第一篇：高三機(jī)電機(jī)電一體化概論模擬考試試題

高三機(jī)電模擬考試試題（60分）

一、填空題（15分）

1、機(jī)器人的直線運(yùn)動(dòng)方向表示為_____________。

2、用于傳遞執(zhí)行裝置的能量，改變運(yùn)動(dòng)范圍、速度、方向和轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)有_____________、_____________、_____________、_____________、_____________。

3、機(jī)電一體化系統(tǒng)中用來檢測(cè)速度量的檢測(cè)裝置有：_____________、_____________。

4、電氣伺服系統(tǒng)的_____________、_____________和_____________等均與該系統(tǒng)的伺服電機(jī)的性能有直接關(guān)系。

5、自動(dòng)門按結(jié)構(gòu)可分為_____________、_____________、_____________、_____________。

二、判斷題（20分）

1、直流伺服電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。（）

2、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度與速度成正比。（）

3、電阻應(yīng)片常用于檢測(cè)工件的變形程度。（）

4、步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能量效率較低。（）

5、智能化、模塊化、系統(tǒng)化是機(jī)電一體化的發(fā)展方向。（）

6、傳感器得到的電信號(hào)只有數(shù)字信號(hào)。（）

7、接口的基本功能是連接。（）

8、伺服系統(tǒng)只包含控制器和執(zhí)行裝置。（）

9、機(jī)電一體化產(chǎn)品和傳統(tǒng)的電氣機(jī)械是不同的。（）

10、執(zhí)行裝置是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能。（）

三、簡(jiǎn)答題（25分）

1、簡(jiǎn)述常用三種傳感器及其工作原理？

2、簡(jiǎn)述模擬信號(hào)的兩個(gè)處理過程？

3、請(qǐng)敘述機(jī)電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn)？

4、簡(jiǎn)述處理器的組成及其功能？

5、液壓控制方式分為哪幾種？各自特點(diǎn)是什么？

第二篇：機(jī)電一體化試題

2013——20142011級(jí)機(jī)電一體化期末考試試題

一． 簡(jiǎn)答題（每題5分，共12題，共60分）

1.試簡(jiǎn)述光柵傳感器的工作原理及特點(diǎn)。

2.試簡(jiǎn)述磁柵位移傳感器的結(jié)構(gòu)及各部分結(jié)構(gòu)功能。

3.有哪些因素會(huì)影響直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的測(cè)量結(jié)果。

4.與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器有哪些優(yōu)點(diǎn)？采用數(shù)字濾波器的方法有哪

些？

5.輸入接口可以有哪些方法？各自使用什么場(chǎng)合？

6.怎么區(qū)別開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)？閉環(huán)系統(tǒng)相比于開環(huán)系統(tǒng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)。

7.請(qǐng)簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及其特點(diǎn)。

8.對(duì)伺服系統(tǒng)有哪些基本要求？他們之間有何關(guān)系？

9.簡(jiǎn)述同步帶傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)。

10.齒輪傳動(dòng)最佳傳動(dòng)比分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則的意義是

什么？

11.簡(jiǎn)述軸系設(shè)計(jì)時(shí)的基本要求有哪些。

12.簡(jiǎn)述節(jié)流器的作用，并指出常用的幾種節(jié)流器。

二． 填空（每空1分，共11空，共11分）

1.機(jī)電一體化是以為主的多門技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品

發(fā)展過程中相互交叉，相互滲透兒形成的一門學(xué)科。

2.感應(yīng)同步器的有兩種。

3.成為系統(tǒng)的特性參數(shù)。

4.同步帶傳動(dòng)的失效形式，主要有。

三． 畫圖分析（每題6分，共四題，共24分）

1.畫出機(jī)電一體化系統(tǒng)的流程圖？

2.畫出滑動(dòng)平均濾波程序的流程圖。

3.畫出懸臂梁彈性元件及其電橋，并寫出應(yīng)變與應(yīng)力的關(guān)系。

4.畫出自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖。

四． 計(jì)算（共5分）

1.一臺(tái)五相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，采用5相10拍運(yùn)行方式時(shí)，步距角為1.5°，若

脈沖電源的頻率為 3000HZ，請(qǐng)問轉(zhuǎn)速為多少？

第三篇：機(jī)電一體化1.概論

1序言及概論

序言

一、對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的初步了解

什么是機(jī)電一體化技術(shù)呢？機(jī)電一體化技術(shù)是在生產(chǎn)、制造機(jī)電一體化產(chǎn)品過程中使用的各種現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)。

那么哪些是機(jī)電一體化產(chǎn)品呢？日本學(xué)者高森 年在他的著作中說：“當(dāng)今世上只要是使人感到比較靈活、靈巧便利的機(jī)械都是基于機(jī)電一體化技術(shù)制造的，這樣的說法毫不過分。”因此可在自己感興趣的領(lǐng)域想象。實(shí)際上，機(jī)電一體化在家用電器、各種車輛、工廠設(shè)備、航天航空等各種領(lǐng)域、場(chǎng)所都得到了廣泛的應(yīng)用。

如家用照相機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)、無人駕駛的汽車、全自動(dòng)的玩具小車、工廠化流水線作業(yè)設(shè)備、航天器、火星探測(cè)器及機(jī)器人等。

綜上所述，機(jī)電一體化產(chǎn)品是機(jī)械裝置和電子裝置的有機(jī)結(jié)合而形成的。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)等互相結(jié)合的各種技術(shù)的統(tǒng)稱。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的優(yōu)越性

列舉出一系列實(shí)例后，這些機(jī)械都是機(jī)電一體化產(chǎn)品，由此可見機(jī)電一體化產(chǎn)品在各行各業(yè)都得到了非常廣泛的應(yīng)用。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的趨勢(shì)，這完全取決于機(jī)電一體化技術(shù)所存在的優(yōu)越性和潛在的應(yīng)用性能。這些機(jī)電一體化產(chǎn)品，它們有哪些優(yōu)越性呢？它比一般機(jī)械產(chǎn)品及傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品突出的優(yōu)越性具體體現(xiàn)在：

（1）精度提高

機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床的加工精度比一般手工操作的機(jī)床的加工精度大大提高。

（2）功能增強(qiáng)

機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時(shí)電流的測(cè)量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使得其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。全自動(dòng)洗衣機(jī)比一般的洗衣機(jī)增加了根據(jù)衣物自動(dòng)檢測(cè)水量的電子裝置，非常方便；許多自動(dòng)化設(shè)備都比一般的機(jī)械產(chǎn)品增加了許多功能。

（3）改善操作性和使用性

機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。

（4）提高生產(chǎn)率和降低成本

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使生產(chǎn)能力得以大大提高。例如數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5-6倍；柔性制造系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備利用率可提高1.5-3.5倍，機(jī)床數(shù)量可減少約50%，節(jié)省操作人員數(shù)量約50%，縮短生產(chǎn)周期40%，使加工成本降低50%左右。

（5）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和改善勞動(dòng)條件

許多繁重的體力勞動(dòng)通過計(jì)算機(jī)完成，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。在煙霧、粉塵、毒氣等環(huán)境中長期工作對(duì)人體健康有害。那么用相應(yīng)的機(jī)器人或其它機(jī)電一體化產(chǎn)品代替人完成在這種惡劣環(huán)境中的工作非常必要。

（6）提高安全性和可靠性

機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故的發(fā)生，顯著提高設(shè)備的使用安全性。機(jī)電一體化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機(jī)械產(chǎn)品數(shù)控機(jī)床中的可動(dòng)構(gòu)件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，產(chǎn)品的故障率低，壽命得到了提高。

（7）簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和減輕重量

用電子裝置代替了機(jī)械裝置，大大地簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，也減輕了重量。

（8）調(diào)整和維護(hù)方便

機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過改變控制程序來實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取較大的措施，使工作恢復(fù)正常。

（9）智能化程度大大提高

許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都模仿人的各種感官和動(dòng)作，智能化程度大大提高。

總之，機(jī)電一體化正向著輕、薄、細(xì)、小巧、自動(dòng)化方向發(fā)展。

三、機(jī)電一體化產(chǎn)品的組成結(jié)構(gòu)

性能是由結(jié)構(gòu)決定的，機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)越性是由組成機(jī)電一體化產(chǎn)品的特殊的結(jié)構(gòu)決定的。

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。以機(jī)器人為例來說明（播放機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的實(shí)例）。

通過機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)例子來分析機(jī)電一體化產(chǎn)品的組成結(jié)構(gòu)，首先要有具體的操作執(zhí)行裝置及相應(yīng)的機(jī)械聯(lián)接如機(jī)器人的機(jī)械手及機(jī)器本體，相當(dāng)于人體的“手足及骨胳”；要實(shí)現(xiàn)與人相近的功能，本身就必須能夠?qū)Ω鞣N信息進(jìn)行多種判斷，如機(jī)器人上臺(tái)階，它必須先判斷臺(tái)階的位置，再如一個(gè)生產(chǎn)工廠中的零件自動(dòng)輸送系統(tǒng)，要在給定的兩個(gè)工位上做出正確的停止判斷，在工件裝載完成時(shí)刻，還要能夠迅速做出開始運(yùn)動(dòng)的判斷。如果沒有傳感器發(fā)回的各種信息，機(jī)器人和自動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)判斷是不可能的，這樣的傳感器相當(dāng)于人的“感官”；若完成某個(gè)動(dòng)作，要對(duì)從傳感器傳來的信息進(jìn)行正確地分析、判斷，然后形成某種控制，這部分處理控制裝置相當(dāng)于人的“大腦”（包括軟件程序）；接下來要對(duì)控制系統(tǒng)發(fā)出的信息進(jìn)行響應(yīng)，完成具體的動(dòng)作，這需要類似于人的“內(nèi)臟及血液系統(tǒng)”的動(dòng)力系統(tǒng)提供能量。除了“手足”、“感官”、“大腦”、“內(nèi)臟”外，要使這些部分能夠有機(jī)協(xié)調(diào)地工作，就必須將上述的功能元素連接起來，這部分稱為接口裝置，它相當(dāng)于人體中傳遞信息的神經(jīng)系統(tǒng)。

因此，機(jī)電一體化是由機(jī)械裝置（執(zhí)行、傳動(dòng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)——“手足及骨胳”）、檢測(cè)裝置（“感官”）、控制裝置（“大腦”）、伺服驅(qū)動(dòng)裝置（驅(qū)動(dòng)電機(jī)等——“內(nèi)臟及血液系統(tǒng)”）和接口裝置（“神經(jīng)系統(tǒng)”）等幾部分組成。

(1)機(jī)械系統(tǒng)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。除一般性的機(jī)械強(qiáng)度、剛度、精度、體積和重量等指標(biāo)外，機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)是模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，以便于機(jī)械系統(tǒng)的快速組合和更換。

機(jī)電一體產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)由傳動(dòng)、導(dǎo)向、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要性，有時(shí)把執(zhí)行機(jī)構(gòu)單獨(dú)作為一部分結(jié)構(gòu)討論。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是運(yùn)動(dòng)部件，常采用機(jī)械、電液、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對(duì)象不同而有較大的差異。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機(jī)電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。

(2)動(dòng)力系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）

動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。功能系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

(3)傳感與檢測(cè)系統(tǒng)

傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小，便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

(4)信息處理及控制系統(tǒng)

根據(jù)機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測(cè)系統(tǒng)反饋的信息，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理、運(yùn)算和決策，以對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行施以按照要求的控制，實(shí)現(xiàn)控制功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口所組成。硬件一般包括輸入/輸出設(shè)備、顯示器、可編程控制器和數(shù)控裝置。機(jī)電一體化產(chǎn)品要求信息處理速度高，A/D和D/A轉(zhuǎn)換及分時(shí)處理時(shí)的輸入/輸出可靠，系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)。

機(jī)電一體化產(chǎn)品的幾個(gè)組成部分在工作時(shí)相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。在結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過各種接口及其組成相應(yīng)的軟件有機(jī)的結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部匹配合理，外部效能最佳的完整產(chǎn)品。

四、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

機(jī)電一體化產(chǎn)品是由多種技術(shù)以及相關(guān)的組成部分構(gòu)成的綜合體，而機(jī)電一體化技術(shù)是由多種技術(shù)相互交叉、相互滲透形成的一門綜合性邊緣技術(shù)，它所涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常廣泛。概括起來，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)包括下述六個(gè)方面。

（1）精密機(jī)械技術(shù)

機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)，因?yàn)闄C(jī)電一體化產(chǎn)品的主功能和構(gòu)造功能大都以機(jī)械技術(shù)為主來實(shí)現(xiàn)。在機(jī)械傳動(dòng)和控制與電子技術(shù)相互結(jié)合的過程中，對(duì)機(jī)械技術(shù)提出了更高的要求，如傳動(dòng)的精密性和精確度的要求與傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相比有了很大的提高。在機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)中，新材料、新工藝、新原理以及新結(jié)構(gòu)等方面在不斷地發(fā)展和完善，以滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)縮小體積、減輕重量、提高精度和剛度及改善工作性能等方面的要求。

（2）檢測(cè)與傳感器技術(shù)

在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，工作過程的各種參數(shù)、工作狀態(tài)以及工作過程有關(guān)的相應(yīng)信息都要通過傳感器進(jìn)行接收，并通過相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)裝置進(jìn)行測(cè)量，然后送入信息處理裝置以及反饋給控制裝置，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工作過程的自動(dòng)控制。機(jī)電一體化產(chǎn)品要求傳感器能快速和準(zhǔn)確

地獲取信息并且不受外部工作條件和環(huán)境的影響，同時(shí)檢測(cè)裝置能不失真地對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行放大和輸送以及轉(zhuǎn)換。

（3）自動(dòng)控制技術(shù)及信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化產(chǎn)品中的自動(dòng)控制技術(shù)包括高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、校正、補(bǔ)償?shù)取Ｓ捎跈C(jī)電一體化產(chǎn)品中自動(dòng)控制功能的不斷擴(kuò)大，使產(chǎn)品的精度和效率都在迅速提高。通過自動(dòng)控制，使機(jī)電一體化產(chǎn)品在工作過程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并自動(dòng)實(shí)施切換，減少了停機(jī)時(shí)間，使設(shè)備的有效利用率得以提高。由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，自動(dòng)控制技術(shù)越來越多地與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)結(jié)合在一起，它已成為機(jī)電一體化技術(shù)中十分重要的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)的難點(diǎn)在于現(xiàn)代控制理論的工程化和實(shí)用化，控制過程中邊界條件的確定，優(yōu)化控制模型的建立以及抗干擾等。

機(jī)電一體化產(chǎn)品中的信息處理技術(shù)是指在機(jī)電一體化產(chǎn)品工作過程中，與工作過程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動(dòng)控制有關(guān)的信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策分析等。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)信息處理技術(shù)的主要工具是計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)技術(shù)包括硬件和軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，計(jì)算機(jī)信息處理裝置是產(chǎn)品的核心，它控制和指揮整個(gè)機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)行。因此，計(jì)算機(jī)應(yīng)用及其信息處理技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù)，它包括目前廣泛研究并得到實(shí)際應(yīng)用的人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

（4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是指機(jī)電一體化產(chǎn)品中的執(zhí)行元件和驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中的技術(shù)問題，它涉及設(shè)備執(zhí)行操作的技術(shù)，對(duì)所加工產(chǎn)品的質(zhì)量具有直接的影響。機(jī)電一體化產(chǎn)品中的執(zhí)行元件有電動(dòng)、氣動(dòng)和液壓等類型，其中多采用電動(dòng)式執(zhí)行元件，驅(qū)動(dòng)裝置主要是各種電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源電路，目前多采用電力電子器件及集成化的功能電路構(gòu)成。執(zhí)行元件一方面通過接口電路與計(jì)算機(jī)相聯(lián)，接受控制系統(tǒng)的指令，另一方面通過機(jī)械接口與機(jī)械傳動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)相聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作。因此，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)直接影響著機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能執(zhí)行和操作，對(duì)產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)定性能、操作精度和控制質(zhì)量等具有決定性的影響。

（5）系統(tǒng)總體技術(shù)

系統(tǒng)總體技術(shù)是從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，將機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體功能分解成若干功能單元，找出能夠完成各個(gè)功能的可能技術(shù)方案，再把功能與技術(shù)方案組合成方案組進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)、綜合優(yōu)選出適宜的功能技術(shù)方案。系統(tǒng)總體技術(shù)的主要目的是在機(jī)電一體化產(chǎn)品各組成部分的技術(shù)成熟，組件的性能和可靠性良好的基礎(chǔ)上，通過協(xié)調(diào)各組件的相互關(guān)系和所用技術(shù)的一致性來保證產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、可靠、高效率和操作方便等。系統(tǒng)總體技術(shù)是最能體現(xiàn)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)特點(diǎn)的技術(shù)，也是保證其產(chǎn)品工作性能和技術(shù)指標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。

五、本門課程的主要內(nèi)容

1概論

2機(jī)械系統(tǒng)

3檢測(cè)系統(tǒng)

4伺服系統(tǒng)

5接口技術(shù)及元件

6控制系統(tǒng)

7機(jī)電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

8機(jī)電一體化典型實(shí)例

六、本門課程的性質(zhì)及學(xué)時(shí)分配

機(jī)電一體化技術(shù)屬于必修課，共50學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)44學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)。

1概論

1.1 機(jī)電一體化的含義

Mechatronics是機(jī)械電子學(xué)或機(jī)械電子技術(shù)的意思，也稱機(jī)電一體化，是Mechanics（機(jī)械學(xué)）和Electronics（電子學(xué)）兩詞的合成詞，20世紀(jì)70年代由日本人首先開始使用。機(jī)電一體化的定義是：“機(jī)械工程和電子工程相結(jié)合的技術(shù)，以及應(yīng)用這些技術(shù)的機(jī)械電子裝置。”

機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科。

“機(jī)電一體化”包含兩個(gè)含義：“機(jī)電一體化技術(shù)”和“機(jī)電一體化產(chǎn)品”。機(jī)電一體化技術(shù)是以電子技術(shù)特別是微電子技術(shù)為主導(dǎo)的多種新興技術(shù)與機(jī)械技術(shù)交叉、融合而成的綜合性高技術(shù)，是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是包括機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)在內(nèi)的一種高新技術(shù)。近年來，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域在不斷地?cái)U(kuò)大和完善。

機(jī)電一體化產(chǎn)品是把機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械產(chǎn)品的上，即在傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品中采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。初級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品是指采用微電子技術(shù)代替和完善機(jī)械產(chǎn)品中的一部分，以提高產(chǎn)品的性能；而高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品是利用機(jī)電一體化技術(shù)使機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化，使產(chǎn)品性能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

從現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品和技術(shù)角度看，日本機(jī)械振興協(xié)會(huì)經(jīng)濟(jì)研究所于1981年提出的定義體現(xiàn)了機(jī)電一體化產(chǎn)品及其技術(shù)的基本內(nèi)容及特征，即“機(jī)電一體化這個(gè)詞乃是在機(jī)械主功能、動(dòng)力功能、信息與控制功能上引進(jìn)了電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)結(jié)合而成系統(tǒng)的總和。”因此，機(jī)電一體化是在機(jī)械產(chǎn)品中的機(jī)構(gòu)主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，并將機(jī)械裝置和電子設(shè)備以及計(jì)算機(jī)軟件等有機(jī)結(jié)合起來構(gòu)成的系統(tǒng)總稱。90年代國際機(jī)器和機(jī)械理論研究會(huì)給它下了一個(gè)定義：機(jī)電一體化是精密機(jī)械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中協(xié)同結(jié)合。”

目前機(jī)電一體化的研究和開發(fā)主要包括計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/輔助制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等。機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的特點(diǎn)是產(chǎn)品和系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)是機(jī)構(gòu)中所有部分功能共同作用的結(jié)果，這與傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備中機(jī)械與電子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立、可以分別工作具有本質(zhì)的區(qū)別。

1.2 機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類

機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。

（1）按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類。

①數(shù)控機(jī)械類。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。

②電子設(shè)備類。主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量?jī)x等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。

③機(jī)電結(jié)合類。主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。

④電液伺服類。主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥。⑤信息控制類。主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類信號(hào)來控制。

（2）按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)電結(jié)合程度，可將其分成下述三類。

①功能附加型：在原機(jī)械產(chǎn)品上、采用微電子技術(shù)、增加產(chǎn)品的功能、提高產(chǎn)品的性能。如：電子稱、數(shù)顯量具、全自動(dòng)洗衣機(jī)、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床等。

②功能替代型：采用微電子技術(shù)及裝置取代原產(chǎn)品中的機(jī)械控制功能、信息處理功能或主功能、使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、提高性能。如：自動(dòng)照相機(jī)、電子縫韌機(jī)、電子石英鐘等。

③機(jī)電融合型：根據(jù)產(chǎn)品的功能、性能要求及技術(shù)規(guī)范、專門設(shè)計(jì)的或具有特定用途的集成電路來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品中的控制和信息處理等功能使機(jī)與電在更深層次上有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)品。如：傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、攝像機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)器、數(shù)控機(jī)床等。

根據(jù)產(chǎn)品的服務(wù)領(lǐng)域和對(duì)象，可將機(jī)電一體化產(chǎn)品分成工業(yè)生產(chǎn)類、運(yùn)輸包裝類、儲(chǔ)存銷售類、社會(huì)服務(wù)類、家庭日常類、科研儀器類、國防武器類以及其它用途類等不同的種類。

1.3 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法和步驟

與常規(guī)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法相比較，機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)有著本質(zhì)上的區(qū)別。常規(guī)機(jī)械產(chǎn)品一般是先用單純機(jī)械設(shè)計(jì)的方法構(gòu)思和設(shè)計(jì)，再為這個(gè)純粹的機(jī)械設(shè)計(jì)選配適宜的電氣設(shè)備。這種方法實(shí)際上是面向設(shè)計(jì)者的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。相比之下，機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者必須同時(shí)具備各門工程技術(shù)和電子技術(shù)以及自動(dòng)控制等多種技術(shù)，必須綜合運(yùn)用這些技術(shù)來解決設(shè)計(jì)中的問題。機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是面向產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，它要求設(shè)計(jì)者具有綜合能力、視野開闊，具有綜合利用機(jī)械設(shè)計(jì)和電氣控制設(shè)計(jì)方面的知識(shí)和能力。機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)相互配合而構(gòu)成。

機(jī)電一體化產(chǎn)品常用的設(shè)計(jì)方法有兩種，一種方法為開發(fā)性設(shè)計(jì)即跟據(jù)功能和性能要求、在沒有任何樣板可供參照情況下、設(shè)計(jì)出創(chuàng)新產(chǎn)品。這種設(shè)計(jì)方法要求設(shè)計(jì)者有豐富想象力、扎實(shí)基礎(chǔ)理論知識(shí)、敏銳市場(chǎng)洞察力。另一種方法為適應(yīng)性設(shè)計(jì)即在原有產(chǎn)品總的方案原理不變情況下，對(duì)產(chǎn)品的某些局部加以變動(dòng)或改進(jìn)，以增加功能、提高性能和質(zhì)量或降低成本。這種方法要求設(shè)計(jì)者對(duì)原有產(chǎn)品及相關(guān)的市場(chǎng)需求變化和技術(shù)進(jìn)步有充分的了解和掌握。

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的步驟一般分為：

(1)產(chǎn)品可行性研究

通過實(shí)際調(diào)查和研究，掌握對(duì)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，進(jìn)行可行性論證，確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方案，其中包括預(yù)測(cè)投資總額、組成部件價(jià)格、產(chǎn)品的性能價(jià)格比以及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等。

(2)基本設(shè)計(jì)階段

在基本設(shè)計(jì)階段要提出必需的主要技術(shù)，其中包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)兩個(gè)方面。硬件包括產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)元件和控制元件，軟件包括操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。在進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須提出幾個(gè)方案進(jìn)行比較，從中選出較優(yōu)的方案。

(3)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段

詳細(xì)設(shè)計(jì)包括業(yè)務(wù)分工、程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、外圍設(shè)備設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全保護(hù)設(shè)計(jì)等。在開發(fā)性產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，要擬定產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)，通過計(jì)算選定所用的設(shè)備，從而進(jìn)一步完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)和性能設(shè)計(jì)以及控制設(shè)計(jì)等。

(4)實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)

這一階段的工作主要包括產(chǎn)品工作性能檢驗(yàn)和改進(jìn)以及產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)。產(chǎn)品工作性能檢驗(yàn)的目的是進(jìn)行生產(chǎn)周期和生產(chǎn)率測(cè)定，進(jìn)行故障分析的考察故障時(shí)間等。改進(jìn)是指對(duì)產(chǎn)品存在的問題提出改進(jìn)措施以提高產(chǎn)品的性能。產(chǎn)品的性能評(píng)價(jià)包括技術(shù)評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)兩個(gè)方面。這一階段是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的總結(jié)階段，目的是通過對(duì)已決定的操作系統(tǒng)的具體使用，檢驗(yàn)其實(shí)際的使用價(jià)值。

在機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，要正確處理好質(zhì)量與成本、市場(chǎng)需求與技術(shù)可能性、長期發(fā)展和短期利益之間的關(guān)系，在滿足市場(chǎng)需要的前提下，使產(chǎn)品具有足夠的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)又要符合當(dāng)前實(shí)際情況和技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性，以保證產(chǎn)品獲得最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

第四篇：機(jī)電一體化試題

填空

1、機(jī)電一體化是微電子技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透過程中逐漸形成的一種綜合技術(shù)，其主要的相關(guān)技術(shù)可以歸納成機(jī)械技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)總技術(shù)。

3、摩擦對(duì)伺服系統(tǒng)的影響有引起動(dòng)態(tài)滯后，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度，導(dǎo)致系統(tǒng)誤差和產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。

4、諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)中，設(shè)柔輪為固定件，波發(fā)生器為輸入，剛輪為輸出，則包含輸入與輸出運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系在內(nèi)的傳動(dòng)比計(jì)算式為iH2?Zg/(Zg?Zr)。

7、機(jī)電一體化系統(tǒng)中，在滿足系統(tǒng)總傳動(dòng)比不變的情況下，常采用等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則、重量最輕原則和輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則。

9、機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)主要包括以下三大機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

10、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特性包括運(yùn)態(tài)響應(yīng)特性和伺服特性。

11、標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承接其所能承受的載荷方向或公稱接觸角的不同，可分為 圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承。

13、為了避免外部設(shè)備的電源干擾，防止被控對(duì)象電路的強(qiáng)電反竄，通常采取將微機(jī)的前后向通道與被連模塊在電氣上隔離的方法，稱為光電隔離。

14、用軟件進(jìn)行“線性化”處理，方法有三種：計(jì)算法、查表法和插值法。

15、在機(jī)電一體化測(cè)控系統(tǒng)中，傳感器的輸出量與被測(cè)物理量之間的關(guān)系，絕大部分是非線性的。造成非線性的原因主要有兩個(gè)：一是許多傳感器的轉(zhuǎn)換原理并非線性；二是采用的測(cè)量電路也是非線性的。

116、算術(shù)平均濾波Y=N?Xi?1Ni，N的選取應(yīng)按具體情況決定，N越大，則平滑度高，濾波效果越好。對(duì)于流量信號(hào)N= 8～16 ；壓力信號(hào)N=4。

18、傳感器與前級(jí)信號(hào)的放大與隔離裝置有運(yùn)算放大器、測(cè)量放大器、程控測(cè)量放大器、隔離放大器。

20、伺服系統(tǒng)因被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)、檢測(cè)部件以及機(jī)械結(jié)構(gòu)等的不同而對(duì)伺服系統(tǒng)的要求有差異，但所有伺服系統(tǒng)的共同點(diǎn)是帶動(dòng)控制對(duì)象按指定規(guī)律作機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

25、把微機(jī)系統(tǒng)后向通道的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件動(dòng)作的具有一定電壓和電流的強(qiáng)電功率信號(hào)或液壓氣動(dòng)信號(hào)，稱為脈沖功率放大器。

27、從系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)看，閉環(huán)伺服系統(tǒng)可以看作為以位置控制為外環(huán)，速度調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

選擇題

1、對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)的涵義，至今還有不同的認(rèn)識(shí)。但對(duì)機(jī)電一體化的本質(zhì)特性認(rèn)為是一個(gè)① 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)② 機(jī)械系統(tǒng)③ 傳感系統(tǒng)④ 電氣系統(tǒng)

2、接口有三個(gè)基本功能，它們是 ①變換、放大、傳遞②變換、放大、轉(zhuǎn)換

③變換、放大、控制④變換、放大、處理

3、機(jī)電一體化技術(shù)是各種技術(shù)相互滲透的結(jié)果，下列技術(shù)不屬于其主要相關(guān)技術(shù)的是

① 機(jī)械技術(shù)② 檢測(cè)傳感技術(shù)③ 自動(dòng)控制技術(shù)④ 多媒體技術(shù)

4、機(jī)電一體化系統(tǒng)由許多要素或子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)之間要能順利地進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的傳遞和交換，必須在各要素或子系統(tǒng)的相接處具備一定的連接部件，這個(gè)連接部件就稱為

① 傳感檢測(cè)單元② 執(zhí)行單元③ 驅(qū)動(dòng)單元④ 接口

5、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景應(yīng)從如下方面考慮，說法錯(cuò)誤的是

① 從性能上② 從功能上③ 從層次上④ 從高技術(shù)的水平上

6、機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透過程中逐漸形成的一種綜合技術(shù)。是一門集機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及其他技術(shù)互相融合而成的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。機(jī)電一體化的概念是哪國學(xué)者提出的？

① 中國② 美國③ 德國④ 日本

7、爬行是影響進(jìn)給精度的主要因素。為了提高進(jìn)給精度，必須消除爬行現(xiàn)象，主要應(yīng)采取措施，不正確的是

① 提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度

③ 減少摩擦力的變化② 盡量縮短傳動(dòng)鏈，減小傳動(dòng)件數(shù)和彈性變形量。④ 提高臨界速度

8、機(jī)電一體化進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，由于齒輪傳動(dòng)級(jí)數(shù)的增加，會(huì)使齒隙和靜摩擦增加，傳動(dòng)效率降低，故傳動(dòng)級(jí)數(shù)一般不超過幾級(jí)。

① 1② 2③ 3④ 49、機(jī)電一體化系統(tǒng)的慣量大，會(huì)使系統(tǒng)的固有頻率下降，產(chǎn)生諧振；但系統(tǒng)的慣量增大也有利于

① 提高伺服精度② 提高響應(yīng)速度③ 擴(kuò)大伺服帶寬④ 改善低速爬行

10、齒輪傳動(dòng)比的分配中，遵循“前大后小”原則的是

① 最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則(小功率傳動(dòng)裝置）② 最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則(大功率傳動(dòng)裝置）③ 質(zhì)量最小原則（小功率傳動(dòng)裝置）④ 質(zhì)量最小原則（大功率傳動(dòng)裝置）

11、齒輪傳動(dòng)比的分配中，傳動(dòng)比分配的結(jié)果為各分傳動(dòng)比相等，其遵循的原則是

① 最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則（小功率傳動(dòng)裝置）② 最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則（大功率傳動(dòng)裝置）③ 質(zhì)量最小原則（小功率傳動(dòng)裝置）④ 質(zhì)量最小原則（大功率傳動(dòng)裝置）

12、消除間隙的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，下列調(diào)整法中能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)氖?/p>

① 直齒圓柱偏心軸套② 直齒圓柱錐度齒輪

③ 直齒圓柱雙片薄片齒輪錯(cuò)齒④ 斜齒圓柱軸向墊片

13、滾珠絲杠副的軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊方法中，廣泛采用雙螺母預(yù)緊方式，下列預(yù)緊法中最精密的是

① 雙螺母墊片調(diào)隙式② 雙螺母螺紋調(diào)隙式

③ 雙螺母齒差調(diào)隙式

14、同步帶標(biāo)記“800 DI H 300”，其中“800”表示

① 800mm② 長度代號(hào)為800③ 節(jié)線長度為800 mm15、諧波齒輪減速器的最大特點(diǎn)，下列說法錯(cuò)誤的是

① 傳動(dòng)比大② 承載能力小

③ 傳動(dòng)精度高④ 齒側(cè)間隙小

16、滾珠絲杠副軸向間隙調(diào)整與預(yù)緊方案中，便于調(diào)整且精度最高的方案是

①.雙螺母螺紋預(yù)緊②.雙螺母齒差預(yù)緊③.雙螺母墊片預(yù)緊

18、數(shù)控機(jī)床要求在什么進(jìn)給運(yùn)動(dòng)下不爬行，有高的靈敏度。

①.停止②.高速③.低速

19、在機(jī)床加工零件的過程中引起加工誤差的原因很多，下列屬于常值系統(tǒng)性誤差的是 ①.熱變形誤差②.機(jī)床溜板的摩擦

③.刀具長度的改變④.螺距誤差

20、機(jī)電一體化系統(tǒng)中，作為各子系統(tǒng)之間連接部件的接口，下列哪個(gè)不是它的基本功能： ①、變換②、放大③、檢測(cè)④、傳遞

21、滾珠絲杠副相對(duì)于普通絲杠，下列哪個(gè)不屬于滾珠絲杠的特點(diǎn)：

①、摩擦損失小②、可以實(shí)現(xiàn)自鎖③、制造復(fù)雜④、可完全消除間隙

23、設(shè)計(jì)A/D芯片和微處理器間的接口時(shí)，必須考慮以下問題，說法錯(cuò)誤的是

① A/D的數(shù)字輸出特性② A/D和CPU間的時(shí)間配合問題

③ A/D的分辨率和微處理器數(shù)據(jù)總線的位數(shù)④ A/D芯片的技術(shù)先進(jìn)性

24、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是一種

① 離散控制系統(tǒng)② 連續(xù)控制系統(tǒng)③ 直流控制系統(tǒng)④ 交流控制系統(tǒng)

25、在機(jī)電一體化測(cè)控系統(tǒng)中，用軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字濾波方法越來越廣泛的得到應(yīng)用。下列不屬于數(shù)字濾波的方法的是

① 中值濾波② 算術(shù)平均濾波③ 滑動(dòng)平均濾波④ 插值法

26、每進(jìn)行一次新的采樣，把采樣數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾，扔掉原來隊(duì)首的一個(gè)數(shù)據(jù)。這樣，在隊(duì)列中始終有n個(gè)最新的數(shù)據(jù)。對(duì)這n個(gè)最新數(shù)據(jù)求取平均值，作為此次采樣的有效值，這種方法叫做

① 中值濾波② 算術(shù)平均濾波③ 滑動(dòng)平均濾波④ 低通濾波

27、為測(cè)得在同一瞬時(shí)各傳感器輸出的模擬信號(hào)，須采取

① 采樣/保持器模塊各傳感器獨(dú)立，A/D轉(zhuǎn)換器共用

② A/D轉(zhuǎn)換器各傳感器獨(dú)立，采樣/保持模塊器共用

③ 采樣/保持器模塊與A/D轉(zhuǎn)換器全獨(dú)立

④ 采樣/保持器模塊與A/D轉(zhuǎn)換器全共用

29、下列控制系統(tǒng)中不帶反饋裝置的是。

①.開環(huán)控制系統(tǒng)②.半閉環(huán)控制系統(tǒng)③.閉環(huán)控制系統(tǒng)

32、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般與那種插補(bǔ)算法相配合。

①.逐點(diǎn)比較插補(bǔ)②.數(shù)字積分插補(bǔ)③.數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)④.脈沖增量插補(bǔ)

33、舉例說明機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由那幾部分組成？各部分的功能是什么？

組成有：信號(hào)采集、信號(hào)傳送和控制單元、執(zhí)行命令機(jī)構(gòu)、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)單元。

34、滾珠絲杠螺母副在數(shù)控機(jī)床上安裝時(shí)，常采用預(yù)拉消除熱伸長誤差方法。為什么？

滾珠絲杠在工作時(shí)會(huì)發(fā)熱，其溫度高于床身。絲杠的熱膨脹將使導(dǎo)程加大，影響定位精度。為了補(bǔ)償熱膨脹，可將絲杠預(yù)拉伸。預(yù)拉伸量應(yīng)略大于熱膨脹量。發(fā)熱后，熱膨脹量抵消了部分預(yù)拉伸量，使絲杠內(nèi)的拉應(yīng)力下降，但長度卻沒有變化。

36、試述滾珠絲杠副軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊的基本原理。常用有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？

滾珠絲杠副在承受負(fù)載時(shí)，其滾珠與滾道面接觸點(diǎn)處將產(chǎn)生彈性變形。換向時(shí)，其軸向間隙會(huì)引起空回，這種空回是非連續(xù)的，既影響傳動(dòng)精度，又影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式

雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式

雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式

彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式

單螺母消除間隙

判斷題

第1章 緒論

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，機(jī)電產(chǎn)品必須完成相互協(xié)調(diào)的若干機(jī)械運(yùn)動(dòng)，每個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)可由單獨(dú)的控制電機(jī)、傳動(dòng)件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的若干系統(tǒng)來完成，由計(jì)算機(jī)來協(xié)調(diào)與控制。√

3、從概念的外延來看，機(jī)電一體化包括機(jī)電一體化技術(shù)和機(jī)電一體化產(chǎn)品兩個(gè)方面。√

第2章 機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)

1、與一般的機(jī)械系統(tǒng)相比，機(jī)電一體化中的機(jī)械系統(tǒng)除要求具有較高的定位精度之外，還應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，即響應(yīng)要快，穩(wěn)定性要好√。

2、摩擦系數(shù)最小時(shí)對(duì)應(yīng)的移動(dòng)速度稱為臨界速度VK，當(dāng)主動(dòng)件的移動(dòng)速度大于臨界速度VK時(shí)，進(jìn)給系統(tǒng)就容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。√

3、對(duì)于系統(tǒng)閉環(huán)內(nèi)的間隙，在控制系統(tǒng)有效控制范圍內(nèi)對(duì)系統(tǒng)精度、穩(wěn)定性影響較大，但反饋通道上的間隙要比前向通道上的間隙對(duì)系統(tǒng)影響較小。×

4、機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置，已不僅僅是用來作運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換和力或力矩變換的變換器，已成為伺服系統(tǒng)的重要組成部分，要根據(jù)伺服控制的要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇。所以在一般情況下，應(yīng)盡可能縮短傳動(dòng)鏈，而不是取消傳動(dòng)鏈。√

7、滾珠絲杠副只能將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。×

8、在傳動(dòng)系統(tǒng)中，計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，可以直接將各軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值加起來作為等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來設(shè)計(jì)系統(tǒng)。×

9、塑料導(dǎo)軌軟帶中最成功、性能最好的是聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶。√

第3章機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的組成與接口設(shè)計(jì)

6、機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制程序是應(yīng)用軟件的核心，是基于控制理論的控制算法的具體實(shí)現(xiàn)。×

7、機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟應(yīng)為：確定系統(tǒng)整體控制方案；確定控制算法；選用微型計(jì)算機(jī)；系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)等。√

8、機(jī)電一體化技術(shù)已從早期的機(jī)械電子化轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械微電子化和機(jī)械計(jì)算機(jī)化。即微型計(jì)算機(jī)已成為整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心。√

9、由于單片機(jī)總線的驅(qū)動(dòng)能力有限，外圍芯片工作時(shí)又有一個(gè)輸入電流，過多的外圍芯片可能會(huì)加重總線負(fù)載，故在單片機(jī)的總線與外圍擴(kuò)展芯片之間需通過驅(qū)動(dòng)器連接。√

第4章：傳感器、執(zhí)行器與微機(jī)的接口

1、采樣/保持器在保持階段相當(dāng)于一個(gè)“模擬信號(hào)存儲(chǔ)器”。這種講法是錯(cuò)誤的。×

2、將傳感器測(cè)量的被測(cè)對(duì)象信號(hào)輸入到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線的通道為后向通道。后向通道在單片機(jī)一側(cè)有三種類型：數(shù)據(jù)總線、并行I/O口和定時(shí)/計(jì)數(shù)器口。×

3、干擾信號(hào)有周期性干擾和隨機(jī)性干擾兩類，隨機(jī)性干擾信號(hào)可以采用積分時(shí)間為20ms整數(shù)倍的雙積分型A／D轉(zhuǎn)換器，可有效地消除其影響。√

4、光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換器組成，入端為光敏三極管，出端為發(fā)光二極管。×

第5章 進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

1、市場(chǎng)上提供的國產(chǎn)TTL脈沖分配器是一種軟件分配器。×

2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的進(jìn)給系統(tǒng)采用齒輪傳動(dòng)，不僅是為了求得所需的脈沖當(dāng)量，還有滿足結(jié)構(gòu)要求和增大轉(zhuǎn)矩的作用。×

3、閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床不直接測(cè)量機(jī)床工作臺(tái)的位移量。√

4、大慣量直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量大，小慣量直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量小。√

第五篇：機(jī)電一體化考試試題

2013--2014機(jī)電一體化期末考試試題

一、填空題（每空1分，共25空，共25分）

1.機(jī)電一體化是以和電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。

2.傳感器的靜態(tài)特性的主要技術(shù)指標(biāo)有、等。

3.磁珊的測(cè)量方法有

4.以信息處理系統(tǒng)為中心，將接口分為

5.系統(tǒng)特性的參數(shù)有

6.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù)有

7.總傳動(dòng)比分配原則有。

8.圓柱齒輪傳動(dòng)間隙調(diào)整方法包括等。

9.導(dǎo)軌副間隙常用的調(diào)整方法有

二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共6題，共30分）

1.簡(jiǎn)述莫爾條紋的特點(diǎn)。

2.簡(jiǎn)述數(shù)字濾波的常用方法。

3.試說明步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率，并解釋啟動(dòng)頻率小于運(yùn)行頻率的原因。

4.試說明同步帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。

5.簡(jiǎn)述諧波齒輪傳動(dòng)的組成及優(yōu)點(diǎn)。

6.簡(jiǎn)要說明滾珠絲杠副預(yù)緊的作用及其方法。

三、畫圖題（每題15分，共2題，共30分）

1.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成，并用方框圖表示出來。

2.試說明自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成，并用方框圖表示出來。

四、計(jì)算題（每題15分，共1題，共15分）

1.一臺(tái)5相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，采用5相10拍運(yùn)行方式時(shí)，歩距角為1.5°，若脈沖電源的頻率為 3000Hz，請(qǐng)問轉(zhuǎn)速是多少？