机电一体化复习材料

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1、第一部分 复习要求课程的有关内容主要按“了解、掌握和熟练掌握”三个层次 要求，具体要求如下：第一章 绪论第一节 机电一体化的产生和发展1 掌握机电一体化的基本概念和涵义2 掌握机电一体化的发展趋势第二节 机电一体化的相关技术1掌握机电一体化的相关技术及其内容第三节 典型机电一体化系统1 掌握机电一体化系统的基本功能要素2 掌握有关控制系统的分类及其概念3 了解机电一体化产品和系统的分类第四节 机电一体化系统设计简介1 掌握拟定机电一体化系统设计方案的常用方法及其适用场合2 掌握机电一体化系统（产品）设计的类型3 掌握机电一体化系统设计的概念、基本原则4 掌握系统设计的过程，现代设计方法的步骤5

2、 了解机电一体化系统（产品）开发的工程路线第二章 机械传动与支承技术第一节 机械传动系统数学模型的建立1掌握数控机床进给传动系统建模的步骤、方法第二节 机械结构因素对伺服系统性能的影响1掌握阻尼、摩擦、结构弹性变形、惯量及间隙对伺服系统 性能的影响第三节 机械传动1 掌握机电一体化系统对机械传动的要求2 掌握总传动比的确定3 掌握传动链的级数和各级传动比的分配原则和方法4 掌握各种机械传动装置的特点第四节 支承部件1 掌握机电一体化系统对支承部件的要求2 了解机电一体化系统中常见的轴承及其特点3 掌握常用导轨及其特点4 掌握机身的特点及结构设计主要考虑的因素第三章 伺服传动技术第一节 概述1

3、掌握伺服系统的结构组成及分类2 了解伺服电动机应符合的基本要求、各种伺服电动机 的特点及应用场合3 了解功率放大器的种类第二节 直流伺服系统1 了解直流伺服系统的各组成环节及其工作原理2. 掌握功率放大器的基本原理第三节交流伺服系统1. 掌握交流伺服系统的分类及应用场合第四节步进电动机控制系统1. 掌握步进电动机的结构、工作原理及使用特性2. 掌握环行分配器的概念及实现环形分配的方法3. 了解步进电动机驱动电路的种类及其工作原理4. 了解提高系统精度的措施第四章计算机控制技术第一节概述1. 了解51单片机控制系统的组成及特点第二节工业控制计算机简介1. S7-200的编程方法（电气控制原理图转

4、程序图）一、填空题：（20分，每空0.5分）1、根据力一电压相似原理，机械系统质量与电系统中 相系统中相似，粘滞阻尼系数与电系统中 相似。2、机电一体化系统基本组成要素有：、。3、 对于斜齿圆柱齿轮常采用 、方法消除齿侧隙。4、根据传感器工作原理的不同， 一般分、两种。5、 微处理器系统接口包括 接口、接口、接口、接口。6、 交流电动机三种基本调速方式是 、。7、可编程控制器常用的编程语言有： 、。8步进电机的角位移量和 严格成正比。9、 驱动方式按动力源的不同分为： 、三种。10、接近式位置传感器按其原理主要分为、。11、 机电一体化中执行电动机的控制方式有 方式、方式、方式。12、 变频器

5、选择的依据是 。13、 机电一体化系统设计方法有 、三种。14、步进电机常用的功率放大电路有、 O二、简答题：（40分，每题10分）1、简述光电式传感器的原理，机电一体化系统中常用的光电式 传感器有哪几种？试举例说明其中的两种在机电一体化系统设 计中的应用。2、画出分别由250、8713芯片实现步进电机三相双三拍工作方 式接线图。3、简述可编程控制器与普通计算机的不同点。4、简述交流伺服电动机型号选择步骤。三、设计应用题：（40分，每题20分）1、画出以8 0 8 6为核心去控制一台直流伺服电动机的硬 件连接图。2、用机电一体化技术改造普通车床为经济性数控车床：（1）写出改造方案和采用此方案的

6、依据。（2）画出采用单片机控制该系统硬件连接图。一、名词解释（每小题2分，共10分）1、线性度2、伺服控制系统3、三相六拍通电方式4、传感器5、系统精度二、填空题 （每小题 2 分，共 20 分）1、计算机在控制中的应用方式主要有。2. 滚珠丝杆螺母副结构有两类：。3、应用于工业控制的计算机主要有等类型。4. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括。5、可编程控制器主要由等其它辅助模块组成。6. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系 统，顺序控制器通常用。7、现在常用的总线工控制机有、总线工业控制机和总线工业控制机等。8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种。9. 某光栅的条纹

7、密度是 50条，光栅条纹间的夹角 e =0.001孤 度，则莫尔条纹的宽度是。10. 采样/ 保持器在保持阶段相当于一个“”。三、选择题 （每小题 2分，共 10分）1. 一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素： A 机械本体 B 动力与驱动部分 C 执行机构 D. 控制及信息处理部分2、机电一体化系统（产品）开发的类型A开发性设计 B 适应性设计C变参数设计D 其它3、机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法A取代法 B整体设计法C 组合法 D 其它。4、机电一体化的高性能化一般包含A高速化B 高精度C 高效率 D高可靠性。5、抑制干扰的措施很多，主要包括A屏蔽B 隔离C滤波D接地

8、和软件处理等方法四、判断题（每小题2分，共10分）1、变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。（）2、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。（）3、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。（ ）4、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。（）5、控制系统一般分二级，分别是单

9、元控制级和设备控制级。（ ）五、问答题（每小题10分，共30分）1、计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护。2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？3、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器， 光电藕合器的作用有哪些？六、综合应用题（每小题10分，共20分）1. 编写程序：单片机读 P1.0的状态，把这个状态传到P1.7指示灯去，当P1.0为高电平时指示灯亮，低电平时指示灯不亮，采用2. 光栅传感器，刻线数为100线，设细分时测得莫尔条纹数为400,试计算光栅位移是多少毫米？若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，贝比栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少一、填空题：（30

10、分，每空1分）1、机电一体化系统基本组成要素有： 、。2、 根据力一电压相似原理，机械系统质量与电系统中 相系统中相似，粘滞阻尼系数与电系统中 相似。3、滚动螺旋传动的消除间隙和调整预紧一般有、三种。4、 伺服电机的控制方式有 方式、方式、方式。5、 微处理器系统接口包括 接口、接口、接口、接口。6、 一 51系列单片机是 位机，其中数据线 根，地址线根。7、可编程控制器常用的编程语言有：、。8湿度传感器是根据 原理制成的。9、 驱动方式按动力源的不同分为： 、三种。10、对于启停频率低，但要求低速平稳和扭矩脉动小，高速运动振动、噪声小，在整个调速范围内均可稳定运行的机械， 是主要的性能指标。

11、对于启停频率高，但不特别要求低速平稳性 能的机械设备，高的 是主要的性能指标。二、简答题：（20分，每题5分）1、简述滚动螺旋传动的工作原理。2、可编程控制器（）与通用微机有何区别？3、简述机电一体化对伺服电机性能的基本要求。4、机电一体化产品中常用的位移传感器有哪几种？试举例说明其中的一种在机电一体化系统设计中的应用。三、将下图所示的继电器电路变换成梯形图并写出语句表。（20分）1 ! 1 K11K12K1134麻11K12K121/ K11K 13K122K11K14K12一、填空题：（40分，每空1分）1、对同一种步进电机，三相单三拍的步距角是三相六拍的倍。2、 步进电机常用的功率放大电

12、路有 、。3、 机电一体化中常将工业控制计算机分为 、_三类。4、 交流电动机三种基本调速方式是 、。5、 驱动方式按动力源的不同分为： 、三种。6、接近式位置传感器按其原理主要分为、。7、 机电一体化中执行电动机的控制方式有 方式、方式、方式。8在开环控制系统中，常用做驱动元件。9、模块化生产培训系统由上料检测站、搬运站、加工站、六站连接而成。10、滚动螺旋传动的消除间隙和调整预紧一般有、三种。11、设计齿轮传动装置时，各级传动比最佳分配原则有：、。12、描述传感器静态特性的主要技术指标有、。13、 变频器选择的依据是 。14、 机电系统数学模型有 、。15、机电一体化对机械传动的要求二、简

13、答题：（30分，每题5分）1、试举例说明机电一体化系统五大组成要素。4、画出由8713芯片实现步进电机三相六拍工作方式接线图。5、简述可编程控制器与普通计算机的不同点。6简述直流伺服电动机脉宽调制的工作原理。7、简述光电式传感器的原理，机电一体化系统中常用的光电式传感器有哪几种？试举例说明其中的一种在机电一体化系统设计中的应用。8、简述变频器的基本类型。三、计算题：（15分）某步进电机有80个齿，采用3相6拍方式驱动，？经丝杠螺母副驱动工作台做直线运动，丝杠的导程为6。求:1 、步进电机的步矩角。2、当脉冲当量要求为0.01时，试设计此传动系统。四、设计应用题：（15分）用机电一体化技术改造普

14、通铣床为经济性数控铣床：1、写出改造方案。2、画出采用单片机控制该系统硬件连接图。A 稳定性和时域响应简介连续系统或离散系统的稳定性是由其对输入或 扰动的响应决定的。直观地说，稳定系统是在没有外部激 励时保持静态或平衡的系统，如果去掉所有的激励，系统 会返回到静止状态。输出将经过一个过度过程，稳定在一 个与输入一致或由其决定的稳态。如果我们将同样的输入 加到一个不稳定系统上，输出将不会稳定到稳态过程，它 将无限制的增加，通常为指数形式或增幅震荡。稳定性可以由连续系统的脉冲响应或离散系统 的 响应如下精确地定义：当时间趋近无穷时，如果脉冲 响应 为零，则连续系统是稳定的。一个可接受的系统至少应满 足三个基本指标：稳定性、精度和满意的暂态响应。这三 项标准体现在一个可接受的系统必须对特定的输入和扰动具 有满意的时间响应。因此，虽然我们为了