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1、机电一体化系统网考机电一体化系统期末复习题机电一体化系统201712判断题14*228分，单选10*330分，多选6*530分，综合3*412分（一）判断题（每题2分，共28分） 3D打印机可以使用不同颜色的打印材料，来实现彩色模型或零件的打印。（ ） D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（） FMC控制系统一般分三级，分别是单元控制级、整体控制级和设备控制级。（） FMC是表示柔性制造单元。（） FML是表示柔性制造单元（ ） FMS具有优化的调度管理功能，无需过多的人工介入 ，能做到无人加工（ ） I/O接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它

2、在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。 PWM是脉冲宽度调制的缩写。（） SPWM是指脉冲宽度调制的缩写 安全可靠性高是机电一体化产品与传统机电产品相比唯一具有的优越性 变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。（ ） 步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（） 查询I/O方式常用于中断控制中。（） 传感器能检测到的最小输入增量称分辨率。（） 串行通信可以分为全双工方式、半双工方式、同步通信、异步通信 四种方式：（） 感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线

3、位移和转角。（ ） 滚珠丝杆不能自锁。（） 滚珠丝杆机构不能自锁。（）? 滚珠丝杠副的轴向间隙是承载时在滚珠与滚道型面接触点的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有的间隙的综合。 灵敏度(测量) 传感器在静态标准条件下输入变化对输出变化的比值。 模数转换就是指D/A转换。（） 数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。（ ） 伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（） 伺服控制系统的

4、比较环节是将系统的反馈信号与输入的指令信号进行比较，以获得输出与输入之间的偏差信号。（）? 同步通信是以字符为传输信息单位。（） 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（ ） 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（） 谐波齿轮减速器输入转速一般从刚轮输入。（） 异步通信常用于并行通道。（） 圆柱坐标式机器人具有二个转动关节和一个移动关节，具有三个自由度（ ） 在机电一体化系统驱动装置中，反馈通道上环节的误差与输入通道上环节的误差对系统输出精度的影响是相同的。（ ） 在机电一体化系统中，通过提高驱动元件的驱动力可有效提高系统的稳定性。（ ） 在机电一

5、体化系统中，通过提高驱动元件的驱动力可有效提高系统的稳定性。 执行机构是机器人完成作业的机械实体，具有和手臂相似的动作功能，是可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置。?（ ） 直流伺服电机在一定的电磁转矩T（或负载转矩）下的稳态转速n随电枢的控制电压Ua变化而变化的规律，称为直流电机的调节特性。 直流无刷电机不需要电子换向器。（） 直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。（ ） 转动惯量大不会对机电一体化系统造成不良影响。（） 转换元件 将敏感元件输出的非电物理量(如位移、应变、 光强等)转换成电量参数(如电阻、电感、电容等)等。（二）单选题（每题3分，共30分） （

6、D）不是机电一体化产品 A现代汽车 B空调机C复印机D机械式打字机 （B）测距是通过测量发射和接收激光脉冲信 号的时间差来间接获得被 测目标的距离。B脉冲法 （D）测距是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制，通过测定调制光信号在被测距 离上往返传播所产生的相位差，间接测定往返时间，并进一步计算出被测距离。D相位法 FMS适用于下述何种生产类型（ C）。A单件、小批 B大批量、多品种 CA和B D不确定 对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三自由度，若要使操作具有随意的空间位姿，则工业机器人至少需要几个自由度（ C ）。C六个 对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三自由度，若要使操作

7、具有随意的位姿，则工业机器人至少需要几个自由度（ C ）。A四个 B五个 C六个 D八个 工业机器人的自由度数取决于什么所要求的动作（A）。A作业目标 机电一体化系统的核心是（C）。A动力部分 B执行机构C控制器 D接口 机电一体化系统的基本功能要素之一接口的基本功能是（ D ）A交换 B放大 C传递 D以上三者 机电一体化系统中，根据控制信息和指令完成所要求的动作这一功能的是（D）。A机械本体 B动力部分C控制器 D执行机构 将脉冲信号转换成角位移的执行元件是（C）C步进电动机 如果三相步进电动机绕组为U、V、W，其通电顺序为UV?VW?WU?UV，则这种分配方式为（D）。 D三相双拍 属于

8、机器人机械手的末端执行器有（）A传感器B机械式夹持器C伺服电机D编码器 通过 “手把手”方式教机械手如何动作，控制器将示教过程记忆下来， 然后机器人就按照记忆周而复始地重复示教动作，这种方式称为（“示教再现”方式） 由电信号处理部分和液压功率输出部分组成的控制系统称(C)。A、交流伺服系统?B、电液伺服系统?C、直流伺服系统?D、步进电动机控制系统? 由过程控制子系统和过程监视子系统所组成的系统属于柔性制造系统中的（D）A加工系统B物料系统C能量系统D信息系统 在3D打印技术中，熔融沉积快速成型的机械结构最简单，设计也最容易，制造成本、维护成本和材料成本也最低。它的缩写是（FDM) 在设计齿轮

9、传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传动链，可按什么原则进行设计（A）。A输出轴转角误差最小 在设计齿轮传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传动链，可按什么原则进行设计（A）A输出轴转角误差最小B等效转动惯量最小C质量最小D质量最大（三）多选题（每题5分，共30分） 按几何结构类型，工业机器人可分为（）A自锁机构 B闭环机构C开环机构D循环机构 传感器类型选择时考虑( ABD )因素A频率响应特性与线性范围B测量对象与测量环境C成本低D灵敏度与精度 滚动导轨选用遵循原则有（ABC）A导轨自动贴合原则B动摩擦系数相近的原则C精度不干涉原则D基准重合原则 机电一体化系统对机械传动机构基本要

10、求有（ BCD）A成本低 B快速响应C高可靠性D良好的稳定性 机电一体化系统消除结构谐振的措施有（ ABCD）。A提高传动刚度 B提高机械阻尼C改变结构固有频率 D应用综合速度反馈减小谐振 机电一体化系统中微机的选择要考虑（ABC）。A完善的中断系统 B足够的内存C完善的的I/O通道 D价格因素 计算机控制系统的特点主要体现在（ABD）A可靠性高B完善的输入输出通道C成本低D实时控制功能 检测传感器的输出量有（ABC）。A数字量 B模拟量C开关量 D脉冲量 控制用电机选用的基本要求有（ABCD。A可靠性高 B快速性好C位置控制精度高 D适应启停频繁要求，寿命长 直流伺服电机的优点有（ ABCD

11、）。A响应速度快 B精度高C频率高D控制性好 智能化机电一体化系统的特征主要体现在（BCD ）。A可视性 B复杂性C交叉性D拟人性（四）综合题（共12分）某光栅传感器，刻线数为100线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位移是多少毫米？若四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅的位移是多少？测量分辨率是多少？ 光栅此时的位移 细分前4mm, 细分后 1mm 测量分辨率: 细分前0.01 mm/线 细分后:0.025三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Zr=100齿，双三拍方式通电，则步距角为多少？步进电动机的三相双三拍方式通电顺序是什么（正转）？（1）设K为通电方式系数，M励磁绕组的相

12、数，则步距角的计算公式为（ B ）。（4分）A BC D（2）步距角的计算值是（ B ）。（4分）A3.6 B1.2C0.6 D1.5（3）设三相为U、V、W，步进电动机以三相双三拍通电方式连续转动，正转时通电顺序为（ A ）。（4分）A BC D一、 填空题1. 控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口电路组成。2. 机电一体化是从系统的观点出发机械技术 检测技术 伺服技术信息技术等在系统工程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统协调工作而建立的一门新的科学技术。 3. 机电一体化产品按用途可以划分为民用机电一体化、办公机电一体化 和产业机电一体化 产品。4. 机电一体化系统

13、设计的质量管理主要体现在质量目标管理 、实行可行性设计和进行设计质量评审三个方面。5. 机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性 和 快速响应性-等方面的要求。6. 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。7. 在机电一体化系统的驱动装置中，位于前向通道闭环之内的环节，其误差的低频分量对输出精度基本无影响，而误差的高频分量-影响系统的输出精度。8. 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 9. 机电一体化系统中常见的轴承包括滚动轴承 滑动轴承 静压轴承 磁轴承。 10. 机电一体化系统一般由机械本体 动力与驱动、接口、

14、执行机构 传感器检测部分 控制及处理部分等部分组成。11. 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。12. 机电一体化产品中需要检测的物理量分成电量和非电量两种形式。13. 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 阻尼合理 刚度大 抗振性好 间隙小 并满足小型、轻量等要求。14. 机电一体化的核心是（控制器）15. 机电一体化技术归纳为机械技术 检测传感技术 信处理技术 自动控制技术 伺服传动技术和系统总体技术六个方面。16. 从控制角度讲，机电一体化可分为开环控制系统和闭环控制系统。17. 拟定机电一体化

15、系统的设计方案的方法有替代法 、整体法、组合法。 18. 下列不属于机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法（个别设计法） A 替代法 B 整体设计法 C 组合法19. 衡量机电一体化系统可靠性高低的数量指标有概率指标和寿命指标。20. 市场预测主要包括定期预测 和定量预测方法。21. 在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守前小后大 原则。22. 当负载折算到电机轴上的惯量等于转子惯量 时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。23. 机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为传动误差 和回程误差两种。24. 步进电动机又称电脉冲马达 是通过脉冲的数量决定转角位移的一种伺服电动

16、机。 25. 对于交流感应电动机 其转差率s的范围为0s1。 26. PWM指的是脉宽调制 。 27. PD称为 比例积分控制算法。 28. 在数控系统中 复杂连续轨迹通常采用插补方法实现。 29. 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。 30. 计算机控制系统的类型包括 分级计算机控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、操作指导控制系统。 31. 为提高闭环系统的稳定性，应增大执行装置的固有频率 和系统的阻尼能力 。32. 对于执行装置，选择较大的传动比可使系统的相对阻尼系数增大，有利于系统的稳定性。33. 对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间

17、，则必须提高系统的固有频率 。34. 步进电机的驱动电源由变频信号源、脉冲分配器和功率放大器组成。35. 由矩频特性曲线可知，步进电机的最大动态转矩小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而降低。36. 当前，广泛采用的直流伺服电机的驱动电路有线性直流伺服放大器 和脉宽调制放大器 两种。37. 交流异步电动机的转速与电源频率、磁极对数和转差率有关。38. 液压系统的伺服控制元件主要有电液比例阀和电液伺服阀。39. 评定定位系统的主要性能指标是定位精度 和定位时间。40. 对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三个自由度，若要使操作具有随意的位姿，则工业机器人至少需要几个自由度（六个）。41. 计

18、算机的系统总线（信号线）有数据总线、地址总线和控制总线等三类。42. 第一条标准微机总线是S100总线，而?Multi（或STD、STE）总线可支持多CPU并行工作。43. 开关量输入/输出模板的典型接口由总线接口逻辑?、I/O功能逻辑和I/O电气接口所组成。44. 典型开关量I/O模板的I/O电气接口的主要功能有滤波、电平变换、光电隔离和功率驱动?。45. 一般的多路A/D转换模板由多路开关、采样保持器、转换器和总线接口逻辑所组成。46. 选择A/D模板的主要依据是采样精度、采样速度和?成本。47. A/D转换接口属于(检测通道)。 48. 与A/D转换模板不同，在多路D/A转换模板中，需要

19、多个D/A转换器，各通道D/A的有效数据由通道选择器产生的信号来决定。49. 在工业过程控制系统中，计算机的指令进行D/A转换后，须经过信号调理环节才能驱动执行机构。50. 通常，传感器由敏感元件、转换元件和基本转换电路所组成。51. 传感器的分类方法主要有按被测物理量、按工作原理、按转换能量的情况、按工作机理、按转换过程的可逆与否、和按输出形式。52. 传感器的主要静态特性指标有灵敏度、线性度、重复性和迟滞。53. 数字式传感器的动态特性是输入量变化的临界速度。54. 传感器输入特性的主要参数是广义输入阻抗或静态刚度。55. 位移传感器是把位移转换成模拟电量或数字量的传感器。56. 常用编码

20、器式位置传感器有光电式和磁电式两种。 57. 速度传感器主要包括模拟式和数字式两类。 58. 伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应速度。59. 机身结构设计中，肋板的布置形式可分为纵向肋板 横向肋板 斜置肋板三种。60. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是20mm。 61. 某光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是10mm62. 柔性制造系统可分为四个系统，分别为加工系统 物料系统 能量系统 信息系统。 63. 从电路上隔离干扰的三种常用方法是: 光电隔离，变压器隔

21、离，继电器隔离。 64. 工作接地分为一点接地 多点接地。 65. 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0.02。66. 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 和检测装置等四大部分组成。 67. 实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：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。 68. 指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式：漏电干扰 共阻抗感应干扰; 69. 哪几种属于幅射耦合方式：.静电干扰 磁场干扰 电磁辐射干扰70. 工业机器人的发展可划分为三代。 71. 可编程控制器主要由CPU 存储器

22、接口模块等其它辅助模块组成。 72. 采样/保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器”。 73. 按控制方法划分，伺服系统可分为开环伺服系统和闭环伺服系统系统。74. 直接差分法有向前差分法和向后差分法两种。75. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道 模拟量输出通道 数字量输入通道 数字量输出通道四种通道。 76. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式 液压式 气压式和其他等四大类型。 77. STD总线的技术特点模块化设计 系统组成 修改和扩展方便 高可靠性。78. STD总线是一个通用工业控制的8位微型机总线? 79. 加速度传感器的基本力学模型是 (阻尼质量系统

23、)80. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数 (在一定级数内有关)81. 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称 (伺服系统)82. 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和(外循环反向器式)83. 直流测速发电机输出的是与转速 (成正比的直流电压)84. 具有某种智能功能的工业机器人属于(第二代机器人)。 85. 在设计齿轮传动装置时，对于要求运转平稳，启动频繁和动态性能好的降速传动链，可按什么原则设计？（输出轴转角误差最 和 等效转动惯量最小） 86. 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率为（可靠度）87. 目前大部分工业机器人都采用多少级机器人控制？（二级） 88. 抑制

24、干扰的措施很多，下列不属于的是那一项？（过滤 ）A屏蔽 B隔离D接地和软件处理等方法89. 以下可对异步电动机进行调速的方法是（改变电动机的供电频率）。 90. 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。 91. 多点接地：优点：互不干扰，缺点：接线多 复杂。 92. 开环步进电动机控制系统，主要由环形分配器 功率放大器 步进电动机等组成。93. 机械结构因素对侍服系统性能的影响有阻尼 摩擦、 结构弹性变形、惯量、间隙的影响。 94. 对直线导轨副的基本要求是导向精度高 耐磨性好 足够的刚度 对温度变化的不敏感性和平稳。 95. 伺服系统的基本组成包括控制器 执行环节 检测装置

25、 比较环节。 96. 按干扰的耦合模式干扰可分为静电干扰 磁场耦合干扰 漏电耦合干扰等干扰类型。 97. 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软件滤波、识别信号的原则有时间原则 空间原则 属性原则。 98. 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。99. 计算机集成制造系统的英文缩写是(CIMS )。 100. 数字PID调节器中，哪部分的调节作用并不很明显，甚至没什么调节作用？（微分部分） 101. 由存储、输送和装卸三个子系统组成的系统属于柔性制造系统中的（物料系统）。 102. 执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为（

26、电气式）、液压式和气动式等。 103. 滚珠丝杆螺母副结构有两类：外循环插管式、内循环反向器式。 104. 一般说来，如果增大幅值穿越频率c的数值，则动态性能指标中的调整时间ts减小105. 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节等个五部分。 106. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性、精度，并尽量高伺服系统的响应速度。 107. 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，一般包括传感器和转换电路。108. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为 ：串行通信 并行通信。 109. 在SPWM变频调速系统中，通常

27、载波是等腰三角波， 而调制波是正弦波。 110. 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。 111. 接口的基本功能主要有数据格式转换、放大、通信联络。 112. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数(增加而减小)113. 机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科技的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的理论基础，也是机电一体化技术的方法论。微电子技术的发展，半导体大规模集成电路制造技术的进步，则为机电一体化技术奠定了物质基础。机电一体化技术的发展有一个从自发状况向自为方向发展的过程。114. 一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、动

28、力部分、传感检测部分、执行部分、控制及信息处理部分和接口。115. 机电一体化系统对动力部分的要求是用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出。116. 根据机电一体化系统匹配性要求，要求执行部分的刚性提高、重量减轻、实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体可靠性。117. 机电一体化系统一方面要求驱动的高效率和快速响应特性，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性和可靠性。118. 自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标最佳化。119. 伺服传动技术就是在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动，并具有良好的动态性能。120. 机电一体化系统对机械传动部

29、件的摩擦特性的要求为：静摩擦力尽可能小，动摩擦力应尽为可能小的正斜率，若为副斜率则易产生爬行，降低精度，减少寿命。121. 运动中的机械部件易产生振动，其振幅取决于系统的阻尼和固有频率，系统的阻尼越大，最大振幅越小，其衰减越快。122. 在系统设计时考虑阻尼对伺服系统的影响，一般取阻尼比在0.4到0.8之间的欠阻尼系统，这样既能保证振荡在一定的范围内，过渡过程较平稳，过渡时间较短，又具有较高的灵敏度。123. 间隙将使机械传动系统产生回程误差，影响伺服系统中位置环的稳定性。124. 在伺服系统中，通常采用负载角加速度最大原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应速度。125. 对于要求质量尽可能小

30、的降速传动链，可按什么原则进行设计（重量最轻）126. 常用的直线位移测量传感器有电感式传感器、电容式传感器、差动传感器、感应同步器、光栅传感器等（只要说出其中的三种）。127. 光栅是一种位置检测元件，它的特点是测量精度高，响应速度快和量程范围大。128. 感应同步器根据励磁绕组供电电压形式不同，分为鉴相测量方式和鉴幅测量方式。129. 数字滤波的方法有很多种，可以根据不同的测量参数进行选择，成用的数字滤波方法有算数平均值法、中值滤波法、防脉冲干扰平均值法和程序判断滤波法。130. 只能进行角位移测量的传感器是（光电编码盘）131. 一般说来，伺服系统的基本组成可包含控制器 、功率放大器、执行机构和检测装置。132. 伺服中的控制器通常由电子线路或计算机组成，常用的控制算法有PID控制和最优控制等。133. 执行机构主要由伺服电动机或液压伺服机构和机械传动装置等组成。目前，采用电动机作为驱动元件的执行机构占据较大的比例。134. 伺服电动机是电气伺服系统的执行元件，其作用是把电信号转换为机械运动。135. PWM功率放大器的基本原理是：利用大功率器件的开关作用，将直流电压转换成一定频率的方波电压，通过对方波脉冲的控制，改变输出电压的平均值。136. 经典控制理论校正系统的方法，通常有综合法（预期特性法）和分析法（试探法）两种。目前常将交流伺服系统按其选用不同的电动机分为两