機電一體化系統(tǒng)設計——期末復習題及答案

1、中國石油大學（北京）遠程教育學院機電一體化系統(tǒng)設計期末復習題第一章 緒論判斷（A對，B錯）1. 工業(yè)三要素是資金、人才、技術。2. 機電一體化系統(tǒng)的執(zhí)行機構功能是主操作功能。答案：B A單選1、機電一體化系統(tǒng)機械本體的功能是（ ）A執(zhí)行機構B動力源C固定其它部件D主操作功能2、下列哪一項是機電一體化的特性。 A裝置的控制屬于強電范疇B自動信息處理C支撐技術是電工技術D以機械聯(lián)結為主3、機電一體化系統(tǒng)的主要構成裝置不包含以下哪一項（ ）A電子裝置B控制裝置C驅(qū)動裝置D機械裝置答案：C B A問答題1、在機械工業(yè)中微電子技術應用有哪些方面，及其對機電一體化產(chǎn)品設計的意義？1)對機器或機組系統(tǒng)運行參

2、數(shù)進行巡檢傳感或控制2)對機器或機組系統(tǒng)工作程序的控制3)用電子技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)產(chǎn)品中機械部件完成的功能，簡化產(chǎn)品的機械結構4)節(jié)約材料5)節(jié)能降耗對機電一體化產(chǎn)品設計的意義表現(xiàn)在：功能模塊化；封裝模塊化；電路（板）器件微型化；可靠性高；抗干擾能力強；結構一體化；機電產(chǎn)品體小、性優(yōu)、價廉。2、機電一體化系統(tǒng)的主功能組成是那些？物質(zhì)、能量、信息（工業(yè)三要素）的變換（加工處理）、傳遞（移動、輸送）、儲存（保持、積蓄、記錄）3、機械電氣化與機電一體化的區(qū)別機械電氣化 很少考慮電器與機械的內(nèi)在聯(lián)系；根據(jù)機械要求選用電氣傳動 機械電氣界限分明，以機械聯(lián)結為主，裝置是剛性的 裝置的控制屬于強電范疇，支撐技術是

3、電工技術（電磁學，輸配電）機電一體化產(chǎn)品的新功能、智能化進步：自動檢測，自動顯示，自動記錄，自動信息處理，自動調(diào)節(jié)控制，自動診斷，自動保護4、簡要說明機電一體化系統(tǒng)組成要素及其功能？五個方面，各組成及功能分別是：機械本體(構造功能:固定其它部件)；執(zhí)行機構(主操作功能)；驅(qū)動部件(動力功能)；傳感部件(信息檢測)；控制部分(信息處理及控制)5、傳統(tǒng)機電產(chǎn)品與機電一體化產(chǎn)品的主要區(qū)別表現(xiàn)哪些方面？傳統(tǒng)機電產(chǎn)品機電一體化產(chǎn)品技術范疇機械電氣化產(chǎn)品傳統(tǒng)機械產(chǎn)品機電一體化產(chǎn)品現(xiàn)代機械產(chǎn)品生產(chǎn)大批量中小機械部分復雜的機械系統(tǒng)簡化運動循環(huán)不可調(diào)的運動循環(huán) 可編程運動速度控制常速驅(qū)動變速控制同步性機械同步電

4、子同步結構重量笨重結構輕巧精度控制機械公差定精度反饋實現(xiàn)操作控制人工控制自動可編程6、機電一體化的關鍵支撐技術有哪些？它們的作用如何？系統(tǒng)論、信息論、控制論是理論基礎和方法論，具體來說有六個方面的關鍵技術：檢測傳感技術：是自動化、智能化、閉環(huán)控制基礎信息處理技術：控制的基礎,處理速度,可靠抗干擾自動控制技術：核心是計算機控制,關系著系統(tǒng)的靜動特性和穩(wěn)定性伺服傳動技術：動力和運動控制實現(xiàn)包括電,液,氣的伺服傳動技術精密機械技術：基礎技術涉及產(chǎn)品部件的模塊化標準化規(guī)格化表現(xiàn)為減輕重量，縮小體積，提高精度，改善性能，提高可靠性系統(tǒng)總體技術：包括總體設計和接口設計；涉及到產(chǎn)品的功能分解與技術實現(xiàn)、系統(tǒng)

5、總體綜合與接口技術第二章系統(tǒng)總體設計判斷（A對，B錯）1、產(chǎn)品的功能、原理、結構設計 ，是機電一體化產(chǎn)品概念設計的核心內(nèi)容。2、機電產(chǎn)品的功能可以劃分原理、結構、行為。3.邏輯功能元包括:與、或、非、加、減、乘、除。4.現(xiàn)代設計方法強調(diào)產(chǎn)品全壽命周期最優(yōu)化。5.機電一體化設計以強度和低壓控制為中心，強調(diào)功能設計。6. 如果在所設計的產(chǎn)品中具備等效性環(huán)節(jié)或互補性環(huán)節(jié)，那么該產(chǎn)品的設計只需采用常規(guī)設計方法。7.系統(tǒng)可靠性是各組成環(huán)節(jié)可靠性的邏輯或。8.可靠性原理是指規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。9、機電結合(融合法)是指制成的功能模塊象積木一樣組成機電一體化系統(tǒng)。10、優(yōu)化設計是工程優(yōu)

6、化的重要組成部分，以數(shù)學規(guī)劃為核心，以計算機為工具。11、優(yōu)化設計包括建立數(shù)學模型，選擇合適的優(yōu)化算法及程序及方案評價決策。12、優(yōu)化設計算法把多目標問題轉(zhuǎn)化為單目標問題求解的方法。13、機電一體化系統(tǒng)設計中產(chǎn)品規(guī)劃要求進行需求分析、需求設計、可行性分析。14、液壓源、氣壓源同液動、氣動系統(tǒng)一樣，存在著提高可靠性、標準化和增加質(zhì)量的問題。15、機電一體化系統(tǒng)設計過程可分為5個階段：產(chǎn)品規(guī)劃、概念設計、結構設計、設計實施和設計定型階段。16、機電一體化系統(tǒng)設計中功能模塊是實現(xiàn)某一特定功能的具有標準化、通用化或系列化的技術物理效應。17、機電一體化系統(tǒng)設計的概念設計的結果是產(chǎn)生實際產(chǎn)品方案。18、

7、系統(tǒng)的任何輸入、輸出都可用物料、能量、信號來概括。19、機電一體系統(tǒng)的設計過程中，將總功能分解后，前級功能是后級功能的手段功能，后級功能是前級功能的目的功能。20、可靠性分配中常用的數(shù)學方法有代數(shù)方法和最優(yōu)化分配法。21、通過“黑箱”可以明確所設計的系統(tǒng)與輸入輸出量及外界環(huán)境的關系。22、一個產(chǎn)品的功能就是產(chǎn)品的效能和作用，即產(chǎn)品行為產(chǎn)生的作用和對環(huán)境的配置影響。23、微機接口通常由接口電路和與之配套的驅(qū)動程序組成。24、為提高機械系統(tǒng)可靠性，應盡可能地加長傳動鏈，增加元件數(shù)。25、進行反求設計的目的是為了開發(fā)新的產(chǎn)品。26、綠色設計是從并行工程思想發(fā)展而出現(xiàn)的一種新概念。27、邏輯功能元包括

8、:與、或、非、加、減、乘、除。答案：ABBABBBABAAAABBABABAAAABAAB單選1、尋找實現(xiàn)功能的物理效應，化學效應或生物效應，構思實現(xiàn)功能的行為，是什么設計過程？A行為建模B結構建模C功能建模D評價決策2、進行行為、結構的映射是（ ）設計過程。A功能建模B行為建模C結構建模D評價決策3、下列哪一項屬于適應性設計？A沒有參照樣板的設計B原理不變，改變結構C局部更改，適應性變動D適應于量的方面變更要求，方案功能結構不變4、下列哪一項屬于變異性設計？A沒有參照樣板的設計B原理不變，改變結構C局部更改，適應性變動D適應于量的方面變更要求，方案功能結構不變5、傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品的設計注重 （

9、 ）。A.安全系數(shù)設計B.功能設計C.機械設計D.電路設計6、機電一體化產(chǎn)品的設計注重（ ）。A.安全系數(shù)設計B.功能設計C.機械設計D.電路設計7、傳統(tǒng)設計方法的特點是（ ）。A綠色設計B設計和制造的一體化C設計過程的并行化D用經(jīng)驗公式8、現(xiàn)代設計方法的特點是（ ）。A用經(jīng)驗公式B以圖表手冊為設計依據(jù)C設計手段的計算機化D預測性設計9、機電一體化系統(tǒng)設計中概念設計階段最終目標是建立在（）的基礎上。A結構分析B功能分析C系統(tǒng)分析D總體分析10、機電一體化系統(tǒng)設計強調(diào)的是( )實現(xiàn)上的概念設計。A電子B結構C機械D功能11、工程設計中常用的抽象方法是（）。A黑箱法B白箱法C虛擬設計法D反求設計法

10、12、對于技術系統(tǒng)來說，其功能可以描述為（）之間的關系。A機械結構與電子結構B輸入量與輸出量C物料、能量和信號 D系統(tǒng)與用戶13、在機電一體化產(chǎn)品中，對于一些簡單的二值性的控制參數(shù)，可以考慮采用（）。 A控制開關 B BCD撥碼盤C行列式鍵盤D鼠標14、在機電一體化產(chǎn)品中，對一些少量的數(shù)值型參數(shù)的輸入可以考慮使用（）。A控制開關 B BCD撥碼盤C行列式鍵盤D鼠標15、在機電一體化產(chǎn)品中，要求輸入的控制命令和參數(shù)比較多時，則應考慮使用（）。A控制開關 B BCD撥碼盤C 行列式鍵盤D鼠標16、( )是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力是（ ）。A可靠性B安全性C保障性D測試性

11、17、在( )中，只要有一個單元功能失效，整個系統(tǒng)的功能也隨之失效。A串聯(lián)系統(tǒng)B并聯(lián)系統(tǒng)C復雜系統(tǒng)D混聯(lián)系統(tǒng)18、( )是產(chǎn)生元部件失效或數(shù)據(jù)傳輸、處理失誤、進而影響其可靠性的最常見和最主要的因素。 A機械干擾B電磁噪聲干擾C光電干擾D環(huán)境干擾19、當失效真正是( )時，冗余技術就能大大提高可靠度。 A早期失效B損耗失效C晚期失效D隨機失效20、機電一體化優(yōu)化設計通常采用( )的方法。A單目標規(guī)劃B整體規(guī)劃C多目標規(guī)劃D詳細規(guī)劃21、機電一體化系統(tǒng)中解決功能模塊間的信號匹配問題的是（）。A通信模塊B接口模塊C測量模塊D軟件模塊答案：ACCDABDCBDABABCAABDCB問答題1、試論述機電

12、一體化產(chǎn)品的概念設計步驟及過程？概念設計過程的步驟如下：設計任務抽象化，確定系統(tǒng)的總功能將總功能分解為子功能，直到功能元尋找子功能(功能元)的解將原理解進行組合，形成多種原理解設計方案對眾多方案進行評價決策，選定最佳方案概念產(chǎn)品。設計過程可以表述為根據(jù)需求確定產(chǎn)品功能，構思產(chǎn)品行為，指定產(chǎn)生期望行為從而實現(xiàn)功能的結構，然后評價的有限循環(huán)過程。設計過程包括以下活動：功能建模、行為建模、結構建模及評價和決策。1) 功能建模。確定某個抽象層次的功能，分解功能，建立功能結構圖和功能結構。2) 行為建模。尋找實現(xiàn)功能的物理效應、化學效應或生物效應，構思實現(xiàn)功能的行為，即進行功能+行為的映射。3) 結構建

13、模。指能產(chǎn)生所要求行為、完成預定功能的系統(tǒng)結構，即進行行為結構的映射。4) 評價和決策。測試和評價設計方案，檢驗功能域、行為域和結構域上變量的一致性、完備性，決定是接收、改進或是放棄該設計方案，并決定是繼續(xù)進行概念設計循環(huán)還是返回到需求分析或進入詳細設計。2、產(chǎn)品的性能要求分類有哪些？簡要分類說明?？砂词褂靡髣澐譃楣δ苄灾笜?、經(jīng)濟性指標和安全性指標三類外，還可以從設計的角度劃分為特征指標、優(yōu)化指標和尋常指標三類。不同的性能指標，對產(chǎn)品總體設計的限定作用也不同。產(chǎn)品的功能性要求是要求產(chǎn)品在預定的壽命期間內(nèi)有效地實現(xiàn)其預期的全部功能和性能。包括功能范圍，精度指標，可靠性指標，維修性指標產(chǎn)品的經(jīng)濟

14、性要求是指用戶對獲得具有所需功能和性能的產(chǎn)品所需付出的費用方面的要求。該費用包括購置費用和使用費用。安全性要求包括對人身安全的要求和對產(chǎn)品安全的要求。特征指標是決定產(chǎn)品功能和基本性能的指標，是設計中必須設法達到的指標。優(yōu)化指標是在產(chǎn)品優(yōu)化設計中用來進行方案對比的評價指標。優(yōu)化指標一般不像特征指標那樣要求必須嚴格達到，而是有一定范圍和可以優(yōu)化選擇的余地。常被選作的優(yōu)化指標有生產(chǎn)成本、可靠度等。尋常指標是產(chǎn)品設計中作為常規(guī)要求的一類指標，尋常指標有較為固定的范疇，一般不定量描述，如工藝性、人機接口、美學指標、安全性、標準化指標等。尋常指標一般不參與優(yōu)化設計，只需采用常規(guī)設計方法來保證。3、什么是機

15、電一體化產(chǎn)品概念設計的核心內(nèi)容？產(chǎn)品的功能設計、原理設計和結構設計是機電一體化產(chǎn)品概念設計的核心內(nèi)容。4、機電產(chǎn)品設計有哪些類型？試簡要說明？開發(fā)性設計：沒有參照樣板的設計適應性設計：局部更改，適應性變動；以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量提高。變異性設計：適應于量的方面變更要求，方案功能結構不變5、簡述產(chǎn)品功能、行為和結構及其建模之間的關系？1）功能行為結構的關系 產(chǎn)品結構的變化狀態(tài)是行為，行為的作用是功能，結構是功能和行為的載體；功能通過行為實現(xiàn)，行為受物理定律制約，行為變量有明確的物理關系。2）建模設計過程是根據(jù)需求確定產(chǎn)品功能，構思產(chǎn)品行為，指定產(chǎn)生期望行為從而實現(xiàn)功能的結構，然后評價的有限循環(huán)過程

16、。具體如下：功能建模：某個抽象層次的功能，進行功能設計分解，建立功能結構圖和功能結構。行為建模：尋找實現(xiàn)功能的物理效應，化學效應或生物效應，構思實現(xiàn)功能的行為，即進行功能行為的映射結構建模：進行行為結構的映射。評價決策：檢驗功能域，行為域、結構域上變量一致性，完備性；判斷有害故障行為，多余功能；決定接受改進，放棄；進行循環(huán)或下一步詳細設計。6、傳統(tǒng)機電產(chǎn)品設計與機電一體化產(chǎn)品設計的主要區(qū)別傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品設計是以強度和低壓控制為中心，其特點可以描述為安全系數(shù)設計,經(jīng)驗設計,類比設計,和機電分離設計.機電一體化產(chǎn)品：強調(diào)的是功能設計；由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體，在功能上實現(xiàn)機

17、電技術的有機結合。機電一體化產(chǎn)品的設計方法主要是把復雜的設計要求，通過功能關系的分析抽象為簡單的模式，以便尋找能滿足設計對象主要功能關系的原理方案。例如：在機械本體上應用電子控制設備(機床,洗衣機)電子設備置換機械控制系統(tǒng)（凸輪運動伺服）信息機器采用電子設備（打印機針打靜電吸附）信息處理機全面置換機械裝置(電子稱,鐘表)檢測系統(tǒng)采用電子設備電子設備取代機械本體(電火花加工床)7、試論述機電一體化功能設計的思想方法和特點？功能設計方法有：機電互補(替代法)：功能取代：電取代機；凸輪，變速機構機電結合(融合法)：集成互融為一體，直線電機組合法：將用結合法（或互補法）制成的功能模塊象積木一樣組成機電

18、一體化系統(tǒng)，如工業(yè)機器人不同的關節(jié)軸?？傊?，從機械技術、電子技術、硬件技術和軟件技術四個方面權衡經(jīng)濟和技術上的利弊得失，選擇最佳方案。特點：等效性：機械、電子硬件、軟件具有相同的功能替代：如計時器，傳感器互補性：控制系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)是相互關聯(lián)的，共同影響系統(tǒng)性能。包括控制對象在內(nèi)的大部分組成環(huán)節(jié)都作為可改變的設計內(nèi)容。 優(yōu)化設計：在機械電子軟件等技術之間進行比較權衡，根據(jù)可比性，用具有相同量綱的優(yōu)化指標對各個方案進行比較。 8、簡要說明機電一體化系統(tǒng)基本功能元的組成內(nèi)容？物理功能元：變換縮放、合并分離、傳導隔阻、儲存邏輯功能元：與、或、非數(shù)學功能元：加、減、乘、除、乘方、開方、微分、積分9、機電

19、一體化的現(xiàn)代設計方法的有何特點？傳統(tǒng)設計以經(jīng)驗公式，圖表和手冊為設計依據(jù)。現(xiàn)代設計方法以計算機為主要輔助手段較為成熟的設計方法；強調(diào)產(chǎn)品全壽命周期最優(yōu)化；設計過程的并行化，智能化；設計手段的計算機化，精確化，擬實化；設計和制造的一體化；綠色設計，宜人性設計10、優(yōu)化設計的原理方法？優(yōu)化設計，是工程優(yōu)化的重要組成部分（優(yōu)化設計，優(yōu)化實驗，優(yōu)化控制），以數(shù)學規(guī)劃為核心，以計算機為工具。優(yōu)化設計是將優(yōu)化技術用于設計過程，通過數(shù)學優(yōu)選法最終獲得比較合理的設計參數(shù)和選擇。步驟建立數(shù)學模型，機電一體化系統(tǒng)的數(shù)學模型可以直接借用控制工程的理論和模型。選擇合適的優(yōu)化算法及程序：解線性和非線性數(shù)學規(guī)劃的程序得出

20、最優(yōu)化設計方案。方案評價決策。機電一體化優(yōu)化設計的條件和方法條件：功能的等效性；各環(huán)節(jié)的互補性方法：設法把多目標問題轉(zhuǎn)化為單目標問題求解。11、簡要說明可靠性的原理及其設計方法？定義：規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。5個：對象、使用條件 、規(guī)定時間、規(guī)定功能、概率。系統(tǒng)可靠性是各組成環(huán)節(jié)可靠性的邏輯與?？煽啃圆捎玫脑O計方法：冗余技術、診斷技術、提高軟件可靠性第三章機械系統(tǒng)設計判斷A對 B.錯1、在小功率傳動鏈中為使總的折算慣量最小，各級傳動比分配應遵守前大后小原則。2、滾動導軌預加負載的目的是消除靜差；常用方法有滾珠過盈和雙螺母預緊。3、機電一體化系統(tǒng)的主要由控制裝置、檢測傳感裝置，

21、驅(qū)動裝置，機械裝置構成。4、傳動間隙和非線性摩擦力都會造成空程誤差而振蕩。5、傳動出現(xiàn)低速爬行現(xiàn)象不穩(wěn)定的主要原因是摩擦系數(shù)和轉(zhuǎn)動慣量。6、滾珠絲杠副的導程是指絲杠或螺母旋轉(zhuǎn)360所移動的距離。7、導軌是利用金屬或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導移動裝置或設備并減少其摩擦的一種裝置。8、在多級傳動中，為了減小傳動誤差，傳動比的分配應遵守的原則是：前大后小。9、滾珠絲杠的基本導程的增大，運動脈沖當量變小，可提高控制精度。10、使?jié)L珠絲杠具有較大剛度的支承方式是兩端向心軸承。11、傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)和機電一體化系統(tǒng)實現(xiàn)機械運動的方式相同。12、機械傳動系統(tǒng)中傳動間隙是造成死區(qū)誤差的原因。13、

22、半運動學設計原理是以點接觸來約束運動方向。14、設計基面、工藝基面、測量基面、裝配基面應盡可能統(tǒng)一于同一基面。15、對于減速齒輪傳動系統(tǒng)，其輸出軸轉(zhuǎn)角的總誤差主要取決于末級的傳動誤差，其余各級傳動誤差的影響可以忽略不計。16、機械傳動系統(tǒng)中末級齒輪精度要求最低。17、在精度的定義中，準確度用系統(tǒng)誤差大小來表示。18、在精度的定義中，精密度用系統(tǒng)誤差大小來表示。19、對工作機中的傳動機構，既要求能實現(xiàn)運動的變換，又要求能實現(xiàn)動力的變換。20、滾珠絲杠既可將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，又可將直線運動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動，且傳動效率幾乎相同。21、滾珠絲杠副的公稱直徑是指滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時包絡滾珠球

23、心的圓柱直徑。22、基本導程是滾珠絲杠副的特征尺寸。23、轉(zhuǎn)軸主要傳遞動力，只承受扭矩作用。24、心軸只起支承旋轉(zhuǎn)機件作用而不傳遞動力, 即只承受彎矩作用。25、滾珠絲桿不能自鎖，必要時須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動裝置。26、在小功率傳動鏈中為使總的折算慣量最小，各級傳動比分配應遵守前大后小原則。27、按重量最輕原則大功率傳動系統(tǒng)各級傳動比一般以“先大后小”原則處理。28、凸形導軌與凹形導軌相比，用于低速運動，且不易積存切屑。答案：BBABBAABBBBABAABABAAABBAABAA部分正確注釋：13、運動學設計原理是以點接觸來約束運動方向。18、在精度的定義中，精密度用隨機誤差大小來表示。2

24、2、公稱直徑是滾珠絲杠副的特征尺寸。單選1、出現(xiàn)低速爬行現(xiàn)象不穩(wěn)定的主要原因是（ ）。A轉(zhuǎn)動慣量大B非線性摩擦力C負載扭矩不穩(wěn)定D潤滑不良2、滾動導軌預加負載的目的是（ ）。A防止超速B消除間隙C降低噪音 D提高潤滑3、以下導軌中，（ ）最容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。A滾動導軌B滑動導軌C靜壓導軌D卸荷導軌4、哪一項是滾珠絲杠副的特點。A同步性好B運動不具有可逆性C無法消除間隙D低速時爬行5、滾珠絲杠螺母副結構類型有兩類：外循環(huán)插管式和（ ）。A內(nèi)循環(huán)插管式B外循環(huán)反向器式C內(nèi)、外雙循環(huán)D內(nèi)循環(huán)反向器式6、滾珠絲杠副的基本導程減小，可以（ ）。A提高精度B提高承載能力C提高傳動效率D加大螺旋升角7、根據(jù)

25、操作指令的要求在動力源的帶動下，完成預定的操作，是機械系統(tǒng)的（ ）。A傳動機構B導向機構C執(zhí)行機構D軸系8、要使一個空間物體定位，需要適當配置幾個約束加以限制？（ ）。A 3B 4C 6D 89、零件設計時，（）是零件工作圖上標注尺寸的基準面。A設計基面B工藝基面C測量基面D裝配基面10零件設計加工時，（）是加工時的定位基面，以此加工其它面。A設計基面B工藝基面C測量基面D裝配基面11零件設計加工時，以（）為基準，確定零件間的相互位置。A設計基面B工藝基面C測量基面D裝配基面12隨著測量次數(shù)的增加，隨機誤差符合一定的統(tǒng)計規(guī)律，絕大多數(shù)隨機誤差符合（）。A正態(tài)分布B均勻分布C三角形分布D幾何分布

26、13以下那項屬于機械系統(tǒng)的制造誤差？A機構原理誤差 B零件原理誤差 C技術原理誤差D裝配與調(diào)整誤差14以下哪個是以傳遞運動為主的傳動機構？A螺旋壓力機B機床工作臺的進給絲杠C千斤頂D螺旋傳動機構15為保證滾珠絲杠副傳動有最大的穩(wěn)定系數(shù)，應采用哪種方式？A雙推自由B雙推簡支C單推單推D雙推雙推16使?jié)L珠絲杠具有最大剛度的支承方式是（ ）。A一端裝止推軸承B一端裝化推軸承，另一端裝向心球輪承C兩端裝止推軸承D兩端裝向心球輪承17齒輪副的間隙會造成齒輪傳動的回差，屬于柔性消隙法的結構是（ ）。A調(diào)整中心距法B選擇裝配法C帶錐度齒輪法D壓簧消隙結構18齒輪傳動的總等效慣量隨傳動級數(shù)（ ）。A增加而減小

27、B增加而增加C減小而減小D變化而不變19小功率傳動鏈中，為使總的折算慣量最小，各級傳動比分配應遵守（ ）。A前大后小B前小后大C前后相等D平方關系20采用齒輪系傳動時，根據(jù)最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則，兩級齒輪傳動最佳速比分配的條件是（ ）。A i2=0.5i1B i2=0.5i12C i2=0.7i12D i2=0.7i121諧波齒輪具有速比大、傳動精度高等有點，它是由哪種傳動演變而來的？A直齒錐齒輪傳動B齒輪齒條傳動C行星齒輪傳動D渦輪蝸桿傳動22齒輪系在機電一體化系統(tǒng)的傳動機構中的作用是（ ）。A減速，增加力矩B增速，增大力矩C增速，減小力矩D減速，減小力矩23已知雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Z1=2

28、00, 剛輪齒數(shù) Z2=202，波發(fā)生器的轉(zhuǎn)速nH=600r/min。若柔輪固定，則剛輪轉(zhuǎn)速為（ ）。A 6r/minB -6r/minC 5.94r/minD -5.94r/min24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。若剛輪固定，則柔輪轉(zhuǎn)速為（ ）。A 6r/minB -6r/minC 5.94r/minD -5.94r/min答案：BBBADACCABDADBDCDABCCACB問答題1. 機電一體化系統(tǒng)中的機械系統(tǒng)主要包括哪幾部分？五個部分，分別是：1）傳動機構。機電一體化機械系統(tǒng)中的傳動機構的主要功能是傳遞能量和運動

29、，因此，它實際上是一種力、速度變換器。機械傳動部件對伺服系統(tǒng)的伺服特性有很大影響，特別是其傳動類型、傳動方式、傳動剛性以及傳動的可靠性對系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和快速性有重大影響。2）導向機構。其作用是支承和限制運動部件按給定的運動要求和給定的運動方向運動，為機械系統(tǒng)中各運動裝置安全、準確地完成其特定方向的運動提供保障。3）執(zhí)行機構。執(zhí)行機構根據(jù)操作指令的要求在動力源的帶動下，完成預定的操作。一般要求它具有較高的靈敏度、精確度、良好的重復性和可靠性等。4）軸系。軸系由軸、軸承及安裝在軸上的齒輪、帶輪等傳動部件組成。軸系的主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩及精確的回轉(zhuǎn)運動，它直接承受外力(力矩)。5）機座或機架。機座

30、或機架是支承其他零部件的基礎部件。它既承受其他零部件的重量和工作載荷，又起保證各零部件相對位置的基準作用。2、滾動導軌預加負載的目的是什么？常用方法有哪些？滾動導軌預加負載的目的是消除間隙；常用方法有：滾珠過盈和雙螺母預緊。3、試述導軌的主要作用，導軌副的組成種類及應滿足的要求？主要作用：金屬或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導移動裝置或設備并減少其摩擦的一種裝置。導軌表面上的縱向槽或脊，用于導引、固定機器部件、專用設備、儀器等。分類：滑動，滾動，流體介質(zhì)；結構：開式，閉式；要求：導向精度高，耐磨性好，剛度高；低速平穩(wěn)；熱穩(wěn)性好；工藝性好；4、滾珠絲杠副的組成及特點有哪些？組成：在絲杠和

31、螺母間以鋼球為滾動體的螺旋傳動元件。特點：絲杠與螺母變成滾動摩擦；廣泛應用傳動效率高85-98%（滑動的3-4倍）；運動平穩(wěn)（啟動與工作一樣），無沖擊，低速無爬行；可預緊，消除間隙，提高剛度和傳動精度；定位及重復定位精度高；同步性好；工作壽命長；可靠性高；運動具有可逆性；回轉(zhuǎn)直線缺點：不自鎖；成本高（以mm計算）5、諧波齒輪傳動有何特點？基本組成有哪些部件？傳動比大（50-500）；接觸齒30-40%：承載能力大，精度高（比齒輪高1級）；同軸性好；可實現(xiàn)向密閉空間傳遞運動及動力傳動平穩(wěn)（無沖擊）；傳動效率高（65-90%）；結構簡單，體積重量??；體積和重量均減少1/3左右或更多成本高?；窘M成

32、部件包括剛輪、柔輪和波發(fā)生器。6、什么是低速爬行？造成的原因是什么？所謂“爬行”，指系統(tǒng)在低速運行時時停時轉(zhuǎn)，速度時高時低甚至為零的現(xiàn)象，這種速度脈動現(xiàn)象又稱為低速“抖動”現(xiàn)象。爬行一般出現(xiàn)在某個臨界轉(zhuǎn)速以下，在此速度下摩擦特性表現(xiàn)為嚴重非線性變化區(qū)間，而在高速運行時并不出現(xiàn)。機械系統(tǒng)在低速運行時，速度跟蹤存在“死區(qū)”現(xiàn)象，是由于零點附近非線性摩擦的存在，導致系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。這是因為當負載處于相對靜止狀態(tài)時，摩擦力為靜摩擦力F，其最大值發(fā)生在運動開始前的一瞬間；當運動一開始，靜摩擦力即消失，此時摩擦力立即下降為動摩擦力Ff，動摩擦力是接觸面對運動物體的阻力，大小為一常數(shù)；隨著運動速度的增加，摩

33、擦力成線性增加，此時摩擦力為粘滯摩擦力FV。由此可見，只有物體運動后的粘滯摩擦才是線性的，而當物體靜止時和剛開始運動時，其摩擦是非線性的 。設計機械系統(tǒng)時，應盡量減少靜摩擦和降低動、靜摩擦之差值，提高傳動系統(tǒng)的剛度，以提高系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和快速響應性。7、機電一體化機械傳動系統(tǒng)設計的特點？機電一體化系統(tǒng)中機械傳動系統(tǒng)的設計就是面向機電伺服系統(tǒng)的伺服機械傳動系統(tǒng)設計。根據(jù)機電有機結合的原則，機電一體化系統(tǒng)中采用了調(diào)速范圍大、可無級調(diào)速的控制電機，從而節(jié)省了大量用于進行變速和換向的齒輪、軸承和軸類零件，減少了產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)，提高了傳動效率，因此使機械傳動設計也得到了簡化，其機械傳動方式也由傳統(tǒng)的

34、串聯(lián)或串并聯(lián)方式演變?yōu)椴⒙?lián)的傳動方式，即每一個機械運動都由單獨的控制電機、傳動機構和執(zhí)行機構組成的子系統(tǒng)來完成，各個運動之間的傳動關系則由計算機來統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制，如并聯(lián)機器人、并聯(lián)機床等，極大地簡化了機械結構，提高了產(chǎn)品的剛度重量比及精度。因此，機電一體化機械傳動系統(tǒng)具有傳動鏈短，轉(zhuǎn)動慣量小，線性傳遞，無間隙傳遞等設計特點。第四章 伺服系統(tǒng)設計判斷A對 B.錯1、電氣伺服驅(qū)動裝置包括直流伺服和交流伺服 。2、步進電動機一定要與控制脈沖聯(lián)系起來才能運行，否則無法工作。3、步進電動機的優(yōu)點之一就是誤差不會累積。4、電液比例閥是用比例電磁鐵來代替手動調(diào)節(jié)。5.液壓馬達為得到合適的運動速度和負載能力，

35、一般要使用較大傳動比的減速器，傳動機構的尺寸較大。 6、對于步進電機來講，只要控制輸入脈沖的頻率和順序，即可獲得所需轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向。7.交流電動機只能采用調(diào)頻法調(diào)速。8、步進電機的步距角決定了系統(tǒng)的最小位移，也決定了運動控制系統(tǒng)的脈沖當量。9、系統(tǒng)的阻尼比小則系統(tǒng)的響應快,所以系統(tǒng)的阻尼比越小越好。10.液壓伺服的缺點是效率低,保養(yǎng)麻煩,漏油污染環(huán)境，運動形式少，成本高，有附加裝置。11.直流伺服電動機的空載轉(zhuǎn)速n0與堵轉(zhuǎn)矩Tb之比的絕對值越小，則電機特性越軟。12、PWM系統(tǒng)的直流電源為不受控的整流輸出，因此功率因數(shù)較低。13、PWM調(diào)制頻率高，電機負載成感性對電流脈動有平滑作用，波形系

36、數(shù)接近1。14、步進電機采用細分驅(qū)動的優(yōu)點有減小步距角；使電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；提高精度；降低成本。B15、直流無刷電動機工作時是根據(jù)永磁轉(zhuǎn)子的位置傳感器對定子電樞繞組進行電子換向。A16、對于有差系統(tǒng)，無論采用多么精密的元器件，也總是存在穩(wěn)態(tài)誤差的。17、在SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)中，通常載波是正弦波 ， 而調(diào)制波是等腰三角波。18、伺服控制系統(tǒng)的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)。答案：BAAABABABBBBABAABA部分正確注釋：17、在SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)中，通常載波是等腰三角波，而調(diào)制波是正弦波。單選1、全閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點是（ ）。A精度高B

37、系統(tǒng)簡單C成本較低D調(diào)試簡單2、數(shù)控機床若要求高速快進與單步點動，則伺服系統(tǒng)的調(diào)速范圍應（ ）。A很窄B很寬C較窄D為零3、全閉環(huán)數(shù)控機床上位置傳感元件是裝在（ ）。A電機軸端B減速齒輪軸端C滾珠絲桿軸端D工作臺運動部件上4、在機電一體化系統(tǒng)中，機械傳動要滿足伺服控制的三個主要要求是（ ）。A傳動精度、穩(wěn)定性、快速響應性B傳動精度、穩(wěn)定性、低噪聲C傳動精度、高可靠性、小型輕量化D傳動精度、高可靠性、低沖擊振動5、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伺服系統(tǒng)C數(shù)控機床D工業(yè)機器人6、通過安裝在絲桿軸端的編碼器獲得的工作臺的位置進行定位，該系統(tǒng)屬于（ ）。A開環(huán)伺服系統(tǒng)

38、B閉環(huán)伺服系統(tǒng)C半開環(huán)伺服系統(tǒng)D半閉環(huán)伺服系統(tǒng)7、機床的調(diào)速方法很多，其中最有利于實現(xiàn)自動化，并可簡化機械結構的方法是（ ）。A機械方法B電氣方法C液壓方法D氣動方法8、數(shù)控機床若要求單步點動，則伺服系統(tǒng)速度要求（ ）。A速度高B精度高C速度低D精度低9、PWM指的是（ ）。A機器人B計算機集成系統(tǒng)C脈寬調(diào)制D可編程控制器10、步進電機是通過（ ）決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。A脈沖幅值B脈沖數(shù)量C脈沖的相位D脈沖的占空比11、如果三相步進電動機繞組為U、V、W，其通電順序為UVVWWUUV，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12、步進電動機轉(zhuǎn)速與脈沖電源的關系是（

39、 ）。A與電源脈沖頻率成正比B與電源脈沖數(shù)成正比C與電源脈沖寬度成正比D與電源脈沖幅值成正比13、步進電機一般用于（ ）控制系統(tǒng)中。A開環(huán) B閉環(huán)C半閉環(huán)D前饋14、某步進電機轉(zhuǎn)子有40個齒，當采用三相六拍運行時，步距角是（ ）。A 1.5B 3C 0.75D 615、某步進電動機三相單三拍運行時步距角為3，三相雙三拍運行時步距角為（ ）。A 1.5B 0.75C 6D 316、下列操作中，可以使直流伺服電動機的理想空載轉(zhuǎn)速升高的是（ ）。A增大電樞電阻B減小電樞電壓C增大電樞電壓D減小電樞電阻17、直流伺服電機通?？梢越茷橐浑A慣性環(huán)節(jié)，其過渡過程的快慢主要取決于（ ）。A機電時間常數(shù)B機械

40、系統(tǒng)時間常數(shù)C電磁時間常數(shù)D阻尼系數(shù)18、與直流伺服電機的機械特性硬度無關的是（ ）。A電樞電壓B電樞電阻C反電動勢系數(shù)D轉(zhuǎn)矩系數(shù)19、下列電動機中，沒有繞組和磁極的電動機是（ ）。A直流電動機B超聲波電動機C永磁同步電動機D交流電動機20、下列幾種電動機中，不屬于固定磁阻電動機的是（ ）。A直流電機B步進電機C永磁同步電機D交流感應電機21、當勵磁恒定不變時，直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流之間的關系是（ ）。A正比關系B反比關系C平方比關系D平方反比關系22、直流伺服電機的控制電壓與輸出轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關系式稱為（ ）。A轉(zhuǎn)速特性B調(diào)節(jié)特性C工作特性D機械特性23、在直流電機速度控制中改變電樞

41、供電電壓U屬于( )調(diào)速。A恒功率B變功率C恒轉(zhuǎn)矩D變轉(zhuǎn)矩24、直流電動機電樞繞組的阻值小說明電機（ ）。A特性硬B始動電壓低C特性軟D啟動電流大25、如忽略電機電磁時間常數(shù), 電壓為輸入量，轉(zhuǎn)角為輸出量時，直流伺服電機數(shù)學模型是（ ）。A比例環(huán)節(jié)B一階系統(tǒng)C二階系統(tǒng)D積分環(huán)節(jié)26、直流測速發(fā)電機輸出的是與轉(zhuǎn)速（ ）。A成正比的交流電壓B成反比的交流電壓C成正比的直流電壓D成反比的直流電壓27、感應式交流伺服電機的定子繞組通入三相交流電后，產(chǎn)生的磁場是（ ）。A脈動磁場B靜止磁場C旋轉(zhuǎn)磁場D無磁場28、感應電動機的調(diào)速方法應采用（ ）。A調(diào)相法調(diào)速 B電樞電壓調(diào)速C調(diào)頻調(diào)速 D激磁電流調(diào)速答案

42、：ABDABDBCCBDAAADCAABBABCACCCC問答題1. 某交流感應電動機，正常工作時實際轉(zhuǎn)速1350r/min，電源頻率50Hz，其轉(zhuǎn)差率是多少？交流感應電機的空載轉(zhuǎn)速，p磁極數(shù)： p=2時，n0=1500r/min；實際電機都是在空載轉(zhuǎn)速附近工作。因而空載轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差率2、已知某工作臺采用步進電機絲杠螺母機構驅(qū)動，已知工作臺的行程L=250mm,絲杠導程t=4mm,齒輪減速比為i=5，2/4相步進電機的步進角為1.8，半步細分驅(qū)動時的工作臺位移的脈沖當量為多少？根據(jù)脈沖當量公式：p絲杠導程，a為步距角，脈沖當量，半步細分步距角為0.9=0.94/360/5=0.002mm3、感應

43、電動機可采用什么調(diào)速方法？可采用調(diào)頻調(diào)速。因為，根據(jù)公式U=4.44fNBS ，電磁元件的參數(shù)N、B、S是不變的，當頻率f變化時，電壓U隨之變化，從而可實現(xiàn)調(diào)速。4、對電機進行閉環(huán)控制中，適合采用跟蹤型PWM控制的物理量是什么？跟蹤型PWM有何特點？采用PWM驅(qū)動系統(tǒng)的具有如下特點：頻率高響應快，電流脈動小，電源的功率因數(shù)高，動態(tài)硬度好。在電機驅(qū)動控制的物理量電壓和電流中，只有電流量適合采用跟蹤型PWM控制，這是因為電機屬于感性負載，電流因線圈感抗的原因變化率受到抑制可以用于跟蹤控制。跟蹤型PWM特點：硬件電路簡單；實時控制，響應快；不用載波；采用閉環(huán)控制；高次諧波相對較多；5、半閉環(huán)伺服結構

44、的有什么特點？全閉環(huán)伺服結構位置傳感元件是裝在末端效應器（執(zhí)行機構）上；全閉環(huán)系統(tǒng)精度高，但系統(tǒng)復雜，成本高，調(diào)試困難。半閉環(huán)結構位置傳感元件是裝在電機軸端；性能界于開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)之間，系統(tǒng)簡單，能夠獲得較滿意的精度，穩(wěn)定性好，成本較低，檢測、維修較為方便。6、電液比例閥是怎樣實現(xiàn)調(diào)節(jié)的？利用比例電磁鐵代替手動，調(diào)節(jié)壓力，流量，方向；相對于伺服閥：動態(tài)性能低，功耗小，價格低，死區(qū)大，滯環(huán)大。7、液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)有哪些？壓力調(diào)節(jié)(比例閥)，流量調(diào)節(jié)(伺服閥)，方向調(diào)節(jié)8、開環(huán)控制系統(tǒng)中，多采用什么類型驅(qū)動電機？有什么特點？開環(huán)控制系統(tǒng)中，多采用步進電機作為伺服電機。接受數(shù)字脈沖，輸出角度與輸入脈

45、沖個數(shù)成比例，無積累誤差，控制準確。系統(tǒng)簡單，調(diào)試容易。缺點是：適用于控制精度不高，轉(zhuǎn)速較低的場合。9、液壓伺服有何特點？特點：元件體小,重量輕，單位功率密度大,慣量小,運動形式多樣，特別是直線運動，中大功率缺點：效率低,保養(yǎng)麻煩,漏油污染環(huán)境，成本高，有附加裝置。10、計算題(15分)如圖所示電機驅(qū)動系統(tǒng)，已知工作臺的質(zhì)量為m=50kg負載力為F1800N，最大加速度為8ms2，絲杠直徑為d20mm，導程t5mm，齒輪減速比為i=6，總效率為=30，忽略絲杠慣量的影響，試計算電機的驅(qū)動力矩。負載力由外負載力、慣性負載力兩部分構成（1）外負載力Fl800N（2）慣性載力ma508400N電機的

46、驅(qū)動力矩為第五章 檢測傳感系統(tǒng)判斷題A對 B.錯1、對于傳感器的非線性,可以采用多點標定、曲線擬合和線性插值方法可用來提高傳感精度。2、采用惠斯登電橋結構傳感檢測時，為消除溫度干擾應采用的激勵電源為恒壓源。3、物理型傳感器無中間轉(zhuǎn)換機構。4、傳感器的線性度表示的是輸入輸出特性。5、渦流傳感器是基于法拉第電磁感應原理。6、常用的測溫傳感器中Pt熱電阻和熱電偶測量的是相對溫度。7、恒流激勵可降低差動電橋檢測時的引線誤差。8、傳感器的可靠性是指工作壽命、平均無故障時間。9、傳感器的容量是指輸入信號工作范圍或量程。10、傳感器的輸出輸入關系特性是傳感器的基本特性。11、壓電式傳感器適宜做靜態(tài)測量。12

47、、動圈式磁電傳感器即可測量線速度，也可以測量角速度。13、在具有壓電效應的的物質(zhì)的極化方向施加電場,這些物質(zhì)會產(chǎn)生變形,這種現(xiàn)象稱為壓電效應。14、采用惠斯登電橋結構傳感檢測時，為消除溫度干擾應采用的激勵電源為恒壓源。15、常用的測溫傳感器中Pt熱電阻和熱電偶測量的是相對溫度。16、測速發(fā)電機的原理與直流電機相同。17、測速發(fā)電機的內(nèi)阻應盡可能大。18、光電編碼器適合較高轉(zhuǎn)速測量。19、物理型傳感器無中間轉(zhuǎn)換機構。20、熱電阻的激勵電流應盡量的大,以增大信號的輸出。答案：ABAAABAAAABABBBABAAB單選題1、下列傳感元件的屬于物理型（ ）。A測速發(fā)電機 B光電編碼器 C應變片 D渦流傳感器2.下列哪項對熱電偶的說法不正確 是（ ）。A.不能測量絕對溫度B.利用的是溫差效應C.鉑電阻屬于熱電偶D.需要冷端補償3.傳感器的基本性能參數(shù)不包括（ ）。 A.量程B. 靈敏度C.動態(tài)特性D.尺寸4、結構型傳感器不包括（ ）。A彈性片B電容傳感器C壓電傳感器D電感傳感器5、模擬式光電傳感器有以下幾種工作形式，其中（）用來對氣體進行成分分析。A吸收式B反射式C遮光式D輻射式6、模擬式光電傳感器有以下幾種工作形式，其中（）用來測量零件表面粗糙度。A吸收式B反射式C遮光式D輻射式7、模擬式光電傳感器