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国家开放大学《机电一体化系统综合实训》作业4答案一、名词解释（每题2分共10分）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、静态设计——是指依据系统的功能要求，通过研究制定出机械系统的初步设计方案。
4、系统软件——系统软件是由计算机的制造厂商提供的，用来管理计算机本身的资源和方便用户使用计算机的软件。
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。
二、填空题（每空１分，共3０分）1、对伺服系统的技术要求是（系统精度）、（稳定性）、（响应特性）、（工作频率）。
2、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：（静态设计）、（动态设计）。
3、计算机控制系统的类型包括（分级计算机控制系统）、（直接数字控制系统）、监督控制系统、（操作指导控制系统）。
4、拟定机电一体化系统（产品）设计方案的方法通常有（取代法）、（整体设计法）、（组合法）。
5、接口的基本功能主要有（数据格式转换）、放大、（通信联络）。
6、对直线导轨副的基本要求是（导向精度高）、（耐磨性好）、（足够的刚度）、（对温度变化的不敏感性）和平稳。
7．机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理（刚度大）、（抗振性好）、（间隙小）、并满足小型、轻量等要求。
8、伺服系统的基本组成包括（控制器）、（执行环节）、（比较环节）、检测装置、（被控对象）。
9、工作接地分为（一点接地）、（多点接地）。
10、STD总线的技术特点（模块化设计）、（系统组成）、（修改和扩展方便）、高可靠性。
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。
第1章1-1、机电一体化是在机械主功能、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。
1-2、机电一体化系统的主要组成、作用及其特点是什么？a、机械本体：用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理地结合起来，形成有机的整体。
b、动力系统：为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。
c、传感与监测系统：将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用监测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。
d、信息处理及控制系统：接收传感器与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制的功能。
e、执行装置：在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。
1-3、工业三大要素：物质、能量、信息。
1-4、机电一体化产品与传统的机械电气化产品相比，具有较高的功能水平和和附加值，它为开发者、生产者和用户带来越来越多的社会经济效益。
1-7、机电一体化的主要支撑技术：传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、接口技术、精密机械技术、系统总成技术。
1-8、机电一体化的发展趋势：智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人格化、自适应化。
第2章2-1、机电一体化系统对传动机构的基本要求：传动间隙小、精度高、低摩擦、体积小、重量轻、运动平稳、响应速度快、传动转矩大、高谐振频率以及与伺服电动机等其他环节的动态性能相匹配等要求。
2-2、丝杆螺母机构的传动形式及其特点：a、螺母固定、丝杆转动并移动；b、丝杆转动、螺母移动；c、螺母转动、丝杆移动；d、丝杆固定、螺母转动并移动；e、差动传动。
2-3、滚珠丝杆副的组成及特点：由丝杆、螺母、滚珠和反相器四部分组成；具有轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点。
传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用随着科技的不断发展，机电一体化系统已经成为了现代工业领域中不可或缺的一部分。
机电一体化系统是由机械、电子、计算机等多种技术交叉融合而成的一种系统，其主要功能是实现自动化控制、信息采集和处理等多种功能。
而在机电一体化系统中，传感器与检测技术则是其核心组成部分之一，它们的应用不仅可以提高系统的稳定性和可靠性，还可以实现对系统的智能化控制，提高生产效率和降低成本。
本文将从传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用、传感器的种类、检测技术的原理等方面进行探讨。
一、传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用传感器是一种能够将物理量转换为电信号的器件，它可以将温度、压力、流量等多种物理量转换为电信号，从而实现对这些物理量的测量和控制。
在机电一体化系统中，传感器的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1、温度传感器的应用：温度传感器可以测量物体的温度，从而实现对物体的控制。
在机电一体化系统中，温度传感器可以用来测量电机的温度、电器设备的温度、液体的温度等，从而实现对这些物体的控制。
2、压力传感器的应用：压力传感器可以测量物体的压力，从而实现对物体的控制。
在机电一体化系统中，压力传感器可以用来测量液体的压力、气体的压力、油压等，从而实现对这些物体的控制。
3、流量传感器的应用：流量传感器可以测量物体的流量，从而实现对物体的控制。
在机电一体化系统中，流量传感器可以用来测量液体的流量、气体的流量等，从而实现对这些物体的控制。
4、位置传感器的应用：位置传感器可以测量物体的位置，从而实现对物体的控制。
在机电一体化系统中，位置传感器可以用来测量机械臂的位置、工件的位置等，从而实现对这些物体的控制。
5、光电传感器的应用：光电传感器可以测量物体的光电信号，从而实现对物体的控制。
在机电一体化系统中，光电传感器可以用来测量物体的颜色、形状等，从而实现对这些物体的控制。
除了传感器之外，检测技术也是机电一体化系统中不可或缺的一部分。
《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ΔY与输入的变化量ΔX的比值。
即为传感器灵敏度。
S=dy/dx=ΔY/ΔX3. 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。
4. 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。
5. 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。
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：____内循环____，_____外循环____。
2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括____性能指标系统功能使用条件经济效益。
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___________ PLC __________________。
4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=孤度，则莫尔条纹的宽度是_______20mm ___________。
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_______位置和速度________，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_____________增加而减小_________________。
8. 累计式定时器工作时有_______________________ 2 ___________________________。
第二部分各章作业答案第一章绪论★1、机电一体化的基本概念和涵义是什么？★机电一体化的英文名词如何拼合？(P1) 【参考答案】机电一体化是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门新的科学技术。
机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。
★2、机电一体化的发展趋势包括哪几个方面？(P2)【参考答案】机电一体化的发展趋势可概况为以下三个方面：(4-3-2)（1）性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展；（2）功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展；（3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。
★3、一个较完善的机电一体化系统包括哪几个基本要素？★其核心部分是什么？（P4-P5) 【参考答案】一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、动力部分、检测部分、执行机构、控制器和接口。
其核心部分是控制器。
★4、什么是接口？接口的功能有哪些？(P5)【参考答案】为实现各子系统或要素之间物质、能量或信息交换而进行的连接就是接口。
接口的基本功能有交换、放大、传递。
5、机电一体化的相关技术有哪些？(P2-P4)【参考答案】机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统总体技术。
第二章机械传动与支承技术1、熟练掌握以数控机床进给传动为例说明机械传动系统建模的步骤、方法。
重点在传动惯量折算的推导过程。
(P13-P15)★【举例说明】在图1所示的数控机床进给传动系统中，电动机通过两级减速齿轮Z1、Z2、Z3、Z4及丝杠螺母副驱动工作台作直线运动。
设J l为轴I部件和电动机转子构成的转动惯量；J 2、J 3为轴Ⅱ、Ⅲ部件构成的转动惯量；K1、K2、K3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的扭转刚度系数；K为丝杠螺母副及螺母底座部分的轴向刚度系数；m为工作台质量；C为工作台导轨粘性阻尼系数：T1、T2、T3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的输入转矩。
一、填空题1．机电一体化包括六大共性关键技术：精密机械技术、 、 、信息处理技术、自动控制技术和 。
2．机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科技的进步。
系统工程、控制论和信息论是机电一体化的 基础，也是机电一体化技术的 。
微电子技术的发展，半导体大规模集成电路制造技术的进步，则为机电一体化技术奠定了 基础。
机电一体化技术的发展有一个从 状况向 方向发展的过程。
3．一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、 、 、执行部分、控制及信息处理部分和接口。
4．机电一体化系统对动力部分的要求是用尽可能 的动力输入获得尽可能 的功能输出。
5．根据机电一体化系统匹配性要求，要求执行部分的刚性 、重量 、实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体 。
6．机电一体化系统一方面要求驱动的高 和快速 ，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的 和 。
7．自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标 。
8．伺服传动技术就是在 的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动，并具有良好的 。
9．拟定机电一体化系统设计方案的方法可归结为 、 和 。
10．机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求为：静摩擦力尽可能 ，动摩擦力应尽为可能小的 斜率，若为 斜率则易产生爬行，降低精度，减少寿命。
11．运动中的机械部件易产生振动，其振幅取决于系统的阻尼和固有频率，系统的阻尼越 ，最大振幅越 ，其衰减越快。
机电一体化系统作 业112．在系统设计时考虑阻尼对伺服系统的影响，一般取阻尼比ξ在到之间的欠阻尼系统，这样既能保证振荡在一定的范围内，过渡过程较平稳，过渡时间较短，又具有较高的灵敏度。
13．间隙将使机械传动系统产生，影响伺服系统中位置环的。
14．在伺服系统中，通常采用原则选择总传动比，以提高伺服系统的。
二、选择题1．机电一体化系统的基本功能要素之一：接口的基本功能是（）A．交换B．放大C．传递D．以上三者2．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3．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（）。
机电一体化技术实践报告1500标题：机电一体化技术实践报告一、实践目的机电一体化技术是一门综合性学科,涉及机械、电子、控制、计算机等多个领域。
本次实践旨在通过理论学习和实际操作,加深对机电一体化技术的理解,培养学生的动手能力和综合运用所学知识解决实际问题的能力。
二、实践内容1.PLC控制系统了解PLC的基本原理和编程方法,编写PLC程序控制实物模型的运行。
2.传感器及检测技术学习常用传感器的工作原理,并应用于实物模型的状态检测。
3.伺服电机及运动控制掌握伺服电机的工作原理,编写程序实现运动控制。
4.机器人技术了解机器人的基本构造和工作原理,编程控制机器人的运动轨迹。
5.综合实训项目根据给定的生产线要求,设计并搭建一个小型自动化生产线,实现产品的加工、装配和物流运输等功能。
三、实践环节1.理论学习通过课堂讲授和自主学习,掌握机电一体化技术的基本理论知识。
2.仿真模拟利用专业软件进行虚拟仿真,加深对系统工作原理的理解。
3.实物操作在实训室内进行实物操作,编写程序控制各类设备的运行。
4.综合实训分组进行综合实训项目,将所学知识综合运用于实际生产环节。
5.总结汇报完成实训报告,并进行成果汇报和经验交流。
四、实践要求1.掌握机电一体化技术的基本理论和操作技能。
2.培养动手能力和解决实际问题的能力。
3.重视团队协作,提高沟通协调能力。
4.注重安全生产,遵守实训室纪律。
5.认真撰写实训报告,总结实践经验。
五、实践收获通过本次实践,我们不仅掌握了机电一体化技术的理论知识,还锻炼了动手操作能力,提高了分析问题和解决问题的能力。
同时,也培养了团队协作精神和创新意识。
这对我们今后的学习和工作都具有重要意义。
