《机电控制与系统设计》课程习题集

1、判断题
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。

（√）
6、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，属于自感型的传感器，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。

（√）
7、数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特
征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。

（√）
8. 直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。

（√）
9. 滚珠丝杆不能自锁。

（√）
10. 同步通信是以字符为传输信息单位。

（×）
11、机电一体化是各种技术相互渗透的结果，其中包括多媒体技术。

….（×）
12、同步带传动是一种兼有链、齿轮、三角胶带等优点的传动零件。

….（√）
13、机电一体化系统对机械系统的基本要求：高精度、快速响应和良好的稳定性。

….（√）
14、谐波齿轮传动具有结构简单、传动比大、承载能力弱、效率高等特点。

………….（×）
15、3C技术指的是计算机技术、通信技术和控制技术。

….（√）
16、对于数据处理量大的系统，往往采用基于各类总线结构的可编程控制器。

…….（×）
填空题：
1、机电一体化机械系统主要包括三大机构：（）、（）和（）。

2、数据信息时主机和外围设别交换的基本信息，可以分为（）、（）、（）和（）。

3、光电编码器是一种码盘式角度—数字检测元件，它有两种基本类型：（）和（）。

4、微机控制系统中的输入与输出通道一般包括（）、（）、（）、（）四种通道。

5、伺服控制系统一般包括（）、（）、（）、（）和（）等个五部分。

6、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。

7、按自动控制原理来分，伺服系统可分为（）、（）、和（）。

8、接口的基本功能主要有（）、（）、（）。

9、执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为（）、（）和（）等。

10、PID称为（）控制算法。

11、PWM指的是（）
答案：
1、传动机构、导向机构、执行机构
2、数字量、模拟量、开关量、脉冲量
3、绝对式编码器、增量式编码器
4、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
5、控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节
6、脉冲数量
7、开环控制伺服系统、半闭环控制伺服系统、闭环控制伺服系统
8、数据格式转换、通信联络、放大
9、电气式、液压式和气动式
10、比例积分微分
11、脉宽调制
名词解释：
1、机电一体化
机电一体化是指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术、信息技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

2、伺服系统
伺服系统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、速度及动力输出的自动控制系统。

3、操作指导控制系统
计算机只是对生产过程的参数进行采集，然后根据一定的控制算法计算出供操作人员参考、选择的操作方案和最佳设定值等，操作人员根据计算机的输出信息区改变调节器的设定值，或者根据计算机输出的控制量执行相应的操作。

4、变参数设计
在设计方案和结构不变的情况下，仅改变部分结构尺寸，使之适应于量的方面有所变更的要求。

5、开发性设计
在没有参考样板的情况下进行设计，根据抽象的设计原理和要求，设计出质量和性能方面满足目的要求的系统。

6、适应性设计
在原理方案基本保持不变的情况下，对现有系统功能及结构进行重新设计，提高系统的性能和质量。

7、DDC
DDC-直接数字控制系统，是计算机用于工业过程控制最普遍的一种方式。

计算机通过输入通道对一个或多个物理量进行巡回检测，并根据规定的控制规律进行运算，然后发出控制信号，通过输出通道直接控制调节阀等执行机构。

8、D/A转换器
D/A转换器是指将数字量转换为模拟量的装置。

简述题：
1、机电一体化的共性关键技术有哪些？
答：机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、伺服传动技术、系统总体技术
2、机电一体化系统主要由哪几部分组成？
答：机械本体、动力部分、检测部分、执行部分、控制器
3、如何实现齿侧间隙的调整方法，达到消除间隙的目的？
答：偏心套调整法、轴向垫片调整法、双片薄齿轮错齿调整法、轴向压簧调整法、周向弹簧调整法
4、简述机电一体化系统对机械传动的要求？
答：在机电一体化系统中，伺服电机的伺服变速功能在很大程度上代替了传统机械传动中的变速机构，所以为了提高系统的伺服性能，要求机械传动部件转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振性好、间隙小、并满足小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性等要求。

5、现有4种固定路线导引方式：电磁制导方式、光学控制带制导方式、激光制导方式和超声波制导方式。

选择一种导引方式，分析过程
答：参照第三章的PPT上的文字说明
6、请简述选择传感器的主要考虑出发点
答：（1）测试要求和条件。

测量目的、被测物理量选择、测量范围、输入信号最大值和频带宽度、测量精度要求、测量所需时间要求等
（2）传感器特性。

精度、稳定性、响应速度、输出量性质、对被测物体产生的负载效应、校正周期、输入端保护等。

（3）使用条件。

安装条件、工作场地的环境条件（温度、湿度、振动等）、测量时间、所需功率容量、与其他设备的连接、备件与维修服务等。