机电一体化复习资料

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1、综合练习（一）一、名词解释（每小题4分，共20分）1. 机电一体化：从系统的观点出发， 将机械技术、微电子技术、信息技术、 控制技术等在系 统工程的基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一 门新的科学技术。2传感器：是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某 种物理量的测量装置。3伺服控制系统：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。4. 可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。二、填空题 （每小题1分，共20分）2伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比，以提高伺服系

2、统的响应速度。3 机身结构设计中，肋板的布置形式可分为纵向肋板、横向肋板和斜置肋板三种。4 .某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角 0 =0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_20mm_。5 柔性制造系统可分为四个系统，分别为加工系统、物料系统、能量系统和信息系统。6 .从电路上隔离干扰的三种常用方法是：光电 隔离，变压器 隔离，继电器 隔离。7 .工作接地分为 _一点接地、多点接地。&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_0.02_。三、选择题（每小题2分，共20分）1. STD总线是一个通用工业控制的多少位微型机总线？（ B ）A. 4 位

3、B. 8 位C. 16位D. 32 位2. 加速度传感器的基本力学模型是（A ）A.阻尼一质量系统B.弹簧一质量系统 C.弹簧一阻尼系统 D.惮诜系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数（C ）A.有关B.无关 C.在一定级数内有关 D.仁主线数内无关4. A/D转换接口属于（B ）。A.人机接口B.检测通道C.控制通道D.系统间通道5 .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（D ）等个五部分。A换向结构B转换电路C存储电路D检测环节6 .受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称（B ）A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床7 .滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式

4、和（BA.内循环插管式B.外循环反向器式C内、外双循环D.工业机器人）D.内循环反向器式&直流测速发电机输出的是与转速（CA.成正比的交流电压B.成反比的交流电压压9 .具有某种智能功能的工业机器人属于（A.第一代机器人C.第三代机器人）C.成正比的直流电压D.成反比的直流电B ）。B. 第二代机器人D.第四代机器人10由存储、输送和装卸三个子系统组成的系统属于柔性制造系统中的（B.物料系统A.加工系统C.能量系统D.信息系统四、简述题（每小题5分，共25分）1 步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型答：单电源驱动电路双电源驱动电路斩波限流驱动电路2 .机电一体化系统应包括的基本要素有哪些？并指

5、出各要素所对应的功能。答：机械本体：使构造系统的各子系统、零部件按照一定的空间和时间关系安置在一定 的位置上，并保持特定的关系。动力部分：按照机电一体化系统的要求为系统提供能量和动力使系统正常运行。检测部分：把系统运行过程中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测， 变成可识别信号，送往控制装置，经过信息处理后产生相应的控制信息。执行机构：根据控制信息和指令完成所要求的动作。控制器：根据系统的状态信息和系统的目标，进行信息处理，按照一定的程序发出 相应的控制信号，通过输出接口送往执行机构，控制整个系统有目的地运 行。接口：各子系统之间进行物质、能量和信息的交换、放大、传递。4 何为“可靠

6、性指标”？如何衡量它？机电一体化系统及产品常用的可靠性指标有哪些？答：“可靠性指标”是可靠性量化分析的尺度。衡量可靠性高低的数量指标有两类，一类是概率指标，另一类是寿命指标5 .斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？1）垫片调整法 2）轴向压簧调整法综合练习（二）名词解释（每小题4分，共20分）1、线性度：所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线 的程度。又称为非线性误差。2、系统精度：指输出量复现输入信号要求的精确程度3、自动控制：自动控制一由控制装置自动进行操作的控制。4、I/O接口 ： 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

7、）。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。5、霍尔效应：压电效应：某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形 时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。当外力去 掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。填空题（每空1分，共20分）1、 可编程控制器主要由_ CPU_、_存储器_、_接口模块等其它辅助模块组成。2、 采样/保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器_”。3、 按控制方法划分，伺服系统可分为开环伺服系统 和 闭环伺服系统系统。4、 直接差分法有 向前差分法 和向后差分法 一两种。5、 衡量机电一体化系统可靠性高低

8、的数量指标有一概率指标和一寿命指标6、 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。7、 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 和其他等四大类型。8、 STD总线的技术特点_模块化设计、系统组成、修改和扩展方便、 高可靠性。_三、选择题（每小题2分，共20分）1、 机电一体化的核心是（A ）A.动力部分B.检测部分C.控制器 D.接口2、在设计齿轮传动装置时，对于要求运转平稳，启动频繁和动态性能好的降速传动链， 可按什么原则设计？（ D ）A.输出轴转角误差最B.等效转动惯量最小C. 质量最小D. A和B

9、两者3、 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率为（A ）A.可靠度B.失效率C.平均寿命D.平均维修时间4、目前大部分工业机器人都采用多少级机器人控制？（B ）A. 一级B.二级C.三级D.四级5、下列不属于机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法（D ）A取代法 B整体设计法C组合法D个别设计法6、抑制干扰的措施很多，下列不属于的是那一项？ （C）A屏蔽B隔离C过滤D接地和软件处理等方法7、PD称为（ C ）控制算法。A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分8、 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（ B ）。A.1s2 B.Ovs 1C.-1s1D.-1s09、

10、以下可对异步电动机进行调速的方法是（B ）。A改变电压的大小B改变电动机的供电频率C改变电压的相位D改变电动机转子绕组匝数10、 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脉冲的占空比四、简述题（每小题5分，共25分）1、工业控制用的计算机主要有哪几种类型，它们分别适用于哪些场合？单片微型计算机、可编程序控制器（PLC ）、总线工控机等类型。单片机或可编程控制器主要用于，控制量为开关量和少量数据信息的模拟量的小系 统。对于数据处理量大的系统，则往往采用基于各类总线结构的工控机。对于多层次、 复杂的机电一体化系统，根据各级及控制

11、对象的特点，可分别采用单片机、可编程控制 器、总线工控机和微型机来分别完成不同的功能。3、模拟式传感器信号处理过程包括哪些环节?模拟式传感器信号处理过程包括：将非电物理量转换成电量，并经放大、滤波等一系列处理后，需经模 /数变换将模拟量变成数字量，才能送入计算机系统。模/数转换过程包括信号的采样 /保持、多路转换（多传感器输入时）、A/D处理等过程。4、什么是PLC的扫描工作制？即检测输入变量求解当前控制逻辑以及修正输出指令，重复进行。5、PWM的工作原理？斩波器调压的基本原理是通过晶闸管或自关断器件的控制，将直流电压断续加到负载（电机）上，利用调节通、断的时间变化来改变负载电压平均值。五、综

12、合应用题（共15分）1、某数控机床位置控制系统的参数如下：K=35N.M/rad ； fm=8N.M ； f=12N.M ;J=21Kg.M2 ; Ts-Tc=1.5N.M ;求其临界转速 Qc。（已知岀现爬行时系统的临界初始相 位c为70解:根据求得 = 0369根据C -2(7；)_2x1.5斗仏=匸 =1-0 369S(+/)Q+卡tan Q (8+12)(1 +二? tan7(T)C0.369=0 0202ra f s综合练习（三）一、名词解释（每小题4分，共20分）3、分辨力：传感器能检测到的最小输入增量称分辨力，在输入零点附近的分辨力称为阈值。 二判断题（每空2分，共20分）1、

13、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。（V ）2、滚珠丝杆不能自锁。（V ）3、 D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（V ）4、 同步通信是以字符为传输信息单位。（x ）5、 异步通信常用于并行通道。（x ）6、 查询I/O方式常用于中断控制中。（x ）7、串行通信可以分为以下四种方式：1）全双工方式；（V ）2）半双工方式；（V ）3） 同步通信；（V ）4） 异步通信。（V ）填空题：（每空1分，共20分）2、 在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为：电压输岀；电流输出；频率输出三种形式。3、 一般来说，伺服系统的基本组成为控制器、功率放大器

14、、执行机构和检测 装置 等四大部分组成。4、在SPWM变频调速系统中，通常载波是 波。等腰三角波，而调制波是（三相）正弦5、 实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1）采用计算机软件分配器，2）小规模集成电路搭接的硬件分配器，3）专用模块分配器。6、 指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式：C,D ；哪几种属于幅射耦合方式：A, B ,E oA.静电干扰 B.磁场干扰 C漏电干扰 D.共阻抗感应干扰 E.电磁辐射干扰。7、工业机器人的发展可划分为三代。四、简答题 （每小题4分，共20分）1、在微机控制系统中，主机和外围设备间所交换的信息通常分为哪三类? 数据信息、状态信息和控制信息2、数据信息可分为哪几种？（1 ）数字量（2）模拟量（3）开关量（4）脉冲量STOPL J内烈处理通值脈务愉入处理程序执荷楡出处理RUNRUN ）状态，可编程控STOP ）状态，PLC也3、 有一变化量为0 16V的模拟信号，采用 4位A/D转换器转换成数字量，输入到微机控 制系统中，试求其量化单位q = ?，量化误差最大值 emax=?量化单位 q= 1V， 量化误差最大值 emax = 0.5V。4、试述可编程控