最新国家开放大学电大《机电一体化系统设计基础》期末题库及答案

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《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。

国家开放大学电大《机电一体化系统》期末试题

《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。

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。

【国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2025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》2025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》2025期末试题及答案（试卷号：1118）一、单选题（每小题3分，共24分）1．以下产品属于机电一体化产品的是()。

A．游标卡尺B．移动电话C．全自动洗衣机D．非指针式电子表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项？()A.负载B．系统惯性C．传动比D．固有频率3．下列哪个不是传感器的动态特性？()A.幅频特性B．临界频率C．相频特性D．分辨率4．在传感器的使用中，模拟式传感器与计算机进行接口必须用的器件为()。

A.A/D转换器B．D/A转换器C．缓冲器D．隔离器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6．以下可实现交流伺服电动机调速的方法是()。

A．改变供电电压的大小B．改变电动机的供电频率C．改变三相电压的相位差D．改变电动机转子绕组匝数7．以下()不属于系统功能结构图的基本结构形式。

A．串联结构B．平行结构C．星形结构D．环形结构8．HRGP-1A喷漆机器人中的手部属于系统中的()。

A．能源部分B．测试传感部分C．驱动部分D．执行机构二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分）9．机电一体化是以数学和物理学为主的多门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。

()10.机电一体化机械系统中齿轮传动的啮合间隙会造成一定的传动死区，若在闭环系统中传动死区还可能使系统以1～5倍的频率产生低频振荡。

()11．机电一体化系统中机械部件产生振动时，系统中阻尼越大，最大振幅越小，且衰减越快，适当的阻尼可以提高系统的稳定性。

国家开放大学电大《机电一体化系统》期末试题

国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案(试卷号：1118)

GJ开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案（试卷号：1118）GJ开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案〔试卷号：1118〕一、单项选择题〔每题3分，共24分〕1．以下产品不属于机电一体化产品的是( )。

．工业机器人B．打印机C．空调D．计算机2．在同步带的基准节圆柱面上，带轮的节距与带的节距的关系为( )。

．大于B．小于C．等于D．不确定3．以下哪项指标是传感器的动特性？( ) ．量程B．线性度C．灵敏度D．幅频特性4．在开环操纵系统中，常用( )做驱动元件。

．直流伺服电动机B．步进电动机C．同步沟通伺服电动机D．异步沟通伺服电动机5．接受脉宽调制(PWM)进行直流电动机调速驱动时，通过转变( )来转变电枢回路的平均电压，从而实现直流电动机的平滑调速。

.脉冲的宽度B．脉冲的频率C．脉冲的正负D．其他参数6．PID操纵算法中，积分调整器的主要作用是( )。

．消除静差B．加快响应C．减小振荡D．提高稳定性7．HRGP-1工业机器人中的旋转变压器属于系统中的( )。

.能源部分B．测试传感部分C．操纵器D．执行机构8．由单XXCNC机床或加工中心与工业机器人组成，实现单工序加工的可变加工单元称为( )。

．FMF B．FMS C．FML D．FMC 二、推断题〔正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分〕9．机电一体化是一个新兴的交叉学科，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，机电一体化产品具有智能化、人性化等特征。

( ) 10.机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。

( ) 11.削减齿轮传动机构的摩擦，削减转动惯量，提高传动效率等措施，从而提高机电一体化系统的响应速度。

( ) 12.选择滚珠丝杆副的过程中，当系统的加工精度要求较高时，导程就大一点；加工精度较低时，导程就选小一些。

( ) 13.选择传感器时，假如测量目的是定性分析的，选用重复度高的传感器即可，不宜选用肯定量值精度高的；假如是为了定量分析，就需选用精度等级能满足要求的传感器。

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基础》题库及答案一一、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．滚珠丝杆的滚珠在整个循环过程中始终与丝杠表面保持接触为( )。

A. A/D转换器 B．D/A转换器C．缓冲器 D．隔离器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．平台软件 B．开发软件C．系统软件 D．应用软件7．以下( )不属于系统功能结构图的基本结构形式。

A．串联结构 B．并联结构C．环形结构 D．星形结构8．HRGP-1A喷漆机器人中的乎部属于系统中的( )。

A．能源部分 B．测试传感部分C．驱动部分 D．执行机构二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分）9．机电一体化是一个新兴的交叉学科，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，机电一体化产品具有智能化、人性化等特征。

( )10.机电一体化产品的机械系统包括传动机构、导向机构、执行机构、轴系、机座或机架5大部分，是实现产品功能的基础。

( )11．机电一体化系统要求传动机构具有刚度大、摩擦小、转动惯量小、阻尼合理、抗振性好和可靠性高等特性。

( )12．精密机械技术作为机电一体化系统的基础，为机电一体化系统提供了精密的机械本体，并为机电一体化系统提供了可靠、灵敏的驱动装置。

( )13.在机电一体化机械系统中，滚珠丝杠副是最常用的运动转换机构，在实际工程运用中，滚珠丝杆副只能将回转运动转换为直线运动。

( )14.位移传感器还可以分为模拟式传感器和数字式传感器，模拟式传感器输出是以幅值形式表示位移的大小，数字式传感器的输出是以脉冲数量的多少表示位移的大小。

( )15．脉宽调制(Pulse Width Modulator，简称PWM)控制就是通过脉冲宽度进行调制的技术，即通过改变脉冲宽度改变输出的平均电压。

( )16.自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。

( )17．PID调节器由比例调节器、积分调节器和加法调节器通过线性组合而构成。

( )18.概念设计是指在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的工作原理及其组合等。

( )三、筒答题（每小题8分，共24分）19.完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些？21．计算机控制系统由哪几部分组成？每一部分的作用是什么？四、计算题（10分）22. -个四相八拍运行的步进电机，转子齿数为50，则其步距角为多少？如要求步进电机2秒钟转10圈，则每一步需要的时间T为多少？五、综合题（12分）试题答案及评分标准（供参考）一、单选题（每小题3分，共24分）1．B 2．C 3．D 4．A5．D 6．D 7．D 8．D二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分）9．√ 10．√ 11．√ 12．× 13．×14．√ 15．√ 16．× 17．× 18．√三、简答题（每小题8分，共24分）19.答：机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理及控制系统五部分相互协调，共同完成所规定的目的功能。

20.答：齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有：圆柱齿轮传动：偏心套轴向垫片双片薄齿轮错齿调整法（轴向拉簧式、可调拉簧式）；斜齿轮传动：垫片错齿调整。

21．答：计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。

其中，硬件主要由计算机主机、接口电路、输入／输出通道及外部设备等组成：(1)计算机是整个控制系统的核心。

它接收从操作台传来的命令，对系统的各参数进行巡回检测，执行数据处理、计算和逻辑判断、报警处理等，并根据计算结果通过接口输出控制命令。

(2)接口与输入／输出通道是计算机与被控对象进行信息交换的桥梁。

(3)计算机控制系统中最基本的外部设备是操作台，它是人机对话的联系纽带，通过它可发出各种操作命令，显示系统的工作状态和数据，并可输入各种数据。

四、计算题（10分）《机电一体化系统设计基础》题库及答案二一、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. 一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。

( )15.自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。

( )16.从计算机的精度来看，需要计算机控制系统的采样周期短一些，从而保证控制精度。

( )17．可靠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，各种计算机程序能懈决不同特点的工程问题。

( )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）、输入输出接口以及驱动控制装置等部分构成。

( )三、简答题（每小题8分，共24分）19．滚珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有哪些？20．传感器一般由哪几部分组成及各部分作用是什么？21．PID控制算法中比例、积分、微分部分各起何作用？四、计算题（10分）五、综合题（12分）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。

试题答案及评分标准（供参考）一、选择题（每题3分，共24分）1．B 2．D 3．B 4．B5．D 6．C 7．B 8．C二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分）9．√ 10.× 11．√ 12.× 13.√14.√ 15．× 16．× 17.× 18．√三、筒答题（每小题8分，共24分）19．答：滚珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有：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．答：传感器一般由敏感元件、转换器件、信号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)信号转换电路将电路参数量转换成便于测量的电量，如电压、电流、频率等。

(4)辅助电源作用是提供能源。

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，如压电传感器。

21．答：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。

《机电一体化系统设计基础》题库及答案三一、单选题（每小题3分，共24分）1．以下产品属于机电一体化产品的是( )。

A．游标卡尺 B．移动电话C．全自动洗衣机 D．非指针式电子表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项？( )A. 负载 B．系统惯性C．传动比 D．固有频率3．下列哪个不是传感器的动态特性？( )A. 幅频特性 B．临界频率C．相频特性 D．分辨率4．在传感器的使用中，模拟式传感器与计算机进行接口必须用的器件为( )。

A. A/D转换器 B．D/A转换器C．缓冲器 D．隔离器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．改变供电电压的大小 B．改变电动机的供电频率C．改变三相电压的相位差 D．改变电动机转子绕组匝数7．以下( )不属于系统功能结构图的基本结构形式。

A．串联结构 B．平行结构C．星形结构 D．环形结构8．HRGP-1A喷漆机器人中的手部属于系统中的( )。