《机电一体化系统设计》 期末复习题及答案

《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。

【国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2025期末试题及答案（试卷号：1118）】国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2025期末试题及答案（试卷号：1118）一、单选题（每小题3分，共24分）1．以下产品属于机电一体化产品的是()。

A．游标卡尺B．移动电话C．全自动洗衣机D．非指针式电子表2．影响机电一体化系统中传动机构动力学特性的因素不包含下列哪项？()A.负载B．系统惯性C．传动比D．固有频率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．以下可实现交流伺服电动机调速的方法是()。

A．改变供电电压的大小B．改变电动机的供电频率C．改变三相电压的相位差D．改变电动机转子绕组匝数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．平行结构C．星形结构D．环形结构8．HRGP-1A喷漆机器人中的手部属于系统中的()。

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．机电一体化是以数学和物理学为主的多门学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。

()10.机电一体化机械系统中齿轮传动的啮合间隙会造成一定的传动死区，若在闭环系统中传动死区还可能使系统以1～5倍的频率产生低频振荡。

()11．机电一体化系统中机械部件产生振动时，系统中阻尼越大，最大振幅越小，且衰减越快，适当的阻尼可以提高系统的稳定性。

国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2023-2024期末试题及答案（试卷代号：1118）2021年7月一、单选题（每小题3分，共24分）io以下不属于机电一体化系统主要功能的是（）。

A.控制功能B.检测功能C.计算功能D.动力功能2.为了提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应该（）oA.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3.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线数为100线/mm,当经四倍细分后记数脉冲为400时，光栅位移是（）mm。

A.1B.2C.3D.44.以下不能实现交流异步伺服电动机调速的方法是（）。

A.改变电动机的转差率B.改变供电电压的大小C.改变电动机的供电频率D.改变电动机定子极对数5.在机电一体化系统设计开发过程中，需要根据系统功能要求编写（），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6.机电一体化产品设计的第一道工序和概念设计的出发点是（）。

A.结构分析B.功能分析C.工艺分析D.流程分析7.含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是（）oA.零接口B.被动接口C.主动接口D.智能接口8.HRGP-1A喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的（）。

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X,每题3分，共30分）9.机电一体化产品具有“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。

（J）10.产品的零部件和装配精度高，系统的精度一定就高o（X）11 .采用虚拟样机代替物理样机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，提高而向客户与市场需求能力。

（X）12.传感器的敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。

（"）13.迟滞是传感器的一种静态误差，是由于在传感器的正反行程中的输出输入特性曲线不重合引起的。

第一套题判断题（共14题，共28分）1. 安全可靠性高是机电一体化产品与传统机电产品相比唯一具有的优越性。

T √F ×参考答案：F；考生答案：F；试题分数：2；考生得分：22. 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。

T √F ×参考答案：F；考生答案：F；试题分数：2；考生得分：23. 在滚珠丝杠机构中，一般采取双螺母预紧的方法，将弹性变形控制在最小限度内，从而减小或部分消除轴向间隙，从而可以提高滚珠丝杠副的刚度。

T √F ×参考答案：T；考生答案：F；试题分数：2；考生得分：04. 敏感元件不可直接感受被测量，以确定关系输出某一物理量，如弹性敏感元件将力转换为位移或应变输出。

T √F ×参考答案：F；考生答案：T；试题分数：2；考生得分：05. 传感器的输出信号为开关信号（如光线的通断信号或电触点通断信号等）时的测量电路称为开关型测量电路。

T √F ×参考答案：T；考生答案：T；试题分数：2；考生得分：26. D/A转换就是指模数转换。

T √F ×参考答案：F；考生答案：F；试题分数：2；考生得分：27. 伺服电机的驱动电路就是将功率信号转换为控制信号，为电机提供电能的控制装置。

T √F ×参考答案：F；考生答案：T；试题分数：2；考生得分：08. 在机电一体化系统驱动装置中，反馈通道上环节的误差与输入通道上环节的误差对系统输出精度的影响是不同的。

T √F ×参考答案：F；考生答案：T；试题分数：2；考生得分：09. 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。

T √F ×参考答案：T；考生答案：T；试题分数：2；考生得分：210. 球坐标式机器人。

球坐标式机器人具有一个转动关节和二个移动关节，具有三个自由度。

机电⼀体化系统设计期末习题题⽬练习机电⼀体化系统设计期末复习题⼀、选择题（每题2分，共50分）1.那些不是结构型传感器A.弹簧管B.双⾦属⽚C.⽔银温度计D. 电感电容2.那些不是物理型传感器的特点A.⽆中间转换机构B.固体传感C.集成D.体积⼤3.哪⼀项不是传感器指标A.类型B. 容量C.体积 B.线性度4.下列哪项对热电偶的说法不正确A.不能测量绝对温度B.利⽤的是温差效应C.铂电阻属于热电偶D.需要冷端补偿5.传感器的环境参数不包括什么A.环境温度B.湿度C.冲击D.噪⾳6.传感器的基本性能参数不包括什么A.量程B. 灵敏度C.动态特性D.尺⼨7.半闭环伺服结构的特点不包括：8.际转速1350r/min、电源频率50Hz的交流感应电动机，其转差率是多少？A.0.05B.0.1C.0.15D.0.29.某步进电动机三相单三拍运⾏时步距⾓为3°，三相六拍运⾏时步距⾓是多少？A. 3°B. 6°C. 2°D.1.5°10.采⽤PWM驱动系统的优点不包括A.频率⾼、频带窄B.电流脉动⼩C.电源的功率因数⾼D.动态硬度好11.设丝杠导程5mm，2/4相步进电机的步距⾓为1.8度，半步驱动时的脉冲当量为多少？A. 0.00625mmB.0.0125mmC.0.025mmD.0.05mm12.下列哪⼀项不是机电⼀体化系统的主要构成装置A.电⼦装置B.控制装置C.驱动装置D.机械装置13.下列把⼀项是出现低速爬⾏现象不稳定的主要原因A.电压不稳定B.⾮线性摩擦⼒C.负载扭矩不稳定D.润滑不良14.滚动导轨预加负载的⽬的是什么A.防⽌超速15.哪项不是滚珠丝杠副的主要尺⼨参数A.公称直径B.长度C.导程D.⾏程16.哪项不是机械传动要满⾜伺服控制的主要要求A.传动精度B.寿命长C. 稳定性D.快速响应性17.下列哪⼀项属于变异性设计A.没有参照样板的设计B.根据故障查找故障原因C.部更改，适应性变动D.适应于量的⽅⾯变更要求，⽅案功能结构不变18.哪项不是机电⼀体化产品概念设计的核⼼内容A.功能B.原理C.结构D.模式19.传统的机电产品的设计注重A.安全系数设计B.功能设计C.机械设计D.电路设计20.PI称为（）控制算法。

机电一体化期末试题及答案导言：机电一体化是指将机械和电气控制技术相结合，实现自动化控制和智能化运行的工程技术领域。

本文将为大家提供一份机电一体化期末试题及答案，帮助大家加深对该领域知识的理解和掌握。

一、选择题（共30题，每题2分，共60分）1. 机电一体化的主要目的是：A. 提高生产效率B. 降低生产成本C. 增加产品质量D. 以上皆是2. 下列哪个不属于机电一体化中的机械部分：A. 传感器B. 驱动装置C. 机械结构D. 运动控制器3. 以下哪种是机电一体化中常见的传感器类型：A. 光电传感器B. 温度传感器C. 压力传感器D. 以上皆是4. 机电一体化中常用的自动控制设备是：A. 电机B. PLCC. 电工元件D. 电缆5. 机电一体化中的“电气”是指：A. 电机和电缆B. 电器和电缆C. 电子和电气设备D. 电机和电气设备......二、填空题（共10题，每题5分，共50分）1. 机电一体化是一种将机械和电气控制技术________的工程技术领域。

2. 机电一体化的发展可以提高生产效率、降低生产成本，并增加产品________。

3. 机械部分是机电一体化的________，包括传动机构、机械结构等。

4. 传感器是机电一体化中的重要组成部分，常见的传感器类型包括光电传感器、温度传感器、________等。

5. PLC是机电一体化中常用的自动控制设备，全称为可编程逻辑________。

......三、简答题（共5题，每题10分，共50分）1. 请简要描述一下机电一体化的应用领域。

2. 机电一体化的优势是什么？3. 请简述传感器在机电一体化中的作用和原理。

4. PLC是机电一体化中常见的自动控制设备，请简单介绍其工作原理。

5. 请列举一些典型的机电一体化案例，并描述其实际应用场景。

四、综合题（共1题，30分）机电一体化是推动现代工业发展的重要技术之一。

以某汽车制造企业为例，分析并设计一个实施机电一体化的方案，可以包括如下内容：1. 企业当前的生产情况和面临的问题；2. 机电一体化在汽车制造中的应用和优势；3. 针对企业的具体情况，提出一个机电一体化方案，包括所需的设备和技术，并描述其实施步骤；4. 分析该方案对企业生产效率、成本和产品质量的影响。

《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。

试卷(一)一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量2.灵敏度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器二、填空题（每小题2分，共20分)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_____________________________________________________。

9. 复合控制器必定具有__________________________________。

10. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。

三、选择题（每小题2分，共10分）1. 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ts ( )A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统弹簧—阻尼系统 D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数( )A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 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( )A. 单片机B. 2051C. PLC5、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（）等个五部分。

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》期末复习题及答案一、单选题1.机电一体化系统中，控制对象仅作简单的单一运动时，宜采用（）。

A.机械控制系统B.液压或气压控制系统C.微机伺服控制系统D.组合机构系统答案:A.2. CNC 系统的插补运算属于（）。

A.路径控制B.点到点控制C.直线运动控制D.曲线运动控制答案:A.3.下列滤波方法类似于RC低通滤波电路的是（）。

A.算术平均滤波B.平滑滞后滤波C.中值滤波D.限幅滤波答案:B.4.开放系统互联参考模型OSI共分为（）。

A. 3层B. 4层C. 6层D. 7层答案:D.5.已知双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200, 刚轮齿数 Z2=202，波发生器的转速nH=600r/min。

若刚轮固定，则柔轮转速为（）。

A.6r/minB.-6r/minC.5.94r/minD.-5.94r/min答案:B.6.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:A.7.下列哪一项属于适应性设计A.没有参照样板的设计B.原理不变，改变结构C.局部更改，适应性变动D.适应于量的方面变更要求，方案功能结构不变答案:C.8.机电一体化产品的设计注重A.安全系数设计B.功能设计C.机械设计D.电路设计答案:B.9.机电一体化系统设计中概念设计阶段最终目标是建立在（）的基础上A.结构分析B.功能分析C.系统分析D.总体分析答案:B.10.滚动导轨预加负载的目的是（）。

A.防止超速B.消除间隙C.降低噪音D.提高润滑答案:B.11.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.内循环反向器式答案:D.12.要使一个空间物体定位，需要适当配置几个约束加以限制？A. 3B. 4C. 6D.8答案:C.13.零件设计加工时，以（）为基准，确定零件间的相互位置。

A.设计基面B.工艺基面C.测量基面D.装配基面答案:D.14.以下哪个是以传递运动为主的传动机构？A.螺旋压力机B.机床工作台的进给丝杠C.千斤顶D.螺旋传动机构答案:B.15.数控机床若要求高速快进与单步点动，则伺服系统的调速范围应（）。