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机电一体网上考试答案 . 单选题1. 机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是 提供动力， 传递动力， 传递运动2. 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 ）。
3. 执行元件： 能量变换元件， 控制机械执行机构运动， 可分为（ 电气式 ）、液压式和气动式等。
4. 计算机集成制造系统包括（ CAD 、CAPP 、CAM ， FMS ，计算机辅助生产管理5. 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称 （伺服系统 ）。
6. 某光栅的条纹密度是100条/mm ，光栅条纹间的夹角0 =0.001孤度，贝U莫尔条纹的宽度是 （10mm ）。
7. PD 称为（ 比例微分 ）控制算法。
8. 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（1470 [r/min ]）。
9. 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和 （ 内循环反向器式 ）。
10. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ 脉冲的数量 ）决定转角位移的一种伺服电动机。
11. 在自动控制系统中，伺服电机通常用于控制系统的（ 全闭环控制， 12. 累计式定时器工作时有 （ 2个条件 ） 。
13. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数（ 在一定级数内有关 ）。
14. 在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（ 插补 ）方法实现。
15. 以下可对异步电动机进行调速的方法是（ 改变电动机的供电频率 16. 直流测速发电机输出的是与转速（ 成正比的直流电压 ）。
17. 在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（ 插补 ）方法实现。
18. 直流伺服电动机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为其（ 19. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数 （增加而减小 ）。
20. PWM 指的是（ 脉宽调制 ）。
21. 电压跟随器的输出电压 （ 等于）输入电压。
22. 一般说来，如果增大幅值穿越频率 3C 的数值，则动态性能指标中的调整时间 23. “机电一体化 ”在国外被称为（ Mechatronics ）。
习题六答案1、什么是伺服控制？为什么机电一体化系统的运动控制往往是伺服控制？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.机电一体化的伺服控制系统的结构、类型繁多，但从自动控制理论的角度来分析，伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等五部分。
2、机电一体化系统的伺服驱动有哪几种形式?各有什么特点？（1）、按被控量参数特性分类按被控量不同，机电一体化系统可分为位移、速度、力矩等各种伺服系统。
其它系统还有温度、湿度、磁场、光等各种参数的伺服系统（2）、按驱动元件的类型分类按驱动元件的不同可分为电气伺服系统、液压伺服系统、气动伺服系统。
电气伺服系统根据电机类型的不同又可分为直流伺服系统、交流伺服系统和步进电机控制伺服系统。
（3）、按控制原理分类按自动控制原理，伺服系统又可分为开环控制伺服系统、闭环控制伺服系统和半闭环控制伺服系统。
3、机电一体化对伺服系统的技术要求是什么？机电一体化伺服系统要求具有精度高、响应速度快、稳定性好、负载能力强和工作频率范围大等基本要求，同时还要求体积小、重量轻、可靠性高和成本低等。
4、试分析直流伺服电机的结构与工作原理。
直流伺服电动机主要由磁极、电枢、电刷及换向片结构组成（如图6-3所示）。
其中磁极在工作中固定不动，故又称定子。
定子磁极用于产生磁场。
在永磁式直流伺服电动机中，磁极采用永磁材料制成，充磁后即可产生恒定磁场。
在他励式直流伺服电动机中，磁极由冲压硅钢片叠成，外绕线圈，靠外加励磁电流才能产生磁场。
电枢是直流伺服电动机中的转动部分，故又称转子，它由硅钢片叠成，表面嵌有线圈，通过电刷和换向片与外加电枢电源相连。
图6-3 直流伺服电动机基本结构图6-4 电枢等效电路直流伺服电动机是在定子磁场的作用下，使通有直流电的电枢（转子）受到电磁转矩的驱使，带动负载旋转。
通过控制电枢绕组中电流的方向和大小，就可以控制直流伺服电动机的旋转方向和速度。
目录机电一体化技术第1 章习题-参考答案 (1)1-1 试说明较为人们接受的机电一体化的含义。
(1)1-4 何谓机电一体化技术革命？ (1)1-7.机电一体化系统有哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？ (1)1-8.工业三大要素指的是什么？ (1)1-12.机电一体化系统的接口功能有哪两种？ (1)1-16.什么是机电互补法、融合法、组合法？ (1)机电一体化技术第2 章习题-参考答案 (2)2-1 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，常常提出哪些要求？ (2)2-2 机电一体化系统传动机构的作用是什么？ (2)2-3 机电一体化系统（产品）对传动机构的基本要求是什么？ (2)2-10 现有一双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程λ0=6mm、一端的齿轮齿数为100、另一端的齿轮齿数为98，当其一端的外齿轮相对另一端的外齿轮转过2个齿时，试问：两个螺母之间相对移动了多大距离？ (2)2－16 各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？ (2)2－17 已知：4 级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为Δφ1=Δφ2=Δφ3=…=0.005 rad,各级减速比相同，即ί1=ί2=…=ί4=1.5。
求：该传动系统的最大转角误差Δφmax; 为缩小Δφmax，应采取何种措施？ (2)2－18 谐波齿轮传动有何特点？传动比的计算方法是什么？ (3)2-19.设有一谐波齿轮减速器,其减速比为100，柔轮齿数为100.当刚轮固定时,试求该谐波减速器的刚轮齿数及输出轴的转动方向(与输入轴的转向相比较) (3)2-20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些? (3)2-25.轴系部件设计的基本要求有哪些？ (4)机电一体化技术第3 章参考答案 (5)3-1 简述机电一体化系统执行元件的分类及特点。
(5)II3-2 机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么？ (5)3-3 简述控制用电动机的功率密度及比功率的定义。
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。
一、机电一体化起源与定义：在机械的主功能、动力功能、信息功能、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.机电一体化一般包含机电一体化产品(系统）和机电一体化技术两层含义。
典型的机电一体化产品（系统）有：数控机床、机器人、工程机械、汽车、智能化仪器仪表、CAD／CAM系统等.P26间隙的影响三、机电一体化的目的（功能）使系统（产品)高附加值化，即多功能化、高效率化、高可靠性化、省材料化、省能源化,并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展,不断满足人们生活和生产的多样化需要和生产的省力化、自动化需要.四、机电一体化发展概况“萌芽阶段"“蓬勃发展阶段"“智能化阶段”1 智能化、2 模块化、3 网络化、4 微型化、5、绿色化、6、人格化五、机电一体化系统的构成1、执行元件(主功能）实现机电一体化系统主功能.主功能是系统的主要特征部分，完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。
主功能包括三个目的功能：（1）变换（加工、处理)功能；（2）传递（移动、输送）功能;（3）储存（保存、存储、记录）功能2、机械本体(构造功能）机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用.3、动力源（动力功能）是机电一体化产品的能量供应部分,其作用是按照系统控制要求,为系统提供能量和动力，使系统正常运行.4、传感检测单元（计测功能）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.要求：体积小、精度高、抗干扰5、控制与信息处理单元（控制功能）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。
要求：高可靠性、处理速度快、智能化6、接口将各组成单元或子系统连接成一有机的整体。
各要素或子系统之间能顺利进行物质、能量和信息的传递和交换。
机电控制系统中执行和驱动元件的类型和
特点
执行元件是位于功率转换及放大元件和被掌握对象节点之间的一种能量转换装置，它能在掌握装置的掌握下，将输入的各种形式的能量转换成机械能。
机电掌握系统所用到的执行元件主要由以下几类：
1、电气式
电气式主要有步进电动机、直流伺服电动机、沟通伺服电动机、力矩电动机、沟通永磁同步电动机、异步电动机和各种电气－机械转换装置等。
其优点是掌握调整便利，在地面固定设备使用时能源猎取便利等；缺点是定位刚度和力矩/惯量比不上液压式执行元件，另外实现往复直线运动不如液压式执行元件便利。
电气式执行元件是机电一体化系统最常用的执行元件。
关于这方面的内容前面已经介绍，这里不再赘述。
2、液压式
液压式主要有液压缸、摇摆液压缸、液压马达等。
其优点是输出功率大，动作平稳，快速性好和便于实现往复直线运动等；缺点是需要相应的液压源，简单漏油，维护困难，掌握和教正不如电气执行元件便利等。
这里简洁介绍一下液压动力机构：它是指采纳压力油作为传动介质，油液压放大元件和液压执行元件所组成的通过调整液压功率驱动
和掌握负载运动的装置。
液压动力机构世液压掌握系统中必不行少的组成部分，由于它位于系统的功率转换、放大与驱动部位，一般是系统中动态响应特性最慢的部分，所以它的动态特性对整个系统的动态特性有着打算性的影响。
液压动力机构有阀控和排量掌握两种掌握方式。
阀控又称节流掌握。
用掌握阀来掌握从油源流入执行元件的液压油的流量，油源通常为恒压油源（可以采纳定量泵加溢流阀或恒压变量泵加平安阀构成）。
属于此种掌握方式的液压动力机构油阀控液压缸和阀控液压马达。
排量掌握，又称流量掌握。
用电控变排量泵（电液比例变排量泵或电液伺服变排量泵）给执行元件供油或恒压网络驱动电控变排量马达（电液比例变排量马达、电液伺服变排量马达），通过转变泵或马达的排量来掌握流入执行元件的流量或执行元件的驱动转矩从而使执行元件的速度收到掌握。
对于泵控方式，系统的压力取决于负载；对于马达掌握方式，恒压网络的输出流量取决于负载的实际需要。
容积掌握型液压掌握系统实际上是由阀来掌握变量机构，再由变量机构掌握泵或马达的排量，而阀控变量机构就是阀控系统。
所以在分析动态性能时应着重分析阀控系统。
阀控系统可分为三通阀控差动液压缸、四通阀掌握单出杆液压缸、四通阀掌握双出杆液压缸和四通阀掌握液压马达等四种状况。
后两种状况尤其是四通阀掌握双出杆缸的应用最多，因此本节重点分析这种动力机构的特性，对其它各种动力机构只作简略的介绍，读者可以实
行类似的方法分析和了解它们的特性。
3、气压式
气压式主要有气缸、气马达等。
其优点是气源猎取便利，成本低，动作块；但输出功率小，体积大，工作噪声大，且难于实现精确掌握。
电气动力机构是一种由功率放大与驱动元件（通常也称驱动电路）和执行电机所组成的，采纳电流作为传动介质，掌握负载运动的机电装置。
按传输功率电流性质和执行电机的不同，电气动力机构分为直流电气动力机构和沟通电气动力机构；按功率放大与驱动元件的不同分为直流线性伺服放大器型动力机构、晶闸管功率放大型电气动力机构、直流PWM型电气动力机构、沟通变频变压（VVVE）型电气动力机构、沟通矢量掌握型电气动力机构、沟通永磁同步掌握型动力机构（此时执行电机必需为沟通永磁同步电机）等。
