《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》復(fù)習(xí)大綱

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、名詞解釋1、采樣：將連續(xù)時(shí)間信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖數(shù)字信號的過程。2、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度：動導(dǎo)軌按給定方向作直線運(yùn)動的準(zhǔn)確程度。3、執(zhí)行元件：將控制信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械運(yùn)動和機(jī)械能量的轉(zhuǎn)換元件。4、可靠性：系統(tǒng)(產(chǎn)品)在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。5、機(jī)電融合法：將各組成要素有機(jī)融合為一體而構(gòu)成專用或通用的功能部件(子系統(tǒng))，其要素之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配比較充分。6、機(jī)電一體化：在機(jī)械的主功能、動力功能、信息功能、控制功能基礎(chǔ)上引入微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)地結(jié)合所構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。7、反饋：通過適當(dāng)?shù)臋z測傳感裝置將輸出量的全部或一部分返回到輸入端，使之與

2、輸入量進(jìn)行比較，用其偏差對系統(tǒng)進(jìn)行控制，反饋控制的目標(biāo)是使該偏差為零。8、伺服系統(tǒng)：又稱隨動系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過程的反饋控制系統(tǒng)，使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。9、微機(jī)控制系統(tǒng)：是將微型計(jì)算機(jī)作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制器，結(jié)合微型計(jì)算機(jī)的工作原理、接口電路(數(shù)字和模擬)的設(shè)計(jì)、相應(yīng)的控制硬件和軟件，以及它們之間的匹配，實(shí)現(xiàn)對控制對象的有效控制。10、適應(yīng)性設(shè)計(jì)：是在總的設(shè)計(jì)方案、原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以使產(chǎn)品在性能

3、和質(zhì)量上增加某些附加價(jià)值。11、PLC：采用微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，融合繼電接觸器控制的概念構(gòu)成的一種控制器，使用可編程存儲器存儲用戶設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序指令，由指令實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算和I/O接口通訊來控制機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)。二、填空題1、機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、(傳感檢測系統(tǒng)、和執(zhí)行元件系統(tǒng))五個(gè)子系統(tǒng)工組成。2、常用的機(jī)電一體化系統(tǒng)必須具備的三大目的功能是變換(加工、處理)功能；傳遞(移動、輸送)功能、儲存(保持、積蓄、記錄)功能。3、機(jī)電一體化系統(tǒng)具備的五種內(nèi)部功能分別是：主功能、動力功能、(計(jì)測功能、控制功能)和構(gòu)造功能。4、機(jī)

4、電一體化系統(tǒng)的主功能主要是對物質(zhì)、能量、信息及其相互結(jié)合進(jìn)行(變換、傳遞)和存儲。5、機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)造功能是維護(hù)各子系統(tǒng)、元/部件在所定的(時(shí)間、和空間)的相互關(guān)系。6、在評價(jià)系統(tǒng)(產(chǎn)品)內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價(jià)值時(shí)，計(jì)測功能的(精度)越高，意味著系統(tǒng)的價(jià)值越高。7、在評價(jià)系統(tǒng)(產(chǎn)品)內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價(jià)值時(shí)，主功能的(系統(tǒng)誤差)越小，意味著系統(tǒng)的價(jià)值越大。8、根據(jù)接口的變換、調(diào)整功能，接口可分為零接口、無源接口、(有源接口、和智能接口 )四大類。9、根據(jù)接口的輸入/輸出功能，接口可分為機(jī)械接口、物理接口、(信息接口、和環(huán)境接口)四大類。10、運(yùn)動參數(shù)是用來表征機(jī)器工作運(yùn)動的軌跡、行程、(方向、和

5、起止點(diǎn)正確性) 的指標(biāo)。11、機(jī)電一體化的三大效果是：(省能、省資源、智能化)。12、機(jī)械傳動部件的主要功能是傳遞(轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速)。13、機(jī)械系統(tǒng)一般由傳動部件、導(dǎo)向支承部件、旋轉(zhuǎn)支承部件、(軸系、和機(jī)架或箱體)組成。14、滾珠絲桿副中滾珠的循環(huán)方式有、(內(nèi)循環(huán)、和外循環(huán))兩種。15、齒輪傳動部件可改變傳動的(轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速)和轉(zhuǎn)向。16、導(dǎo)向支承部件的作用是(支承、和限制)運(yùn)動部件按給定的運(yùn)動要求和規(guī)定的運(yùn)動方向運(yùn)動。17、按照導(dǎo)軌副接觸面的摩擦性質(zhì)，導(dǎo)軌副可分為(滾動導(dǎo)軌、和滑動導(dǎo)軌)、氣體/液體導(dǎo)軌、彈性摩擦導(dǎo)軌。18、旋轉(zhuǎn)支承的方向精度是指運(yùn)動件轉(zhuǎn)動時(shí)，其軸線與(承導(dǎo)件的軸線)承導(dǎo)件的軸線產(chǎn)

6、生傾斜的程度。19、滑動摩擦支承按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分可為圓柱支承、圓錐支承、(球面支承、和頂針支承 )四類。20、軸系的主要作用是傳遞(轉(zhuǎn)矩、和傳動精度)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，它直接承受外力。21、軸系由軸及安裝在軸上的(齒輪、帶輪)等傳動部件組成。22、磁懸浮軸承是利用(磁場力)將軸無機(jī)械摩擦、無潤滑地懸浮在空間的一種新型軸承。23、執(zhí)行元件是位于機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接部位的(能量)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。24、伺服電機(jī)分為(交流伺服電機(jī)、和直流伺服電機(jī))。25、控制用電機(jī)是電氣伺服控制系統(tǒng)的動力部件，是將(電)能轉(zhuǎn)換成(機(jī)械)能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。26、控制用電機(jī)的運(yùn)動方式有(回轉(zhuǎn)驅(qū)動、和直線驅(qū)動)兩種方式。27、交流

7、伺服電機(jī)可分為(同步型、和感應(yīng)型)兩大類。28、步進(jìn)電機(jī)可分為(變磁阻型、永磁型、和混合型)三大類。29、伺服電機(jī)控制方式的基本形式包括 (開環(huán)控制、半閉環(huán)控制、和全閉環(huán)控制)。30、按照微型計(jì)算機(jī)的組裝形式，微型計(jì)算機(jī)可分為(單片機(jī)、和單板機(jī))微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。31、按照微處理機(jī)位數(shù)來分，微型計(jì)算機(jī)可分為位片、4位、8位、(16位、和32位)、64位等機(jī)種。32、程序設(shè)計(jì)語言大致可以分為三大類，分別是(機(jī)器語言、匯編語言) 和高級語言。33、控制系統(tǒng)中的微機(jī)發(fā)出的控制信號一般要經(jīng)過(功率放大)后，才能驅(qū)動各類執(zhí)行元件。34、信息轉(zhuǎn)換電路包括弱電轉(zhuǎn)強(qiáng)電電路、(數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換電路、數(shù)/模，和模/數(shù)轉(zhuǎn)

8、換電路)、電量非電量轉(zhuǎn)換電路。35、PLC主要是利用邏輯運(yùn)算以實(shí)現(xiàn)各種(開關(guān)量)的控制。36、傳感被檢測對象的各種(物理變化量、)變?yōu)?電信號)的一種變換器。37、按照輸出信號的性質(zhì)，可以將傳感器分為(開關(guān)型、模擬型)和數(shù)值型。38、微型計(jì)算機(jī)的總線一般包括：(地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線)。39、機(jī)構(gòu)動力學(xué)是研究構(gòu)成機(jī)構(gòu)要素的(慣性)和機(jī)構(gòu)中各元、部件的(剛性)所引起振動的一門學(xué)問。40、傳感器變換器根據(jù)變換的物理過程可分為電/磁變換和光/電變換。41、機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)動態(tài)設(shè)計(jì)主要是(設(shè)計(jì)校正補(bǔ)償裝置)。42、典型負(fù)載包括慣性負(fù)載、(外力負(fù)載、彈性負(fù)載)和摩擦負(fù)載等。43、負(fù)載的等效變換是

9、將被控對象相關(guān)部件的固有參數(shù)及其所受的(負(fù)載)等效換算到執(zhí)行元件的(輸出軸)上。44、校正形式多種多樣，工程上常用(對數(shù)頻率法、和根軌跡方法)進(jìn)行校正設(shè)計(jì)。45、當(dāng)系統(tǒng)的過渡過程結(jié)束后，其輸出值達(dá)到與輸出相對應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)的輸出值與目標(biāo)值之差稱為(穩(wěn)態(tài)誤差)。46、PID調(diào)節(jié)器是(比例-積分-微分調(diào)節(jié)器)的簡稱。47、系統(tǒng)中采用積分環(huán)節(jié)可以減少或消除(誤差)。48、由傳動裝置(傳動系統(tǒng))的(彈性變形)而產(chǎn)生的振動稱為結(jié)構(gòu)諧振(或機(jī)械振動)。49、機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)有固有振動頻率、振型、(模態(tài)剛度、模態(tài)質(zhì)量)和模態(tài)阻尼等。50、可靠性是指系統(tǒng)(或產(chǎn)品)在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成(

10、規(guī)定功能)的能力。三、選擇題1、機(jī)電一體化系統(tǒng)常用的設(shè)計(jì)類型有以下( )三種。答案：A(A)開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)和變異性設(shè)計(jì)(B)開發(fā)性設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)和變異性設(shè)計(jì)(C)反求設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)和逆向性設(shè)計(jì)(D)適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)和逆向性設(shè)計(jì)2、機(jī)電一體化產(chǎn)品融合了機(jī)械工程、電子工程、信息工程和控制工程等多學(xué)科于一體，其中( )是機(jī)電一體化產(chǎn)品的主功能。答案：C(A)動力功能；(B)信息功能；(C)機(jī)械功能；(D)控制功能3、零接口是不進(jìn)行任何變換和調(diào)整，輸入即為輸出，下列屬于零接口的是( )。答案：C(A)變壓器；(B)運(yùn)算放大器；(C)插頭；(D)A/D轉(zhuǎn)換器4、機(jī)電一體化系統(tǒng)的動力功能是

11、向系統(tǒng)提供( )，讓系統(tǒng)得以運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。答案：D(A)物質(zhì)；(B)內(nèi)部信息；(C)外部信息；(D)動力5、機(jī)電一體化系統(tǒng)的主功能是對物質(zhì)、能量、( )及其相互結(jié)合進(jìn)行變換、存儲和傳遞。答案：B(A)結(jié)構(gòu)；(B)信息；(C)檢測；(D)動力6、在評價(jià)系統(tǒng)(產(chǎn)品)內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價(jià)值時(shí)，主功能的主要評價(jià)參數(shù)包括( )。答案：A(A)系統(tǒng)誤差、抗干擾能力、廢棄物輸出和變換效率(B)能量輸入、能源、精度和強(qiáng)度(C)尺寸、重量、精度和強(qiáng)度(D)系統(tǒng)誤差、抗干擾能力、手動操作和接口數(shù)量7、在評價(jià)系統(tǒng)(產(chǎn)品)內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價(jià)值時(shí)，構(gòu)造功能的主要評價(jià)參數(shù)包括( )。答案：C(A)系統(tǒng)誤差、抗干擾能力和變換效

12、率(B)能量輸入、精度和強(qiáng)度(C)尺寸、重量和強(qiáng)度(D)尺寸、手動操作和接口數(shù)量8、無源接口是對無源要素進(jìn)行變換和調(diào)整的接口，下列屬于無源接口的是( )。答案：A(A)變壓器；(B)運(yùn)算放大器；(C)插頭；(D)A/D轉(zhuǎn)換器9、動力參數(shù)是用來表征機(jī)器輸出動力大小的指標(biāo)，下列屬于動力參數(shù)的有( )。答案：D(A)行程；(B)方向；(C)軌跡；(D)力矩10、下列屬于線性傳動部件的是( )。答案：D(A)連桿機(jī)構(gòu)；(B)凸輪機(jī)構(gòu)；(C)棘輪傳動機(jī)構(gòu)；(D)絲桿螺母副11、下列屬于非線性傳動部件的是( )。答案：A(A)連桿機(jī)構(gòu)；(B)減速裝置；(C)蝸輪蝸桿副；(D)絲桿螺母副12、下列屬于絲桿螺

13、母機(jī)構(gòu)的傳動部件是( )。答案：B(A)減速裝置；(B)螺旋壓力機(jī)；(C)蝸輪蝸桿副；(D)連桿機(jī)構(gòu)13、下列屬于撓性傳動部件的是( )。答案：C(A)齒輪傳動；(B)蝸輪蝸桿副；(C)同步帶傳動；(D)槽輪傳動機(jī)構(gòu)14、下列屬于間隙傳動機(jī)構(gòu)的是( )。答案：D(A)齒輪傳動；(B)蝸輪蝸桿副；(C)同步帶傳動；(D)槽輪傳動機(jī)構(gòu)15、軸的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后，無負(fù)載、低速旋轉(zhuǎn)的條件下，軸前端的( )。答案：A(A)徑向跳動和軸向竄動量；(B)徑向跳動量(C)軸向竄動量；(D)系統(tǒng)誤差16、滾動軸承包括( )三大類。答案：C(A)靜壓軸承、動壓軸承和空氣軸承(B)靜壓軸承、動壓軸承和磁懸浮軸承(

14、C)向心軸承、向必推力軸承和推力軸承(D)向心軸承、向必推力軸承和磁懸浮軸承17、執(zhí)行元件的作用是將電能、液壓能、氣壓能、化學(xué)能等轉(zhuǎn)換為( )。答案：C(A)熱能；(B)勢能；(C)機(jī)械能；(D)光能18、下列屬于電磁式執(zhí)行元件的是( )。答案：A(A)伺服電機(jī)；(B)液壓馬達(dá)；(C)壓電元件；(D)氣壓馬達(dá)19、下列屬于液壓式執(zhí)行元件的是( )。答案：B(A)伺服電機(jī)；(B)液壓馬達(dá)；(C)壓電元件；(D)氣壓馬達(dá)20、下列屬于氣壓式執(zhí)行元件的是( )。答案：D(A)伺服電機(jī)；(B)液壓馬達(dá)；(C)壓電元件；(D)氣壓馬達(dá)21、步進(jìn)電動機(jī)是通過( )決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機(jī)。(A)脈沖的

15、寬度；(B)脈沖的數(shù)量；(C)脈沖的相位；(D)脈沖的占空比22、程序設(shè)計(jì)語言大致可以分為三大類，分別是( )。答案：B(A)Basic語言、C語言、C+語言；(B)機(jī)器語言、匯編語言、高級語言；(C)VB、VC、FORTRAN語言；(D)Basic語言、FORTRAN語言、PASCAL語言23、在PLC基本指令中，邏輯乘指令是( )。答案：C(A)RD；(B)WRT；(C)AND；(D)NOT24、在PLC基本指令中，邏輯加指令是( )。答案：A(A)OR；(B)WRT；(C)AND；(D)NOT25、加速度傳感器可以測量( )。答案：D(A)線位移、角位移；(B)線速度、角速度(C)速度、

16、加速度；(D)線加速度、角加速度26、重力、推力、應(yīng)力可以用( )來測量。答案：C(A)位移傳感器；(B)速度傳感器；(C)加速度傳感器；(D)力或壓力傳感器27、為了改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和動態(tài)性能，一般采用( )進(jìn)行調(diào)節(jié)。答案：D(A)比例環(huán)節(jié)；(B)積分環(huán)節(jié)；(C)微分環(huán)節(jié)；(D)比例-積分環(huán)節(jié)28、閉環(huán)之內(nèi)的動力傳動鏈齒輪間隙影響系統(tǒng)的( )。答案：A(A)穩(wěn)定性；(B)精度；(C)剛度；(D)強(qiáng)度29、實(shí)驗(yàn)振動模態(tài)分析方法有( )。答案：A(A)時(shí)域法和頻域法；(B)時(shí)域法和做圖法；(C)頻域法和做圖法；(D)做圖法30、可靠性是指系統(tǒng)(或產(chǎn)品)在( )完成規(guī)定功能的能力。答案：D(A)

17、規(guī)定條件下；(B)規(guī)定時(shí)間內(nèi)；(C)規(guī)定溫度下；(D)規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)四、判斷題1、以物料搬運(yùn)、加工為主，輸入物質(zhì)、能量和信息，經(jīng)過加工處理，主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質(zhì)，將這種系統(tǒng)(產(chǎn)品)稱為工作機(jī)。答案：() 2、以能量轉(zhuǎn)換為主，輸入能量和信息，輸出不同能量的系統(tǒng)(或產(chǎn)品)，稱為動力機(jī)。答案：()3、以信息處理為主，輸入能量和信息，主要輸出某種信息(如數(shù)據(jù)、圖像、文字、聲音等)的系統(tǒng)(或產(chǎn)品)，稱為信息機(jī)。答案：()4、機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)造功能的作用是根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)部信息和外部信息對系統(tǒng)進(jìn)行控制，使系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)施目的功能。答案：() 5、機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)造功能的作用是根據(jù)系統(tǒng)的

18、內(nèi)部信息和外部信息對系統(tǒng)進(jìn)行控制，使系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)施目的功能。答案：() 6、在評價(jià)系統(tǒng)(產(chǎn)品)內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價(jià)值時(shí)，動力功能的接口數(shù)量越多，意味著系統(tǒng)的價(jià)值越高。答案：()7、在評價(jià)系統(tǒng)(產(chǎn)品)內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價(jià)值時(shí)，計(jì)測功能的精度越高，意味著系統(tǒng)的價(jià)值越高。答案：()8、在評價(jià)系統(tǒng)(產(chǎn)品)內(nèi)部功能與系統(tǒng)的價(jià)值時(shí)，主功能的系統(tǒng)誤差越小，意味著系統(tǒng)的價(jià)值越大。答案：( ) 9、電磁離合器是無源接口。答案：()10、聯(lián)軸器是有源接口。答案：() 11、齒輪減速器是有源接口。答案：() 12、機(jī)構(gòu)接口是受通過接口部位的物質(zhì)、能量與信息的具體形態(tài)和物理?xiàng)l件約束的接口。答案：() 13、運(yùn)動參數(shù)是

19、用來表征機(jī)器工作運(yùn)動的軌跡、行程、方向和起止點(diǎn)正確性的指標(biāo)。答案：() 14、動力參數(shù)是用來表征機(jī)器輸出動力大小的指標(biāo)。答案：() 15、蝸輪蝸桿副是線性傳動部件。答案：() 16、凸輪機(jī)構(gòu)是線性傳動部件。答案：()17、萬向聯(lián)軸器只能改變運(yùn)動的傳動速度，不能改變其傳動方向。答案：()18、絲桿螺母機(jī)構(gòu)有作用主要是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為直線運(yùn)動或?qū)⒅本€運(yùn)動變換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。答案：() 19、千斤頂是屬于以傳遞能量為主的絲桿螺母機(jī)構(gòu)。 答案：() 20、棘輪傳動機(jī)構(gòu)是撓性傳動部件。答案：()21、鋼帶傳動是撓性傳動部件。答案：()22、導(dǎo)軌精度的保持性主要取決于導(dǎo)軌的耐磨性。答案：()23、與圓柱支承相

20、比，圓錐支承的方向精度和置中精度較低。答案：()24、軸系可以分為主軸軸系和中間傳動軸系。答案：()25、形狀記憶合金屬于電磁式執(zhí)行元件。答案：() 26、直流伺服電機(jī)的驅(qū)動目前常用晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動和晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動兩種方式。答案：()27、步進(jìn)電機(jī)的步距角越小，表示其分辯力也越小。答案：()28. 伺服控制系統(tǒng)的比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進(jìn)行比較，以獲得輸出與輸入之間的偏差信號。答案：()29、步進(jìn)電機(jī)的步距角決定系統(tǒng)的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。答案：()30、微處理機(jī)(Microprocessor)簡稱CPU，它是一個(gè)大規(guī)模集成電路器件或超大規(guī)模集成電路

21、器件。答案：() 31、微型計(jì)算機(jī)(Microcomputer)簡稱MC，它是以微處理機(jī)(CPU)為中心，加上只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、輸入/輸出接口電路、系統(tǒng)總成及其它支持邏輯電路組成的計(jì)算機(jī)。答案：() 32、在PLC基本指令中，AND NOT指令表示取反以后邏輯加。答案：()33、位移傳感器可以測量速度和加速度。答案：() 34、當(dāng)系統(tǒng)的過渡過程結(jié)束后，其輸出值達(dá)到與輸出相對應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)的輸入值與目標(biāo)值之差稱為穩(wěn)態(tài)誤差。答案：() 35、由傳動裝置(傳動系統(tǒng))的塑性變形而產(chǎn)生的振動稱為結(jié)構(gòu)諧振(或機(jī)械振動)。答案：() 36、時(shí)域法是直接從機(jī)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的時(shí)

22、間域和響應(yīng)求取模態(tài)參數(shù)。答案：()37、失效(或故障)越頻繁，系統(tǒng)的可靠性越低。答案：()38、如果系統(tǒng)不能完成規(guī)定功能，稱為失效。答案：() 39、如果系統(tǒng)可以修復(fù)，稱為故障。答案：()五、簡答題1、試述機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)流程。答：(1)根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標(biāo)；(2)系統(tǒng)功能部件、功能要素的劃分；(3)接口的設(shè)計(jì)；(4)綜合評價(jià)(或整體評價(jià))；(5)可靠性復(fù)查；(6)試制與調(diào)試。2、機(jī)電一體化技術(shù)的目的是什么？答：機(jī)電一體化技術(shù)的目的是提高產(chǎn)品的附加值，即多功能、高效率、高可靠性及節(jié)約材料和能源，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向短、小、輕、薄化方向發(fā)展，從而不斷滿足人們生活多樣化、生產(chǎn)省力化

23、及自動化的需求。3、機(jī)電一體化系統(tǒng)由哪幾個(gè)子系統(tǒng)組成？答：機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))、信息處理系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))、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)(電機(jī)等)五個(gè)子系統(tǒng)組成。4、簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)程序。答：機(jī)電一體化系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)程序分為：(1)明確設(shè)計(jì)思想；(2)分析、綜合總體要求；(3)擬訂總體設(shè)計(jì)方案；(4)決定性能參數(shù)；(5)劃分功能模塊；(6)調(diào)研類似產(chǎn)品；(7)方案對比定型；(8)編寫總體方案論證書。5、機(jī)電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵共性技術(shù)有哪些？答：機(jī)電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵共性技術(shù)主要有：(1)檢測傳感技術(shù)；(2)信息處理技術(shù)；(3)伺服驅(qū)動技術(shù)；(4)自動

24、控制技術(shù)；(5)精密機(jī)械技術(shù)；(6)系統(tǒng)總成技術(shù)。6、設(shè)計(jì)機(jī)械傳動部件時(shí)，為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，常提出哪些要求？答：(1)低摩擦，采用低摩擦阻力的傳動部件和導(dǎo)向支承部件；(2)短傳動鏈，縮短傳動鏈，提高傳動與支承剛度；(3)最佳傳動比，選用最佳傳動比，以達(dá)到提高系統(tǒng)分辨率等，盡可能提高加速性能；(4)反向死區(qū)誤差小；(5)高剛性，提高剛性可減少振動、降低噪聲等。7、在齒輪傳動中，各級傳動比的分配原則是什么？答：各級傳動比一般采用以下分配原則：(1)重量最輕原則；(2)輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則；(3)等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則。8、導(dǎo)軌副的設(shè)計(jì)就考慮哪些因素？答：(1)根據(jù)工作條件，選擇

25、合適的導(dǎo)軌類型；(2)選擇導(dǎo)軌的截面形狀，以保證導(dǎo)導(dǎo)向精度；(3)選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌結(jié)構(gòu)及尺寸，有足夠的剛度、良好的耐磨性和低速平衡性，運(yùn)動輕便；(4)選擇導(dǎo)軌的補(bǔ)償及調(diào)整裝置；(5)選擇合理的耐磨涂料、潤滑方法和防護(hù)裝置；(6)制訂保證導(dǎo)軌所必需的技術(shù)條件。9、滾動導(dǎo)軌副的基本要求有哪些？答：(1)導(dǎo)向精度，應(yīng)保證移動軌跡的直線性及其位置的精確性；(2)耐磨性，在預(yù)定的使用期內(nèi)保持其導(dǎo)向精度；(3)剛度，為了保證足夠的剛度，應(yīng)選用最合適的導(dǎo)軌類型、尺寸及其組合；(4)工藝性，導(dǎo)軌副要便于裝配、調(diào)整、測量、防塵、潤滑和維修保養(yǎng)等。10、旋轉(zhuǎn)支承的基本要求是什么？答：(1)方向精度和置中精度；(2)

26、摩擦阻力的大小；(3)許用載荷；(4)對對變化的敏感性；(5)耐磨性以及磨損的補(bǔ)償；(6)抗振性；(7)成本。11、提高軸系部件旋轉(zhuǎn)精度要采取哪些措施？答：(1)提高軸頸與架體支承的加工精度；(2)用選配法提高軸承裝配與預(yù)緊精度；(3)軸系組件裝配后對輸出端軸的外徑、端面及內(nèi)孔通過互為基準(zhǔn)進(jìn)行精加工。12、簡述滾珠絲杠軸向間隙調(diào)整方法雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式原理。(P33)答：如圖所示，兩個(gè)螺母3兩端分別制有圓柱齒輪，二者齒數(shù)相差一個(gè)齒，通過兩端的兩個(gè)內(nèi)齒輪2與上述圓柱齒輪相嚙合并用螺釘和定位銷固定在套筒1上。調(diào)整時(shí)先取下兩端的內(nèi)齒輪2，當(dāng)兩個(gè)滾珠螺母相對于套筒同一個(gè)方向轉(zhuǎn)動一個(gè)齒，固定后，則一個(gè)

27、滾珠螺母相對于另一個(gè)滾珠螺母產(chǎn)生相對角位移，使兩個(gè)滾珠螺母產(chǎn)生相對移動，從而消除間隙并產(chǎn)生一定的預(yù)緊力。其特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)定量調(diào)整，即可進(jìn)行精密微調(diào)，使用中調(diào)整較方便。1-套筒；2-內(nèi)齒輪；3-螺母；4-絲杠13、滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些？答：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、彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式、單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊式和單螺母滾珠過盈預(yù)緊式。14、執(zhí)行元件的基本要求是什么？答：(1)慣量小、動力大；(2)體積小、重量輕；(3)便于維修、安裝；(4)宜于微機(jī)控制。15、控制用電動機(jī)的基本要求是什么？答：(1)性能密度大；(2)快速性能好，即加速轉(zhuǎn)矩大

28、，頻響特性好；(3)位置控制精度高，調(diào)速范圍寬，低速運(yùn)動平衡無爬行現(xiàn)象，分辯力高，振動噪聲?。?4)適應(yīng)啟、停頻繁的工作要求；(5)可靠性高，壽命長。16、簡述直流伺服電機(jī)的特點(diǎn)。答：(1)高響應(yīng)特性；(2)高功率密度；(3)可實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)字控制；(4)接觸換向部件需要維護(hù)。17、簡述步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)。答：(1)轉(zhuǎn)角與控制脈沖數(shù)成比例，可構(gòu)成直接數(shù)字控制；(2)有定位轉(zhuǎn)矩；(3)可構(gòu)成廉價(jià)的開環(huán)控制系統(tǒng)。18、簡述步進(jìn)電機(jī)的工作原理。(P107)答：如圖所示：如果先將電脈沖加到A相勵(lì)磁繞組，定子A相磁極就產(chǎn)生磁通，并對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁拉力，使轉(zhuǎn)子的1、3兩個(gè)齒與定子的A相磁極對齊，而后再將電脈沖通入B

29、相磁繞組，B相磁極便產(chǎn)生磁通，這時(shí)轉(zhuǎn)子2、4兩個(gè)齒與B相磁極靠的最近，于是轉(zhuǎn)子便沿著逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過30度角，使轉(zhuǎn)子2、4兩個(gè)齒與定子B相磁極對齊。如果按照ACBA的順序通電，步進(jìn)電機(jī)將沿順時(shí)針方向一步步地轉(zhuǎn)動。19、試說明晶體管直流脈寬調(diào)制驅(qū)動(PWM)工作原理。答：如圖所示，給定供電電壓U，由控制脈沖信號Ud控制晶體管VT的通斷，從而使直流電動機(jī)得到脈沖驅(qū)動信號。改變脈沖控制信號的每一周期通電時(shí)間，就可改變直流電動機(jī)的平均工作電壓Ua達(dá)到調(diào)速目的。通電時(shí)間越長，獲得的平均電壓越大，電機(jī)轉(zhuǎn)得就快，反之，電機(jī)轉(zhuǎn)得就慢。20、輸入/輸出控制對硬件電路有何要求？答：(1)能夠可靠地傳遞信息，并能夠輸

30、入有關(guān)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的狀態(tài)信息；(2)能夠進(jìn)行相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)換， 以滿足微機(jī)對輸入/輸出信息的轉(zhuǎn)換要求；(3)應(yīng)具有較強(qiáng)的阻斷干擾信號進(jìn)入微機(jī)控制系統(tǒng)的能力，以提高系統(tǒng)的可靠性。21、簡述光電隔離電路的主要作用。答：作用體現(xiàn)在三個(gè)方面：(1)可將輸入/輸出兩部分的供電電源和電路的地線分離(可將輸入與輸出兩部分電路的地線分開，各自使用一套電源供電)。光電耦合輸入、輸出端之間絕緣電阻很大(10111013)，寄生的電容很小(0.52pF)，因而干擾信號很難從輸入端反饋到輸出端。(2)提高對負(fù)載的驅(qū)動能力。可直接驅(qū)動光控晶閘管。如果光電隔離電路與濾波電路、屏蔽電路結(jié)合起來，會進(jìn)一步提高微機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾能

31、力。(3)可進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)要求的電平輸出，具有初級功率放大作用。22、簡述傳感器的微機(jī)接口基本方式及基本方法。答：(1)模擬量接口方式：傳感器輸出信號放大采樣/保持模擬多路開關(guān)A/D轉(zhuǎn)換I/O接口微機(jī)；(2)開關(guān)量接口方式：開關(guān)型傳感器輸出二值式信號(邏輯1或0)三態(tài)緩沖器微機(jī)；(3)數(shù)字量接口方式：數(shù)字型傳感器輸出數(shù)字量(二進(jìn)制代碼、BCD碼、脈沖序列等)計(jì)數(shù)器三態(tài)緩沖器微機(jī)。23、機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性包括哪些內(nèi)容？答：(1)機(jī)構(gòu)輸出端所受負(fù)載(力或轉(zhuǎn)矩)向輸入端的換算；(2)機(jī)構(gòu)內(nèi)部的摩擦力(或轉(zhuǎn)矩)對輸入端的影響；(3)由上述各種力或重力加速度引起的機(jī)構(gòu)內(nèi)部各連桿、軸承等到的受力

32、。24、機(jī)電一體系統(tǒng)操作過程的目的是什么？答：(1)根據(jù)操作條件的變化，制定最佳操作方案；(2)對操作過程進(jìn)行自動檢測，提高控制性能，實(shí)現(xiàn)規(guī)定的目的功能。25、機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)包含哪些內(nèi)容？答：穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)包含了使系統(tǒng)的輸出運(yùn)動參數(shù)達(dá)到技術(shù)要求、執(zhí)行元件的參數(shù)選擇、功率(或轉(zhuǎn)矩)的匹配及過載能力的驗(yàn)算、各主要元件的選擇與控制電路設(shè)計(jì)、信號的有效傳遞、各級增益的分配、各級之間阻抗的匹配和抗干擾措施等。26、伺服系統(tǒng)放大器的設(shè)計(jì)與選擇主要考慮哪些因素？答：(1)功率輸出級必須與所用執(zhí)行元件匹配，其輸出電壓、電流應(yīng)滿足執(zhí)行元件的容量要求，能夠保證執(zhí)行元件短時(shí)過載、短時(shí)快速的要求；(2)放大器應(yīng)為執(zhí)行元件的運(yùn)行狀態(tài)提供適宜的條件；(3)放大器應(yīng)有足夠的線性范圍，以保證執(zhí)行元件的容量提到正常發(fā)揮；(4)輸入級應(yīng)能與檢測傳感器相匹配；(5)放大器應(yīng)具有足夠的放大倍數(shù)，其特性應(yīng)穩(wěn)定可靠、便于調(diào)整。27、系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計(jì)包含哪些內(nèi)容？答：系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計(jì)包含：選擇系統(tǒng)的控制方式和校正(或補(bǔ)償)形式，設(shè)計(jì)校正裝置，將其有效地連接到穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)階段所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中去，使補(bǔ)償后的系統(tǒng)成為穩(wěn)定系統(tǒng)，并滿足各項(xiàng)動態(tài)指標(biāo)要求。28、保證機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)的可靠性方法有哪些？答：1)提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量：(1)裕度法；(2)自動控制。2)采用冗余技術(shù)：(1)工作冗余；(2)后備冗余。3)故障診斷技術(shù)：(