶段测试卷 考试科目:《机电一体化系统设计》第五章至第七章（总分100分）时间：90分钟 江苏无锡江大网院生产力促进中心学习中心（教学点）批次：201209层次：高起专专业：机械制造与自动化学号：身份证号： 姓名：得分： 一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分。） 1、步进电机的驱动电路形式中性能最好的是（ D ）。 A、高低压电源 B、单管驱动 C、单电源 D、斩波恒流 2、脉冲宽度调制用（ C ）表示。 A、SAH B、LED C、PWM D、LCD 3、改变控制脉冲的频率可以改变步进电机（ D ）。 A、脉冲当量 B、步距角 C、转角 D、转速 4、大惯量直流电机负载能力（ A ），而小惯量直流电机动态特性好。 A、强 B、小 C、弱 D、一般 5、步进电机常用于（ C ）控制系统中作执行元件。 A、闭环 B、半闭环 C、开环 D、前馈 6、过零比较器常用于对信号的（ B ）。 A、电平转换 B、整形 C、放大 D、阻抗匹配 7、关于PI、PD、PID校正，下列说法正确的是（ B ） A、PI校正可获得快速响应，但是存在稳态误差 B、PID校正可获得快速响应、并消除稳态误差 C、PD校正可获得快速响应、并消除稳态误差 D、PD校正降低响应速度、但消除稳态误差 8、离散系统在时域内常用（ C ）来描述。 A、欧拉方程 B、微分方程 C、差分方程 D、Z传递函数 9、对于提高系统可靠性，以下说法不正确的是（ A ）。 A、对功率接口采用升额设计提高可靠性 B、采用抗干扰措施提高可靠性 C、采用故障诊断技术提高可靠性 D、通过元器件的合理选择提高可靠性
科目：机电一体化专业英语 使用班级：使用班级： 单选题单选题 1 、10xx means that it is a plain carbon steel 1，10XX意味着它是一个普通的碳素钢 C the second digit indicates that there is no modification in the alloys. 第二个数字表明，有没有修改的合金。 A 、which A，这 B 、when B，当 C 、where C，其中 D 、that ，， 2 、These steels 2，这些钢材 B high strength and also high strength to weight ratio, good c orrosion resistance. 高强度和高强度重量比，好的C orrosion电阻。 A 、exhibits 一，展品 B 、exhibit ，表现出 C 、exhibited C，展出 D 、are exhibiting D ，展示 3 、This property, also called 3，此属性，也被称为C , is related to the resistance of the steel to the softening effect of heat. ，是有关钢材的耐热软化效应。 A 、cold-hardness 一，冷硬度 B 、cold-shortness B，冷，气短 C 、hot-hardness 热硬度， D 、brittle condition D ，脆条件 4 、These metals 4，这些金属 A in a soft condition, heat-treated to gain hardness, and then finish machined with a grinding or lapping process that can handle the hardness. 在软条件下，热后获得的硬度，然后完成加工与磨削或研磨的过程中，可以处理的硬度。 A 、are machining 一，加工 B 、machines B，机器 C 、have machined ，已加工 D 、are machined D ，加工 5 、5， C is also a process for making mat erial softer but does not produce the uniform material properties of annealing. 也是垫erial软的过程，但不会产生退火均匀的材料特性。 A 、Annealing 一，退火 B 、Normalizing ，正火 C 、Tempering C，回火 D 、S tress reli eving D ，应力可靠性eving 6 、6， A is the process for making material softer while producing uniform material properties. 为使材料柔软，同时产生均匀的材料性能的过程。 A 、Annealing 一，退火 B 、Normalizing ，正火
机电一体化系统设计第3阶段测试题
江南大学现代远程教育第三阶段测试卷 考试科目:《机电一体化系统设计》第五章至第七章（总分100分） 时间：90分钟 学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：身份证号： 姓名：得分： 一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分。） 1、直流伺服电机的速度数字控制方法通常是（）。 A、脉宽调制 B、频率调制 C、幅值调制 D、相位调制 2、伺服系统的稳定性仅和系统的（）有关。 A、输入信号 B、输出信号 C、干扰信号 D、固有参数 3、在半闭环位置伺服系统中常用光电编码盘测量电机转速和（）。 A、扭矩 B、电流 C、温升 D、角位移 4. 在开环伺服系统中，传动系统的间隙会带来（）。 A、不稳定 B、死区误差 C、超调 D、阻尼 5、系统的刚度越大、惯量越小，则该系统的固有频率（）。 A、越高 B、越低 C、不变 D、不定 6、控制器中的微机目前常用的有可编程控制器、（）和工控机。
A、PC B、单片机 C、PLC D、IPC 7、脉冲传递函数是用于描述（）的数学模型。 A、线性系统 B、离散系统 C、非线性系统 D、镇定系统 8、步进电机的启动转矩随启动频率升高而（）。 A、增大 B、不变 C、降低 D、不定 9、关于半闭环和全闭环控制，以下说法正确的 是（）。 A、两者区别在于传感器检测位置不同 B、前者精度高，后者精度低 C、两者没有区别 D、前者难以实现，后者易实现 10、关于步进电机驱动器，以下说法正确的是（）。 A、斩波限流驱动电路往往采用较低的单电源供电 B、高低压驱动电路效率高 C、斩波限流驱动电路出力大、功耗小、效率高 D、单电源驱动电路出力大、功耗小 二、多项选择题(本题共5小题，每小题2分，共10分。多选、少选、错选均不得分。) 1、伺服系统的误差有（）。 A、稳态误差 B、静态误差 C、随机误差 D、动态误差 2、步进电机的控制要考虑（）。 A．启动过程升速控制Ｂ．低转速控制Ｃ．停止过程降速控制Ｄ．使电机连续工作 3、直流伺服电机的动态特性主要受（）的影响。 A、动态误差 B、机械惯量 C、跟
机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。 1、机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。 2、传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。 3、信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转
换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。 4、驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 5、接口技术 为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 6、软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
江南大学现代远程教育第三阶段练习题 考试科目:《机电一体化系统设计》第五章至第七章（总分100分） 学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：身份证号： 姓名：得分： 一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分。） 1、步进电机的驱动电路形式中性能最好的是（）。 A、高低压电源 B、单管驱动 C、单电源 D、斩波恒流 2、脉冲宽度调制用（）表示。 A、SAH B、LED C、PWM D、LCD 3、改变控制脉冲的频率可以改变步进电机（）。 A、脉冲当量 B、步距角 C、转角 D、转速 4、大惯量直流电机负载能力（），而小惯量直流电机动态特性好。 A、强 B、小 C、弱 D、一般 5、步进电机常用于（）控制系统中作执行元件。 A、闭环 B、半闭环 C、开环 D、前馈 6、过零比较器常用于对信号的（）。 A、电平转换 B、整形 C、放大 D、阻抗匹配 7、关于PI、PD、PID校正，下列说法正确的是（） A、PI校正可获得快速响应，但是存在稳态误差 B、PID校正可获得快速响应、并消除稳态误差 C、PD校正可获得快速响应、并消除稳态误差 D、PD校正降低响应速度、但消除稳态误差 8、离散系统在时域内常用（）来描述。 A、欧拉方程 B、微分方程 C、差分方程 D、Z传递函数 9、对于提高系统可靠性，以下说法不正确的是（）。 A、对功率接口采用升额设计提高可靠性 B、采用抗干扰措施提高可靠性 C、采用故障诊断技术提高可靠性 D、通过元器件的合理选择提高可靠性 10、直流伺服电机驱动器的内阻增大使得电机的机械特性（）。
A、变硬 B、变软 C、变大 D、变小 二、多项选择题(本题共5小题，每小题2分，共10分。多选、少选、错选均不得分。) 1、伺服系统的构成除了被控对象还有（）。 A、执行元件 B、比较元件 C、测量反馈元件 D、调节元件 2、步进电机脉冲分配方式有（）。 A、硬件分配 B、软件分配 C、脉冲分配 D、模拟分配 3、产品性能指标从设计角度可划分为（）。 A、安全指标 B、寻常指标 C、特征指标 D、优化指标 4、以下哪些影响伺服系统精度？（）。 A、各组成元件的误差 B、执行元件形式 C、伺服系统的结构 D、输入指令形式 5、在选择控制器的微型机时主要考虑（）等因素。 A、成本 B、计算速度 C、系统规模 D、计算精度 三、判断题（本题共5小题，每小题1分，共5分。你认为对的打“√”，错的“×”，不需要改错。） 1、一阶系统也存在稳定性问题。（） 2、设计闭环伺服系统首先要保证系统的精度。（） 3、当机械系统的固有频率远低于伺服电动机的固有频率时，伺服系统的动态特性主要取决于机械系统。 （） 4、控制系统设计的基本方法是把系统中环节都抽象成数学模型进行分析研究。（） 5、伺服电动机在快速启动时的负载转矩一般比正常运行时大得多，所以电动机的最大转矩常按 正常运行时的负载转矩来确定。（） 四、填空题（本题共10小题，每空1分，共10分） 1、系统的阻尼比是一个既影响系统，又影响系统快速响应性的参数。 2、计算机对外部状态采集方式可有两种，一种是查询方式，另一种是。 3、如果负载等效惯量和电机惯量不匹配一般调节使之匹配。 4、PID控制器兼有比例、积分和三种基本控制规律的优点。 5、机电产品的性能指标可分为功能性指标、经济性指标和。 6、步进电机有反应式、永磁式和三种类型。 7、伺服系统仅包含二个环节的系统称作II型系统。 8、在控制装置中存在三类干扰：供电干扰、过程通道干扰和。 9、电机角速度和电枢电压之间的关系称做直流伺服电机的特性。
填空题 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。 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，应该工作在恒转矩阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式步进电机、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。 23. 步进电机的开环控制精度主要由步进电机的结构形式和工作方式决定的；为了进一步提高步进电机的控制精度，可以采用细分电路来提高控制精度。 24. 依据步进电机的工作原理，步进电机的驱动控制电路主要由：方向控制电路、环形分配电路、驱动放大电路等组成。 25. 机电一体化系统中，常用的微型计算机类型有：单片机控制系统、单板机控制系统、工业微型计算机控制系统三种。 26. 提高机电一体化控制系统工作可靠性的措施主要有：隔离技术、和屏蔽技术、滤波技术 27. 常用传感器主要分为模拟信号检测传感器、数字信号检测传感器、开关信号检测传感器三种形式。 28. 机电有机结合分析设计方法主要有稳态设计方法和动态设计方法两种。
《机电一体化技术概论》课程思政方案及实施案例 一、素质目标 1.具备一定的学习新技术和新知识的自修能力； 2.机电一体化产品发展、结构组成及功能； 3.具备分析机电一体化产品模块功能、典型案例应用，强调产品模块调试方法 4.有较快适应生产、管理第一线岗位需要的能力； 5.提升敬业爱岗和良好的团队合作精神； 6.形成较强的安全和环保意识； 7.在工程实践中能自觉遵守职业道德和规范，具有法律意识。 二、课程内容与要求
三、实施案例 案例1 从任课班级中挑选成绩好学生组建兴趣小组，根据企业如何进行激光打标机设计开发，培养学生对复杂自动化设备设计的解决方案，设计满足特定需求的机械系统、部件以及工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识。通过项目实施，一是让学生能针对个人或职业发展的需求，采用合适的方法，自主学习，适应发展。二是能够在机械工程实践中开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。三是能主动与其他专业的成员合作开展工作，完成团队分配的工作，承担团队成员的角色和责任。 案例2 通过一个综合案例的学习、设计、研发，内化敬业、精益、专注、创新的“工匠精神”，形成优秀的职业价值取向和行为表现。 （1）任务引领 按照给定的自动化设备，设计相应的控制电路。 （2）知识传授
掌握基本电子元器件的性能和应用。 （3）能力训练 分组实训，设计电路，并进行模拟仿真，完成预定的电路功能。 （4）检查 分组检查讨论检测结果 （5）评估 学生陈述，教师分析 （6）下次任务布置 知识创新点的提炼，形成知识产权。 （注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）
机电一体化专业英语 主编宋主民
Mechatronics 1.1 Introduction 1.2 Mechatronics products 1.3 Mechatronics production system
Mechatronics is the abbreviated form of the word s of mechanical and electronics. It was created by Japanese but you cannot find it in dictionary. Mec hatronics is also the combination of the science o f mechanical engineering and electronics. Mechat ronics was defined by EEC ( the European Econom ic Community) as “the optimum cooperative com bination of precise mechanical engineering, electr onic control and system technique considered in designing products and manufacturing system”.
A typical mechatronics product such as numerical controlled (NC) machine tool or industrial robot is composed of machinery and microprocessor ba sed electronic circuit including signal sampling, da ta acquisition and processing, and computer cont rol. Compared to traditional mechanical product, mechatronics product has the advantages of high er precision, higher productivity, higher reliability and lower consumption of energy, material and la bour.
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。
机电一体化技术在工程机械中的应用 目前，随着我国经济的不断增长和科学水平的提升带动了信息技术、互联网技术以及计算机技术的不断发展。与此同时机电一体化也随着新兴技术的进步不断发展，在各行业得到了广泛的应用，尤其是对于工程机械行业来说，机电一体化的應用在很大程度上提升了该行业的自动化和智能化水平，对该行业的发展其中重要的推动作用。对此，本文主要分析了机电一体化在工程机械行业的应用以及未来发展趋势，希望对我国工程机械行业的发展有所帮助，推动我国机电一体化水平的不断进步。 标签：机电一体化技术;工程机械;应用 引言 在工程机械领域，随着电工电子技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多项技术的发展，工程机械的模式从传统单一的机械电气化逐步进化为现代的机电一体化。 1机电一体化技术的发展过程 机电一体化技术的发展主要经历了三个阶段，第一阶段是20世纪60年代之前。该阶段人们开始尝试利用计算机技术来改进和完善机械工程制造产品，因历史因素，当时机械工程产品与电子技术相结合的产品在二战中被大量应用。虽然当时电子信息技术的发展还不成熟，机械工程产品与电子信息技术的结合程度不高，但是那些产品的研发和制造很大程度地推动了民用技术产品的发展。第二阶段是20世纪七八十年代，该阶段也是机电一体化技术的快速发展时期。同时期的通信技术与计算机技术等都处于快速发展阶段。当微型计算机和集成电路规模化生产时代来临时，机电一体化技术在工程机械中的应用具备了更好的环境，并且该技术在现代机械工程中的应用受到世界各国的广泛关注。20世纪90年代至今，机电一体化技术迎来了第三个阶段，该时期的机电一体化技术中融入了通信与光电等技术，并不断朝着智能化的方向发展。 2机电一体化技术特点 随着机电一体化技术的大力发展，机电一体化技术的优势也越来越显著，具体体现在以下几方面：（1）安全性更高。现代的机电一体化设备本身装有检测系统，确保可以全程追踪设备的工作状态，遇到故障便会启动机器设备保护机制，因此现代的机电一体化设备具有很强的安全性、可靠性。解放劳动力的同时，极大提高了生产效率。（2）提高生产效率。生产工作中，机电一体化技术能实现智能化、自动化处理，极大提高了生产效能，节约人力成本，实现产品量化生产，提高企业的市场竞争力。数字化显示的应用，降低了操作的难度，避免了工作人员的重复性操作，节约了人力成本，使得工作更加精准定位。（3）环保和节约能源。由于机电一体化技术的智能化，机电一体化技术做出大量的贡献，减少了不
第6章伺服系统设计 6.1概述 6.1.1伺服系统的基本结构 在机电一体化控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为伺服系统，亦称随动系统。它用来控制被控对象的转角（或位移），使其能自动地、连续地、精确地复现输入指令的变化规律。数控机床的伺服系统是指机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统。伺服系统的结构类型繁多，其组成和工作状况也不尽相同。一般来说，其基本组成可包含控制器、功率放大器、执行机构和检测装置等四大部分，如图6.1所示。 图6.1伺服系统的组成 (1)控制器 控制器的主要任务是根据输入信号和反馈信号决定控制策略。常用的控制算法有PD（比例+微分）、PI（比例+积分）、PID（比例+积分+微分）控制以及根据系统要求所设计的最优控制等。控制器通常由电子线路或计算机组成。 2.功率放大器 伺服系统中的功率放大器的作用是将信号进行放大，并用来驱动执行机构完成某种操作。在现代机电一体化系统中的功率放大装置，主要用各种电力电子器件组成。 3.执行机构 执行机构主要由伺服电动机或液压伺服机构和机械传动装置等组成。目前，采用电动机作为驱动元件的执行机构占据较大的比例。伺服电动机包括步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机等。 4.检测装置 检测装置的任务是测量被控制量（即输出量），实现反馈控制。伺服传动系统中，用来检测位置量的检测装置有：自整角机、旋转变压器、光电码盘等；用来检测速度信号的检测装置有：测速发电机、光电码盘等。检测装置的精度是至关重要的，无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是低于检测装置的精度。 伺服系统的种类很多，按其组成元件性质划分，有全部由电气元件组成的电气伺服系统，有电气元件与液压（或气动）元件组合的电气-液压（气动）伺服系统。电气伺服系统又包括直流伺服系统、交流伺服系统和步进伺服系统。按控制方式划分，可分为开环伺服系统、闭环伺服系统以及由开环与闭环组合的复合伺服控制系统。 开环伺服系统结构较为简单，技术容易掌握，调试、维护方便，工作可靠，成本低。缺点是精度低、抗干扰能力差。一般用于精度、速度要求不高，成本要求低的机电一体化系统。闭环代伺服系统采用反馈控制原理组成系统，它具有精度高、调速范围宽、动态性能好等优点。缺点是系统结构复杂、成本高等。一般用于要求高精度、高速度的机电一体化系统。
机电一体化技术的应用与发展任明宏 发表时间：2019-05-09T15:54:47.907Z 来源：《建筑模拟》2019年第9期作者：任明宏 [导读] 随着我国科技的进步，对我国工程领域的技术改革起到了极大的推动作用，机电一体化技术逐步成熟，目前在很多方面得到了应用和发展，尤其是在机械工程领域以及工业生产领域。 任明宏 身份证号：5222241988****2811 摘要：随着我国科技的进步，对我国工程领域的技术改革起到了极大的推动作用，机电一体化技术逐步成熟，目前在很多方面得到了应用和发展，尤其是在机械工程领域以及工业生产领域。机电一体化技术改变了传统的机械工业技术，与之相关的管理体系以及生产方式都发生了翻天覆地的变化。本文主要分析了机电一体化技术的发展方向以及应用领域。 关键词：机电一体化技术，发展方向，应用领域 在微电子技术、计算机技术、机械技术等相关技术的指导下，极大的推动了机电一体化技术的发展以及在各个领域的应用。机电一体化技术主要通过计算机技术、微电子技术以及机械技术等等做为主导，各个技术相互融合、相互渗透，所生成的一种新型的技术。该技术在现代的工程领域中应用的比较多，而且该技术的思路以及对策成为很多人研究的重点。 一、机电一体化技术的发展方向 （一）绿色环保化的发展方向 近几年来，国家一直在提倡绿色环保，环境问题成为大多数人关注的重点，减少环境污染以及生态破坏成为大势所趋，而且随着科技的进步，人们的生活水平有很大的提高，对于衣食住行有了新的要求，所以，机电一体化技术的理念也不能落后，需紧跟时代发展的需要，适应社会的发展，使得生产的机电一体化产品在使用过程中不会污染环境，在报废的时候还可以回收重复利用。 （二）集成化的发展方向 所谓的集成化就是把机电一体化技术的功能集合在一起，而不是一个设备一个功能。集成化不但融合了与之相关联的一系列技术还渗透了各种产品结构的复合，主要包括了生产期间的管理、产品的加工处理以及产品的检测工作等多道工序。为了提高机械生产的效率，需要优化机械的性能并增加系统的柔性，这就需要每个部门做好分工、相互配合，并借助硬件和软件设备来统一机械生产的层次。 （三）人性化发展方向 机电一体化技术是人在操作，机电一体化的产品的应用也是人，产品的人性化就显得尤为重要。除了需要改进产品的性能之外，还应该关注产品的造型搭配以及色彩的搭配与工作的环境相适应，给人营造一种安全、舒心的氛围，让实际的操作者觉得在使用机电一体化产品的过程中，是一种享受，而不是成为一种负担。 （四）自动化发展方向 随着我国的劳动力资源紧张，劳动力流动大，不稳定等因素，使得用工的成本越来越高，而且劳动力无法满足生产的需要，供给无法满足需求，两者的关系驱动机器人控制技术的发展，使得与此相关联的驱动设计系统以及软件系统等周边的系统和配备设施得到了很大的发展，所以，很多的企业都耗费巨资来引进机器人或者自动化水平比较高等设备。在未来的发展中，有很多方面会应用到机器人技术，以此来减缓劳动力短缺的负担，提高工作的效率。 二、机电一体化技术在实际中的应用 （一）机电一体化技术在数控机床上的应用 不管是构造设计还是在操控精准度方面，机电一体化技术应用的效果都特别好。就拿数控机床的构造设计来说，在建模期间，应用机电一体化技术中的多CPU以及总线体系结构，可以有效的实现构造的总线化以及结构的模块化、紧凑化。在结构功能方面，WOP技术和开放式的设计在数控机床上的应用，使得机械设备得以智能化，减少了劳动力的使用，大大的提升了生产的效率。除此之外，大容量的存储设计以及模块化软件在数控机床上的应用，有效的提升了技术的精准度以及机床的可操作性，为保证产品的质量奠定了一定的机械基础。 （二）机电一体化技术在生产工业机器人中的应用 机电一体化技术在自动化的工业机器人身上的应用经历了三个阶段的变化和创新。第一个阶段，机器人不具备智能化，它的主要作用是根据输入的程序和编码来重复进行一样的动作，工业机器人的适应能力特别差，如果生产的环境或者生产的对象发生变化，还需要更改机器人的程序；第二个阶段，工业机器人的智能化有所提高，机器人可以通过与之相关的传感器元件，简单的分析作业环境以及作业对象，通过计算机的编程计算，转化成机器人可以操作和运动的方式；第三个阶段，工业机器人的智能化逐渐完善，与前两个阶段相比机器人可以感知更多的信息，还可以运行复杂的逻辑思维，以此来控制工业生产中机械设备的运行方式，可以适应多变的作业环境，行动指令表现出独立性，这与机电一体化技术密不可分。 （三）机电一体化技术在柔性制造系统中的应用 柔性制造系统也叫FMS，它主要是以机电一体化技术为基础，由统一的控制系统、物料储运系统以及数字控制系统组成，可以根据加工对象的变化以及不同的运行状态，来实现对生产加工过程的改变和控制。柔性制造系统主要有计算机系统、智能化机器人、数控机床等设备，集成了工业元件、控制系统以及软件设计于一身，具有模块化和综合性的特点。该系统可以根据生产的需要来合理分配时间和数量，非常适合工业生产中种类繁多、更改频率比较高的产品的生产。 总而言之，随着科技的进步和发展，机电一体化技术是现代技术发展必不可少的技术之一，它是新时代下，工业生产的必然产物。在微电子技术和信息技术的发展下，机电一体化技术的发展方向日益明晰，并且随着科技的创新和社会的进步，机电一体化技术会被赋予新的定义和内容。机电一体化技术在很多方面都有所应用，该技术促进了机械生产领域的发展，促进了国民经济的健康发展，但是机电一体化技术仍然需要转变和创新，机电一体化技术的创新之路任重而道远。 参考文献： [1]付灵钟.试析煤矿机电一体化技术的应用及管理[J].科技风，2018（21）：136. [2]马彪，秦王圣.智能制造中机电一体化技术应用研究[J/OL].中国战略新兴产业[2018-12-03].