电大机电一体化系统设计习题汇总(知识点复习考点归纳总结参考)

《机电一体化系统》考试复习题选择题：1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( )A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人2.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3.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4.某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( )A.100mmB.20mmC.10mmD.0.1mm5.直流测速发电机输出的是与转速( )A.成正比的交流电压B.成反比的交流电压C.成正比的直流电压D.成反比的直流电压6.电压跟随器的输出电压( )输入电压。

A.大于B.大于等于C.等于D.小于7.某4极交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为( )A.1450［r/min］B.1470［r/min］C.735［r/min］D.2940［r/min］8.右图称( )A.直流伺服电动机调节特性B.直流伺服电动机机械特性C.直流伺服电动机动态特性D.直流伺服电动机调速特性9.计算步进电动机转速的公式为( )A. B.T sm cos C. D. 180°-10.一般说来，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t s( )A.增大B.减小C.不变D.不定11.已知f(t)=a+bt，则它的拉氏变换式为( )A.+bB.C.D.12.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( )使得它们同步协调到达目标点。

A.位置和加速度B.速度和加速度C.位置和速度D.位置和方向13.图示利用继电器触点实现的逻辑函数为( )A.(A+)·(+B)B.A·+·BC.(A+B)·(+)D.A·B+·14.累计式定时器工作时有( )A.1个条件B.2个条件C.3个条件D.4个条件13.机械系统的刚度对系统的主要影响表现为（）等方面。

机电一体化系统设计复习课(仅供参考) 题型一：问答/填空1.机电一体化的定义，根本组成要素〔五个子系统〕答：定义：在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能根底上引入微电子技术，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。

五大功能构成要素：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感系统、执行控制系统〔元件〕2.机电一体化系统可靠性的定义答：指系统〔产品〕在规定条件下与规定时间内，完成规定功能的能力。

“完成规定功能〞就是能够连续地保持产品〔或系统〕的工作能力，使各项技术指标符合规定值。

3.机电一体化系统设计中控制用微机的特点答：1〕较完善的适时中断系统：实时控制能力、紧急处理能力。

2〕足够的存储容量：有效地保证微机系统软件、应用软件、数据处理工作的正常运行。

3〕完善的输入/输出通道：逻辑、数字、模拟通道，以及输入/输出通道接口数。

4〕实时时钟控制：作为控制系统实现控制功能的基准。

除此之外，还有一些特殊要求——字长、运行速度、指令、本钱、编程难易、输入/输出接口扩展能力等。

4.光电隔离电路的工作原理及其主要作用答：工作原理：控制输出时，如下图可知，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级管发出的光而导通，于是输出的电平几乎等于零。

作用：1〕可将输入/输出两局部的供电电源与电路的地线别离，各自使用一套电源供电。

光电耦合输入、输出端之间绝缘电阻很大〔1011~1013Ω〕，寄生的电容很小〔0.5~2pF〕，因而干扰信号很难从输入端反应到输出端。

2〕可进展电平转换，实现要求的电平输出，从而具有初级功率放大作用。

3〕提高对负载的驱动能力。

机电一体化系统设计考试资料1.机电一体化：在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术、并将机械装置与电子设备以以及软件等有机结合而成的系统的总称。

2.工业三大要素：物质、能量和信息3.机电一体化系统由机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统等五个子系统构成。

4.机电一体化系统设计流程：（1）根据目的功能确定产品规格、性能指标（2）系统功能部件、功能要素的划分（3）接口的设计（4）综合评价（5）可靠性复查（6）试制与调试5.机电一体化系统设计的考虑方法：（1）机电互补法：利用通用或专用电子部件取代传统机械产品中的复杂机械功能部件或功能子系统。

（2）结合法：将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件。

（3）组合法：将用结合法制成的功能部件、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化产品。

6.机电一体化设计类型：（1）开发性设计：是没有产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的系统。

（2）适应性设计：是在总的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机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，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。

（3）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要求。

7.机电一体化设计程序：（1）明确设计思想（2）分析综合要求（3）划分功能模块（4）决定性能参数（5）调研类似产品（6）拟定总体方案（7）方案对比定型（8）编写总体设计论证书8.设计准则：在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。

9.设计规律：根据设计要求首先确定离散元素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。

10.绿色设计：在新产品的开发阶段，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。

（一）填空题★机电一体化系统常用的能源有电源、气压源和液压源。

★市场预测的方法主要有定期预测和定量预测。

★机电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手机质量评审★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组成。

★在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守先小后大原则。

★机电系统中，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。

★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★对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的固有频率。

提高固有频率和阻尼可以提高闭环系统的稳定性。

★液压系统的伺服控制元件主要有电液伺服阀和电液比例阀★典型开关量I/O模板的I/O电气接口的主要功能有滤波、电平变换、光电隔离和功率驱动。

★计算机的指令进行D/A转换后，需经过信号调理环节才能驱动执行机构。

★传感器由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。

★传感器的静态特性参数主要有灵敏度、线性度、迟滞和重复精度。

★传感器输入特性的主要参数是输入阻抗或静态刚度。

★执行机构，选择较大传动比可使系统的相对阻尼系数增大，有利系统稳定。

★机电产品设计类型可分为开发性设计、适应性设计、变参数设计三类。

★当负载折算到电机轴上的惯量等于转子质量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。

★步进电机的最大动态转矩小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而降低。

（二）选择题★开放式体系结构中的VLSI是指（超大规模集成电路）★以下移动电话不属于机电一体化产品。

★数控机床需要进行抗干扰设计。

★幅频特性和相频特性（或频率响应函数）是传感器动态特性指标★丝杠螺母机构在闭环外，所以它回程误差和传动误差都影响输出精度★闭环控制，齿轮减速器在前向通道，它回程误差不影响输出精度，但传动误差影响★步进电机转动后，其输出转矩所工作频率增高而下降★采用脉宽调制进行直流电动机调速驱动是，通过改变脉冲宽度来改变电枢贿赂的平均电压而实现机的平滑调速。

机电一体化考试知识点总结一、机电一体化基础知识1. 机电一体化的概念和发展历程机电一体化是指在产品或系统的设计、制造、使用和维护过程中，完全将机械、电子、传感器、控制技术和信息技术无缝集成为一个整体。

机电一体化技术是近年来在制造业中迅速发展起来的一种先进生产技术，它结合了机械、电子、信息技术等多种技术，以实现生产过程的全面自动化和智能化。

机电一体化的发展历程可以追溯到20世纪60年代，在那个时候，自动化生产线一度兴起，为生产过程带来了很大的改善。

随着信息技术和电子技术的不断发展，机电一体化技术逐渐成为制造业的主流技术，被广泛应用于汽车制造、电子设备制造、航空航天等领域。

2. 机电一体化的特点机电一体化技术的特点主要包括：集成性、智能化、基于网络、高精度、高速度、高可靠性等。

机电一体化技术通过将机械、电子、信息技术有机结合，实现了产品生产的智能化、自动化和网络化，能够大大提高生产效率和产品质量。

3. 机电一体化的应用领域机电一体化技术被广泛应用于工业机械、汽车制造、工程机械、电子设备制造、医疗器械、航空航天、高速铁路等领域。

在这些领域，机电一体化技术可以实现设备的智能化控制、自动化生产、信息化管理等，为企业提供了更高效的生产方式。

4. 机电一体化技术的发展趋势随着信息技术和电子技术的快速发展，机电一体化技术也在不断地向智能化、网络化、高可靠性、低能耗等方向发展。

未来，机电一体化技术将更加普及，带来更多的应用和创新。

二、传感器技术1. 传感器的基本概念和分类传感器是一种可以感知和采集物理量或化学量的变化并将其转换为可用电信号的设备。

按照测量物理量分类，传感器可分为：力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、光电传感器等。

2. 传感器的工作原理传感器的工作原理主要取决于其测量物理量的不同。

常见的传感器工作原理有：电压、电流、电阻、电容、电磁感应等。

3. 传感器的特性和性能指标传感器的特性和性能指标包括：静态特性（灵敏度、线性度、分辨率、稳定性）、动态特性（响应时间、过载能力、动态误差）以及环境适应能力（温度、湿度、抗干扰能力）等。

《机电一体化系统设计》试题及答案一、填空(每空2分，共20分)1.机电一体化产品按用途可以划分为和2．控制及信息处理单元一般由控制计算机、和组成。

3．在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守原则。

4．典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、和等部分构成。

5．传感器的静态特性能数主要有、、迟滞和重复精度。

二、简答题(每题4分，共20分)1．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?2．机电一体化相关技术有哪些? 3．转动惯量对传动系统有哪些影响?4．简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。

5．简述A／D、D／A接口的功能。

三、分析题(20分)1．已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统巾的哪一个基本要素?2．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?四、计算题(24分)1．如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=50kg负载力为F1＝1000N，最大加速度为10m／s2’，丝杠直径为d＝20mm，导程t＝4mm，齿轮减速比为i=5，总效率为ŋ=30％，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩。

2．已知某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动，已知工作台的行程L=250mm，丝杠导程t＝4mm，齿轮减速比为i=5，要求工作台位移的测量精度为o．005mm(忽略齿轮和丝杠的传动误差)。

(1)试采用高速端测量方法，确定旋转编码器的每转脉冲数‘(2)若将传感器与丝杠的端部直接相连，n。

=500脉冲／转的旋转编码器是否合用。

五、综合题(16分)已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自由度的驱动系统如图所示，确定整系统的控制方案、画出控制系统原理图。

(至少提出两个方案)答案及评分标准(供参考)一、填空[每空2分，共20分)1.办公机电一体化产品产业机电一体化产品民用机电一体化产品2．控制软件硬件接口3．前小后大4．电源输入／输出接口5．灵敏度线性度二、简答题(每题4分，共20分)1．答：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。

1、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。

2、机电一体化包含机电一体化技术和机电一体化产品(系统)两层含义。

3、4、广义的接口功能有两种，一种是输入/输出；另一种是变换、调整。

5、接口性能就成为综合系统性能好坏的决定性因素。

6、根据接口的变换、调整功能，可将接口分成以下四种：零接口、无源接口、有源接口、智能接口。

7、根据接口的输入／输出功能，可将接口分成以下四种：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。

8、机电一体化系统(产品)的主要特征是自动化操作。

9、现代计算机设计方法：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。

10、与一般机械系统相比机电一体化系统要求：响应要快、稳定性要好。

11、为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，主要从以下几个方面采取措施：1) 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件、2) 缩短传动链、3) 选用最佳传动比、4) 缩小反向死区误差、5) 改进支承及架体的结构设计以提高刚性。

12、常用的机械传动部件：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；主要功能：传递转矩和转速。

特点：传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大。

13、丝杠螺母机构分为：滑动摩擦机构和滚动摩擦机构。

其中滑动摩擦机构具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低（30%~40%）；而滚动摩擦机构摩擦阻力矩小、传动效率高（92%~98%）。

14、我国生产的滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧型和双圆弧型。

15、滚珠丝杠副的特点：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，但不能自锁，具有传动的可逆性。

16、接触角一般为45度，并随载荷大小的变化而变化，且滚道圆弧半径R稍大于滚珠圆弧半径rb，成型简单，加工精度较高。

17、滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。

《机电一体化系统设计基础》期末复习一．单选题1.机电一体化技术是以( C)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.微电子 C 机械 D.软件2. 导程Lo = 8 mm 的丝杠的总质量为6kg ，标称直径为4 0 mm ，则其转动惯量为(A)kg. mm2A.1200B.480c. 120D.483. 某机电一体化系统需要消除斜齿轮传动的齿侧间隙，采取(D)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. 下列哪项指标是传感器的动态特性? (D )。

A. 量程B.线性度 c.灵敏度D. 幅频特性5. 在开环控制系统中，常用(B )做驱动元件。

A. 直流伺服电动机B. 步进电动机C. 同步交流伺服电动机D. 异步交流伺服电动机6. HRGP-1A 喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的(B )。

A. 能游、部分B.传感部分C. 控制器D.执行机构7.机械系统的刚度对系统的动态特性主要影响表现为(B )等方面。

A. 固有频率、响应速度、惯量B. 固有频率、失动量、稳定性C. 摩擦特性、响应速度、稳定性D.摩擦特性、失动量、惯量8. 多级齿轮传动中，各级传动比相等的分配原则适用于按(C )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)9. 幅频特性和相频特性是模拟式传感器的(B )。

A.静态特性指标B.动态特性指标C.输人特性参数D.输出特性参数10. 半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(D)。

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11. 步进电机转角的精确控制是通过控制输入脉冲的(B )来实现的。

机电一体化系统设计考点总结第一章概论系统从广义上可以定义是两个或两个以上事物组成相互依存，相互作用，共同完成某种特定功能或形成某种事物现象的一个统一整体的总称。

机电系统是机与电的组合系统，特别是精密机械与微电子的综合集成系统。

对于实际应用，系统一般可以定义为任何事物存在某种因果关系的一组物理元件。

其因称为激励或输入，其因果叫作响应或输出。

描述决定系统输入与输出之间关系的数学方程式，称为系统的数学模型。

机电一体化是微电子技术，信息化技术的快速发展并向传统机械产品渗透与融合的结果。

所有的机电一体化产品，例如数控机床，传真打印机.....以及这些产品的集成体，都可称为机电一体化系统。

机电一体化系统已被广泛应用于工厂自动化，办公自动化，家庭自动化以及社会服务自动化（所谓4A革命）。

典型机电一体化系统有以下几种形式：1.机械手关节伺服系统2.数控机床3.工业机器人4.自动导引车5.顺序控制系统6.数控自动化制造系统7.微机电系统系统结构与模块：1.机械受控模块（机械受控模块又称为执行模块，其主要功能是承载，传递力和运动，如改变速度，远距离动作，力的放大和反馈，速度和力的参数调节，同步传动和传送物料等。

）2.测量模块（采集有关系统状态和行为的信息，它由传感器，调理电路，变换电路等组成。

）3.驱动模块（在系统中的作用是提供驱动力改变系统包含速度和方向的运行状态，产生所希望的运动输出。

）4.通信模块（传递信息，实现系统内部，外部，进程和远程通信。

实现方法有有线和无线）5.微计算机模块（微计算机模块在系统中处理负责由测量模块和接口模块技工的信息。

）6.软件模块（包括系统操作指令和预先定义的各种算法。

）7.接口模块（主要用于各级之间的信息传递。

）设计依据与评价标准：1.系统功能2.性能标准3.使用帮助4.社会经济效益设计思想与方法：1.系统的设计思想2.机和电融合的设计思想3.注重创新的设计思想设计过程：1市场调研，需求分析和技术预测2.概念设计3.可行性分析4.编制设计任务书5.初步设计------方案设计6.方案设计评估与优化7.详细设计和参数核算8.完成全部设计文件第二章机械受控模块1机械传动主要有齿轮，蜗杆传动，丝杠螺母传动和谐波传动三种形式。

《机电一体化系统设计》复习题一、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。

机电一体化系统设计重点知识总结机电一体化系统是将机械、电子和自动控制技术相结合的一种综合性系统，可以实现多种功能的集成控制和智能化运行。

机电一体化系统设计的重点知识包括机电元件的选择、系统集成、控制方法和系统可靠性等方面。

本文将从以上几个方面总结机电一体化系统设计的重点知识。

首先是机电元件的选择。

机电一体化系统中的机电元件包括传感器、执行器、电机、电器设备等，这些元件的选择对系统的性能和可靠性有着重要影响。

在选择传感器时，需要考虑其测量范围、准确度、响应时间等参数，并确保其适用于具体的应用环境。

对于执行器的选择，需要考虑其输出力矩或推力、效率、响应速度等参数，并根据具体的应用需求选择合适的类型和规格。

电机的选择需要考虑功率、转速、效率等参数，并根据负载特点和控制要求选择合适的类型和规格。

电器设备的选择需要考虑电压、电流、开关能力等参数，并确保其与其他机电元件的兼容性。

其次是系统集成。

机电一体化系统的设计需要将机械、电子和自动控制技术相结合，实现各个元件之间的协调工作。

在系统集成的过程中，需要考虑如何实现机械传动和电气控制的协调工作，如何实现数据的采集和处理，如何实现各个元件之间的通信和协同工作等。

在实际设计过程中，需要根据具体的应用需求选择合适的通信协议和控制算法，并进行系统级的集成与测试，确保各个子系统之间的协调工作和整体性能。

第三是控制方法。

机电一体化系统的控制方法有很多种，常见的有PID控制、模糊控制、神经网络控制、自适应控制等。

在选择控制方法时，需要根据具体的应用需求和控制要求，综合考虑系统性能、响应速度、稳定性和抗干扰能力等因素。

在实际设计过程中，需要对系统进行建模和仿真，优化控制算法的参数，以提高系统的性能和稳定性。

最后是系统可靠性。

机电一体化系统的可靠性与系统的设计、部件的选择和制造过程等密切相关。

在系统设计阶段，需要进行可靠性分析，识别和评估系统潜在的故障模式和失效机制，采取相应的措施来提高系统的可靠性。

中国石油大学（北京）远程教育学院《机电一体化系统设计》期末复习题第一章绪论判断（A对，B错）1.工业三要素是资金、人才、技术。

2.机电一体化系统的执行机构功能是主操作功能。

答案：B A单选1、机电一体化系统机械本体的功能是（）A执行机构B动力源C固定其它部件D主操作功能2、下列哪一项是机电一体化的特性。

A装置的控制属于强电范畴B自动信息处理C支撑技术是电工技术D以机械联结为主3、机电一体化系统的主要构成装置不包含以下哪一项（）A电子装置B控制装置C驱动装置D机械装置答案：C B A问答题1、在机械工业中微电子技术应用有哪些方面，及其对机电一体化产品设计的意义？1)对机器或机组系统运行参数进行巡检传感或控制2)对机器或机组系统工作程序的控制3)用电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能，简化产品的机械结构4)节约材料5)节能降耗对机电一体化产品设计的意义表现在：功能模块化；封装模块化；电路（板）器件微型化；可靠性高；抗干扰能力强；结构一体化；机电产品体小、性优、价廉。

2、机电一体化系统的主功能组成是那些？物质、能量、信息（工业三要素）的变换（加工处理）、传递（移动、输送）、储存（保持、积蓄、记录）3、机械电气化与机电一体化的区别机械电气化–很少考虑电器与机械的内在联系；根据机械要求选用电气传动–机械电气界限分明，以机械联结为主，装置是刚性的–装置的控制属于强电范畴，支撑技术是电工技术（电磁学，输配电）机电一体化产品的新功能、智能化进步：自动检测，自动显示，自动记录，自动信息处理，自动调节控制，自动诊断，自动保护4、简要说明机电一体化系统组成要素及其功能？五个方面，各组成及功能分别是：机械本体(构造功能:固定其它部件)；执行机构(主操作功能)；驱动部件(动力功能)；传感部件(信息检测)；控制部分(信息处理及控制)56、机电一体化的关键支撑技术有哪些？它们的作用如何？系统论、信息论、控制论是理论基础和方法论，具体来说有六个方面的关键技术：检测传感技术：是自动化、智能化、闭环控制基础信息处理技术：控制的基础,处理速度,可靠抗干扰自动控制技术：核心是计算机控制,关系着系统的静动特性和稳定性伺服传动技术：动力和运动控制实现包括电,液,气的伺服传动技术精密机械技术：基础技术涉及产品部件的模块化标准化规格化表现为减轻重量，缩小体积，提高精度，改善性能，提高可靠性系统总体技术：包括总体设计和接口设计；涉及到产品的功能分解与技术实现、系统总体综合与接口技术第二章系统总体设计判断（A对，B错）1、产品的功能、原理、结构设计，是机电一体化产品概念设计的核心内容。

机电一体化系统设计重点知识总结机电一体化系统设计重点知识总结1、机电一体化系统的组成要素及其功能。

机械单元：构造功能、动力单元：驱动功能、传感单元：检测功能、控制单元：控制功能、执行单元：执行功能。

机电一体化的定义：机电一体化是一种技术，是机械工程技术吸收微电子技术、信息处理技术、控制技术、传感技术等融合而成的一门新技术。

机电一体化系统的类型：开发型，变异型，适应型。

滚珠丝杠中滚珠的循环方式：内循环，外循环。

直齿圆柱齿轮传动机构消除侧隙的方法：偏心套轴调整，双片薄齿轮错齿调整。

典型的负载特性有：恒转矩，恒功率，转速函数型。

机械传动结构中常用的线性环节有：齿轮，带传动。

2、机电一体化中的接口的种类和作用。

答：机械接口，物理接口，信息接口，环境接口作用：用于机电一体化系统的组成要素之间进行物质、能量和信息的传递和交换。

3、机电一体化的相关技术：机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、检测传感技术、系统总体技术。

列举一种机电一体化产品的应用实例，并分析各产品中相关技术应用情况。

例如：数控机床是一种机电一体化产品，它的机械技术主要来源于传统机床，就是执行各种加工零件的动作，它的信息处理技术，主要是对数控加工程序进行处理，然后发出指令，为保证加工精度，也采用伺服传动系统。

4、机电一体化系统原理方案设计的步骤和方法：创造性方法、功能分析设计法、商品化设计思想及方法、评价与决策方法、变型产品设计中的模块化方法和相似产品系列设计方法等。

5、机电一体化系统原理方案设计的功能分析法是从系统功能出发，通过技术过程的分析，确定技术系统的效应，然后寻找解决的途径，其步骤与方法如下图所示：6、机电一体化系统结构方案设计遵循的基本原理和原则:运动学设计原理、平均效应原理、阿贝误差原理、基准重合原则、最短传动链原则、“三化”原则6.机电一体化系统结构方案设计的设计基本原理:任务分配原理、自补偿原理、力传递原理、变形协调原理、力平衡原理、等强度原理、稳定性原理、降低噪声原理和提高精度原理。

名词解释1. 测量灵敏度 3. 压电效应动态误差 5. 传感器6、线性度7、伺服控制系统8、三相六拍通电方式9、传感器10、系统精度11.机电一体化12.自动控制13.开环控制系统14.逆变器15. PWM 16柔性制造系统17、静态设计18、系统软件19、感应同步器20 伺服控制21闭环控制系统22 逆变器23 SPWM 24.分辨力25. 永磁同步电动机26. 复合控制器27检测传感器28伺服电动机29静压轴承30静压导轨31屏蔽32 直接存储器存取（DMA）33、中断34、共模干扰35、伺服控制技术36、串行通信37 变频调速38. FMS 39. 响应特性40. 敏感元件41. 压电效应42. 单片机43. I/O接口44. I/O通道45. 并行通信46、伺服控制47、闭环控制系统 48、人机接口填空题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. 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______________________________________________ _______。

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《机电一体化系统设计基础》题库及答案一一、单选题（每小题3分，共24分）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．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．HRGP-1A喷漆机器人中的乎部属于系统中的( )。

A．能源部分 B．测试传感部分C．驱动部分 D．执行机构二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分）9．机电一体化是一个新兴的交叉学科，是机械和微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。

1、什么是机电一体化？机电一体化系统的功能构成和定义是什么？机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化系统的功能构成：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。

机械本体：系统所有功能元素的机械支持结构，包括机身、框架、联接等。

动力与驱动部分：按照系统控制要求，为系统提供能量和动力使系统正常运行。

执行机构：根据控制信息和指令，完成要求的动作。

传感测试部分：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，变成可识别信号，传输到信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。

控制及信息处理部分：将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令控制整个系统有目的地运行。

2、简要叙述机电一体化系统的共性关键技术。

机械设计技术、计算机与信息处理技术、系统技术、自动控制技术、传感与检测技术、伺服传动技术3、试举出十例典型的机电一体化产品。

数控机床、工业机器人、发电机控制系统、全自动洗衣机、线切割机、电火花加工机床、超声波加工机、激光测量仪、自动探伤机、CT扫描诊断机、自动售货机、传真机、录音机、复印机、磁盘存储器。

4、常用的机械传动机构有哪些？各有何特点？传动机构种类：齿轮传动副、滚珠丝杠副传动系统、同步齿形带、谐波齿轮减速器、软轴传动、联轴器、滚珠花键等机构。

滚动丝杠副的特点：（1）传动效率高、摩擦损失小。

（2）定位精度高，刚度好。

（3）运动平稳，无爬行现象，传动精度高。

（4）运动具有可逆性。

（5）磨损小，使用寿命长。

（6）制造工艺复杂。

（7）不能自锁。

同步带传动的特点（1）能方便地实现较远中心距的传动；（2）工作平稳，能吸收振动；（3）不需要润滑，耐油、水、耐高温，耐腐蚀，维护保养方便；（4）强度高，厚度小，重量轻；（5）中心距要求严格，安装精度要求高；（6）制造工艺复杂，成本高。

三一文库（）*电大考试*名词解释1. 测量灵敏度 3. 压电效应动态误差 5. 传感器6、线性度7、伺服控制系统8、三相六拍通电方式9、传感器10、系统精度11.机电一体化12.自动控制13.开环控制系统14.逆变器15. PWM 16柔性制造系统17、静态设计18、系统软件19、感应同步器20 伺服控制21闭环控制系统22 逆变器23 SPWM 24.分辨力25. 永磁同步电动机26. 复合控制器27检测传感器28伺服电动机29静压轴承30静压导轨31屏蔽32 直接存储器存取（DMA）33、中断34、共模干扰35、伺服控制技术36、串行通信37 变频调速38. FMS 39. 响应特性40. 敏感元件41. 压电效应42. 单片机43. I/O接口44. I/O通道45. 并行通信46、伺服控制47、闭环控制系统 48、人机接口填空题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. 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_________________________ _________________。

三一文库（）*电大考试*机电一体化定义:利用电子技术传感器，控制论，计算机使机械系统达到柔性化和智能化的技术,涵义是指机械和电子的集成技术，是微电子技术，信息技术的快速发展并向传统机械产品渗透和融合的结果.4A革命:工厂自动化、办公自动化、家庭自动化、社会服务自动化。

典型的机电一体化系统：伺服系统，数控机床，工业机器人，顺序控制系统，自动导引车，数控自动化系统。

线性系统：输入和输出满足线性叠加原理的系统。

数学模型中所有的系数与时间无关的的常量系统称为定常系统。

伺服系统是一种反馈控制系统，它的受控变量是机械运动，如位置、速度及加速度。

数控系统是一种利用预先决定的指令控制一系列加工作业的系统。

机电一体化机械系统应具有良好的伺服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻尼合理，刚度大，抗振性好，间隙小，并满足小型、轻量等要求。

机电一体化系统设计过程包括哪些内容市场调研概念分析可行性分析编制设计任务书，初步设计方案设计评级与优化详细设计和参数计算完成全部设计文件。

机电一体化（mechatronics）、开环搬运机器人（PNP）、点位式工业机器人（PTP）、连续路径工业机器人（CP）、自动导引车（AGV）、柔性制造系统：将计算机数控机床、工业机器人以及自动导引车连接起来的系统（FMS）、计算机集成制造系统：它通过计算机网络，将计算机辅助设计、……辅助规划及……辅助制造，统一连接成一个大系统，实现全厂自动化。

（CIMS）、微机电系统:（MEMS）机电一体化系统模块：机械受控模块、测量模块、驱动模块、控制模块（又由通信模块、微计算机模块、软件模块、接口模块组成）。

微计算机模块：负责处理由测量模块和接口模块提供的信息。

机电一体化产品设计中需要贯彻整体系统设计思想、机和电融合的设计思想和注重创新的……用以下思想处理机和电的关系：（1）替代机械系统（极端情况下，机械的功能可以由微处理机和执行器取代，从而使机械产品变成电子产品）。