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机电一体化技能测试卷一、单选题（每题3分，共30分）1. 机电一体化系统的核心是（）A. 机械本体。
B. 传感器。
C. 控制器。
D. 执行机构。
2. 以下哪种传感器可用于测量物体的位移（）A. 温度传感器。
B. 光电传感器。
C. 压力传感器。
D. 电容式传感器。
3. 在机电一体化系统中，将电能转换为机械能的装置是（）A. 电动机。
B. 发电机。
C. 变压器。
D. 继电器。
4. 机电一体化产品与传统机电产品相比，最大的区别在于（）A. 机械结构更简单。
B. 采用了微处理器和软件技术。
C. 功能更单一。
D. 价格更昂贵。
5. 下列关于PLC（可编程逻辑控制器）的说法错误的是（）A. 可靠性高。
B. 编程简单。
C. 只能进行逻辑运算。
D. 可灵活配置输入输出接口。
6. 机电一体化系统中，用于检测系统运行状态的反馈元件是（）A. 驱动器。
B. 传感器。
C. 控制器。
D. 联轴器。
7. 对于直流电动机，改变其转动方向的方法是（）A. 改变电枢电流方向。
B. 改变励磁电流方向。
C. 同时改变电枢和励磁电流方向。
D. 以上方法都不对。
8. 以下哪种接口不属于机电一体化系统中的常用接口（）A. 人机接口。
B. 机械接口。
C. 生物接口。
D. 电气接口。
9. 在设计机电一体化系统时，首先要考虑的是（）A. 功能要求。
B. 成本预算。
C. 外观设计。
D. 制造工艺。
10. 能将回转运动转换为直线运动的机构是（）A. 齿轮机构。
B. 蜗轮蜗杆机构。
C. 螺旋机构。
D. 带传动机构。
二、多选题（每题5分，共25分）1. 机电一体化系统的基本要素包括（）A. 机械本体。
B. 动力源。
C. 检测与传感装置。
D. 控制与信息处理装置。
E. 执行机构。
2. 传感器的静态特性指标有（）A. 线性度。
B. 灵敏度。
C. 迟滞。
D. 重复性。
E. 漂移。
3. 下列属于机电一体化执行元件的有（）A. 步进电机。
B. 液压马达。
C. 气缸。
机电一体化试题及答案2.理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统。
3.机电一体化界面按enter/。
5.机电组合法。
6.在引进微电子技术的基础上，将机械设备和电子设备与相关软件有机结合。
7.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）：以能源转换为主和以信息转换为主。
8.丝杠螺母机构的基本传动形式包括：螺母旋转、丝杠运动、丝杠固定螺母旋转和运动。
9.内循环和外循环两类。
10.有四种方式：母齿差预紧调整、双螺母垫片预紧调整、弹簧自动调整预紧。
11.双推—自由式。
12.表格。
13.量最小原则、传动精度最优原则等。
14.四种形式。
16.他形式的执行元件。
17.称为：额定转速和额定功率；伺服电机用于调速控制时，应在恒转矩阶段工作。
18.电机三种。
20.决定；通过了进一步提高步进电机的控制精度，可以采用细分电路来提高控制精度。
21.由配电电路、驱动放大电路等组成。
22.统、工业微型计算机控制系统三种。
23.过滤技术24.传感器三种形式。
26.力荷载、内力荷载、弹性荷载、摩擦荷载等。
1.机械传动系统在机电一体化系统（产品）中的基本功能和作用是什么？在机电一体化系统中，机械传动系统的基本功能是传递力/力矩和速度/速度。
它本质上是一个变矩器和变速器。
其功能是在扭矩和速度方面实现致动器和负载之间的合理匹配。
2.简答机电一体化机械传动的主要功能，目的，基本要求。
功能：传递力/扭矩和速度/速度目的：使执行元件与负载之间在转矩和转速方面达到合理的匹配。
基本要求：旋转间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传动扭矩大。
3.机电一体化系统（产品）的机械部分与一般机械系统相比，应具备哪些特殊要求？1.定位精度高。
2.良好的动态响应特性——响应速度快，稳定性好，收敛时间合理。
3.无间隙，摩擦小，惯性小，刚度大。
4.消振频率高，阻尼比合理。
4.简述滚珠丝杠传动装置的组成，结构和应用特点。
滚珠丝杠传动装置由带螺旋槽的螺杆、螺母、滚动体和回球装置组成。
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。
填空题4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。
5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：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。
6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。
7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。
8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。
9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能基础上引入微电子技术，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。
10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）：以能源转换为主和以信息转换为主。
11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式。
12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类；按滚珠的循环方式分为内循环和外循环两类。
13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。
14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推—单推式、双推—双推式、双推—简支式、双推—自由式。
15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。
16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。
17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。
18. 导轨刚度主要指：结构刚度、接触刚度和局部刚度。
19. 机电一体化系统（产品）中，常可选择的执行元件：电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。
20. 电动机的工作特性分为恒转矩工作和恒功率两个阶段，其转折点的转速和功率分别称为：额定转速和额定功率；伺服电动机用于调速控制时，应该工作在恒转矩阶段。
机电专业一体化试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 机电一体化系统的基本组成包括：A. 机械系统B. 电子系统C. 控制系统D. 所有以上选项答案：D2. 下列哪个不是机电一体化系统的特点？A. 高精度B. 高可靠性C. 低效率D. 集成度高答案：C3. 伺服电机主要用于：A. 精确控制位置B. 产生大扭矩C. 快速启动和停止D. 所有以上选项答案：A4. PLC（可编程逻辑控制器）的主要功能是：A. 数据存储B. 逻辑控制C. 人机交互D. 所有以上选项答案：B5. 传感器在机电一体化系统中的作用是：A. 检测外部信号B. 转换信号C. 执行控制命令D. 所有以上选项答案：A6. 以下哪个不是机械传动元件？A. 齿轮B. 皮带C. 电机D. 轴承答案：C7. 以下哪个是机电一体化系统中常用的传感器类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光敏传感器D. 所有以上选项答案：D8. 以下哪个不是机电一体化系统的执行元件？A. 电机B. 液压缸C. 传感器D. 气动缸答案：C9. 以下哪个是机电一体化系统中常用的控制策略？A. PID控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 所有以上选项答案：D10. 以下哪个是机电一体化系统设计时需要考虑的因素？A. 成本B. 性能C. 可靠性D. 所有以上选项答案：D二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述机电一体化系统与传统机械系统的区别。
答案：机电一体化系统与传统机械系统的主要区别在于，机电一体化系统将机械系统与电子系统、控制系统相结合，实现了高度的集成和自动化。
它通过传感器检测外部信号，利用电子系统进行信号处理，并通过控制系统实现精确的控制，从而提高系统的精度、效率和可靠性。
2. 解释什么是伺服电机，并简述其工作原理。
答案：伺服电机是一种高精度的电机，它能够根据输入的控制信号精确地控制电机的转速和位置。
伺服电机的工作原理是，通过编码器检测电机的实际位置，将位置信号反馈给控制系统，控制系统根据位置误差调整电机的输入，从而实现精确控制。
机电一体化习题和答案(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--<机电一体化复习题和答案>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m ax ∆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m ax ∆∕FS y 。
机电一体化系统模拟试卷1一、判断题：14个题，每小题2分，合计28分。
1. 机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。
【A.】√【B.】×2. 无论哪类系统（或产品），其系统内部都必须具备五种内部功能，即：操作功能（主功能）、动力功能、检测功能、控制功能和构造功能。
【A.】√【B.】×3. 在机电一体化系统中，通过提高系统的阻尼能力不能有效提高系统的稳定性。
【A.】√【B.】×4. 滚珠丝杠副在使用过程中，除了要求本身单一方向的传动精度较高以外，还对其轴向间隙有着严格的要求，从而保证其反向的传动精度。
【A.】√【B.】×5. 模拟式传感器输出是以幅值形式表示输入位移的大小，如电容式传感器、电感式传感器等。
【A.】√【B.】×6. 机电一体化系统中使用的传感器，一般是将被测的电物理量转换成非电参量。
【A.】√【B.】×7. 直流伺服电动机稳定性高是指转速随转矩的增加而保持不变。
【A.】√【B.】×8. 工业控制计算机、各类微处理器、可编程序控制器、数控装置等是机电一体化系统中的核心和智能要素。
【A.】√【B.】×9. 在机电一体化系统中，多数以微型计算机为核心构成计算机控制系统。
【A.】√【B.】×10. 在串联机器人机械系统中，电动驱动器可以直接驱动负载。
【A.】√【B.】×11. 并联机构是一组由两个或两个以上的分支机构通过运动副，按一定的方式连接而成的开环机构。
【A.】√【B.】×12. FMS尽管具有高柔性，但是这种柔性仍然限于特定的范围，如加工箱体零件的FMS不能用于加工旋转体、冲压件等。
【A.】√【B.】×13. 加工系统在FMS中就像人的大脑，是实际完成改变物性任务的执行系统。
【A.】√【B.】×14. 非接触式测量不仅避免了接触测量中需要对测头半径加以补偿所带来的麻烦，而且可以对各类表面进行高速三维扫描。
电气控制与PLC试题一、填空题（将正确答案填入下列空白处，每题1分，共10分）1. 触点系统的结构形式有桥式触点___________ 、指形触点。
2. 工作在交流电压1200 V、或直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品叫低压电器。
3. 交流接触器的触点系统分为主触点________ 和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路。
4. 热继电器有多种结构形式，最常用的是 _________ 结构，即由两种不同膨胀系数的金属片用机械碾压而成，一端固定，另一端为自由端。
5•熔断器主要作为电路的短路保护元件。
6. 三相笼型异步电动机的制动方法一般采用机械制动和电气制动，其中电气制动方法有：反接制动_________ 、能耗制动、再生制动等。
7. 电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过电流保护、过载保护、失电压保护、欠电压保护、过电压保护及弱磁保护等。
8. PLC的基本结构由中央处理器 ____________ 、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、通信接口、编程工具、智能I/O接口、智能单元等组成。
9. 按PLC物理结构形式的不同，可分为整体式_________ 和模块式两类。
10. PLC常用的编程语言有：梯形图_____ 、指令表、高级语言。
二、选择题（下列每题只有一个正确答案，将正确答案的代号填入括号内，每题2分，共28分）1. 电磁机构中，吸引线圈的作用是：（A ）A. 将电能转化成磁场能量B.将磁场能转化成电能2. 用来分断或接通控制电路的是交流接触器的（A）A. 辅助触点B.主触点3. 电磁式交流接触器和交流继电器的区别是：（ B ）A. 交流接触器有短路环，而继电器没有B. 交流接触器有主、辅助触点之分，而继电器没有C. 没有区别4. 下列对PLC输入继电器的描述正确的是：（A ）A. 输入继电器的线圈只能由外部信号来驱动B. 输入继电器的线圈只能由程序来驱动C. 输入继电器的线圈既可以由外部信号来驱动又可以由程序来驱动5. 把线圈额定电压为220V的交流接触器线圈误接入380V的交流电源上会发生的问题是：（C ）A.接触器正常工作B.接触器产生强烈震动C.烧毁线圈D.烧毁触点6. 中间继电器的电气符号是：（C ）A. SBB. KTC. KAD. KM7. 自动空气开关的电气符号是：（B ）A. SBB. QFC. FRD. FU8. 下列对PLC软继电器的描述，正确的是：（ A ）A. 有无数对常开和常闭触点供编程时使用B. 只有2对常开和常闭触点供编程时使用C. 不同型号的PLC的情况可能不一样D. 以上说法都不正确9. OR指令的作用是：（D ）A. 用于单个常开触点与前面的触点串联连接B. 用于单个常闭触点与上面的触点并联连接C. 用于单个常闭触点与前面的触点串联连接D. 用于单个常开触点与上面的触点并联连接10. 用于驱动线圈的指令是：（D ）A. LDB. ANDC. ORD. OUT11. 逆变桥由4个晶闸管组成。
机电一体化考试题库一、选择题1. 机电一体化是指将机械、电子和计算机技术相结合，实现自动化控制与信息处理的一种综合技术。
下列哪项不属于机电一体化的特点？A. 自动化控制与信息处理相结合B. 机械、电子和计算机技术相互协调C. 实现人工智能与机器学习的融合D. 提高系统的精度、效率和可靠性2. 在机电一体化系统中，PLC是指可编程逻辑控制器。
以下哪个选项不是PLC的特点？A. 硬件可靠性强B. 软件可编程性强C. 通信接口丰富D. 适合控制复杂的制造过程3. 机电一体化系统中的传感器用于感知环境信号并将其转化为电信号，用于控制系统的反馈。
以下哪种传感器不常用于机电一体化系统中？A. 温度传感器B. 光电传感器C. 应力传感器D. GPS传感器4. 机电一体化系统中的伺服系统用于精确控制位置、速度和力矩。
下列哪项不是伺服系统的组成部分？A. 伺服电机B. 伺服驱动器C. 伺服控制器D. 伺服传感器5. 机电一体化系统中的人机交互界面主要用于人员对系统进行监视和操作，下列哪种不是常见的人机交互界面？A. 触摸屏B. 按钮和开关C. 语音识别系统D. 虚拟现实眼镜二、填空题6. 机电一体化技术的核心是将______、______和______三种技术相融合。
7. 机电一体化系统的优点之一是提高了生产的________和________。
8. 机电一体化系统中的______用于将电信号转化为机械运动，实现力、速度和位置的精确控制。
9. 机电一体化系统中的______用于提供反馈信号，使控制系统能够实时调整输出。
10. 机电一体化系统中的______用于对系统进行监视和操作。
三、简答题11. 请简要介绍一下机电一体化技术的应用领域，并举例说明。
12. 机电一体化系统具备哪些优势？请从生产效率、系统精度和人机交互等方面进行阐述。
13. 请简述传感器在机电一体化系统中的作用及其常见类型。
14. PLC在机电一体化系统中扮演着重要的角色。
二、简答题4、机电一体化系统由哪五大内部功能？各功能的具体作用是什么？p7主功能：对物质、信息、能量及其相互结合进行变换、传递和存储；动力功能：向系统提供动力，使系统得以运转功能；计测功能和控制功能是根据系统内部信息和外部信息对整个系统进行控制，实现“目的功能”构造功能：使构成系统的子系统、元部件维持所定的时间和空间相互关系所必需的功能。
5、设计机械传动部件时，为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，常提出哪些要求？低摩擦、无间隙、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。
P236、各级传动比的分配作用则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？输出轴转角误差最小原则：为了提高机电一体化系统齿轮传动系统的传递运动的精度，各级传动比应按先小后大原则分配，一遍降低齿轮加工误差、安装误差以及回转误差对输出转角精度的影响。
P397、简述滚动导轨副应满足的基本要求：导向精度、刚度、耐磨性和工艺性。
P608、机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么？惯量小、动力大；体积小、重量轻；便于维修和安装；宜于微机控制。
P929、简述步进电机工作原理？如教材图例所示，如果先将电脉冲加到A相励磁绕组，定子A相磁极就产生磁通，并对转子产生磁拉力，使转子的1 3两个齿与定子的A相磁极对齐，而后再将电脉冲通入B相磁绕组，B相磁极便产生磁通，这时转子2 4两个齿与B相磁极靠的最近，于是转子便沿着逆时针方向转过30度角使转子2 4两个齿与定子B相磁极对齐。
如果按照A→C→B→A……的顺序通电，步进电机讲沿顺时针方向一步步地转动。
10简述机电一体化系统对传感器检测的基本要求。
（1）体积小、重量轻、对整机适应性好；（2）精度和灵敏度高、响应快、稳定性好、信噪比高；（3）安全可靠，寿命长；（4）便于与计算机连接；（5）不易受被测对象影响，也不影响外部环境；（6）对环境适应性强；（7）现场处理简单、操控性好；（8）价格低廉。
12、比例调节、积分调节、比例积分调节、比例积分微分调节的优缺点有哪些？比例调节：调节作用主要Kp的大小，Kp越大，调节作用越强，但是存在调节误差。
而且Kp太大会引起系统不稳定。
积分调节：可以减少或消除误差，但是由于积分调节器反应慢，故很少单独使用比例积分调节：克服了单纯比例调节有调节误差的特点，又避免了积分调节反应慢的弱点，既能改善系统稳定性能，又能改善其动态性能。
比例积分微分调节：不但能改善系统稳定性能，又能改善系统动态性能。
但是由于含有微分作用，在噪声比较大或要求响应快的系统中不宜使用；PID调节器能使闭环系统更加稳定，其动态性能比PI更好。
13、什么是机电一体化系统的可靠性？保证机电一体化系统可靠性的方法有哪些？可靠性是指系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
方法：提高系统的设计和制造质量；冗余技术；诊断技术14、用机电一体化技术将普通车床K52K改造为经济性数控机床，写出原理方案。
P290 16、简述点亮显示器的静态显示与动态显示方法的主要区别有哪些？答：静态显示就是当显示器显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定地导通货截止。
静态显示时，较小的电流能得到较高的亮度；动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器。
显示器的亮度既与导通电流有关，也和点亮时间与间隔时间的比例有关，调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示三、分析题1、试分析图一所示消除滚珠丝杠轴向间隙调整与预紧的工作原理与结构特点。
答：工作原理：采用双螺母垫片调整预紧，调整垫片的厚度，可使左右两螺母产生相对位移，以达到消除间隙、产生预紧拉力之目的。
结构简单刚度高、预紧可靠，但使用中调整不方便。
2、试分析图2所示消除滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的工作原理与结构特点答：工作原理：采用双螺母螺纹预紧调整，右螺母的外端有凸缘，而左螺母的外端虽无凸缘，但制有螺纹，并通过两个圆螺母固定。
调整时旋转右边圆螺母消除轴向间隙并产生一定预紧力，然后用锁紧螺母（左边圆螺母）锁紧。
预紧后两个螺母中的滚珠相向受力，从而消除轴向间隙。
结构简单、刚度好、预紧可靠，使用中调整方便，但不能精确定量的进行调整。
4、试分析如图所示光电隔离的基本工作原理和特点，在本电路中各元器件的作用是什么？答：（1）基本工作原理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。
这时光敏三极管截止，输出信号几乎等于加在光敏三极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，光敏三极管接收发光二极管发出的光而导通，于是输出端的电平几乎等于零。
同样的道理，可以将光电耦合器用于信息的输入。
（2）特点：完成信号转换的同时，能隔离干扰。
（3）各元器件的作用74LS04：将微机输出的控制信号经非门反相，加到光电耦合器G的发光二极管正端；发光二极管：将电信号转换成光信号；光敏三极管：将光信号转换成电信号。
桂林电子科技大学机电工程学院5如图所示机电传动控制系统，在无外界干扰的假设条件下，试分析各组成部分的作用是什么？并写出该系统的传递函数数学模型。
答：（1）各组成部分的作用：G1——前置放大；G2——功率放大，驱动伺服电动机运转；G3——伺服电动机，作为系统的执行元件，带动工作台运动；G4——齿轮传动装置，将电动机转子的运动以传动比i1传递给丝杠；G5——齿轮传动装置，将丝杆的运动以传动比i2传递给位置传感器的检测轴；G6——位置传感器，检测滚珠丝杠的角位移量，并反馈回系统输入端；G7——测速发电机，检测伺服电动机转子的转速，并反馈回功放输入端。
（2）系统的传递函数数学模型6试分析论述机电一体化系统稳态设计、动态设计的目的，重点研究哪些重要指标参数？答：（1）稳态设计的目的及重点研究指标参数目的是保证系统达到功能要求，包括使系统的输出参数、执行元件（如电动机）的参数、功率（或）转矩的匹配、过载能力等达到技术要求。
重点研究的指标参数有负载的综合定量数值（如质量、转动惯量、力、转矩等）；执行元件的等效负载转矩、等效惯性负责转矩、电动机轴上的总负载转矩等；各级减速比；伺服系统放大器,输出级的输出阻抗、效率、时间常数，放大器的放大倍数等；系统各部分的传递函数；工作台进给系统的阻尼比、主谐振频率等。
（2）动态设计的目的及重点研究指标参数目的是设计校正补偿装置，使系统满足动态技术指标要求。
可以根据系统传递函数分析系统的稳定性、系统的过渡过程品质（响应的快速性和振荡）及系统的稳态精度，从而研究系统的动态特性。
具体表征系统动态特性好坏的定量指标就是系统过渡过程的品质指标，在时域内，这种品质指标一般用单位阶跃响应曲线中的参数来表示，即： Ts—上升时间；Ty—延滞时间；Tt—调整时间；σ%—最大超调量。
7、在机电一体化系统的动态设计中，叙述所增加PID调节器内各环节的调节特点，试分析控制系统中增加PID调节器的主要作用是什么？答：（1）PID调节器各环节的调节特点:比例（P）环节使一阶滞后的时间常数减小，加快系统响应速度，比例调节作用的大小主要取决于比例系数，比例系数愈大调节作用愈强，动态特性也愈好，但存在调节误差，而且比例系数太大，会引起系统不稳定；积分（I）环节可以减少或消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差的，直到积分的值为零，控制作用才停止。
但它将使系统的动态过程变慢，而且过强的积分作用使系统的超调量增大，从而使系统的稳定性变坏；微分（D）环节有微分作用，微分的控制作用跟偏差的变化速度有关，微分控制能够预测偏差，产生超前的校正作用，它有助于减少超调，克服振荡，使系统趋于稳定，并能加快系统的响应速度，减少调整时间，从而改善了系统的动态性能。
微分作用的不足之处是放大了噪声信号。
（2）控制系统中增加PID调节器的主要作用作为系统的校正环节，主要起到改善系统的稳态性能和动态性能的3、简述步进电机工作原理，并推导出步进当量的计算公式答：（1）工作原理：图示三相反应式步进电动机，定子有六个均匀分布的磁极，每两个相对磁极组成一相，即有A-A´、B-B´、C-C´三相，磁极上绕有励磁绕组。
转子具有均匀分布的四个齿，当A、B、C三对磁极的绕组依次通电时，则A、B、C三对磁极依次产生磁场吸引转子转动。
由环形分配器送来的信号脉冲电流，经功率放大器放大后，对定子绕组轮流通以单极性励磁电流。
通电磁极产生磁通，磁通具有力图沿磁阻最小路径通过的特点，使转子齿在磁力作用下转动。
电脉冲加到A相励磁绕组，定子A相磁极就产生磁通，并对转子产生磁拉力，使转子1、3两个齿与定子的A相磁极对齐。
而后将电脉冲通入B相励磁绕组，B相磁极便产生磁通，转子2、4两个齿与B相磁极靠得最近，于是转子便沿着逆时针方向转过30°角，使转子2、4两个齿与定子B相磁极对齐。
如果按A→B→C→A的顺序通电，转子则沿逆时针方向一步步的转动，每步转过30°，这个角就叫做步距角。
（2）步距当量的计算公式当A相的定子齿和转子齿对齐时，B相的定子齿应相对于转子齿逆时针方向错开1/3齿距，而C相的定子齿又应相对于转子齿逆时针方向错开2/3齿距。
也就是说，当某一相磁极下定子与转子的齿对齐时，下一相磁极下定子与转子齿的位置刚好错开τ/m。
其中，τ为齿距，m为相数。
再下一相磁极定子与转子齿则错开2τ/m。
依次类推，当定子绕组按A→B→C →A顺序轮流通电时，转子就沿着逆时针方向一步步地转动，各相绕组轮流通电一次，转子就转过一个齿距。
设转子齿数为Z，则齿距为步距当量，即步距角α的大小与通电方式和转子齿数有关，其大小可用下式计算：式中：K——状态系数（三拍时k=1；六拍时k=2）；m——电动机的绕组相数；Z——转子齿数桂林电子科技大学机电工程学院。
