1-5.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？
机械系统：构造功能；信息处理系统：控制功能；动力系统：动力功能；
传感检测系统：计测功能；执行元件系统：操作功能。
1-7.根据不同的接口功能说明接口的种类。
1.根据接口的变换，调整功能：零接口、无源接口、有源接口、智能接口
2.根据输入/输出功能：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口
1-11.说明机电一体化系统的主要评价内容
高性能化、低价格化、高可靠性比、智能化、省能化、轻薄短小化、高附加价值化。
2.机械传动部件通常有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等，其主要功能是传递转矩和转速。
2-5.丝杆螺母机构的传动形式及选择方法有哪些？
(1) 螺母固定、丝杆转动并移动 该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杆轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不易太长，刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。(2) 丝杆转动，螺母移动 该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑、丝杆刚性较好。适用于工作行程较大的场合。(3) 螺母转动，丝杆移动 该传动形式需要限制螺母移动和丝杆的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。(4) 丝杆固定，螺母转动并移动 该传动方式结构简单、紧凑，
但在多数情况下，使用极不方便．故很少应用。（5）差动传动方式 多用于各种微动机构中
2-16.各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？ （1）重量最轻原则? 小功率传动装置各级传动比（等传动比分配，等模数原则）? 大功率传动装置 各级传动比确定，应遵循“先大后小”原则，再由经验、类比方法和结构设计紧凑等方法确定。（不等传动比分配，不等模数原则）（2）输出转角误差最小原则 为了提高机电一体化系统中齿轮传动系统传递运动的精度，各级传动比应按“先小后大”原则分配，以便降低齿轮的加工误差、安装误差以及回转误差对输出转角精度的影响。设齿轮传动系统中各级齿轮的转角误差换算到末级输出轴上的总转角误为 ，则：
3）等效转动惯量最小原则 各传动轴转动惯量等效到电
机轴上的等效转动惯量最小。(机械传动部分响应特性最佳原则)。
2-18.谐波齿轮传动有何特点？传动比的计算方法是什么？
答：（1）谐波齿轮传动特点有：结构简单、传动比大、传动精度高、回程误差小、噪声低、传动平稳、承载能力强、效率高等特点。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。故谐波齿轮传动装置的传动比可以应用行星轮系求传动比的方式来计算。设Wg 、Wr 、WH 分别为刚轮、柔轮和波形发生器的角速度，则
2-20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些？
圆柱齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动、弹簧
2-25.轴系部件的基本要求
旋转精度、刚度、抗振性、热变形、轴上零件的布置
3.执行元件的种类？对执行元件的基本要求？
1）电动势执行元件、液动式~、气动式~ 2）惯性小，动力大、体积小，重量轻、便于维修安装、宜于微机控制
3-5.直流伺服电机控制方式的基本形式是什么？
1）晶闸管直流调速驱动：主要通过调节触发装置控制晶闸管的触发延迟角（控制电压的大小）来移动触发脉冲的相位，从而改变整流电压的大小，使直流电动机电枢电压的变化易于平滑调速。2）晶体管脉宽调理驱动：当输入一个直流电压U 时，就可得到一定宽度与U 成比例的脉冲方波来给伺服电动机电枢回路供电，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Ua ，使直流电动机平滑调速。
3-6.简述PWM 直流驱动调速、换向的工作原理。
)
/(1max ∑=?=
?n k kn k i φφ
如果改变加到VT1和VT3、 VT2和VT4这两组管子基极上控制
脉冲的正负和导通率μ ，就可以改变电动机的转向和转速。
3-10.简述步进电机的工作原理。
通常电机的转子为，当电流流过时，定子绕组产生一矢量。
该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子
的方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁
场转一个角度。每输入一个电，电动机转动一个角度前进一步。
它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与成正比。改变绕
组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及
电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
3-11.简述步进电机步距角大小的计算方法。
步进电动机走一步所转过的角度称为步距角，可按下面公式计算 式中Z 为转子上的齿数；m 为步进电动机运行的拍数。通常等于相 数或相数整数倍，m=KN （N 为电动机的相数，单拍时K=1，双拍时K=2）
3-12.简述步进电机的环形分配方式。
① 采用计算机软件，利用查表或计算方法来进行脉冲的环形分配，简称软环分。② 采用小规模集成电路搭建而成环形脉冲分配器。③ 采用专用环形脉冲分配器件。
3-13.简述步进电机的运行特性。
分辨力、静态特性（静转矩、矩-角转矩、静态稳定区）、动态特性（动态稳定区、启动转矩Tq 、最高连续运行频率及矩-频特性、空载启动频率与惯-频特性）
4-2.试说明微型计算机的基本特点及选用要点。
较完善的中断系统，足够的储存容量，完备的输入/输出通道和实时时钟；字长，速度，指令。
4-17.试说明光电耦合器的光电隔离原理。作用？
1）光电隔离电路主要由光电耦合器的光电转
换元件组成，如下图所示. 控制输出时，从上图a
可知，微机输出的控制信号经74LS04非门反相
后，加到光电耦合器G 的发光二极管正端。当控
制信号为高电平时，经反相后，加到发光二极管
正端的电平为低电平，因此，发光二极管不导
通，没有光发出。这时光敏晶体管截止，输出信
号几乎等于加在光敏晶体管集电极上的电源电
压。当控制信号为低电平时，发光二极管导通并
发光，光敏晶体管接收发光二极管发出的光而导
通，于是输出端的电平几乎等于零。同样的道
理，可将光电耦合器用于信息的输入，如上图b 所示。2）可将输入与输出端两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电、可以进行电平转换、提高驱动能力
4-16.微机应用系统I/O 控制的可靠性设计分析方法是什么？
光电隔离电路设计、信息转换电路设计
4-19.试说明检测传感器的选用原则及注意事项。
1、传感器的选用原则：主要是依据传感器的使用要求和被控制对象的控制精度要求选择适用的传感器。
2、传感器选用的注意事项：在确保主要性能参数和指标的条件下，适当可放宽次要的性能指标和指标要求，以便获得较高的性能价格比。注意：不能盲目的追求传感器各种性能指标均高的传感器选择方法或原则。
6-1.稳态设计和动态设计包含哪些内容？
A)稳态设计包括使系统的输出运动参数达到技术要求、执行元件（如电动机）的参数选择、功率（或转矩）的匹配及过载能力的验算、各主要元部件的选 择与控制电路设计、信号的有效传递、各级增益的分配、各级之Zm 0360=θ
间阻抗的匹配和抗干扰措施等，并为后面动态设计中的校正补偿装置的引入留有余地。B)动态设计主要是设计校正补偿装置，是系统满足动态技术指标要求，通常要进行计算机仿真，或借助计算机进行进行辅助设计。
6-8.何谓机电一体化系统的可靠性？
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。
6-9.机电一体化系统的失效与故障有何异同？
同：是一种破坏系统（产品）工作能力的事件，它们越频繁可靠性就越低。异：产品不能完成规定功能称为失效；对于可修复的系统（产品）称为故障。
6-10.保证机电一体化系统（产品）可靠性的方法有哪些？
提高系统（产品）的设计和制造质量；冗余技术；诊断技术。
7-7.直线插补与圆弧插补有何区别？
直线：给出两端点间的插补数字信息，借此信息控制刀具的运动，加工出预期的直线。
圆弧：给出两端点间的插补数字信息，借此信息控制刀具的运动，加工出预期的圆弧。
4、光电隔离电路的主要作用有哪些方面？
1、可将输入与输出两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电
2、可以进行电平转换
3、提高驱动能力
6-3机电一体化系统中的典型负载有哪些？说明以下公式的含义：
答：典型负载是指惯性负载、外力负载、弹性负载、摩擦负载（滑动摩擦负载、粘性摩擦负载、滚动摩擦负载等）。对具体系统而言，其负载可能是以上几种典型负载的组合，不一定均包含上述所有负载项目。
1、选择滚珠丝杠副支承方式
A)、单推-单推式支承，特点：两端止推轴承可使滚珠丝杆产生预拉伸力，提高了丝杆安装刚度，预拉力越大，轴承寿命降低，低于双推-双推式支承。B）、双推-筒支式支承，特点：滚珠丝杆一端固定并产生一定预拉伸力，另一端筒支可适当的提高丝杆安装刚度，丝杆无热变形应力，适用于中速，传动精度较高的长丝杆传动系统。C)、双推-双推式支承，特点：两端止推轴承可使滚珠丝杆产生较大的预拉伸力，丝杆安装刚度最高，预拉力随温度变化而变化，两端轴承预紧力不均。适用于高刚度，高转速，高精度的精密丝杆传动系统。D)、双推-自由式支承，特点：一端固定，另一端自由，丝杆刚度较差，承载能力低，常用于轻载，低速，垂直安装的丝杆传动。
2、直流（DC)伺服电动机的驱动
要实现对直流电动机的速度和方向进行调节控制，通常可用两种驱动控制方式：晶体管直流脉宽调制驱动，晶闸管直流脉宽调速驱动。
A)、脉宽调速驱动(PWM)工作原理：当输入一个直流控制电压U时就可得到一定宽度与U成比例的脉冲方波给伺服电机电枢回路供电，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Ua，使直流电动机平滑调速。设开关S周期性地闭合、断开，闭和开的周期是T。在一个周期T内，闭合的时间是τ，开断的时间是T—τ，若外加电源电压U为常数，则电源加在电动机电枢上的电压波形将是一个方波列，其高度为U，宽度为τ，则一个周期内电压的平均值为Ua=1/T?oτUdt=τ/TU=μU,式中μ--导通率。又称占空系数，μ=τ/T。
B)、直流电动机的方向控制
为使电动机实现双向调速，多采用桥式电路，其工作原理与线性放大桥式电路相似。电桥由四个大功率晶体管VT1—VT4组成。如果在VT1和VT3的基极上加以正脉冲的同时，在VT2和VT4的基极上加负脉冲，这时VT1和VT3导通，VT2和VT4截止，电流沿+90V→c→VT1→d→M→b→VT3→a→0V的路径流通，设此时电动机的转向为正向。反之，如果在晶体管VT1和VT3的基极上加负脉冲，在VT2和VT4的基极上加正脉冲，则VT2和VT4导通，VT1和VT3截止，电流沿+90V→c→VT2→b→M→d→VT4→a→0V的路径流通，电流的方向与前一情况相反，电动机反向旋转，显然，如果改变加在VT1和VT3、VT2和VT4这两组管子基极上控制脉冲的正负和导通率μ，就可以改变电动机的转向和转速。
3、交流（AC）伺服电动机及其驱动
矢量控制原理：交流电动机的等效电路如图所示，图中r1、X1 为定子绕组的电阻和漏抗；r2 、X2为归算过的转子绕组的电阻和漏抗；rm代表与定子铁心相对应的等效电阻；Xm为主磁通相对应的铁心电路的电抗；s 为转差率，其电流矢量图如图，为了简化控制电路，在忽略r1、X1、r2、rm时，上述等效电路图可简化成图，电流矢量如图。从电流矢量可知：I1=（I2m+I22）1/2 ，而Im（励磁电流）可以认为在整个负载范围内保持不变，而电磁转矩正比于I2。当要求转矩加大为原来的两倍时，则要求I2也为原来的两倍。为此，只需将输入电流从I1变成I1ˊ即可。由此可知，矢量控制就是要同时控制电动机输入电流I1的幅值和相位ψ，以得到交流电动机的最佳控制。
4、步进电动机与驱动工作原理：
步进电机又称脉冲电动机。它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。其轴收入一个电脉冲就转动一步，即每当电动机绕组接受一个电脉冲，转子就转过一个相应的步距角。转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及其频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步，只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电动机绕组通电相序即可获得所需的转角，转速和转向，很容易用微机实现数字控制。
5.步进电机的运行特性与性能指标
1.分辨力
在一个点脉冲作用下（即一拍），电动机转子转过的角位移，即步距角α越小，分辨力越高，最常用的步距角有,,,1o/3o等。
2.静态特性
步进电机的静态特性是指它在稳定状态时的特性，包括静转矩，矩-角特性及静态稳定区。
矩-角特性：在空载状态下，给步进电机某相通以直流电流时，转子齿的中心线与定子齿的中心线相重合，转子上没有转矩输出，此时不断位置为转子初始稳定平衡位置。如果在电动机转子轴上加一负载转矩，则转子齿的中心线与定子齿的中心线将错过宇哥电角度θc使能重新稳定下来。此时转子上的电磁转矩Tj与负载转矩TL相等；该Tj为静态转矩，为失调角。当θc=±90o时，其静态转矩为最大静转矩Tjmax。Tj与θc之间的关系大致为一条正弦曲线，该曲线称矩-角特性曲线。静态转矩越大，自锁力矩越大，静态误差就越小。一般用品说明书中标示的最大静转矩就是指在额定电流和通电方式下的Tjmax。
当失调角在-π到π的范围内时，若去掉负载转矩TL，转子仍能回到初始稳定平衡位置，因此-π<θc<π的区域称为步进电机的稳态稳定区。
6、步进电机的驱动与控制
步进电机的运行特性与配套使用的驱动电源（驱动器）有密切关系。驱动电源由脉冲分配器，功率放大器等组成。驱动电源是将变频信号源（微机或数控装置）送来的脉冲信号及方向信号按要求的配电方式自动地循环供给给电动机各相绕组，以驱动电动机转子正反转旋转。变频信号源是可提供从几赫兹到几万赫兹的频率信号连续可调的脉冲信号发生器，因此，只要控制输入电脉冲的数量及频率就可精确控制步进电机的转角及转速。7、步进电机的微机控制
主要分为：串行控制和并行控制
步进电机的加减速控制原则：步进电机的加减速控制：对于点-位控制系统，从起点至终点的运行速度都有一定要求。如果要求运行频率（速度）小于系统的极限起动频率，则系统可以按要求的频率（速度）直接起动，运行至终点后可立即停发脉冲串而令其停止。系统在这样的运行方式下其速度可认为是恒定的，但在一般情况下，系统的极限起动频率是比较低的，而要求的的运行速度往往较高。如果系统以要求的速度直接起动，因为该频率已超过极限起动频率而不能正常起动，可能发生丢步或根本不能起动的状况。系统运行起来后，如果到达终点时突然停发脉冲串，令其立即停止，则因为系统的惯性作用，会发生冲过终点的现象，使点-位控制精度发生偏差。因此在点-位控制过程中，运行速度都需要有一个加速-恒速-减速-（低恒速）-停止的过程，如图，系统在工作过程中要求加减速过程时间尽量短，而恒速时间尽量长。特别是在要求快速响应的工作中，从起点至终点运行的时间要求最短，这就必须要求升速、减速的过程最短，而恒速时的速度最高。
8、步进电机闭环制原理
步进电机的闭环控制也有不同的方案，主要有核步法，延迟时间法，用位置传感器的闭环控制系统等。采用电脉冲编码器作为位置检测元件的闭环控制原理框图如图.其中编码器的分数力必须与步进电机的不距角相匹配。该系统不同于通常控制技术中的闭环控制，步进电机由微机发出的一个初始脉冲起动，后续控制脉冲由编码器产生。编码器直接反应切换角这一条数。然而编码器相当于电动机的位移式固定的，因此发出相切换的信号也是一定的，只能是一种固定的切换角数值。采用时间延迟的方法可获得不同的切换角，从而可使电动机产生不同的平均转矩，得到不同的转速。在闭环控制系统中，为了扩大切换角的范围，，有时还要插入或消去切换角。通常在加速时要插入脉冲，而在减速时要删除脉冲，从而实现电动机的加减速控制。
在固定切换角的情况下，如负载增加，则电动机转速将下降，要实现匀速控制可利用编码测出电动机的实际转速（编码器两次发出脉冲信号的时间间隔），从而作为反馈信号不断地调切换角，从而补偿由负载所引起的转速变化。
9、专用、通用微型计算机的选择
1）专用控制系统的构成与特点
用于大批量生产的机电一体化产品。具有机械电子有机结合紧凑，由于专用IC芯片，接口电路，执行元件，传感器等相互合理匹配成专用控制器，软件采用专用机器代码或语言，可靠性强，成本低，但适应能力较差。
2）通用控制系统的构成与特点
构成：控制系统以通用微型计算机为核心，设计专用或选用通用的集成IC芯片，接口电路，执行元件，传感器，以及相互合理匹配元件，组成具有较好通用能力的控制器。软件采用通用平台软件系统特点;具有可靠性高，适应能力强，但成本高，应采取一定的抗干扰措施等特点。
应用；适用于多品种，中小批量生产的几点一体化产品。
10、硬件与软件的权衡，匹配
任何微型控制系统功能，既可以由硬件实现，也可以由软件实现，两者的合理匹配是确定或选用微机控制系统研究内容之一。
主要依据经济性。可靠性，适用性等要求来决定。
主要用通用分离原件组成的控制系统—最好采用软件来实现对机电一体化产品的主要控制功能，借口少，易于调整，适应能力强，但成本高。
主要用集成原件组成的控制系统—最好选用硬件实现对机电一体化产品的主要控制功能，具有廉价，可靠，处理速度快等特点。
11、微型控制系统输入、输出的可靠性设计
1）能可靠地传递各类控制信息
有效保证输入，输出控制信号转换的运动状态。
2）能够进行有效的信息转换
满足微机对输入，输出信息类型的转换要求。如；A/D,D/A转换：平行数字信号与串行数字信号的转换；电平信号的转换与匹配；点亮与非电量的转换；强电与弱点转换。
3）具有阻断干扰信号进入微型控制系统的能力
主要采用滤波技术，观点隔离技术，疲敝技术等。
机电一体化技术的应用与发展趋势分析
机电一体化技术的应用与发展趋势分析 摘要：在科学技术的发展过程中，机电技术也在各关键领域取得了普遍应用，为使机电一体化技术能够在未来得到快速发展，应当对其未来的发展进行推广，对其中存在的问题和不足展开了解，进一步明确机电一体化发展的整体趋势。本文主要分析了机电一体化的技术应用与未来发展，并使其能够在发展中得到更好的技术更新。机电一体化技术在自动生产线、数控机床等领域都有较多的应用意义，因此绿色化、智能化是机电一体化技术未来的发展方向。 关键词：机电一体化技术应用发展趋势 机电一体化技术在经济发展的过程中，使自动化的发展提升具有良好的技术支持，并在机电一体化技术的应用过程中，有效减少人力物力在生产加工中的多余消耗，并降低了安全问题发生的几率，因此在煤炭行业、建筑行业中创造了巨大社会效益与经济效益。机电一体化技术包含信息传感器技术、电工电子技术、接口技术、机械技术等多项技术的有机结合，并能够综合应用在实际操作中。 1.机电一体化的应用范围 1.1建筑材料
在当前建筑施工的工作中，对建筑材料的要求也越来越高，且建筑材料作为建筑施工中比例较多的内容，对其的质量要求标准也更高。要想保证建筑材料能够有更高的质量发展特征，就要确保机电一体化的技术能够在建筑材料中得到科学应用[1]。此外，建筑材料的选择调配对建筑质量有直接影响，若是材料调配没有满足规定要求，将会减少建筑工程中的使用寿命，甚至引发严重的安全隐患，从而产生经济损失。正因如此，应用机电一体化技术到建筑材料中，就能实现建筑材料的正确配比，以免误差产生，进而推动建筑行业的发展。 1.2自动生产线与数控机床 作为一个生产大国，我国在产品生产的过程中，对机床的使用量非常大，这也造成国家生产总值的提升。通常情况下，机床建设同数控技术的发展具有密切联系。在国家机电一体化技术逐步发展完善的过程中，机电技术也更加成熟，但是综合水平的发展依然处于世界的中级水平，因此对其要逐步改进与完善，进而更好推动数控机床技术的发展。此外，机电一体化在自动化生产线中也有普遍应用，且在国民经济增长的进程中，更多的生产设备与自动化生产线被用于工业化建设的工作时，使工业化进程进一步加快。就当前阶段的发展来说，工业化的发展还具有一定不足，需要在今后的使用过程中完善人机界面系统设
浅析机电一体化技术应用及趋势 摘要：随着社会的不断进步，机电一体化拥有了更加广泛的应用环境，有效发挥在各个领域中的主导性功能，为社会的全面进步提供技术保障。本文系统阐述了机电一体化的涵义，对其应用领域和背景进行了探讨，大胆展望了其发展方向和趋势。 关键词：机电一体化技术；应用；发展趋势 机电一体化技术是综合性技术类型，包含多种学科的知识，发挥各自优势，是社会生产力不断前行的结果。在科技的推动下，机电一体化在诸多领域中产生影响，在推动社会与经济发展中发挥越来越大的作用。为因此，要对机电一体化涵义进行深入分析和理解，对其应用环境进行深入探讨，明确发展方向，推动这一技术的可持续发展。 1对机电一体化涵义的阐述 机电一体化技术凸显综合性的特征，融合多种学科的关键技术，主要涉及机械、电子等技术领域。凸显全面性与综合性，具体分析，机电一体化主要关注的是机械设备的生产以及信息技术在数据处理中的作用，重视对机械设备以及相关电子器材的探索和研究，目的是更好地支持工业自动化的发展，为其提供坚实的技术保障。机电一体化发展实践中，重点集中在信息与产品的组成，主要是关注传感、信息以及机械技术的全面发展。之所以推广机电一体化技术，主要是在传统生产技术的基础上，逐渐渗透在生产环节中，加快产品创新，促进改革，是工业自动化发展的必然。 2对机电一体化技术应用状况的分析 2.1机电一体化技术在数控机床中的应用介绍。在机电一体化技术的支持和应用下，整个生产操作的精度显著增强，功能更加多样化。另外，在结构方面，拥有紧凑的构造，模块化突出。在功能领域，开放性更强，推动数控机床向着智能化的方向发展，提升机床的精确度，为整个生产提供更加全面、先进的技术支持。2.2机电一体化技术在计算机制造和集成系统中的应用。在机电一体化的支持下，计算机制造以及集成系统能够满足动态管控的目的，达到对目标的优化，突破传统模式的制约，保证信息的顺畅性。同时，实现诸多功能的融合，如开发、
机电一体化工程自考本 科考试科目 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
机电一体化工程自考本科考试科目 说明：“机械制图（一）（实践）”、“机械制造（实践）”、“电工技术基础（实践）”、“电子技术基础（一）（实践）”、“微型计算机原理与接口技术（实践）”、“数控技术及应用（实践）”、“综合作业（实践）”为实践性环节考核课程。应考者依据培训与考核基本要求，在主考学校或主考学校认可的单位参加考核。
综合作业：要求运用所学知道和技能，获得解决常用机电一体化设备运行和维护的基本能力。 080307机电一体化工程专业（独立本科段）课程设置 主考学校：河南科技大学 开考形式：委托考试（省机械行业管理办公室） 说明：
1、国家承认学历的专科及以上毕业生均可报考本专业。 2、不考“英语（二）”者，须加考“数据库在企业中的应用”、“数据库在企业中的应用（实践）”、“计算机原理”三门课程。 3、“物理(工)(实践)”、“现代设计方法(实践)”、“传感器与检测技术(实践)”、“模拟、数字及电力电子技术(实践)”、“工业用微型计算机(实践)”、“计算机软件基础(一)(实践)”、“机电一体化系统设计(实践)”、“机电一体化系统设计（设计）”、“数据库在企业中的应用(实践)”、“毕业论文”为实践性环节考核课程，应考者依据培训与考核基本要求在主考学校或主考学校认可的单位进行考核。 毕业论文的题目由主考学校确定，也可结合应考者的工作实践自选，但必须经主考学校审批同意。主考学校可为考生指派指导教师。毕业论文完成后由主考学校组织评阅并答辩。 河南省2012年自学考试常见问题解答 编者按：目前我省自学考试报名工作正在进行，很多考生，特别是第一次报考的新生，对如何网上报名、如何网上支付、如何购买书籍、如何选报专业及相关自考政策等细节方面尚有许多疑问。鉴于自学考试的长期性和规律性，为使广大考生更好的了解我省自学考试政策和工作安排，我们将日常工作中经常遇到的问题进行归纳、解析，希望能对自考生有所帮助。 分自学考试政策 1、自学考试报名及考试时间 我省自学考试目前每年考试两次。上半年考试网上报名时间一般是2月21日—3月7日，下半年考试报名时间一般是8月21日—9月7日，具体网上报名时间以省自考办向社会公布的时间为准。自学考试每年考试时间分别在4月的倒数第一个周六、周日和10月的倒数第二个周六、周日。 考生在进行报名前登录河南省招生办公室网站或河南招生考试信息网查询当次开考专业，是否有自己需要报考的专业，并了解所考专业的课程设置情况，做到心里有数。 2、我省自学考试的学历层次和课程设置
1-5.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？ 机械系统：构造功能；信息处理系统：控制功能；动力系统：动力功能；传感检测系统：计测功能；执行元件系统：操作功能。 1-7.根据不同的接口功能说明接口的种类。 1.根据接口的变换，调整功能：零接口、无源接口、有源接口、智能接口 2.根据输入/输出功能：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口 1-11.说明机电一体化系统的主要评价内容 高性能化、低价格化、高可靠性比、智能化、省能化、轻薄短小化、高附加价值化。 2.机械传动部件通常有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、 各种非线n???)/?(??i knmaxk传递转矩和转速。性传动部件等，其主要功能是1?k2-5.丝杆螺母机构的传动形式及选择方法有哪些？ (1) 螺母固定、丝杆转动并移动该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杆轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不易太长，刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。(2) 丝杆转动，螺母移动该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑、丝杆刚性较好。适用于工作行程较大的场合。(3) 螺母转动，丝杆移动该传动形式需要限制螺母移动和丝杆的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。(4) 丝杆固定，螺母转动并移动该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便．故很少应用。（5）差动传动方式多用于各种微动机构中
2-16.各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？（1）重量最轻原则? 小功率传动装置各级传动比（等传动比分配，等模数原则）? 各级传动比确定，应遵循“先大后小”原则，再由经验、类比方大功率传动装置 法和结构设计紧凑等方法确定。（不等传动比分配，不等模数原则）（2）输出转角误差最小原则为了提高机电一体化系统中齿轮传动系统传递运动的精度，各级传动比应按“先小后大”原则分配，以便降低齿轮的加工误差、安装误差以及回转误差对输出转角精度的影响。设齿轮传动系统中各级齿轮的转角误差换算到末级输出轴上的总转角误为，则： 3）等效转动惯量最小原则各传动轴转动惯量等效到电 机轴上的等效转动惯量最小。(机械传动部分响应特性最佳原则)。 2-18.谐波齿轮传动有何特点？传动比的计算方法是什么？ 答：（1）谐波齿轮传动特点有：结构简单、传动比大、传动精度高、回程误差小、噪声低、传动平稳、承载能力强、效率高等特点。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。故谐波齿轮传动装置的传动比可以应用行星轮系求传动比的方式来计算。设Wg、Wr、WH分别为刚轮、柔轮和波形发生器的角速度，则 2-20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些？ 圆柱齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动、弹簧 2-25.轴系部件的基本要求 旋转精度、刚度、抗振性、热变形、轴上零件的布置
浅论机电一体化的创新及发展方向 由于受传统机械理念的影响和约束，我国在机电一体化的应用方面始终存在着一系列的问题，机电一体化技术并没有完全改变传统机械的弊端，因此，不断的改革并且创新机电一体化已经成为了目前我们所面临的主要问题之一。为了更好的实现机电一体化的创新，我们必须要不断的发展新技术，加大对于机电一体化技术创新的资金投入力度。 标签：机电一体化；创新；发展方向 一、机电一体化的发展现状 当今，世界上的经济竞争十分的激烈，我国在工业制造方面面临着巨大的挑战，只有将我国的机电一体化技术融入到工业行业的制造中，才会提高我国科技的技术含量，打破传统的工业行业中存在的成本高、技术含量较低的不良现象。机电一体化的发展经历了三个重要的时期。最初的阶段是简单的机械与电子的融合，在机电一体化的最初阶段人们只是具有了电子与机械相结合来运用的简单的构想，只是停留在理论思想方面并没有采取一定的措施来实现电子与机械的相互融合。第二段时期主要是技术的发展阶段。这个阶段出现了很多的理论思想，虽然电子技术随着社会的快速发展也取得了一定的进展，但是把理论思想应用在实践中也仍然不能实现电子技术与机械技术的相互融合。第三阶段就是电子技术朝着智能化的发展方向而发展。当今社会，我国的科学技术得到迅速的发展。计算机信息技术、红外线感应技术等无不在提醒着我们这是一个智能化的世界。计算机信息技术、红外线感应技术在一定程度上推动了机电一体化技术的发展，为机电一体化提供了相应的知识理论。目前，机电一体化在社会市场经济的刺激下已经实现了在各个行业中的应用。 二、机电一体化的创新 （一）机电一体化产品功能的创新 在机电一体化的技术支持下，产品的功能更加多样化和丰富化，即使是单一的产品由于功能的多样化，从而实现了能够满足客户全方位需求的目标。机电一体化产品功能创新的投入资金规模相对来说较小，商家只需要将很少一部分的资金投入于扩大机电一体化的使用范围，那么企业就可以实现智能化生产的目标，从而在市场中提高企业的市场份额。总之，机电一体化产品功能的创新是社会发展的需要，这更是社会层面的需求。 （二）产品结构的创新 产品结构的创新是产品创新的一项非常重要的内容。机电一体化产品在产品设计的过程中，就需要进行产品结构上的创新。产品结构的创新主要体现在传动方式、物理机械结构、动力装置以及周边设备搭接形式等方面的创新。对于产品
关于自考的机电一体化专业的独立本科，我参加自考也有不到二年了，差不多已经考完了，最近的成绩还没出来呢，也算马上就毕业了，我自我感觉自考这个专业其实一点都不难，有我为例，大概考着十四门科目，我算了一下时间，真正用在学习上的时间就半年，每次考试前二月开始准备，每次准备四门，都是一次性通过的，平均分75左右，掌握方法很重要，下面我谈谈各科目的学习方法，以我个人为例，找准重点很重，每门科目的复习方法不同。 马克思主义，近代史纲要，这些文科类的，都好通过，这类科目把握住选择题，是选择题正确率达到95%左右，后面的问答随便答一答，60一点问题也没有，考前一二周好好背，这不需要花多长时间，没事翻翻课本，把握住选择题，没问题。复变函数与积分变换，这也好复习，把高等数学一，二，学好了，考这个一点问题也没有，题都很简单，好好研究几套历年真题，把每个考点好好领悟一下，不需要做太多的题，需要精做题，把考点把握好，有时也不理解，照着形式套进去，做出来就行了，物理，选择和填空占了50分，把握住这五十分，大题就那几个类型的题，光学，力学，电磁学，热学，做相应的练习就好了，一般都没问题，英语（二），考试之前当时我也没复习，完全裸考，我感觉英语对我来说没问题，不过分出来只考了62分，所以还是得复习，做一些真题，跟高考英语水平差不多，挺简单，不过还得复习，以我为例。我们主要是专业课都挺头疼的，微型工业计算机，这科目说实话，没看每年真题之前，我真的无从下手怎么去复习，内容太多了，而且很难理解，前面章节还可以看懂，后面真的太难理解了，我开始把07.08.09.真题好好看了一下，看真题就一个感觉大题都是那个类型的，大题根本看不懂，但照着模式去做，能把大题做对，但是一点也不理解，这就是他的形式，所以考起来也不难，选择和填空，就是平时把一些知识点记下来，考这科也不难，我大概复习了不到三周，考下来71分。机械工程控制基础，这个不难，没啥说的，考下来90分左右。工程经济，现代设计方法，这类题，选择题和填空题，把握住这些题，把这类题拿个45分左右，大题即使不会做，考60分也没问题，工程经济，主要是记得多一点，几乎都需要背，知识太繁琐，太碎，需要好好背，公式特别多，建议把公式整理出来，每天看看，到考试遇到计算题，写下公式，题就迎刃而解，好好复习，一般没问题。现代设计方法，光简答题就占了30分，而且背的也特别多，计算题就那个几个类型的题，都是公式，这就需要好好背，把握选择和计算题填空，简单题太多，整个课本都能覆盖到，背起来太困难了，所以适当背一点题，把握选择和计算题填空，考及格问题不大，计算机软件基础，这个也不好考，我考过计算机C语言二级，但是考这个我踏踏实实复习了一月左右，考下来不到七十，后面有一道还是二道编程题，我记不清楚了，我直接就放弃了，太难编程了，把握选择题和填空题，就好考了，内容也太多了，真题好好研究下，考下来没问题。模电，二本厚厚的书，内容多呀，这些内容完全没必要全看，把近几年的真题好好看看，就一个题型，也好考，而且好多题都是往年原题，带着考点去看书，没必要一页一页看书，那样太难，带着考点去看书，轻松通过考试，我就复习了半月，考了80.传感器与检测，说实话，我也没怎么看，估计是运气好，考过了，机电一体化系统设计，这个太综合了，把所学的传感器，机械工程控制基础，里面都设计到了，所以就是先前的课程学好了，考这个一点问题都没哟，一定在看书之前把所有的考试真题好好看几套，找准方向很重要，别偏了，模拟题适当看几套，做几套，沉下心来，列下来计划，看着计划就好复习了，整个内容重点和次重点做到心中有数，看好侧重点，就好做了。关于实践课，这个就是走个过场，理论课考过了，主考院校不会卡你的，一般都能过，写好实验报告，就能过。加油。坚持，坚持，就考完了，不难，一定要对自己有信心，争取一次性过，要不然会没信心的，信心是战胜一切的根本。我马上就要写毕业论文答辩，接下来就该考研了。让暴风雨来的更猛烈些吧，加油，坚持到底，自己选的路跪着也要走完。
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 浅析机电一体化的应用及发展趋势 现代科学技术的迅速发展推动了不同学科的交叉和渗透，使得机电一体化技术的应用也越来越广泛。机电一体化技术是一门跨学科的技术，其发展趋势是智能化和自动化。它的产品在家用电器和其他行业中得到了应用，其功能是通过协调和综合来共同实现的。本文将对机电一体化的应用，以及发展趋势谈一点简要的想法。 标签：机电；应用；发展趋势 1 机电一体化的发展趋势 1.1 机电一体化的发展现状 我国对于机电一体化技术有两种极端的观点：一种观点认为：我国的工业化水平相对其他国家来说不是很高，离开了工业基础谈这种问题只能是空中楼阁，信息化这种新经济现象是发达国家的事。由于我国工业化的完成率很低，所以我们必须坚守传统产业，把注意力放在工业化上。另一种观点认为：信息化与工业化没有必然联系。我们必须紧跟时代步伐，放弃夕阳工业，大力发展信息产业这种朝阳产业。这种观点是“放弃——跨越论”，即放弃传统产业，在信息产业领域实现全方位的跨越。 1.2 机电一体化技术的发展趋势 1.2.1 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化产品（系统）实现智能化的4种主要技术，它们各自独立发展又彼此相互渗透。随着制造自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动，并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策。例如，在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心理学、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.2.2 集成模块化 集成模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，也是一项重要而又艰巨的 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 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。 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。 全国2006年4月高等教育自学考试 电子技术基础（一）试题 课程代码：02234 一、单项选择题（本大题共16小题，每小题2分，共32分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．要得到P型杂质半导体，在本征半导体硅或锗的晶体中，应掺入少量的（） A．三价元素B．四价元素 C．五价元素D．六价元素 2．理想二极管构成的电路如题2图，其输出电压u0为（） A．-6V B．0V C．+3V D．+9V 3．某锗三极管测得其管脚电位如题3图所示，则可判定该管处在（） A．放大状态 B．饱和状态 C．截止状态 D．无法确定伏态 4．场效应管的转移特性如题4图所示，则该管为（） A．P沟道增强型FET B．P沟道耗尽型FET C．N沟道增强型FET D．N沟遭耗尽型FEI 5．三种组态的放大电路中，共基极放大电路的特点是（） A．u0与u i反相能放大电流B．u0与u i同相能放大电压 C．u0与u i同相能放大电流D．u0与u i反相能放大功率 6．已知某基本共射放大电路的I CQ=1mA，U CEQ=6V，管子的饱和压降U ces=1V，R c=R L= 4KΩ，则该放大电路的最大不失真输出电压幅值为（） A ．1V B ．2V C ．5V D ．6V 7．在双端输入单端输出的差动放大电路中，差模电压放大倍数A d2=50，共模电压放大倍数A c =0.5，若输入电压 u il =80mV ，u i2=60mV ，则输出电压u o2为（ ） A ．-1.035V B ．-0.965V C ．+0.965V D ．+1.035V 8.题8图所示电路，集成运放的最大输出电压为±12V ，下列说法正确的是（ ） A ．u i =1V ，u 0=-12V B ．u i =2V ，u 0=-12V C ．u i =4V ，u 0=-12V D ．u i =5V ，u 0=+12V 9．单相桥式整流电路变压器次级电压为15V(有效值)，则每个整流二极管所承受的最大反向电压为（ ） A ．15V B ．21.21V C ．30V D ．42.42V 10.十进制数(67)10所对应的十六进制数为（ ） A ．(43)16 B ．(61)16 C ．(86)16 D ．(C2)16 11．函数F(A ，B ，C)=AB+C 的最小项表达式为（ ） A ．F=∑(0，2，4，6，7) B ．F=A B+AC C ．F=∑(1，3，5) D ．F=∑(0，1，2，3，7) l2．函数F=AB+A B C+A C +A DE 的最简与或式为（ ） A ．F=A B ．F=BC+A C C ．F=A+DE D ．F=A+A DE 13．题13图所示电路中，次态方程Q n+1为（ ） A ．(A+B)n Q +AQ n B ．(A+B)n Q + A Q n C ．B A +n Q +AQ n D ．AQ n 14．由与非门构成的基本RS 触发器，要使Q n+1=1输入信号应为（ ） 机电一体化就业前景分析 一专业介绍 它是以培养现代机械工程师为目的的专业，也是我国高校开设得最久的专业之一。多年来，它长盛不衰的奥秘就在于：无论一个社会的文明发展到何等程度，都离不开机械制造，它是人们物质生活用品供应的基本保障。 机电一体化专业是国家紧缺人才专业，因为在现代社会高度智能化、生产专业化，要求机械与电子、电气的高度结合，但在这个领域是一个交叉的领域，目前人才缺乏，就其专业来说发展前景不可限量！。机电一体化的就业率非常高，在就业的时候还有许多的选择余地，但可能职位与自己的期望有所不同！ 目前在国内，和机械专业学生就业对口的发展现状和前景都非常好的行业，除了模具行业以外，就数汽车行业了。 在机电一体化产品、设备的设计、制造、维修、管理、技术改造与服务过程中专门从事用电脑绘图设计、信息处理和资料管理的高等技术应用性专门人才. 可在机械设计、制造与装备行业、模具制造业，轻工、家用电器、电子制造业从事设计、制造、技术改造、产品营销、设备管理与维护等工作. 二核心课程辅助课程证书 主要开设《电工技术》《电子技术》《机械制图》《工程力学》《工程制图》《电机及其应用》、《计算机技术》、《单片机控制技术应用》、《传感器技术应用》、《电力电子与电机调速技术应用》等核心课程。电工电子技能训练、工厂电气控制实训、PLC应用技能实训、电气设备运行与维护实训等实践环节。 考取<<劳动和社会保障部颁发维修电工职业资格证书>>及<<国家制造业信息化培训中心“AUTO CAD高级绘图师”证书>>。一般中职学校对于此专业所开设的课程有：电工基础，电力拖动控制线路与技能训练，钳工工艺与技能训练，车工工艺与技能训练，数控加工基础，可编程序控制器PLC及其应用，电子装接，公差配合与技术测量，金属材料与热处理，机械基础，机械制图，机械制造工艺基础，电工电子技术基础，机电一体化技术等等本专业有实习的机会期间可考该实习单位证书。 考证要求：1.学生考英语、计算机等级证书。 2.考专业技能证书。中级钳工或电工证 3.可提供选考专业技能证书供学生参考。 三就业发展方向 在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作。 1 机械类专业的就业方向，除了教学、营销等等外，常见的有：生产总监（生产主管）、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理、机电产品开发、机械产品开发、液压产品开发、仪器仪表开发、武器开发、汽车工业、环保设备开发、矿业设备设计、模具设计制造、机械制造工艺师、CNC工程师等等，可在机械设计及制造企业和研究所，尤其适于重型设备研究所等单位工作。 （1）从事机械设计与制造加工工艺规程的编制与实施工作； （2）从事机械、电气、液压、气压等控制设备的维护维修工作； （3）从事工艺工装的设计、制造工作； （4）从事数控机床、加工中心等高智能设备的编程及操作工作； 浅谈机电一体化技术的现状与发展趋势 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289- 浅谈机电一体化技术的现状与发展趋势我国的工业化发展速度越来越快,以及信息时代各种信息产业的迅速发展导致了目前的电子技术，计算机技术，包括自动化技术都和机电技术相互融合相互叠加，并且形成了目前的机电一体化技术。由于机电一体化技术的先进性，采用这种技术生产出来的产品具有更高的性能和更可靠的质量，目前已经得到了迅速的发展。而以机电一体化技术制造的产品也应用到我们生活的每一个角落。在给我们的生活带来便利的同时也充分享受着高科技技术的智能化。机电一体化技术对我国的机械自动化的发展有极大的促进作用，本文主要从机电一体化的发展现状入手，来详细分析一下未来机电一体化技术的发展趋势。 机电一体化技术的发展现状 任何一项技术的发展都会经历从无到有的一个过程，对于机电一体化技术也不例外，机电一体化技术是人们在长期的工业实践中通过经验的积累和技术的积累并且伴随着信息化、智能化科技的发展而自然而然出现的。是技术发展到一定程度的必然结果。 对于机电一体化技术我们还要回溯到上世纪60年代，那个时候电子技术刚刚兴起，很多信息化设备只是用于军事方面。在经历了二战以后，很多军事上的信息化产品逐渐转为民用，从那时起机电一体化技术就开 始了萌芽阶段。但是那时的电子信息技术水平比较低，所以机电一体化的发展受到很大的限制无法进行更深入的研究。 机电一体化得到迅速发展是在70年代以后，这个时候社会生产的各个方面都有了巨大的改变，工业化，信息化，电子技术都在这个时候得到了极大的发展，为了方便制造行业和人们的生活，科学家投入了大量的时间和精力来研究机电仪化技术在实际生产和制造上的使用。在这个大趋势下机电一体化技术也得到了极大的提高，并且出现了很多机电一体化产品，服务于人类生活的各个方面。90年代以后，是互联网技术的爆发时期，所有的技术似乎都想跟网络沾点边。网络是我们这个时代的生产力，网络改变了我们的生活方式，通过网络技术的发展和在机电一体化技术中的运用我们的生活以及工业生产的各个领域都会发生巨大的改变。未来的生活就像一张大网，我们处于中央，对于周围的一切就可以进行方便的控制。未来的机电一体化产品会更加智能化，通过与计算机的融合，让机电一体化产品通过人类赋予的程序自动运作，对我们的制造业是一种解放。通过信息技术在机电一体化技术中的应用，机电一体化开始在智能化方向上已经崭露头角。 纵观我们目前的生活，从智能家居，包括电视机，电冰箱等家居产品，到我们的出行，汽车电子的智能化发展，甚至出现的智能楼宇，智能机器人等等与我们密切相关的技术都离不开机电一体化技术的运用。机电一体化的运用会使人们的生活得到颠覆性的改变。 浅析机电一体化应用的优点及发展趋势 【摘要】机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品，文章综述了现在机电一体化技术的应用领域，并对其未来的发展趋势做出了分析。 【关键词】机电一体化;微电子技术;光电子技术 一、机电一体化的基本概念 机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。 二、机电一体化的发展及其特点 （1）数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。 （2）微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。微电子技术是现代电子信息技术的直接基础，如微机控制的数控机床己不再是传统的机床;又如汽车的电子化导致汽车工业的革命，目前先进的现代化汽车，其电子装备已占其总成本的70% 。进入信息化社会，集成电路成为武器的一个组成单元，电子战、智能武器应运而生。雷达的精确定位和导航，战略导弹的减重增程，战术导弹的精确制导，巡航导弹的图形识别与匹配，以及各类卫星的有效载荷和寿命的提高等等，其核心技术都是微电子技术。 （3）可编程序控制器（PLC）的应用于工业：上世纪60年代后期，美国汽车制造业开发出一种新型的工具取代继电控制盘。 （4）激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。 试卷代号：1118 中央广播电视大学2007—2008学年度第二学期“开放本科”期末考试 机电一体化系统设计基础试题 2008年7月一、判断题(每小题2分，共20分) 判断下列所述是否正确，正确填入“+”号，错误则填“一”号。 1．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。( ) 2．机电一体化产品的适应性设计是指改变产品部分结构尺寸而形成系列产品的设计。 ( ) 3．在喷漆机器人的开发设计过程中，详细设计完成后即可进行样机的试制。( ) 4．传动轴在单向回转时，回程误差对传动精度没有影响。( ) 5．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。( ) 6．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。( ) 7．工业PC机与个人计算机IBMPC的最大差别是换用了工业电源。( ) 8．STD总线可采用总线复用技术，也支持多处理机系统。( ) 9．传感器的静态特性是特指输入量为常量时，传感器的输出与输入之间的关系。( ) 10．数字式传感器的动态特性是输入量变化的临界速度。( ) 二、选择题(每小题2分，共20分) 1．数控机床进给系统的伺服电机属于设备的( )。 A．能源部分B．执行机构 C．驱动部分D．控制及信息处理单元 2．在工业机器人的设计中，( )是理论分析阶段要进行的工作之一。 A．传感器的选择及精度分析B．技术经济性分析 C. 控制系统硬件电路设计D．控制系统软件配置与调试 3．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．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( )设计的传动链。 A. 最小等效转动惯量原则 B. 输出轴的转角误差最小原则 C. 重量最轻原则(小功率装置) D．重量最轻原则(大功率装置) 5．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( )。 A. 传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度 B．回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度 C. 传动误差和回程误差都会影响输出精度 D．传动误差和回程误差都不会影响输出精度 6．频矩特性表示步进电机( )与脉冲频率的关系。 A. 额定动态转矩B．最大动态转矩 C. 最大静态转矩 D. 最大启动转矩 7．STD总线的A／D转换接口模板中，除A／D转换器及STD总线接口逻辑之外；还应设 置( )。 A. 采样保持器与通道选择器B．通道选择器与多路开关 C. 多路开关与采样保持器D．V／I转换器与信号调理电路 机电一体化系统分析 ————数控机床 班级： 学号： 姓名： 鉴于这个学期正在上数控机床这门课程，所以选择数控机床的机电一体化系统来进行分析。 数字控制技术是从金属切削机床数控的基础上发展起来的。自1952年由美国帕森斯公司与麻省理工学院机构实验室研制成功世界上第一台三坐标数控铣床以来，数控机床经历了硬件数控（NC）、计算机数控（CNC）、多机台计算机直接群控（DNC）和微机数控（MNC）五个发展阶段，形成了门类齐全、品种繁多的数控机床，如数控车床、铣床、钻床、磨床和加工中心等。 一数控机床的原理 数控机床加工零件时，是将被加工零件的工艺过程、工艺参数等用数控语言编制成加工程序，这些程序是数控机床的工作指令。将加工程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、起停，进给运动的方向、速度和位移量，以及其它辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合要求的零件。为了提高加工精度，一般还装有位置检测反馈回路，这样就构成了闭环控制系统，其加工过程原理如下图所示。 数控机床工作过程原理图 二数控机床的组成 从工作原理可以看出，数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服检测系统和机床本体等四部分组成，其组成框图如下图所示。 ①控制介质。用于记载各种加工信息（如零件加工的工艺过程、工 艺参数和位移数据等），以控制机床的运动，实现零件的机械加工。常用 的控制介质有磁带、磁盘和光盘等。控制介质上记载的加工信息经输入 装置输送给数控装置。常用的输入装置有磁盘驱动器和光盘驱动器等， 对于用微处理机控制的数控机床，也用操作面板上的按钮和键盘将加工 程序直接用键盘输入，并在CRT显示器显示。 ②数控装置。数控装置是数控机床的核心，它的功能是接受输入装 置输送给的加工信息，经过数控装置的系统软件或电路进行译码、运算 和逻辑处理后，发出相应的脉冲指令送给伺服系统，通过伺服系统控制 机床的各个运动部件按规定要求动作。 浅析机电一体化技术的现状和发展趋势 目录 简介 (2) 绪论 (3) 一、机电一体化的核心技术 (4) 1、机械技术 (4) 2、计算机与信息技术 (4) 3、系统技术 (4) 4、自动控制技术 (4) 5、传感检测技术 (4) 6、伺服传动技术 (4) 二、机电一体化概要 (5) 三、机电一体化的发展状况 (6) 四、机电一体化的发展趋势 (7) 1、智能化 (7) 2、模块化 (8) 3、网络化 (8) 4、微型化 (9) 5、绿色化 (9) 6、系统化 (9) 五、我国的现状与前景 (10) 六、总结 (13) 参考文献 (13) 七、致谢 (13) ?简介： 机电一化是现代科学技术发展的必然结果。文章概述机电一体化的核心技术，分析机电一体化发展进程，提出机电一体化向智能化迈进的趋势。 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意。 ?关键字：机电一体化,,现状,发展趋势，核心技术 绪论 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意 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、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、环境接口、信息接口。 7. 机电一体化系统按设计类型分为：开放性设计、变异性设计、适应性设计。 8. 机电一体化系统按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合法、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。 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。 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、滤波技术和屏蔽技术。 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。 29. 在机电一体化系统稳态设计的负载分析中，常见的典型负载形式有：惯性负载、外力负载、内力负载、弹性负载、摩擦负载等。 30. 在进行机械系统负载和转动惯量的等效中，遵循的基本原则是能量守恒定律 简述题浅析机电一体化的应用及发展趋势
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