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《机电一体化系统设计基础》中央电大形成性考核作业1、2、3、4参考答案作业1一、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。
（×）2.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。
（√）3．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。
（√）4．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。
（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）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。
（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）8．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。
（×）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。
（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）11．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。
（√）×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。
（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
A．游标卡尺B．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 ）。
秋机电一体化系统设计基础形成性考核作业答案SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#《机电一体化系统设计基础》形成性考核作业参考答案形成性考核作业1参考答案一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．× 2．√ 3．√ 4．× 5．× 6．×7．× 8．× 9．× 10．√ 11．× 12．×二、单选题1．C 2．A 3．B 4．A ，A 5．D 6．B 7．A 8．D三、简答题1．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、执行部件和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。
通过接口及相应软件有机结合在一起，构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
2．简述机电一体化系统中的接口的作用。
机电一体系统是机械、电子和信息等性能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要素和子系统之间的接口极其重要。
从系统外部看，输入/输出是系统与人、环境或其他系统之间的接口；从系统内部看，机电一体化系统是通过许多接口将各组成要素的输入/输出联系成一体的系统。
3．机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率，但是设计中要适当选择其参数，而不是越小越好。
为什么阻尼比公式:02mK B =ξ,由公式可知阻比除了与机械系统的粘性阻尼系数B 有关外，还与系统刚度K 0和质量m 有关。
因此，在机械结构设计时，应当通过对刚度、质量和摩擦系数等参数的合理匹配，得到机械系统阻尼比ξ的适当取值，以保证系统的良好动态特性。
4．简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响。
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。
《机电一体化系统设计基础》形成性考核册学生姓名：**学生学号： *************班级： 11春机械专业：机械制造与自动化机电一体化系统设计基础课程作业（一）一、填空题1．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电路组成。
2．机电一体化产品按用途可以划分为民用机电一体化、办公机电一体化和产业机电一体化产品。
3．机电一体化系统设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行设计质量评审三个方面。
4．市场预测主要包括定期预测和定量预测方法。
5．机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应性等方面的要求。
6．在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守前小后大原则。
7．当负载折算到电机轴上的惯量等于转子惯量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。
8．机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种。
二、简答题1．机电一体化系统中，传感测试部分的作用是什么？机电一体化系统中传感测试部分的作用是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，变为可识别的信号，传输到信息处理单元，经分析处理后产生控制信息。
2．简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）：拟定产品开发目标和技术规范；收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济性分析；总体方案设计；总体方案的评审和评价；详细设计；详细设计方案的评审和评价；试制样机；样机实验，测试；技术评价与审定；小批量生产；试销；正常生产；销售。
3．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？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。
4．影响机电一体化系统传动机构动力学特性的主要因素有哪些？影响系统传动机构动力学特性的主要因素有系统的负载变化；传动系统的惯性；传动系统的固有频率；传动系统中的摩擦与润滑。
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、判断题（正确的打V,错误的打X）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 ）2. 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。
（V ）3. 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。
（V ）4. 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 ）5. 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 ）7. 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 ）8. 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 ）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取值越小越好。
（X ）10. 滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（V ）11. 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。
（V ） X12. 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，延长了产品幵发周期，增加了产品幵发成本，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。
（V ）X二、单选题1. 以下产品属于机电一体化产品的是（ C ）。
A 游标卡尺 B.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 ）。
国家开放大学《机电一体化系统》形考任务1-4参考答案形考任务1一、判断题（每个2分，共18分）1.滚珠丝杆机构不能自锁。
（√）2.转动惯量大不会对机电一体化系统造成不良影响。
（╳）3.谐波齿轮减速器输入转速一般从刚轮输入。
（╳）4.直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。
（√）5.在机电一体化系统中，通过增大执行装置的固有频率可有效提高系统的稳定性。
（√）6．在机电一体化系统中，通过提高系统的阻尼能力可有效提高系统的稳定性。
（√）7.在机电一体化系统中，通过消除传动系统的回程误差可有效提高系统的稳定性。
（√）8.在机电一体化系统中，通过提高驱动元件的驱动力可有效提高系统的稳定性。
（╳）9.在机电一体化系统中，通过减小机构的传动误差可有效提高系统的稳定性。
（╳）二、选择题（每个5分，共30分）10.机电一体化系统的基本功能要素之一：接口的基本功能是（）。
A. 交换B. 放大C. 传递D. 以上三者11.机电一体化系统的核心是（）。
A. 接口B. 动力部分C. 执行机构D. 控制器12.机电一体化系统中，根据控制信息和指令完成所要求的动作这一功能的是（）。
A. 机械本体B. 执行机构C. 动力部分D. 控制器13.（）不是机电一体化产品。
A. 复印机B. 空调机C. 现代汽车D. 打字机14.（）装置是电机一体化系统的感觉器官，它可以从待测对象那里获取能反应待测对象特性和状态的信息。
A. 执行B. 驱动C. 传感检测D. 自动控制15.Mechatronics是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是（）。
A. 机械学与信息技术B. 机械学与电子学C. 机械学与自动化技术D. 机械学与计算机16.机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法无（）。
A. 经验法B. 整体设计法C. 取代法D. 组合法17.在机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制的三个主要要求是（）。
A. 传动精度、高可靠性、小型轻量化B. 传动精度、高可靠性、低冲击振动C. 传动精度、稳定性、低噪声D. 传动精度、稳定性、快速响应性18.在设计齿轮传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传动链，可按什么原则进行设计（）。
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、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。
（×）2.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。
（√）3．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。
（√）4．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。
（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）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。
（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）8．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。
（×）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。
（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）11．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。
（√）×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。
（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
形考一一、判断题1.机电一体化系统是以机械装置为主体，微电子技术为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
（√）2.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。
（√）3.机电一体化系统的主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。
（×）4.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。
（×）5.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。
（√）6.产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）7.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。
（×）8.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。
（×）9.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。
（×）10.选择滚珠丝杠副的过程中，当系统的加工精度要求较高时，导程就大一点；加工精度较低时，导程就选小一些。
（×）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。
（√）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可以测定的物理量。
（√）13.数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。
一、填空题1．机电一体化包括六大共性关键技术：精密机械技术、 、 、信息处理技术、自动控制技术和 。
2．机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科技的进步。
系统工程、控制论和信息论是机电一体化的 基础，也是机电一体化技术的 。
微电子技术的发展，半导体大规模集成电路制造技术的进步，则为机电一体化技术奠定了 基础。
机电一体化技术的发展有一个从 状况向 方向发展的过程。
3．一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、 、 、执行部分、控制及信息处理部分和接口。
4．机电一体化系统对动力部分的要求是用尽可能 的动力输入获得尽可能 的功能输出。
5．根据机电一体化系统匹配性要求，要求执行部分的刚性 、重量 、实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体 。
6．机电一体化系统一方面要求驱动的高 和快速 ，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的 和 。
7．自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标 。
8．伺服传动技术就是在 的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动，并具有良好的 。
9．拟定机电一体化系统设计方案的方法可归结为 、 和 。
10．机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求为：静摩擦力尽可能 ，动摩擦力应尽为可能小的 斜率，若为 斜率则易产生爬行，降低精度，减少寿命。
11．运动中的机械部件易产生振动，其振幅取决于系统的阻尼和固有频率，系统的阻尼越 ，最大振幅越 ，其衰减越快。
机电一体化系统作 业112．在系统设计时考虑阻尼对伺服系统的影响，一般取阻尼比ξ在到之间的欠阻尼系统，这样既能保证振荡在一定的范围内，过渡过程较平稳，过渡时间较短，又具有较高的灵敏度。
13．间隙将使机械传动系统产生，影响伺服系统中位置环的。
14．在伺服系统中，通常采用原则选择总传动比，以提高伺服系统的。
二、选择题1．机电一体化系统的基本功能要素之一：接口的基本功能是（）A．交换B．放大C．传递D．以上三者2．机电一体化系统的核心是（）A．动力部分B．执行机构C．控制器D．接口3．机电一体化系统中，根据控制信息和指令完成所要求的动作这一功能的是（）。
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、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。
（×）2. 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。
（√）3．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。
（√）4．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。
（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）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。
（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）8．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。
（×）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。
（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）11．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。
（√）×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。
（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
A．游标卡尺 B．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 ）。
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、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。
（×）2.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。
（√）3．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。
（√）4．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。
（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）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。
（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）8．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。
（×）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。
（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）11．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。
（√）×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。
（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
A．游标卡尺B．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 ）。
《机电一体化系统设计基础》形成性考核作业参考答案形成性考核作业1参考答案一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．× 2．√ 3．√ 4．× 5．× 6．×7．× 8．× 9．× 10．√ 11．× 12．×二、单选题1．C 2．A 3．B 4．A ，A 5．D 6．B 7．A 8．D三、简答题1．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、执行部件和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。
通过接口及相应软件有机结合在一起，构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
2．简述机电一体化系统中的接口的作用。
机电一体系统是机械、电子和信息等性能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要素和子系统之间的接口极其重要。
从系统外部看，输入/输出是系统与人、环境或其他系统之间的接口；从系统内部看，机电一体化系统是通过许多接口将各组成要素的输入/输出联系成一体的系统。
3．机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率，但是设计中要适当选择其参数，而不是越小越好。
为什么？阻尼比公式:02mK B =ξ,由公式可知阻比除了与机械系统的粘性阻尼系数B 有关外，还与系统刚度K 0和质量m 有关。
因此，在机械结构设计时，应当通过对刚度、质量和摩擦系数等参数的合理匹配，得到机械系统阻尼比ξ的适当取值，以保证系统的良好动态特性。
4．简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响。
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。
四、计算题1．解： 252t m 3.16610kg m 2G J π-⎛⎫==⨯⋅ ⎪⎝⎭2．解：该系统的最大转角误差： Δφmax Δφmax =∑=∆Φn k kn k i 1)/(=△φ1/（i 1 i 2 i 3 i 4）+（△φ2+△φ3/（ i 2 i 3 i 4）+ （△φ4+△φ5/（i 3 i 4）+（△φ6+△φ7/（i 4）+△φ8=0.01/(3×3×3×3)+(0.01+0.01)/(3×3×3)+ (0.01+0.01)/(3×3)+ (0.01+0.01)/(3)+ 0.01=0.02 五、综合题1．答：图中所示的双螺母螺纹预紧调整齿侧间隙，双螺母中的一个外端有凸缘，一个外端无凸缘，但制有螺纹，它伸出套筒外用两个螺母固定锁紧，并用键来防止两螺母相对转动。
旋转圆螺母可调整消除间隙并产生预紧力，之后再用锁紧螺母锁紧。
2．答：当传动负载大时，可采用双齿轮调整法。
消除齿侧间隙的原理：小齿轮1，6分别与齿条7啮合，与小齿轮1，6同轴的大齿轮2，5分别与齿轮3啮合，通过预载装置4向齿轮3上预加负载，使大齿轮2，5同时向两个相反方向转动，从而带动小齿轮1，6转动，其齿面便分别紧贴在齿条7上齿槽的左、右侧，从而消除了齿侧间隙。
形成性考核作业2参考答案一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．× 2．√ 3．× 4．× 5．√ 6．×7．√ 8．√ 9．× 10．√ 11．× 12．×二、单选题1．B 2．C 3．B 4．B 5．D 6．B 7．D 8．B三、简答题1．什么是传感器的静态特性和动态特性？传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，所表现出来的输出响应特性。
需要了解的主要参数有：线性范围、线性度、灵敏度、精确度、分辨力、迟滞、稳定性。
传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
需要了解的主要参数有：幅频特性和相频特性。
2．什么是伺服系统？伺服系统的一般组成有哪几个部分？伺服系统是指以机械位置、速度和加速度为控制对象，在控制命令的指挥下，控制执行元件工作，使机械运动部件按控制命令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。
（1）控制器：伺服系统中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，控制器通常由电子线路或计算机组成。
（2）功率放大器：伺服系统中功率放大器的作用是将信号进行放大，并用来驱动执行()-42e 12s G 21 1.23610kg m i J J J J J =+++=⨯⋅-42m e 5.23610kg m J J J =+=⨯⋅机构完成某种操作，功率放大装置主要由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。
（4）检测装置：检测装置的任务是测量被控制量，实现反馈控制。
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，因此要求检测装置精度高、线性度好、可靠性高、响应快。
3．简述直流伺服电动机脉宽调制的工作原理。
直流伺服电动机脉宽调制（PWM ）的工作原理：假设输入直流电压U ，可以调节导通时间得到一定宽度的与U 成比例的脉冲方波，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，从而输出不同大小的电压a U ，使直流电动机平滑调速。
4．比较直流伺服电动机和交流伺服电动机的适用环境差别。
直流伺服电动机有较高的响应速度和精度以及优良的控制特性，但由于使用电刷和换向器，故寿命较低，需定期维护。
适用于数控机床、工业机器人等机电一体化产品中。
交流伺服电动机具有调速范围宽、转子惯性小、控制功率小、过载能力强、可靠性好的特点。
适用于数控机床进给传动控制、工业机器人关节传动，及运动和位置控制场合。
四、计算题1．解：307200÷1024=30（转）∵ 每转丝杠走2mm ，∴刀架位移量为30×2=60mmN=30转/10秒=3转/秒2．解：（1）步进电机的步距角︒=⨯⨯︒=⋅⋅︒=5.132********N K z α （2）减速齿轮的传动比55.1360005.063600=︒︒=︒=αδl i 五、综合题 1．答：该传感器为一种角位移式的光电传感器，用于测量角位移，将传感器的输入轴接测量元件。
当测量元件转动时，带动输入轴上的开空圆盘。
每个开空圆盘对应一个角度。
可将圆盘均分最小单位为测量的最小角度。
圆盘旋转时，开空与缝隙板对准时，光源将光直射到光敏元件上，将得到一个光电信号（脉冲），将脉冲信号输入计数器可记录圆盘转过的角度，也就是测量元件转过角度。
2．答：方案a :结构简单、易实现。
绳的位移可以很大，但绳在滚筒方向会产生横向位移。
需要采用制动器或者止逆型减速器才能防止绳对电机的反向驱动。
方案b：结构较简单，成本与方案a相当。
绳的位移要受到丝杠长度的限制。
普通丝杠具有止逆功能，无需增加制动器即可防止绳对电机的反向驱动。
无横向位移。
2．方案的测量方法（1）电机轴安装编码器直接测量绳的位移（2）滚筒轴安装编码器间接测量绳的位移。
形成性考核作业3参考答案一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．√ 2．√ 3．√ 4．√ 5．× 6．×7．× 8．√ 9．× 10．√ 11．× 12．√二、单选题1．D 2．B 3．C 4．D 5．D 6．D三、简答题1．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？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。
计算机仿真包括三个基本要素，即实际系统、数学模型与计算机，联系这三个要素则有三个基本活动：模型建立、仿真实验与结果分析。
2．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？ 机电一体化系统仿真的模型主要有：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。
用已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模型。
计算机仿真、半物理仿真、全物理仿真分别应用于分析设计阶段（软件级）、部件及子系统研制阶段（软件—硬件级）实时仿真、系统研制阶段（硬件级）实时仿真阶段。
3．PID 控制算法中比例、积分、微分部分各起何作用？答：P （比例）I （积分）D （微分）调节器是将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量。
其中比例调节起纠正偏差的作用，其反应迅速；积分调节能消除静差，改善系统静态特性；微分调节有利于减少超调，加快系统的过渡过程。
此三部分作用配合得当，可使调节过程快速、平稳、准确，收到较好的效果。
4．系统采样周期的选择时，主要考虑的影响因素主要有哪些？应主要考虑以下几方面：从对调节品质的要求来看，应将采样周期取得小些，这样，在按连续系统PID 调节选择整定参数时，可得到较好的控制效果；从执行元件的要求来看，有时需要输出信号保持一定的宽度。
如：当通过数模转换带动步进电动机时，输出信号通过保持器达到所要求的控制幅度需要一定的时间，在这段时间内，要求计算机的输出值不应变化，因此，采样周期必须大于这一时间；从控制系统随动和抗干扰的性能要求来看，要求采样周期短些；从计算机的工作量和每个调节回路的计算成本来看，一般要求采样周期大些；从计算机的精度来看，过短的采样周期不合适。
因此，各方面因素对采样周期的要求各不相同，有时互相矛盾，所以，确定采样周期时须根据具体情况和主要要求作出折中选择。
5．简述下图所示梯形图的工作过程及逻辑关系，图中接线为：开关1（I0.0），开关2（I0.1），开关3（I0.2），红灯（Q0.0），绿灯（Q0.1）。
答： I0.0、I0.1：两个常开触点开关； I0.2：常闭触点开关；Q0.0、Q0.0、Q0.1：常开触点继电器；T0：通电延时闭合继电器；工作过程：当I0.0、I0.1、I0.2均闭合时，继电器Q0.0带电使红灯亮，当Q0.0闭合后启动定时器T0图 梯形图 I0.0 （ ） I0.1 I0.2 Q0.0 I0.2 Q0.1Q0.0 T0 （ ） 3s T0继电器延时3s 后，闭合。
当I0.2仍然闭合，T0继电器线圈带电，当它闭合绿灯亮。
当I0.2断开时，小灯全灭。
四、计算题1．解：方案1：高速端转角测量传感器与电机连接，通过对电机转角的测量对工作台位移进行间接测量，测量原理如下图所示。
