机电一体化总试题库.docx
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机电一体化总试题库
1.伺服控制系统：
是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。
伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。
2.三相六拍通电方：
如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。
如A→AB→B→BC→C→CA→…
3.灵敏度：
指在稳态下，输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。
即为传感器灵敏度。
S=dy/dx=ΔY/ΔX
4.压电效应：
某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。
当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应
5.动态误差：
动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差
6.线性度：
所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度。
又称为非线性误差
7.机电一体化：
机电一体化--从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术
8.自动控制：
自动控制—由控制装置自动进行操作的控制
9.开环控制系统：
开环控制系统—无反馈的控制系统
10.闭环控制系统：
闭环控制系统是指具有反馈的控制系统
11.逆变器：
4.逆变器—把固定的直流电变成固定或可调的交流电的DC/AC变流器。
12.PWM：
PWM—通过调节脉冲的宽度改变负载电压平均值的脉宽调制斩波器。
13.柔性制造系统：
柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem）是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化
14.静态设计：
是指依据系统的功能要求，通过研究制定出机械系统的初步设计方案
15.动态设计
16.伺服电动机：
伺服电动机是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出电动机，以电子换向取代了传统的直流电动机的电刷换向的电动机
17.屏蔽：
屏蔽是利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来从而割断或削弱干扰场的空间耦合通道，阻止其电磁能量的传输
18.共模干扰：
共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口断的共有的信号干扰。
19.伺服控制技术：
一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。
20.传感器能分辨力：
传感器能检测到的最小输入增量称分辨力，在输入零点附近的分辨力称为阈值。
21.变频调速：
采用改变电机通电频率的方式来改变电机的转速的调速方式
22.响应特性：
指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度，决定了系统的工作效率。
23.PID：
指比例-积分-微分调节。
比例系数K愈大调节作用愈强,动态特性也愈好。
但K太大,会引起系统不稳定。
比例调节的主要缺点是存在误差；积分作用能消除误差,响应慢；微分作用噪声大或要求响应快的系统最好不使用
24.复合控制器：
带有前馈控制系统的反馈控制器。
它的作用是使系统能以稳定的零误差跟踪已知的输入信号。
25.DMA：
外设与内存间直接进行数据交换（DMA）而不通过CPU
26.中断：
为了提高CPU的效率和使系统具有良好的实时性，采用中断方式CPU就不必花费大量时间去查询各外围设备的状态了。
而是当外围设备需要请求服务时，向CPU发出中断请求，CPU响应外围设备中断，停止执行当前程序，转去执行一个外围设备服务的程序，中断处理完毕，CPU又返回来执行原来的程序。
交流电机的矢量控制：
27.同时控制电动机的输入电流的幅值和相位心得到交流电动机的最佳控制
二、填空题（每小题1分，共20分）
1、计算机在控制中的应用方式主要有___操作指导控制系统、分级计算机控制系统、监督计算机控制系统（SCC）、直接数字控制系统_________________。
2、一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：
机械本体、动力与驱动部分、执行机构、控制及信息处理部分
3、机电一体化系统（产品）开发的类型：
开发性设计、适应性设计、变参数设计
4、机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法：
取代法、整体设计法、组合法。
5、机电一体化的高性能化一般包含：
高速化、高精度、高效率、高可靠性。
6、抑制干扰的措施很多，主要包括：
屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等方法。
7、滚珠丝杆螺母副结构有两类：
__2.外循环插管式内循环反向器式____________。
8、应用于工业控制的计算机主要有单片机PLC总线工控机______等类型。
9、机电一体化系统设计指标和评价标准应包括_性能指标、系统功能、使用条件、经济效益_________。
10、可编程控制器主要由____CPU存储器接口模块___________等其它辅助模块组成
11、顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，
12、现在常用的总线工控制机有___STD总线工业控制机_____、PC总线工业控制机和CAN总线工业控制机等。
13、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种__变压器隔离光电隔离___________。
14、采样/保持器在保持阶段相当于一个“____模拟信号存储器_____________”。
1.滚珠丝杆中滚珠的循环方式：
______内循环、外循环____，________________。
3.顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，
顺序控制器通常用___________PLC________________________。
4.某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=孤度，
则莫尔条纹的宽度是________20mm_______________。
5.连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制
每一个轴的______位置和速度_______，使它们同步协调到达目标点。
6.某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为。
7.齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。
8.累计式定时器工作时有_____________________________________________________。
9.复合控制器必定具有______前馈控制器____________________________。
10.钻孔、点焊通常选用_________简单的直线运动控制___________________类型。
1.从控制角度讲，机电一体化可分为开环、闭环控制系统和控制系统。
1.在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为:
电压输出电流输出频率输出；；三种形式。
3.多点接地：
优点：
.互不干扰缺点：
接线多复杂，。
4.一般来说，伺服系统的基本组成为控制器功率放大器执行机构和检测装置
、、和等四大部分组成。
5.在SPWM变频调速系统中，通常载波是等腰三角波（三相）正弦波
，而调制波是。
6.从电路上隔离干扰的三种常用方法是:
光电隔离，变压器隔离，继电器隔离。
7.开环步进电动机控制系统，主要由环形分配器功率放大器步进电动机
、和等组成。
8.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.实现步进电动机通电
14.环形分配的三种常用方法是：
1），2），3）
1）采用计算机软件分配器2）小规模集成电路搭接的硬件分配器3）专用模块分配器
9、产生电磁干扰必备的三个条件是：
，，。
干扰源传播途径接受干扰对象原系统系统
10.干扰传播途径有二种方式：
1）传导耦合方式：
干扰信号能量以或的形式，通过金属导体传递。
2）幅射耦合方式：
干扰信号能量以的形式，通过空间感应传递。
1）电压；电流。
2）电磁场
11.指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式：
;
C.漏电干扰D.共阻抗感应干扰
哪几种属于幅射耦合方式：
,。
A.静电干扰B.磁场干扰E.电磁辐射干扰。
12.磁场屏蔽---对高频交变磁场应采用的金属材料作屏蔽体；对低频交变磁场应采用的材料作屏蔽体，并保证磁路畅通。
铜和铝等导电性能好；铁等高导磁率。
13.一点接地中：
1）串联接地：
优点：
，缺点：
，
最简单，；前后相互干扰，
2）并联接地：
优点：
，缺点：
，仅适用于电路。
干扰小，；接线多，复杂，低频（<1MHZ）
1、对伺服系统的技术要求是____________、____________、____________、___________。
系统精度稳定性响应特性工作频率
2、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：
____________、____________。
静态设计动态设计
3、计算机控制系统的类型包括________________________、_______________________、
监督控制系统、________________________。
分级计算机控制系统直接数字控制系统操作指导控制系统
4、拟定机电一体化系统（产品）设计方案的方法通常有____________、____________、____________。
取代法整体设计法组合法
5、接口的基本功能主要有______________、放大、_________________。
数据格式转换、通信联络
6、对直线导轨副的基本要求是_________________________、_____________________、
____________________、__________________和平稳。
导向精度高耐磨性好足够的刚度对温度变化的不敏感性。
7．机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理
___________、_____________、____________、____________、并满足小型、轻量等要求。
阻尼合理刚度大抗振性好间隙小
8、伺服系统的基本组成包括______________、_____________________、检测装置、
____________________。
控制器、执行环节、比较环节
9、工作接地分为_______________、______________。
一点接地多点接地
10、STD总线的技术特点_________________、______________、______________________、
高可靠性。
模块化设计系统组成修改和扩展方便
1.在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：
通信
和通信。
串行通信并行通信
2.微机控制系统中的输入与输出通道一般包括、、
、四种通道。
模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道
3.在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的
和，并尽量高伺服系统的响应速度。
稳定性和精度
4.一般来说，伺服系统的执行元件主要分为、、
和其它等四大类型。
电磁式液压式气压式
5.在SPWM变频调速系统中，通常载波是，而调制波是
。
等腰三角波正弦波
6.异步交流电动机变频调速：
2）基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于调速方式。
3）基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于调速方式。
恒转矩恒功率
7.开环步进电动机控制系统，主要由、和
等组成。
环形分配器功率驱动器步进电机
8.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.实现步进电动机通电
14.环形分配的三种常用方法是：
1）
，2），3）。
计算机软件硬件分配专用环形分配器
9.根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：
1），2），
3），4）。
操作指导控制系统直接控制系统监督计算机控制系统分级计算机控制系统
10．应用于工业控制的计算机主要有：
1），2），3）等类型。
单片机PLC总线工控机
11.干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：
干扰信号能量以
或的形式，通过金属导体传递。
电压电流
12.抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、、、、合理布局和软件抗干扰技术。
隔离滤波接地
13.电场屏蔽----通常用的金属材料作屏蔽体，并应保持良
好。
铜铝等导电性能良好接地
14．根据频率特性解释下列滤波器的作用：
1）低通滤波器：
只让通过，而高于受到抑制、衰
减，不让通过。
2）带通滤波器：
只让通过，而高于部分。
低频成分截止频率成分
某一频带内的成分上截止频率成分下截止频率成分
1、机电一体化系统中常见的轴承包括____________、___________、__________、磁轴承。
滚动轴承滑动轴承静压轴承磁轴承。
2、机电一体化系统一般由______________、_____________、接口、__________________、
_____________、______________等部分组成。
机械本体动力与驱动执行机构传感器检测部分控制及处理部分
.3、按干扰的耦合模式干扰可分为静电干扰、____________________、__________________、
_________________、_______________等干扰类型。
为静电干扰磁场耦合干扰漏电耦合干扰
.4、机电一体化是从系统的观点出发，将_____________、____________、___________、机
械技术等在系统工程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统________而建立的一门新
的科学技术。
检测技术伺服技术计算机与信息处理技术
5、伺服系统的基本组成部分包括_____________、____________、执行机构、___________
四大部分。
控制器检测环节比较环节被控对象
6、用软件识别有用信号和干扰信号、并滤去干扰信号的方法称为_____________、识别信
号的原则有_____________、______________。
软件滤波时间原则空间原则属性原则
7、机电一体化系统（产品）设计类型大致可分为________________、适应性设计、
________________。
开发性设计变参数设计
8、机电一体化系统包括______________、_____________、信息处理技术、____________、
____________、总体等相关技术。
机械技术检测技术伺服技术计算机与信息处理技术自动控制技术和系统总体技术
9、机电一体化系统对机械传动总传动比确定的最佳选择方案有______________________、
_____________________、质量最小原则。
转动惯量原则输出轴转角误差最小原则
1、机电一体化是从系统的观点出发____________、____________、___________、信息技
术等在系统工程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统________而建立的一门新
的科学技术。
机械技术检测技术伺服技术协调工作
2、机电一体化产品中需要检测的物理量分成____________和____________两种形式。
电量非电量
4机械结构因素对侍服系统性能的影响有__________________、____________________、
结构弹性变形、__________________间隙的影响。
阻尼摩擦惯量
7、接口的基本功能主要有______________、放大、_________________。
变换耦合
8、对直线导轨副的基本要求是_________________________、_____________________、
____________________、__________________和平稳。
导向精度高耐磨性好足够的刚度对温度变化的不敏感性
7．机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理
___________、___________、__________、____________、并满足小型、轻量等要求。
摩擦小度大振性好隙小
8、伺服系统的基本组成包括______________、_____________________、检测装置、
____________________。
控制器执行环节比较环节
9、拟定机电一体化系统的设计方案的方法有_______________、组合法、______________。
取代法整体法
10、STD总线的技术特点_________________、______________、______________________、
高可靠性。
模块化设计系统组成修改和扩展方便
1.机电一体化系统的设计中，齿轮传动系统的设计，在满足承载能力的条件下，主要是注重系统的动态性能设计，即系统快速响应能力和系统传动精度的高要求。
2.双螺母齿差预紧调整螺纹间隙时，两个外齿轮齿数分别为Z1=100，Z2=99，丝杠的螺距P=10mm时，间隙的调整量为 。
0.001mm
3.滚珠丝杠一般根据其决定其精度等级。
导程精度或导程误差
4.偏心法调整齿轮间隙通过调整偏心套改变两齿轮间的中心距，达到消除间隙的目的。
5.导轨的精度保持性主要由其决定。
耐磨性
6.机械部件产生爬行现象的主要原因是 和 。
摩擦系数随运动速度的变化、传动系统刚性不足
7、提高导轨副耐磨性的措施有、 ，
8.步进电机的速度控制中，其升速规律一般有和。
直线规律、指数规律
9.静压轴承通过调节来调节支承中各油腔的压力来适应不同载荷。
节流器
10.谐波传动是利用机械波使薄壁齿圈产生弹性变形来达到传动目的的。
11.齿轮间隙消除方法有刚性消除方法和弹性消除方法两类。
12、指运动件转动时其轴线与承导件的轴线产生倾斜的程度称为方向精度。
13、是指在任意截面上，运动件的中心与承导件的中心之间产生偏移的程度置中精度。
14、主轴系作为系统扭矩和旋转运动的输出轴，因此，对其旋转精度、刚度、热变形及抗振性等的要求较高。
15、机座设计制造中常用增加隔板和加强筋来提高刚度
16、脉宽调制（PWM）直流调速中，控制脉冲宽度变大时，电枢回路的平均电压 大
19、冗余技术分为 和 两类。
工作冗余、后备冗余
20、机电一体化系统中，电噪声的干扰类型有 、 、
、 。
供电、强电、辐射
21、自动导引小车（AGV）的路径引导方式有 、 、
、 。
22、自动立体仓库中，货物的识别方式有：
、 、
、 。
2.主轴系作为系统扭矩和旋转运动的输出轴，对其 、 、 及 等的要求较高。
4.偏心法调整齿轮间隙通过调整偏心套改变，达到消除间隙的目的。
中心距
10.谐波传动是利用来达到传动目的的。
柔性变形引起的相对错齿
12、机座设计制造中常用增加 和 来提高刚度。
隔板、加强筋
5.密珠轴承的回转精度高，但摩擦阻力 。
大
7、脉宽调制（PWM）直流调速中，控制脉冲宽度变大时，电枢回路的平均电压 。
大
9.交流电机的矢量控制是指 。
三、选择题（每小题2分，共10分）
1.一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（B）
A.产大B.减小C.不变D.不定
2.加速度传感器的基本力学模型是（A）
A.阻尼—质量系统B.弹簧—质量系统C.弹簧—阻尼系统D.弹簧系统
3.齿轮传动的总等效惯量与传动级数（C）
A.有关B.无关C.在一定级数内有关D.在一定级数内无关
4.顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用（C）
A.单片机B.2051C.PLCD.DSP
5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（D）等个五部分。
A换向结构B转换电路C存储电路D检测环节
1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称（ ）
A.顺序控制系统B.伺服系统 C.数控机床 D.工业机器人
2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数（ ）
A.增加而减小 B.增加而增加 C.减小而减小 D.变化而不变
3.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：
外循环插管式和（ ）
A.内循环插管式 B.外循环反向器式C.内、外双循环 D.内循环反向器式
4.某光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角θ=孤度，则莫尔条纹的宽度是（ ）
A.100mm B.20mm C.10mm D.0.1mm
5.直流测速发电机输出的是与转速（ ）
A.成正比的交流电压 B.成反比的交流电压C.成正比的直流电压 D.成反比的直流电压
1、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和_________等个五部分。
A换向结构B转换电路
C存储电路D检测环节
2、检测环节能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲，一般包括传感器和_______。
A控制电路B转换电路
C调制电路D逆变电路
3、以下可对异步电动机进行调速的方法是_______。
A改变电压的大小B改变电动机的供电频率
C改变电压的相位D改变电动机转子绕组匝数
4、执行元件：
能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为________、液压式和气动式等。
A电气式B电磁式
C磁阻式D机械式
5、步进电动机，又称电脉冲马达，是通过________决定转角位移的一种伺服电动机。
A脉冲的宽度B脉冲的数量
C脉冲的相位D脉冲的占空比
1.步进电动机，又称电脉冲马达，是通过决定转角位移的一种伺服电动机。
A脉冲的宽度B脉冲的数量
C脉冲的相位D脉冲的占空比
2.对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（ ）。
指的是（ ）。
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