西南交大习题集(光机电一体化控制技术)

第1章概论一、选择题1 一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素（）。

A：机械本体B：动力与驱动部分C：执行机构D：控制及信息处理部分2、机电一体化的高性能化一般包含（）。

A：高速化B：高精度C：高效率 D：高可靠性。

3．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4．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：动力部分C：控制器D：执行机构二、填空题1、在未来机电一体化系统发展呈现，、、，、趋势三、论述题举例说明光机电一体化系统和机电一体化技术含义光机电一体化系统的主要组成要素机电一体化系统的关键技术有那些机电一体化系统的未来发展趋势？为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?四、判断题1．机电一体化系统就是机械系统和电子系统简单合于一起的系统。

第2章机电一体化系统分析基础一多项选择题1．光机电一体化的系统设计原则主要包括（）。

A. 机电互补原则B. 功能优化原则C. 自动化原则D. 效益最大原则E．开放性原则2. 模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进行（）处理。

A. 量化处理B.采样离散化处理C. 编码处理D. 调制处理3．PCM是指（）。

A. 脉幅调制B. 脉宽调制C.脉位调制D. 脉冲编码调制4. 经采样后的信息属于（）。

A. 数字信号B.离散化的模拟信号C. 连续模拟信号D. 调制信号5. 数字信号是对时间离散模拟信号进行（）处理后得到的。

A. 量化处理B.采样离散化处理C. 编码处理D. 调制处理三填空题1．光机电一体化的理论基础主要涉，和。

2．光机电一体化系统所涉及的信号有两类和。

四综合题1．模拟信号与数字信号的特点是什么？2．论述机电一体化系统信息传输过程。

3．论述模拟信息数字化的基本原理。

第3章机电一体化系统建模与仿真一、选择题1. 在机械系统运动学模型建立过程中，惯性力与质量体运动的（）成正比，弹簧力与质量体运动的（）成正比，阻尼与质量体运动的（）成正比。

西南交《专业概论（机电一体化类）》离线作业2大全第一篇：西南交《专业概论(机电一体化类)》离线作业 2大全西南交《专业概论（机电一体化类）》离线作业1.什么是机电一体化？或者说如何定义机电一体化？（10分）机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息机电一体化技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。

是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备2.机电一体化技术从技术角度可以分为六个研究领域。

它们分别是哪些？（10分）3.开发一个机电产品，常常按照5种模块来划分该产品，请说出这5种基本功能模块及其含义。

（10分）机械技术，计算机与信息技术，系统技术，自动控制技术，传感检测技术，伺服传动技术。

1.传感器和变换器传感器和变送器是机电产品的信息来源。

相当于人的眼耳口鼻等感觉器官。

2.调理电路调理电路时对信息初步处理的电路。

包括滤波、放大、A/D转换等。

调理电路的作用是使信号更好地被处理器等器件进行处理，或者更好地进行信号显示和执行器驱动等。

3.微处理器（微控制器）是信号进行数字化处理的器件。

是机电产品具有智能性的核心器件。

也是我们进行开发编程的对象。

相当于人体的大脑。

4.执行器是用于执行信号处理结果的部件。

如电机、气缸等。

相当于人体的关节、骨骼和操作手等。

5.网络与通信通信网络联系了多个数字处理设备。

可以更好地联系一个机电产品间的多个智能处理器和控制器，这样就可以协调各个智能部件的工作。

同时也可以将该产品连入更宽泛的网络，如internet，我们就可以远程操作和监视该产品或系统。

常常应用的网络有现场总线和以太网等。

注：该题旨在让学生掌握设计开发机电产品和系统的模块化方法。

正确认识机电产品的常用功能分解办法。

4.《光机电一体化控制技术》这门课程的主要内容是什么？还能举出几门机电一体化专业课程吗？（10分）光机电一体化控制技术课程使学生在学习相关电路基础课程、微机原理及应用和控制工程的基础上，以电机为主导，以控制为线索，了解机电控制技术的一般知识，掌握其工作原理、特性、应用方法。

L-235A光机电一体化竞赛试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 光机电一体化系统通常包括哪些基本组成部分？A. 光源、传感器、控制系统B. 光源、机械系统、电子系统C. 传感器、执行器、控制系统D. 光源、传感器、执行器2. 在光机电一体化系统中，光电传感器的主要作用是什么？A. 转换光信号为电信号B. 放大电信号C. 转换电信号为光信号D. 接收电信号3. 下列哪个不是光机电一体化系统设计时需要考虑的因素？A. 系统的稳定性B. 系统的响应速度C. 系统的能耗D. 系统的美观度4. 在光机电一体化系统中，伺服电机通常用于实现什么功能？A. 精确控制位置B. 放大信号C. 转换电能为光能D. 转换光能为电能5. 以下哪个不是光机电一体化系统中常用的传感器类型？A. 光电传感器B. 压力传感器C. 温度传感器D. 声音传感器二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述光机电一体化系统在工业自动化中的应用及其优势。

2. 解释什么是闭环控制系统，并说明其在光机电一体化系统中的重要性。

3. 描述光机电一体化系统中的误差来源及其对系统性能的影响。

三、计算题（每题15分，共30分）1. 假设一个光机电一体化系统中，使用了一个光电传感器测量物体的位置。

已知传感器的分辨率为0.01mm，求物体在移动过程中，系统能够检测到的最小位置变化。

2. 给定一个光机电一体化系统的伺服电机，其额定功率为100W，额定转速为3000rpm。

如果电机在额定功率下工作，求其在额定转速下产生的扭矩。

四、设计题（20分）设计一个简单的光机电一体化系统，用于自动检测并分类不同大小的物体。

请描述系统的主要组成部分，工作原理，并简述如何实现物体的自动分类。

参考答案：一、选择题1. D2. A3. D4. A5. D二、简答题1. 光机电一体化系统在工业自动化中的应用包括自动化装配线、机器人技术、智能监控等。

其优势在于能够实现高精度、高速度、高稳定性的自动化控制，提高生产效率，降低人工成本。

(A) 提高系统的稳定性(B) 改善系统动态性能(C) 采样电压值保持一个采样周期；(D) 消除系统干扰(E) 提高抗干扰能力你选择的答案：C ［正确］正确答案：C解答参考：5.在下列那种情况下，控制系统不稳定( )(A) 极点位于S平面的右边(B) 极点位于S平面的左边(C) 极点位于S平面的原点(D) 极点位于S平面的虚轴上你选择的答案：A ［正确］正确答案：A解答参考：二、不定项选择题(有不定个选项正确，共1道小题)6.在时域里描述系统动态响应的主要指标 ( ) ［不选全或者选错，不算完成］(A) 上升时间(B) 超调量(C) 稳定时间(D) 稳态误差(F) 系统带宽你选择的答案：ABCDE ［正确］正确答案：A B C D E解答参考：(注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。

在线只需提交客观题答案。

)三、主观题（共14道小题）7. 在未来机电一体化系统发展呈现，、、，、__趋势参考答案:在未来机电一体化系统发展呈现模块化、智能化、网络化、微型化、绿色化、人格化趋势8.机电一体化系统的未来发展趋势？参考答案：机电一体化系统的未来发展趋势？模块化：设备和零部件的通用化和标准化，功能模块化。

智能化：控制论、信息论和系统论的技术应用和发展，使得智能科学不断地渗透于机电一体化系统或产品中，智能化使得机电一体化产品具有更加灵活的，科学的能力来完成更加复杂的，不确定的工作。

智能化机电一体化系统具有一下几个年征：1・复杂性：具有多功能，高适应性、高可靠性、是多技术集成与优化的产物。

智能化机电一体化系统通常由机、光、电装置构成，计算机与信息处理，控制论在系统中占据中心位置。

2.交叉性：广泛应用以控制论、信息论及系统论为中心的各种现代理论，在经典控制理论的基础上，吸收人工智能，运筹学，计算机科学，模糊数学等，以求得更高的控制和决策目标O3.拟人性：模拟人的思维，具有基本的学习和判断能力，从而具有一定的推理，决策功能。

1、传感器测量系统的性能由输出-输入关系特性描写。

输出变化量与对应输入（被测量）变化量的比值称为（）。

.量程.阈值.分辨率.灵敏度2、某传感器是一种输出电压随转子转角变化的角位移测量装置，且仅能用来测量角位移。

该传感器为（）。

.旋转变压器.感应同步器.光栅.磁栅3、某光栅条纹密度为每lmm刻100条，光栅条纹的夹角为0.005弧度，则莫尔条纹的宽度W为（）。

.0.1mm.1mm.2mm<br.5mm4、对于减速传动系统，若最后一级的间隙对系统精度影响最大，则传动比（）。

.小于1.等于l.大于1 <br.小于等于15、滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( ). A. 内循环反向器式.内循环插管式.内、外双循环.外循环反向器式6、谐波齿轮具有速比大、传动精度和效率高等优点，试问它是由以下哪种传动演变而来的（）。

.直齿锥齿轮传动.齿轮齿条传动.行星齿轮传动.蜗轮蜗杆传动7、为保证系统安全可靠工作，下列机电一体化产品中，( )需要进行抗干扰设计。

.自动洗衣机;.自动照相机;.滚筒型绘图机;.数控机床.8、频率响应函数是传感器的().静态特性指标.动态特性指标.输入特性参数.输出特性参数9、频矩特性表示步进电机( )与脉冲频率的关系。

.额定动态转矩.最大静态转矩.最大启动转矩.最大动态转矩10、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( )。

.传动误差和回程误差都不会影响输出精度.传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度.回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度.传动误差和回程误差都会影响输出精度11、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。

.输出轴的转角误差最小原则.重量最轻原则(小功率装置).最小等效转动惯量原则.重量最轻原则(大功率装置)12、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.增大系统转动惯量.增大系统的驱动力矩.减小系统的摩擦阻力13、采用脉宽调制(PWM)进行直流电动机调速驱动时，通过改变()来改变电枢回路的平均电压，从而实现直流电动机的平滑调速。

西南交通大学远程与继续教育学院大作业考试试卷课程名称：光机电一体化控制技术课程代码：136800考试说明：一、问答题（本大题共4小题，每小题25分，共100分）1.简述为什么在机电一体化系统设计，需要进行机电一体化系统建模和仿真分析；并说明模型建立的两种基本方式和其主要特点；在模型的数学描述上，离散系统和连续系统的数学模型分别采用哪种方法来描述？答，机电一体化系统中，机械系统，电子系统已经其他系统之间的连接往往是通过传感器或换能器，将被测物理量（位移，速度，加速度，声波，液压）等信号转换为电压或电流，系统在给定条件下，完成一-定的功能。

因此，从结构上，系统复杂。

与所有系统一样，无论在系统设计还是分析，都需要进行实验研究，以确保功能得以实现，各系统之间工作协调，信息交流通畅，执行可靠。

因此，在实验前，需要进行系统的描述，即建立系统模型，以便于从分析该模型得出整个系统的性能，功能指标。

利用模型进行实验，获取所需要的信息，这一-过程称为模拟和仿真。

即通过模拟来达到对真实系统的了解和分析。

从而减少费用，降低风险，并提高整体性能。

建模的方式通常被分为两大类，物理模型和数学模型，物理模型是以系统间的相似原理为基础建立的。

包括系统按比例缩小的实体模型。

数学模型是用数学符号描述系统的数学表达式，系统属性由变量表示。

可以通过计算机方式进行仿真。

对于单输入单输出线性离散系统，人们习惯用线性常系数差分方程或脉冲传递函数来表示。

离散系统的线性常系数差分方程和脉冲传递函数，分别和连续系统的线性常系数微分方程和传递函数在结构、性质和运算规则上相类似。

2.阐述传感器的指标及选取原则；说明传感器模拟信号采集过程中应该注意哪些问题；并阐述数字系统和模拟系统的各种特点和主要区别点？答：传感器的选用原则一、与测量条件有关的因素。

光机电一体化控制技术第1次作业以，就出现了将连续时间信号变为离散时间信息，离散时间信息变为数字信号或数字信息又变为连续时间信号等信号转换问题。

模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进行离散化处理，即将在时间上连续的信号处理为时间上离散的信息，这一过程称为采样。

采样要遵循采样定理。

模拟信号经采样后，虽然在时间上是离散的，但采用脉冲序列幅度仍然取决于输入模拟信号，采用信息仍属于模拟信号，必须进行量化，使其在幅值上离散化。

这个过程称为量化。

量化后的信息，即变为了时间离散、幅值离散的数字信号。

11.机电一体化系统的数学模型一般按特征分类，常见的有和，和，和，和。

参考答案：机电一体化系统的的数学模型一般按特征分类，常见的有静态模型和动态模型，确定性模型和不确定性模型，线性模型和非线性模型和连续模型和离散模型。

12.在机电一体化系统建模过程中，机械系统主要有三个基本元件：、和。

参考答案：在机电一体化系统建模过程中，机械系统主要有三个基本元件：质量、弹簧和阻尼13.简述系统仿真的目的和意义参考答案：答：机电一体化系统分析和设计中，常用系统实验或仿真方法来确定系统特性，以寻求改进系统性能的途径。

在很多情况下，研究系统的目的是要预测系统的若干特性，往往在建立系统之前或在讨论方案阶段就能预测系统建成后将出现的情形。

若用系统自身做实验难于达到目的。

因此，人们常借助于系统模型而不是系统本身进行仿真。

仿真的目的在于：新系统的建立和调试，实现对系统最佳的设计和最佳控制问题以及模拟实验和训练。

由于机电一体化系统越来越复杂，成本高，加上要考虑安全性要求，数字仿真技术在机电一体化系统中的系统分析、设计和调试尤为重要。

14.已知一系统结构如下图所示，求系统传递函数参考答案：分析：整个方框图等价于：首先，Ｇ２和Ｇ３串联，再与G4并联，再加入H反馈环节，再与G1串联，最后再引入一个单位负反馈。

其总方框传递函数如下：说明，控制系统方框图的简化15.机电一体化系统的执行机构的多采用电动机作为驱动器件，在机电一体化反馈控制系统中，常用的电动机有和两种。

机电⼀体化复习习题集⼀、选择题1.机电⼀体化是机械与（）Ａ.⾃动控制技术有机结合的产物Ｂ.伺服驱动技术有机结合的产物Ｃ.电⼦技术有机结合的产物Ｄ.计算机信息处理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（）A.对现有系统进⾏局部更改的设计B.根据抽象原理按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 C.根据抽象原理进⾏局部更改的设计3.适应性设计是在总的⽅案原理基本保持不变的情况下（）A.对现有系统进⾏局部更改的设计B.根据抽象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.根据抽象原理进⾏局部更改的设计4.变异性设计是在设计⽅案和功能结构不变的情况下（）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5.机电⼀体化与英⽂单词（）A.Mechanics⼀致B.Electronics⼀致C.Mechatronics⼀致D.Electric-Machine⼀致6.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.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⼆、名词解释题1.机电⼀体化2.机电⼀体化技术3.机电⼀体化产品6.开发性设计7.适应性设计 8.变异性设计三、简述题1.简答机电⼀体化系统实现⽬的功能的内部功能。

2.简述机电⼀体化的发展趋势。

3.简答机电⼀体化技术的主要特征。

4.简答机电⼀体化系统的⽬的功能。

5.机电⼀体化系统有哪些基本要素？6.机电⼀体化⽣产系统由哪⼏个部分组成？7.机电⼀体化系统设计的原则有哪些？8.机电⼀体化系统的设计类型有哪些？第1章机械系统设计⼀、选择题1.滚珠丝杠副的传动效率⾼达0.90以上，为滑动丝杠副的（）A．6倍Ｂ．0.5倍Ｃ．3～4倍Ｄ．10～20倍2.滚动直线导轨副的承载能⼒是平⾯滚道形式的（）A．23倍Ｂ．13倍Ｃ．4倍Ｄ．33倍3.常将多轴驱动系统的惯性载荷折算成等效的单轴系统，并使折算后的单轴系统与折算前的多轴系统保持（）A.动⼒性能不变B.运动性能不变C.静⼒性能不变D.稳态性能不变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（）A.负载动量B.机械能量C.失动能D.失动量5.齿轮传动的总等效惯量随传动级数( )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（）A.越⼩其硬度系数就越⼩B.越⼤其硬度系数就越⼩D.⼤⼩与其硬度系数⽆关7.滚珠丝杆螺母副结构有两类：内循环反向器式和（）A.外循环插管式B.外循环反向器式C.内、外双循环D.内循环插管式 8就滚珠丝杠副压杆稳定性和临界转速⽐较，⼀端固定⼀端⾃由的结构形式（）A.⽐⼀端固定⼀端游动的低B.⽐⼀端固定⼀端游动的⾼C.与⼀端固定⼀端游动相等D.为最⾼9.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（）A.最⼤负载惯量原则B.最⼩负载惯量原则C.最⼤负载转矩原则D.最⼩负载转矩原则 10.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( )A.2212i i =B. 2212i i =C. 212i i =D. 212i i =11.偏⼼轴套调整法是采⽤偏⼼轴套的旋转来改变（）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 12.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（）A.极⼤B.极⼩C.为零D.为⽆穷⼤ 13.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（）B.步距⾓有关C.失调⾓有关D.控制⾓有关 14.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和（）A.内循环插管式B.外循环反向器式C.内、外双循环D.内循环反向器式 15.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（）Ａ.换向误差Ｂ.换向死区Ｃ.换向冲击Ｄ.换向阻⼒ 16.滚珠丝杠副可以将直线运动变为（）A.旋转运动B.直线运动C.螺旋运动D.正弦运动 17.⼯作机械的负载特性是⼯作机械在运⾏过程中（）A.运⾏阻⼒与转速的关系B.运动质量与转速的关系C.功率与转速的关系D.运动惯性与转速的关系18.负载转动惯量由执⾏部件以及上⾯装的夹具、⼯件或⼑具、滚珠丝杠、联轴器等直线和旋转运动部件的质量或惯量折合到（）A.齿轮轴上的惯量组成B.输出轴上的惯量组成C.电动机轴上的惯量组成D.丝杠轴上的惯量组成19.齿轮传动的总等效惯量随传动级数( )A.增加⽽减⼩B.增加⽽增加C.减⼩⽽减⼩D.变化⽽不变20.滚珠丝杠副螺纹滚道型⾯的截⾯形状有（）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21.导轨截⾯为矩形截⾯的滚动导轨承载时其受⼒（）A.上下⽅向相等但左右不等B.上下左右各⽅向⼤⼩相等D.上下左右各⽅向⼤⼩均不相等22.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（）A.定位误差B.系统误差C.静态误差D.死区误差23.在设计滚珠丝杠副时⼯作（）A.越平稳所选载荷系数越⼤B.条件越恶劣所选载荷系数越⼩C.条件越恶劣所选载荷系数越⼤D.条件情况与载荷系数的选取⽆关24.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（）A.增⼤⽽减⼩B.增⼤⽽增⼤C.减⼩⽽增⼤D.减⼩⽽减⼩25.在开环步进电机-丝杠系统中，齿轮副传动装置的传动⽐⼤⼩与系统（）A.丝杠长度有关B.导轨长度有关C.丝杠导程有关D.导轨刚度有关26.在设计滚动导轨副时滑座的（）A.运动速度越⼩所选载荷系数越⼤B.运动速度越⼤所选载荷系数越⼤C.运动⽆冲击时所选载荷系数越⼤D.运动情况与载荷系数的选取⽆关27.滚珠丝杠副为双圆弧型⾯螺纹滚道时，其接触⾓（）A.随轴向负荷变化⽽变化B.随径向负荷变化⽽变化C.不随轴向负荷⽽变化D.不随径向负荷变化⽽变化28.摩擦⼒引起的死区误差实质上是在驱动⼒的作⽤下，传动机构为克服静摩擦⼒⽽产⽣的（）A.弹性变形B.局部变形D.塑性变形29.在开环步进电机-丝杠系统中，齿轮副传动装置的传动⽐⼤⼩与系统（）A.丝杠长度有关B.导轨长度有关C.丝杠导程有关D.导轨刚度有关30.摩擦⼒引起的死区误差实质上是在驱动⼒的作⽤下，传动机构为克服（）A.动摩擦⼒⽽产⽣的弹性变形B.静摩擦⼒⽽产⽣的弹性变形C.惯性⼒⽽产⽣的弹性变形D.负载⼒⽽产⽣的弹性变形31.在设计滚动导轨副时其滑座的（）A.运动速度越⼩所选载荷系数越⼤B.运动速度越⼤所选载荷系数越⼩C.运动情况与载荷系数的选取⽆关D.运动速度越⼤所选载荷系数越⼤32.计算齿轮传动系统时⾮随机载荷的采⽤（）A.⽅和根综合法B.回归分析综合法C.峰值综合法D.正交实验法33.机电⼀体化系统中的齿轮传动可以实现（）A.刚度匹配B.阻尼⽐匹配C.频带宽度匹配D.脉冲当量匹配34.齿轮传动系统的最佳总传动⽐是（）的传动⽐A.负载加速度最⼩或负载等效转矩最⼤B.负载加速度最⼤或负载等效转矩最⼩C.负载加速度最⼤或负载等效转矩最⼤D.负载加速度最⼩或负载等效转矩最⼩34.为了提⾼齿轮传动系统度精度，并使机构紧凑，各级传动⽐（）A.应按“前⼤后⼩”次序分配B. 应按“前⼩后⼤”次序分配D.应与伺服系统匹配⼆、名词解释题1.失动量2.等效负载转矩3.死区误差4.丝杠副的轴向间隙5.载荷的类⽐法6.载荷的计算法7.等效负载转动惯量 8.滚珠丝杆螺母副的传动刚度 9.峰值综合负载 10.⽅和根综合负载 11.最佳总传动⽐ 12.压电晶体的逆压电效应三、简述题1.简述机电⼀体化传动机构对系统性能的影响。

机电一体化复习题参考答案一名词解释1 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，以系统为出发点的最佳功能价值的系统工程技术。

2 伺服控制系统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、速度及动力输出的自动控制系统。

3 闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。

4 逆变器是将直流电变成交流电的电路。

5 SPWM是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。

6 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。

7 I/O接口电路也简称接口电路。

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。

8 I/O通道也称为过程通道。

它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。

9 串行通信是数据按位进行传送的。

在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度，一位一位的串行传送和接收。

串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。

10 硬件在外设与内存间直接进行数据交换（DMA）而不通过CPU五、简答题1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴(或与被测轴相连接的输入轴)上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。

光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。

当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N ，则可测出转速为Zt Nn 60式中 Z ——圆盘上的缝隙数； n ——转速(r ／min)；t ——测量时间(s)。

2. 可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN ）和停止（STOP ）状态。

不管是在哪种状态，PLC 都是反复不断地重复进行，直至PLC 停机。

西南交《电子技术》在线作业一
一个固定偏置放大电路,Rb=150kΩ,RC=2kΩ,VCC=6V,晶体管的β=40。

为了提高放大能力,换上一只β=80的晶体管。

则该放大器( )。

A:电压放大倍数不变
B:电压放大倍数比原来大
C:晶体管进入饱和状态
D:晶体管进入截止状态
参考选项：C
对于固定偏置共射放大电路,当用直流电压表测得UCE≈VCC时,有可能是因为( );当测得UCE≈0时,有可能是因为( )。

A:Rb开路
B:RL短路
C:RC开路
D:Rb过小
参考选项：A
在放大电路中引入负反馈可使其通频带展宽约下列数中值最大的为()。

A:(1+AF)倍
B:1/(1+AF)倍
C:(1-AF)倍
D:AF倍
参考选项：A
在分压偏置电路中,若发射极电容Ce击穿短路,放大器工作点将( )。

A:不变
B:下降
C:升高
参考选项：A
在固定偏置放大电路中,若集电极电阻RC断路,晶体管UCE=( )。

A:UCC
B:UCC/2
C:UBE
D:0
参考选项：C
由开关组成的逻辑电路如图所示,设开关接通为“1”,断开为“0”,电灯亮为“1”,电灯暗为“0”,则该电路为( )。

A:“与”门
B:“或”门
C:“非”门
1。

西南交《光机电一体化控制技术》在线作业一
一、判断题（共10 道试题，共20 分。

）
1. 信号是信息的载体，信息只有装载在信号上才能进行变换与传递、信息处理，信号是变换与传递的对象。

A. 错误
B. 正确
正确答案：B
2. 电动机最大负载转矩的持续作用时间一定要在电动机允许过载倍数的持续时间之内。

A. 错误
B. 正确
正确答案：B
3. 模拟传输信号为连续信号，混入（夹带）的噪声信号不易清除，所以模拟传输的抗干扰能力差。

A. 错误
B. 正确
正确答案：B
4. 在交流电桥中，当品质因素Q值很大时，仅与电阻相对变化有关；当品质因素Q值很小时，仅与电感相对变化有关。

A. 错误
B. 正确
正确答案：A
5. 信息是由信源产生的，是具体的、物理性的。

A. 错误
B. 正确
正确答案：A
6. 除恒稳积分算法外，数值积分法的数值解是否稳定，取决于积分步长的选取范围是否在数值解稳定区域内。

A. 错误
B. 正确
正确答案：B
7. 为保证系统稳定性，应在满足系统稳定条件下选择最大采样周期；而从控制系统实时性和抗干扰性能考虑，要求取较小的采样周期。

A. 错误
B. 正确
正确答案：B
8. 机电一体化系统的数学模型可以是状态方程描述，也可以是传递函数描述，或其他微分。

西南交《光机电一体化控制技术》在线作业一
在机械系统运动学模型建立过程中,惯性力与质量体运动的( )成正比
A:位移
B:速度
C:加速度
D:摩擦
答案：C
以下等臂电桥中，工作臂上的功耗与最大负载功率之比最大的是（）。

A:单臂
B:串联双臂差动（半差动）
C:并联双臂差动
D:全差动
答案：D
在有源敏感元件接口电路中，当阻抗匹配系数为1，即最佳阻抗匹配条件下，最大变换效率为（）。

A:0.25
B:0.5
C:0.75
D:1
答案：A
拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进行( )处理。

A:量化处理
B:采样离散化处理
C:编码处理
D:调制处理
答案：B
以下所列隔离放大器的隔离指标中，限制差分故障电流的是（）。

A:泄漏电流
B:最大安全差分输入电压
C:输入对输出的共模抑制比
D:过载电阻
答案：D
按接口功能分类，电压、频率、压力等属于（）。

A:机械接口
B:物理接口
C:信息接口
D:环境接口
答案：B
传感器在机电一体化系统中主要用于( )。

A:控制
B:检测
C:计算
D:编码
答案：B
根据Nyquist采样定理，采样频率至少应为输入信号最高频率的（）倍。

A:1
B:2
C:3。

一、点、直线、平面的投影1.1 点的投影∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第24～24页习题1.2 直线的投影∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第25～27页习题1.3 平面的投影∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第28～29页习题1.4 直线与平面、平面与平面相对关系∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第30～32页习题1234题号：题号：56789101112131415题号：161718192021题号：2223242526272829303132333435363738391.5 换面法∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第33～35页习题1.6 旋转法∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第36～36页习题1.7 投影变换综合题∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第37～37页习题点、直线、平面的投影题号：404142434445464748495051题号：525354555657题号：58596061621. 已知A、B、C三点的直观图，画出它们的投影图，并将各点的坐标值填入表中。

2. 已知A、B、C各点对投影面的距离，画出它们的三面投影图和直观图。

3. 已知点Ａ的坐标（40，15，0），画出其三面投影并作出点Ｂ和点Ｃ的三面投影。

（a）点B ——在点Ａ右面20mm，前面15mm，上面20mm；（b）点C ——在点Ａ左面10mm，后面15mm，上面15mm。

第1章概论一、选择题1 一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素（）。

A：机械本体B：动力与驱动部分C：执行机构D：控制及信息处理部分2、机电一体化的高性能化一般包含（）。

A：高速化B：高精度C：高效率D：高可靠性。

3．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4．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：动力部分C：控制器D：执行机构二、填空题1、在未来机电一体化系统发展呈现，、、，、趋势三、论述题举例说明光机电一体化系统和机电一体化技术含义光机电一体化系统的主要组成要素机电一体化系统的关键技术有那些机电一体化系统的未来发展趋势？为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?四、判断题1．机电一体化系统就是机械系统和电子系统简单合于一起的系统。

第2章机电一体化系统分析基础一多项选择题1．光机电一体化的系统设计原则主要包括（）。

A. 机电互补原则B. 功能优化原则C. 自动化原则D. 效益最大原则E．开放性原则2. 模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进行（）处理。

A. 量化处理B.采样离散化处理C. 编码处理D. 调制处理3．PCM是指（）。

A. 脉幅调制B. 脉宽调制C.脉位调制D. 脉冲编码调制4. 经采样后的信息属于（）。

A. 数字信号B.离散化的模拟信号C. 连续模拟信号D. 调制信号5. 数字信号是对时间离散模拟信号进行（）处理后得到的。

A. 量化处理B.采样离散化处理C. 编码处理D. 调制处理三填空题1．光机电一体化的理论基础主要涉，和。

2．光机电一体化系统所涉及的信号有两类和。

四综合题1．模拟信号与数字信号的特点是什么？2．论述机电一体化系统信息传输过程。

3．论述模拟信息数字化的基本原理。

第3章机电一体化系统建模与仿真一、选择题1. 在机械系统运动学模型建立过程中，惯性力与质量体运动的（ ）成正比，弹簧力与质量体运动的（ ）成正比， 阻尼与质量体运动的（ ）成正比。

光机电一体化控制技术第3次作业三、主观题（共12道小题）9. 举例说明光机电一体化系统和机电一体化技术含义答：机电一体化技术的定义：是指机械技术、电子技术、传感器和测试技术、接口技术、信息及控制技术、计算机技术、自动控制技术等相结合的一种综合技术；机电一体化系统定义及理解：是指具有机电一体化技术的新型机电系统。

是机械、电子、信息技术的有机结合和应用。

机电一体化系统体现整体性，它不是简单机械系统、微电子系统、控制系统等系统的简单组合或拼凑。

而是由相互区别和相互作用的机械与光、电子部分有机结合在一起，为同一目的而完成特定功能的集合体。

机电一体化的特点集成性最优设计智能化基于模型和控制设计上基于并行的科学设计，系统更具有协同性10. 通常情况下，将系统模型可以分为两大类：实验模型_____________ 和_______________ 。

11. 研究系统的动态品质与特征时，通常有两种数学模型描述方法：末端描述法和内部描述法。

12. 简述基尔霍夫电流、电压定理答：基尔霍夫电流定理：在一个闭环环路内，流入一个节点的电路的代数和等于流出此节点的电流代数和基尔霍夫电压定理：在一个闭环环路内，一个封闭路径的所有电压的代数和为零。

13. 机电一体化反馈控制系统的主要组成部分是什么？答：反馈控制是将被控参数作为反馈信号引入系统输入端，来控制系统。

其结构如下图：反馈控制系统的主要组成部分：控制器、执行机构、被控对象、检测装置及比较器。

1:检测装置，进行信号检测和信息采集，如温度，压力，位置，速度等2 :执行机构，实现所要求的运动和动作，如电动机，液压缸和液压马达，气动装置等3 :控制器，根据控制系统的控制目标和系统模型，接收传感器所采集的输入信息，通过控制律计算，最后得出控制输出，并将其用于对执行机构的驱动4 :常见传感器，光电开关，声敏传感器，压电传感器，温度和湿度传感器，扭矩传感器，力传感器，应变传感器等14. 下图RLC 串联电路。

西南交《光机电一体化控制技术》在线作业二
按能量变换的功能分类，以下属于物理传感器的是（）。

A:气体传感器
B:温度传感器
C:离子传感器
D:磁传感器
答案：D
（）是机电一体化系统实现自动控制、自动调节的关键技术，其功能越强，系统的自动化程序越高。

A:系统总体技术
B:机械技术
C:传感检测技术
D:计算机与信息技术
答案：C
适合应用传递函数描述的系统是( )。

A:单输入,单输出线性定常系统
B:单输入,单输出线性时变系统
C:单输入,单输出的定常系统
D:非线性系统
答案：A
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
答案：C
PCM是指( )。

A:脉幅调制
B:脉宽调制
C:脉位调制
D:脉冲编码调制
答案：D
智能传感器主要硬件结构是指将敏感元件与( )相结合。

A:放大器
B:滤波器
C:微处理器
D:控制器
答案：C
某些模拟信号处理电路的输出必须符合信号接口标准，为便于双绞线远距离传送，规定信号转换和信号调理的电压范围为（），电流范围为（）。

A:0～10V，2～40mA
B:0～10V，4～20mA
C:0～±10V，2～40mA
D:0～±10V，4～20mA
答案：D
当直流伺服电动机外加电压等于额定电压,励磁电流等于额定电流时,电动机转速随控制电流变化的关系曲线称( )
A:直流伺服电动机机械特性。

《机电一体化技术》试卷（一）一、名词解释（每小题2分，共10分） 1.测量：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•灵敏度：指在稳态下，输出的变化量 △ 丫与输入的变化量△ X 的比值。

即为传感器灵敏度。

S=dy/dx= △ Y/ △ X 压电效应：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。

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。

传感器：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。

、填空题（每小题2分，共20分） 3. 4. 5. 1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式： 内循环 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 则莫尔条纹的宽度是 PLC ______ 外循环 ______ o 性能指标系统功能使用条件经济效益 50条/mm ，光栅条纹间的夹角 0 =0.001孤度, 20mm5. 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 _____________ 位置和速度6. 某4极交流感应电机，电源频率为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 三、 选择题（每小题2分，共10分） 一般说来，如果增大幅值穿越频率 产大 B.减小 加速度传感器的基本力学模型是 I阻尼一质量系统 B.弹簧一质量系统C 弹簧一阻尼系统齿轮传动的总等效惯量与传动级数 （C ） 有关 B.无关 C.在一定级数内有关 D.在一定级数内无关 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 （C ） 单片机 B. 2051 C. PLC D, DSP 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（ 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） 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 V ） 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。

＜机电一体化复习题和答案＞一.填空I. 通常一个较完善的机电一体化系统包含：动力___________ 、执行器_____________ 、传感器、计算机________________________和_________________ 五部分。

2传感器的静态特性指标主要有：线性度___________ 、灵敏度、迟滞度、分辨力______________ 和重复度_______________ 等。

3. 电感式位移传感器是通过检测电感量的变化来检测被测量的位移。

4. 滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于螺旋弧轴向_______________ 间隙的调整。

5. 在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的栅距起到了放大作用。

6. 谐波齿轮传动的三个主要部件是：刚轮 ___________ 、柔轮和谐波发生器________ 。

7. 直流伺服电机的优点是稳定性好、可靠性好、响应速度快和扭矩大______________无刷直流伺服电动机的优点是无换向器、可控性好和稳定性好—等。

8. 机电一体化技术是机械与微电子的结合;10. 传感器的灵敏度反映了被测量的数值处在稳定状态时，输出量的变化量与输入量______ 的变化量的比值。

II. 电容式位移传感器是将被测物理量转换为电容变化的装置。

12. 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。

13. 测速发电机的负载电阻越大，其线性度越好。

14. 步进电机的步距角指在电脉冲 _______ 的作用下，电机转子转过的角位移。

15、直流伺服电机的机械特性指当电枢电压一定时，转矩与转速之间的关系；调节特性指在负载转矩一定时，电枢电压与转速之间的关系。

16、滚珠丝杆副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种17、在谐波齿轮传动中，若柔轮固定、谐波发生器主动、刚轮从动，则主、从动件转向_相同 ________ 。

18、传感器的迟滞特性是指输入量在增加和减少的过程中，同一输入量下其输出量的差别。

光机电一体化控制技术第1次作业参考答案：答：机电一体化系统分析和设计中，常用系统实验或仿真方法来确定系统特性，以寻求改进系统性能的途径。

在很多情况下，研究系统的目的是要预测系统的若干特性，往往在建立系统之前或在讨论方案阶段就能预测系统建成后将出现的情形。

若用系统自身做实验难于达到目的。

因此，人们常借助于系统模型而不是系统本身进行仿真。

仿真的目的在于：新系统的建立和调试，实现对系统最佳的设计和最佳控制问题以及模拟实验和训练。

由于机电一体化系统越来越复杂，成本高，加上要考虑安全性要求，数字仿真技术在机电一体化系统中的系统分析、设计和调试尤为重要。

14.已知一系统结构如下图所示，求系统传递函数参考答案：分析：整个方框图等价于：首先，Ｇ２和Ｇ３串联，再与G4并联，再加入H反馈环节，再与G1串联，最后再引入一个单位负反馈。

其总方框传递函数如下：说明，控制系统方框图的简化15.机电一体化系统的执行机构的多采用电动机作为驱动器件，在机电一体化反馈控制系统中，常用的电动机有和两种。

参考答案：机电一体化系统的执行机构的多采用电动机作为驱动器件，在机电一体化反馈控制系统中，常用10.通常情况下，将系统模型可以分为两大类：和。

参考答案：通常情况下，将系统模型可以分为两大类：实验模型和数学模型。

11.研究系统的动态品质与特征时，通常有两种数学模型描述方法：和。

参考答案：研究系统的动态品质与特征时，通常有两种数学模型描述方法：末端描述法和内部描述法。

12.简述基尔霍夫电流、电压定理参考答案：基尔霍夫电流定理：在一个闭环环路内，流入一个节点的电路的代数和等于流出此节点的电流代数和基尔霍夫电压定理：在一个闭环环路内，一个封闭路径的所有电压的代数和为零。

13.机电一体化反馈控制系统的主要组成部分是什么？参考答案：反馈控制是将被控参数作为反馈信号引入系统输入端，来控制系统。

其结构如下图：反馈控制系统的主要组成部分：控制器、执行机构、被控对象、检测装置及比较器。