第一篇：機電一體化基礎(chǔ)知識考試復(fù)習總結(jié)

第一章

緒論

●機電一體化是指機械裝置和電子設(shè)備適當?shù)亟M合起來，構(gòu)成機械產(chǎn)品或機電一體與機信一體的新趨勢。

●機電一體化是把機械學和電子學有機地結(jié)合起來，提供更加優(yōu)越技術(shù)的一種技術(shù)。

●機電一體化乃是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。機電一體化的目的是使產(chǎn)品具有多功能、高效率、高智能、高可靠性，同時又能節(jié)省材料、省能源，使產(chǎn)品向輕、薄、細、小、巧的方向發(fā)展，以不斷滿足人們生活的多樣化要求和生產(chǎn)的省力化，自動化需求。

機電一體化基本結(jié)構(gòu)要素：

1．機械本體 包括機身、框架機械聯(lián)接等在內(nèi)的產(chǎn)品支持結(jié)構(gòu)屬于基礎(chǔ)部分，實現(xiàn)產(chǎn)品的構(gòu)造功能。

2．動力源 向系統(tǒng)提供能量，并將輸入的能量轉(zhuǎn)換成需要的形式，實現(xiàn)動力功能。

3．檢測與傳感裝置 包括各種傳感器及其信號檢測路，用于對產(chǎn)品運行時的內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境進行檢測，提供運行控制所需的各種信息，實現(xiàn)計測功能。4．控制與信息處理裝置 主要是指由計算機及其相應(yīng)硬、軟件所構(gòu)成的控制系統(tǒng)。

5．執(zhí)行機構(gòu) 包括機械傳動與操作機構(gòu)，在控制信息作用下完成要求的動作，實現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。是機電一體化產(chǎn)品中最重要的組成要素之一。機電一體化產(chǎn)品可劃分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。1．功能附加型產(chǎn)品：主要特征是在原有機械產(chǎn)品基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)，使產(chǎn)品功能增加和增強，性能得到適當?shù)奶岣摺＝?jīng)濟型數(shù)控機床、電子秤、數(shù)顯量具、全自動洗衣機等都屬于這一類機電一體化產(chǎn)品。

2．功能替代型產(chǎn)品：主要特征是采用電子技術(shù)及裝置取代原產(chǎn)品中的機械控制功能、信息處理功能或主功能，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，性能提高。柔性增加，如電子縫紉機、自動照相機等用微電于裝置取代了原來復(fù)雜的機械控制機構(gòu)；線切割加工機床、激光手術(shù)器等則用因微電子技術(shù)的應(yīng)用而產(chǎn)生的新功能，取代了原來機械的主功能。

3．機電融合型產(chǎn)品：主要特征是根據(jù)產(chǎn)品的功能和性能要求及技術(shù)規(guī)范，采用專門設(shè)計的或具有特定用途的集成電路來實現(xiàn)產(chǎn)品中的控制和信息處理等功能，因而使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加緊湊、設(shè)計更靈活、成本進一步降低。傳真機、復(fù)印機、攝象機、磁盤驅(qū)動器、CNC數(shù)控機床等都是這一類機電一體產(chǎn)品。? 機電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)

一、機械技術(shù)機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)。機電一體化產(chǎn)品中的主功能和構(gòu)造功能，它主要是以機械技術(shù)為主實現(xiàn)的。

二、計算機與信息處理技術(shù)實現(xiàn)信息處理的主要工具是計算機。計算機技術(shù)包括計算機硬件技術(shù)和軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。在機電一體化產(chǎn)品中，計算機與信息處理裝置指揮整個產(chǎn)品的運行。計算機應(yīng)用及信息處理技術(shù)已成為促進機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的最活躍的因素。

三、檢測與傳感技術(shù)檢測與傳感技術(shù)的研究對象是傳感器及其信號檢測

裝置。機電一體化產(chǎn)品中，傳感器作為感受器官，將各種內(nèi)、外部信息通過相應(yīng)的信號檢測裝置反饋給控制及信息處理裝置。因此檢測與傳感是實現(xiàn)自動控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

四、自動控制技術(shù) 自動控制技術(shù)范圍很廣，包括自動控制理論、控制系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)仿真、現(xiàn)場調(diào)試、可靠運行等從理論到實踐的整個過程。自動控制技術(shù)的難點在于自動控制理論的工程化與實用化。

五、伺服驅(qū)動技術(shù) 伺服驅(qū)動技術(shù)的主要研究對象是執(zhí)行元件及其驅(qū)動

裝置。執(zhí)行元件有電動、氣動、液壓等多種類型，因此伺服驅(qū)動技術(shù)是直接執(zhí)行操作的技術(shù)，對機電一體化產(chǎn)品的動態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)精度、控制質(zhì)量等具有決定性的影響。

六、系統(tǒng)總體技術(shù) 系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標出發(fā)，用系統(tǒng)工程的觀點和方法，將系統(tǒng)總體分解成相互有機聯(lián)系的若干功能單元，然后再把功功能和技術(shù)方案組合成方案組進行分析、評價和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。機電一體化設(shè)計突出體現(xiàn)在兩個方面：一方面，當產(chǎn)品的某一功能單靠某一種技術(shù)無法 實現(xiàn)時，必須進行機械與電子及其它多種技術(shù)有機結(jié)合的一體化設(shè)計；另一方面，當產(chǎn)品某一功能的實現(xiàn)有多種可行的技術(shù)方案時，也必須應(yīng)用機電了體化技術(shù)對各種技術(shù)方案進行分析和評價，選擇最優(yōu)的技術(shù)方案。因此，機電一體化設(shè)計必須充分考慮各種技術(shù)方案的等效性、互補性及可比性。機電一體化產(chǎn)品設(shè)計一般可分為三種類型：

（1）開發(fā)性設(shè)計 一個從無到有的創(chuàng)造過程，是在沒有任何樣板可供參考的情況下，根據(jù)功能和性能要求所進行的設(shè)計。開發(fā)性設(shè)計要求設(shè)計者具備敏銳的市場洞察力、豐富的想象力和廣泛而扎實的基礎(chǔ)理論知識。

（2）適應(yīng)性設(shè)計 在原有產(chǎn)品總的方案基本不變的情況下，對產(chǎn)品的某些局部加以變動或改進，以增加功能、提高性能和質(zhì)量或降低成本為目的生所進行的設(shè)計。適應(yīng)性設(shè)計要求設(shè)計者對原有產(chǎn)品及相關(guān)的市場需求變化和技術(shù)進步有充分的了解和掌握。

（3）變異性設(shè)計 在設(shè)計方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，通過改變改變尺寸、速度、力或功率等參數(shù)，以滿足市場對產(chǎn)呂規(guī)格方面的需求進行的系列化設(shè)計。變異性設(shè)計比較容易，但設(shè)計中必須注意采取措施防止因參數(shù)變化可能對產(chǎn)品性能產(chǎn)生的影響。

第二章 機械系統(tǒng)設(shè)計

一、機電一體化對機械系統(tǒng)的基本要求．

1．高精度 精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，如果機械系統(tǒng)的精度不能滿足要求，則無論機電一體化產(chǎn)品其它系統(tǒng)工作再精確，也無法完成其預(yù)定的機械操作。2．快速響應(yīng) 要求機械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指令指定的任務(wù)之間的時間間隔短。

3．良好的穩(wěn)定性 要求機械系統(tǒng)的工作性能不受外界環(huán)境的影響，抗干擾能力強。

二．機械系統(tǒng)的組成

1.傳動機構(gòu) 以滿足整個機械系統(tǒng)良好的伺服性能。要滿足傳動精度的要求。2.導(dǎo)向機構(gòu) 其作用是支承和導(dǎo)向。

3.執(zhí)行機構(gòu) 具有較高的靈敏度、精確度，良好的重復(fù)性和可靠性。

一、傳動機構(gòu)性能要求

1．轉(zhuǎn)動慣量小 轉(zhuǎn)動慣量大會對系統(tǒng)造成不良影響，機械負載增大；系統(tǒng)響應(yīng)速度降低，靈敏度下降；系統(tǒng)固有頻率減小，容易產(chǎn)生諧振，在設(shè)計傳動機構(gòu)時 應(yīng)盡量減小轉(zhuǎn)動慣量。

2．剛度大 剛度是使彈性體產(chǎn)生單位變形量所需的作用力。大剛度對機械系統(tǒng)而言是有利的。

3．阻尼合適 要求摩擦小、抗振性好、間隙小。

二、無側(cè)隙齒輪傳動機構(gòu)

（一）直齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)1．偏心軸套調(diào)整法 2．雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法(二)斜齒輪傳動機構(gòu) 1．墊片調(diào)整法 2.軸向壓簧調(diào)整法

（三)錐齒輪傳動機構(gòu) 1．軸向壓簧調(diào)整法 2．周向彈簧調(diào)整法（四)齒輪齒條傳動機構(gòu) 1雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法2雙齒輪調(diào)整法

三、滾珠絲杠副傳動機構(gòu)

(一)滾珠絲杠副的特點 1．傳動效率高 2．運動具有可逆性 3．系統(tǒng)剛度好 4．傳動精度高 5．使用壽命長 6．不能自鎖7．制造工藝復(fù)雜

（二)滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力的方法滾珠絲杠副對其軸向間隙有嚴格要求，以比保證其反向傳動精度，通常采用雙螺母預(yù)緊的方法，減小或消除軸向間隙，提高滾珠絲杠副的剛度。

常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有三種：（1）墊片調(diào)隙式(圖2-9)（2）螺紋調(diào)隙式（圖2-10）（3）齒差調(diào)隙式(圖2-11)(四)滾珠絲杠副的安裝

1．支承方式的選擇（如表2-5）

（1）一端固定、一端自由(F—O)（如圖2-13）（2）一端固定、一端游動(F—S)（如圖2-14）

（3）兩端固定(F-F)（如圖2-15）

2.制動裝置由于滾動絲杠副的傳動效率高，又無自鎖能力，故需要安裝制動裝置以滿足其傳動要求，特別是當其處于垂直傳動時。

四、錐環(huán)無鍵聯(lián)軸器：該機構(gòu)利用錐環(huán)之間的摩擦實現(xiàn)軸與轂之間的無間隙聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩，且可任意調(diào)節(jié)兩聯(lián)接件之間的角度位置。通過選擇所用錐環(huán)的對數(shù)，可傳遞不同大小的轉(zhuǎn)矩。這種聯(lián)軸器定心性好，承載能力高，傳遞功率大，轉(zhuǎn)速高，壽命長，具有過載保護能力，能在受振動和沖擊載荷等惡劣條件下連續(xù)工作。

五、其它傳動機構(gòu)(一)軟軸傳動機構(gòu)

(二)同步齒形帶傳動機構(gòu) 同步齒形帶傳動機構(gòu)利用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次相嚙合傳遞運動和動力。它兼有帶傳動齒輪傳動及鏈傳動的優(yōu)點，能方便地實現(xiàn)較遠中心距的傳動，傳動過程無相對滑動，平均傳動準確．，傳動精度高，傳動效率高，因此在數(shù)控機床、工業(yè)機器人等伺服傳動中得到廣泛應(yīng)用。(三)諧波齒輪減速器 柔輪的齒數(shù)少于剛輪。

一、導(dǎo)軌的功用 機電一體化產(chǎn)品的導(dǎo)向機構(gòu)是導(dǎo)軌，其作用是支承和導(dǎo)向。

二、導(dǎo)軌的基本要求

1．導(dǎo)向精度 導(dǎo)向精度主要是指動導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運動的直線度或圓度。影響它的因素有：導(dǎo)軌的幾何精度、接觸精度、結(jié)構(gòu)形式、剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。

2.耐磨性 是指導(dǎo)軌在長期使用過程中能否保持一定的導(dǎo)向精度。3．疲勞和壓潰 導(dǎo)軌面由于過載或接觸應(yīng)力不均勻而使導(dǎo)軌表面產(chǎn)生彈性變形，反復(fù)運行多次后就會形成疲勞點，呈塑性變形，表面形成龜裂、剝落而出現(xiàn)凹坑這種現(xiàn)象就是壓潰。

4．剛度 導(dǎo)軌受力變形會影響導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度及部件之間的相對位置，因此要求導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的剛度。

5．低速運動平穩(wěn)性 低速運動時，作為運動部件 的動導(dǎo)軌易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。6．結(jié)構(gòu)工藝性

三、導(dǎo)軌的分類和特點

導(dǎo)軌主要由兩部分組成，在工作時一部分固定不動，稱為支承導(dǎo)軌，另一部分相對支承導(dǎo)軌作直線或回轉(zhuǎn)運動，稱為動導(dǎo)軌。根據(jù)導(dǎo)軌副(簡稱導(dǎo)軌)之間的摩擦情況，導(dǎo)軌分為 ：1：滑動導(dǎo)軌 兩導(dǎo)軌工作面的磨擦性質(zhì)為滑動摩擦。2．滾動導(dǎo)軌 兩導(dǎo)軌表面之間為滾動摩擦，導(dǎo)向面之間放置滾珠、滾柱或滾針等滾動體來實現(xiàn)兩導(dǎo)軌無滑動地相對運動。這種導(dǎo)軌磨損小，壽命長，定位精度高，運動平穩(wěn)可靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高。在高精密的機電一體化產(chǎn)品中應(yīng)用廣范。(一)滾動直線導(dǎo)軌的特點

1.承載能力大 其滾道采用圓弧形式，增大了滾動體與圓弧滾道接觸面積，從而大大地提高了導(dǎo)軌的承載能力，可達到平面滾道形式的13倍。2.剛性強 預(yù)加載荷,能承受較大的沖擊和振動

3.壽命長 由于是純滾動，摩擦系數(shù)為滑動導(dǎo)軌的1／50左右(二)滾動直線導(dǎo)軌的分類

1．按滾動體的形狀分 有鋼珠式和滾柱式兩種 2．按導(dǎo)軌截面形狀分 有矩形和梯形兩種 3．按滾道溝槽形狀分 有單圓弧和雙圓弧二種，四、塑料導(dǎo)軌

近年來各種塑料導(dǎo)軌制品已紛紛涌現(xiàn)，并形成各種系列，這不僅降低了導(dǎo)軌的生產(chǎn)成本，而且提高了導(dǎo)軌的抗振性、耐磨性、低速運動平穩(wěn)性。(一)塑料導(dǎo)軌軟帶(如圖2-34)(1)摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定(2)動靜摩擦系數(shù)相近(3)吸收振動(4)耐磨性好

(二)金屬塑料復(fù)合導(dǎo)軌板該導(dǎo)軌板分為三層，內(nèi)層鋼背保證導(dǎo)軌板的機械強度和承載能力。鋼背上鍍銅燒結(jié)球形青銅粉或者銅絲網(wǎng)形成多孔中間層，以提高導(dǎo)軌板的導(dǎo)熱性。表面自潤滑塑料層——外層。

金屬塑料導(dǎo)軌板的特點是摩擦特性優(yōu)良，耐磨損。

一、執(zhí)行機構(gòu)的特點及要求 機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構(gòu)是實現(xiàn)其主功能的重要環(huán)節(jié)，它應(yīng)能快速地完成預(yù)期的動作，并具有響應(yīng)速度快、動態(tài)特性好、動靜態(tài)精度高、動作靈敏度高等特點。為實現(xiàn)不同的目的功能，需采用不同形式的執(zhí)行機構(gòu)，其中有電動的、機械的、電子的、激光的

二、微動機構(gòu) 微動機構(gòu)是一種能在一定范圍內(nèi)精確、微量地移動到給定位置或?qū)崿F(xiàn)特定的進給運動的機構(gòu)。微動機構(gòu)的基本要求：1靈敏度高，最小移動量達到使用要求2傳動靈活，平穩(wěn)，無空程與爬行，制動后能保持穩(wěn)定位置3抗干擾能力強，快速響應(yīng)性好4良好的結(jié)構(gòu)工藝性能。

微動機構(gòu)的形式：1手動機械式2熱變形式3磁致伸縮式

三定位機構(gòu)是機械系統(tǒng)中一種確保移動件占據(jù)準確位置的執(zhí)行機構(gòu)，通常采用將分度機構(gòu)和鎖緊機構(gòu)組合的形式來實現(xiàn)精確定位的要求。

四、工業(yè)機器人末端執(zhí)行器

（一）機械夾持器

（二）特種末端執(zhí)行器特種末端執(zhí)行器供工業(yè)器人完成某類特定的作

（三）靈巧手

第三章 接口技術(shù)

一、接口設(shè)計的重要性機電一體化技術(shù)是利用微電子技術(shù)，賦予機械系統(tǒng)“智能”，使其具有更高的自動化程度，最大限度地發(fā)揮機械能力的一種技術(shù)。機電一體化產(chǎn)品由機械分系統(tǒng)和微電子分系統(tǒng)(控制微機)兩大部分組成，二者又分別由若干要素構(gòu)成。要將各要素、各子系統(tǒng)有機地結(jié)合起來，構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，就必須能順利地在各要素、各子系統(tǒng)之間進行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換。各要素和子系統(tǒng)的相接處必須具備一定的聯(lián)系條件，這個聯(lián)系條件 通常被稱為接口。在某種意義上講，機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計，就是在根據(jù)功能要求，選擇了各要素后所進行的接口設(shè)計。從這一觀點出發(fā)，機電一體化產(chǎn)品的性能取決于接口的性能，各要素和各子系統(tǒng)之間的接口性能是綜合系統(tǒng)性能好壞的決定性因素。接口設(shè)計是機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

二、接口的分類和特點 按照接口所聯(lián)系的子系統(tǒng)不同，以控制微機為出發(fā)點，將接口分為人機接口與機電接口兩大類。機電一體化產(chǎn)品由機械分系統(tǒng)和微電子分系統(tǒng)兩大部分組成。由于機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大差別，二者之間的聯(lián)系必須通過機電接口進行調(diào)整、匹配、緩沖，因此機電接口有著重要的作用。按照信息和能量的傳遞方向，機電接口又可分為信息采集接口(傳感器接口)與控制輸出接口。人機接口包括輸出接口與輸入接口兩類，通過輸出接口，操作者對系統(tǒng)的運行狀態(tài)、各種參數(shù)進行監(jiān)測；通過輸入接口，操作者向系統(tǒng)輸入各種命令及控制參數(shù)，對系統(tǒng)運行進行控制。

一、人機接口類型及特點 人機接口是操作者與機電系統(tǒng)(主要是控制微機)之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向，可以分作兩大類：輸入接口與輸出接口。人機接口特點：專用性、低速性、高性能價格比。

二、輸入接口設(shè)計

(一)開關(guān)輸入接口設(shè)計(二)撥盤輸入接口設(shè)計(三)鍵盤輸入接口設(shè)計

1.矩陣式鍵盤工作原理

矩陣式鍵盤由一組行線(xi)與一組列線(Yi)交叉構(gòu)成，按鍵位于交叉點上，為對各個鍵進行區(qū)別，可以按一定規(guī)律分別為各個鍵命名鍵號，通常將行線通過上拉電阻接至十5V電源、當無鍵按下時，行線與列拔斷開，行線呈高電平。當鍵盤上某鍵按下時，則該鍵對應(yīng)的行線與列線被短路。如果將行線接至控制微機的輸入口，列線接至控制微機的輸出口，則在微機控制下依次從Y0—Y3輸出低電平，并使其它線保持高電平，則通過對x0—x3的讀取即可判斷有無鍵閉合、哪一個鍵閉合。這種工作方式稱為掃描工作方式。

3.鍵輸入程序設(shè)計方法(1)判斷鍵盤上有無鍵閉合(2)判別閉合鍵的鍵號(3)去除鍵的機械抖動（4）使控制微機對鍵的一次閉合僅作一次處理 4.中斷方式設(shè)計鍵盤接口平時不對鍵盤進行監(jiān)控，只有當有鍵閉合時，產(chǎn)生中斷請求，控制系統(tǒng)才響應(yīng)中斷,對鍵盤進行管理。

三、輸出接口設(shè)計 輸出接口是操作者對機電系統(tǒng)進行監(jiān)測的窗口，通過輸出接口，機電系統(tǒng)向操作者顯示自身的運行狀態(tài)、關(guān)鍵參數(shù)及運行結(jié)果等，并進行故障報警。(一)發(fā)光二極管顯示器的接口設(shè)計

（二）打印機接口設(shè)計

（三）ＣＲＴ顯示器接口設(shè)計

一、機電接口的類型及特點 機電接口，是指機電一體化產(chǎn)品中的機械裝置與控制微機間的接口。按照信息的傳遞方向可以將機電接口分為信息采集接口(傳感器接口)與控制量輸出接口。

(一)信息采集接口的任務(wù)與特點 機電一體化產(chǎn)品中，控制微機要對機械裝置進行有效控制，必須隨時對機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，要隨時檢測各種運行參數(shù)，如位置、速度、轉(zhuǎn)矩、壓力、溫度等等。再經(jīng)過信息采集接口的整形，放大，匹配，轉(zhuǎn)換，變成微機可以接受的信號傳遞給微機。(二)控制輸出接口的任務(wù)與特點控制微機通過信息采集接口檢測機械系統(tǒng)的狀態(tài)，經(jīng)過運算處理，發(fā)出有關(guān)控制信號，經(jīng)過控制輸出接口的匹配、轉(zhuǎn)換、功率放大，驅(qū)動執(zhí)行元件去調(diào)節(jié)機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)，使其按設(shè)計要求運行。

三、控制量輸出接口中的功率接口設(shè)計

在機電一體化產(chǎn)品中，被控對象所需要的驅(qū)動功率一般都比較大，而計算機發(fā)出的數(shù)字控制信號或經(jīng)轉(zhuǎn)換后所得到的模擬控制信號的功率都很小，必須經(jīng)過功放后才能驅(qū)動被控對象。實現(xiàn)功率放大功能的接口電路被稱為功率接口電路。(一)功率接口常用器件

1．晶閘管 晶閘管又稱可控硅，是目前應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體功率開關(guān)元件，其控制電流可從數(shù)安培到數(shù)千安培。晶閘管的主要類型有單向晶閘管SCR，雙向晶閘管Triac和可關(guān)斷晶閘管GTO等三種最基本類型，此外還有光控晶閘管、溫控晶閘管等特殊類型

(1)單向晶閘管SCR SCR由三個極組成，分別稱為陽極A，陰極K及控制極G(又稱門極)。它有截止和導(dǎo)通兩種穩(wěn)定狀態(tài)，兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換可以由導(dǎo)通條件和關(guān)斷條件來說明。導(dǎo)通條件是在晶閘管的陽極加上正向電壓，同時在控制極加上正向電壓。關(guān)斷條件是指晶閘管從導(dǎo)通到阻斷所需的條件。晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極對晶閘管就不起控制作用了。只有當流過晶閘管的電流小于保持晶閘管導(dǎo)通所需的電流即維持電流時，晶閘管才關(guān)斷。

2．功率晶體管是指在大功率范圍應(yīng)用的晶體管，有時也稱為電力晶體管。3.功率場效應(yīng)晶體管 4，固態(tài)繼電器

(二)光電耦合器驅(qū)動接口電路設(shè)計光電耦合器是把發(fā)光二極管和光敏晶體管封裝在一起，通過光信號，實現(xiàn)電信號傳遞的器件。由于光電耦合器輸入與輸出之間沒有直接的電氣聯(lián)系，電信號是通過光信號傳遞的，所以也稱光電隔離器。光電耦合器的發(fā)光部分和受光部分不接觸，被耦合的兩部分自成系統(tǒng)不“共地”，能夠?qū)崿F(xiàn) 強電部分與弱電部分隔離，避免干擾由輸出通道竄入控制微機。

二、機電一體化對檢測系統(tǒng)的基本要求基本要求是：精度、靈敏度和分辨率高；線性、穩(wěn)定性和重復(fù)性好；抗干擾能力強；靜、動態(tài)特性好。此外還有一些特殊要求，如體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、便于安裝與維修、耐環(huán)境性能好等。

三、檢測系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)、方法和步驟檢測系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)是：根據(jù)使用要求合理選用傳感器，并設(shè)計或選用相應(yīng)的信號檢測與處理電路構(gòu)成檢測系統(tǒng)，對檢測系統(tǒng)進行分析與調(diào)試，使之在機電一體化產(chǎn)品中實現(xiàn)預(yù)期的計測功能。檢測系統(tǒng)設(shè)計的主要方法是實驗分析法，即理論分析和計算與實驗測試相結(jié)合的方法。檢測系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟如下：

(1)設(shè)計任務(wù)分析(2)系統(tǒng)方案選擇(3)系統(tǒng)構(gòu)成框圖設(shè)計(4)環(huán)節(jié)設(shè)計與制造(5)總裝調(diào)試及實驗分析(6）系統(tǒng)運行及考核。

（一）幅值調(diào)制的基本思想是讓一個具有特定角頻率Wc的高頻信號的幅值隨被測量x而變化。該高頻信號稱為載波信號，被測量x稱調(diào)制信號，載波信號經(jīng)被測量x調(diào)制后所得到的幅值隨x變化的信號稱已調(diào)制信號或調(diào)幅信號。

最簡單的幅值調(diào)制是線性調(diào)制，即讓高頻振蕩信號的幅值為被測信號x的線性函數(shù)，所得到的調(diào)幅信號的一般表達式為Us=(Um+mx)COS Wct 式中，Wc是載波信號的角頻率；Um是載波信號幅度；x是調(diào)制信號；m稱調(diào)制深的。

（二）相位調(diào)制的基本思想是讓一個具有特定角頻率Wc的高頻載波信號的相位隨被測量x而變化，則已調(diào)制信號中就包含了x的全部信息。最常用的是線性調(diào)相，即使調(diào)相信號的相移角為x的線性函數(shù)，其一般表達式為Us=UmCOS（Wct+mx）式中，Um是載波信號的幅值；；m稱調(diào)制深的。

（二）頻率調(diào)制的基本思想是讓一個高頻振蕩的載波信號的頻率隨被測量x（調(diào)制信號）而變化，則得到的已調(diào)制信號中就包含了x的全部信息。在線性調(diào)頻中，調(diào)頻信號可以表達成：Us=UmCOS(Wc+mx）t式中，Um和Wc分別是載波信號的幅值和中心角頻率；m稱調(diào)制深的

頻率解調(diào)又稱鑒頻或頻率檢波，常用的方法有微分鑒頻、一、數(shù)字信號檢測系統(tǒng)的組成

模擬信號需先經(jīng)模／數(shù)轉(zhuǎn)換后，再采入微型機進行處理，這將增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，而且模擬信號的檢測精度較低，易受干擾，不便于遠距離傳輸。數(shù)字式傳感器可直接將被測量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出，既可提高檢測精度、分辨率，又易于信號的運算處理、存儲和遠距離傳輸。因此，數(shù)字式傳感器得到了越來越多的應(yīng)用。最常見的數(shù)字式傳感器有光柵、磁柵、感應(yīng)同步器、光電編碼器及激光干涉儀等，主要用于幾何位置、速度等的測量。

第五章 伺服系統(tǒng)設(shè)計

一、伺服系統(tǒng)的基本概念 伺服系統(tǒng)，亦稱隨動系統(tǒng)，是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確位置,速度或力輸出的自動控制系統(tǒng)。

二、伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)形式

1.比較元件 是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進行比較，以獲得控制系統(tǒng)動作的偏差信號的環(huán)節(jié).2.調(diào)節(jié)元件 是伺服系統(tǒng)的一個重要組成部分，其作用是對比較元件輸出的偏差信號進行變換、放大，以控制執(zhí)行元件要求動作。

3.執(zhí)行元件 將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換成機械能，驅(qū)動被控對象工作。機電一體化產(chǎn)品中多采用伺服電動機作為執(zhí)行元件。

4.被控對象 是直接實現(xiàn)目的功能或主功能的主體，一般是機械裝置，包括傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)。

5.測量反饋元件 是指傳感器及其信號檢測裝置。

三、伺服系統(tǒng)的基本類型 按被控量的不同可將伺服系統(tǒng)分成位置、速度、力等伺服系統(tǒng)，按所采用的執(zhí)行元件的不同可將伺服系統(tǒng)分成電氣、液壓、氣動等伺服系統(tǒng)。按控制方式的不同可將伺服系統(tǒng)分成開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)等伺服系統(tǒng)。

四、伺服系統(tǒng)的基本要求

(一)穩(wěn)定性 穩(wěn)定性要求是一項最基本的要求，也是伺服系統(tǒng)能夠正常運行的最基本條件。一個伺服系統(tǒng)是否穩(wěn)定，可根據(jù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，采用自動控制理論所提供的各種方法判別。

(二)精度 伺服系統(tǒng)的精度是指其輸出量復(fù)現(xiàn)輸入指令信號的精確程度。精度是對伺服系統(tǒng)的一項重要的性能要求。設(shè)計伺服系統(tǒng)時，只要保證系統(tǒng)的誤差滿足精度指標要求就可以了。

(三)快速響應(yīng)性 快速響應(yīng)性有兩方面含義，一是指動態(tài)響應(yīng)過程中，輸出量跟隨輸入指令信號變化的迅速程度，二是指動態(tài)響應(yīng)過程結(jié)束的迅速程度。響應(yīng)速度常由系統(tǒng)的上升時間(輸出響應(yīng)從零上升到穩(wěn)態(tài)值所需要的時間)來表征。伺服系統(tǒng)的快速響應(yīng)性、穩(wěn)定性和精度三項基本性能要求是相互關(guān)聯(lián)的，在進行伺服系統(tǒng)設(shè)計時，必須首先滿足穩(wěn)定性要求，然后社滿足精度要求的前提下盡量提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)性。

一、執(zhí)行元件的特點及類型

1．電氣式 主要有步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機等。這是機電一體化伺服系統(tǒng)中最常用的執(zhí)行元件，也是這一節(jié)所要介紹的重點。2．液壓式 主要有液壓缸、液壓馬達等，其優(yōu)點是輸出功率大、動作平穩(wěn)，但需要相應(yīng)的液壓源，容易污染環(huán)境，控制性能不如伺服電動機。

3．氣壓式 主要有氣缸、氣馬達等，其優(yōu)點是氣源方便、成本低、動作快，但輸出功率小，且難于伺服控制。

二、伺服系統(tǒng)對執(zhí)行元件的要求 1．慣性小、動力大 2．體積小、質(zhì)量輕 3．便于計算機控制 4．成本低、可靠性好、便于安裝和維修。

(二)步進電動機的通電方式和步距角步進電動機繞組每一次通斷電操作稱為一拍，每拍中只有一相繞組通電，這種通電方式稱為單相通電方式。三相步進電動機的A、B、C三相輪流通電一次共需三拍，稱為一個通電循環(huán)，相應(yīng)的通電方式又稱為三相單三拍通電方式。每拍中都有兩相繞組通電，稱為雙相通電方式。采用雙相通電方式時，每個通電循環(huán)也需三拍，稱為三相雙三拍通電方式，即AB→BC→CA→AB→?。通電循環(huán)的各拍中交替出現(xiàn)單、雙相通電狀態(tài)，稱為單雙相輪流通電方式。采用單雙相輪流通電方式時，每個通電循環(huán)中共有六拍，因而又稱為三相六拍通電方式，即A→AB→B→BC→C→CA→A→?。一般情況下，m相步進電動機可采用單相通電、雙相通電或單雙相輪流通電方式工作，對應(yīng)的通電方式可分別稱為m相單m拍、m相雙m拍或m相2m拍通電方式。所謂步距角，是指步進電動機每一拍轉(zhuǎn)過的角度。一個m相步進電動機，如其轉(zhuǎn)子上有z個齒，則其步距角?？赏ㄟ^式

計算，式中，k是通電方式系數(shù)，當采用單相或雙相通電方式時，k＝1，當采用單雙相輪流通電方式時，k＝2?？梢姴捎脝坞p相輪流通電方式還可使步距角減小一半，提高步進電動機轉(zhuǎn)角輸出的分辨率。

(三)步進電動機的主要參數(shù)及特性

1．步距誤差 是指空載時實測的步距角與理論的步距角之差，它反映了步進電動機角位移的精度。2.轉(zhuǎn)矩 是指步進電動機在某相始終通電而處于靜止不動狀態(tài)時，所能承受的最大外加轉(zhuǎn)矩，亦即所能輸出的最大電磁轉(zhuǎn)矩。

3．啟動矩頻特性（如圖所示）是指步進電動機在有外加負載轉(zhuǎn)矩時，不失步地正常啟動所能接受的最大階躍輸入脈沖頻率(又稱啟動頻率)與負載轉(zhuǎn)矩的對應(yīng)關(guān)系。

4.啟動慣頻特性（如圖所示）是指步進電動機帶動純慣性負載啟動時，啟動頻率與轉(zhuǎn)動慣量之間的關(guān)系。

5．運行矩頻特性（如圖所示）是指步進電動機運行時，輸出轉(zhuǎn)矩與輸入脈沖頻率的關(guān)系。步進電動機的輸出轉(zhuǎn)矩隨運行頻率的增加而減小，高速時其負載能力變差。

(三)直流伺服電動機的控制方式主要有兩種:1.電樞電壓控制，即在定子磁場不變的情況下，通過控施加在電樞繞組兩端的電壓信號來控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩； 2.勵磁磁場控制，即通過改變勵磁電流的大小來改 變定子磁場強度來控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。

(四)直流伺服電動機的靜態(tài)特性 所謂靜態(tài)特性，是指電動機在穩(wěn)態(tài)情況下工作時，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、電磁力矩和電樞控制電壓三者之間的關(guān)系。當電動機處于穩(wěn)態(tài)運行時，回路中的電流Ia保持不變，則電樞回路中的電壓平衡方程式為

式中，Ea是電樞反電動勢；Ua是電樞電壓；Ia是電樞電流；Ra是電樞電阻。轉(zhuǎn)子在定子磁場中以角速度ω切割磁力線時，電樞反電動勢Ea與角速度ω之間存在如下關(guān)系：式中，Ce是電動勢常數(shù)，僅與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)；φ是定子磁場中每極氣隙磁通量。此外，電樞電流切割磁場磁力線所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩Tm可由下式表達

式中，Cm是轉(zhuǎn)矩常數(shù)，僅與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)。根據(jù)以上各式可得到直流伺服電動機運行特性的一般表達式

(六)直流伺服電動機的動態(tài)特性 直流伺服電動機主要用于閉環(huán)或半閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中，其動態(tài)性能對整個伺服系統(tǒng)的性能有著重要影響。動態(tài)特性的本質(zhì)是由對輸入信號響應(yīng)的過渡過程來描述的。直流伺服電動機產(chǎn)生過渡過程的原因在于電動機中存在著兩種慣性，即機械慣性和電磁慣性。機械慣性是由直流伺服電動機和負載的轉(zhuǎn)動慣量引起的，是造成機械過渡過程的原因；電磁慣性是由電樞回路中的電感引起的，是造成電磁過渡過程的原因。一般而言，電磁過渡過程比機械過渡過程要短得多。因此為簡化分析，通常只考慮機械過渡過程，而忽略電磁過渡過程。

一、步進電動機的控制與驅(qū)動 步進電動機正確運轉(zhuǎn)，必須按一定順序?qū)Χㄗ痈骼@組勵磁，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，實現(xiàn)這一功能的器件稱為脈沖分配器或環(huán)形分配器，可由硬件電路或軟件程序?qū)崿F(xiàn)。1.硬件脈沖分配器2．軟件脈沖分配器軟件脈沖分配器是指實現(xiàn)脈沖分配控制的計算機程序。

(四)步進電動機的驅(qū)動 要使步進電動機輸出足夠的轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動負載工作，必須對控制信號進行放大，實現(xiàn)這一功能的電路稱為步進電動機驅(qū)動電路或功放電路。常見的步進電動機驅(qū)動電路有三種：

(1)單電源驅(qū)動電路 這種電路采用單一電源供電，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但電流波形差效率低，出力小，主要用于對速度要求不高的小型步進電動機的驅(qū)動。(2)雙電源驅(qū)動電路 又稱高低壓驅(qū)動電路，采用高壓和低壓兩個電源供電。同單電源驅(qū)動電路比較，高低壓雙電源驅(qū)動電路(原理圖如圖5-16)的電流波形得到顯著地改善，使步進電動機的力矩和運行頻率等主要性能得到明顯提高。(3)斬波限流驅(qū)動電路這種電路采用單一高壓電源供電，以加快電流上升速度，并通過對繞組電流的檢測，控制功放管的開和關(guān)，使電流在控制脈沖持續(xù)期間始終保持在規(guī)定值上下。這種電路出力大，耗小，效率高，目前應(yīng)用最廣。

二、直流伺服電動機的控制與驅(qū)動

機電一體化伺服系統(tǒng)中多采用永磁式直流伺服電動機作為執(zhí)行元件，通過控制電樞電壓來控制輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩?？刂菩盘栍捎嬎銠C控制系統(tǒng)給定，通過接口和功放電路驅(qū)動直流伺服電動機。功放電路又稱功率放大器，目前主要有兩種，一種是晶閘管功率放大器，另一種是晶體管脈沖寬度調(diào)制(PWM)功率放大器。后者與前者相比具有結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、效率高、工作可靠等優(yōu)點，近年來得到了非常廣泛的應(yīng)用。

(一)PWM晶體管功率放大器的工作原理 PWM晶體管功率放大器由兩部分組成，一部分是電壓-脈寬變換器，另一部分是開關(guān)功率放大器，其結(jié)構(gòu)如圖5—27所示。

1.電壓-脈寬變換器

電壓-脈寬變換器的作用是根據(jù)控制指令信號對脈沖寬度進行調(diào)制，以便用寬度隨指令變化的脈沖信號去控制大功率晶體管的導(dǎo)通時間，實現(xiàn)對電樞繞組兩端電壓的控制。電壓-脈寬變換器由三角波發(fā)生器、加法器和比較器組成。三角波發(fā)生器用于產(chǎn)生一定頻率的三角波UT，該三角波經(jīng)加法器與輸入的指令信號UI相加，產(chǎn)生信號UI十UT，然后送入比較器。當UI十UT＞0時，比較器輸出滿幅度的正電平；當UI十UT＜0時，比較器輸出滿幅度的負電平。如圖5—28所示。

當指令信號UI＝0時，輸出信號US為正負脈沖寬度相等的矩形脈沖。當UI＞0時，US的正脈寬大于負脈寬。當UI＜0時，US的負脈寬大于正脈寬。2．開關(guān)功率放大器 開關(guān)功率放大器的作用是對電壓-脈寬變換器輸出的信號US進行放大，輸出具有足夠功率的信號UP，以驅(qū)動直流伺服電動機。圖5-29是雙極性輸出的H型橋式PWM晶體管功率放大器的電路原理圖。

圖中，由大功率晶體管VT1～VT4組成H型橋式結(jié)構(gòu)的開關(guān)功放電路，由續(xù)流二極管VD1～VD4構(gòu)成在晶體管關(guān)斷時直流伺服電動機繞組中能量的釋放回路。US來自于電壓-脈寬變換器的輸出，當US＞0時，VT1和VT4導(dǎo)通，US＜0時，VT2和VT3導(dǎo)通。按照控制指令的不同情

況，直流伺服電動機可有以下4種工作狀態(tài)： 1)當UI＝0時，US的正、負脈寬相等，直流分量為零，VT1和VT4的導(dǎo)通時間與VT2和VT3的導(dǎo)通時間相等，流過電樞繞組中的平均電流等于零，電動機不轉(zhuǎn)。但在交流分量作用下，電動機在停止位置處微振，這種微振有動力潤滑作用，可消除電動機啟動時的靜摩擦，減小啟動電壓。2)當UI＞0時，US的正脈寬大于負脈寬，直流分量大于零，VT1和VT4的導(dǎo)通時間長于VT2和VT3的導(dǎo)通時間，流過繞組中的電流平均值大于零，電動機正轉(zhuǎn)，且隨著UI增加，轉(zhuǎn)速增加。3)當UI＜0時，US的直流分量小于零，電樞繞組中的電流平均值也小于零，電動機反轉(zhuǎn)，且反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速隨著認減小而增加。4)當UI≥UTPP/2或UI≤-UTPP/2時，US為正或負的直流信號，VT1和VT4或VT2和VT3始終導(dǎo)通，電動機在最高轉(zhuǎn)速下正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。

第二篇：機電一體化系統(tǒng)基礎(chǔ)知識

1、如果三相步進電動機繞組為U、V、W，其通電順序為UV—VW—WU—UV，則這種分配方式為（）a.三相三拍b.三相四拍c.三相六拍d.雙三拍

2、將脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件是（）

a.旋轉(zhuǎn)變壓器b.交流異步電動機c.步進電動機d.光電編碼盤

3、開環(huán)控制系統(tǒng)是沒有（）反饋的控制系統(tǒng)

a.輸入b.輸出c.電流d.電壓

4、使生產(chǎn)機械或生產(chǎn)過程按規(guī)定的時序而順序動作，或在現(xiàn)場輸入信號作用下按預(yù)定規(guī)律而順序動作的控制系統(tǒng)稱為（）

a.伺服傳動系統(tǒng)b.數(shù)字控制系統(tǒng)c.順序控制系統(tǒng)d.過程控制系統(tǒng)

5、由電信號處理部分和液壓功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)是（）

a.交流伺服系統(tǒng)b.直流伺服系統(tǒng)c.電液伺服系統(tǒng)d.步進電動機控制系統(tǒng)

6、機電一體化系統(tǒng)中，根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動作這一功能的是（）a.機械本體b.動力部分c.控制器d.執(zhí)行機構(gòu)

7．決定步進電機轉(zhuǎn)角與步進電機轉(zhuǎn)動速度的是（）。

a、驅(qū)動脈沖頻率與驅(qū)動脈沖數(shù)b、驅(qū)動脈沖數(shù)與驅(qū)動脈沖頻率 c、驅(qū)動脈沖數(shù)與驅(qū)動脈沖電壓值d、驅(qū)動脈沖頻率與驅(qū)動電壓值

8.伺服電動機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速與（）有關(guān)。

a、控制信號電壓的極性（相位）b、控制信號電壓的大小c、控制信號電壓的極性（相位）和大小d、負載轉(zhuǎn)矩的大小

9.步進電動機采用三相單三拍通電方式時步距角為1.50，改為三相六拍時步距角為（）。

a、0.5°b、3.0°c、0.75°d、1.5°

10、聯(lián)軸器和離合器均具有的主要作用是（）

a.補償兩軸的綜合位移b.連接兩軸，使其旋轉(zhuǎn)并傳送轉(zhuǎn)矩c.防止機器過載d.緩和沖擊和振動

11“機電一體化”的英文單詞是（）。

a、Mechanicsb、Mechatronicsc、Electronicsd、Electric

12.從反饋的角度區(qū)分，機電一體化系統(tǒng)可以分為

a、機械系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)b、開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)

c、柔性系統(tǒng)與剛性系統(tǒng)d、模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)

13.受控變量是機械運動的一種反饋控制系統(tǒng)稱()。

a、順序控制系統(tǒng)b、機器人系統(tǒng)c、數(shù)控系統(tǒng)d、伺服系統(tǒng)

14.下列選項中，與開環(huán)系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點是

a、不需要檢測傳感器b、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單c、抗干擾能力強d、易于維修

15.伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)和（）等五部分。

a、換向結(jié)構(gòu)b、轉(zhuǎn)換電路c、存儲電路d、檢測環(huán)節(jié)

16、機電一體化系統(tǒng)中的機械系統(tǒng)包括傳動機構(gòu)、機構(gòu)、機構(gòu)、軸系、機座和機架。

17、目前機械工程中所用的齒輪，最常用的齒廓曲線為。

18、三相異步電動機常用的調(diào)速方法有、和，其中的調(diào)速性能最好。

第三篇：機電一體化考試

1.機電一體化以計算機控制中心？

2.機電一體化三大機構(gòu)？傳動機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)

3．步進電動機控制屬于什么控制？開環(huán)

4．線性化處理有那三種方法？計算法、查表法、插值法

5．采樣保持器保持階段相當于什么？模擬信號存儲器

6．傳感與檢測原件關(guān)鍵元素（原件）是什么？傳感原件

7．機電一體化基礎(chǔ)是什么？機械技術(shù)

8．機電一體化伺服系統(tǒng)有哪五大部分組成？

比較環(huán)節(jié)控制器被控對象執(zhí)行環(huán)節(jié) 檢測環(huán)節(jié)

9．步進電動機轉(zhuǎn)速與輸入脈沖之間的關(guān)系？（通過脈沖數(shù)量決定轉(zhuǎn)角位移）

步進電機的運轉(zhuǎn)速度會與輸入的脈沖頻率成正比例的關(guān)系（相同電壓下），所以在脈沖的速度越快時，步進電機的轉(zhuǎn)速也會跟著加快；脈波速度越慢時，電機的轉(zhuǎn)速自然也跟著變慢。

10．計算機I/O編制方式有哪兩種？P129

IO接口獨立編址方式、IO接口與存儲器統(tǒng)一編址方式

11．傳感器能檢測到最小的輸入增量稱為什么？分辨力

12．機電一體化的四大原則？P3

接口耦合、運動傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換

13．計算量化誤差最大值137頁

14．在微機控制系統(tǒng)中主機與外部交換有哪三種信息？P121

數(shù)據(jù)信息.狀態(tài)信息控制信息

15．滑動螺旋傳動有哪三種特點？P39

傳動比大、驅(qū)動負載能力強、自鎖

16．機電一體化的機械傳動部件有哪些要求？P15

高精度快速響應(yīng)良好地穩(wěn)定性體積小無間隙

17.AD轉(zhuǎn)換器所得到的信號是一串以采樣周期為周期？以采樣時間為脈寬？以采樣時刻信號振幅為幅值的脈沖信號？

18．什么是單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)？（以下個人見解）

單片機、晶振電路、復(fù)位電路

19．什么是造成螺旋傳動誤差的主要因素？P42

螺紋參數(shù)誤差(螺距誤差、中徑誤差、牙型半角誤差)、螺桿軸向竄動誤差、偏斜誤差、溫度誤差

20.機電一體化設(shè)計過程是以什么多次分析得綜合過程？P7

目標--功能--結(jié)構(gòu)--效果

選擇

1.機電一體化英語單詞是什么？Mechatronics

2．步進電動機屬于什么控制？開環(huán)控制

3．FMC是什么意思？、柔性制造單元

4．FMS是什么意思？ 柔性制造系統(tǒng)

5．機電一體化的發(fā)展趨勢？P10頁

高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量,微型化發(fā)展

6．測量放大器特點？89頁

很高的共模抑制高增益低噪音高輸入阻抗

7．工業(yè)控制計算機特點？109頁

實時性高可靠性硬件配置的可裝配可擴充性可維護性

8．伺服電動機與普通電動機比較有什么特點？163頁

具有良好的調(diào)整特性，較大的啟動轉(zhuǎn)矩和相對功率，易于控制及響應(yīng)特點伺服電動機：當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。（僅是個人見解）

9．滾珠螺旋傳動有什么特點？46頁

運動效率高運動精度高具有傳動的可逆性,但不能自鎖制造工藝復(fù)雜,成本成本高使用壽命長維護簡單

10．什么是整流器、逆變器、整波器、周期變流器？

整流器把交流電變?yōu)楣潭ǖ幕蛘呖烧{(diào)的直流電

斬波器把固定的的直流電壓變成可調(diào)的直流電壓

逆變器把把固定的的直流電變成固定或者可調(diào)的交流電

周期變流器把固定的交流電壓和頻率變成可調(diào)的交流電壓和頻率

11．同步轉(zhuǎn)速公式？ 電源頻率與轉(zhuǎn)速關(guān)系：n＝60f/P（n：同步轉(zhuǎn)速；f：電源頻率；P：電機極對數(shù)

12．傳感器輸出電信號以哪種信號最多？電壓輸出型

分析題

1.29頁2-16

1.閉環(huán)之外的齒輪G1，G4的齒隙對系統(tǒng)穩(wěn)定性無影響，但影響伺服系統(tǒng)精度。由于齒隙的存在，在傳動裝置逆遠行時可造成回程誤差

2.閉環(huán)之內(nèi)傳遞動力的齒輪G2的齒隙對系統(tǒng)靜態(tài)精度無影響，這是因為控制系統(tǒng)有自動校正作用。

3.反饋回路上數(shù)據(jù)傳遞齒輪G3的齒隙既影響穩(wěn)定性，又影響精度

2．提高導(dǎo)軌耐磨性有哪些方法？P58

合理選擇導(dǎo)軌的材料及熱處理減小導(dǎo)軌面壓強保證導(dǎo)軌良好地潤滑提高導(dǎo)軌的精度

3．伺服電機比普通電機有什么優(yōu)點？（自己總結(jié)）

伺服系統(tǒng)具有良好地調(diào)速特征,較大的啟動轉(zhuǎn)矩和相對功率,控制精度高及響應(yīng)快,抗過載能力強低速運行平穩(wěn)具有及時性.4．機電一體化系統(tǒng)中什么是隔離？隔離方法？P198

隔離是指把干擾源與接收系統(tǒng)隔離起來.使有用信號正常傳輸,而干擾耦合通道被切斷,已達到抑制干擾的目的方法有光電隔離變壓隔離繼電器隔離

5．什么是伺服控制系統(tǒng)？機電一體化對伺服控制系統(tǒng)技術(shù)有什么要求？160，161頁

伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作,從而獲得精確的位置,速度及動力輸出的自動控制系統(tǒng)要求:精度高響應(yīng)速度快穩(wěn)定性好,負載能力強和工作頻率范圍大 同時還要求體積小,重量輕可靠性高成本低等

6．機電一體化基本要素和作用？2頁

機械本體{高效率高可靠性 }動力與驅(qū)動 {為系統(tǒng)提供能量和動力}

傳感測試部分{參數(shù)檢測生成可識別信號}執(zhí)行機構(gòu) ｛根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動作｝控制及信息轉(zhuǎn)換 ｛按照一定程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)指令，控制系統(tǒng)有目的的運行｝接口耦合與能力轉(zhuǎn)換{完成信息和能量的統(tǒng)一}信息控制｛達到信息控制的的目的｝運動傳遞｛提高系統(tǒng)的伺服性能｝

7．計算機I/O編址方式有哪些？有什么優(yōu)缺點？129頁

I/O接口獨立編址方式｛優(yōu)點是內(nèi)存地址空間與I/O地址空間分開,互不影響,譯碼電路較簡單,設(shè)有專門的I/O指令,所編程易于區(qū)分,且執(zhí)行時間短缺點是只用I/O指令訪問I/O端口，功能有限且要采用專門I/O周期和專門的I/O控制線，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜｝

I/O接口與存儲器統(tǒng)一編址方式｛訪問內(nèi)存的指令都可以用于I/O操作，數(shù)據(jù)處理功能強同時I/O接口可以存儲器部分公用譯碼和控制鍵電路，缺點就是 I/O接口要占用存儲器地址空間的一部分。又因為不用專門的I/O指令，程序中較難區(qū)分i/0操作，8.接口電路主要作用有哪些？

解決主機CPU和外圍設(shè)備之間的時序配合和通信聯(lián)絡(luò)問題

解決主機CPU和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和匹配問題

解決CPU的負載能力和外圍設(shè)備端口的選擇問題

可實現(xiàn)端口的可編程功能以及錯誤檢測功能

計算題

步進電動機

170

第四篇：機電一體化技術(shù)考試總結(jié)

1.機電一體化的定義：機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息機電一體化技術(shù)、傳感器

技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行有機地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技術(shù)。

2.機電一體化的幾個要素：機械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器檢測部分、控制及信息處理部分。

3.機電一體化系統(tǒng)的組成：機械本體、動力與驅(qū)動、傳感器檢測部分、執(zhí)行機構(gòu)、控制及信息單元、接口耦合與能

量轉(zhuǎn)換、信息控制、運動傳遞。

4.機電一體化關(guān)鍵技術(shù)：機械技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、系

統(tǒng)總體技術(shù)。

5.機電一體化技術(shù)與其它技術(shù)的區(qū)別：

1)與傳統(tǒng)機電技術(shù)的區(qū)別：傳統(tǒng)機電技術(shù)的操作控制主要通過具有電磁特性的各種電器來實現(xiàn)，在設(shè)計中不考

慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系；機械本體和電氣驅(qū)動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機控制。機電一體化技術(shù)以計算機為控制中心，在設(shè)計過程中強調(diào)機械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個裝置在計算機控制下具有一定的智能性。

2)與并行工程的區(qū)別：機電一體化技術(shù)將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)和檢測技術(shù)在設(shè)計和制造階段就有

結(jié)合在一起，十分注意機械和其他部件之間的相互作用。而并行工程將上述各種技術(shù)盡量在各自范圍內(nèi)齊頭并進，只在不同技術(shù)內(nèi)部進行設(shè)計制造，最后通過簡單疊加完成整體裝置。

3)與自動控制技術(shù)的區(qū)別：自動控制技術(shù)的側(cè)重點是討論控制原理、控制規(guī)律、分析方法和自動系統(tǒng)的構(gòu)造等。

機電一體化技術(shù)將自動控制原理及方法作為重要支撐技術(shù)，將自控部件作為重要控制部件應(yīng)用自控原理和方法，對機電一體化裝置進行系統(tǒng)分析和性能測算。

4)與計算機應(yīng)用技術(shù)的區(qū)別：機電一體化技術(shù)只是將計算機作為核心部件應(yīng)用，目的是提高和改善系統(tǒng)性能。

計算機在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用僅僅是計算機應(yīng)用技術(shù)的一部分，它還在辦公、管理及圖像處理等方面得到廣泛應(yīng)用。機電一體化技術(shù)研究的是機電一體化系統(tǒng)，而不是計算機應(yīng)用本身。

6.機電一體化系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)的類型：開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計、變參數(shù)設(shè)計。

7.機械傳動部分：

1)基本要求：高精度、快速響應(yīng)、穩(wěn)定性良好。

2)組成：傳動機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)。

3)總傳動比的確定：i??m

?L?'?m'?L?''?m''?L

8.傳動鏈的級數(shù)和各級傳動比的分配：

1)等效轉(zhuǎn)動慣量的最小原則：小功率傳動裝置：i=i1*i2*i3前小后大原則；

大功率傳動裝置：i=i1*i2*i3前大后小原則；

2)質(zhì)量最小原則：

3)輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則：

9.死區(qū)：啟動的時候無法克服阻力的現(xiàn)象。

爬行：周期性時停時走或時慢時快的運動現(xiàn)象。

空回：就是當主傳動機構(gòu)改變運動方向時,從動機構(gòu)滯后的一種現(xiàn)象。

10.機械性能參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響：

1)阻尼的影響：當阻尼比ξ=0時，系統(tǒng)處于等幅持續(xù)震蕩狀態(tài)；當ξ>=1時，系統(tǒng)為臨界阻尼或過阻尼系統(tǒng)；

當0<ξ<1時系統(tǒng)為欠阻尼系統(tǒng)。所以在系統(tǒng)設(shè)計時一般取0.5<ξ<0.8的欠阻尼系統(tǒng)，既能保證震蕩在一定范圍內(nèi)，過渡過程平穩(wěn)，過渡時間較短，又具有較高的靈敏度。

2)摩擦影響：引起動態(tài)滯后，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度，導(dǎo)致系統(tǒng)誤差和低速爬行。

3)彈性變形的影響：通常采取提高系統(tǒng)剛度，增加阻尼，調(diào)整機械構(gòu)件和自振頻率等方法來提高系統(tǒng)的抗震性，防止諧振的發(fā)生。

4)慣量的影響：轉(zhuǎn)動慣量對私服系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性、動態(tài)響應(yīng)都有影響。慣量大，系統(tǒng)的機械常數(shù)大，響應(yīng)

慢，使系統(tǒng)的震蕩增強，穩(wěn)定性下降；系統(tǒng)的固有頻率隨之下降，容易產(chǎn)生諧振，因而限制了伺服帶寬，影響了伺服精度和響應(yīng)速度。系統(tǒng)設(shè)計時在不影響系統(tǒng)剛度的條件下，應(yīng)盡量減小慣量。

11.間隙問題：

1)直齒圓柱齒輪消間隙法：偏心軸套調(diào)整法、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法。

2)斜齒輪傳動機構(gòu)：墊片調(diào)整法、軸向壓簧調(diào)整法。

3)錐齒輪傳動機構(gòu)：軸向壓簧調(diào)整法、周向彈簧調(diào)整法。

4)齒輪齒條傳動：雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法。

5)螺旋傳動消隙法：利用單向作用力、利用調(diào)整螺母、利用塑料螺母。

6)滾珠絲杠消隙法：墊片調(diào)隙式、螺紋調(diào)隙式、齒差調(diào)隙式。

12.螺旋傳動的特點：降速傳動比大、具有增力作用、能自鎖、效率低磨損快。

滾珠螺旋傳動的特點：運動效率高、運動精度高、具有傳動的可逆性，但不能自鎖、制造工藝復(fù)雜，成本高，但使用壽命長，維護簡單。

13.滾珠循環(huán)方式：內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)（螺旋槽式、插管式、端蓋式）

滾動化發(fā)展：滾珠導(dǎo)軌、滾柱導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌。

14.檢測系統(tǒng)：

1)檢測的作用：用于檢測相關(guān)外界環(huán)境及產(chǎn)品自身狀態(tài)，為控制環(huán)節(jié)提供判斷和處理依據(jù)的信息反饋環(huán)節(jié)。

2)常用傳感器的工作原理及適用場合：

電位器傳感器：變電阻原理，作用測大行程往返式位移；

渦流式傳感器：測位移，分為高頻和低頻；

光柵位移傳感器：測測位移。

轉(zhuǎn)速傳感器：編碼器測轉(zhuǎn)速，電渦式轉(zhuǎn)速傳感器（非接觸式），必須有槽才能用；遮斷式光電開關(guān)，反射

型光電開關(guān)，定區(qū)域式光電開關(guān)（流水線計數(shù)），霍爾傳感器。

加速度傳感器：最常用壓電式；電容式。

流體壓強傳感器：膜式壓強傳感器，筒式壓強傳感器。

3)檢測的器具：傳感器。

4)傳感器的構(gòu)成：敏感元件、傳感原件、基本轉(zhuǎn)換電路。

5)傳感器的分類：按測定對象：位移、力、力矩、轉(zhuǎn)速、振動、加速度、溫度、壓力、流量、流速；

按原理分：電阻、電容、電感、光柵、熱電偶、超聲波。

6)穩(wěn)定性包括：穩(wěn)定度、環(huán)境影響量。

7)傳感器的性能靜態(tài)：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、分辨率、零漂、分辨力、重復(fù)特性、精度。

傳感器的動態(tài)特性：傳感器測量動態(tài)信號時，輸出對輸入的響應(yīng)特性。

8)壓電效應(yīng)：當某些材料在某一方向被施加壓力或拉力時，會產(chǎn)生變形，并且在材料的某一相對表面產(chǎn)生符號

相反的電荷，當去掉外力后，它又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。

9)電渦流效應(yīng)：當線圈輸入一交變電流時便產(chǎn)生交變磁通量，金屬板在此交變磁場中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電

流在金屬體內(nèi)是閉合的，所以稱之為渦電流或渦流。

10)霍爾效應(yīng)：半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強度為B的磁場中，磁場方向垂直于薄片，當有電流I通過薄片時，在垂

直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢E，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。

15.控制原理：

1)典型控制環(huán)節(jié)：比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分控制、慣性環(huán)節(jié)。

2)典型調(diào)節(jié)方法：開環(huán)控制、閉環(huán)控制、階躍響應(yīng)、PI、PD、PID。PID（比例-積分-微分）

3)機電一體化中的工業(yè)控制計算機：單片微型計算機、可編程控制器、總線工控機。

16.伺服控制：

1)伺服系統(tǒng)的原理：伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確地位置、速度及動

力輸出的自動控制系統(tǒng)。

2)伺服系統(tǒng)組成部分：比較環(huán)節(jié)、控制器、執(zhí)行環(huán)節(jié)、被控對象、檢測環(huán)節(jié)。

3)伺服執(zhí)行原件：交流電機、直流電機、步進電機。

4)

5)

6)

7)伺服系統(tǒng)技術(shù)要求：調(diào)速范圍寬并且穩(wěn)定，位置精度高0.01—0.001，穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快。直流伺服電機特點：響應(yīng)快、精度高、但需要維護，交流伺服電機不需要維護，其他同直流。步進電機：反應(yīng)式、永磁式、混合式。步距誤差直接影響執(zhí)行部件的定位精度。

步距角可以用下公式計算：a=360o/kmzm相數(shù)z齒數(shù)單向雙相通電k=1，單雙向輪流通電k=2。

8)最大靜轉(zhuǎn)矩：是指步進電機在某相始終通電而處于靜止不動狀態(tài)所能承受的最大外加轉(zhuǎn)矩。

9)最高運行頻率：步進電機不失步的情況下輸入的最高脈沖數(shù)。

10)步進電機參數(shù)術(shù)語：步距角、拍數(shù)（單三拍、雙三拍、六拍）、相數(shù)、定位轉(zhuǎn)矩、靜轉(zhuǎn)矩。

11)步進電機工作原理性能：步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超

載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進

驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。

12)步進電機特性：步距誤差、最大靜轉(zhuǎn)矩、啟動矩頻特性、運行矩頻特性、最大相電壓相電流、最高運行頻率。

13)步進電機控制與驅(qū)動：單電源驅(qū)動電路、雙電源驅(qū)動電路、斬波限流驅(qū)動電路。

14)步進電機的矩頻特性：步進電機連續(xù)運行時所能接受的最高工作頻率，他與步距角一起決定執(zhí)行部件的最大

運行速度。

15)步進電機的調(diào)節(jié)特性：

17.干擾：

1)干擾三要素：干擾源、傳播途徑、接收載體。

2)抗干擾的措施：屏蔽、隔離、濾波、接地、軟件處理等。

3)干擾存在的形式：串模干擾、共模干擾。

4)干擾的耦合模式：靜電干擾、磁場耦合干擾、漏電耦合干擾、共阻抗干擾、電磁輻射干擾。

18.符號：

1)FMC：柔性制造單元

FMS：柔性制造系統(tǒng)

FML：柔性制造線

FAL：柔性裝配線

CIMS：計算機集成制造系統(tǒng)

RGV：有軌小車

AGV：自動導(dǎo)向小車 CAE：計算機輔助工程

CAPP：計算機輔助工藝編制

CAQ：機輔助質(zhì)量管理

2)CIMS的功能構(gòu)成：管理功能、設(shè)計功能、制造功能、質(zhì)量控制功能、集成控制與網(wǎng)絡(luò)功能、3)機器人共同點：機器人的動作機構(gòu)具有類似與人或其他生物的某些器官的功能、是一種自動機械裝置，可以

在無人參與下（獨立性），自動完成多種操作或動作功能，既具有通用性。可以在編程，程序流程可變，既具有柔性（適應(yīng)性）、具有不同程度的智能型。

4)機器人的機械配置形式最常見的是坐標：直角坐標、圓柱坐標、極坐標、關(guān)節(jié)型、平面關(guān)節(jié)型。

5)電火花加工必備條件：與工件的被加工表面之間必須保持一定間隙、必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進

行、必須采用脈沖電源。

6)刀具磨損破損檢測方法： 刀具、工件尺寸及相對距離測定法、放射線發(fā)、電阻法、光學圖像法、切削力法、切削溫度法、切削功率法、振動法、噪聲分析法、聲發(fā)射法、加工表面粗糙度法。

7)自動化制造系統(tǒng)常用輔助設(shè)備：清洗站、去毛刺設(shè)備、切削和冷卻液的處理。

例題1已知一傳動系統(tǒng)JL=2000kg*m2,Jm=500 kg*m2,傳動級數(shù)為n=3，試按傳動慣量最小原則，確定各級傳動比。

解：由負載角加速度最大原則確定總傳動比，i=

由等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則分配

2?3?13JLJm?2000500?2 1

i1?2

i2?2(2?1)3*i23?1(2?1)3?1.346 2*(i32)2

2?1=1.28 22(3?1)

3i3?2*(i3)2?1=1.16

驗算i=i1*i2*i3≈2滿足設(shè)計要求。

參考：

1.控制及信息處理單元一般由控制計算機、控制軟件和硬件接口電路組成。2.機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)機械技術(shù) 檢測技術(shù) 伺服技術(shù)信息技術(shù)等在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上有機的加以綜合，實現(xiàn)整個機械系統(tǒng)協(xié) 調(diào)工作而建立的一門新的科學技術(shù)。3.機電一體化產(chǎn)品按用途可以劃分為民用機電一體化、辦公機電一體化 和 產(chǎn)業(yè)機電一體化 產(chǎn)品。4.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量管理主要體現(xiàn)在質(zhì)量目標管理、實行可行性設(shè)計和進行設(shè)計質(zhì)量評審三個方面。5.機電一體化系統(tǒng)中，機械傳動要滿足伺服控制在精度、穩(wěn)定性 和 快速響應(yīng)性-等方面的要求。6.機電一體化的機械系統(tǒng)設(shè)計主要包括兩個環(huán)節(jié)靜態(tài)設(shè)計、動態(tài)設(shè)計。7.在機電一體化系統(tǒng)的驅(qū)動裝置中，位于前向通道閉環(huán)之內(nèi)的環(huán)節(jié)，其誤差的低頻分量對輸出精度基本無影響，而誤差的高頻分量-影 響系統(tǒng)的輸出精度。8.機電一體化系統(tǒng)，設(shè)計指標和評價標準應(yīng)包括性能指標 系統(tǒng)功能 使用條件 經(jīng)濟效益 9.機電一體化系統(tǒng)中常見的軸承包括滾動軸承 滑動軸承 靜壓軸承 磁軸承。10.機電一體化系統(tǒng)一般由機械本體 動力與驅(qū)動、接口、執(zhí)行機構(gòu) 傳感器檢測部分 控制及處理部分等部分組成。11.在機電一體化中傳感器輸出電信號的參量形式可以分為: 電壓輸出 電流輸出 頻率輸出三種形式。12.機電一體化產(chǎn)品中需要檢測的物理量分成電量和非電量兩種形式。13.機電一體化機械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的侍服性能，要求機械傳動部件轉(zhuǎn)動慣量小、阻力合理 阻尼合理 剛度大 抗振性好 間隙小 并滿足 小型、輕量等要求。14.機電一體化的核心是（控制器）15.機電一體化技術(shù)歸納為機械技術(shù) 檢測傳感技術(shù) 信處理技術(shù) 自動控制技術(shù) 伺服傳動技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)六個方面。16.從控制角度講，機電一體化可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。17.擬定機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計方案的方法有替代法、整體法、組合法。18.下列不屬于機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計方案的常用方法（個別設(shè)計法）A 替代法 B 整體設(shè)計法 C 組合法 19.衡量機電一體化系統(tǒng)可靠性高低的數(shù)量指標有概率指標和壽命指標。20.市場預(yù)測主要包括定期預(yù)測 和定量預(yù)測方法。21.在多級傳動中，為了減小傳動誤差，傳動比的分配應(yīng)遵守前小后大 原則。22.當負載折算到電機軸上的慣量等于轉(zhuǎn)子慣量 時，系統(tǒng)能達到慣性負載和驅(qū)動力矩的最佳匹配。23.機械傳動系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)傳動精度的誤差可分為傳動誤差 和回程誤差兩種。24.步進電動機又稱電脈沖馬達是通過脈沖的數(shù)量決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。25.對于交流感應(yīng)電動機其轉(zhuǎn)差率s的范圍為0

63.從電路上隔離干擾的三種常用方法是: 光電隔離，變壓器隔離，繼電器隔離。64.工作接地分為一點接地 多點接地。

65.某4極交流感應(yīng)電機，電源頻率為50Hz，轉(zhuǎn)速為1470r/min，則轉(zhuǎn)差率為0.02。66.一般來說，伺服系統(tǒng)的基本組成為控制器 功率放大器 執(zhí)行機構(gòu) 和檢測裝置等四大部分組成。67.實現(xiàn)步進電動機通電環(huán)形分配的三種常用方法是：1采用計算機軟件分配器 2小規(guī)模集成電路搭接的硬件分配器 3專用模塊分配器。

第五篇：《機電一體化》復(fù)習要點

《機電一體化》復(fù)習要點

一、考試形式：開卷

二、考試說明

1． 本課程綜合性強，知識面廣?？荚嚨哪康氖菐椭瑢W們總結(jié)所學的知識，同時清理自己在學習該時留下的空白部分，以便今后深入學習。

2． 考試題型除少量選擇題外，主要以分析題為主，主要考核同學們知識的全面性以及對所學知識的靈活應(yīng)用，不必死記硬背。

3． 同學們在答題時，積極思考和分析，不要拘泥于在書本中找答案。

三、主要復(fù)習要點

1． 機電一體化技術(shù)的主要組成技術(shù)，各自承擔的功能。

2． 與普通產(chǎn)品相比，機電一體化產(chǎn)品的特色和優(yōu)勢。

3． 數(shù)控系統(tǒng)的種類和特點。

4． 伺服電機的種類、特點和應(yīng)用。

5． 數(shù)控加工的基本原理和一般過程。

6． 機電系統(tǒng)中常用的結(jié)構(gòu)材料及其特點。

7． 導(dǎo)軌的種類及其特點。

8． 機器人的特點及其應(yīng)用。

9． 數(shù)字信號和模擬信號在機電系統(tǒng)中的應(yīng)用和處理。

10.工業(yè)控制計算機和普通家用計算機的區(qū)別。

11.步進電機的結(jié)構(gòu)、特點、應(yīng)用、調(diào)速方法和控制原理。

12.執(zhí)行元件的概念和用途。

13.常用傳感器的種類和用途。

14.能分析典型機電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成，明確各模塊的用途。

15.明確機電一體化系統(tǒng)中負擔控制、信息存儲、信號采集以及執(zhí)行功能的典型器件。

16.明確現(xiàn)代加工的發(fā)展方向，理解精密加工和超精密加工的含義和用途。