机电一体化习题答案
第1章机电一体化概论11.1 机电一体化的概念11.1.1 机电一体化的发展历史11.1.2 机电一体化系统的特征21.1.3 机电一体化的意义51.2 机电一体化的技术基础61.2.1 机械设计和制造技术61.2.2 微电子技术61.2.3 传感器技术61.2.4 软件技术71.2.5 通信技术71.2.6 驱动技术71.2.7 自动控制技术71.2.8 系统技术81.3 机电一体化的发展及应用概况8习题与思考题10第2章精密机械技术112.1 概述112.1.1 机电一体化对机械系统的基本要求112.1.2 机械系统的主要组成122.2 传动机构122.2.1 传动机构的性能要求122.2.2 精密传动机构——滚珠丝杠副122.2.3 齿轮传动182.2.4 同步带传动202.2.5 间歇传动222.3 导向机构232.3.1 导轨副的组成及种类232.3.2 导轨的基本要求242.3.3 滑动导轨副272.3.4 滚动直线导轨副和圆柱直线滚动导轨副312.3.5 静压导轨副332.4 执行机构342.4.1 执行机构及其技术特点342.4.2 电磁执行机构342.4.3 压电驱动器与超声电机392.4.4 微动机构472.4.5 液压机构512.4.6 气动机构57习题与思考题62第3章工业控制计算机643.1 概述643.1.1 机电一体化对控制系统的基本要求643.1.2 机电一体化控制系统的类型、特点与选用643.2 工控机的特点、组成及总线673.2.1 工控机及其特点673.2.2 工控机的组成673.2.3 工控机的ISA总线和PCI总线693.3 工控机的主板793.4 工控机的接口卡793.4.1 模拟量输入/输出卡793.4.2 数字量输入/输出卡853.4.3 运动控制卡853.4.4 RS-232/RS-485模块893.4.5 CAN总线接口卡913.5 工业组态软件943.5.1 工业组态软件简介943.5.2 工业组态软件设计的基本步骤963.5.3 工业组态软件的设备连接与测试963.5.4 工业组态软件的报警显示973.5.5 工业组态软件实现实时数据、历史数据、实时曲线与历史曲线的显示973.5.6 工业组态软件的工程安全机制973.6 工控机与组态软件的应用98习题与思考题99第4章基于单片机的控制器1014.1 MCS-51单片机1014.2 模拟数据采集1014.2.1 传感器1024.2.2 多路模拟开关1024.2.3 放大器1034.2.4 采样/保持器1034.2.5 A/D转换器及其与单片机接口1034.3 模拟数据输出1124.4 功率输出1154.4.1 功率晶体管接口1154.4.2 光电耦合器隔离1164.4.3 双向晶闸管接口1174.5 单片机现场控制器1174.6 其他嵌入式处理器119习题与思考题120第5章可编程序控制器1225.1 顺序控制系统及其实现1225.1.1 顺序控制系统1225.1.2 顺序控制系统的实现1245.2 可编程序控制器基础1245.2.1 可编程序控制器的结构及分类1245.2.2 可编程序控制器的输入/输出模块1275.2.3 可编程序控制器的工作机制1305.2.4 可编程序控制器的编程语言1315.2.5 与其他顺序逻辑控制系统的比较1345.2.6 可编程序控制器的应用概况1355.3 三菱FX2N系列可编程序控制器及其指令系统1365.3.1 三菱可编程序控制器概述1365.3.2 三菱FX2N系列可编程序控制器的软组件及其功能1385.3.3 三菱FX2N系列可编程序控制器的指令系统1475.4 可编程序控制器的基本应用1595.4.1 PLC控制系统设计的基本内容和步骤1595.4.2 编程方法及编程规则与技巧1605.4.3 常用和基本环节编程1635.4.4 应用实例1685.5 可编程序控制器的高级应用1735.5.1 可编程序控制器的通信及网络1735.5.2 可编程序控制器的人机界面175习题与思考题176第6章传感器与计算机接口1796.1 概述1796.1.1 传感检测装置在机电一体化系统中的作用1796.1.2 传感检测装置的组成1796.2 机电一体化系统中的常用传感器1806.2.1 传感器的定义与分类1806.2.2 机电一体化系统中的常用传感器1806.2.3 智能传感器1936.3 传感器与计算机接口技术1946.3.1 数字型传感器与计算机的接口及实例1946.3.2 模拟型传感器与计算机的接口195习题与思考题197第7章动力驱动及其计算机控制1987.1 概述1987.1.1 机电一体化系统中执行装置的特点1987.1.2 电力电子技术在执行装置中的应用1987.1.3 机电传动系统建模1997.2 电力电子技术应用基础2037.2.1 晶闸管及其驱动电路2037.2.2 功率晶体管及其驱动电路2067.2.3 功率场效应晶体管及其驱动电路2087.2.4 IGBT及其驱动电路2117.3 直流传动控制系统2137.3.1 直流电机的晶闸管驱动控制2137.3.2 直流电机的全桥驱动控制2167.3.3 直流电机调速和伺服控制2177.4 交流传动控制系统2187.4.1 交流电机控制原理2187.4.2 交流伺服电机的驱动原理2197.5 步进传动控制系统2217.5.1 步进电机的原理和结构2217.5.2 步进电机控制223习题与思考题226第8章生产过程自动化技术2288.1 概述2288.1.1 基本概念2288.1.2 自动化制造系统的常见类型2298.2 自动化加工设备2318.2.1 组合机床2318.2.2 一般数控机床2318.2.3 车削中心2328.2.4 加工中心2338.3 工件储运系统2348.3.1 存储设备2348.3.2 工件输送装置2398.4 检验过程自动化2538.4.1 概述2538.4.2 加工过程中的自动检验装置2558.4.3 自动补偿装置2598.4.4 检验自动机2618.5 辅助设备2648.5.1 提升装置2648.5.2 分路装置2658.5.3 小零件的转向和定向装置2678.5.4 大零件的转位装置2698.5.5 断屑装置2718.6 自动化制造系统的控制系统2738.6.1 FMS的信息流2738.6.2 制造过程的协调控制2758.6.3 加工过程监控2798.7 计算机集成制造系统2798.7.1 基本定义2798.7.2 计算机集成制造系统的基本组成2798.7.3 计算机集成制造系统的递阶控制模式282习题与思考题284第9章机电一体化系统的常用控制策略2859.1 模拟PID调节器2859.2 数字PID控制器2869.2.1 数字PID位置型控制算法2869.2.2 数字PID增量型控制算法2889.3 数字PID控制算法的改进2909.3.1 积分分离PID控制算法2909.3.2 遇限削弱积分PID控制算法2929.3.3 不完全微分PID控制算法2939.3.4 微分先行PID控制算法2959.3.5 带死区的PID控制算法2969.4 数字PID控制技术的应用实例2979.4.1 直线电机的数字PID控制2979.4.2 运动控制系统中位置环数字PID控制算法的改进实现3009.5 其他智能控制3029.5.1 模糊控制3029.5.2 专家智能控制3179.5.3 自学习智能控制系统3189.5.4 基于神经网络的智能控制318习题与思考题319第10章机电一体化系统设计方法与实例32010.1 机电一体化系统设计方法学概论32010.1.1 机电一体化系统设计原则32010.1.2 机电一体化系统设计类型32110.1.3 机电一体化系统设计方法32110.1.4 机电一体化系统设计步骤32210.1.5 机电一体化系统的性能评价32510.2 基于单片机的机电一体化控制系统设计案例32710.2.1 基于89C52 单片机的连续纸胶印机控制系统32710.2.2 基于P87C591单片机的温室控制单元32910.2.3 基于压力平衡原理的汽车燃油检漏仪33010.3 基于PC机的机电一体化控制系统设计案例33210.3.1 基于机器视觉的晶振外壳缺陷在线抽检系统33210.3.2 基于PC的并联机床控制系统33410.3.3 基于PC的开放式数控系统33610.4 基于PLC的机电一体化控制系统设计案例33810.4.1 锅炉膜式水冷壁管屏自动焊接生产线控制系统33810.4.2 气动机械手控制系统34010.5 机器人及其控制系统设计案例34310.5.1 液压挖掘机器人分布式测控系统34310.5.2 多自由度机器人的结构与控制系统34510.5.3 高速并联机械手位置控制系统34610.6 机电一体化系统的综合设计实例34910.6.1 数控五轴联动激光加工机34910.6.2 机器人智能关节354习题与思考题363第一章1.什么是机电一体化？各国的主要观点有哪些？(P1~3)答：机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
2.试述机电一体化技术与传统机电技术的区别。
(P2)答：传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理的各种电器来实现，如继电器、接触器等，在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。
机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。
机电一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。
3.试分析机电一体化系统的组成及相关技术。
(P1~3)答：机电一体化系统是多学科技术的综合应用，是技术密集型的系统工程。
其技术组成包括：机械技术、检测技术、伺服传动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术等。
现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术等应用。
4.一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？答：机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。
我们将这些部分归纳为：结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素；这些组成要素内部及其之间，形成通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。
机电一体化试题及答案
机电一体化试题及答案2.理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统。
3.机电一体化界面按enter/。
5.机电组合法。
6.在引进微电子技术的基础上，将机械设备和电子设备与相关软件有机结合。
7.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）：以能源转换为主和以信息转换为主。
8.丝杠螺母机构的基本传动形式包括：螺母旋转、丝杠运动、丝杠固定螺母旋转和运动。
9.内循环和外循环两类。
10.有四种方式：母齿差预紧调整、双螺母垫片预紧调整、弹簧自动调整预紧。
11.双推—自由式。
12.表格。
13.量最小原则、传动精度最优原则等。
14.四种形式。
16.他形式的执行元件。
17.称为：额定转速和额定功率；伺服电机用于调速控制时，应在恒转矩阶段工作。
18.电机三种。
20.决定；通过了进一步提高步进电机的控制精度，可以采用细分电路来提高控制精度。
21.由配电电路、驱动放大电路等组成。
22.统、工业微型计算机控制系统三种。
23.过滤技术24.传感器三种形式。
26.力荷载、内力荷载、弹性荷载、摩擦荷载等。
1.机械传动系统在机电一体化系统（产品）中的基本功能和作用是什么？在机电一体化系统中，机械传动系统的基本功能是传递力/力矩和速度/速度。
它本质上是一个变矩器和变速器。
其功能是在扭矩和速度方面实现致动器和负载之间的合理匹配。
2.简答机电一体化机械传动的主要功能，目的，基本要求。
功能：传递力/扭矩和速度/速度目的：使执行元件与负载之间在转矩和转速方面达到合理的匹配。
基本要求：旋转间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传动扭矩大。
3.机电一体化系统（产品）的机械部分与一般机械系统相比，应具备哪些特殊要求？1.定位精度高。
2.良好的动态响应特性——响应速度快，稳定性好，收敛时间合理。
3.无间隙，摩擦小，惯性小，刚度大。
4.消振频率高，阻尼比合理。
4.简述滚珠丝杠传动装置的组成，结构和应用特点。
滚珠丝杠传动装置由带螺旋槽的螺杆、螺母、滚动体和回球装置组成。
机电一体化试题及答案
机电一体化试题及答案一、选择题1.机电一体化是指（）。
A.机械和电气之间具有密切联系B.机械和电气之间没有联系C.机械和电气之间相互独立D.机械和电气之间具有不存在的联系答案：A2.机电一体化的优势包括（）。
A.提高生产效率B.节约能源C.减少人力成本D.增加设备的寿命E.提高产品质量答案：A、B、C、E3.以下哪项不是机电一体化技术的应用领域？A.汽车制造B.航空航天C.电力系统D.农业生产答案：D二、填空题1.机电一体化技术的发展可以为传统制造企业带来（）。
答案：转型升级2.机电一体化的核心是（）。
答案：信息集成三、问答题1.请简述机电一体化技术在制造业中的作用。
答：机电一体化技术将机械和电气两个领域相结合，通过信息集成和智能控制实现高效生产。
它可以提高生产效率，节约能源和人力成本，并且提高产品质量。
机电一体化技术的发展可以帮助传统制造企业实现转型升级，提升竞争力。
2.请列举几个机电一体化技术的应用案例。
答：机电一体化技术广泛应用于各个领域，比如汽车制造、航空航天、电力系统等。
以汽车制造为例，机电一体化技术可以实现自动化生产线，提高生产效率和产品质量；在航空航天领域，机电一体化技术可以实现高精度控制，提高飞行安全性；在电力系统中，机电一体化技术可以实现智能化管理和优化调度，提高能源利用效率。
四、综合题某制造企业打算引入机电一体化技术来提升生产效率和产品质量。
请列举该企业引入机电一体化技术可能遇到的问题，并提出解决方案。
问题：1.技术难题：企业可能缺乏专业的机电一体化技术人才，导致技术应用受限。
2.成本问题：引入机电一体化技术需要投入大量资金，企业担心投资回报周期长。
3.人员培训：现有员工对机电一体化技术了解有限，需要进行培训和教育。
解决方案：1.合作与共享：企业可以与专业机电一体化技术公司合作，共享技术人才和资源。
2.市场前景分析：企业可以进行市场研究，评估机电一体化技术在该行业的应用前景和潜在收益，以便更好地制定投资计划。
机电一体化技术课后习题及答案
机电一体化技术课后习题及答案（孙卫青版第二版）1- 1 、试说机电一体化的含义答：机电一体化是在机械主功能、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。
1- 2 、机电一体化的主要组成、作用及其特点是什么答：主要由机械本体、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统和执行装置等组成。
机械本体用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理的结合起来，形成有机的整体。
动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。
传感与检测系统将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。
执行装置在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。
1- 3 、工业三大要素是什么？答：物质、能量和信息。
1- 4 、传统机电产品与机电一体化产品主要区别是什么？答：传统的机电产品机械与电子系统相对独立，可以分别工作。
机电一体化产品是机械系统和微电子系统的有机结合，从而赋予其新的功能和性能的一种新产品，产品功能是由所有功能单元共同作用的结果。
1- 6 、应用机电一体化技术的突出特点是什么？答：①精度提高；②生产能力和工作质量提高；③使用安全性和可靠性提高；④调解和维护方便，使用性能改善；⑤具有复合功能，适用面广；⑥改善劳动条件，有利于自动化生产；⑦节约能源，减少耗材；⑧增强柔性。
1- 7 、机电一体化的主要支撑技术有哪些，它们的作用如何？答：1、传感测试技术，在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及工作过程有关的相关信息都要通过传感器进行接收，并通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，以实现产品工作过程的自动控制。
2、信息处理技术，在机电一体化产品工作过程中，参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。
机电专业一体化试题及答案
机电专业一体化试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 机电一体化系统的基本组成包括：A. 机械系统B. 电子系统C. 控制系统D. 所有以上选项答案：D2. 下列哪个不是机电一体化系统的特点？A. 高精度B. 高可靠性C. 低效率D. 集成度高答案：C3. 伺服电机主要用于：A. 精确控制位置B. 产生大扭矩C. 快速启动和停止D. 所有以上选项答案：A4. PLC（可编程逻辑控制器）的主要功能是：A. 数据存储B. 逻辑控制C. 人机交互D. 所有以上选项答案：B5. 传感器在机电一体化系统中的作用是：A. 检测外部信号B. 转换信号C. 执行控制命令D. 所有以上选项答案：A6. 以下哪个不是机械传动元件？A. 齿轮B. 皮带C. 电机D. 轴承答案：C7. 以下哪个是机电一体化系统中常用的传感器类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光敏传感器D. 所有以上选项答案：D8. 以下哪个不是机电一体化系统的执行元件？A. 电机B. 液压缸C. 传感器D. 气动缸答案：C9. 以下哪个是机电一体化系统中常用的控制策略？A. PID控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 所有以上选项答案：D10. 以下哪个是机电一体化系统设计时需要考虑的因素？A. 成本B. 性能C. 可靠性D. 所有以上选项答案：D二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述机电一体化系统与传统机械系统的区别。
答案：机电一体化系统与传统机械系统的主要区别在于，机电一体化系统将机械系统与电子系统、控制系统相结合，实现了高度的集成和自动化。
它通过传感器检测外部信号，利用电子系统进行信号处理，并通过控制系统实现精确的控制，从而提高系统的精度、效率和可靠性。
2. 解释什么是伺服电机，并简述其工作原理。
答案：伺服电机是一种高精度的电机，它能够根据输入的控制信号精确地控制电机的转速和位置。
伺服电机的工作原理是，通过编码器检测电机的实际位置，将位置信号反馈给控制系统，控制系统根据位置误差调整电机的输入，从而实现精确控制。
机电一体化系统习题答案
机电一体化系统习题答案第一章思考与练习题一一. 名词解释1.机电一体化机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。
二. 简答题1. 机电一体化系统的组成部分主要分为哪几种？答：机电一体化系统主要分为：机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、控制性处理单元以及接口等部分组成。
2. 接口技术的作用？答：是系统中各单元和环节之间进行物质、能量和信息交换的连接界面，是外设和数控装置之间的桥梁。
其功能为：变换、放大和传递。
第二章思考题1一．名词解释1. 误差：是对某一特定的物理量进行度量时，所测得数值与真值得差值。
2. 准确度：通常用来反映系统的测量值与真值的近似程度，反映了系统误差的大小； 精密度：是从随机误差的角度来反映系统的测量值与真值的近似程度； 精确度则是系统误差和随机误差的综合反映。
3. 传动精度：是指机械传动链单向传动时，其输入端与输出端瞬时传动比的实际值与理论值之差。
4. 装配精度：是是指不同零件或不见按照特定要求组装成具有一定功能的综合精度，包括零件或不见的相对位置精度、运动精度、接触精度。
5. 机床加工精度：是一项综合型精度指标，即指机床在加工工件时所能达到的精确度。
6. 机床定位精度：是指机床或仪器主要部件在运动终点所能达到的实际位置的精度。
(是一个具有综合性质的精度指标，其定位形式大致可分为手动定位、自动间歇定位和连续定位三种形式。
)二.简答题1.机械系统在机电一体化中的作用？答：机械系统在机电一体化中起着传递功率、支撑、连接、执行的功能。
2.机床精度与机床加工精度有什么不同？（判断）答：二者的概念之间有一定的区别，机床加工精度是指在加工时体现出来的精度，与机床设备本身使用的时间年限、加工时的切削力、环境温度等都有关系，而机床精度所描述的是机床的原始精度，不考虑上述这些情况。
4. 什么是六点定位原理？答：任何一个物体在三维空间中，相对三个互相垂直的坐标系OXYZ 来说，都有六个自由度，即沿X 、Y 、Z 三个坐标轴的移动，以z y x 、、表示，及绕着X 、Y 、Z 轴的转动，用z y、、x 表示，如图所示。
机电一体化试题及答案(新)
电气控制与PLC试题一、填空题（将正确答案填入下列空白处，每题1分，共10分）1. 触点系统的结构形式有桥式触点___________ 、指形触点。
2. 工作在交流电压1200 V、或直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品叫低压电器。
3. 交流接触器的触点系统分为主触点________ 和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路。
4. 热继电器有多种结构形式，最常用的是 _________ 结构，即由两种不同膨胀系数的金属片用机械碾压而成，一端固定，另一端为自由端。
5•熔断器主要作为电路的短路保护元件。
6. 三相笼型异步电动机的制动方法一般采用机械制动和电气制动，其中电气制动方法有：反接制动_________ 、能耗制动、再生制动等。
7. 电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过电流保护、过载保护、失电压保护、欠电压保护、过电压保护及弱磁保护等。
8. PLC的基本结构由中央处理器 ____________ 、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、通信接口、编程工具、智能I/O接口、智能单元等组成。
9. 按PLC物理结构形式的不同，可分为整体式_________ 和模块式两类。
10. PLC常用的编程语言有：梯形图_____ 、指令表、高级语言。
二、选择题（下列每题只有一个正确答案，将正确答案的代号填入括号内，每题2分，共28分）1. 电磁机构中，吸引线圈的作用是：（A ）A. 将电能转化成磁场能量B.将磁场能转化成电能2. 用来分断或接通控制电路的是交流接触器的（A）A. 辅助触点B.主触点3. 电磁式交流接触器和交流继电器的区别是：（ B ）A. 交流接触器有短路环，而继电器没有B. 交流接触器有主、辅助触点之分，而继电器没有C. 没有区别4. 下列对PLC输入继电器的描述正确的是：（A ）A. 输入继电器的线圈只能由外部信号来驱动B. 输入继电器的线圈只能由程序来驱动C. 输入继电器的线圈既可以由外部信号来驱动又可以由程序来驱动5. 把线圈额定电压为220V的交流接触器线圈误接入380V的交流电源上会发生的问题是：（C ）A.接触器正常工作B.接触器产生强烈震动C.烧毁线圈D.烧毁触点6. 中间继电器的电气符号是：（C ）A. SBB. KTC. KAD. KM7. 自动空气开关的电气符号是：（B ）A. SBB. QFC. FRD. FU8. 下列对PLC软继电器的描述，正确的是：（ A ）A. 有无数对常开和常闭触点供编程时使用B. 只有2对常开和常闭触点供编程时使用C. 不同型号的PLC的情况可能不一样D. 以上说法都不正确9. OR指令的作用是：（D ）A. 用于单个常开触点与前面的触点串联连接B. 用于单个常闭触点与上面的触点并联连接C. 用于单个常闭触点与前面的触点串联连接D. 用于单个常开触点与上面的触点并联连接10. 用于驱动线圈的指令是：（D ）A. LDB. ANDC. ORD. OUT11. 逆变桥由4个晶闸管组成。
机电一体化答案
机电一体化答案第一篇：机电一体化答案1、控制用电机有哪些种类、特点及应用？控制用电动机：力矩电动机、脉冲电动机、开关磁阻电动机、变频调速电动机和各种AC/DC电动机...在额定输出功率相同的条件下，比功率（dp/dt）：交流伺服电机>直流伺服电机>步进电机。
控制用旋转电机按工作原理分：（1）旋转磁场型：同步电动机（永磁）、步进电机（永磁）；（2）旋转电枢型：直流电动机（永磁）、感应电动机（按矢量控制等效模型）；DC伺服电机（永磁）：槽铁心电枢型、无槽（平滑型）铁心电枢型、电枢型—无槽（平滑）铁心型与无铁心型。
AC伺服电机：同步型SM、感应型IM 步进电机：变磁阻型（VR）、永磁型（PM）、混合型（HB）DC伺服电机：1、高响应特性；2、高功率密度（体积小、重量轻）；3、可实现高精度数字控制；4、接触换向部件（电刷与换向器）需要维护。
应用：NC机械、机器人、计算机外围设备、办公机械、音响和音像设备、计测机械。
晶体管式无刷直流伺服电机：1、无接触换向部件；2、需要磁极位置检测器（如同轴编码器等）；3、具有DC伺服电机的全部优点。
应用：音响和音像设备、计算机外围设备。
AC伺服电机（永磁同步型）:1、无接触换向部件；2、需要磁极位置检测器（如同轴编码器等）；3、具有DC伺服电机的全部优点;4、对定于电流的激励分量和转矩分量分别控制。
应用：音响和音像设备、计算机外围设备、NC机械、机器人。
AC伺服电机（感应型（矢量控制））：1、对定于电流的激励分量和转矩分量分别控制；2、具有DC伺服电机的全部优点。
应用：NC机械、机器人。
步进电机：1、转角与控制脉冲数成比例，可构成直接数字控制；2、有定位转矩；3、可构成廉价的开环控制系统。
应用：计算机外围设备、办公机械、数控装置2、直流伺服电机的驱动方式有哪几种？晶体管脉宽调理驱动、晶闸管直流调速驱动3、旋转式步进电机按其结构可分为哪几种？各有何特点？1、可变磁阻（VR）型：转子结构简单，转子直径小，有利于快速响应。
《机电一体化系统设计》练习题参考答案
《机电一体化系统设计》练习题参考答案一、填空题1. 开发性设计、适应性设计、变参数设计2. 转子惯量3. 滤波、电平变换、光电隔离、功率驱动4. 固有频率二、判断题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案√√√×√√√√××三、问答题1.答：转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大；使系统相应速度变慢，降低灵敏度；使系统固有频率下降，容易产生谐振。
2.答：对控制及信息处理单元的基本要求：提高信息处理速度和可靠性，增强抗干扰能力，完善系统自诊断功能，实现信息处理智能化和小型化，轻量，标准化等。
3.答：减小机械系统的传动误差可采用的结构措施有：适当提高零部件本身的精度；合理设计传动链，减小零部件制造、装配误差对传动精度的影响；采用消隙机构，以减小或消除回程误差。
4.答：脉宽调制放大器是直流伺服电机常用的晶体管驱动电路。
利用大功率晶体管的开关作用，将直流电源电压转换成一定频率的方波电压，施加于直流电机的电枢，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，使电机的转速得到调节。
5.答：机电一体化系统对机械传动系统的要求有：精度；稳定性；快速响应性；还应满足小型、轻量、高速、低冲击振动、低噪声和高可靠性。
6.答：机电一体化系统对机械传动系统的要求有：精度；稳定性；快速响应性；还应满足小型、轻量、高速、低冲击振动、低噪声和高可靠性。
四、分析题1．如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=60Kg，负载力为NF,最大加速度为1200=l10m/s2，丝杠直径为d=16mm，导程t=4mm，齿轮减速比为i=5，总效率为%η，忽略丝杠惯量40=的影响，试计算电机的驱动力矩。
解：（1）计算负载力负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成2 外负载力 N F l 1200=惯性负载力m FN am F m 6001060=⨯=⋅=（2）电机上的负载力矩为NmF F t i T m l m 57.04.01)6001200(2104511)(213=⋅+⋅⨯⋅=⋅+⋅⋅=-πηπ 2. 解：（1）计算负载力负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成 外负载力 N F l1000=惯性负载力m F N am F m 5001050=⨯=⋅=（2）电机上的负载力矩为NmF F t i T m l m 63.03.01)5001000(2104511)(213=⋅+⋅⨯⋅=⋅+⋅⋅=-πηπ。
机电一体化习题和答案
<机电一体化复习题和答案>一.填空1. 通常一个较完善的机电一体化系统包含： 动力 、 执行器 、 传感器 、 计算机 和 传动机构 五部分。
2 传感器的静态特性指标主要有： 线性度 、 灵敏度 、 迟滞度 、 分辨力 和 重复度 等。
3. 电感式位移传感器是通过检测 电感量 的变化来检测被测量的位移。
4.滚珠丝杠副中采用双螺母是为了便于 螺旋弧轴向 间隙的调整。
5.在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的 栅距 起到了放大作用。
6.谐波齿轮传动的三个主要部件是： 刚轮 、 柔轮 和 谐波发生器 。
7.直流伺服电机的优点是稳定性好、可靠性好、响应速度快和扭矩大等；无刷直流伺服电动机的优点是_____无换向器 、可控性好和 稳定性好__等。
8. 机电一体化技术是 机械 与 微电子 的结合；10. 传感器的灵敏度反映了被测量的数值处在稳定状态时， 输出量 的变化量与 输入量 的变化量的比值。
11. 电容式位移传感器是将被测物理量转换为 电容 变化的装置。
12. 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有 内循环 和 外循环 两种。
13. 测速发电机的负载电阻越大，其线性度 越好 。
14.步进电机的步距角指在 电脉冲 的作用下，电机转子转过的角位移。
15.直流伺服电机的机械特性指当 电枢电压 一定时， 转矩 与 转速 之间的关系；调节特性指在 负载转矩 一定时， 电枢电压 与 转速 之间的关系。
16.滚珠丝杆副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种17. 在谐波齿轮传动中，若柔轮固定、谐波发生器主动、刚轮从动，则主、从动件转向 相同 。
18. 传感器的迟滞特性是指输入量在增加和减少的过程中，同一输入量下其 输出量 的差别。
19、压电式加速度传感器中压电元件变形后所产生的 电荷量 与加速度成正比。
20、若max ∆是传感器的最大非线性误差、FS y 为输出量的满刻度值，则传感器的线性度可表示为max ∆∕FS y 。
机电一体化课后习题答案
1.机电一体化的含义: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.机电一体化系统由机械系统、信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统五个子系统组成。
它的目的是提高系统的附加价值。
1-7.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？①.机电一体化系统由计算机、动力源、传感件、机构、执行元件系统五大要素组成。
②.对应的五大功能为：控制、动力、计测、构造、操作功能。
1-17.开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？开发性设计是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品。
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需求。
适应性设计是在总的设计方案、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结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，以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。
所有机电一体化系统的设计都是为了获得用来构成事物的有用信息。
1-20.简述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、反求设计等的含义。
计算机辅助设计是设计机电一体化产品的有力工具，用来设计一般机械产品的CAD的研究成果。
并行工程是把产品的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合协调的一种工作模式。
虚拟设计是虚拟环境中的产品模型，是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像，是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。
快速响应设计是实现快速响应工程的重要环节，快速响应工程是企业面对瞬息万变的市场环境，不断迅速开发适应市场的新系统，快速响应设计的关键是有效开发和利用各种系统信息资源。
绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一个新概念。
绿色设计就是在新系统的开发阶段，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。