-机电一体化设计基础复习题及标准答案
《机电一体化系统设计》期末复习题及答案
《机电⼀体化系统设计》期末复习题及答案单选 (6)问答题 (12)1、在机械⼯业中微电⼦技术应⽤有哪些⽅⾯，及其对机电⼀体化产品设计的意义？ (12)2、机电⼀体化系统的主功能组成是那些？ (12)3、机械电⽓化与机电⼀体化的区别 (12)4、简要说明机电⼀体化系统组成要素及其功能？ (12)5、传统机电产品与机电⼀体化产品的主要区别表现哪些⽅⾯？ (12)6、机电⼀体化的关键⽀撑技术有哪些？它们的作⽤如何？ (13)1、试论述机电⼀体化产品的概念设计步骤及过程？ (13)2、产品的性能要求分类有哪些？简要分类说明。
(13)3、什么是机电⼀体化产品概念设计的核⼼内容？ (14)4、机电产品设计有哪些类型？试简要说明？ (14)5、简述产品功能、⾏为和结构及其建模之间的关系？ (14)6、传统机电产品设计与机电⼀体化产品设计的主要区别 (14)7、试论述机电⼀体化功能设计的思想⽅法和特点？ (14)8、简要说明机电⼀体化系统基本功能元的组成内容？ (15)9、机电⼀体化的现代设计⽅法的有何特点？ (15)10、优化设计的原理⽅法？ (15)11、简要说明可靠性的原理及其设计⽅法？ (15)1.机电⼀体化系统中的机械系统主要包括哪⼏部分？ (15)2、滚动导轨预加负载的⽬的是什么？常⽤⽅法有哪些？ (16)3、试述导轨的主要作⽤，导轨副的组成种类及应满⾜的要求？ (16)4、滚珠丝杠副的组成及特点有哪些？ (16)5、谐波齿轮传动有何特点？基本组成有哪些部件？ (16)6、什么是低速爬⾏？造成的原因是什么？ (16)7、机电⼀体化机械传动系统设计的特点？ (16)1.某交流感应电动机，正常⼯作时实际转速1350r/min，电源频率50Hz，其转差率是多少？ (17)2、已知某⼯作台采⽤步进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=5，2/4相步进电机的步进⾓为1.8°，半步细分驱动时的⼯作台位移的脉冲当量为多少？ (17)3、感应电动机可采⽤什么调速⽅法？ (17)4、对电机进⾏闭环控制中，适合采⽤跟踪型PWM控制的物理量是什么？跟踪型PWM有何特点？ (17)5、半闭环伺服结构的有什么特点？ (17)6、电液⽐例阀是怎样实现调节的？ (17)7、液压调节系统有哪些？ (17)8、开环控制系统中，多采⽤什么类型驱动电机？有什么特点？ (17)9、液压伺服有何特点？ (18)10、计算题(15分)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＝800N，最⼤加速度为8m／s2，丝杠直径为d＝20mm，导程t＝5mm，齿轮减速⽐为i=6，总效率为?=30％，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动⼒矩。
机电一体化系统设计基础试题及答案
机械专业机电一体化系统设计基础试题一、判断题(判断下列所述是否正确，正确填入“+”。
错误则填“一”号。
每题2分，共24分)1．接口技术是系统技术中的一个方面，它的功能是实现系统各部分的可靠连接。
( ) 2．数控机床中的计算机属于机电一体化系统的控制及信息处理单元，而电机和主轴箱则属于系统的驱动部分。
( )3．机电一体化产品的变参数设计是指改变部分结构尺寸而形成系列产品的设计。
( )4．驱动元件的选择及动力计算是机电一体化产品开发过程理论分析阶段的工作之一。
( )5．传动轴在单向回转时，回程误差对传动精度没有影响。
( )6．按输出轴的转角误差最小原则，减速链传动中，从输入到输出端的各级传动比应按“前大后小”分配。
( )7．与交流同步伺服电机一样，笼型交流异步伺服电机也可由PWM变频技术实现速度的调节。
( )8．微机系统中，在任何给定时刻，数据流都允许沿数据总线双向传输。
( )9．STD总线可采用总线复用技术，但不支持多处理机系统。
( )10．TTL电平接口不能用于驱动带电气隔离的继电器。
( )11．重复性是传感器静态特性指标之一，反映传感器输入量按同一方向做全量程连续多次变动时，输出输入特性曲线的不一致性。
( )12．增量式光电编码器的输出量为脉冲信号，可以同时用于位置和速度测量。
( )二、简答题(每题6分。
共30分)1．机电一体化系统的基本结构要素有哪些?喷漆机器人的电液伺服系统和手臂手腕分别属于其中的哪个结构要素?2．影响机电一体化系统传动机构动力学特性的主要因素有哪些?3．什么是步进电机的步距角?它是由哪些参数确定的?4．简述开关量输入模板的基本组成。
5．工业PC机与个人计算机的主要差别是什么?三、分析题(15分)系统如图昕示．试分析齿轮机构、传感器及丝杠螺母机构的误差对输出精度的影响。
四、计算题(15分)伺服电机驱动系统如图所示，已知齿轮减速比i=5；丝杠螺距气t s=5mm；丝杠直径d=20mm；工作台的质量为m=200kg；工作台最大线速度v=0．025m／s；最大加速度a=10m／s2，工作台与导轨之间的摩擦系数为f=0．1，传动效率η=0·7。
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。
机电一体化复习题（附答案）
机电⼀体化复习题（附答案）机电⼀体化复习题⼀、名词解释1机电⼀体化2伺服控制3闭环控制系统4逆变器5SPWM6单⽚机7I/O接⼝8I/O通道9串⾏通信10直接存储器存取（DMA）⼆、判断题：1在计算机接⼝技术中I/O通道就是I/O接⼝。
（×）2滚珠丝杆不能⾃锁。
（√）3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。
（×）4异步通信是以字符为传输信息单位。
（√）5同步通信常⽤于并⾏通信。
（×）6⽆条件I/O⽅式常⽤于中断控制中。
（×）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、⽛型半⾓误差（√）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（√）（3）螺杆轴线⽅向与移动件的运动⽅向不平⾏⽽形成的误差是影响传动精度的因素（√）（4）温度误差是影响传动精度的因素（√）三、单项选择题1.步进电动机，⼜称电脉冲马达，是通过（B）决定转⾓位移的⼀种伺服电动机。
A脉冲的宽度B脉冲的数量C脉冲的相位D脉冲的占空⽐2.对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。
A.1B.0C.-1D.-13.PWM指的是（C）。
A.机器⼈B.计算机集成系统C.脉宽调制D.可编程控制器4.PD称为（B）控制算法。
A.⽐例B.⽐例微分C.⽐例积分D.⽐例积分微分5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采⽤（A）⽅法实现。
A.插补B.切割C.画线D.⾃动四、填空题1.在计算机和外部交换信息中，按数据传输⽅式可分为：串⾏通信和并⾏通信。
2.微机控制系统中的输⼊与输出通道⼀般包括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四种通道。
3.在伺服系统中，在满⾜系统⼯作要求的情况下，⾸先应保证系统的稳定性和精度并尽量⾼伺服系统的响应速度。
4.⼀般来说，伺服系统的执⾏元件主要分为电磁式液压式⽓压式和其它等四⼤类型。
5.在SPWM变频调速系统中，通常载波是等腰三⾓波，⽽调制波是正弦波6.异步交流电动机变频调速：a)基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于恒转矩调速⽅式。
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。
机电一体化复习题库(含答案)
机电一体化复习题库（含答案）一 名词解释1 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，以系统为出发点的最佳功能价值的系统工程技术。
2 伺服控制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 闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。
4 逆变器是将直流电变成交流电的电路。
5 SPWM 是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM 波形。
6 它是把组成微机的CPU 、存储器I/O 接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机。
7 I/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。
8 I/O 通道也称为过程通道。
它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。
9 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。
串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。
10 硬件在外设与内存间直接进行数据交换（DMA ）而不通过CPU五、简答题1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴(或与被测轴相连接的输入轴)上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。
光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。
当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N ，则可测出转速为Zt Nn 60 式中 Z ——圆盘上的缝隙数；n ——转速(r ／min)；t ——测量时间(s)。
2. 可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）和停止（STOP）状态。
不管是在哪种状态，PLC都是反复不断地重复进行，直至PLC停机。
机电一体化复习题(含答案)
一、名词解释1、机电一体化：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，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、柔性制造系统：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化。
3、传感器：传感器适机电一体化系统中不可缺少的组成部分，能把各种不同的非电量转换成电量，对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测，将其变成系统可识别的电信号，传递给控制单元。
4、伺服电动机：伺服电动机又称控制电机，其起动停止、转速或转角随输入电压信号的大小及相位的改变而改变。
输入的电压信号又称控制信号或控制电压，改变控制信号可以改变电动机的转速及转向，驱动工作机构完成所要求的各种动作。
5、感应同步器: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，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。
6、人机接口：人机接口（HMI）是操作者与机电系统（主要是控制微机）之间进行信息交换的接口，主要完成输入和输出两方面的工作。
7、PLC：可编程控制器（Programmable Logical Controller）简称PLC.是一种在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置，广泛应用在各种生产机械和生产过程的自动控制中。
8、变频器：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素以及过流/过压/过载保护等功能。
9、通信协议：通信协议是指通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程，包括逻辑电平的定义、应用何种物理传输介质、数据帧的格式、通信站地址的确定、数据传输方式等。
机电一体化复习题含答案
机电⼀体化复习题含答案⼀、名词解释1、机电⼀体化：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，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、柔性制造系统：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）是由两台或两台以上加⼯中⼼或数控机床组成，并在加⼯⾃动化的基础上实现物料流和信息流的⾃动化。
3、传感器：传感器适机电⼀体化系统中不可缺少的组成部分，能把各种不同的⾮电量转换成电量，对系统运⾏中所需的⾃⾝和外界环境参数及状态进⾏检测，将其变成系统可识别的电信号，传递给控制单元。
4、伺服电动机：伺服电动机⼜称控制电机，其起动停⽌、转速或转⾓随输⼊电压信号的⼤⼩及相位的改变⽽改变。
输⼊的电压信号⼜称控制信号或控制电压，改变控制信号可以改变电动机的转速及转向，驱动⼯作机构完成所要求的各种动作。
5、感应同步器: 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，有直线和圆盘式两种，分别⽤作检测直线位移和转⾓。
6、⼈机接⼝：⼈机接⼝（HMI）是操作者与机电系统（主要是控制微机）之间进⾏信息交换的接⼝，主要完成输⼊和输出两⽅⾯的⼯作。
7、PLC：可编程控制器（Programmable Logical Controller）简称PLC.是⼀种在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来，并逐渐发展成为以微处理器为核⼼，把⾃动化技术、计算机技术、通信技术融为⼀体的新型⼯业⾃动控制装置，⼴泛应⽤在各种⽣产机械和⽣产过程的⾃动控制中。
8、变频器：变频器是利⽤电⼒半导体器件的通断作⽤将⼯频电源变换为另⼀频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提⾼运转精度、改变功率因素以及过流/过压/过载保护等功能。
9、通信协议：通信协议是指通信双⽅就如何交换信息所建⽴的⼀些规定和过程，包括逻辑电平的定义、应⽤何种物理传输介质、数据帧的格式、通信站地址的确定、数据传输⽅式等。
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复习题
一、是非判断
1、机电产品结构方案设计时遵循传动链最短原则的好处是使传动精度高,而传动性能稳定性降低。
（×）
２、莫尔条纹具有使栅距的节距误差平均化的特点。
(√) ３、滚珠丝杠传动的特点是传动效率高、运动具有可逆性、传动精度高、磨损小,使用寿命长、不能自锁。
（×）
4、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系，从而有效地防止干扰信号进入微机。
(√)
5、动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为行扫描。
（×）
6、分辨率是Ｄ／Ａ转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关。
8位数的分辨率为１/２５６,1０位数的分辨率为１/１024。
(√)
7、在机电产品中若有检测元件,则该产品的控制系统一定是闭环的。
（×）
8、无源滤波器常采用LC谐振电路或RC网络作为滤波器件。
（√）
9、机电产品转动惯量大可使机械负载变大，灵敏度下降，但是不影响机械系统的响应速度。
（×) 10、执行机构运动循环图可以表明各机构间的配合协调关系。
(√)
11、机电产品结构设计是从:定量到定性,具体到抽象,粗略到精细的过程结构设计满足的目标:保证功能、提高性能、降低成本。
（×）１2、双频激光干涉仪是同一激光器发出的光分成幅值不同的两束光产生干涉。
得到的是按幅值变化的交流调频信号，信噪比高，可实现高分辨率测量。
（×) 13、滚珠丝杠传动中,当丝杠改变转动方向时，间隙会使运动产生空程，从而影响机构的传动精度。
（√)
1４、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系,从而有效地防止干扰信号进入微机。
（√)
15、键码识别就是判断闭合键的代码，通常有2种方法,一种是静态检测法——称为编码键盘;另一种是动态检测法——成为非编码键盘。
（×)
16、选用Ｄ/A芯片时位数愈多精度愈高,其转换的时间愈长。
(√）1７、在机电产品中若有检测元件，则该产品的控制系统不一定是闭环的。
（√)
18、在微机检测系统的输入通道中，采样/保持（S/H)电路可有可无。
（×）
19、双片薄齿轮错齿调整法以消除齿侧间隙,但反向时不会出现死区。
(×）
2０、采样时间是指对被测参数检测的时间。
(√)
二、简答题
1、同步带传动主要失效形式有哪些?主要原因是什么？
(a) 承载绳断裂 原因是带型号过小和小带轮直径过小等。
(b) 爬齿和跳齿 原因是同步带传递的圆周力过大、带与带轮间的节距差值过大、带的初拉力过小等。
(c) 带齿的磨损 原因是带齿与轮齿的啮合干涉、带的张紧力过大等。
(ｄ) 其他失效方式 带和带轮的制造安装误差引起的带轮棱边磨损、带与带轮的节距差值太大和啮合齿数过少引起的带齿剪切破坏、同步带背的龟裂、承载绳抽出和包布层脱落等。
2、滚珠丝杠的支承形式有哪几种,各适用于什么场合？
单推—单推:适宜中速、精度高,
双推—双推:适宜高速、高刚度、高精度。
双推—简支：适宜中速、精度较高的长丝杠。
双推—自由：适宜中小载荷与低速,更适宜垂直安装，短丝杠。
３、机电系统原理方案设计中进行功能分析设计时，为什么要抽象化?
突出基本的、必要的要求，摈弃偶然情况和枝节问题，便于抓住设计问题核心，避免构思方案前形成的条条框框,放开视野，寻求更为理想的设计方案
4、下图为开关式乘型全波相敏检波电路原理图，试说明信号的相位解调原理。
在ＵC 为高电平的半周期，V1导通,V ２截止,N 同相端接地,
在UC 为低电平的半周期，V1截至,V2导通,Ｎ反相端接地, 。
５、滚珠丝杠采用齿差调隙方式时,若两齿齿数分别为Ｚ1=９９，Z2＝1０0,螺母同方向转过的齿数n ＝1,丝杠的导程p ＝６m ｍ,试问产生的轴向位移（即间隙)δ为多少？该方式的特点是什么? 产生的轴向位移(即间隙)δ为:
该结构复杂，加工和装配工艺性差,但是调整的精度高,工作可靠。
６、机电系统中选择控制形式的基本原则有哪些？
根据系统的要求,控制执行机构完成特定的运动规律,并满足工作要求。
具体任务包括： 使各执行机构按一定的顺序和规律运动、改变各运动构件的运动方向和速度大小、使各运动构件间有协调的动作，完成给定作业循环的要求、对工作中的不正常情况报警
7．机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?
应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。
8.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?
主要有：单极性驱动电路、双极性驱动电路、高低压驱动电路、斩波驱动电路、细分电路。
其中双极性驱动电路适于永磁式步进电动机。
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