机电一体化系统设计期末复习题及答案精修订

机电一体化系统设计期末复习题及答案

SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

中国石油大学（北京）远程教育学院

《机电一体化系统设计》期末复习题

第一章绪论

判断（A对，B错）

1.工业三要素是资金、人才、技术。

2.机电一体化系统的执行机构功能是主操作功能。

答案：B A

单选

1、机电一体化系统机械本体的功能是（）

A执行机构B动力源C固定其它部件D主操作功能

2、下列哪一项是机电一体化的特性。

A装置的控制属于强电范畴B自动信息处理

C支撑技术是电工技术D以机械联结为主

3、机电一体化系统的主要构成装置不包含以下哪一项（）

A电子装置B控制装置C驱动装置D机械装置

答案：C B A

问答题

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

1)对机器或机组系统运行参数进行巡检传感或控制

2)对机器或机组系统工作程序的控制

3)用电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能，简化产品的机械结构

4)节约材料

5)节能降耗

对机电一体化产品设计的意义表现在：功能模块化；封装模块化；电路（板）器件微型化；可靠性高；抗干扰能力强；结构一体化；机电产品体小、性优、价廉。

2、机电一体化系统的主功能组成是那些

物质、能量、信息（工业三要素）的变换（加工处理）、传递（移动、输送）、储存（保持、积蓄、记录）

3、机械电气化与机电一体化的区别

机械电气化

–很少考虑电器与机械的内在联系；根据机械要求选用电气传动

–机械电气界限分明，以机械联结为主，装置是刚性的

–装置的控制属于强电范畴，支撑技术是电工技术（电磁学，输配电）机电一体化

产品的新功能、智能化进步：自动检测，自动显示，自动记录，自动信息处理，自动调节控制，自动诊断，自动保护

4、简要说明机电一体化系统组成要素及其功能

五个方面，各组成及功能分别是：机械本体(构造功能:固定其它部件)；执行机构(主操作功能)；驱动部件(动力功能)；传感部件(信息检测)；控制部分(信息处理及控制)

5

6

系统论、信息论、控制论是理论基础和方法论，具体来说有六个方面的关键技术：

检测传感技术：是自动化、智能化、闭环控制基础

信息处理技术：控制的基础,处理速度,可靠抗干扰

自动控制技术：核心是计算机控制,关系着系统的静动特性和稳定性

伺服传动技术：动力和运动控制实现包括电,液,气的伺服传动技术

精密机械技术：基础技术涉及产品部件的模块化标准化规格化表现为减轻重量，缩小体积，提高精度，改善性能，提高可靠性系统总体技术：包括总体设计和接口设计；涉及到产品的功能分解与技术实现、系统总体综合与接口技术

第二章系统总体设计

判断（A对，B错）

1、产品的功能、原理、结构设计，是机电一体化产品概念设计的核心内容。

2、机电产品的功能可以划分原理、结构、行为。

3.逻辑功能元包括:与、或、非、加、减、乘、除。

4.现代设计方法强调产品全寿命周期最优化。

5.机电一体化设计以强度和低压控制为中心，强调功能设计。

6.如果在所设计的产品中具备等效性环节或互补性环节，那么该产品的设计只需采用常规设计方法。

7.系统可靠性是各组成环节可靠性的逻辑或。

8.可靠性原理是指规定条件和规定时间内，完成规定功能的能力。

9、机电结合(融合法)是指制成的功能模块象积木一样组成机电一体化系统。

10、优化设计是工程优化的重要组成部分，以数学规划为核心，以计算机为工具。

11、优化设计包括建立数学模型，选择合适的优化算法及程序及方案评价决策。

12、优化设计算法把多目标问题转化为单目标问题求解的方法。

13、机电一体化系统设计中产品规划要求进行需求分析、需求设计、可行性分析。

14、液压源、气压源同液动、气动系统一样，存在着提高可靠性、标准化和增加质量的问题。

15、机电一体化系统设计过程可分为5个阶段：产品规划、概念设计、结构设计、设计实施和设计定型阶段。

16、机电一体化系统设计中功能模块是实现某一特定功能的具有标准化、通用化或系列化的技术物理效应。

17、机电一体化系统设计的概念设计的结果是产生实际产品方案。

18、系统的任何输入、输出都可用物料、能量、信号来概括。

19、机电一体系统的设计过程中，将总功能分解后，前级功能是后级功能的手段功能，后级功能是前级功能的目的功能。

20、可靠性分配中常用的数学方法有代数方法和最优化分配法。

21、通过“黑箱”可以明确所设计的系统与输入输出量及外界环境的关系。

22、一个产品的功能就是产品的效能和作用，即产品行为产生的作用和对环境的配置影响。

23、微机接口通常由接口电路和与之配套的驱动程序组成。

24、为提高机械系统可靠性，应尽可能地加长传动链，增加元件数。

25、进行反求设计的目的是为了开发新的产品。

26、绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一种新概念。

27、逻辑功能元包括:与、或、非、加、减、乘、除。

答案：ABBAB BBABA AAABB ABABA AAABA AB

单选

1、寻找实现功能的物理效应，化学效应或生物效应，构思实现功能的行为，是什么设计过程

A行为建模B结构建模C功能建模D评价决策

2、进行行为、结构的映射是（）设计过程。

A功能建模B行为建模C结构建模D评价决策

3、下列哪一项属于适应性设计

A没有参照样板的设计B原理不变，改变结构

C局部更改，适应性变动 D适应于量的方面变更要求，方案功能结构不变

4、下列哪一项属于变异性设计

A没有参照样板的设计B原理不变，改变结构

C局部更改，适应性变动 D适应于量的方面变更要求，方案功能结构不变

5、传统的机电产品的设计注重（）。

A.安全系数设计

B.功能设计

C.机械设计

D.电路设计

6、机电一体化产品的设计注重（）。

A.安全系数设计

B.功能设计

C.机械设计

D.电路设计

7、传统设计方法的特点是（）。

A绿色设计B设计和制造的一体化C设计过程的并行化D用经验公式

8、现代设计方法的特点是（）。

A用经验公式B以图表手册为设计依据C设计手段的计算机化D预测性设计9、机电一体化系统设计中概念设计阶段最终目标是建立在（）的基础上。

A结构分析B功能分析C系统分析D总体分析

10、机电一体化系统设计强调的是( )实现上的概念设计。

A电子 B结构 C机械 D功能

11、工程设计中常用的抽象方法是（）。

A黑箱法B白箱法C虚拟设计法D反求设计法

12、对于技术系统来说，其功能可以描述为（）之间的关系。

A机械结构与电子结构B输入量与输出量

C物料、能量和信号D系统与用户

13、在机电一体化产品中，对于一些简单的二值性的控制参数，可以考虑采用（）。

A控制开关 B BCD拨码盘C行列式键盘D鼠标

14、在机电一体化产品中，对一些少量的数值型参数的输入可以考虑使用（）。

A控制开关 B BCD拨码盘C行列式键盘D鼠标

15、在机电一体化产品中，要求输入的控制命令和参数比较多时，则应考虑使用（）。

A控制开关 B BCD拨码盘C 行列式键盘 D鼠标

16、( )是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力是（）。

A可靠性B安全性C保障性D测试性

17、在( )中，只要有一个单元功能失效，整个系统的功能也随之失效。

A串联系统B并联系统C复杂系统D混联系统

18、( )是产生元部件失效或数据传输、处理失误、进而影响其可靠性的最常见和最主要的因素。

A机械干扰B电磁噪声干扰C光电干扰D环境干扰

19、当失效真正是( )时，冗余技术就能大大提高可靠度。

A早期失效B损耗失效C晚期失效D随机失效

20、机电一体化优化设计通常采用( )的方法。

A单目标规划B整体规划C多目标规划D详细规划

21、机电一体化系统中解决功能模块间的信号匹配问题的是（）。

A通信模块B接口模块C测量模块D软件模块

答案：ACCDA BDCBD ABABC AABDC B

问答题

1、试论述机电一体化产品的概念设计步骤及过程

概念设计过程的步骤如下：设计任务抽象化，确定系统的总功能→将总功能分解为子功能，直到功能元→寻找子功能(功能元)的解→将原理解进行组合，形成多种原理解设计方案→对众多方案进行评价决策，选定最佳方案→概念产品。

设计过程可以表述为根据需求确定产品功能，构思产品行为，指定产生期望行为从而实现功能的结构，然后评价的有限循环过程。

设计过程包括以下活动：功能建模、行为建模、结构建模及评价和决策。

1) 功能建模。确定某个抽象层次的功能，分解功能，建立功能结构图和功能结构。

2) 行为建模。寻找实现功能的物理效应、化学效应或生物效应，构思实现功能的行为，即进行功能+行为的映射。

3) 结构建模。指能产生所要求行为、完成预定功能的系统结构，即进行行为→结构的映射。

4) 评价和决策。测试和评价设计方案，检验功能域、行为域和结构域上变量的一致性、完备性，决定是接收、改进或是放弃该设计方案，并决定是继续进行概念设计循环还是返回到需求分析或进入详细设计。

2、产品的性能要求分类有哪些简要分类说明。

可按使用要求划分为功能性指标、经济性指标和安全性指标三类外，还可以从设计的角度划分为特征指标、优化指标和寻常指标三类。不同的性能指标，对产品总体设计的限定作用也不同。

产品的功能性要求是要求产品在预定的寿命期间内有效地实现其预期的全部功能和性能。包括功能范围，精度指标，可靠性指标，维修性指标

产品的经济性要求是指用户对获得具有所需功能和性能的产品所需付出的费用方面的要求。该费用包括购置费用和使用费用。

安全性要求包括对人身安全的要求和对产品安全的要求。

特征指标是决定产品功能和基本性能的指标，是设计中必须设法达到的指标。

优化指标是在产品优化设计中用来进行方案对比的评价指标。优化指标一般不像特征指标那样要求必须严格达到，而是有一定范围和可以优化选择的余地。常被选作的优化指标有生产成本、可靠度等。

寻常指标是产品设计中作为常规要求的一类指标，寻常指标有较为固定的范畴，一般不定量描述，如工艺性、人机接口、美学指标、安全性、标准化指标等。寻常指标一般不参与优化设计，只需采用常规设计方法来保证。

3、什么是机电一体化产品概念设计的核心内容

产品的功能设计、原理设计和结构设计是机电一体化产品概念设计的核心内容。

4、机电产品设计有哪些类型试简要说明

开发性设计：没有参照样板的设计

适应性设计：局部更改，适应性变动；以使产品的性能和质量提高。

变异性设计：适应于量的方面变更要求，方案功能结构不变

5、简述产品功能、行为和结构及其建模之间的关系

1）功能行为结构的关系

产品结构的变化状态是行为，行为的作用是功能，结构是功能和行为的载体；

功能通过行为实现，行为受物理定律制约，行为变量有明确的物理关系。

2）建模设计过程是根据需求确定产品功能，构思产品行为，指定产生期望行

为从而实现功能的结构，然后评价的有限循环过程。具体如下：

功能建模：某个抽象层次的功能，进行功能设计分解，建立功能结构图和功能结构。

行为建模：寻找实现功能的物理效应，化学效应或生物效应，构思实现功能的行为，即进行功能行为的映射

结构建模：进行行为结构的映射。

评价决策：检验功能域，行为域、结构域上变量一致性，完备性；判断有害故障行为，多余功能；决定接受改进，放弃；进行循环或下一步详细设计。

6、传统机电产品设计与机电一体化产品设计的主要区别

传统的机电产品设计是以强度和低压控制为中心，其特点可以描述为安全系数设计,经验设计,类比设计,和机电分离设计.

机电一体化产品：强调的是功能设计；由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体，在功能上实现机电技术的有机结合。机电一体化产品的设计方法主要是把复杂的设计要求，通过功能关系的分析抽象为简单的模式，以便寻找能满足设计对象主要功能关系的原理方案。

例如：在机械本体上应用电子控制设备(机床,洗衣机)

电子设备置换机械控制系统（凸轮>运动伺服）

信息机器采用电子设备（打印机针打>静电吸附）

信息处理机全面置换机械装置(电子称,钟表)

检测系统采用电子设备

电子设备取代机械本体(电火花加工床)

7、试论述机电一体化功能设计的思想方法和特点

功能设计方法有：

机电互补(替代法)：功能取代：电取代机；凸轮，变速机构

机电结合(融合法)：集成互融为一体，直线电机

组合法：将用结合法（或互补法）制成的功能模块象积木一样组成机电一

体化系统，如工业机器人不同的关节轴。

总之，从机械技术、电子技术、硬件技术和软件技术四个方面权衡经济和技术上的利弊得失，选择最佳方案。

特点：

等效性：

机械、电子硬件、软件具有相同的功能替代：如计时器，传感器互补性：

控制系统的各个环节是相互关联的，共同影响系统性能。包括控制对象在

内的大部分组成环节都作为可改变的设计内容。

优化设计：

在机械电子软件等技术之间进行比较权衡，根据可比性，用具有相同量纲

的优化指标对各个方案进行比较。

8、简要说明机电一体化系统基本功能元的组成内容

物理功能元：变换缩放、合并分离、传导隔阻、储存

逻辑功能元：与、或、非

数学功能元：加、减、乘、除、乘方、开方、微分、积分

9、机电一体化的现代设计方法的有何特点

传统设计以经验公式，图表和手册为设计依据。

现代设计方法以计算机为主要辅助手段较为成熟的设计方法；强调产品全寿命周期最优化；设计过程的并行化，智能化；设计手段的计算机化，精确化，拟实化；设计和制造的一体化；绿色设计，宜人性设计

10、优化设计的原理方法

优化设计，是工程优化的重要组成部分（优化设计，优化实验，优化控制），以数学规划为核心，以计算机为工具。优化设计是将优化技术用于设计过程，通过数学优选法最终获得比较合理的设计参数和选择。

步骤

建立数学模型，机电一体化系统的数学模型可以直接借用控制工程的理论和模型。

选择合适的优化算法及程序：解线性和非线性数学规划的程序得出最优化设计方案。

方案评价决策。

机电一体化优化设计的条件和方法

条件：功能的等效性；各环节的互补性

方法：设法把多目标问题转化为单目标问题求解。

11、简要说明可靠性的原理及其设计方法

定义：规定条件和规定时间内，完成规定功能的能力。

5个：对象、使用条件、规定时间、规定功能、概率。

系统可靠性是各组成环节可靠性的逻辑与。

可靠性采用的设计方法：冗余技术、诊断技术、提高软件可靠性

第三章机械系统设计

判断

A．对 B.错

1、在小功率传动链中为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守前大后小原则。

2、滚动导轨预加负载的目的是消除静差；常用方法有滚珠过盈和双螺母预紧。

3、机电一体化系统的主要由控制装置、检测传感装置，驱动装置，机械装置构成。

4、传动间隙和非线性摩擦力都会造成空程误差而振荡。

5、传动出现低速爬行现象不稳定的主要原因是摩擦系数和转动惯量。

6、滚珠丝杠副的导程是指丝杠或螺母旋转360°所移动的距离。

7、导轨是利用金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。

8、在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守的原则是：前大后小。

9、滚珠丝杠的基本导程的增大，运动脉冲当量变小，可提高控制精度。

10、使滚珠丝杠具有较大刚度的支承方式是两端向心轴承。

11、传统的机械系统和机电一体化系统实现机械运动的方式相同。

12、机械传动系统中传动间隙是造成死区误差的原因。

13、半运动学设计原理是以点接触来约束运动方向。

14、设计基面、工艺基面、测量基面、装配基面应尽可能统一于同一基面。

15、对于减速齿轮传动系统，其输出轴转角的总误差主要取决于末级的传动误差，其余各级传动误差的影响可以忽略不计。

16、机械传动系统中末级齿轮精度要求最低。

17、在精度的定义中，准确度用系统误差大小来表示。

18、在精度的定义中，精密度用系统误差大小来表示。

19、对工作机中的传动机构，既要求能实现运动的变换，又要求能实现动力的变换。

20、滚珠丝杠既可将回转运动变为直线运动，又可将直线运动变为回转运动，且传动效率几乎相同。

21、滚珠丝杠副的公称直径是指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径。

22、基本导程是滚珠丝杠副的特征尺寸。

23、转轴主要传递动力，只承受扭矩作用。

24、心轴只起支承旋转机件作用而不传递动力, 即只承受弯矩作用。

25、滚珠丝杆不能自锁，必要时须在系统中附加自锁或制动装置。

26、在小功率传动链中为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守前大后小原则。

27、按重量最轻原则大功率传动系统各级传动比一般以“先大后小”原则处理。

28、凸形导轨与凹形导轨相比，用于低速运动，且不易积存切屑。

答案：BBABB AABBB BABAA BABAA ABBAA BAA

部分正确注释：

13、运动学设计原理是以点接触来约束运动方向。

18、在精度的定义中，精密度用随机误差大小来表示。

22、公称直径是滚珠丝杠副的特征尺寸。

单选

1、出现低速爬行现象不稳定的主要原因是（）。

A转动惯量大B非线性摩擦力C负载扭矩不稳定D润滑不良

2、滚动导轨预加负载的目的是（）。

A防止超速B消除间隙C降低噪音D提高润滑

3、以下导轨中，（）最容易出现爬行现象。

A滚动导轨B滑动导轨C静压导轨D卸荷导轨

4、哪一项是滚珠丝杠副的特点。

A同步性好B运动不具有可逆性C无法消除间隙D低速时爬行

5、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6、滚珠丝杠副的基本导程减小，可以（）。

A提高精度B提高承载能力C提高传动效率D加大螺旋升角

7、根据操作指令的要求在动力源的带动下，完成预定的操作，是机械系统的（）。

A传动机构B导向机构C执行机构D轴系

8、要使一个空间物体定位，需要适当配置几个约束加以限制（）。

A 3

B 4

C 6

D 8

9、零件设计时，（）是零件工作图上标注尺寸的基准面。

A设计基面B工艺基面C测量基面D装配基面

10零件设计加工时，（）是加工时的定位基面，以此加工其它面。

A设计基面B工艺基面C测量基面D装配基面

11零件设计加工时，以（）为基准，确定零件间的相互位置。

A设计基面B工艺基面C测量基面D装配基面

12随着测量次数的增加，随机误差符合一定的统计规律，绝大多数随机误差符合（）。

A正态分布B均匀分布C三角形分布D几何分布

13以下那项属于机械系统的制造误差

A机构原理误差 B零件原理误差C技术原理误差D装配与调整误差14以下哪个是以传递运动为主的传动机构

A螺旋压力机B机床工作台的进给丝杠C千斤顶D螺旋传动机构15为保证滚珠丝杠副传动有最大的稳定系数，应采用哪种方式

A双推－自由B双推－简支C单推－单推D双推－双推

16使滚珠丝杠具有最大刚度的支承方式是（）。

A一端装止推轴承B一端装化推轴承，另一端装向心球轮承

C两端装止推轴承D两端装向心球轮承

17齿轮副的间隙会造成齿轮传动的回差，属于柔性消隙法的结构是（）。

A调整中心距法B选择装配法C带锥度齿轮法D压簧消隙结构

18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

19小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守（）。

A前大后小B前小后大C前后相等D平方关系

20采用齿轮系传动时，根据最小等效转动惯量原则，两级齿轮传动最佳速比分配的条件是（）。

A i2=

B i2=

C i2=

D i2=

21谐波齿轮具有速比大、传动精度高等有点，它是由哪种传动演变而来的

A直齿锥齿轮传动B齿轮齿条传动C行星齿轮传动D涡轮蜗杆传动22齿轮系在机电一体化系统的传动机构中的作用是（）。

A减速，增加力矩B增速，增大力矩C增速，减小力矩D减速，减小力矩23已知双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200, 刚轮齿数 Z2=202，波发生器的转速

nH=600r/min。若柔轮固定，则刚轮转速为（）。

A 6r/min

B -6r/min

C min

D min

24已知双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200, 刚轮齿数 Z2=202，波发生器的转速

nH=600r/min。若刚轮固定，则柔轮转速为（）。

A 6r/min

B -6r/min

C min

D min

答案：BBBAD ACCAB DADBD CDABC CACB

问答题

1.机电一体化系统中的机械系统主要包括哪几部分

五个部分，分别是：

1）传动机构。机电一体化机械系统中的传动机构的主要功能是传递能量和运动，因此，它实际上是一种力、速度变换器。机械传动部件对伺服系统的伺服特性有很大影响，特别是其传动类型、传动方式、传动刚性以及传动的可靠性对系统的精度、稳定性和快速性有重大影响。

2）导向机构。其作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和给定的运动方向运动，为机械系统中各运动装置安全、准确地完成其特定方向的运动提供保障。

3）执行机构。执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动下，完成预定的操作。一般要求它具有较高的灵敏度、精确度、良好的重复性和可靠性等。

4）轴系。轴系由轴、轴承及安装在轴上的齿轮、带轮等传动部件组成。轴系的主要作用是传递转矩及精确的回转运动，它直接承受外力(力矩)。

5）机座或机架。机座或机架是支承其他零部件的基础部件。它既承受其他零部件的重量和工作载荷，又起保证各零部件相对位置的基准作用。

2、滚动导轨预加负载的目的是什么常用方法有哪些

滚动导轨预加负载的目的是消除间隙；常用方法有：滚珠过盈和双螺母预紧。

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

主要作用：金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。

分类：滑动，滚动，流体介质；结构：开式，闭式；

要求：导向精度高，耐磨性好，刚度高；低速平稳；热稳性好；工艺性好；

4、滚珠丝杠副的组成及特点有哪些

组成：在丝杠和螺母间以钢球为滚动体的螺旋传动元件。

特点：丝杠与螺母变成滚动摩擦；广泛应用

传动效率高85-98%（滑动的3-4倍）；

运动平稳（启动与工作一样），无冲击，低速无爬行；

可预紧，消除间隙，提高刚度和传动精度；

定位及重复定位精度高；同步性好；

工作寿命长；可靠性高；

运动具有可逆性；回转←→直线

缺点：不自锁；成本高（以mm计算）

5、谐波齿轮传动有何特点基本组成有哪些部件

传动比大（50-500）；

接触齿30-40%：承载能力大，精度高（比齿轮高1级）；

同轴性好；可实现向密闭空间传递运动及动力

传动平稳（无冲击）；

传动效率高（65-90%）；

结构简单，体积重量小；体积和重量均减少1/3左右或更多

成本高。

基本组成部件包括刚轮、柔轮和波发生器。

6、什么是低速爬行造成的原因是什么

所谓“爬行”，指系统在低速运行时时停时转，速度时高时低甚至为零的现象，这种速度脉动现象又称为低速“抖动”现象。爬行一般出现在某个临界转速以下，在此速度下摩擦特性表现为严重非线性变化区间，而在高速运行时并不出现。机械系统在低速运行时，速度跟踪存在“死区”现象，是由于零点附近非线性摩擦的存在，导致系统运行不稳定。

这是因为当负载处于相对静止状态时，摩擦力为静摩擦力F，其最大值发生在运动开始前的一瞬间；当运动一开始，静摩擦力即消失，此时摩擦力立即下降为动摩擦，动摩擦力是接触面对运动物体的阻力，大小为一常数；随着运动速度的增加，力F

f

摩擦力成线性增加，此时摩擦力为粘滞摩擦力F

。由此可见，只有物体运动后的粘滞

V

摩擦才是线性的，而当物体静止时和刚开始运动时，其摩擦是非线性的。

设计机械系统时，应尽量减少静摩擦和降低动、静摩擦之差值，提高传动系统的刚度，以提高系统的精度、稳定性和快速响应性。

7、机电一体化机械传动系统设计的特点

机电一体化系统中机械传动系统的设计就是面向机电伺服系统的伺服机械传动系统设计。根据机电有机结合的原则，机电一体化系统中采用了调速范围大、可无级调速的控制电机，从而节省了大量用于进行变速和换向的齿轮、轴承和轴类零件，减少了产生误差的环节，提高了传动效率，因此使机械传动设计也得到了简化，其机械传动方式也由传统的串联或串并联方式演变为并联的传动方式，即每一个机械运动都由单独的控制电机、传动机构和执行机构组成的子系统来完成，各个运动之间的传动关系则由计算机来统一协调和控制，如并联机器人、并联机床等，极大地简化了机械结构，提高了产品的刚度重量比及精度。因此，机电一体化机械传动系统具有传动链短，转动惯量小，线性传递，无间隙传递等设计特点。

第四章伺服系统设计

判断

A．对 B.错

1、电气伺服驱动装置包括直流伺服和交流伺服。

2、步进电动机一定要与控制脉冲联系起来才能运行，否则无法工作。

3、步进电动机的优点之一就是误差不会累积。

4、电液比例阀是用比例电磁铁来代替手动调节。

5.液压马达为得到合适的运动速度和负载能力，一般要使用较大传动比的减速器，传动机构的尺寸较大。

6、对于步进电机来讲，只要控制输入脉冲的频率和顺序，即可获得所需转角转速和转动方向。

7.交流电动机只能采用调频法调速。

8、步进电机的步距角决定了系统的最小位移，也决定了运动控制系统的脉冲当量。

9、系统的阻尼比小则系统的响应快,所以系统的阻尼比越小越好。

10.液压伺服的缺点是效率低,保养麻烦,漏油污染环境，运动形式少，成本高，有附加装置。

11.直流伺服电动机的空载转速n0与堵转矩Tb之比的绝对值越小，则电机特性越软。

12、PWM系统的直流电源为不受控的整流输出，因此功率因数较低。

13、PWM调制频率高，电机负载成感性对电流脉动有平滑作用，波形系数接近1。

14、步进电机采用细分驱动的优点有减小步距角；使电机运转平稳；提高精度；降低成本。B

15、直流无刷电动机工作时是根据永磁转子的位置传感器对定子电枢绕组进行电子换向。A

16、对于有差系统，无论采用多么精密的元器件，也总是存在稳态误差的。

17、在SPWM变频调速系统中，通常载波是正弦波，而调制波是等腰三角波。

18、伺服控制系统的比较元件是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得控制系统动作的偏差信号的环节。

答案：BAAAB ABABB BBABA ABA

部分正确注释：

17、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。

单选

1、全闭环系统的优点是（）。

A精度高B系统简单C成本较低D调试简单

2、数控机床若要求高速快进与单步点动，则伺服系统的调速范围应（）。

A很窄B很宽C较窄D为零

3、全闭环数控机床上位置传感元件是装在（）。

A电机轴端B减速齿轮轴端C滚珠丝杆轴端D工作台运动部件上

4、在机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制的三个主要要求是（）。

A传动精度、稳定性、快速响应性B传动精度、稳定性、低噪声C传动精度、高可靠性、小型轻量化D传动精度、高可靠性、低冲击振动

5、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

6、通过安装在丝杆轴端的编码器获得的工作台的位置进行定位，该系统属于（）。

A开环伺服系统B闭环伺服系统C半开环伺服系统D半闭环伺服系统7、机床的调速方法很多，其中最有利于实现自动化，并可简化机械结构的方法是（）。

A机械方法B电气方法C液压方法D气动方法

8、数控机床若要求单步点动，则伺服系统速度要求（）。

A速度高B精度高C速度低D精度低

9、PWM指的是（）。

A机器人B计算机集成系统C脉宽调制D可编程控制器

10、步进电机是通过（）决定转角位移的一种伺服电动机。

A脉冲幅值B脉冲数量C脉冲的相位D脉冲的占空比

11、如果三相步进电动机绕组为U、V、W，其通电顺序为UV→VW→WU→UV，则这种分配方式为（）。

A三相三拍B三相四拍C三相六拍D双三拍

12、步进电动机转速与脉冲电源的关系是（）。

A与电源脉冲频率成正比B与电源脉冲数成正比

C与电源脉冲宽度成正比D与电源脉冲幅值成正比

13、步进电机一般用于（）控制系统中。

A开环B闭环 C半闭环D前馈

14、某步进电机转子有40个齿，当采用三相六拍运行时，步距角是（）。

A °

B 3°

C °

D 6°

15、某步进电动机三相单三拍运行时步距角为3°，三相双三拍运行时步距角为（）。

A °

B °

C 6°

D 3°

16、下列操作中，可以使直流伺服电动机的理想空载转速升高的是（）。

A增大电枢电阻B减小电枢电压C增大电枢电压D减小电枢电阻

17、直流伺服电机通常可以近似为一阶惯性环节，其过渡过程的快慢主要取决于（）。

A机电时间常数B机械系统时间常数C电磁时间常数D阻尼系数

18、与直流伺服电机的机械特性硬度无关的是（）。

A电枢电压B电枢电阻C反电动势系数D转矩系数

19、下列电动机中，没有绕组和磁极的电动机是（）。

A直流电动机B超声波电动机C永磁同步电动机D交流电动机

20、下列几种电动机中，不属于固定磁阻电动机的是（）。

A直流电机B步进电机C永磁同步电机D交流感应电机

21、当励磁恒定不变时，直流电动机的电磁转矩与电枢电流之间的关系是（）。

A正比关系B反比关系C平方比关系D平方反比关系

22、直流伺服电机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为（ ）。

A 转速特性

B 调节特性

C 工作特性

D 机械特性

23、在直流电机速度控制中改变电枢供电电压U 属于( )调速。

A 恒功率

B 变功率

C 恒转矩

D 变转矩

24、直流电动机电枢绕组的阻值小说明电机（ ）。

A 特性硬

B 始动电压低

C 特性软

D 启动电流大

25、如忽略电机电磁时间常数, 电压为输入量，转角为输出量时，直流伺服电机数学模型是（ ）。

A 比例环节

B 一阶系统

C 二阶系统

D 积分环节

26、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

27、感应式交流伺服电机的定子绕组通入三相交流电后，产生的磁场是（ ）。

A 脉动磁场

B 静止磁场

C 旋转磁场

D 无磁场

28、感应电动机的调速方法应采用（ ）。

A ．调相法调速

B ．电枢电压调速

C ．调频调速

D ．激磁电流调

速

答案：ABDAB DBCCB DAAAD CAABB ABCAC CCC 问答题

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

交流感应电机的空载转速p f n /600=，p —磁极数： p=2时，n0=1500r/min ；实际电机都是在空载转速附近工作。因而空载转速min /15000r n =。 转差率1.01500

1350150000=-=-=n n n S 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°，半步细分驱动时的工作台位移的脉冲当量为多少 根据脉冲当量公式：i p

360αδ=

p 丝杠导程，a 为步距角，δ脉冲当量，半步细分步距角为o

δ=×4/360/5=

3、感应电动机可采用什么调速方法

可采用调频调速。因为，根据公式U= ，电磁元件的参数N 、B 、S 是不变的，当频率f 变化时，电压U 随之变化，从而可实现调速。

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

采用PWM驱动系统的具有如下特点：频率高响应快，电流脉动小，电源的功率因数高，动态硬度好。

在电机驱动控制的物理量电压和电流中，只有电流量适合采用跟踪型PWM控制，这是因为电机属于感性负载，电流因线圈感抗的原因变化率受到抑制可以用于跟踪控制。

跟踪型PWM特点：硬件电路简单；实时控制，响应快；不用载波；采用闭环控制；高次谐波相对较多；

5、半闭环伺服结构的有什么特点

全闭环伺服结构位置传感元件是装在末端效应器（执行机构）上；全闭环系统精度高，但系统复杂，成本高，调试困难。

半闭环结构位置传感元件是装在电机轴端；性能界于开环和闭环控制系统之间，系统简单，能够获得较满意的精度，稳定性好，成本较低，检测、维修较为方便。6、电液比例阀是怎样实现调节的

利用比例电磁铁代替手动，调节压力，流量，方向；相对于伺服阀：动态性能低，功耗小，价格低，死区大，滞环大。

7、液压调节系统有哪些

压力调节(比例阀)，流量调节(伺服阀)，方向调节

8、开环控制系统中，多采用什么类型驱动电机有什么特点

开环控制系统中，多采用步进电机作为伺服电机。接受数字脉冲，输出角度与输入脉冲个数成比例，无积累误差，控制准确。系统简单，调试容易。缺点是：适用于控制精度不高，转速较低的场合。

9、液压伺服有何特点

特点：元件体小,重量轻，单位功率密度大,惯量小,运动形式多样，特别是直线运动，中大功率

缺点：效率低,保养麻烦,漏油污染环境，成本高，有附加装置。

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。

负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成

（1）外负载力Fl＝800N

F＝ma＝50×8＝400N

（2）惯性载力

m

电机的驱动力矩为

第五章检测传感系统

判断题

A．对 B.错

1、对于传感器的非线性,可以采用多点标定、曲线拟合和线性插值方法可用来提高传感精度。

2、采用惠斯登电桥结构传感检测时，为消除温度干扰应采用的激励电源为恒压源。

3、物理型传感器无中间转换机构。

4、传感器的线性度表示的是输入输出特性。

5、涡流传感器是基于法拉第电磁感应原理。

6、常用的测温传感器中Pt热电阻和热电偶测量的是相对温度。

7、恒流激励可降低差动电桥检测时的引线误差。

8、传感器的可靠性是指工作寿命、平均无故障时间。

9、传感器的容量是指输入信号工作范围或量程。

10、传感器的输出—输入关系特性是传感器的基本特性。

11、压电式传感器适宜做静态测量。

12、动圈式磁电传感器即可测量线速度，也可以测量角速度。

13、在具有压电效应的的物质的极化方向施加电场,这些物质会产生变形,这种现象称为压电效应。

14、采用惠斯登电桥结构传感检测时，为消除温度干扰应采用的激励电源为恒压源。

15、常用的测温传感器中Pt热电阻和热电偶测量的是相对温度。

16、测速发电机的原理与直流电机相同。

17、测速发电机的内阻应尽可能大。

18、光电编码器适合较高转速测量。

19、物理型传感器无中间转换机构。

20、热电阻的激励电流应尽量的大,以增大信号的输出。

答案：ABAAA BAAAA BABBB ABAAB

单选题

1、下列传感元件的属于物理型（）。

A．测速发电机 B．光电编码器 C．应变片 D．涡流传感器

2.下列哪项对热电偶的说法不正确是（）。

A.不能测量绝对温度

B.利用的是温差效应

C.铂电阻属于热电偶

D.需要冷端补偿

3.传感器的基本性能参数不包括（）。

A.量程

B. 灵敏度

C.动态特性

D.尺寸

4、结构型传感器不包括（）。

A弹性片B电容传感器C压电传感器D电感传感器

机电一体化期末总复习试题含答案

填空题 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统（产品）是机械技术和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。 4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。 5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：机械系统、电子信息处理系统、能源系统、传感信息系统、执行控制系统。 6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。 8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。 9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 10.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。 11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式种形式。 12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类；按滚珠的循环方式分为外循环和内循环两类。 13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推——单推式、双推——双推式、双推——简支式、双推——自由式。 15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式三种形式。 16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。 17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。 18. 导轨刚度主要指：结构刚度、接触刚度和局部刚度。 19. 机电一体化系统（产品）中，常可选择的执行元件：电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。 20. 电动机的工作特性分为恒转矩工作和恒功率工作两个阶段，其转折点的转速和功率分别称为：额定转速和额定功率；伺服电动机用于调速控制时，应该工作在恒转矩工作阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式（变磁阻式）步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。 22. 步进电机的工作方式有：单拍工作方式和倍拍工作方式。

机械系统设计复习题.docx

陈胜国班长 以下所给为前儿届用过的一些题目汇编，请同学们参考要求能够“举一反三”，否则，恐难以过关！！1?为公平期间，请务必将此复习题发至每一位同学； 2.此复习题仅告诉你们题目的类型、出处、难度等信息，不要仅局限于木题目，要求做到“举一反三”，否则，就会起到误导学生的作用。 填空 1、系统（system）是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个整 体。 2、系统的特性主要包括整体性、相关性、目的性和环境适应性等。 3、系统的整体特性主要是指构成系统的各要素服从整体功能，要素间的联系不能分害 I」。 4、系统的相关特性主要是指要素之间是相关的，形成特定的结构关系，包括入与出关 系、层次联系、排列组合形式等。 6、系统的目的性是指实现特定的功能是系统存在的目的。 7、系统边界是指技术系统功能范围的界限，即内部系统与外部系统的分界。 8、从系统的观点看，机械系统一般主要动力系统、执行系统、传动系统和操纵控制系 统等组成。 9、动力系统包括动力机及其配套装置；它的功能是向机器提供运动和动力，是机械系 统的动力源。 10、执行系统包括机械的执行机构和执行构件，是利用机械能改变作业对象的性质、状 态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等。 11、执行系统通常处在机械系统的末端，直接与作业对象接触，其输出是机械系统的主 要输出，其功能是机械系统的主要功能。因此，执行系统有时也被称为机械系统的工作机。 12、操纵控制系统通常主要由、、和等部分 组成。（需答对起停装置、离合器、制动器、变速器和换向装置中的4项） 13、机械系统设计时，特别强调和重视从系统的观点出发，合理确定系统功能，提高可 靠性，提高经济性，保证安全性。 14、确定系统功能时，应遵循保证基本功能、满足使用功能、剔除多余功能、增添新颖 功能、恰到好处地利用外观功能的原则，降低现实成本，提高功能价值，力求使产品达到尽善尽美的境地。 15、可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。是衡量产品质量 的一个重要指标16、布置操纵件的时应尽量使得操作人员便于操纵和观察，保证操作人员和操纵件之间有合适的空间位置，符合方便宜人及与环境协调的要求。

机电一体化技术—考试题库及答案

------单选 滚珠丝杠螺母副结构类型有外循环插管式和_________等类型. 收藏 A. 内循环反向器式 B. 外循环反向器式 C. 内、外双循环 D. 内循环插管式 回答错误!正确答案： B PWM指的是________. 收藏 A. 计算机集成系统 B. 可编程控制器 C. 机器人 D. 脉宽调制 回答错误!正确答案： D 检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和_______. 收藏 A. 转换电路 B. 调制电路 C. 控制电路 D. 逆变电路 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化的说法中正确的是________. 收藏 A. 机电一体化设计主要是指产品的设计,不需要系统论方面的知识 B. 机电一体化技术是由传统机械技术及电子技术两方面技术构成 C. 机电一体化是指机电一体化技术,而不包含机电一体化产品 D. 机电一体化技术是以机械为主体 回答错误!正确答案： D 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_________等个五部分.

收藏 A. 换向结构 B. 检测环节 C. 存储电路 D. 转换电路 回答错误!正确答案： B 电压跟随器的输出电压________输入电压. 收藏 A. 大于等于 B. 大于 C. 小于 D. 等于 回答错误!正确答案： D 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类:外循环插管式和________. 收藏 A. 内循环反向 B. 内循环插管式 C. 外循环反向器式 D. 内、外双循环 回答错误!正确答案： A 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称________. 收藏 A. 伺服系统 B. 工业机器人 C. 顺序控制系统 D. 数控机床 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化系统的伺服系统稳定性说法中错误的是________. 收藏 A.

哈尔滨理工大学机械系统设计试题及答案

考试科目：机械系统设计考试时间：110分钟试卷总分100分考试班级：机械05级 一、选择填空（本大题共10小题，每小题1分，总计10分） 1．机械工程学科由（）和机械制造两部分组成。 A.机械原理 B.机械零件 C.机械学 D.机械加工 2．人们对机械系统进行功能原理设计时常采用的一种“抽象化”方法是（）。 A.黑箱法 B.白箱法 C.类比法 D.头脑风暴法 3．机械系统结构总体设计的任务是（）。 A.进行原理设计的构思 B.进行功能原理设计 C.将原理设计结构化 D.确定总体参数 4．在传动系统中，基本组的级比指数（）。 A.小于1 B.等于1 C.大于1 D.任意数 5．双联滑移齿轮占用的最小轴向尺寸应不小于（）。 A.3倍齿宽 B.4倍齿宽 C.5倍齿宽 D.6倍齿宽 6．执行系统是由执行末端件和与之相连的（）组成。 A.运动机构 B.导向机构 C.定位机构 D.执行机构 7．预紧可以有效提高滚动轴承的（）。 A.承载能力 B.工作转速 C.精度 D.刚度 8．我们可以用镶条来调整（）的间隙。 A.三角形导轨 B.燕尾形导轨 C.车床主轴 D.铣床主轴 9．支承系统是机械系统中具有支承和（）作用的子系统。 A.连接 B.导向 C.定位 D.夹紧 10.隔板的布置方向应与载荷的方向（）。 A.平行 B.垂直 C.倾斜 D.任意 二、名词解释（本大题共5小题，每小题2分，总计10分） 1．机械系统2．功能原理设计3．级比4．执行系统5．自身刚度 三、简答题（本大题共6小题，每小题4分，总计24分） 1．机械系统设计有哪些基本原则？ 2．什么是功能元？有那些种基本功能元？ 3．扩大传动系统变速范围有哪些方法？ 4．导轨有何功用？滑动导轨按其运动性质可分为哪几种类型？ 5．什么是支承件的接触刚度？提高接触刚度有哪些有效措施？ 6．常用的典型控制系统有哪几种类型？ 四、填空题（本大题含2小题共8个空，每空2分，总计16分） 1．某台数控机床，主轴最高转速为4000r/min，最低转速为30r/min，计算转速为145r/min。拟选用交流调频主轴电动机，其最高转速和额定转速分别为4500r/min和1500r/min，则主轴的恒功率调速范围R np为（），电动机的恒功率调速范围r p为（）r/min，如果有级变速机构的公比φu=R p，则有级变速机构的级数Z为（）级。 2．某卧式滑动导轨，支承导轨长720mm，动导轨长360mm，计算开式导轨的判别依据

机电一体化考试试卷A卷

机电一体化考试试卷 A卷 一. 名词解释 1. 接口——机电一体化系统中各子系统之间进行物质、能量和信息传递与交换的联系部件。 2. 连续控制系统——信号在时间上是连续变化的系统。 3. 计算机控制系统——采用计算机作为控制器的控制系统即为计算机控制系统，又被称为离散控制系统。 5. 直流伺服系统——采用直流伺服电动机作为执行元件的伺服系统。 8. 同步调制——在改变正弦调制波的频率f的同时成正比的改变三角载波的频率f c，使载频比N保持不变，则称为同步调制。 9. 异步调制——在改变正弦调制波的频率f的同时，三角载波的频率f c的值保持不变,使载频波比N值不断变化，则称为异步调制。 11. 抗干扰技术——研究电子设备及系统抵抗外部和内部电磁干扰，保证其正常工作的具体措施。 12. 工业机器人——一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。能搬运材料、零件或操作工具，用以完成各种作业。 二. 填空 1. 接口的基本功能有三个，一是交换，通过接口完成信号模式或能量的统一，二是放大，达到能量的匹配，三是传递，遵循协调一致的时序，信号格式和逻辑规范将放大后的信号可靠.快速.精确地交换。 3. 在机电一体化系统中，机械结构主要用于执行机构、传动机构和支承部件，用以完成规定的动作；传递功率、运动和信息；起支承连接作用等。通常，它们是微机控制伺服传动系统的有机组成部分。 4. 对机电一体化系统中的机械传动系统建模一般分两步进行，首先把机械系统中各基本物理量折算到传动链中的某个元件上，然后，再根据输入量和输出量的关系建立它的数学模型。 6. 由于非线性摩擦的存在，机械系统在低速运行时，常常出现爬行现象，导致系统运行不稳定。爬行一般出现在某个临界转速以下，而在高速运行时并不出现。 7. 惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利。因此，机械设计时，在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。 10. 一般来说，伺服系统的基本组成可包括控制器、功率放大器、执行机构和检测装置等四大部分。 11. 常用的伺服电动机有直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进电动机三种。 14. 若系统的输出量为速度，将此速度反馈到输入端，并与输入量比较，就可以实现对系统的速度控制，这种控制系统称为速度伺服控制系统。 17. 单片微计算机是将CPU 、RAM 、ROM 、定时/计数、多功能I/O(并行、

集美大学 机械系统设计期末知识点总结

系统是指具有特定功能的，相互间具有有机联系的诸多要素组成的一个整体 机械系统：由若干机械要素组成，彼此间有机联系完成特定功能。 1系统的特性：1 目的性2 整体性3相关性4环境适应性。 2系统的组成：1动力系统2传动系统3执行系统4控制系统5支承系统. 3系统的6个原理：1整体性原理2结构性3开发性4动态性5层次性6目的性 4机械系统的基本要求：1功能要求2性能要求3可靠性要求4工作效率5适应性6经济性7寿命要求5系统的一般设计过程：市场需求-产品策划-产品设计-产品制造-产品销售-产品运行-产品报废与回收 6机械系统设计的前沿设计：模块化设计，协同设计，绿色设计，虚拟设计，动态设计 7设计类型：开发设计，适应性设计，变异设计 8总体设计的原则：1需求原则2信息原则3系统原则4简单原则 9总体设计的内容：1原理方案设计2确定参数3总体结构设计4分析与评价 10工业技术系统处理对象：能量物料信息 11待设计系统的功能：变换传递保存 功能元：是指能够直接从技术效应和逻辑关系中找到可以满足功能要求的最小单位，是产品功能的基本单位，是产品功能分析的基本单元（物理功能元，数学功能元,逻辑功能元） 12总体布置的基本要求：1功能要求2性能要求3结构要求4工艺要求5使用要求 13主要技术参数的确定：1尺寸参数2 运动参数3 动力参数 14创新技法：类比创新法，组合创新法，头脑风暴法，TRIZ法 15方案评价的方法：加权评价法价值工程评价法模糊评价法（单因素，多因素） 传动系统的功能：1实现从动力源到执行件的升降速功能2实现执行件的变速功能3实现执行件运动形式和运动规律的变化功能4实现对不同执行件的运动分配功能5实现从动力源到执行件的动力转化16传动系统的类型：分级变速传动系统无级变速传动系统定比传动系统 17传动系统的组成：变速装置启停和换向装置制动装置安全保护装置 18扩大传动系统的变速范围1 增加传动组2采用分支传动3采用背轮机构4采用混合公比 19系统结构设计的原则：1从内到外2从主到此3从局部到整体4从粗略到详细 20执行系统的功能：1传递和输出所需要的运动2传递和输出所需要的动力3实现运动形式和运动规律的变换4完成预定的辅助功能 21执行系统的组成：1执行末端件：执行系统中直接完成工作任务的零部件完成一定动作 2执行机构：驱动执行构件，传递变换运动和动力以满足执行构件要求 22箱体轴线布置：1 平面布置2三角布置3轴线互相重合布置 23支撑件的静刚度：1自身刚度2局部刚度3接触刚度 24支撑件的截面形状：1 圆形截面扭转惯性炬较大矩形截面弯曲惯性矩较大2空心截面可以增大惯性矩3封闭结构的惯性矩比未封闭的大 25支承件的结构：1隔板2加强筋3窗孔4连接结构 26设计支撑件时在满足使用要求的前提下应尽量便于铸造焊接加工和装配 27提高支承件动态性能的措施：1提高支撑件的静刚度2增加支撑件的阻尼 28转速图的拟定原则：1前多后少2 前密后疏3 “升2降4”原则4 前慢后快 超速现象：当一条传动路线工作时，在另一条不工作的传动路线上传动件出现高速空转的现象。危害：加剧齿轮和离合器磨损及噪声，增大空载损失 29载荷的确定方法：1 类比法2实测法3计算法

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 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口 8 I/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.1

机械系统设计试题及答案

内蒙古民族大学2013-2014学年二学期 试卷答案（考查） 课程名称：机械系统设计考试时间：110分钟年级：11级 专业：机制、农机 一、简答题（6小题，共60分） 1、什么是专家系统？专家系统的作用是什么？简述现代虚拟样机仿真分析的目的与意义。答：一个或一组能在某特定领域内，以人类专家水平去解决该领域中困难问题的计算机程序。 专家系统的作用：减少设计人员的负担；适用于常规方法和分析程序无能为力的地方；快速；防止设计人员出错及保留系统的知识和经验的领域。 虚拟样机仿真分析的目的与意义：化设计；缩短周期、降低成本；提高性安全性；提高产品开发效率及产品设计质量。 2、试从人机工程学观点分析汽车驾驶室的布置设计。 答：人机工程学是运用生理学、心理学和其他有关学科知识，使人和机器相互适应，创造舒适和安全的环境条件从而提高工效的学科。 驾驶座椅的设计，根据不同的体格可以调整高度和前后位置。而且坐姿操作可减少疲劳。显示装置的设计，如速度里程表、油表等的设计充分利用人体工程及人的视觉习惯，便于观察，警醒作用。操纵装置设计，方向的大小以人施力最适宜的尺寸，而且活动灵活，长期驾驶不易疲劳。档位杆的设计充分考虑人手生理学特点，手握舒适，不产生滑动，施力方便。脚操纵的刹车，离合，油门等，与坐姿操作相适应。踏板采用矩形或椭圆性。转向按钮与方向盘一体便于操作。照明灯及前后镜子的设计也充分考虑人的视觉规律。 汽车驾驶室的设计，充分运用人体工程学的原理，使人在最舒适最不易疲劳的最易观察的角度安全驾驶。 3、机械工作状态能量信息论；机械工作过程能量损失论；机械工作过程节能效益论。 曲柄压力机动力机容量的选择，根据压力机负载而确定的有效能+系统广义储能+系统损耗能的综合，在乘以安全系数，便是动力机容量。 4、典型闭环控制系统有哪些基本环节组成？各有什么作用？ 答：给定环节、测量环节、比较环节、校正及放大环节和执行环节。 给定环节是给出与反馈信号同样形式和因次的控制信号。 测量环节用于测量被控变量，并将被控变量转换为便于传送和便于处理的另一物理量的环节。 比较环节是将来自给定环节的输入信号与测量环节发出的有关被控变量的反馈信号进行比较的环节。 校正及放大环节将偏差信号做必要的校正，并进行放大以便推动执行环节。 执行环节接受放大的控制信号，驱动被控对象按照预期的规律运行的环节。

机电一体化期末考试试题及答案

1.什么是“机电一体化”？以打夯机为例，内含机械与电器，问这是不是机电 一体化产品？ 答：机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics 的后半部分组合而成。 打夯机不属于机电一体化产品。因为打夯机只是普通的机械加电器，它属于硬连接或者称为机械连接只能应用在就地或者小范围场合使用，不能满足大面积和远程控制。而机电一体化就不一样了，它不光有硬连接、机械连接还有软连接。机电一体化属于同时运用机械、电子、仪表、计算机和自动控制等多种技术为一体的一种复合技术。它不光可以就地操作，小范围应用，还可以大面积使用操作，远程监测、控制。 2.机电一体化的技术构成是什么？ 答：机械技术、微电子技术、信息技术 3.产品实现机电一体化后，可以取得那些成效？ 答：产品实现机电一体化后可以取得的成效：产品性能提高、功能增强、结构简化、可靠性提高、节约能源、改善操作、提高灵活性等。 4.数字量传感具有哪三种类型？他们有什么区别？ 数字传感器按结构可分成三种类型： 1.直接式数字量传感器——其分辨率决定于数字量传感器的位数。 被测物理量→数字编码器→信息提取装置→数字量输出 2.周期计数式数字传感器 它的结构示意图如下图1所示。此种结构的位移分辨率对低精度的周期计数式数字传感器而言，仅由周期信号发生器的性质决定。例如，光栅当长1mm有100条刻线时，其分辨率即为0.01mm;对高精度的周期计数式数字传感器而言，还要考虑到电子细分数。如在100倍电子细分数下，此光栅的分辨率就是0.1μm。此种结构属于增量式结构，结构的特点(位移方向的要求)决定它不但备有辨向电路，而且周期计数器还具有可逆性质。 图1 周期计数式数字量传感器的结构方框图 3.频率式数字传感器 其结构示意图如下图2所示。按振荡器的形式，可将此种数字传感器分成带有晶体谐振器的和不带晶体谐振器的两种。前者，按被测量的作甩点，又分作用在石英谐振器上的石英晶体谐振式数字传感器和作用在谐振器中储能元件上的带有

青科成人教育《机械系统设计》期末考试复习题及参考答案

2019-2020 学年第 1 学期机械系统设计课程考试试题（C）卷 类别继续教育学院 适用专业 （答案写在答题纸上，写在试题纸上无效） 一、填空题（每题5分，共25分） 1.机械系统设计的基本思想即：在机械系统设计时不应追求最优，而 应追求的最优。 2.系统的含义：系统由相互联系的构成；系统与环境发生关系，不是 孤立的。其特性为：具有、、、目的性和优化原则等。 3.物料流由、、和组成。 4.机械系统总体设计的主要内容有：、、、和。 5.专家系统是一个能在某特定领域内，以去解决该领域中困难问题 的。 二、试画出图示主传动系统的转速图（20分） 题二图题三图

三、如图所示，某物料流定向机构，试说明其方案的原理（20分）。 四、某厂在开发一种新产品时，总体设计时选定了A1和A2两个候选方案。为了确定选择哪个方案，组织了一个由10位专家组成的评价小组用模糊综合评价法对两个方案进行评价。专家组选用三个评价指标：产品性能（P1）、可靠性（P2）及使用方便性（P3），同时将每个评价指标划分为4个等级：0.9，0.7，0.5，0.3。投票结果如表1、2所示。试根据这些条件进行方案评价。（三个评价指标的加权系数分别为：0.6、0.3、0.1）（20分） 表１方案A1得票 表2 方案A2得票 五、如图所示为三面切书自动机的工艺示意图，它由送料机构、压书机构、两侧切刀机构、横切刀机构、工件（书本）、工作台等组成，其工艺路线为：将书本用送料机构1送至切书工位，然后用压书机构2将书本压紧，接着用两侧切刀3切去两侧余边，最后用横切刀4切去前面余边。试分析各执行机构的运动组成，并画出该自动机的运动循环图（示

机电一体化系统设计试题及答案

一、名词解释(每小题2分,共10分) 1、测量 2、灵敏度 3、压电效应 4、动态误差 5、传感器 二、填空题(每小题2分,共20分) 1、滚珠丝杆中滚珠的循环方式: _内旋换与外循环 2、机电一体化系统,设计指标与评价标准应包括___ _______, __________, __________ , __________。 3、顺序控制系统就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________。 4、某光栅的条纹密度就是50条/mm,光栅条纹间的夹角θ=0、001孤度, 则莫尔条纹的宽度就是_______________________。 5、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______________________,使它们同步协调到达目标点。 6、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_____________。 7、齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。 8、累计式定时器工作时有_____________________________________________________。 9、复合控制器必定具有__________________________________。 10、钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。 三、选择题(每小题2分,共10分) 1、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ts ( ) A、产大 B、减小 C、不变 D、不定 2、加速度传感器的基本力学模型就是( ) A、阻尼—质量系统 B、弹簧—质量系统 C、弹簧—阻尼系统 D、弹簧系统 3、齿轮传动的总等效惯量与传动级数( ) A、有关 B、无关 C、在一定级数内有关 D、在一定级数内无关 4、顺序控制系统就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( ) A、单片机 B、2051 C、PLC D、DSP 5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节与检测环节等个五部分。 A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路D检测环节 四、判断题(每小题2分,共10分) 1、伺服控制系统的比较环节就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。( ) 2、电气式执行元件能将电能转化成机械力,并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电 机等。( ) 3、对直流伺服电动机来说,其机械特性越硬越好。( ) 4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移,步距角越小,位移的控制精度越低。( ) 5、伺服电机的驱动电路就就是将控制信号转换为功率信号,为电机提供电能的控制装置,也称其为变流器,它包括电压、 电流、频率、波形与相数的变换。( ) 五、问答题(每小题10分,共30分) 1、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型? 2、什么就是步进电机的使用特性? 3、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面? 一、名词解释(每小题2分,共10分) 1、就是人们借助于专门的设备,通过一定的方法对被测对象收集信息,取得数据概念的过程。 2、指在稳态下,输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。即为传感器灵敏度。 S=dy/dx=ΔY/ΔX 3、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。 4、动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。

哈尔滨理工大学机械系统设计试题及答案.docx

文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 . 考试科目 ： 机械系统设计 考试时间 ：110 分钟 试卷总分 100 分 考试班级 ：机械 05 级 一、选择填空（本大题共 10 小题，每小题 1 分，总计 10 分） 装 1．机械工程学科由（ ）和机械制造两部分组成。 A. 机械原理 B. 机械零件 C. 机械学 D. 机械加工 班 2．人们对机械系统进行功能原理设计时常采用的一种“抽象化”方法是（ ）。 级 A. 黑箱法 B. 白箱法 C. 类比法 D. 头脑风暴法 ： 3．机械系统结构总体设计的任务是（ ）。 A. 进行原理设计的构思 B. 进行功能原理设计 C. 将原理设计结构化 D. 确定总体参数 学 4．在传动系统中，基本组的级比指数（ ）。 A. 小于 1 B.等于 1 C.大于 1 D. 任意数 号 ： 5．双联滑移齿轮占用的最小轴向尺寸应不小于（ ）。 订 A. 3 倍齿宽 B. 4 倍齿宽 C. 5 倍齿宽 D. 6 倍齿宽 6．执行系统是由执行末端件和与之相连的（ ）组成。 A. 运动机构 B. 导向机构 C. 定位机构 D. 执行机构 7．预紧可以有效提高滚动轴承的（ ）。 A. 承载能力 B. 工作转速 C. 精度 D. 刚度 8．我们可以用镶条来调整（ ）的间隙。 姓 A. 三角形导轨 B. 燕尾形导轨 C. 车床主轴 D. 铣床主轴 名 9．支承系统是机械系统中具有支承和（ ）作用的子系统。 ： A. 连接 B. 导向 C. 定位 D. 夹紧 线 10. 隔板的布置方向应与载荷的方向（ ）。 A. 平行 B. 垂直 C. 倾斜 D. 任意 二、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 2 分，总计 10 分） 1．机械系统 2．功能原理设计 3．级比 4．执行系统 5．自身刚度 三、简答题（本大题共 6 小题，每小题 4 分，总计 24 分） 1．机械系统设计有哪些基本原则？ 2．什么是功能元？有那些种基本功能元？ 3．扩大传动系统变速范围有哪些方法？ 4．导轨有何功用？滑动导轨按其运动性质可分为哪几种类型？ 5．什么是支承件的接触刚度？提高接触刚度有哪些有效措施？ 6．常用的典型控制系统有哪几种类型？ 四、填空题（本大题含 2 小题共 8 个空，每空 2 分，总计 16 分） 1．某台数控机床， 主轴最高转速为 4000r/min ，最低转速为 30r/min ，计算转速为 145r/min 。 拟选用交流调频主轴电动机，其最高转速和额定转速分别为 4500r/min 和 1500r/min ，则 主轴的恒功率调速范围 R np 为（ φu ），电动机的恒功率调速范围 r p 为（ ） r/min ，如果有级变速机构的公比 p Z 为（ ）级。 =R ，则有级变速机构的级数 2．某卧式滑动导轨，支承导轨长 720mm ，动导轨长 360mm ，计算开式导轨的判别依据

机电一体化试题及答案汇总

目录 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 5 6单片机 7 接口 8 通道 9 串行通信 10直接存储器存取（） 二、判断题： 1 在计算机接口技术中通道就是接口。（×） 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.1

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。 b)基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于恒功率 调速方式。 7. 开环步进电动机控制系统，主要由. 环形分配器功率驱动器步进电机等组成。

2013机械系统设计期末考试题.

2013天津商业大学机械系统设计期末考试复习题 一：填空题 1.机械系统由若干装置、部件和零件组成的系统。 （1）、从实现系统功能角度看只要包括下列一些子系统：动力系统、传动系统、执行系统、操纵系统和控制系统。 （2）、从“流”的观点出发，将机械系统分为物料流系统、能量流系统、信息流系统 2.设计任务的类型：开发性设计、适应性设计、变型设计 3.设计任务的来源：指令性设计任务、来自市场的设计任务、考虑前瞻的预研设计任务。 4.自动机械的工作循环时间由哪几部分组成？ 工作循环时间Tp=基本工艺时间Tk+空行程时间Td+等待停留时间To 5.常用的几种步进运动机构：棘轮机构、槽轮机构、蜗形凸轮机构、不完全齿轮机构 6.棘爪安装角：棘齿面正压力方向线与齿端和轴心的连线之间的夹角β为棘爪安装角。 7.棘爪进入啮合应满足：棘轮齿对棘爪的反作用产生的力矩能使棘爪进入啮合。棘爪在 两个力F和N的作用下,产生两个力矩Mn和Mf,当Mn>Mf时，棘爪进入啮合。由N*Lsinβ>F*Lcosβ,又存在：F*Lcosβ= N*f*Lcosβ,可得到tgβ≥f=tgγ因此得：β≥γ,即安装脚大于摩擦角。考虑齿面的倾斜角δ=0~10°，安装角 βˊ=10~22°。 8.槽轮机构的结构形式：平面外槽轮、平面内槽轮、空间球面槽轮。 以外槽轮为例，主要由曹轮（主动轮）、拨销盘（转臂、拨销、锁紧弧——从动轮）组成9.槽轮啮合时速度和加速度的变化特征：W=λ(cosφ-λ/1-2λcosφ+λ2)W0。（W为槽 轮的角速度，W0为槽轮的角加速度。） 10.几种托盘升降机构的形式和特点： 1）、滑道式托盘升降机构； （1）、机构形式；圆柱凸轮机构；升程时凸轮升角；下降时凸轮升角 （2）、特点；结构简单；易挤坏瓶子 2）、压缩空气式；（1）、机构形式；上升时； 下降时； （2）、特点；a.不会挤坏瓶子，压缩空气伸缩性；b.下降速度慢 3）、综合式；上升用压缩空气，下降用凸轮机构，综合两者有点。 11.外联传动链和内联传动链的构成； （1）、外链传动链——机械的主轴或分配轴与动力源（电机、液压、气压等）的链接。 主要有分级变速和无级变速两种结构形式； （2）、内链传动链——运动和功率的传递，确保执行机构的协调动作；要求严格的速比，如车床（主轴与丝杠），滚齿机（滚刀与工件）。 12.机械系统的工作载荷按作用形式分为几种：（1）拉伸压缩载荷，弹簧类；（2）弯 曲载荷，悬臂梁结构；（3）扭转载荷，传递扭矩的轴类件；

机电一体化试卷及答案

1、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器，光电耦合器的作用有哪些 1. （1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。 （2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。 （3）共模抑制比高，能对直流和低频信号(电压或电流)进行准确、安全的测量。 2、什么是三相六拍通电方式 2. 如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如A → AB → B → BC →C → CA →… 3、简述PWM 脉宽调速原理。 3. 在一个周期T 内闭合的时间为τ，则一个外加的固定直流电压U 被按一定的频率开闭的开关S 加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为U 、宽度为τ，如右图所示。电枢两端的平均电压为： U U Udt U T T T d ρτ=== ?01 式中 ρ=τ/T=U d /U ，(0<ρ<1) ρ为导通率（或称占空比） 。 当T 不变时，只要改变导通时间τ，就可以改变电枢两端的平均电压Ud 。当τ从0~T 改变时，Ud 由零连续增大到U 。 5．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。敏感元件、转换元件、基本电路。 2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响如何处理 答。如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种。垫片调隙式 螺纹调隙式 齿差调隙式 答。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基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。 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 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。 ２、伺服电动机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 力输出电动机 1．试分析图示传动系统中，齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响 解答：

机械电子工程教学大纲微机电系统-2017

《微机电系统》课程教学大纲 课程代码：010132024 课程英文名称：Micro-Electro-Mechanical Systems（MEMS） 课程总学时：16 讲课：16 实验：0 上机：0 适用专业：机械电子工程 大纲编写（修订）时间：2017.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 微机电系统是制造工程领域的最重要发展方向之一，也是高新技术发展的前沿技术。是20世纪末、21世纪初兴起的工程科学前沿，是当前一个十分活跃的研究领域。它被广泛应用于机械制造工程领域、信息工程领域、医学工程领域、武器装备领域和日常生活中高新技术产品制造领域等，因此，对从事制造工程领域的工程技术人员来说，学习和掌握该知识有着重要的意义。 本课程的教学目标是，通过该课程的教学使学生了解制造工程领域技术的新发展，掌握一定的制造工程领域的最新知识，培养学生的微小机械的设计和制造能力，提高学生的创新思维意识。通过该课程的教学使学生掌握或了解微机电系统的相关基础知识，为后续工作中的技术水平的提高和发展奠定一定的基础。同时，将微机电系统领域的新理论、新方法、新技术等传授给学生。并使学生理解并掌握微机电系统领域理论体系及相关产品在实际中的应用情况。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1．掌握微机电系统的概念、技术范畴；了解微机电系统在国民经济中的地位和作用。 2. 掌握微机电系统的设计方法与理念。 3. 掌握典型微机电系统的制造技术方法的原理及关键问题，针对具体加工对象选择相应的方法。 4. 能适当选择微机电系统的测量技术方法，了解相应的原理。 5. 了解微机电系统的发展动态，以及在高新技术领域与国防领域的应用。 （三）实施说明 1. 结合MEMS技术的发展和生产实际，更新教学内容，特别要注重微机电技术发展中新技术的应用。 2. 开展实际工程案例教学，充分利用多媒体等现代化教学手段。 3. 课堂教学要与教师科研实际相结合，培养学生的创新能力和解决工程实际问题的能力。（四）对先修课的要求 先修课程为：机械制造技术基础理论、机械原理与设计理论、测试技术基础、机械控制工程基础等。 （五）对习题课、实践环节的要求 课外作业：以每个章节内容为单元，实行具有设计性的大作业制。 （六）课程考核方式 1.考核方式：期末考核采用大作业、期末报告或论文形式考核。 2.考核目标：采用课堂的教学模式，加强学生实践能力和自学能力的培养，通过阶段性考核使学生掌握各个环节与阶段的知识，通过最终结业考核使学生系统地掌握或理解课程系统化知识体系。 3.成绩构成：出勤+平时大作业+期末考核，综合评定。 （七）参考书目 《微机电系统设计与制造》，刘晓明编，国防工业出版社，2006年

机电一体化系统设计第3阶段测试题

机电一体化系统设计第3阶段测试题

江南大学现代远程教育第三阶段测试卷 考试科目:《机电一体化系统设计》第五章至第七章（总分100分） 时间：90分钟 学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：身份证号： 姓名：得分： 一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分。） 1、直流伺服电机的速度数字控制方法通常是（）。 A、脉宽调制 B、频率调制 C、幅值调制 D、相位调制 2、伺服系统的稳定性仅和系统的（）有关。 A、输入信号 B、输出信号 C、干扰信号 D、固有参数 3、在半闭环位置伺服系统中常用光电编码盘测量电机转速和（）。 A、扭矩 B、电流 C、温升 D、角位移 4. 在开环伺服系统中，传动系统的间隙会带来（）。 A、不稳定 B、死区误差 C、超调 D、阻尼 5、系统的刚度越大、惯量越小，则该系统的固有频率（）。 A、越高 B、越低 C、不变 D、不定 6、控制器中的微机目前常用的有可编程控制器、（）和工控机。

A、PC B、单片机 C、PLC D、IPC 7、脉冲传递函数是用于描述（）的数学模型。 A、线性系统 B、离散系统 C、非线性系统 D、镇定系统 8、步进电机的启动转矩随启动频率升高而（）。 A、增大 B、不变 C、降低 D、不定 9、关于半闭环和全闭环控制，以下说法正确的 是（）。 A、两者区别在于传感器检测位置不同 B、前者精度高，后者精度低 C、两者没有区别 D、前者难以实现，后者易实现 10、关于步进电机驱动器，以下说法正确的是（）。 A、斩波限流驱动电路往往采用较低的单电源供电 B、高低压驱动电路效率高 C、斩波限流驱动电路出力大、功耗小、效率高 D、单电源驱动电路出力大、功耗小 二、多项选择题(本题共5小题，每小题2分，共10分。多选、少选、错选均不得分。) 1、伺服系统的误差有（）。 A、稳态误差 B、静态误差 C、随机误差 D、动态误差 2、步进电机的控制要考虑（）。 A．启动过程升速控制Ｂ．低转速控制Ｃ．停止过程降速控制Ｄ．使电机连续工作 3、直流伺服电机的动态特性主要受（）的影响。 A、动态误差 B、机械惯量 C、跟

机电一体化技术试题及答案样本

《机电一体化技术》试卷(一) 考试方法：闭卷考试时间12 0分钟共1页第1页 一、名词解释 1. 测量 2.灵敏度 3.压电效应 4.动态误差 5.传感器 二、填空题 1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：_______________ , __________________ 2. 机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括_________________ , __ 3. 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_________________________ 。 4. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________________ 。 三、选择题 1. 加速度传感器的基本力学模型是() 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. 弹簧系统 2. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数() A.有关 B. 无关 C.在一定级数内有关 D.在一定级数内无关 3. 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，顺序控制器一般见() A.单片机 B. 2051 C. PLC D. DSP 4. 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()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 四、、问答题 1. 步进电动机常见的驱动电路有哪几种类型？ 2. 什么是步进电机的使用特性？ 3. 机电一体化系统设计指标大致上应包括哪些方面？ 五、分析计算题

1. 三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为120r/min,输入脉冲频 率为多少？步距角为多少？