电大机电一体化系统复习题汇总
《机电一体化系统》期末复习题
一、填空题
1.控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口电路组成。
2.机电一体化是从系统的观点出发机械技术检测技术伺服技术信息技术等在系统工
程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统协调工作而建立的一门新的科学技术。
3.机电一体化产品按用途可以划分为民用机电一体化、办公机电一体化和产业机电
一体化产品。
4.机电一体化系统设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行
设计质量评审三个方面。
5.机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应性-等方面
的要求。
6.
7.在机电一体化系统的驱动装置中，位于前向通道闭环之内的环节，其误差的低频分量
对输出精度基本无影响，而误差的高频分量-影响系统的输出精度。
8.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
9.机电一体化系统中常见的轴承包括滚动轴承滑动轴承静压轴承磁轴承。
10.机电一体化系统一般由机械本体动力与驱动、接口、执行机构传感器检测部分控
制及处理部分等部分组成。
11.在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为: 电压输出电流输出频率
输出三种形式。
12.机电一体化产品中需要检测的物理量分成电量和非电量两种形式。
13.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
理阻尼合理刚度大抗振性好间隙小并满足小型、轻量等要求。
14.机电一体化的核心是（控制器）
15.机电一体化技术归纳为机械技术检测传感技术信处理技术自动控制技术伺服传
动技术和系统总体技术六个方面。
16.从控制角度讲，机电一体化可分为开环控制系统和闭环控制系统。
17.拟定机电一体化系统的设计方案的方法有替代法、整体法、组合法。
18.下列不属于机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法（个别设计法）A 替代法 B
整体设计法 C 组合法
19.衡量机电一体化系统可靠性高低的数量指标有概率指标和寿命指标。
20.市场预测主要包括定期预测和定量预测方法。
21.在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守前小后大原则。
22.当负载折算到电机轴上的惯量等于转子惯量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最
佳匹配。
23.机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种。
24.步进电动机
25.对于交流s的范围为0 26.PWM 27.PD 28. 29.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。 30.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。 31.为提高闭环系统的稳定性，应增大执行装置的固有频率和系统的阻尼能力。 32.对于执行装置，选择较大的传动比可使系统的相对阻尼系数增大，有利于系统的稳定 性。 33.对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的固 有频率。 34.步进电机的驱动电源由变频信号源、脉冲分配器和功率放大器组成。 35.由矩频特性曲线可知，步进电机的最大动态转矩小于最大静转矩，并随着脉冲频率的 升高而降低。 36.当前，广泛采用的直流伺服电机的驱动电路有线性直流伺服放大器和脉宽调制放大 器两种。 37.交流异步电动机的转速与电源频率、磁极对数和转差率有关。 38.液压系统的伺服控制元件主要有电液比例阀和电液伺服阀。 39.评定定位系统的主要性能指标是定位精度和定位时间。 40.对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三个自由度，若要使操作具有随意的位 姿，则工业机器人至少需要几个自由度（六个）。 41.计算机的系统总线（信号线）有数据总线、地址总线和控制总线等三类。 42.第一条标准微机总线是S－100总线，而Multi（或STD、STE）总线可支持多CPU并 行工作。 43.开关量输入/输出模板的典型接口由总线接口逻辑、I/O功能逻辑和I/O电气接口所 组成。 44.典型开关量I/O模板的I/O电气接口的主要功能有滤波、电平变换、光电隔离和功率 驱动。 45.一般的多路A/D转换模板由多路开关、采样保持器、转换器和总线接口逻辑所组成。 46.选择A/D模板的主要依据是采样精度、采样速度和成本。 47.A/D转换接口属于(检测通道)。 48.与A/D转换模板不同，在多路D/A转换模板中，需要多个D/A转换器，各通道D/A的 有效数据由通道选择器产生的信号来决定。 49.在工业过程控制系统中，计算机的指令进行D/A转换后，须经过信号调理环节才能驱 动执行机构。 50.通常，传感器由敏感元件、转换元件和基本转换电路所组成。 51.传感器的分类方法主要有按被测物理量、按工作原理、按转换能量的情况、按工作机 理、按转换过程的可逆与否、和按输出形式。 52.传感器的主要静态特性指标有灵敏度、线性度、重复性和迟滞。 53.数字式传感器的动态特性是输入量变化的临界速度。 54.传感器输入特性的主要参数是广义输入阻抗或静态刚度。 55.位移传感器是把位移转换成模拟电量或数字量的传感器。 56.常用编码器式位置传感器有光电式和磁电式两种。 57.速度传感器主要包括模拟式和数字式两类。 58.伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应 速度。 59.机身结构设计中，肋板的布置形式可分为纵向肋板横向肋板斜置肋板三种。 60.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20mm。 61.某光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是 10mm 62.柔性制造系统可分为四个系统，分别为加工系统物料系统能量系统信息系统。 63.从电路上隔离干扰的三种常用方法是: 光电隔离，变压器隔离，继电器隔离。 64.工作接地分为一点接地多点接地。 65.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0.02。 66.一般来说，伺服系统的基本组成为控制器功率放大器执行机构和检测装置等四大 部分组成。 67.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1采用计算机软件分配器 2小规模 集成电路搭接的硬件分配器 3专用模块分配器。 68.指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式：漏电干扰共阻抗感应干扰; 69.哪几种属于幅射耦合方式：.静电干扰磁场干扰电磁辐射干扰 70.工业机器人的发展可划分为三代。 71.可编程控制器主要由CPU 存储器接口模块等其它辅助模块组成。 72.采样/保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器”。 73.按控制方法划分，伺服系统可分为开环伺服系统和闭环伺服系统系统。 74.直接差分法有向前差分法和向后差分法两种。 75.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。 76.一般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式液压式气压式和其他等四大类型。 77.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。 78.STD总线是一个通用工业控制的8位微型机总线? 79.加速度传感器的基本力学模型是 (阻尼—质量系统) 80.齿轮传动的总等效惯量与传动级数 (在一定级数内有关) 81.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称 (伺服系统) 82.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和(外循环反向器式) 83.直流测速发电机输出的是与转速 (成正比的直流电压) 84.具有某种智能功能的工业机器人属于(第二代机器人)。 85.在设计齿轮传动装置时，对于要求运转平稳，启动频繁和动态性能好的降速传动链， 可按什么原则设计？（输出轴转角误差最和等效转动惯量最小） 86.产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率为（可靠度） 87.目前大部分工业机器人都采用多少级机器人控制？（二级） 88.抑制干扰的措施很多，下列不属于的是那一项？（过滤）A屏蔽 B隔离D接地和软 件处理等方法 89.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）。 90.隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种变压器隔离光电隔离。 91.多点接地：优点：互不干扰，缺点：接线多复杂。 92.开环步进电动机控制系统，主要由环形分配器功率放大器步进电动机等组成。 93.机械结构因素对侍服系统性能的影响有阻尼摩擦、结构弹性变形、惯量、间隙的影 响。 94.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。 95.伺服系统的基本组成包括控制器执行环节检测装置比较环节。 96.按干扰的耦合模式干扰可分为静电干扰磁场耦合干扰漏电耦合干扰等干扰类型。 97.用软件识别有用信号和干扰信号、并滤去干扰信号的方法称为软件滤波、识别信号的 原则有时间原则空间原则属性原则。 98.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。 99.计算机集成制造系统的英文缩写是(CIMS )。 100.数字PID调节器中，哪部分的调节作用并不很明显，甚至没什么调节作用？（微分部分） 101.由存储、输送和装卸三个子系统组成的系统属于柔性制造系统中的（物料系统）。102.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。 103.滚珠丝杆螺母副结构有两类：外循环插管式、内循环反向器式。 104.一般说来，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减小 105.伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节等个五部分。 106.在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性、精度，并尽量高伺服系统的响应速度。 107.检测环节能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲，一般包括传感器和 转换电路。 108.在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信并行通信。 109.在SPWM变频调速系统中，通常载波是等腰三角波，而调制波是正弦波。 110.应用于工业控制的计算机主要有：单片机 PLC 总线工控机等类型。 111.接口的基本功能主要有数据格式转换、放大、通信联络。 112.齿轮传动的总等效惯量随传动级数(增加而减小) 113.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理论基础，也是机电一体化技术的方法论。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物质基础。机电一体化技术的发展有一个从自发状况向自为方向发展的过程。 114.一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、传感检测部分、执行部分、控制及信息处理部分和接口。 115.机电一体化系统对动力部分的要求是用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出。 116.根据机电一体化系统匹配性要求，要求执行部分的刚性提高、重量减轻、实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体可靠性。 117.机电一体化系统一方面要求驱动的高效率和快速响应特性，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性和可靠性。 118.自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标最佳化。 119.伺服传动技术就是在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动，并具有良好的动态性能。 120.机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求为：静摩擦力尽可能小，动摩擦力应尽为可能小的正斜率，若为副斜率则易产生爬行，降低精度，减少寿命。 121.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，系统的阻尼越大，最大振幅越小，其衰减越快。 122.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0.4到0.8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。 123.间隙将使机械传动系统产生回程误差，影响伺服系统中位置环的稳定性。 124.在伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应速度。 125.对于要求质量尽可能小的降速传动链，可按什么原则进行设计（重量最轻） 126.常用的直线位移测量传感器有电感式传感器、电容式传感器、差动传感器、感应同步器、光栅传感器等（只要说出其中的三种）。 127.光栅是一种位置检测元件，它的特点是测量精度高，响应速度快和量程范围大。128.感应同步器根据励磁绕组供电电压形式不同，分为鉴相测量方式和鉴幅测量方式。129.数字滤波的方法有很多种，可以根据不同的测量参数进行选择，成用的数字滤波方法有算数平均值法、中值滤波法、防脉冲干扰平均值法和程序判断滤波法。 130.只能进行角位移测量的传感器是（光电编码盘） 131.一般说来，伺服系统的基本组成可包含控制器、功率放大器、执行机构和检测装置。132.伺服中的控制器通常由电子线路或计算机组成，常用的控制算法有PID控制和最优控制等。 133.执行机构主要由伺服电动机或液压伺服机构和机械传动装置等组成。目前，采用电动机作为驱动元件的执行机构占据较大的比例。 134.伺服电动机是电气伺服系统的执行元件，其作用是把电信号转换为机械运动。 135.PWM功率放大器的基本原理是：利用大功率器件的开关作用，将直流电压转换成一定频率的方波电压，通过对方波脉冲的控制，改变输出电压的平均值。 136.经典控制理论校正系统的方法，通常有综合法（预期特性法）和分析法（试探法）两种。 目前常将交流伺服系统按其选用不同的电动机分为两大类：同步型交流伺服电动机和异步型交流伺服电动机。异步型交流伺服电动机的伺服系统，多用于机床主轴转速和其他调速系统。 137.步进电动机驱动电路的种类很多，按其主电路结构分：有单电压驱动和高、低电压驱动两种。 138.计算机控制系统的类型有：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统和分布式控制系统等。 139.计算机的控制理论分为经典控制理论和现代控制理论。经典控制理论是单输入—单输出的系统，现代控制理论可以分析多输入—多输出的系统，可实现最优控制、自适应控制等复杂控制。 140.工业控制计算机由计算机基本系统和过程输入/输出系统两大部分组成。 141.从设计思路看，设计数字调节器可归纳为连续化设计法和离散化设计法。 142.将脉冲信号转换成角位移的执行元件是（步进电动机） 143.如果三相步进电动机绕组为U、V、W，其通电顺序为U V W U，则这种分配方式为（三相三拍） 144.由电信号处理部分和液压功率输出部分组成的控制系统是（电液伺服系统） 145.不完全微分PID调节器是在一般PID调节器加上什么环节而构成的（串入一个一阶惯性环节） 146.工业机器人的发展通常可划分为三代，第一代是指可编程工业机器人（示教再现机器人）；第二代是指智能机器人；第三代是指自治式工业机器人。 147.工业机器人控制系统可以从不同角度进行分类，按轨迹控制方式的不同，可分为点位控制和连续轨迹控制。 148.柔性制造系统按机床台数和工序数可分为：柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、柔性制造生产线（FML）和柔性制造工厂（FMF）四种类型。 149.制造企业的CIMS功能模型通常包括：管理信息系统（MIS）、技术信息系统（TIS）、制造自动化分系统（MAS）和计算机辅助质量分系统（CAQ）四个应用（功能）分系统。150.工业机器人的自由度数取决于什么所要求的动作（作业目标） 151.FMS适用于下述何种生产类型（单件、小批、大批量、多品种）。 152.由能量自动分配及输送子系统和能量自动转换系统所组成的系统称为（能量系统）153.由过程控制子系统和过程监视子系统所组成的系统属于柔性制造系统中的（信息系统） 154.支持生产计划和控制、销售、采购、仓库、财会等功能，用以处理生产任务的信息的系统属于CIMS功能模型中哪一应用分系统（管理信息分系统（MIS））。 155.包括CAD、CAPP和NCP（数控程序编制）等子系统，用以支持产品的设计个工艺准备等功能，处理有关结构方面的信息的系统属于CIMS功能模型中哪一应用分系统（技术信息分系统（TIS））。 156.机电一体化的相关技术主要可归纳为：机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术和系统总体技术。 157.机电一体化的发展趋势可概况为以下三个方面：性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展；功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展；层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。 158.机电一体化系统（产品）设计大致可分为开发性设计、适应性设计和变参数设计。159.在拟定机电一体化系统设计方案的方法中，取代法是改造旧产品开发新产品或对原系统进行技术改造的常用方法。 160.转动惯量对伺服系统的精度、稳定性、动态相应都有影响，机械设计时，在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。 161.同步带传动的主要失效形式有：承载绳疲劳拉断、打滑和跳齿和磨损。 162.在反映产品失效的失效率和时间的关系曲线中，某一时期失效期的特点是失效率高，且随时间的增加而迅速下降，这一时期称为（早期失效）。 163.在可维修系统中，在规定的工作条件和维修条件下，在某一特定的瞬时，系统正常工作的概率，称为（有效度） 164.产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率称为（可靠度） 165.电路各部分公共导线阻抗、地阻抗和电源内阻压降相互耦合形成的干扰，称为（共阻 填空题 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统（产品）是机械技术和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。 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、能源系统、传感信息系统、执行控制系统。 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。 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外循环和内循环两类。 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工作两个阶段，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，应该工作在恒转矩工作阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式（变磁阻式）步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。 22. 步进电机的工作方式有：单拍工作方式和倍拍工作方式。 ------单选 滚珠丝杠螺母副结构类型有外循环插管式和_________等类型. 收藏 A. 内循环反向器式 B. 外循环反向器式 C. 内、外双循环 D. 内循环插管式 回答错误!正确答案： B PWM指的是________. 收藏 A. 计算机集成系统 B. 可编程控制器 C. 机器人 D. 脉宽调制 回答错误!正确答案： D 检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和_______. 收藏 A. 转换电路 B. 调制电路 C. 控制电路 D. 逆变电路 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化的说法中正确的是________. 收藏 A. 机电一体化设计主要是指产品的设计,不需要系统论方面的知识 B. 机电一体化技术是由传统机械技术及电子技术两方面技术构成 C. 机电一体化是指机电一体化技术,而不包含机电一体化产品 D. 机电一体化技术是以机械为主体 回答错误!正确答案： D 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. 收藏 A. 换向结构 B. 检测环节 C. 存储电路 D. 转换电路 回答错误!正确答案： B 电压跟随器的输出电压________输入电压. 收藏 A. 大于等于 B. 大于 C. 小于 D. 等于 回答错误!正确答案： D 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类:外循环插管式和________. 收藏 A. 内循环反向 B. 内循环插管式 C. 外循环反向器式 D. 内、外双循环 回答错误!正确答案： A 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称________. 收藏 A. 伺服系统 B. 工业机器人 C. 顺序控制系统 D. 数控机床 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化系统的伺服系统稳定性说法中错误的是________. 收藏 A. 国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2021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》2021期末试题及答案（试卷号：1118） 一、单选题（每小题3分，共24分） 1．以下产品不属于机电一体化产品的是()。 A．机器人 B．移动电话 C．数控机床 D．复印机 2．滚珠丝杆的滚珠在整个循环过程中始终与丝杠表面保持接触为( )。 A．插管式 B．端盖式 C．内循环式 D．外循环式 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．计算机控制系统实际运行时，需要由用户自行编写 ( )，具有实时性、针对性、灵活性和通用性。 A．平台软 B．开发软 C．系统软 D．应用软 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．并联结构 C．环形结构 D．星形结构 8．HRGP-1A喷漆机器人中的乎部属于系统中的( )。 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．机电一体化是一个新兴的交叉学科，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，机电一体化产品具有智能化、人性化等特征。() 10.机电一体化产品的机械系统包括传动机构、导向机构、执行机构、轴系、机座或机架5大部分，是实现产品功能的基础。( ) 11．机电一体化系统要求传动机构具有刚度大、摩擦小、转动惯量小、阻尼合理、抗振性好和可靠性高等特性。() 12．精密机械技术作为机电一体化系统的基础，为机电一体化系统提供了精密的机械本体，并为机电一体化系统提供了可靠、灵敏的驱动装置。() 13.在机电一体化机械系统中，滚珠丝杠副是最常用的运动转换机构，在实际工程运用中，滚珠丝杆副只能将回转运动转换为直线运动。( ) 机电一体化考试试卷 A卷 一. 名词解释 1. 接口——机电一体化系统中各子系统之间进行物质、能量和信息传递与交换的联系部件。 2. 连续控制系统——信号在时间上是连续变化的系统。 3. 计算机控制系统——采用计算机作为控制器的控制系统即为计算机控制系统，又被称为离散控制系统。 5. 直流伺服系统——采用直流伺服电动机作为执行元件的伺服系统。 8. 同步调制——在改变正弦调制波的频率f的同时成正比的改变三角载波的频率f c，使载频比N保持不变，则称为同步调制。 9. 异步调制——在改变正弦调制波的频率f的同时，三角载波的频率f c的值保持不变,使载频波比N值不断变化，则称为异步调制。 11. 抗干扰技术——研究电子设备及系统抵抗外部和内部电磁干扰，保证其正常工作的具体措施。 12. 工业机器人——一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。能搬运材料、零件或操作工具，用以完成各种作业。 二. 填空 1. 接口的基本功能有三个，一是交换，通过接口完成信号模式或能量的统一，二是放大，达到能量的匹配，三是传递，遵循协调一致的时序，信号格式和逻辑规范将放大后的信号可靠.快速.精确地交换。 3. 在机电一体化系统中，机械结构主要用于执行机构、传动机构和支承部件，用以完成规定的动作；传递功率、运动和信息；起支承连接作用等。通常，它们是微机控制伺服传动系统的有机组成部分。 4. 对机电一体化系统中的机械传动系统建模一般分两步进行，首先把机械系统中各基本物理量折算到传动链中的某个元件上，然后，再根据输入量和输出量的关系建立它的数学模型。 6. 由于非线性摩擦的存在，机械系统在低速运行时，常常出现爬行现象，导致系统运行不稳定。爬行一般出现在某个临界转速以下，而在高速运行时并不出现。 7. 惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利。因此，机械设计时，在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。 10. 一般来说，伺服系统的基本组成可包括控制器、功率放大器、执行机构和检测装置等四大部分。 11. 常用的伺服电动机有直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进电动机三种。 14. 若系统的输出量为速度，将此速度反馈到输入端，并与输入量比较，就可以实现对系统的速度控制，这种控制系统称为速度伺服控制系统。 17. 单片微计算机是将CPU 、RAM 、ROM 、定时/计数、多功能I/O(并行、 机电一体化复习题(附答案) 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 1.什么是“机电一体化”？以打夯机为例，内含机械与电器，问这是不是机电 一体化产品？ 答：机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics 的后半部分组合而成。 打夯机不属于机电一体化产品。因为打夯机只是普通的机械加电器，它属于硬连接或者称为机械连接只能应用在就地或者小范围场合使用，不能满足大面积和远程控制。而机电一体化就不一样了，它不光有硬连接、机械连接还有软连接。机电一体化属于同时运用机械、电子、仪表、计算机和自动控制等多种技术为一体的一种复合技术。它不光可以就地操作，小范围应用，还可以大面积使用操作，远程监测、控制。 2.机电一体化的技术构成是什么？ 答：机械技术、微电子技术、信息技术 3.产品实现机电一体化后，可以取得那些成效？ 答：产品实现机电一体化后可以取得的成效：产品性能提高、功能增强、结构简化、可靠性提高、节约能源、改善操作、提高灵活性等。 4.数字量传感具有哪三种类型？他们有什么区别？ 数字传感器按结构可分成三种类型： 1.直接式数字量传感器——其分辨率决定于数字量传感器的位数。 被测物理量→数字编码器→信息提取装置→数字量输出 2.周期计数式数字传感器 它的结构示意图如下图1所示。此种结构的位移分辨率对低精度的周期计数式数字传感器而言，仅由周期信号发生器的性质决定。例如，光栅当长1mm有100条刻线时，其分辨率即为0.01mm;对高精度的周期计数式数字传感器而言，还要考虑到电子细分数。如在100倍电子细分数下，此光栅的分辨率就是0.1μm。此种结构属于增量式结构，结构的特点(位移方向的要求)决定它不但备有辨向电路，而且周期计数器还具有可逆性质。 图1 周期计数式数字量传感器的结构方框图 3.频率式数字传感器 其结构示意图如下图2所示。按振荡器的形式，可将此种数字传感器分成带有晶体谐振器的和不带晶体谐振器的两种。前者，按被测量的作甩点，又分作用在石英谐振器上的石英晶体谐振式数字传感器和作用在谐振器中储能元件上的带有 2020年国家开放大学 《机电一体化系统》机考真题1 一、判断题 1.转动惯量大不会对机电一体化系统造成不良影响。 错 2.在机电一体化系统中，通过增大执行装置的固有频率可有效提高系统的稳定性。 对 3.滚珠丝杠副在使用过程中，除了要求本身单一方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。 对 4.基本转换电路是将电路参数量转换成便于测量的电量，如电压、电流、频率等。 对 5.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）时测量电路称为开关型测量电路。 对 6.PID控制中的P、I、D分别表示比例、微分、积分的含义，是工业控制的主要技术之一。 对 7.直流电机的调节特性曲线斜率K反映了电机转速n随控制电压 Ua的变化而变化快慢的关系,其值大小与负载大小无关,仅取决于电机本身的结构和技术参数。 对 8.闭环系统的优点是精度较高，对外部扰动和系统参数变化不敏 感，但存在稳定、振荡、超调等问题，从而造成系统性能分析和设计麻烦。 对 9.计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。其中硬件主要由 计算机主机、接口电路、输入/输出通道及外部设备组成。 对 10.平面关节式机器人可以看成关节坐标式机器人的特例，它有轴线相互平行的肩关节和肘关节。 错 11.控制系统是机器人的核心，包括机器人主控制器和关节伺服控 制器两部分，其主要任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。 对 12.铣削加工中心可完成镗、铣、钻、功螺纹等工作，与普通数控镗床和数控铣床的区别之处主要在于，它附有刀库和自动换刀装置。 对 （2020更新版）最新国家开放大学电大《机电一体化系统》 教学考一体化网考答案 100%通过 2020年春期电大把该课程纳入到“教学考一体化”平台进行网考，针对这个平台，本人汇总了该科所有的题，形成一个完整的题库，内容包含了单选题、判断题，并且以后会不断更新，对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用，会给您节省大量的时间。做考题时，利用本文档中的查找工具（Ctrl+F），把考题中的关键字输到查找工具的查找内容框内，就可迅速查找到该题答案。本文库还有其他网核、机考及教学考一体化答案，敬请查看。 单选题 1.不完全微分PID调节器是一般PID调节器加上什么环节而构成的 ( ) 。（3.00分） A. 窜入一个二阶惯性环节 B. 并入一个二阶惯性环节 C. 并入一个一阶惯性环节 D. 窜入一个一阶惯性环节 2.对同一种步进电机，三相单三拍的步距角是三相六拍的（）倍。（ 3.00分） A. 1 B. 3 C. 0.5 D. 2 3.在机电一体化传动系统中，不属于级数和各级传动比的分配原则的是（）。（3.00分） A. 等效转动惯量最小原则 B. 质量最小原则 C. 各级传动比前大后小原则 D. 输出轴转角误差最小原则 4.对于要求质量尽可能小的传动链，可按什么原则进行设计 ( ) 。（3.00分） A. 输出轴转角误差最小 B. 质量最大 C. 质量最小 D. 等效转动惯量最小 5. 机电一体化技术是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一种综合技术。是一门集机械技术、电子技术、信息技术、计算机及软件技术、自动控制技术及其他技术互相融合而成的多学科交叉的综合技术。机电一体化的概念是哪国学者提出的？( ) A. 美国 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: _内旋换与外循环 2、机电一体化系统,设计指标与评价标准应包括___ _______, __________, __________ , __________。 3、顺序控制系统就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、某光栅的条纹密度就是50条/mm,光栅条纹间的夹角θ=0、001孤度, 则莫尔条纹的宽度就是_______________________。 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就是( ) A、阻尼—质量系统 B、弹簧—质量系统 C、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、顺序控制系统就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、2051 C、PLC D、DSP 5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节与检测环节等个五部分。 A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路D检测环节 四、判断题(每小题2分,共10分) 1、伺服控制系统的比较环节就是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号。( ) 2、电气式执行元件能将电能转化成机械力,并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电 机等。( ) 3、对直流伺服电动机来说,其机械特性越硬越好。( ) 4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移,步距角越小,位移的控制精度越低。( ) 5、伺服电机的驱动电路就就是将控制信号转换为功率信号,为电机提供电能的控制装置,也称其为变流器,它包括电压、 电流、频率、波形与相数的变换。( ) 五、问答题(每小题10分,共30分) 1、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型? 2、什么就是步进电机的使用特性? 3、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面? 一、名词解释(每小题2分,共10分) 1、就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、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/ΔX 3、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。 目录 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 6单片机 7 接口 8 通道 9 串行通信 10直接存储器存取（） 二、判断题： 1 在计算机接口技术中通道就是接口。（×） 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 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。 3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。 4. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式液压式气压式和其它等四大类型。 5. 在变频调速系统中，通常载波是等腰三角波，而调制波是正弦波 6.异步交流电动机变频调速： a)基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于恒转矩 调速方式。 b)基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于恒功率 调速方式。 7. 开环步进电动机控制系统，主要由. 环形分配器功率驱动器步进电机等组成。 《机电一体化系统》期末复习题 一、填空题 1.控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口电路组成。 2.机电一体化是从系统的观点出发机械技术检测技术伺服技术信息技术等在系统工 程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统协调工作而建立的一门新的科学技术。 3.机电一体化产品按用途可以划分为民用机电一体化、办公机电一体化和产业机电 一体化产品。 4.机电一体化系统设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行 设计质量评审三个方面。 5.机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应性-等方面 的要求。 6. 7.在机电一体化系统的驱动装置中，位于前向通道闭环之内的环节，其误差的低频分量 对输出精度基本无影响，而误差的高频分量-影响系统的输出精度。 8.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 9.机电一体化系统中常见的轴承包括滚动轴承滑动轴承静压轴承磁轴承。 10.机电一体化系统一般由机械本体动力与驱动、接口、执行机构传感器检测部分控 制及处理部分等部分组成。 11.在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为: 电压输出电流输出频率 输出三种形式。 12.机电一体化产品中需要检测的物理量分成电量和非电量两种形式。 13.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 理阻尼合理刚度大抗振性好间隙小并满足小型、轻量等要求。 14.机电一体化的核心是（控制器） 15.机电一体化技术归纳为机械技术检测传感技术信处理技术自动控制技术伺服传 动技术和系统总体技术六个方面。 16.从控制角度讲，机电一体化可分为开环控制系统和闭环控制系统。 17.拟定机电一体化系统的设计方案的方法有替代法、整体法、组合法。 18.下列不属于机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法（个别设计法）A 替代法 B 整体设计法 C 组合法 19.衡量机电一体化系统可靠性高低的数量指标有概率指标和寿命指标。 20.市场预测主要包括定期预测和定量预测方法。 21.在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守前小后大原则。 22.当负载折算到电机轴上的惯量等于转子惯量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最 佳匹配。 23.机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种。 24.步进电动机 25.对于交流s的范围为0 1、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器，光电耦合器的作用有哪些 1. （1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。 （2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。 （3）共模抑制比高，能对直流和低频信号(电压或电流)进行准确、安全的测量。 2、什么是三相六拍通电方式 2. 如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如A → AB → B → BC →C → CA →… 3、简述PWM 脉宽调速原理。 3. 在一个周期T 内闭合的时间为τ，则一个外加的固定直流电压U 被按一定的频率开闭的开关S 加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为U 、宽度为τ，如右图所示。电枢两端的平均电压为： U U Udt U T T T d ρτ=== ?01 式中 ρ=τ/T=U d /U ，(0<ρ<1) ρ为导通率（或称占空比） 。 当T 不变时，只要改变导通时间τ，就可以改变电枢两端的平均电压Ud 。当τ从0~T 改变时，Ud 由零连续增大到U 。 5．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。敏感元件、转换元件、基本电路。 2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响如何处理 答。如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种。垫片调隙式 螺纹调隙式 齿差调隙式 答。1机电一体化--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，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。 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 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。 ２、伺服电动机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 力输出电动机 1．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 解答： 《机电一体化技术》试卷(一) 考试方法：闭卷考试时间12 0分钟共1页第1页 一、名词解释 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 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. 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_________________________ 。 4. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________________ 。 三、选择题 1. 加速度传感器的基本力学模型是() A.阻尼一质量系统 B.弹簧一质量系统 C.弹簧一阻尼系统 D. 弹簧系统 2. 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 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，顺序控制器一般见() A.单片机 B. 2051 C. PLC D. DSP 4. 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。 A换向结构B 转换电路 C 存储电路D 检测环节 四、、问答题 1. 步进电动机常见的驱动电路有哪几种类型？ 2. 什么是步进电机的使用特性？ 3. 机电一体化系统设计指标大致上应包括哪些方面？ 五、分析计算题 1. 三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为120r/min,输入脉冲频 率为多少？步距角为多少？ （一）填空题 ★机电一体化系统常用的能源有电源、气压源和液压源。 ★市场预测的方法主要有定期预测 和定量预测。 ★机电设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行手机质量评审 ★控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口组成。 ★在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守先小后大原则。 ★机电系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应性等方面的要求。 ★影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种 ★对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的固有频率。提高固有频率和阻尼可以提高闭环系统的稳定性。★液压系统的伺服控制元件主要有电液伺服阀和电液比例阀 ★典型开关量I/O模板的I/O电气接口的主要功能有滤波、电平变换、光电隔离和功率驱动。 ★计算机的指令进行D/A转换后，需经过信号调理环节才能驱动执行机构。★传感器由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。 ★传感器的静态特性参数主要有灵敏度、线性度、迟滞和重复精度。 ★传感器输入特性的主要参数是输入阻抗或静态刚度。 ★执行机构，选择较大传动比可使系统的相对阻尼系数增大，有利系统稳定。 ★机电产品设计类型可分为开发性设计、适应性设计、变参数设计三类。★当负载折算到电机轴上的惯量等于转子质量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。 ★步进电机的最大动态转矩小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而降低。 （二）选 择题 ★开放式体系结构中的VLSI是指（超大规模集成电路） ★以下移动电话不属于机电一体化产品。 ★数控机床需要进行抗干扰设计。 ★幅频特性和相频特性（或频率响应函数）是传感器动态特性指标 ★丝杠螺母机构在闭环外，所以它回程误差和传动误差都影响输出精度 ★闭环控制，齿轮减速器在前向通道，它回程误差不影响输出精度，但传动误差影响 ★步进电机转动后，其输出转矩所工作频率增高而下降 ★采用脉宽调制进行直流电动机调速驱动是，通过改变脉冲宽度来改变电枢贿赂的平均电压而实现机的平滑调速。 ★数控机床进给系统的伺服电机属于设备的驱动部分。 ★分离活塞式油缸属于系统中的驱动部分 ★在工业机器人的设计中传感器的选择及精度分析是理论分析阶段要进行★为提高机话接卸传动系统的固有频率，应增大系统刚度。 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 C. 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. 2051 C. PLC D. DSP 5、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。 A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路D检测环节 四、判断题（每小题2分，共10分) 1、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（ ） 2、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进 电机等。（） 3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（ ） 4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（） 5、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、 电流、频率、波形和相数的变换。（ ） 1. 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. 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/ΔX 3. 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 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统（产品）是机械和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。 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。 《机电一体化技术》试卷(四) 一、名词解释(每小题2分，共10分) 1. 变频调速 2. FMS 3. 响应特性 4. 敏感元件 5. 压电效应 二、选择题（每小题2分，共10分） 1、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。 A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路D检测环节 2、检测环节能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲，一般包括传感器和_______。 A 控制电路 B 转换电路 C 调制电路 D 逆变电路 3、以下可对异步电动机进行调速的方法是_______。 A 改变电压的大小 B 改变电动机的供电频率 C 改变电压的相位 D 改变电动机转子绕组匝数 4、执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为________、液压式和气动式等。 A 电气式 B 电磁式 C 磁阻式 D 机械式 5、步进电动机，又称电脉冲马达，是通过________ 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 三、简答题(每小题10分，共30分) 1什么叫传感器？传感器的功用是什么？它是由哪几部分组成的？各部分的作 用及相互关系如何？ 2. 试简述采样/保持器原理。 3. 工业控制用的计算机主要有哪几种类型，它们分别适用于哪些场合？ 四、简单应用题(每小题10分，共20分) 1. 刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为2mm，编码器在10秒内输出307200个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少？ 2. 有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求： 1）步进电机的步距角； 2）脉冲电源的频率。 五、综合应用题(每小题15分，共30分) 1. 三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为120r/min， 输入脉冲频率为多少?步距角为多少? 2. 根据下面的电路图,编写利用该接口电路一次完成A/D转换,并把转换的结果的高8位放入R2中,低8位放入R3中的程序段。 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：2 2. 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：2 3. 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：0 4. 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：0 5. 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：2 6. 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：2 7. 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：0 8. 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：0 9. 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：2 10. 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。 T √ F × 参考答案：F；考生答案：T；试题分数：2；考生得分：0 11. 控制系统是机器人的核心，包括机器人主控制器和关节伺服控制器两部分，其主要任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。 T √ F × 参考答案：T；考生答案：T；试题分数：2；考生得分：2 12. 铣削加工中心可完成镗、铣、钻、攻螺纹等工作，与普通数控镗床和数控铣床的区别之处主要在于，它附有刀库和自动换刀装置。 T √ F × 参考答案：T；考生答案：F；试题分数：2；考生得分：0 13. FMS不能减少工序中在制品量，不能缩短生产准备时间。 T √ F × 参考答案：F；考生答案：F；试题分数：2；考生得分：2 14. 三维扫描仪应用了光学技术，使得扫描质量大大提高。 T √ F × 参考答案：T；考生答案：T；试题分数：2；考生得分：2 单项选择题（共10题，共30分） 1. 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 参考答案：C；考生答案：C；试题分数：3；考生得分：3 2. 将脉冲信号转换成角位移的执行元件是（）。 A 旋转变压器 B 交流伺服电动机 C 步进电动机 D 光电编码盘 参考答案：C；考生答案：C；试题分数：3；考生得分：3 3. 设三相步进电动机绕组为U、V、W，其通电顺序为UV →VW →WU →UV，则这种分配方式为（）。机电一体化期末总复习试题含答案
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