机电一体化复习答案

《机电⼀体化系统设计》期末复习题及答案单选 (6)问答题 (12)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？ (12)2、机电⼀体化系统的主功能组成是那些？ (12)3、机械电⽓化与机电⼀体化的区别 (12)4、简要说明机电⼀体化系统组成要素及其功能？ (12)5、传统机电产品与机电⼀体化产品的主要区别表现哪些⽅⾯？ (12)6、机电⼀体化的关键⽀撑技术有哪些？它们的作⽤如何？ (13)1、试论述机电⼀体化产品的概念设计步骤及过程？ (13)2、产品的性能要求分类有哪些？简要分类说明。

(13)3、什么是机电⼀体化产品概念设计的核⼼内容？ (14)4、机电产品设计有哪些类型？试简要说明？ (14)5、简述产品功能、⾏为和结构及其建模之间的关系？ (14)6、传统机电产品设计与机电⼀体化产品设计的主要区别 (14)7、试论述机电⼀体化功能设计的思想⽅法和特点？ (14)8、简要说明机电⼀体化系统基本功能元的组成内容？ (15)9、机电⼀体化的现代设计⽅法的有何特点？ (15)10、优化设计的原理⽅法？ (15)11、简要说明可靠性的原理及其设计⽅法？ (15)1.机电⼀体化系统中的机械系统主要包括哪⼏部分？ (15)2、滚动导轨预加负载的⽬的是什么？常⽤⽅法有哪些？ (16)3、试述导轨的主要作⽤，导轨副的组成种类及应满⾜的要求？ (16)4、滚珠丝杠副的组成及特点有哪些？ (16)5、谐波齿轮传动有何特点？基本组成有哪些部件？ (16)6、什么是低速爬⾏？造成的原因是什么？ (16)7、机电⼀体化机械传动系统设计的特点？ (16)1.某交流感应电动机，正常⼯作时实际转速1350r/min，电源频率50Hz，其转差率是多少？ (17)2、已知某⼯作台采⽤步进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=5，2/4相步进电机的步进⾓为1.8°，半步细分驱动时的⼯作台位移的脉冲当量为多少？ (17)3、感应电动机可采⽤什么调速⽅法？ (17)4、对电机进⾏闭环控制中，适合采⽤跟踪型PWM控制的物理量是什么？跟踪型PWM有何特点？ (17)5、半闭环伺服结构的有什么特点？ (17)6、电液⽐例阀是怎样实现调节的？ (17)7、液压调节系统有哪些？ (17)8、开环控制系统中，多采⽤什么类型驱动电机？有什么特点？ (17)9、液压伺服有何特点？ (18)10、计算题(15分)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＝800N，最⼤加速度为8m／s2，丝杠直径为d＝20mm，导程t＝5mm，齿轮减速⽐为i=6，总效率为?=30％，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动⼒矩。

机电一体化试题及答案一、选择题1.机电一体化是指（）。

A.机械和电气之间具有密切联系B.机械和电气之间没有联系C.机械和电气之间相互独立D.机械和电气之间具有不存在的联系答案：A2.机电一体化的优势包括（）。

A.提高生产效率B.节约能源C.减少人力成本D.增加设备的寿命E.提高产品质量答案：A、B、C、E3.以下哪项不是机电一体化技术的应用领域？A.汽车制造B.航空航天C.电力系统D.农业生产答案：D二、填空题1.机电一体化技术的发展可以为传统制造企业带来（）。

答案：转型升级2.机电一体化的核心是（）。

答案：信息集成三、问答题1.请简述机电一体化技术在制造业中的作用。

答：机电一体化技术将机械和电气两个领域相结合，通过信息集成和智能控制实现高效生产。

它可以提高生产效率，节约能源和人力成本，并且提高产品质量。

机电一体化技术的发展可以帮助传统制造企业实现转型升级，提升竞争力。

2.请列举几个机电一体化技术的应用案例。

答：机电一体化技术广泛应用于各个领域，比如汽车制造、航空航天、电力系统等。

以汽车制造为例，机电一体化技术可以实现自动化生产线，提高生产效率和产品质量；在航空航天领域，机电一体化技术可以实现高精度控制，提高飞行安全性；在电力系统中，机电一体化技术可以实现智能化管理和优化调度，提高能源利用效率。

四、综合题某制造企业打算引入机电一体化技术来提升生产效率和产品质量。

请列举该企业引入机电一体化技术可能遇到的问题，并提出解决方案。

问题：1.技术难题：企业可能缺乏专业的机电一体化技术人才，导致技术应用受限。

2.成本问题：引入机电一体化技术需要投入大量资金，企业担心投资回报周期长。

3.人员培训：现有员工对机电一体化技术了解有限，需要进行培训和教育。

解决方案：1.合作与共享：企业可以与专业机电一体化技术公司合作，共享技术人才和资源。

2.市场前景分析：企业可以进行市场研究，评估机电一体化技术在该行业的应用前景和潜在收益，以便更好地制定投资计划。

<机电一体化复习题>一.填空1. 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 传动机构 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等；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。

11. 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。

19、压电式加速度传感器中压电元件变形后所产生的 电荷量 与加速度成正比。

20、若max ∆是传感器的最大非线性误差、FS y 为输出量的满刻度值，则传感器的线性度可表示为max ∆∕FS y 。

机电一体化复习题库（含答案）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。

目录机电一体化复习题 (2)机电一体化复习题参考答案 (7)机电一体化技术试题 (13)答案及评分标准 (17)机电一体化复习题 (21)一、名词解释 (22)二、填空题 (23)三、简答题 (24)四、选择题。

（无答案） (27)五、应用题 (30)《机电一体化技术》试卷（一） (32)《机电一体化技术》试卷（一）答案 (35)《机电一体化技术》试卷（二） (38)《机电一体化技术》试卷（二）答案 (41)《机电一体化技术》试卷（三） (45)《机电一体化技术》试卷（三）答案 (49)《机电一体化技术》试卷（四） (52)《机电一体化技术》试卷（四）答案 (54)《机电一体化技术》试卷（五） (58)《机电一体化技术》试卷（五）答案 (60)机电一体化系统设计试题 (66)一、填空题（每空1分，共20 分） (66)二、简答题（每题5分，共30 分） (66)三、计算题（共20 分）（将本题答案写在答题纸上） (67)四、综合分析题（共30 分） (67)机电一体化系统设计试题答案 (68)一、填空题（每空1 分，共20 分） (68)二、简答（每题5 分，共30 分） (68)三、计算题（共20 分） (69)四、综合分析题（30 分） (69)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 SPWM6 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。

（V ）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。

（x ）4 异步通信是以字符为传输信息单位。

（V ）5 同步通信常用于并行通信。

（x ）6 无条件I/O 方式常用于中断控制中。

（x ）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（V）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（V ）（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（V）（4）温度误差是影响传动精度的因素（V）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。

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。

机电⼀体化复习题含答案⼀、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。

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。

一、填空题（20×1′＝20′）1、目前世界上普遍认为机电一体化有两大分支，即生产过程的机电一体化和机电产品的机电一体化。

2、信息技术主要包括计算机技术、控制技术和通信技术。

3、传感器被列为六大核心技术之一，也是现代信息技术的三大基础之一，其主要组成有以下三个部分：敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。

4、谐波齿轮传动机械系统中，设柔轮为固定件，波发生器为输入，刚轮为输出，则包含输入与输出运动方向关系在内的传动比计算式为。

5、PLC系统中的存储器，主要用于存放：系统程序、用户程序和工作状态数据。

6、可编程控制器按照结构分类可分为：箱体式和模块式两大类。

7、从机电一体化产品及机器人系统角度看，传感器按作用可分为检测内部状态信息的内部传感器和检测外部环境状态的外部信息传感器。

8、可编程控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。

9、并行口8155内部集成有 256 字节的RAM，集成有 3 个I/O接口和 1 个14 位的定时/计数器。

10、机电一体化技术又称机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术的有机结合产物。

11、机器人集中了机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制理论以及人工智能等多学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。

二、选择题（10×2′＝20′)1、对于机电一体化系统的涵义，至今还有不同的认识。

但对机电一体化的本质特性认为是一个（②）①计算机系统②机械系统③传感系统④电气系统2、ADC0809时钟输入的最高频率是（②）①2MHz ②640kHz③64kHz ④6MHz3、机电一体化技术是各种技术相互渗透的结果，下列技术不属于其主要相关技术的是（④）①机械技术②检测传感技术③自动控制技术④多媒体技术4、爬行是影响进给精度的主要因素。

为了提高进给精度，必须消除爬行现象，主要应采取措施，不正确的是（③）①提高传动系统的刚度②尽量缩短传动链，减小传动件数和弹性变形量。

机电一体化复习题附答案精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】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<s<2B.0<s 1C.-1<s<1D.-1<s<03.PWM指的是（C）。

A.机器人B.计算机集成系统C.脉宽调制D.可编程控制器4. PD称为（ B ）控制算法。

A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（ A ）方法实现。

A.插补B.切割C.画线D.自动四、填空题1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。

2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。