机电一体考试答案

2024-05-15

机电一体考试答案（通用8篇）

篇1：机电一体考试答案

机电一体网上考试答案

一.单选题

1.机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是提供动力，传递动力，传递运动

2.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（PLC）。3.执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为（电气式）、液压式和气动式等。4.计算机集成制造系统包括（CAD、CAPP、CAM，FMS，计算机辅助生产管理）。5.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称(伺服系统)。

6.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(10mm)。

7.PD称为（比例微分）控制算法。

8.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（1470［r/min］）。9.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和(内循环反向器式)。

10.步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（脉冲的数量）决定转角位移的一种伺服电动机。11.在自动控制系统中，伺服电机通常用于控制系统的（全闭环控制，半闭环控制）。12.累计式定时器工作时有(2个条件)。

13.齿轮传动的总等效惯量与传动级数（在一定级数内有关）。14.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（插补）方法实现。15.以下可对异步电动机进行调速的方法是（改变电动机的供电频率）。16.直流测速发电机输出的是与转速（成正比的直流电压）。17.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（插补）方法实现。

18.直流伺服电动机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为其（机械特性）。19.齿轮传动的总等效惯量随传动级数(增加而减小)。20.PWM指的是（脉宽调制）。

21.电压跟随器的输出电压(等于)输入电压。

22.一般说来，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（减小）。23.“机电一体化”在国外被称为（Mechatronics）。

24.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（测环节）等个五部分。25.对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（0和1之间）。

26.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(位置和速度)使得它们同步协调到达目标点。

27.在自动控制系统中，步进电机通常用于控制系统的（开环控制）。28.计算步进电动机转速的公式为（60f/mzrc）。

29.加速度传感器的基本力学模型是（阻尼—质量系统）。

30.步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的2倍，则步距角为原来的（0.5倍）。二.判断题

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.异步通信是以字符为传输信息单位。（√）

3.伺服电机的驱动电路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、波形和相数的变换。（√）

4.在SPWM变频调速系统中，通常载波是等腰三角波，而调制波是方波。（×）

5.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。（×）（6.在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。（×）7.对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（√）

8.低通滤波器：只让低频成分通过，而高于截止频率成分受到抑制、衰减，不让通过。（√）9.抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、隔离、滤波、接地、合理布局和软件抗干扰技术。（√）10.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。（√）

11.无条件I/O方式常用于中断控制中。（×）

12.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。（√）（2分）

13.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。（×）14.同步通信常用于并行通信。（×）

15.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。（×）

16.干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以电压或电流的形式，通过金属导体传递。（√）

17.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。（√）18.滚珠丝杆不能自锁。（√）

19.电场屏蔽----通常用铜、铝等导电性能良好的金属材料作屏蔽体，并应保持良好接地。（√）20.应用于工业控制的计算机只有单片机和PLC两种类型。（×）

篇2：机电一体考试答案

机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引用微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称 2机电一体化的目的是什么？

是使系统(产品)高附加价值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展，不断满足人们生活的多样化需求和生产的省力化、自动化需求。

4工业三大要素指的是什么？

物质、能量和信息

5什么是机电互补法、融合法、组合法？

机电互补法又称取代法。该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统)中的复杂机械功能部件或功能子系统，以弥补其不足。结合(融合)法：它是将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件(子系统)，其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。组合法：它是将结合法制成的功能部件(子系统)、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（品），故称组合法。

6开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？

开发性设计：它是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品或系统。变异性设计：它是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。适应性设计：

它是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。

7机电一体化系统(产品)的设计流程

(1)根据目的功能确定产品规格、性能指标(2)系统功能部件、功能要素的划分(3)接口的设计(4)综合评价(或整体评价)(5)可靠性复查(6)试制与调试

8设计机械传动部件时，为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，常提出哪些要求及措施？

为确保机械系统的传动和工作稳定性，在设计中，常提出无间隙、低摩擦、低惯量精度、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。为达到上述要求，主要从以下几方面采取措施：1)采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件； 2)缩短传动链，提高传动与支承刚度；

3)选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力;4)缩小反向死区误差，如采取消除传动间隙、减少支承变形的措施； 5)改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声。9 机电一体化系统传动机构的作用是什么？

使执行元件与负载之间在转矩和转速方面达到合理（最佳）的匹配。10机电一体化系统（产品）对传动机构的基本要求是什么？

传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传动转矩大。13丝杠螺母副的组成要素有哪些？

滚珠丝杠螺母机构由反向器(滚珠循环反向装置)

1、螺母

2、丝杠3和滚珠4等四部分组成。

18简述滚珠丝杠副的支承方式及其特点。

1，一端双轴承固定，另一端悬臂，多用于短行程以及垂直传动2，一端双轴承固定，另一端单轴承支承（轴向可滑动，弥补热胀冷缩和安装误差），结构简单，缺点是单轴承端支承刚性差一些。

3，一端双轴承固定，另一端双轴承支承（轴向可滑动，弥补热胀冷缩和安装误差），结构稍复杂，比单轴承端支承刚性好一些。

4，一端双轴承固定，另一端双轴承支承（轴向由圆螺母及碟簧预紧预拉伸），结构稍复杂，轴向刚性好一些，高速旋转不易甩动，特别用于水平布置，尤其双向负载大且跨距大时候用。19齿轮传动部件的作用有哪些？

1.传递扭矩2.改变转速3.改变传动方向

25已知:有一三级齿轮传动减速器,如图所示,z1~z6的转角误差分别是：

△φ1=0.06弧度/sec、△φ2=△φ3=0.03弧度/sec、△φ4=△φ5=0.015弧度/sec、△φ6=0.01弧度/sec。

减速比分别为：i1=i2=

2、i3=3，则i=12.求其总转角误差△φmax.解：△φmax=△φ1/i+(△φ2+△φ3)/(i2i3)+(△φ4+△φ5)/ 3+△φ6

=0.06/12+0.06/6+0.03/3+0.01

=0.035(弧度/sec)

26对滚动导轨副的基本要求

1)导向精度2)耐磨性 3)刚度4)工艺性 27试论述机电一体化的发展趋势。

答：智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人格化和自适应化。28机电一体化系统对传动机构的基本要求是什么？

答：传动间隙小、精度高、低摩擦、体积小、重量轻、运动平稳、响应速度快、传动转矩大、高谐振频率以及与伺服电机等其他环节的动态性能相匹配等要求的传动部件。

30开发性设计、适应性设计、变型设计有何异同

答：开发性设计是在工作原理、结构等完全未知的情况下，设计出质量和性能方面满足目的的要求的新产品，是一种完全创新的设计。适应性设计是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构，或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。变型设计是在已有产品的基础上，针对原有缺点或新的工作要求，从工作原理、功能结构、执行机构类型和尺寸等方面进行一些变异，设计出新产品。32丝杠螺母机构的传动形式及其特点是什么？

答：①螺母固定、丝杠转动并移动。结构简单，精度较高，但刚性差。只适合行程较小的场合②丝杠转动、螺母移动。结构紧凑，丝杠刚性较好，适合工作行程较大的场合。③螺母移动、丝杠移动。机构较复杂且占用轴向空间较大，故应用很少。④丝杠固定、螺母转动并移动。结构简单，紧凑，但使用不方便，应用较少。

34滚珠丝杠副的组成及特点有哪些？

答：由丝杠、螺母、滚珠、反向器组成。特点：结构复杂、成本高、无自锁能力、轴向刚度高、运动平

篇3：机电一体考试答案

关键词：机电接口技术,机电一体化,发展

一、机电一体化系统组成

单纯的机械技术只能形成纯机械产品, 机械技术与信息技术、微电子技术结合后就能够生产出具有机电一体化特征的多功能机电一体化产品。

机电一体化系统由五部分组成, 分别是动力源、控制系统、传感器、驱动系统、和执行机构。机电一体化的组成部分都有各自的分层, 例如动力源和驱动系统以及传感器组成的驱动反馈层, 有控制系统控制整个系统的控制措施, 而执行机构则为直行车。机电一体化的系统运行是按照控制层获得命令将信息放大驱动反馈给执行层, 执行层执行命令动作后将结果经过驱动层反馈给控制层。

机电一体化系统内部之间的信息和能力的交互和传递是通过各种机电接口来实现的, 不同的机电接口有不同的用处。接口可以起到连接作用, 能够将每个子系统的特性和优点有机地结合起来, 达到系统最优化, 激发出系统最大潜力, 子系统之间的机电接口决定着整个机电一体化系统的性能。因此, 机电接口技术在机电一体化中占有举足轻重的地位, 需要进行深入的探讨和研究。

二、机电一体化接口技术的内涵

1. 机电一体化接口的作用

首先, 机电一体化能够实现行电平转换和功率放大, 由于控制设备的电平具有不定性, 而微机芯片一般是固定的电平, 故此需要进行必要的电平转换, 在大负载的条件下, 机电接口需要进行功率放大;其次, 机电一体化能够对干扰信号进行隔离, 可以开用光电耦合器等将微机系统和控制系统加以隔离;最后, 机电一体化能够实现微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路, 当被控对象的检测控制信号刚好为模拟量的时候, 保证危机处理量与模拟量之间的相互吻合。

2. 机电一体化接口的分类

(1) 动力接口

动力接口是指动力源连接到驱动系统的接口, 主要是为了提供相应的动力给驱动系统。根据系统所需的动力类型不同, 因而也有不同种类形式的动力接口, 例如交流电、直流电、液压、气动等。所有的动力接口都有一个共同点就是能够承载较大的负荷, 通过较大的功率。

(2) 机-电接口

机-电接口是存在于驱动机构与执行系统以及传感器间的一种机电一体化接口。主要作用是将驱动系统得到信号反馈变成执行机构所需的信号, 或将执行机构执行命令的机械信号变化成传感器需要的信号, 起到一种转换作用。

(3) 智能接口

智能接口一般存在于驱动系统与传感器之间、传感器与控制系统之间、驱动系统与控制之间。只能接口的主要作用是智能分析各系统之间的信息形状, 将统一信息以不同方式传递到不同系统中, 使得整个机电一体化系统的不同技术有机的集合起来, 形成完整的系统。

(4) 人-机接口

人机接口是操作者与控制微机之间进行信息交换的接口, 分为输入与输出接口两大类。输出接口的接收者是人工操作者, 通过输出接口输出的信息以便于人工掌握机电系统的运行状态和运行参数, 输入接口的接收者的机电系统, 操作者输入控制命令, 让整个系统按照命令运转起来, 实现所要达到的目的。其中输入几口中含有拨盘输入接口和键盘输入接口两种形式, 输出接口一般常用的输出设备为发光二极管显示器, 结构简单, 性价比高, 使用广泛。

3. 机电一体化接口的内涵

机电接口技术是一门新兴的技术, 研究这门技术的根本原因是为了让机电一体化系统中的各子系统能够更好地进行信息与能量的交互和传递与融合, 实现机电一体化最优化运行设计。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的, 接口技术的研究也是促进机电一体化的发展的重要技术之一。换句话说, 接口设计从根本上决定了机电一体化系统的设计。

三、机电一体化发展及发展趋势

机电一体化的发展经历了四个最为重要的阶段。在20世纪中叶, 电子技术已经发展的较为成熟, 当人们试着将电子技术利用到机械工业, 从而刺激了电子技术与机械产品的有机融合。到了20世纪中后期, 机电一体化经过20多年的发展, 无论是技术还是产品的性能均得到了较大的提高, 技术更为成熟, 产品性能趋于完善。20世纪90年代后期, 光学技术、电子通信技术以及微细加工技术的高速发展并且渗透进入了机电一体化, 使得机电一体化出现了微机电一体化和光机电一体化等新兴分支, 机电一体化进入深度发展阶段, 90年代后期, PLC采用面向现场总线网络的体系结构, 实现了真正意义上的EIC三电一体化。我国的机电一体化起步较晚, 从上世纪80年代开始致力于机电一体化的研究, 如今已取得了一定成果, 并广泛存在于我国的机械工业之中。

随着信息技术的不断发展, 人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视, 数控机床与机器人的智能化就是重要应用, 为机械工业带了不可忽视的经济利益。模块化能够利用标准单元迅速进行开发, 得到出新产品, 还可以同步扩大生产规模。系统化则能够使机械系统体系采用更加开放, 寻求多子系统的综合管理和协调平衡控制。机械绿色化是工业时代的必然发展趋势, 是人类保护环境资源的必要手段。基于网络的各种监视和远程控制技术发展的如火如荼, 机电一体化产品远程控制设备必然要朝着网络化的方向去发展。微机电一体化产品耗能少、体积小、运动敏捷, 在各方面具有不可替代的优势, 势必也会成为机械工业中的发展主流。

参考文献

[1]高德成.机电一体化技术发展问题分析与技术探索[J].自动化与仪器仪表, 2011 (6) :16-18.

[2]亢金月.机电一体化系统集成与融合[J].机械与电子, 1996, 4:17-20.

[3]邹慧君.机电一体化系统概念设计的基本原理[J].机械设计与研究, 1999, 3:14—17. (4) .

篇4：机电一体考试答案

【关键词】机电接口技术；内涵；机电一体化

在机电一体化技术中，主要包括自动控制技术、计算机技术、传感技术、机械技术等，所以，在设计机电一体化产品的时候，必须对各种学科之间的特性展开研究，并且明确这些特性之间的物理关系，进行正确处理，有效分析各学科特性之间的内在联系与耦合关系，确保机电一体化产品设计的合理、可靠。此时，机电接口技术应运而生，是融合多种学科与技术的重要手段，在机电一体化发展中得到了广泛应用。

一、机电接口技术内涵与分类

（一）內涵

机电接口主要就是机电一体化产品中机械装置与控制微机之间的接口，其是基于机电一体化而产生的。机电接口根据信息传输方向的不同，可以分为信息采集接口、输出接口[1]。在机电一体化产品中，传感器是一种较为常用的设备，在输出信号的时候，一般采用模拟量方式进行检测，时刻掌握发电机转速，并且检测差动变压器位置。然而，在输出控制量的时候，存在一个比较特殊的形式，就是数字系统。

机电接口技术主要就是研究机电系统各项组成技术与子系统连接问题的综合技术，其主要包括电子技术、信息技术、机械技术等，共同构成了一个综合系统，在实际应用中，实现了信息的交互与融合，在机电系统设计中发挥了至关重要的作用。

机电接口主要是由硬件与软件共同构成，在机电系统运行中，与环境及操作者之间成立一种有效连接，在物理通道中展开信息与能量的输入、转换及传输。在信息转换的过程中，需要进行有效的交互与调整，实现机电一体化技术的协调与综合，保证各系统的有效运行，充分发挥系统功能，实现预期的工作目标。

（二）分类

目前，机电接口主要包括以下几种：智能接口、动力接口、机电接口、人机接口[2]。智能接口应用较为复杂，不同技术形式产生的信息形式也不同，并且在使用过程中，可以根据不同要求展开相应的改变。在各种信息转换与传输的过程中，智能接口可以确保不同技术与子系统的有机结合，构成一个完整系统。动力接口可以有效连接动力源与机电系统，之后给予机电系统相应的驱动动力。在机电系统中，动力类型有很多种，主要包括直流电、交流电、液压等，在系统中运用不同动力类型的时候，需要选用不同的接口形式，确保系统可以正常运行。机电接口的作用就是实现各种驱动系统的有效连接，并且将驱动信号转变成执行信号，在转变的过程中满足传感器运行要求。人机接口是机电系统与操作者之间存在的接口，通过这一接口，可以在操作者眼前呈现系统运行状态，并且有效监控系统运行，实现人性化操作目标。

二、机电一体化发展及其发展趋势

（一）机电接口技术对机电一体化发展的影响

近些年来，随着社会经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，对一些事物的要求也在明显提高。经济的快速发展离不开科学技术水平的提高，传统机械技术已经无法满足现代人们日益增长的技术需求，需要对其进行改进与完善。从而在此形势下，机电一体化技术应运而生，其主要包括电子技术、信息技术、机械技术等，充分满足了现代社会发展的技术要求。在机电一体化技术初始发展中，只是将电子技术与机械技术进行融合，接口十分简单、便捷[3]。然而，随着科学技术的不断发展与进步，机电一体化技术水平也在不断提升。目前，机电一体化技术不再是简单的机电一体化产品，逐渐形成了一个复杂的系统，其系统内部接口也日益复杂。

现阶段，机电一体化技术研究越来越深入、成熟，然而，简单的技术研究已经无法满足系统的运行需求，需要充分重视其复杂性研究。针对机电一体化技术而言，其复杂性较强，如果只是单纯研究系统设计及其集成理论，根本无法充分实现系统的作用，为此，需要加深对机电接口技术的研究，在设计方面，加强对有关理论的融合，确保机电一体化系统的全面实施。在机电一体化技术发展过程中，越来越向智能化、系统化、微型化、网络化方向发展，其系统内部接口要求越来越高，不仅要确保接口技术与系统技术的有效融合，还要确保信息传输的顺畅。

（二）机电一体化发展历程及趋势

机电一体化发展主要经历3个阶段。一是，在20世纪50年代，电子技术发展越来越成熟，人们尝试在机械工业中应用电子技术，进而刺激了机械产品与电子技术的融合，初步产生机电一体化概念。二是，在20世纪80年代，机电一体化已经发展了30来年，不管是技术还是产品性能都得到了很大的提升，技术更加成熟，产品性能更加健全。三是，在20世纪90年代末，微细加工技术、电子通信技术、光学技术等得到了快速发展，并且逐渐融入发到了机电一体化当中，使得机电一体化技术越来越成熟。我国机电一体化起步比较晚，现今已经取得了一定的成绩，在机械工业中得到了广泛应用。

随着信息技术的快速发展，人工智能机电一体化建设取得了很大的进步，在数控机床和机器人制造中得到了广泛运用，促进了机械工业的进一步发展。系统化发展使机械系统更加开放，为多子系统的协调发展与综合管理提供了可靠依据。同时，在绿色生产概念下，机械绿色化也是工业发展的必然趋势，是人类保护生态环境资源的重要手段[4]。

结束语

总而言之，随着科学技术水平的不断提高，机电一体化技术得到了快速发展，通过对信息能量的不断融合，实现了各系统的不断交互，为机电系统设计优化提供了可靠保障。同时，机电一体化技术越来越向网络化、智能化、模块化、绿色化、微型化等方向发展，在机械工业中得到了广泛运用，并且促进了机械工业的可持续发展。

参考文献

[1]潘浩彬.机电接口技术的内涵与机电一体化发展[J].科技创新与应用，2014，（24）：89-89.

[2]景新疆.机电接口技术的内涵与机电一体化发展[J].建筑工程技术与设计，2014，（33）：805-805.

[3]王旻，许凯.接口技术在机电一体化控制系统中的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（15）：124-125.

篇5：机电一体考试答案

11、处理“机”与“电”关系采用哪些设计思想？

12、机电一体化设计过程包括哪些内容？

13、试说明液体动压支承的工作原理。

14、什么是直流伺服电动机？它有怎样的工作特点？

15、永磁式步进电动机的结构及特点是什么？

16、步进电动机的单、双极性驱动电路，各自的特点是什么？适用范围是什么？

17、半闭环控制系统的定义及特点是什么？

18、数控机床通常采用插补器生成运动控制指令，其中插补的概念是什么？

24、某他励直流电动机，电枢电阻为0.4,额定电压为220V，额定电流为40A，额定转速为1000r/min,负载转矩为恒转矩负载，大小为额定转矩的一半，求此时电动机在额定电压下的转速和电枢电流的大小。

25、考虑x-y平面上的直线运动路径，源点坐标为（0,0）,终点坐标为（12,10）,两轴速度限制分别为Vxmax6,Vymax8，加速度限制分别为axmax2,aymax3。试设计三次多项式样条函数点位控制指令。

篇6：机电一体化课后答案

答：机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。

1-7.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？

答：①.机电一体化系统由计算机、动力源、传感件、机构、执行元件系统五大要素组成。

②.对应的五大功能为：控制、动力、计测、构造、操作功能。

1-17.开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？

答：

1、开发性设计是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品。

2、变异性设计是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的需求。

3、适应性设计是在总的设计方案、原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。

所有机电一体化系统的设计都是为了获得用来构成事物的有用信息。

1-20.简述计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等的含义。

答：

1、计算机辅助设计是设计机电一体化产品的有力工具，用来设计一般机械产品的CAD的研究成果。

2、并行工程是把产品的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合协调的一种工作模式。

3、虚拟设计是虚拟环境中的产品模型，是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像，是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。

4、快速响应设计是实现快速响应工程的重要环节，快速响应工程是企业面对瞬息万变的市场环境，不断迅速开发适应市场的新系统，快速响应设计的关键是有效开发和利用各种系统信息资源。

5、绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一个新概念。绿色设计就是在新系统的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。

反求设计是以现代设计理论、方法和技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有的系统进行剖析、重构、再创造的设计。

第二章

2-10.现有一双螺母齿差调整预紧式滚珠丝杠，其基本导程λ0=6mm、一端的齿轮齿数为100、另一端的齿轮齿数为98，当其一端的外齿轮相对另一端的外齿轮转过2个齿时，试问：两个螺母之间相对移动了多大距离？

答：Z1=100，Z2=98，ΔS=（2/Z1）*λ0=0.02*6mm=0.12mm

2-16.各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？

答：（1）各级传动比的分配原则是：①重量最轻原则②输出轴转角误差最小原则③等小传动惯量最小原则

（2）输出轴传动误差最小原则是：为提高机电一体化系统齿轮传动的精度，各级传动比影按先小后大的原则分配，一边降低齿轮的加工误差、安装误差及回转误差对输出转角精度的影响。总转角误差主要取决于最末一级齿轮的转角误差和传动比的大小，在设计中最末两级的传动比应取大一些，并尽量提高最末一级齿轮副的加工精度。

2-19.设有一谐波齿轮减速器，其减速比为100，柔齿轮数为100。当刚轮固定时，试求该谐波减速器的钢轮齿数及输出轴的传动方向（与输入轴的传向相比较）。

答：根据公式：iHr=Zr/(zr-zg)可知：当iHr=100时，Zg=99，当iHr=-100时，Zg=101；故该谐波减速器的钢轮齿数为101，柔轮输出轴方向与波发生器输入轴转向相反。

2-21.简述导轨的主要作用，导轨副的组成、种类及应满足的基本要求。

答：导轨的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。

导轨副的组成：导轨副主要由承导件和运动件两大部分组成。

常用的导轨副种类很多，按其接触面积的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等；按其结构特点可分为开式导轨和闭式导轨。

导轨副应满足的基本要求：导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性好温度变化影响小以及结构工艺性好等。

第三章

3-2 机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么？

答：⒈惯量小、动力大

⒉体积小、重量轻

⒊便于维修、安装

⒋易于微机控制

3-6 简述 PWM 直流驱动调速，换向的工作原理。

答：通过电源的通断来获得电压脉冲信号，控制通断的时间比来获得不同的电压脉冲，通的时间越长，获得的平均电压越大，电机转的就快，反之，电机转的就慢。电机的换向是通过桥式电路来实现的，它是由四个大功率的晶体管组成，通过在不同晶体管的基极加正负脉冲从而实现电机的转向控制。为使其实现双向调速，多采用桥式电路，其工作原理与线性放大桥式电路相似。

电桥由四个大功率的晶体管组成。如图，分别记作 1.2.3.4.如果在 1 和 3 的基极上加以正脉冲的同时，在 2 和 4 的基级上加以负脉冲，这时 1 和 3 导通，2 和 4 导通。设此时的电动机转向为正；反之，则为负。电流的方向与前一情况相反，电动机转向，显然，如果改变加到 1 和 3，2 和 4这两组管子基极上控制脉冲的正负和导通率就可以改变电动机的转向和速。

3-11 简述步进电机步距角大小的计算方法？

答：a=360/（K*M）

式中：Z=转子齿数。M=运行拍数。通常等于相数或相数整数倍，即 M=K*N（N 为电动机的相数，单拍是 K=1，双拍时 K=2）。

第四章

4-2 试说明微型计算机的基本特点及选用要点。

答：较完善的中断系统，足够的储存容量，完备的输入/输出通道和实时时钟；字长，速度，指令。

4-15 键盘键值是如何确定？

答：将行、列线按二进制顺序排列，当某一键按下时，键盘扫描程序执行到给该列置0电平，读出各行状态为非1状态，这时的行、列数据组合成键值。

4-17 试说明光电耦合器的光电隔离原理。

答：光电隔离电路主要由光电耦合器的光电转换元件组成，如书本P168图 4.39。控制输出时，如图4.39a所示可知，微机输出的控制信号经74LS04非门反相后，加到光电耦合器G的发光二极管正端。当控制信号为高电平时，经反相后，加到发光二极管正端的电平为低电平，因此，发光二极管不导通，没有光发出。这时光敏晶体管截止，输出信号几乎等于加在光敏晶体管集电极上的电源电压，当控制信号为低电平时，法官二极管导通并发光，光敏晶体管接收发光二极管发出的光而导通，于是输出端的电平几乎等于零。同样的道理，可将光电耦合器用于信息的输入，如图4.39b所示。

4-19 试说明检测传感器的选用原则及注意事项。

答：首先要根据使用要求选择适合自己所需要的，此外还可以采取某些技术措施来改善传感器的性能如：平均技术，差分技术，稳定性处理，屏蔽和隔离。选用传感器时，要特别注意不同系列产品的应用环境、使用条件和维护要求。

第五章

5-1 回顾所学机械控制工程的相关知识，简述机电一体化系统设计与机械控制工程理论的关系。

答：随着机电一体化技术的发展，机械控制工程基础在机电一体化系统中的应用越来越广泛。

5-4 简述传递函数、系统的过渡过程、伺服系统的动态特性的含义。

答：线性定常系统传递函数定义为：在零初始值下，系统输出量拉氏变换与输入量拉氏变换之比。系统的过渡过程：当系统受到外部干扰时，其输出量必将发生变化，但由于系统总含有惯性或储能元件，其输出量不可能立即变化到与外部干扰相应的值，而需要有一个过程，这个过程就是系统的过渡过程。伺服系统的动态特性：1.系统过渡过程品质，即系统响应的快速性和震荡性。2.系统的稳定精度，即稳态误差ess的大小。

5-5 用所学机械控制工程基础对机电一体化系统元、部件的动态特性进行分析。

答：机械系统在传递运动的同时还将进行力的传递。因此，机械系统的各构成零部件必须具有承受其所受力的足够强度和刚度的尺寸。但尺寸一大，质量和转动惯量就大，系统的响应就慢。如书本P207图5.15a所示，输入为力Fx(t)时，其响应为Fy(t)或y(t)f(x(t))，系统负载质量和惯量不同，其响应快慢也不同。含有机械负载的机械系统动态特性如图5.15b所示。如果是齿轮减速器，其机构的运动变换函数yf(x)()x就是线性变换。如果只有机构的转动惯量Jm，则其动态特性为

1t1，如果只有负载转动惯量JL，则其负载反

(Jms2)力为JLs2y。包括负载在内的机械总体的动态特性，以传递函数形式可表示为X(s)/Fx(s)1/[(JmJL/i2)s2]

第六章

6-4 简述数控机床坐标系的定义规则。

答：数控机床坐标系统采用右手直角笛卡儿坐标系，确定机床坐标系时，假定刀具相对工件做相对运动。该标准规定机床传递切削力的主轴轴线为Z坐标。当机床有机个主轴时，则选一个垂直于工件装夹面的主轴为Z轴。规定增大工件和刀具距离的方向为Z的正方向。

X坐标是水平的，它平行于工件的装夹面。对工件旋转的机床，取刀具远离工件的方向为X的正方向。对于刀具旋转的机床则规定：当Z轴为水平时，从刀具主轴后端向工件方向看，X正方向为向右方向；当Z轴为垂直时，对单立柱机床，面对刀具主轴向主轴方向看，右手方向为正方向。y坐标按右手直角笛卡儿坐标系确定其正方向。

6-5 了解数控编程的辅助功能M指令代码和数控G指令代码。

答：M指令代码：M00程序停机M01选择停机，按下“选择停”按钮后才起作用；M02程序结束，到下一程序的起点；M03主轴顺时针方向旋转；M04主轴逆时针方向旋转；M05主轴停转；M06换刀；M07开#号冷却液；M08开*号冷却液；M09关闭冷却液；M10夹紧；M11松开；M30程序终了，返回到程序起点。

G指令代码：1.坐标平面选择指令（G17、G18、G19）；2.绝对值和增量值编程指令（G90、G91）；3.快速点定位指令（G00）4.直线插补指令（G01）；5.圆弧插补指令（G01）；6.刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）

6-6 简述数控（CNC）加工程序编制的主要内容。

答：数控（CNC）程序编制分手工编程和自动编程。手工编程是指从分析零件图、制订工艺规程、计算刀具运动轨迹、编写零件加工程序单、制作程序介质直到程序效应，整个过程主要由人工来完成，这种人工制备零件加工程序的方法称手工编程。编制零件加工程序的全部过程主要由计算机来完成的编程方法称自动编程。

第七章

7-7 在闭环之外的动力传动链齿轮传动间隙对系统的稳定性有无影响？为什么

答：有。由于动力传动链存在齿轮传动间隙，当电动机在齿隙范围内运动时，被控对象不转动，没有反馈信号，系统暂时处于开环状态。当电动机转过齿隙后，主动轮于从动轮产生冲击接触，此时误差角大于无齿轮加你时的误差角，因此从动轮以较高的加速度转动。又因为系统具有惯量，当被控对象转角c等于输入转角r时，被控对象不会立即停下来，而靠惯性继续转动，使被控对象比无间隙时更多地冲过平衡点，这又使系统出现较大的方向误差。如果间隙不大，且系统中控制器设计得合理，那么被控对象摆动的振幅就越来越小，来回摆动几次就停止在cr平衡位置上。如间隙较大，且控制器设计得不好，那么被控对象就会反复摆动，即产生自激振荡。因此，闭环之内动力传动链中的间隙会影响伺服系统的稳定性。

7-8 何谓机电一体化系统的“可靠性”？

答：所谓的可靠性是指系统在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。

7-9 机电一体化系统的“失效”与“故障”有何异同？

答：如果产品不能完成规定功能，就称为失效，对于可修复的系统也可称故障。

篇7：机电一体化考试参考

1机电一体化的五大组成要素:机械本体动力与驱动部分传感检测部分执行机构控制与信息处理单元

2机械固有的参数:转动惯性(越小越好)摩擦（静摩擦尽可能小，动摩擦尽可能小的正斜率）阻尼（阻尼比在0.4-0.8之间）

3传动比的设计原则：等效转动惯量最小原则导向装置执行装置

5电感测位移主要测：直线位移传感器主要用于测：位移速度压力转矩加速度主要有敏感元件转换原件基本转换电路组成6传感器的性能参数：精度分辨力线性度迟滞稳定性

7工控机包含：单片机可编程序控制器工业控制计算机

8计算机控制系统分为：操作指导控制控制系统分布式控制系统现场总线控制系统

9校正的方法：串联校正（比例校正比例—积分校正比例—微分校正比例—积分—微分校正）并联校正（前反馈校正后反馈校正硬校正软校正）

10PLC的组成：CPU储存器输入输出接口电源编程器扩展接口

11PLCX内部继电器类型：输入继电器输出继电器辅助继电器状态继电器定时器计数器定时器

12步进电机的驱动方式：恒流轨波单电源驱动双电源驱动常用的伺服电动机有：步进电动机直流伺服电动机交流伺服电动机。

13步进电机的通电方式：三项单拍三项双拍三项六拍

14干扰三要素：干扰源传播途径接受载体

传播途径：辐射方式传播传导方式传播

耦合类型：静电干扰磁场耦合干扰漏电耦合干扰共阴抗干扰，电磁辐射干扰

干扰存在的形式：共模干扰串模干扰抗干扰措施：屏蔽隔离滤波接地软件抗干扰技术

15机电一体化的应用：数控机床工业机器人

16工业机器人按构型分为：直角坐标系型圆柱坐标系型坐标系型多关节型

17机电一体化设计的四个阶段：准备阶段理论设计阶段设计实施阶段定型阶段二

1机电一体化：是在机械主功能动力功能信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子设备以及相关软件有机结合而构成系统的总称 2爬行：在滑动摩擦副中从动件在匀速驱动和一定摩擦条件下产生的周期性时停时走或时慢时快的运动现象

3空回：当螺旋机构中存在间隙，若螺杆的转动方向改变，螺母不能立即产生反向运动，只有螺杆转动某一角度后才能使螺母开始反向运动，这种现象就为空回

4滚动化:就是把丝杠和导轨的滑动摩擦变成滚动摩擦

5无隙化：就是消除机械传动中的间隙，使传动没有间隙 6压电效应：某些物质当受到外压力作用时内部出现极化现象，使其表面出现电荷形成电场，当外力撤消时物质恢复原来状态

7霍尔效应：当电流垂直于外磁场通过导体时在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间出现电势差，这种现象就是霍尔效应 8涡流效应：电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流且成闭合回路，类似于水涡流形状，称为电涡流。

9电机矩频特性：步进电机运行时输出转矩与输入脉冲频率的关系 10步距角：步进电机绕组每次通断电使转子转过的角度

11迟滞：传感器正向特性和反向特性的不一致性

12失步：是漏掉了脉冲没有运动到指定的位置

13干扰：指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素 14.传感器：指以一定的精确度将被测量（位移、加速度、转速）转换位与之有确定对应关系且易于精确处理和测量的某种物理量（电量）的测量部件或装置

1间隙对系统有哪些影响？应如何清除？答：间隙可以使机械传动系统产生回程误差，影响系统伺服精度、稳定性和自动变向功能，有齿轮传动得齿侧间隙、丝杠螺母的传动间隙等。齿动传动齿侧间隙的消除：1.刚性消除法（采用偏小轴套消除机构等）2.柔性消除法（如采用双齿轮错齿消除机构等）丝杆螺母间隙的调整：如采用双螺母机构、垫片式调隙机构等

2传感器组成功能：1.敏感元件：直接感受被测量，并输出于被测量成确定关系的物理量2.转换元件：将敏感元件的输出物理量转换为电路参量 3.基本转换电路：将上述电路参量输入基本转换电路，并转化为电量输出PLC编程元件、功能、指令及功能编程方法

答：输入继电器（X）：端子从外部开关接收信号并输入内部辅助继电器（M）：只供内部编程使用输出继电器（Y）定时器（T）：根据时钟脉冲的累积形式，当时间达到预值时触头动作计数器（C）数据寄存器（D）状态继电器（S）

LDANDANIMPSMRDMPPPLSPLFORORISETRSTMCMCRANBORB

编程方法：经验法、转化法、步进法 4机电一体化的运用，工业机器人的特点？

答：机器人：是集机械、电子、控制、计算机等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备计算机集成制造系统：是随着计算机辅助设计制造的发展而产生的，是集多种高新技术于一体的现代化制造技术数控机床：是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备特点：通用性（可以按不同轨迹、不同运动方式完成规定动作的各种任务柔性：可以用于多品种、变批量的生产

5为什么要进行线性化处理？线性化处理方法？

答：机电一体化检测系统中总希望传感器与检测电路的输出和输入呈线性关系使测量对象在整个范围内灵敏度一致，但是很多元件具有不同程度的非线性特性，是较大范围的动态检测存在很大误差，因此要进行线性化处理常

用方法：计算法、查表法和插值法等

6机电一体化中机和电是怎么融合的？关键技术有哪些？答：机电一体化是机械学和电子学两个学科的综合，但事实上不是两者之间简单的叠加二十将机械学，电子学，控制论，计算机科学等融合在一起的一门综合性学科。

关键技术：机械技术，传感检测技术，信息处理技术，自动控制技术，伺服驱动技术，系统总体技术六大关键技术。7步进电机工作原理？

步进电机是将电脉冲信号转化为角位移的电气元件是利用定干扰组通电励磁性产生磁转矩而实现转动的A相绕组通电则转于上下两对齿被磁场吸引，转干停在A相位置A相绕组继电B相绕组通电则磁极A磁场消失，B产生磁场，将离它最近的的两个齿吸引过来停在B相位置，这是转子逆时针转动按此类推依次按A—B—C—A轮流通电，则转子就实现逆时针旋转。

8干扰三要素？抗干扰措施？提高抗干扰方法？

干扰三要素干扰源传播途径接受载体

干扰存在的形式共模干扰串模干扰抗干扰措施屏蔽隔离滤波接地软件抗干扰技术

提高系统抗干扰措施包括逻辑设计力求简单，硬件自检测和软件自恢复的设计从安装和工艺等方面采取措施消除干扰。

9何为莫尔原理？光栅传感器是如何利用莫尔原理的？