《机电一体化系统》形成性作业(三
《机电一体化系统设计基础》形成性考核册1、2、3、4参考答案中央电大形成性考核册
《机电一体化系统设计基础》形成性考核册1、2、3、4参考答案(中央电大形成性考核册)判断题（正确的打√，错误的打×）电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具特性的物质。
（×）统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技法论。
（√）息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分术。
（√）动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地定的规律运行。
（×）品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。
（×）动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。
（×）行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
（×）滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自侧隙。
（√）×采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产周期，增加了产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客场需求能力。
（√）×单选题以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
游标卡尺B．电话自动洗衣机 D．非指针式电子表提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（A ）。
增大系统刚度B．增大系统转动惯量增大系统的驱动力矩D．减小系统的摩擦阻力程L0=8mm的丝杠驱动总质量为60kg的工作台与工件，则其折算到丝等效转动惯量为（B ）kg·mm2。
形成性考核作业参考答案,,,
I0.0
I0.1
Q0.0
Q0.1
（2）选择西门子S7-200型PLC（也可选择其它品牌和型号的PLC），梯形图如下：
形成性考核作业4参考答案
一、判断题（正确的打√，错误的打×）
1．√2．×3．√4．×5．√6．√
7．×8．×9．×10．√11．√12．×
二、单选题
1．C2．B3．A4．D5．D 6．D 7．B．8．C
形成性考核作业2参考答案
一、判断题（正确的打√，错误的打×）
1．×2．√3．×4．×5．√6．×
7．√8．√9．×10．√11．×12．×
二、单选题
1．B2．C3．B 4．B 5．D 6．B 7．D 8．B
三、简答题
1．什么是传感器的静态特性和动态特性？
传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，所表现出来的输出响应特性。需要了解的主要参数有：线性范围、线性度、灵敏度、精确度、分辨力、迟滞、稳定性。
设传感器的每转脉冲数为 ，则传感器的每个脉冲对应工作台的位移为
方案2:低速端转角测量
测量原理如图所示，传感与丝杠的端部相连，传感器直接测量丝杠的转角，与减速比无关。
应选用n=1000的增量式编码器。选用ns=500脉冲/转编码器不合用。
2．解：由题可得：
（1）当激磁磁场不变时，电机输出转矩T正比于电枢电流：T=KTi；
4．简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响。
机械系统的刚度对系统的主要影响表现为以下几方面：
（1）失动量系统刚度越大，因静摩擦力的作用所产生的传动部件的弹性变形越小，系统的失动量也越小；
（2）固有频率机械系统刚度越大，固有频率越高，可远离控制系统或驱动系统的频带宽度，从而避免产生共振；
机电一体化系统设计基础形考任务三
题目2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。
正确答案是：应用软件题目3 SCARA机器人是指具有选择顺应性的装配机器人手臂，它在（）方向上具有顺应性，而在（）方向具有很大的刚性，因而最适合装配作业使用。
正确答案是：水平垂直题目4旋转变压器是喷漆机器人电液伺服系统中的（）。
能量元件, 检测元件题目5不进行参数的变换与调整，仅作为输入/输出的直接接口的是（）。
正确答案是：零接口题目6通常，数控精密镗铣床等高精度数控设备，其伺服系统的控制方式均采用（）。
正确答案是：闭环控制题目7（）的主要手段是建立系统数学模型，在计算机上确定出最佳的设计参数和系统结构，提高产品的设计水平。
正确答案是：优化设计题目8以下（）不属于系统功能结构图的基本结构形式。
正确答案是：星形结构题目9含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是（）。
正确答案是：智能接口题目10积分调节器的主要作用是（）。
正确答案是：消除静差题目13仿真根据采用的模型可以分为计算机仿真、半物理仿真和全物理仿真。
（）“对”题目15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。
（）错题目17半物理仿真和全物理仿真有实物介入，但是仿真系统具有构成复杂、造价高、准备时间长等缺点。
（）正确的答案是“对”。
题目18在数控设备中，计算机数控装置是设备的核心部分，一般由专用计算机（或通用计算机）、输入输出接口以及机床控制器等部分构成。
（）正确的答案是“对”。
题目19绿色设计是指考虑新产品的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。
（）正确的答案是“对”。
题目20PLC是一种专为工业环境下应用而设计的电子计算机系统。
（）正确的答案是“对”。
题目21计算机仿真有实物介入，具有较高的可信度、较好的实时性与在线等特点。
（）正确的答案是“错”。
题目22现场总线系统采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接，打破了传统控制系统的结构形式。
国开作业机电一体化设备应用与维护-课程形成性考核测试（三）50参考（含答案）
题目：测量（）压电效应（）灵敏度（）传感器（）动态误差（）答案：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。
, 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的现象。
, 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S=dy/dx=ΔY/ΔX, 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。
, 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题目：【选择题】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 ( )选项A：2051选项B：PLC选项C：单片机选项D：DSP答案：PLC题目：【选择题】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。
选项A：存储电路选项B：转换电路选项C：检测环节选项D：换向结构答案：检测环节题目：【选择题】下列指标中不属于传感器系统动态特性指标的是（）选项A：线性度选项B：相频特性选项C：工作频带选项D：幅频特性答案：线性度题目：【填空题】控制及信息处理单元一般由（）、控制软件、硬件接口组成。
答案：控制计算机题目：【填空题】机电一体化系统中要满足伺服控制在精度、稳定性和（）等方面的要求。
答案：快速响应性题目：【填空题】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。
答案：位置和速度题目：【填空题】复合控制器必定具有（）。
答案：前馈控制器题目：【填空题】钻孔、点焊通常选用（）类型。
答案：简单的直线运动控制题目：【填空题】对于线性控制系统若要求达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的（）。
答案：固有频率题目：【判断题】迟滞是传感器的静态指标之一，反应输入量在正反行程中，输出输入特性曲线不一致的程度。
《机电一体化系统设计基础》形成性考核册1、2、3、4参考答案(中央电大形成性考核册)
《机电一体化系统设计基础》中央电大形成性考核作业1一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。
（×）2.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。
（√）3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。
（√）4．自动控制是在人直接参与的情况下，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。
（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。
（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）8．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。
（×）9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。
（√）×12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，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。
（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
A．游标卡尺B．电话C．全自动洗衣机 D．非指针式电子表2．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（A ）。
《机电一体化系统》形成性作业及答案
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（）。
机电一体化系统-形考任务3
机电一体化系统-形考任务3一、判断题（每个8分，共40分）1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。
选择一项：对错2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相同的。
选择一项：对错3 PID称为比例积分控制算法。
选择一项：对错4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。
选择一项：对错5I/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。
选择一项：对错二、选择题（每个10分，共40分）6工业机器人的自由度数取决于什么所要求的动作（）。
选择一项：A. 控制方式B. 灵活程度C. 驱动方式D. 作业目标7对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三自由度，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（）。
选择一项：A. 五个B. 四个C. 八个D. 六个8对进行二维平面作业的工业机器人需要几个自由度（）。
选择一项：A. 两个B. 三个C. 一个D. 四个9DELTA机构指的是（）的一种类型。
选择一项：A. 可编程控制器B. 机器人C. 计算机集成系统D. 脉宽调制三、综合题（每个10分，共20分）10分析、说明如图所示计算机控制系统中信号变换与传输的过程、原理。
签：采样过程是采样开关（或采样单元）将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。
因采样后得到的离散模拟信号本质上还是模拟信号。
拟数量化，不能直接送入计算机。
故还需经数量化，变成数字信号才能被计算机接受和处理。
量化过程（简称量化）就是用一级数码（如二进制码）来逼近模拟信号的幅值，将其转换成数字信号，由于计算机的数值信号是有限的，因此用数码来逼近模拟信号是近似的处理方法。
信号进入计算机后经其处理经D/A转换后输出。
D/A转换器是将数字量转换成模拟量的装置。
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案..
《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、判断题（正确的打√，错误的打×）1．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。
（×）2. 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。
（√）3．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。
（√）4．自动控制是在人直接参与的情况下，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。
（×）5．产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
（×）6．为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。
（×）7．传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。
（×）8．在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。
（×）9．进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
（×）10．滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。
（√）11．采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。
（√）×12．采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，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。
（√）×二、单选题1．以下产品属于机电一体化产品的是（C ）。
A．游标卡尺 B．电话C．全自动洗衣机 D．非指针式电子表2．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（A ）。
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《机电一体化系统》形成性作业(三
《机电一体化系统》形成性考核作业(三)答案
一、填空题
1.一般说来,伺服系统的基本组成可包含控制器、功率放大器、执行机构与检测装置。
2.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控制与最优控制等。
3.执行机构主要由伺服电动机或液压伺服机构与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。
4.伺服电动机就是电气伺服系统的执行元件,其作用就是把电信号转换为机械运动。
5.PWM功率放大器的基本原理就是: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。
6.经典控制理论校正系统的方法,通常有综合法(预期特性法)与分析法(试探法)两种。
7.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与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与其她调速系统。
8.步进电动机驱动电路的种类很多,按其主电路结构分:有单电压驱动与高、低电压驱动两种。
9.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、监督控制系统与分布式控制系统等。
10.计算机的控制理论分为经典控制理论与现代控制理论。
经典控制理论就是单输入—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。
11.工业控制计算机由计算机基本系统与过程输入/输出系统两大部分组成。
12.从设计思路瞧,设计数字调节器可归纳为连续化设计法与离散化设计法。
二、选择题
1.将脉冲信号转换成角位移的执行元件就是( C)
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
2.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( A )
A.三相三拍
B.三相四拍
C.三相六拍
D.双三拍
3.由电信号处理部分与液压功率输出部分组成的控制系统就是( C )
A.交流伺服系统
B.直流伺服系统
《机电一体化系统》形成性作业(三
C.电液伺服系统
D.步进电动机控制系统
4.数字PID调节器中,哪部分的调节作用并不很明显,甚至没什么作用( B)
A.积分部分
B.微分部分
C.比例部分
D.都不明显
5.不完全微分PID调节器就是在一般PID调节器加上什么环节而构成的( B )
A.并入一个一阶惯性环节
B.串入一个一阶惯性环节
C.并入一个二阶惯性环节
D.串入一个二阶惯性环节
三、名词解释
1.伺服——在控制指令的指挥下,控制驱动元件,使机械系统的运动部件按照指令要求进行运动。
2.步进电动机——就是一种将脉冲信号转换成角位移的执行元件。
3.整流器——把交流电变换成固定的或可调的直流电的功率放大器。
4.斩波器——把固定的直流电变成可调的直流电的功率放大器。
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。
6.旋转变压器——就是一种输出电压随转角变化的角位移测量装置。
7.交流伺服系统——采用交流伺服电动机作为执行元件的伺服系统。
8.电液伺服系统——由电信号处理部分与液压功率输出部分组成的控制系统。
9.直接数字控制系统——计算机的运算与处理结果直接输出作用于被控对象的控制系统。
四、简述题
1.伺服电动机应复合哪些基本要求？
答:通常伺服电动机应符合以下基本要求:
(1)具有宽广而平滑的调速范围;
(2)具有较硬的机械特性与良好的调节特性;
(3)具有快速响应特性;
(4)空载始动电压小。
2.什么就是环行分配器？实现环行分配有哪些方法？如果三相步进电动机绕组为U、V、W,写出则三相六拍的通电顺序。
答:使步进电动机绕组的通电顺序按输入脉冲的控制而循环变化的装置称为环行分配器。
实现环行分配的方法有:1软件环行分配;2硬件环行分配;3专用环行分配器。
三相六拍的通电顺序为:U→UV→V→VW→W→WU→U
或U←UV←V←VW←W←WU←U
《机电一体化系统》形成性作业(三
3.请您说说分布式控制系统的特点？。
答:分布式控制系统综合了计算机技术、通信技术与控制技术,采用多层分级的结构形成,从上而下分为控制级、控制管理级、生产管理级与经营管理级。
每级用一台或多台计算机,级间连接通过数据通信总线。
分布式控制系统采用分散控制、集中操作、分级管理与分而自治的原则。
其安全可靠性、通用灵活性、具有最优控制性能与综合管理能力,为计算机控制开创了新方法。