2020年1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
机电一体化期末考试试题及答案
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。
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。
机电一体化期末考试试题及答案
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一种，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics前半局部与电子学Electronics 后半局部组合而成。
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成效：产品性能提高、功能增强、构造简化、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？数字传感器按构造可分成三种类型：1.直接式数字量传感器——其分辨率决定于数字量传感器位数。
被测物理量→数字编码器→信息提取装置→数字量输出它构造示意图如下列图1所示。
此种构造位移分辨率对低精度周期计数式数字传感器而言，仅由周期信号发生器性质决定。
例如，光栅当长1mm有100条刻线时，其分辨率即为0.01mm;对高精度周期计数式数字传感器而言，还要考虑到电子细分数。
如μm。
此种构造属于增量式构造，构造特点(位移方向要求)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构造方框图其构造示意图如下列图2所示。
按振荡器形式，可将此种数字传感器分成带有晶体谐振器和不带晶体谐振器两种。
前者，按被测量作甩点，又分作用在石英谐振器上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带有晶体谐振器调频式数字传感器。
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。
机电一体化期末考试试题及答案
1.什么是“机电一体化”？以打夯机为例，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。
机电一体化期末考试试题及答案
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。
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1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(B)。
A．机器人B．移动电话
C．数控机床 D．复印机
2．影响机电一体化系统中传动机构动力学特性的因素不包含下列哪个？(C)
A．负载 B．系统惯性
C．传动比 D．固有频率
3．需要消除圆柱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．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．输入特性参数 D．输出特性参数
5．全闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之内，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会影响输出精度
D．回程误差和传动误差都不会影响输出精度
6．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，已知转子有24个齿，步进电机的步距角是(C)。
A．0.6。
B．1.2。
C．1.50 D．2。
7．在机电一体化系统设计中确定总功能的方法一般采用(A)。
A．黑箱法 B．能量流法
C．白箱法 D．信息流法
8．HRGP-1A喷漆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．机电一体化技术是一个技术群的总称，包括检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、机械技术及系统总体技术等。
(对)
10. 一个较完善的机电一体化系统，应包括机械本体、动力系统、传感检测系统、执行部件和信息处理及控制系统，各要素和环节之间通过接口相联系。
(对)
11.对于机械传动部件的摩擦特性，其静摩擦力尽可能小，动摩擦力应为尽可能小的负斜率，若为正斜率则易产生爬行、精度降低且寿命减小。
(错)
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。
(错)
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。
(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.异步交流伺服电动机的转子具有永久磁铁，其转矩产生机理与直流伺服电动机相同，当定子绕组通以三相或两相交流电时，产生旋转磁场，从而吸引转子旋转。
(错)
16. 一般说来，全物理仿真较之计算机仿真在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，是一种经济、快捷与实用的仿真方法。
(错)
17.可靠性设计是指将优化技术应用于机电一体化系统的设计过程，最终获得比较合理的设计参数，各种计算机程序能解决不同特点的工程问题。
(错)
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。
(对)
三、简答题
19.滚珠丝杠副消除轴向间隙的预紧调整方法有哪些？
参考答案：
滚珠丝杠副消除轴向间隙的预紧调整方法有：螺纹预紧调隙式、双螺母差齿预紧调隙式、双螺母垫片预紧调隙式、弹簧式自动调整预紧式、单螺母变位导程自预紧式。
20.传感器一般由哪几部分组成？各部分作用是什么？
参考答案：
传感器一般由敏感元件、转换器件、信号调理与转换电路和辅助电源四部分组成：
(1)敏感元件：直接感受被测量，并按一定规律将其转换成与被测量有确定对应关系的其他物理量；
(2)转换器件：将敏感元件输出的非电物理量（如位移、应变、光强等）转换成电参数量（如电阻、电感、电容等）。
(3)信号调理与转换电路：将转换器件输出的电信号进行放大、运算、处理等进一步转换，以获得便于显示、记录、处理和控制的有用电信号。
(4)辅助电源：提供能源。
有的传感器需要外部电源供电；有的传感器则不需要外部电源供电。
21. PID控制算法中比例、积分、微分部分各起何作用？
参考答案：
P(比例)I(积分)D(微分)调节器是将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量。
其中比例调节起纠正偏差的作用，其反应迅速；积分调节能消除静差，改善系统静态特性；微分调节有利于减少超调，加快系统的过渡过程。
此三部分配合得当，可使调节过程快速、平稳、准确，收到较好的效果。
四、计算题
参考答案：
五、综合题
23.假定你在设计一套典型的机电一体化系统，比如数控机床，请制订出概念设计的流程。
参考答案：。