2020年7月电大本科《机电一体化系统设计基础》期末考试试题及答案
电大机电一体化系统设计试题答案汇总（完整版）（NXPowerLite）
机电一体化系统设计考试资料1.机电一体化：在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术、并将机械装置与电子设备以以及软件等有机结合而成的系统的总称。
2.工业三大要素：物质、能量和信息3.机电一体化系统由机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统等五个子系统构成。
4.机电一体化系统设计流程：（1）根据目的功能确定产品规格、性能指标（2）系统功能部件、功能要素的划分（3）接口的设计（4）综合评价（5）可靠性复查（6）试制与调试5.机电一体化系统设计的考虑方法：（1）机电互补法：利用通用或专用电子部件取代传统机械产品中的复杂机械功能部件或功能子系统。
（2）结合法：将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件。
（3）组合法：将用结合法制成的功能部件、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化产品。
6.机电一体化设计类型：（1）开发性设计：是没有产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的系统。
（2）适应性设计：是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械机构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。
（3）变异性设计：是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。
7.机电一体化设计程序：（1）明确设计思想（2）分析综合要求（3）划分功能模块（4）决定性能参数（5）调研类似产品（6）拟定总体方案（7）方案对比定型（8）编写总体设计论证书8.设计准则：在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。
9.设计规律：根据设计要求首先确定离散元素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。
10.绿色设计：在新产品的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。
国家开放大学电大《机电一体化系统》期末试题
《机电一体化系统》考试复习题选择题：1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( )A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数( )A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小D.变化而不变3.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4.某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( )A.100mmB.20mmC.10mmD.0.1mm5.直流测速发电机输出的是与转速( )A.成正比的交流电压B.成反比的交流电压C.成正比的直流电压D.成反比的直流电压6.电压跟随器的输出电压( )输入电压。
A.大于B.大于等于C.等于D.小于7.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( )A.1450［r/min］B.1470［r/min］C.735［r/min］D.2940［r/min］8.右图称( )A.直流伺服电动机调节特性B.直流伺服电动机机械特性C.直流伺服电动机动态特性D.直流伺服电动机调速特性9.计算步进电动机转速的公式为( )A. B.T sm cos C. D. 180°-10.一般说来，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t s( )A.增大B.减小C.不变D.不定11.已知f(t)=a+bt，则它的拉氏变换式为( )A.+bB.C.D.12.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( )使得它们同步协调到达目标点。
A.位置和加速度B.速度和加速度C.位置和速度D.位置和方向13.图示利用继电器触点实现的逻辑函数为( )A.(A+)·(+B)B.A·+·BC.(A+B)·(+)D.A·B+·14.累计式定时器工作时有( )A.1个条件B.2个条件C.3个条件D.4个条件13.机械系统的刚度对系统的主要影响表现为（）等方面。
国家开放大学电大机电一体化系统设计基础题库及答案
（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。
国开电大2022年春季期末考试《机电一体化系统设计基础》试题及答案(试卷代号1118)
试卷代号：1118国家开放大学2022年春季学期期末统一考试机电一体化系统设计基础试题2022年7月一、单选题（每小题3分，共24分）1.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.电气功能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（）。
A.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,当经八倍细分后记数脉冲为400时，光栅位移是（）mm。
A. 0. 5B. 1C. 2D. 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，需要编写（），实现系统功能,满足系统性能要求。
A.平台软件B.开发软件C.系统软件D.应用软件6.PID控制算法中,积分调节器的主要作用是()。
A.消除静差B.加快响应C.减小振荡D.提高稳定性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()。
A.物理接口B.电子接口C.主动接口D.智能接口8．在小型智能机器人的伺服驱动系统设计中应该采用的伺服技术为()。
A．液压伺服B.气动伺服C.电动伺服D.电液伺服二判断题(正确的打√,错误的打×,每题3分,共30分)9．机电一体化系统具有“智能化”的本质特征,决定了机电一体化系统的功能与结构组成。
()10.机电一体化系统的精度是由机械装置的精度确定的。
()11.虚拟样机技术采用计算机模型代替物理样机,增加了产品开发成本,但是可以改进产品设计质量,提高面向客户与市场需求能力。
()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,而转化元件指传感器中能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号的部分。
()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。
精编国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2022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》2022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》2022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．消除斜齿轮传动的齿侧间隙，采取( )调整法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙。
A．偏心套B．轴向垫片 C．薄片错齿D．轴向压簧错齿3．同步带在规定的张紧力下带的纵截面上相邻两齿对称中心线的直线距离称为( )。
A．带周距B．带节距 C．公称长度D．节圆长度4．幅频特性和相频特性是模拟式传感器的( )。
A.静态特性指标B．动态特性指标 C．输入特性参数D．输出特性参数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．机电一体化产品跳出了机电产品的单一技术和单一功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。
( )10. -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、动力系统、检测传感系统及执行机构，各要素和环节之间通过接口相联系。
( )11．执行机构是实现产品目的功能的直接执行者，其性能好坏决定着整个产品的性能，因而是机电一体化产品中最重要的组成部分。
( )12.滚珠丝杆副的导程是指丝杠相对于螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点的轴向位移。
( )13.传感器在使用前、使用中或修理后，必须对其主要技术指标标定或校准，以确保传感器的性能指标达到要求。
( )14．步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械位移的机电执行元件，每当一个脉冲信号施加子电机的控制绕组时，其转轴就转过一个固定的角度。
机电一体化期末试题及答案
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。
国家开放大学《机电一体化系统》期末考试复习题及参考答案
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》期末考试模拟试题(含答案)
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。
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2020年7月电大本科《机电一体化系统设计基础》期末考试试题及答案
说明：试卷号：1118
课程代码：00707
适用专业及学历层次：机械设计制造及自动化；本科
考试：形考（纸考、比例30%）；终考：（纸考、比例70%）
一、单选题
1．以下产品不属于机电一体化产品的是(D)。
A．工业机器人 B．打印机
C．空调 D．计算机
2．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法(A)。
A．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．下列哪项指标是传感器的动特性？(D)
A．量程 B．线性度
C．灵敏度 D．幅频特性
4．在开环控制系统中，常用(B)做驱动元件。
A．直流伺服电动机 B．步进电动机
C．同步交流伺服电动机 D．异步交流伺服电动机
5．采用脉宽调制(PWM)进行直流电动机调速驱动时，通过改变(A)来改变电枢回路的平均电压，从而实现直流电动机的平滑调速。
A．脉冲的宽度 B．脉冲的频率
C．脉冲的正负 D．其他参数
6．PID控制算法中，积分调节器的主要作用是(A)。
A．消除静差 B．加快响应
C．减小振荡 D．提高稳定性
7．不进行参数的变换与调整，即输入与输出的直接连接的接口是(C)。
A．机械接口 B．被动接口
C．零接口 D．物理接口
8．HRGP-1A工业机器人中的旋转变压器属于系统中的(B)。
A．能源部分 B．测试传感部分
C．控制器 D．执行机构
二、判断题
9．机电一体化系统是以机械装置为主体，微电子技术为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
(对)
10.现代系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。
(对)
11．在进行机电一体化机械系统设计时，应减少齿轮传动机构的摩擦，减少转动惯量，提高传动效率等措施，从而提高机电一体化系统的响应速度。
(对)
12.双螺母消除滚珠丝杆轴向间隙的机构结构紧凑，工作可靠，调整方便，能够精确调整。
(错)
13.选择传感器时，如果测量目的是定性分析，则选用重复度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，就需选用精度等级能满足要求的传感器。
(对)
14.步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械位移的机电执行元件，每当一个脉冲信号施加于电机的控制绕组时，其转轴就转过一个固定的角度。
(对)
15.永磁型步进电动机即使其定子绕组断电也能保持一定转矩，故具有记忆能力，可用于定位驱动。
(对)
16.自动控制是在人类参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。
(错)
17.计算机控制系统的采样周期越小，其控制精度就越高。
(错)
18．虚拟设计是一种以先进产品设备的实物、样件、软件或影像作为研究对象，应用产品设计方法学、系统工程学、计算机辅助设计的理论和方法进行系统分析和研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的或更先进的技术。
(错)
三、简答题
19.完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？
参考答案：
机械本体、动力系统、传感检测系统、执行部件、信息处理及控制系统五部分相互协调，共同完成所规定的目的功能。
20.选择传感器时需要考虑哪些因素？
参考答案：
选择传感器除主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度等几个方面的问题之外，还要考虑测量目的、测量对象、测量环境、测量条件和测量方式，还应尽可能兼顾结构简单、体积小。
重量轻、价格便宜、易于维修、易于更换等条件。
21．机电一体化系统仿真的模型主要有哪几种？分别应用于系统设计的哪个阶段？
参考答案：
机电一体化系统的仿真模型主要有：物理模型、数学模型和描述模型。
当仿真模型是物理模型时，为（全）物理仿真；是数学模型时，称之为数学（计算机）仿真。
用已研制出来的系统中的实际部件或子系统代替部分数学模型所构成的仿真称为半物理仿真。
计算机仿真、半物理仿真、全物理仿真分别应用在分析设计阶段（软件级）、部件及子系统研制阶段（软件一硬件级）、系统研制阶段（硬件级）。
四、计算题
22.经济型数控车床的进给系统，通常是采用步进电动机驱动滚珠丝杠、带动刀架或工作台作直线往复运动。
所选三相六拍步进电动机的转子有80齿，所选丝杆基本导程为6mm，设计的进给系统脉冲当量为0. Olmm，请计算中间齿轮的传动比。
参考答案：
五、综合题
23.分析图中整体式PLC的各组成部分中CPU、存储器、电源、输入／输出单元的功能。
参考答案：。