第一篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2階段練習(xí)題

江南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 第二階段練習(xí)題

考試科目:《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第三章至第四章（總分100分）

學(xué)習(xí)中心（教學(xué)點(diǎn)）批次： 層次： 專業(yè)： 學(xué)號： 身份證號： 姓名： 得分：

一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題1分，共10分。）

1、直線光柵傳感器屬于（）數(shù)字信號傳感器。

A、增量碼

B、絕對碼

C、BCD碼 D、格雷碼

2、在控制感性負(fù)載器件的直流功率接口中，為了保護(hù)功率管需要接入保護(hù)（）。A、電感

B、電阻

C、二極管 D、電容

3、為了消除A/D轉(zhuǎn)換期間由于信號變化產(chǎn)生誤差，需要采用（）電路。A、放大

B、采樣保持

C、模擬開關(guān) D、分壓

4、晶體管作為無觸點(diǎn)開關(guān)，其導(dǎo)通電阻和開路電阻，依次應(yīng)該（）。A、前大后小

B、前大后大

C、前小后小 D、前小后大

5、設(shè)計(jì)鍵盤程序時要考慮（）。

A、消抖功能和延時功能 B、單次響應(yīng)和延時功能 C、單次響應(yīng)功能和消抖功能

D、延時功能和批處理功能

6、過零比較器常用于對信號的（）。

A、電平轉(zhuǎn)換

B、整形

C、放大 D、阻抗匹配

7、有源濾波器比起無源濾波器，帶負(fù)載能力依次（）。

A、前強(qiáng)后弱

B、前弱后強(qiáng)

C、前弱后弱 D、前強(qiáng)后強(qiáng)

8、按信息傳遞方向分有兩種接口，它們是（）。

A、機(jī)械接口和物理接口 B、人機(jī)接口和機(jī)電接口 C、無源接口和有源接口

D、輸入接口和輸出接口

9、A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度依據(jù)對信號的（）頻率確定。A、傳送

B、變換

C、采樣 D、放大

10、在計(jì)測系統(tǒng)中如果需要濾除信號中的高頻干擾應(yīng)該使用（）。A、低通濾波器

B、比較電路

C、微分電路 D、高通濾波器

二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題2分，共10分。多選、少選、錯選均不得分。)

1、在機(jī)電接口的功率接口中常用的驅(qū)動元件有（）。A、功率晶體管 B、晶閘管 C、功率場效應(yīng)管 D、固態(tài)繼電器

2、以下哪些是數(shù)字濾波算法（）。

A、算術(shù)平均濾波 B、RC高通濾波 C、RC低通濾波 D、滑動平均濾波

3、傳感器的非線性補(bǔ)償采用的軟件方式包括（）。

A、定時法 B、計(jì)數(shù)法 C、計(jì)算法 D、查表法

4、光電編碼盤在系統(tǒng)中一般用于測量（）。

A、電機(jī)轉(zhuǎn)角

B、電機(jī)電流

C、電機(jī)溫升 D、電機(jī)轉(zhuǎn)速

5、濾波器的主要參數(shù)有（）。

A、截至頻率 B、線性度 C、品質(zhì)因素 D、帶寬

三、判斷題（本題共5小題，每小題1分，共5分。你認(rèn)為對的打“√”，錯的“×”，不需要改錯。）

1、軟件消抖法是指在鍵盤識別過程中采用觸發(fā)器。（）

2、SSR是固態(tài)繼電器的英文縮寫。（）

3、采用增益補(bǔ)償措施可以減少增益變動帶來的誤差。（）

4、相敏檢波電路是信號調(diào)制電路。（）

5、計(jì)算機(jī)對外部狀態(tài)采集方式可有兩種，一種是查詢方式，另一種是中斷方式。（）

四、填空題（本題共10小題，每空1分，共10分）

1、增益誤差補(bǔ)償又稱為

，采用軟件方法對系統(tǒng)增益漂移進(jìn)行補(bǔ)償，其原理和數(shù)字調(diào)零方法類似。

2、D/A轉(zhuǎn)換器中的數(shù)據(jù)鎖存器可用來實(shí)現(xiàn)多路數(shù)字信號

轉(zhuǎn)換。

3、撥碼盤的A端接高電平時，數(shù)據(jù)輸出為與撥碼盤位置相對應(yīng)的 碼。

4、多位 LED數(shù)碼管的顯示控制方式有靜態(tài)顯示和。

5、在信號采集系統(tǒng)中采用

能使得單個A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行多路信號轉(zhuǎn)換。

6、中值濾波是

的一種。

7、對矩陣式鍵盤的逐行逐列查詢方式稱作

法。

8、表達(dá)濾波器對通頻帶以外的頻率成分的衰減能力的參數(shù)是。

9、某光柵傳感器輸出兩路相位相差90度的A、B兩路脈沖，利用該兩脈沖的邊沿可得到柵距 的 細(xì)分信號。

10、機(jī)電一體化對檢測系統(tǒng)在性能方面的基本要求是

、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(qiáng)；靜、動態(tài)特性好。

五、簡答題(本題共6小題，每小題5分，共30分)

1、在什么情況下要對增量式脈沖傳感器的信號進(jìn)行細(xì)分？

2、請畫出模擬量檢測系統(tǒng)的構(gòu)成。

3、一般采用什么方法使得按鍵單次響應(yīng)？

4、在鍵盤輸入接口和數(shù)碼顯示接口中為了節(jié)省CPU時間應(yīng)采用哪種管理方法？為什么？

5、列舉幾種傳感器基本轉(zhuǎn)換電路。

6、五大結(jié)構(gòu)要素之間有幾種接口？是什么接口？

六、簡單應(yīng)用題（本題共2題，共15分）

1、一計(jì)測系統(tǒng)對一壓力值進(jìn)行檢測，壓力值的范圍為0---200MPa，當(dāng)輸入0MPa時，獲得的采樣轉(zhuǎn)換值為（以十進(jìn)制表示）0.5，當(dāng)輸入200 MPa時，獲得的采樣轉(zhuǎn)換值為（以十進(jìn)制表示）9.5。1）計(jì)算系統(tǒng)的靈敏度（每單位壓力的采樣轉(zhuǎn)換值）。2）當(dāng)采樣轉(zhuǎn)換值為5時，計(jì)算壓力值。（8分）

2、設(shè)計(jì)4X4矩陣式鍵盤的接口。說明鍵值如何產(chǎn)生。（7分）

七、綜合應(yīng)用題（本題共2題，每題10分，共20分）

1、某系統(tǒng)需要測量輸出軸的轉(zhuǎn)速，在輸出軸上已經(jīng)裝有均布120個凸齒金屬齒盤。

1）選擇傳感器，并說明測量原理；2）給出算法實(shí)現(xiàn)測量每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)；3）畫出計(jì)算機(jī)測量的接口路徑圖。

2、在一交流伺服電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，采用計(jì)算機(jī)通過變頻器對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，變頻器的輸入控制信號為0—5V的模擬信號，對應(yīng)的輸出頻率為0—50Hz，電機(jī)轉(zhuǎn)速為每分鐘0—1500轉(zhuǎn)。1）進(jìn)行控制輸出接口設(shè)計(jì)；2）如輸出轉(zhuǎn)速要求1200轉(zhuǎn)，微機(jī)輸出的數(shù)字量應(yīng)為多少？（采用MCS51 系列單片機(jī)作微控制器，DAC0832 作D/A轉(zhuǎn)換器）

附：參考答案：

一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題1分，共10分）

1、A

2、C

3、B

4、D

5、C

6、B

7、A

8、D

9、C

10、A

二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題2分，共10分。)

1、ABCD

2、AD

3、CD

4、AD

5、ACD

三、判斷題（本題共5小題，每小題1分，共5分。）

1、×

2、√

3、√

4、×

5、√

四、填空題（本題共10小題，每空1分，共10分）

1、校準(zhǔn)

2、同時

3、BCD

4、動態(tài)顯示

5、多路模擬開關(guān)

6、數(shù)字濾波

7、動態(tài)掃描

8、倍頻程選擇性

9、四

10、精度

五、簡答題(本題共6小題，每小題5分，共30分)

1、在檢測直線位移和轉(zhuǎn)角時采用增量式傳感器如直線光柵和光電編碼盤，傳感器的分辨率是以脈沖當(dāng)量表示即一個輸出脈沖所代表的位移量或轉(zhuǎn)角，為了達(dá)到要求的測量精度，脈沖當(dāng)量應(yīng)該足夠小，即當(dāng)傳感器的脈沖當(dāng)量和所允許的測量誤差相比不足夠小時就需要對傳感器信號進(jìn)行細(xì)分。

2、模擬量檢測系統(tǒng)的構(gòu)成：

*傳感器信號調(diào)理信號預(yù)處理A/D計(jì)算機(jī)

3、使得按鍵單次響應(yīng)，一般采用等待按鍵釋放后再對鍵進(jìn)行處理的方法。

4、在鍵盤輸入接口和數(shù)碼顯示接口中為了節(jié)省CPU時間應(yīng)該采用中斷管理方法。采用中斷方式定時讀取鍵盤和輸出顯示，其余時間CPU可處理其它功能。

5、傳感器基本轉(zhuǎn)換電路有分壓電路、差動電路、非差動橋式電路和調(diào)制電路等。

6、五大結(jié)構(gòu)要素之間有三種接口。它們是機(jī)械接口、信息接口和物理接口。

六、簡單應(yīng)用題（本題共2題，共15分）

9.5?0.5?0.045/MPa(4分)

1、解：（1）靈敏度=200（2）壓力值=（5-0.5）/0.045=100MPa（4分）

2、解：原理圖（4分）

鍵值產(chǎn)生辦法：1）列首號加行號；2）順序計(jì)數(shù)法，計(jì)數(shù)值即為鍵值。（3分）

以上方法只須回答一種

七、綜合應(yīng)用題（本題共2題，每題10分，共20分）

1、解：（1）由于金屬齒盤，可選擇磁阻式傳感器，磁阻是傳感器是在一永磁鐵上繞制一線圈，當(dāng)齒盤轉(zhuǎn)動切割磁力線造成回路磁阻變化使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢，當(dāng)磁盤轉(zhuǎn)動一周輸出120個脈沖。

+U_（3分）

注：采用光電傳感器也可，關(guān)鍵是輸出120個脈沖

（2）設(shè)f?脈沖頻率,n=每分鐘轉(zhuǎn)速

n?60f?0.5f 120f——齒盤為單齒時每秒鐘脈沖個數(shù) 120測量方法：對傳感器信號計(jì)數(shù)0.5秒，計(jì)數(shù)值即為n(4分)

（3）接口路徑（3分）

計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)器傳感器放大整形電平轉(zhuǎn)換

2、解：

（1）根據(jù)變頻器的要求，需要0—5V模擬電壓。因此需要采用D/A轉(zhuǎn)換器將計(jì)算機(jī)的輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為0-5V模擬量。（5分）

8計(jì)算機(jī)地址D/A轉(zhuǎn)換器電壓變換變頻器控制線

（2）DAC0832為8位D/A轉(zhuǎn)換器，因此對應(yīng)0—5V轉(zhuǎn)換電壓的二進(jìn)制值為00H-FFH，即0-255，***0??255?204轉(zhuǎn)換二進(jìn)制值為CCH，所以微機(jī)輸出為CCH（5分），n?。255n1500

第二篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)第3階段練習(xí)題

江南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 第三階段練習(xí)題

考試科目:《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第五章至第七章（總分100分）

學(xué)習(xí)中心（教學(xué)點(diǎn)）批次： 層次： 專業(yè)： 學(xué)號： 身份證號： 姓名： 得分：

一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題1分，共10分。）

1、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電路形式中性能最好的是（）。

A、高低壓電源

B、單管驅(qū)動

C、單電源 D、斬波恒流

2、脈沖寬度調(diào)制用（）表示。

A、SAH

B、LED

C、PWM D、LCD

3、改變控制脈沖的頻率可以改變步進(jìn)電機(jī)（）。

A、脈沖當(dāng)量

B、步距角

C、轉(zhuǎn)角 D、轉(zhuǎn)速

4、大慣量直流電機(jī)負(fù)載能力（），而小慣量直流電機(jī)動態(tài)特性好。A、強(qiáng)

B、小

C、弱 D、一般

5、步進(jìn)電機(jī)常用于（）控制系統(tǒng)中作執(zhí)行元件。

A、閉環(huán)

B、半閉環(huán)

C、開環(huán) D、前饋

6、過零比較器常用于對信號的（）。

A、電平轉(zhuǎn)換

B、整形

C、放大 D、阻抗匹配

7、關(guān)于PI、PD、PID校正，下列說法正確的是（）A、PI校正可獲得快速響應(yīng)，但是存在穩(wěn)態(tài)誤差 B、PID校正可獲得快速響應(yīng)、并消除穩(wěn)態(tài)誤差 C、PD校正可獲得快速響應(yīng)、并消除穩(wěn)態(tài)誤差 D、PD校正降低響應(yīng)速度、但消除穩(wěn)態(tài)誤差

8、離散系統(tǒng)在時域內(nèi)常用（）來描述。

A、歐拉方程

B、微分方程

C、差分方程 D、Z傳遞函數(shù)

9、對于提高系統(tǒng)可靠性，以下說法不正確的是（）。A、對功率接口采用升額設(shè)計(jì)提高可靠性 B、采用抗干擾措施提高可靠性 C、采用故障診斷技術(shù)提高可靠性 D、通過元器件的合理選擇提高可靠性

10、直流伺服電機(jī)驅(qū)動器的內(nèi)阻增大使得電機(jī)的機(jī)械特性（）。A、變硬

B、變軟

C、變大 D、變小

二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題2分，共10分。多選、少選、錯選均不得分。)

1、伺服系統(tǒng)的構(gòu)成除了被控對象還有（）。

A、執(zhí)行元件 B、比較元件 C、測量反饋元件 D、調(diào)節(jié)元件

2、步進(jìn)電機(jī)脈沖分配方式有（）。

A、硬件分配 B、軟件分配 C、脈沖分配 D、模擬分配

3、產(chǎn)品性能指標(biāo)從設(shè)計(jì)角度可劃分為（）。

A、安全指標(biāo) B、尋常指標(biāo) C、特征指標(biāo) D、優(yōu)化指標(biāo)

4、以下哪些影響伺服系統(tǒng)精度？（）。

A、各組成元件的誤差 B、執(zhí)行元件形式 C、伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) D、輸入指令形式

5、在選擇控制器的微型機(jī)時主要考慮（）等因素。

A、成本 B、計(jì)算速度 C、系統(tǒng)規(guī)模 D、計(jì)算精度

三、判斷題（本題共5小題，每小題1分，共5分。你認(rèn)為對的打“√”，錯的“×”，不需要改錯。）

1、一階系統(tǒng)也存在穩(wěn)定性問題。（）

2、設(shè)計(jì)閉環(huán)伺服系統(tǒng)首先要保證系統(tǒng)的精度。（）

3、當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率遠(yuǎn)低于伺服電動機(jī)的固有頻率時，伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性主要取決于機(jī)械系統(tǒng)。（）

4、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法是把系統(tǒng)中環(huán)節(jié)都抽象成數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析研究。（）

5、伺服電動機(jī)在快速啟動時的負(fù)載轉(zhuǎn)矩一般比正常運(yùn)行時大得多，所以電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩常按正常運(yùn)行時的負(fù)載轉(zhuǎn)矩來確定。（）

四、填空題（本題共10小題，每空1分，共10分）

1、系統(tǒng)的阻尼比是一個既影響系統(tǒng)

，又影響系統(tǒng)快速響應(yīng)性的參數(shù)。

2、計(jì)算機(jī)對外部狀態(tài)采集方式可有兩種，一種是查詢方式，另一種是。

3、如果負(fù)載等效慣量和電機(jī)慣量不匹配一般調(diào)節(jié)

使之匹配。

4、PID控制器兼有比例、積分和

三種基本控制規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)。

5、機(jī)電產(chǎn)品的性能指標(biāo)可分為功能性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和。

6、步進(jìn)電機(jī)有反應(yīng)式、永磁式和

三種類型。

7、伺服系統(tǒng)僅包含二個

環(huán)節(jié)的系統(tǒng)稱作II型系統(tǒng)。

8、在控制裝置中存在三類干擾：供電干擾、過程通道干擾和。

9、電機(jī)角速度和電樞電壓之間的關(guān)系稱做直流伺服電機(jī)的 特性。

10、直流伺服電機(jī)的速度控制方法是產(chǎn)生

脈沖經(jīng)H型橋式驅(qū)動電路控制電樞電壓。

五、簡答題(本題共6小題，每小題5分，共30分)

1、簡述獲得脈沖傳遞函數(shù)一般方法。

2、控制系統(tǒng)增加可靠性的軟件方法有哪些措施？

3、伺服系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性的兩個含義是什么？分別用什么參數(shù)來描述？

4、建立被控對象數(shù)學(xué)模型的方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？

5、簡述用硬件方法產(chǎn)生PWM脈沖的原理。

6、簡述何謂啟動矩頻特性。

六、簡單應(yīng)用題（本題共2題，共15分）

1、一個直流伺服電機(jī)在空載情況下電樞電壓和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為：對應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速0到每分鐘2000轉(zhuǎn)，電樞電壓為0到40V，采用PWM方式進(jìn)行速度控制，試計(jì)算當(dāng)控制轉(zhuǎn)速為每分鐘1500轉(zhuǎn)時的控制脈沖的占空比。（8分）

2、一絲杠傳動的工作臺系統(tǒng)，為二階系統(tǒng)。折算到絲桿軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量Js=0.0583kg?m，折算到絲桿軸的總等效扭轉(zhuǎn)剛度Ks=1.9X10N?m/rad，試計(jì)算該系統(tǒng)的扭振固有頻率ωn。（7分）

4七、綜合應(yīng)用題（本題共2題，每題10分，共20分）

1、在一個傳動系統(tǒng)中，輸出軸到電機(jī)軸之間通過傳動比i1、i2傳動，傳動效率為η，各軸及其上齒輪的轉(zhuǎn)動慣量相應(yīng)為J1、J2、J3，輸出軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩為TL，電機(jī)最大角加速度為ε。1）試給出等效到電機(jī)軸的等效負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量表達(dá)式。（3分）2）試給出等效到電機(jī)軸的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩表達(dá)式。（3分）3）給出所需電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩表達(dá)式。（4分）

2、一半閉環(huán)控制系統(tǒng)，執(zhí)行元件為直流伺服電機(jī)，電機(jī)直接驅(qū)動滾珠絲杠帶動一工作臺移動，已知絲杠導(dǎo)程為8mm，控制器的輸出信號控制電機(jī)驅(qū)動器。1）計(jì)算傳動系數(shù)；（2分）2）畫出該半閉環(huán)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；（4分）3）給出系統(tǒng)傳遞函數(shù)。（4分）

附：參考答案：

一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題1分，共10分）

1、D

2、C

3、D

4、A

5、C

6、B

7、B

8、C

9、A

10、B

二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題2分，共10分。)

1、ABCD

2、AB

3、BCD

4、ACD

5、ABCD

三、判斷題（本題共5小題，每小題1分，共5分。）

1、×

2、×

3、√

4、√

5、×

四、填空題（本題共10小題，每空1分，共10分）

1、穩(wěn)定性

2、中斷方式

3、傳動比

4、微分

5、安全性指標(biāo)

6、混合式

7、積分

8、空間干擾

9、調(diào)節(jié)

10、PWM或脈沖寬度調(diào)制

五、簡答題(本題共6小題，每小題5分，共30分)

1、獲得脈沖傳遞函數(shù)方法：一般(1)、建立系統(tǒng)連續(xù)方程；(2)、方程離散化；（3、)對離散方程求Z變換；(4)、求出輸出信號的Z變換和輸入信號的Z變換比值即為系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)。

2、控制系統(tǒng)增加可靠性的軟件方法主要有：（1）軟件測試，消除軟件中的隱患；（2）容錯設(shè)計(jì)，使產(chǎn)生錯誤不致造成系統(tǒng)崩潰；（3）糾錯設(shè)計(jì)，錯誤發(fā)生能自動回到正確狀態(tài)運(yùn)行；（4）抗干擾設(shè)計(jì)，主動杜絕由于干擾引起的系統(tǒng)出錯；（5）故障診斷，主動檢測故障，使故障在未發(fā)生前預(yù)報，或發(fā)生后采取措施。

3、伺服系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性有兩方面的含義，一是指動態(tài)響應(yīng)過程中，輸入量跟隨輸入指令信號的迅速程度，二是指動態(tài)響應(yīng)過程結(jié)束的迅速程度。分別用上升時間和調(diào)整時間來描述。

4、建立被控對象數(shù)學(xué)模型的方法有分析法和實(shí)驗(yàn)法。分析法可反映被控對象的本質(zhì)，建立機(jī)理模型。實(shí)驗(yàn)法可對無法建立機(jī)理模型的系統(tǒng)建立辨識模型。

5、用硬件方法產(chǎn)生PWM脈沖方法一般由三角波發(fā)生器,加法器和比較器組成.三角波發(fā)生器用于產(chǎn)生一定平率的三角波Ut，該三角波經(jīng)加法器與輸入的指令U1相加產(chǎn)生信號U1+Ut，然后送入比較器，產(chǎn)生受指令電平控制的脈寬可變矩形波，即脈寬調(diào)制波。

注：圖可不畫。

6、啟動矩頻特性是指步進(jìn)電動機(jī)在有外加負(fù)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與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的對應(yīng)關(guān)系。

六、簡單應(yīng)用題（本題共2題，共15分）

1、解：

對應(yīng)0-40V ,需要0-100%占空比

1500XY3??? 4000401004 X——電壓 Y——占空比

所以，占空=75%

2、解：

?n?Ks Js

Ks——為機(jī)械系統(tǒng)折算到絲杠軸上的總當(dāng)量扭轉(zhuǎn)剛度 Js——折算到絲杠軸上的系統(tǒng)慣量 1.9?104?n??571 1/s

0.0583

七、綜合應(yīng)用題（本題共2題，每題10分，共20分）

1、解：（1）等效負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量（3分）

J?J1?J3J2 ?222i1i1i2（2）等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩（3分）

TZ?TL

式中：i=i1i2 ?i（3）等效電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（4分）

TM?[(Jm?J）??

2、解： 解：（1）i?TLi]/? 式中Jm是電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量

12??=0.785（轉(zhuǎn)動到移動的傳動系數(shù)）（2分）

P/2?P轉(zhuǎn)角1/SQ(S)（2）系統(tǒng)框圖（4分）

指令R(S)K1控制器K2驅(qū)動器KmTS+1電機(jī)Kj

（3）傳遞函數(shù)：（4分）

第三篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、動力系統(tǒng)（動力源）、傳感檢測系統(tǒng)（傳感器）、執(zhí)行元件系統(tǒng)（如電動機(jī)）等五個子系統(tǒng)組成。

2、系統(tǒng)必須具有以下三大“目的功能”：①變換（加工、處理）功能；②傳遞（移動、輸送）功能；③儲存（保持、積蓄、記錄）功能。

3的變換、調(diào)整功能，可將接口分成四種：1）零接口；2）無源接口；3）有源接口；4）智能接口。

4、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮方法通常有：機(jī)電互補(bǔ)法、結(jié)合（融合）法和結(jié)合法。

5擦、低慣量、高強(qiáng)度、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊纫蟆?/p>

6、為達(dá)到上述要求，主要從以下幾個方面采取措施：

1）采用低摩擦阻力的傳動部件和導(dǎo)向支承部件，如采用滾珠絲杠副、滾動導(dǎo)向支承、動（靜）壓導(dǎo)向支承等。

2如用加預(yù)緊的方法提高滾珠絲杠副和滾動導(dǎo)軌副的傳動和支承剛度；采用大扭矩、寬調(diào)速的直流或交流伺服電機(jī)直接與絲杠螺母副連接以減少中間傳動機(jī)構(gòu)；絲杠的支承設(shè)計(jì)中采用兩端軸向預(yù)緊或預(yù)拉伸支承結(jié)構(gòu)等。

3的等效動慣量，盡可能提高加速能力。

5如選用復(fù)合材料等來提高剛度和強(qiáng)度，減輕重量、縮小體積使結(jié)構(gòu)緊密化，以確保系統(tǒng)的小型化、輕量化、高速化和高可靠性化。

第四篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)第3階段測試題

江南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 第三階段測試卷

考試科目:《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第五章至第七章（總分100分）時間：90分鐘

學(xué)習(xí)中心（教學(xué)點(diǎn)）批次： 層次： 專業(yè)： 學(xué)號： 身份證號： 姓名： 得分：

一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題1分，共10分。）

1、直流伺服電機(jī)的速度數(shù)字控制方法通常是（）。

A、脈寬調(diào)制

B、頻率調(diào)制

C、幅值調(diào)制 D、相位調(diào)制

2、伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性僅和系統(tǒng)的（）有關(guān)。

A、輸入信號

B、輸出信號

C、干擾信號 D、固有參數(shù)

3、在半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)中常用光電編碼盤測量電機(jī)轉(zhuǎn)速和（）。A、扭矩

B、電流

C、溫升 D、角位移 4.在開環(huán)伺服系統(tǒng)中，傳動系統(tǒng)的間隙會帶來（）。

A、不穩(wěn)定

B、死區(qū)誤差

C、超調(diào) D、阻尼

5、系統(tǒng)的剛度越大、慣量越小，則該系統(tǒng)的固有頻率（）。A、越高

B、越低

C、不變 D、不定

6、控制器中的微機(jī)目前常用的有可編程控制器、（）和工控機(jī)。A、PC

B、單片機(jī)

C、PLC D、IPC

7、脈沖傳遞函數(shù)是用于描述（）的數(shù)學(xué)模型。

A、線性系統(tǒng)

B、離散系統(tǒng)

C、非線性系統(tǒng) D、鎮(zhèn)定系統(tǒng)

8、步進(jìn)電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩隨啟動頻率升高而（）。

A、增大

B、不變

C、降低 D、不定

9、關(guān)于半閉環(huán)和全閉環(huán)控制，以下說法正確的是（）。A、兩者區(qū)別在于傳感器檢測位置不同 B、前者精度高，后者精度低 C、兩者沒有區(qū)別

D、前者難以實(shí)現(xiàn)，后者易實(shí)現(xiàn)

10、關(guān)于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，以下說法正確的是（）。A、斬波限流驅(qū)動電路往往采用較低的單電源供電 B、高低壓驅(qū)動電路效率高

C、斬波限流驅(qū)動電路出力大、功耗小、效率高 D、單電源驅(qū)動電路出力大、功耗小

二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題2分，共10分。多選、少選、錯選均不得分。)

1、伺服系統(tǒng)的誤差有（）。

A、穩(wěn)態(tài)誤差 B、靜態(tài)誤差 C、隨機(jī)誤差 D、動態(tài)誤差

2、步進(jìn)電機(jī)的控制要考慮（）。

A．啟動過程升速控制 Ｂ．低轉(zhuǎn)速控制 Ｃ．停止過程降速控制 Ｄ．使電機(jī)連續(xù)工作

3、直流伺服電機(jī)的動態(tài)特性主要受（）的影響。

A、動態(tài)誤差 B、機(jī)械慣量 C、跟蹤誤差 D、電磁慣量

4、采用冗余技術(shù)提高控制裝置的可靠性，常用冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有（）。A、混聯(lián)結(jié)構(gòu) B、并聯(lián)結(jié)構(gòu) C、后備結(jié)構(gòu) D、串聯(lián)結(jié)構(gòu)

5、進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的充分條件是（）。

A、可選擇性 B、靈活性 C、互補(bǔ)性 D、等效性

三、判斷題（本題共5小題，每小題1分，共5分。你認(rèn)為對的打“√”，錯的“×”，不需要改錯。）

1、一個節(jié)拍的控制脈沖控制步進(jìn)電機(jī)使得執(zhí)行器獲得的相應(yīng)運(yùn)動量稱為步距角。（）

2、在伺服系統(tǒng)中負(fù)載等效慣量大于執(zhí)行元件的慣量才能獲得較好的動態(tài)特性。（）

3、系統(tǒng)總體技術(shù)是系統(tǒng)工程在機(jī)電一體化技術(shù)中的具體應(yīng)用。（）

4、步進(jìn)電機(jī)單雙相輪流通電時電機(jī)具有較大負(fù)載能力。（）

5、性能指標(biāo)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有影響，但對設(shè)計(jì)方法沒有影響。（）

四、填空題（本題共10小題，每空1分，共10分）

1、伺服系統(tǒng)按控制方式可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和

系統(tǒng)。

2、機(jī)電一體化系統(tǒng)對伺服系統(tǒng)的要求是穩(wěn)定性、精度和。

3、開環(huán)伺服系統(tǒng)中無

元件、結(jié)構(gòu)簡單，但精度低；閉環(huán)伺服系統(tǒng)直接對輸出量檢測和反饋，精度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。

4、離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)又稱為。

5、假如反饋控制系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)都是理想的，沒有慣性、、剛度為無窮大，則系統(tǒng)為一階系統(tǒng)。

6、步進(jìn)電機(jī)的斬波限流驅(qū)動電路的恒流原理是對電機(jī)繞組

閉環(huán)控制。

7、系統(tǒng)的 越小，響應(yīng)速度越快，但振蕩趨勢越大，系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。

8、由絲桿螺母機(jī)構(gòu)的綜合拉壓剛度的變化引起的的誤差稱作。

9、設(shè)計(jì)閉環(huán)伺服系統(tǒng)首先要保證系統(tǒng)的。

10、選擇電動機(jī)的主要依據(jù)參數(shù)是負(fù)載。

五、簡答題(本題共6小題，每小題5分，共30分)

1、步進(jìn)電機(jī)常用哪幾種驅(qū)動電路？試比較性能。

2、請畫出采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動的數(shù)控工作臺半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。

3、何謂鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)？

4、簡述伺服電機(jī)選擇的基本步驟。

5、一個五相步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子齒數(shù)為100，當(dāng)采用單相雙相輪流通電時，步距角是多少？

6、試畫出微型機(jī)控制系統(tǒng)基本框圖。

六、簡單應(yīng)用題（本題共2題，共15分）

1、二階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，設(shè)k1=4,k2=10,T=0.001，求系統(tǒng)固有頻率，阻尼比。

（8分）

2、在一個機(jī)電系統(tǒng)中要求控制器輸出一路脈沖作為步進(jìn)電機(jī)基本控制脈沖，1）說明脈沖的產(chǎn)生方法；

2）說明步進(jìn)電機(jī)變速控制方法。（7分）

七、綜合應(yīng)用題（本題共2題，每題10分，共20分）

1、給出伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟和要點(diǎn)。

2、如圖所示的機(jī)電傳動系統(tǒng)，減速機(jī)構(gòu)為兩級減速箱，已知齒輪齒數(shù)之比z2/z1=3，z4/z3=5，減速機(jī)構(gòu)的效率ηc＝0.90，各齒輪的慣量分為J1=20kgm，J2=70kgm，J3=40kgm，J4=200kgm，電動機(jī)的慣量Jm = 300kgm，負(fù)載慣量JL=450kgm，負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2=480Nm，試求：1）折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tz ；（5分）2）折算到電動機(jī)軸上的系統(tǒng)慣量Jz（5分）

222

附：參考答案：

一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題1分，共10分）

1、A

2、D

3、D

4、B

5、A

6、B

7、B

8、C

9、A

10、C

二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題2分，共10分。)

1、ABD

2、AC

3、BD

4、BC

5、CD

三、判斷題（本題共5小題，每小題1分，共5分。）

1、×

2、×

3、√

4、√

5、×

四、填空題（本題共10小題，每空1分，共10分）

1、閉環(huán)控制

2、快速響應(yīng)性

3、檢測反饋

4、Z傳遞函數(shù)

5、沒有阻尼

6、電流

7、阻尼

8、定位誤差

9、穩(wěn)定性

10、轉(zhuǎn)矩

五、簡答題(本題共6小題，每小題5分，共30分)

1、步進(jìn)電機(jī)的常用驅(qū)動電路有三種：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。單電源驅(qū)動電路：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、電流波形差、效率低、出力小，主要用于速度低的小型步進(jìn)電機(jī)。雙電源驅(qū)動電路：和單電源驅(qū)動電路相比，輸出電流波形、輸出轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行頻率都有較大改善，但效率仍較低。斬波限流驅(qū)動電路：效率高、功耗小、出力大，目前廣泛采用。

2、采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動的數(shù)控工作臺半閉環(huán)伺服系統(tǒng)是一個位置伺服系統(tǒng)，組成環(huán)節(jié)有比較器、控制器K1、驅(qū)動器K2、直流電機(jī)G1（s）、G2（s）、轉(zhuǎn)速測量反饋環(huán)節(jié)Kw、位置測量反饋環(huán)節(jié)Kp，檢測元件檢測電機(jī)軸，因此閉環(huán)內(nèi)不包含其它機(jī)械系統(tǒng)。其系統(tǒng)框圖如下：

3、鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)按系統(tǒng)輸出類型分類的三種控制系統(tǒng)。鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)的輸出為常量，在外界干擾作用下控制輸出保持常量的系統(tǒng)，比如恒溫、恒壓控制系統(tǒng)。隨動系統(tǒng)的輸出可大范圍跟隨輸入或反饋的指令變化，如雷達(dá)系統(tǒng)，位置、力等伺服系統(tǒng)等。程序控制系統(tǒng)的輸出按預(yù)定程序變化，如機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，輸入按零件加工工藝編制的加工程序，機(jī)床的工作即按程序被控制。

4、伺服電機(jī)選擇的基本步驟：首先根據(jù)作用在電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩初選電機(jī)，然后驗(yàn)算功率、匹配轉(zhuǎn)動慣量。

作用在電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩由兩部分組成，一是等效到電機(jī)軸端的傳動或執(zhí)行機(jī)構(gòu)中所受各力等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩Td，二是啟動或加速時作用于電機(jī)軸端的慣性轉(zhuǎn)矩Tg，Tm=（Td+Tg）/η，η為傳動效率，Tg=(Jm+Jd)ε，Jd是傳動或執(zhí)行機(jī)構(gòu)等效到電機(jī)軸端的等效轉(zhuǎn)動慣量，Jm是電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量，ε是電機(jī)角加速度。

慣量匹配按1/4? Jd/Jm?1原則匹配。

5、一個五相步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子齒數(shù)為100，當(dāng)采用單相雙相輪流通電時，步距角α=360/ZKM，Z轉(zhuǎn)子齒數(shù)，K通電系數(shù)：單相雙相輪流通電時為2，M為電機(jī)相數(shù)。因此根據(jù)已知條件計(jì)算步距角為0.36度。

6、微型機(jī)控制系統(tǒng)基本框圖：

進(jìn)入、輸出計(jì)算機(jī)的量需要經(jīng)A/D（轉(zhuǎn)換為數(shù)字量）、D/A（轉(zhuǎn)換成模擬量），控制器是以軟件為主的數(shù)字控制器。

六、簡單應(yīng)用題（本題共2題，共15分）

1、解：由圖可知系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：

K1K?2C(s)

?TS?1S（2分）

K1KR(s)1??2TS?1S將上式換成標(biāo)準(zhǔn)形式：

KKC(s)?212R(s)TS?S?K1K2分子、分母除以T得：

K1K2/TC(s)（2分）?2R(s)S?S/T?K1K2/T從式中：固有頻率?n?K1K2=200（2分）T1=2.5(2分)

K1K2T阻尼比??

2、解： 12（1）如從8031的P1.0口輸出脈沖（如圖）（2分）

脈沖信號產(chǎn)生方法：采用8031內(nèi)部定時器，定時使P1.0口線輪流置“1”清“0”，置位和清零P1.0口線由定時器中斷服務(wù)程序完成（2分）

（2）調(diào)節(jié)脈沖頻率就可調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，脈沖頻率調(diào)節(jié)依靠改變定時器的定時時間常數(shù)來完成。（3分）

七、綜合應(yīng)用題（本題共2題，每題10分，共20分）

1、解：

（1）設(shè)計(jì)要求分析，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（要點(diǎn)：選擇控制方式、傳動系統(tǒng)、初選執(zhí)行元件、傳感器等）（2分）

（2）系統(tǒng)性能分析（要點(diǎn)：對方案進(jìn)行分析，例如穩(wěn)定性精度、快速響應(yīng)性分析）（2分）

（3）執(zhí)行元件及傳感器的選擇（要點(diǎn)：根據(jù)負(fù)載的精度等、等效負(fù)載）（2分）

（4）機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)（要點(diǎn)：消除傳動間隙、穩(wěn)定精度、減小摩擦）（2分）

（5）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1分）

（6）系統(tǒng)性能重查（1分）

（7）系統(tǒng)測試實(shí)驗(yàn)

（8）系統(tǒng)設(shè)計(jì)定案

2、解：

Tz——折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Jz——折算到電動機(jī)軸上的系統(tǒng)慣量

第五篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)第1階段測試題

江南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 第一階段測試卷

考試科目:《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第一章至第二章（總分100分）時間：90分鐘

江蘇無錫江大網(wǎng)院生產(chǎn)力促進(jìn)中心 學(xué)習(xí)中心（教學(xué)點(diǎn)）

批次：

201209

層次：

高起專

專業(yè)：

機(jī)械制造與自動化

學(xué)號：

身份證號：

姓名：

得分：

一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題1分，共10分。）

1、在高精度、大負(fù)荷傳動系統(tǒng)中滾珠絲杠一般應(yīng)采用（B）支承方法。A、一端自由

B、一端游動

C、一端固定

D、兩端固定

2、機(jī)電一體化系統(tǒng)對傳動系統(tǒng)的要求是轉(zhuǎn)動慣量小、（C）。

A、剛度大、阻尼小

B、剛度小、阻尼大

C、剛度大、阻尼合適

D、剛度小、阻尼合適

3、以下哪種方法不屬于滾珠絲杠消除反向間隙的方法？（B）。

A、雙螺母墊片調(diào)隙法 B、偏心軸套調(diào)整法 C、雙螺母螺紋調(diào)隙法 D、雙螺母齒差調(diào)隙法

4、機(jī)電一體化產(chǎn)品是指采用機(jī)電一體化技術(shù)，在（C）基礎(chǔ)上創(chuàng)造出來的新機(jī)電產(chǎn)品。A、機(jī)電產(chǎn)品

B、電子產(chǎn)品

C、機(jī)械產(chǎn)品 D、光電產(chǎn)品

5、諧波齒輪減速器由諧波發(fā)生器、剛輪和（A）組成。

A、柔輪

B、軸銷

C、從動輪 D、主動輪

6、滾動直線導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)很小，為滑動導(dǎo)軌的（D）左右。A、1/20

B、1/30

C、1/40 D、1/50

7、滾珠絲杠在垂直安裝時要注意其（B）的缺點(diǎn)，采取相應(yīng)的措施。A、質(zhì)量大

B、不自鎖

C、效率低 D、阻尼大

8、機(jī)電一體化系統(tǒng)的操作功能是由以下哪個結(jié)構(gòu)要素完成的？（D）A、動力源

B、傳感器

C、計(jì)算機(jī)

D、執(zhí)行元件

9、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床屬于哪種類型的機(jī)電一體化產(chǎn)品？（A）

A、功能附加型

B、機(jī)電融合型

C、功能替代型 D、普通機(jī)械型

10、直齒輪傳動消除反向傳動間隙常用（B）錯齒調(diào)節(jié)法。

A、螺紋

B、雙片齒輪

C、墊片 D、單片齒輪

二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題2分，共10分。多選、少選、錯選均不得分。)

1、機(jī)械系統(tǒng)一般由（ABCD）組成。

A、傳動機(jī)構(gòu) B、導(dǎo)向機(jī)構(gòu) C、支承機(jī)構(gòu) D、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2、機(jī)電一體化技術(shù)的六項(xiàng)共性關(guān)鍵技術(shù)是機(jī)械技術(shù)、檢測與傳感技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)、（ABD）。

A、自動控制技術(shù) B、伺服驅(qū)動技術(shù) C、液壓與氣動技術(shù) D、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)

3、機(jī)電一體化對工業(yè)三大要素的作用是（ABD）。

A、省資源

B、信息智能化

C、信息傳送

D、省能源

4、機(jī)電一體化系統(tǒng)的操作功能是由以下哪些結(jié)構(gòu)完成的？（AD）A、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

B、傳感器

C、計(jì)算機(jī)

D、執(zhí)行元件

5、下面哪些產(chǎn)品屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品中的機(jī)電融合型產(chǎn)品？（BD）A、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床

B、加工中心

C、線切割機(jī)床 D、復(fù)印機(jī)

三、判斷題（本題共5小題，每小題1分，共5分。你認(rèn)為對的打“√”，錯的“×”，不需要改錯。）

1、滾珠絲杠傳動效率比梯形螺紋絲杠的高五倍左右。（×）

2、機(jī)電融合型產(chǎn)品的技術(shù)附加值最高。（√）

3、采用雙螺母預(yù)緊的方法消除滾珠絲杠的傳動間隙可提高傳動精度和剛度。（√）

4、滾珠絲杠的剛度不影響傳動精度。（×）

5、在選用滾動直線導(dǎo)軌時除了要考慮工作載荷、精度、速度等使用條件外，還要對剛度、摩擦特性等綜合考慮。（√）

四、填空題（本題共10小題，每空1分，共10分）

1、滾珠絲杠的計(jì)算載荷Fc和載荷性質(zhì)、工作精度、滾道實(shí)際硬度有關(guān)。

2、滾珠絲杠的滾珠循環(huán)形式有內(nèi)循環(huán)和 外循環(huán) 兩種。

3、在傳動系統(tǒng)中采用滾動摩擦副器件可大大減小摩擦力的變化，并提高傳動靈敏度，有利于克服 爬行 現(xiàn)象。

4、機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)是應(yīng)用 系統(tǒng)總體 技術(shù)，從整體目標(biāo)出發(fā)，綜合分析產(chǎn)品的性能要求，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品整體優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程。

5、通常在進(jìn)行剛度驗(yàn)算時，要求滾珠絲杠在工作長度的總變形量應(yīng)小于傳動精度的 1/2。

6、機(jī)電一體化乃是在機(jī)械的 主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。

7、塑料導(dǎo)軌帶的特點(diǎn)是摩擦系數(shù)低且穩(wěn)定、動靜摩擦系數(shù)相近、耐磨性好 好并吸收振動。

8、滾動直線導(dǎo)軌的截面形狀有 矩形 和梯形兩種。

9、熱變形式執(zhí)行機(jī)構(gòu)是利用 電熱元件 通電后產(chǎn)生熱變形實(shí)現(xiàn)微位移的。

10、錐環(huán)無鍵連軸器能夠?qū)崿F(xiàn) 無間隙 連接傳遞扭矩。

五、簡答題(本題共6小題，每小題5分，共30分)

1、機(jī)電一體化的實(shí)質(zhì)是什么？

答：機(jī)電一體化的實(shí)質(zhì)是應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法來分析研究機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)，綜合運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)，通過各種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部各組成部分合理匹配和外部整體效能最佳。

2、機(jī)電一體化產(chǎn)品有哪些設(shè)計(jì)類型？各有何特點(diǎn)？

答：機(jī)電一體化產(chǎn)品有三種設(shè)計(jì)類型：開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)。開發(fā)型設(shè)計(jì)是一個從無導(dǎo)游的創(chuàng)造過程，實(shí)在沒有樣板參照的情況下，根據(jù)功能和性能要求，根據(jù)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)原理，未滿足市場需求所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。適應(yīng)性設(shè)計(jì)是在原有產(chǎn)品總的方案原理基本不變的情況下，對產(chǎn)品的某些局部加以變動和改進(jìn)，一增加功能提高性能和質(zhì)量或降低成本為目的所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。變異性設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，通過改變尺寸、速度、力或功率等參數(shù)，一滿載市場對產(chǎn)品規(guī)格方面的需求所進(jìn)行的系列化設(shè)計(jì)。

3、給出機(jī)電一體化系統(tǒng)五大功能要素和結(jié)構(gòu)要素圖。

答：機(jī)電一體化武大功能要素圖A,機(jī)電一體化五大結(jié)構(gòu)要素圖B

4、說明滾珠絲杠的選擇方法。

答：

1、首先根據(jù)工作載荷計(jì)算出計(jì)算載荷F2、計(jì)算定額懂載荷

3、根據(jù)懂載荷值選擇絲杠參數(shù)

4、穩(wěn)定性運(yùn)算

5、剛度驗(yàn)算

6、功率驗(yàn)算

5、機(jī)械系統(tǒng)要達(dá)到機(jī)電一體化系統(tǒng)的要求應(yīng)采取哪些措施？ 答：

1、采用低摩擦阻力傳導(dǎo)向部件

2、縮短傳動鏈

3、最佳傳動比

4、消除運(yùn)動間隙

5、提高傳動支承剛度

6、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法應(yīng)用

6、何謂功能替代型產(chǎn)品？

答：功能替代產(chǎn)品采用微電子技術(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)品節(jié)后簡化，性能提高，柔性增加。如電子縫紉機(jī)、自動照相機(jī)等。

六、簡單應(yīng)用題（本題共2題，共15分）

1、已知雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Z1=200，剛輪齒數(shù)Z2=202，波發(fā)生器的轉(zhuǎn)速nH=600r/min。試求：柔輪固定時剛輪的轉(zhuǎn)速n2。（8分）解：

2、請按機(jī)電一體化產(chǎn)品的五大功能對一全自動洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能劃分。（7分）分析：一個全自動洗衣機(jī)有點(diǎn)擊帶動洗衣滾筒完成主功能（操作功能）-洗衣，計(jì)算機(jī)芯片及程序完成控制功能，水位檢測傳感器等完成計(jì)策功能，機(jī)械構(gòu)建完成構(gòu)造功能，電源系統(tǒng)完成動力功能。

七、綜合應(yīng)用題（本題共2題，每題10分，共20分）

1、某傳動系統(tǒng)中等負(fù)荷、中等定位精度、采用較長滾珠絲杠臥式安裝。1）試選擇合適的滾珠絲杠支承方式。2）請畫出所選支承方法簡圖。

2、某精密直線進(jìn)給系統(tǒng)采用絲杠螺母傳動，為了補(bǔ)償傳動誤差需采用微動裝置，1）請選擇微動裝置，繪出原理簡圖；2）說明補(bǔ)償原理。