电大机电一体化系统设计习题汇总(知识点复习考点归纳总结参考)
电大《机电一体化系统》考试复习题
《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。
机电一体化系统设计考试复习资料
机电一体化系统设计复习课(仅供参考) 题型一：问答/填空1.机电一体化的定义，根本组成要素〔五个子系统〕答：定义：在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能根底上引入微电子技术，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。
五大功能构成要素：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感系统、执行控制系统〔元件〕2.机电一体化系统可靠性的定义答：指系统〔产品〕在规定条件下与规定时间内，完成规定功能的能力。
“完成规定功能〞就是能够连续地保持产品〔或系统〕的工作能力，使各项技术指标符合规定值。
3.机电一体化系统设计中控制用微机的特点答：1〕较完善的适时中断系统：实时控制能力、紧急处理能力。
2〕足够的存储容量：有效地保证微机系统软件、应用软件、数据处理工作的正常运行。
3〕完善的输入/输出通道：逻辑、数字、模拟通道，以及输入/输出通道接口数。
4〕实时时钟控制：作为控制系统实现控制功能的基准。
除此之外，还有一些特殊要求——字长、运行速度、指令、本钱、编程难易、输入/输出接口扩展能力等。
4.光电隔离电路的工作原理及其主要作用答：工作原理：控制输出时，如下图可知，微机输出的控制信号经74LS04 非门反相后，加到光电耦合器G 的发光二极管正端。
当控制信号为高电平时，经反相后，加到发光二极管正端的电平为低电平，因此，发光二极管不导通，没有光发出。
这时光敏晶体管截止，输出信号几乎等于加在光敏晶体管集电极上的电源电压。
当控制信号为低电平时，发光二极管导通并发光，光敏晶体管接收发光二级管发出的光而导通，于是输出的电平几乎等于零。
作用：1〕可将输入/输出两局部的供电电源与电路的地线别离，各自使用一套电源供电。
光电耦合输入、输出端之间绝缘电阻很大〔1011~1013Ω〕，寄生的电容很小〔0.5~2pF〕，因而干扰信号很难从输入端反应到输出端。
2〕可进展电平转换，实现要求的电平输出，从而具有初级功率放大作用。
3〕提高对负载的驱动能力。
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。
机电一体化考试知识点总结
机电一体化考试知识点总结一、机电一体化基础知识1. 机电一体化的概念和发展历程机电一体化是指在产品或系统的设计、制造、使用和维护过程中，完全将机械、电子、传感器、控制技术和信息技术无缝集成为一个整体。
机电一体化技术是近年来在制造业中迅速发展起来的一种先进生产技术，它结合了机械、电子、信息技术等多种技术，以实现生产过程的全面自动化和智能化。
机电一体化的发展历程可以追溯到20世纪60年代，在那个时候，自动化生产线一度兴起，为生产过程带来了很大的改善。
随着信息技术和电子技术的不断发展，机电一体化技术逐渐成为制造业的主流技术，被广泛应用于汽车制造、电子设备制造、航空航天等领域。
2. 机电一体化的特点机电一体化技术的特点主要包括：集成性、智能化、基于网络、高精度、高速度、高可靠性等。
机电一体化技术通过将机械、电子、信息技术有机结合，实现了产品生产的智能化、自动化和网络化，能够大大提高生产效率和产品质量。
3. 机电一体化的应用领域机电一体化技术被广泛应用于工业机械、汽车制造、工程机械、电子设备制造、医疗器械、航空航天、高速铁路等领域。
在这些领域，机电一体化技术可以实现设备的智能化控制、自动化生产、信息化管理等，为企业提供了更高效的生产方式。
4. 机电一体化技术的发展趋势随着信息技术和电子技术的快速发展，机电一体化技术也在不断地向智能化、网络化、高可靠性、低能耗等方向发展。
未来，机电一体化技术将更加普及，带来更多的应用和创新。
二、传感器技术1. 传感器的基本概念和分类传感器是一种可以感知和采集物理量或化学量的变化并将其转换为可用电信号的设备。
按照测量物理量分类，传感器可分为：力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、光电传感器等。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理主要取决于其测量物理量的不同。
常见的传感器工作原理有：电压、电流、电阻、电容、电磁感应等。
3. 传感器的特性和性能指标传感器的特性和性能指标包括：静态特性（灵敏度、线性度、分辨率、稳定性）、动态特性（响应时间、过载能力、动态误差）以及环境适应能力（温度、湿度、抗干扰能力）等。
《机电一体化系统设计》复习试题及答案
《机电一体化系统设计》试题及答案一、填空(每空2分，共20分)1.机电一体化产品按用途可以划分为和2．控制及信息处理单元一般由控制计算机、和组成。
3．在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守原则。
4．典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、和等部分构成。
5．传感器的静态特性能数主要有、、迟滞和重复精度。
二、简答题(每题4分，共20分)1．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?2．机电一体化相关技术有哪些? 3．转动惯量对传动系统有哪些影响?4．简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。
5．简述A／D、D／A接口的功能。
三、分析题(20分)1．已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统巾的哪一个基本要素?2．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?四、计算题(24分)1．如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=50kg负载力为F1＝1000N，最大加速度为10m／s2’，丝杠直径为d＝20mm，导程t＝4mm，齿轮减速比为i=5，总效率为ŋ=30％，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩。
2．已知某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动，已知工作台的行程L=250mm，丝杠导程t＝4mm，齿轮减速比为i=5，要求工作台位移的测量精度为o．005mm(忽略齿轮和丝杠的传动误差)。
(1)试采用高速端测量方法，确定旋转编码器的每转脉冲数‘(2)若将传感器与丝杠的端部直接相连，n。
=500脉冲／转的旋转编码器是否合用。
五、综合题(16分)已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自由度的驱动系统如图所示，确定整系统的控制方案、画出控制系统原理图。
(至少提出两个方案)答案及评分标准(供参考)一、填空[每空2分，共20分)1.办公机电一体化产品产业机电一体化产品民用机电一体化产品2．控制软件硬件接口3．前小后大4．电源输入／输出接口5．灵敏度线性度二、简答题(每题4分，共20分)1．答：机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。
机电一体化考试重点汇总(知识点复习考点归纳总结参考)
1、机电一体化乃是在机械的主功能、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。
2、机电一体化包含机电一体化技术和机电一体化产品(系统)两层含义。
3、4、广义的接口功能有两种，一种是输入/输出；另一种是变换、调整。
5、接口性能就成为综合系统性能好坏的决定性因素。
6、根据接口的变换、调整功能，可将接口分成以下四种：零接口、无源接口、有源接口、智能接口。
7、根据接口的输入／输出功能，可将接口分成以下四种：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。
8、机电一体化系统(产品)的主要特征是自动化操作。
9、现代计算机设计方法：计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等。
10、与一般机械系统相比机电一体化系统要求：响应要快、稳定性要好。
11、为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，主要从以下几个方面采取措施：1) 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件、2) 缩短传动链、3) 选用最佳传动比、4) 缩小反向死区误差、5) 改进支承及架体的结构设计以提高刚性。
12、常用的机械传动部件：螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等；主要功能：传递转矩和转速。
特点：传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大。
13、丝杠螺母机构分为：滑动摩擦机构和滚动摩擦机构。
其中滑动摩擦机构具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低（30%~40%）；而滚动摩擦机构摩擦阻力矩小、传动效率高（92%~98%）。
14、我国生产的滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧型和双圆弧型。
15、滚珠丝杠副的特点：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，但不能自锁，具有传动的可逆性。
16、接触角一般为45度，并随载荷大小的变化而变化，且滚道圆弧半径R稍大于滚珠圆弧半径rb，成型简单，加工精度较高。
17、滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。
电大本科机电一体化系统设计基础期末考试复习资料
《机电一体化系统设计基础》期末复习一．单选题1.机电一体化技术是以( C)部分为主体，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
A. 自动化B.微电子 C 机械 D.软件2. 导程Lo = 8 mm 的丝杠的总质量为6kg ，标称直径为4 0 mm ，则其转动惯量为(A)kg. mm2A.1200B.480c. 120D.483. 某机电一体化系统需要消除斜齿轮传动的齿侧间隙，采取(D)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4. 下列哪项指标是传感器的动态特性? (D )。
A. 量程B.线性度 c.灵敏度D. 幅频特性5. 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6. HRGP-1A 喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的(B )。
A. 能游、部分B.传感部分C. 控制器D.执行机构7.机械系统的刚度对系统的动态特性主要影响表现为(B )等方面。
A. 固有频率、响应速度、惯量B. 固有频率、失动量、稳定性C. 摩擦特性、响应速度、稳定性D.摩擦特性、失动量、惯量8. 多级齿轮传动中，各级传动比相等的分配原则适用于按(C )设计的传动链。
A. 最小等效转动惯量原则B. 输出轴的转角误差最小原则c.重量最轻原则(小功率装置)D.重量最轻原则(大功率装置)9. 幅频特性和相频特性是模拟式传感器的(B )。
A.静态特性指标B.动态特性指标C.输人特性参数D.输出特性参数10. 半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(D)。
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11. 步进电机转角的精确控制是通过控制输入脉冲的(B )来实现的。
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机电一体化系统设计习题汇总
第一章：概论
1.关于机电一体化的涵义，虽然有多种解释，但都有一个共同点。
这个共同点是什么?
2.机电一体化突出的特点是什么?重要的实质是什么？
3.为什么说微电子技术不能单独在机械领域内获得更大的经济效益?
4.机电—体化对我国机械工业的发展有何重要意义?
5.试列举20种常见的机电一体化产品。
6.试分析CNC机床和工业机器人的基本结构要素，并与人体五大要素进行对比，指出各自的特点。
7.机电一体化产品各基本结构要素及所涉及的技术的发展方向。
8.机电一体化设计与传统设计的主要区别是什么?
9.试举例说明常见的、分别属于开发性设计、适应性设计和变异性设计的情况。
10.为什么产品功能越多，操作性越差?为何产品应向“傻瓜化”方向发展?
11.试结合产品的一般性设计原则，分析和理解按“有限寿命”设计产品的目的和意义。
第二章：机械系统设计
1. 机电一体化产品对机械系统的要求有哪些?
2. 机电一体化机械系统由哪几部分机构组成，对各部分的要求是什么?
3. 常用的传动机构有哪些，各有何特点？
4. 齿轮传动机构为何要消除齿侧间隙?
5. 滚珠丝杠副轴向间隙对传动有何影响?采用什么方法消除它？
6. 滚珠丝杠副的支承对传动有何影响?支承形式有哪些类型?各有何特点?
7. 试设计某数控机床工作台进给用滚珠丝杠副。
己知平均工作载荷F＝4000N，丝杠工作长度l＝2m，平均转速＝120r／min，每天开机6h，每年300个工作日，要求工作8年以上，丝杠材料为CrwMn钢，滚道硬度为58—62HRC，丝杠传动精度为±0.04mm。
8.导向机构的作用是什么?滑动导轨、滚动导轨各有何特点?
9.请根据以下条件选择汉江机床厂的HJG—D系列滚动直线导轨。
作用在滑座上的载荷F＝18000N，滑座数M=4，单向行程长度L＝0.8m，每分钟往返次数为3，工作温度不超过120℃，工作速度为40m／min,工作时间要求10000h以上,滚道表面硬度取60HRC。
10.滚动直线导轨的形式有哪些?各有何特点?
11. 塑料导轨的特点是什么?常用的塑料导轨有哪些？如何使用?
第三章：接口设计
1.试述机电—体化接口设计的重要性。
2.试述机电一体化产品接口的分类方法。
3. 试述人机接口的作用和特点。
4.人机接口中，常用的输入设备有哪几种？常用的输出设备有哪几种？
5.设计键盘输入程序时应考虑哪几项功能？
6.七段发光二极管显示器的动态工作方式和静态工作方式各具有什么优缺点？
7. 在进行PP40打印机接口设计时，可否直接将STB连到WR上？为什么？
8.试述机电接口的作用和特点。
9. 在机电接口的控制输出接口中，常用的电力电子器件有哪些？
10.在机电接口中，光电耦合器的作用是什么？
11.在机电接口中，常用的固态继电器的特点及应用特性如何？
12. 在一机电一体化产品中，803l通过P1口扩展了一个4×4键盘，画出接口逻辑电路，井编写键处理子程序。
13.在一机电一体化产品中，采用8031做控制微机，要求通过其串行口扩展74LSl64，控制6位LED显示器，试画出接口逻辑，并编写相应程序，将片内RAM 30H一35H内容送显示。
第四章：检测系统设计
1.基本转换电路的功用是什么?
2.模拟式和数字式传感器信号检测系统的组成如何?
3.减小放大器噪声及提高放大器工作稳定性的一般措施有哪些?
4.在检测系统中，为何常对传感器信号进行调制?常用的调制方法有哪些?
5.什么是调制信号?什么是载波信号?什么是已调制信号?
6.什么是低通、高通、带通、带阻滤波器?各自的通频带如何?带宽如何确定?
7.提高滤波器的阶次会带来什么好处和问题?
8.什么是增量码信号?什么是细分？什么是辨向？
9.试设计一个可实现12细分的并联电阻链移相细分电路，计算各电阻值，画出电路图，并说明各细分脉冲出现的顺序。
10.试将两片74LS393互连起来，构成分频数为2、4、8、16、32、64、128、256的分频器。
11.模拟多路开关和采样保持电路的作用是什么?
12.何谓采样？怎样才能保证在采样过程中不丢失原信号中所包含的信息?
13.与模拟滤波器相比，数字滤波器的优点是什么?
第五章：伺服系统设计
1.试举出几个具有伺服系统的机电一体化产品实例，分析其伺服系统的基本结构，指出其属于何种类型的伺服系统。
2.结合伺服系统对执行元件的基本要求，分析为何机电一体化伺服系统趋向于采用电气式执行元件。
3.某五相步进电动机，通电方式为AB—ABC—BC—BCD—CD—…，试计算其步距角。
4.试根据机械特性曲线，分析当负载转矩不变时，直流伺服电动机的调压调速过程。
5.采用单片机8031控制三相步进电动机，通电方式分别为双三拍和三相六拍，试设计相应的硬件和软件脉冲分配器，并指出各自的特点及适用场合。
6.伺服系统中为何要进行惯量匹配计算?怎样实现惯量匹配？
7.试从结构、成本、稳定性和精度等方面，分析开环、闭环和半闭环控制的伺服系统的特点及适用场合。
设计相应的系统时，都应注意哪些问题?
8.闭环伺服系统在什么样的条件下可简化成低阶系统？这样简化将带来什么样的误差？简化的目的是什么?如采用计算机进行仿真分析，是否还有必要进行简化？
9.校正环节是否伺服系统本身所固有的?校正环节的作用是什么？
第六章：控制系统设计
1.机电一体化控制系统设计与常规控制系统设计的主要区别是什么?
2.控制系统有哪些分类方法及类型?各类控制系统的特点是什么?
3.建立被控对象数学模型的方法有哪些?各种方法的特点及适用场合如何?
4.微型机控制系统的组成和特点是什么？
5.为什么说大多数自动控制系统都是机电一体化系统?
6.
7.
8.设计快速无波纹系统必须具备的条件是什么?
9.串级控制系统与单回路反馈控制系统相比有哪些主要特点?在设计串级控制系统时应注意哪些问题？
10.在选择控制装置中的微型机时，应主要考虑哪些因素?
11.在采用STD总线工控机构成控制装置时，各功能模板及插件应如何选择？
12.专用控制装置设计的主要内容有哪些?其软件设计的一般步骤和方法如何？
13.冗余结构有哪几种？各自原理如何？
14.常见的干扰及抗干扰措施有哪些?
15.为何印制电路板上的地线和电源线都做得很粗？
16.应如何理解“软件测试过程中，测试者的心理状态对测试效果起决定性作用”这句话?。