机械电子学试题库答案

1、机械电子学试题库答案一、填空题1从功能上讲，机电一体化系统可以分为五大组成部分，即机械结构、执行机构、驱动部件、信息检测部件、信息处理和控制单元。2、机械电子系统的特点是动力传动和逻辑功能互相分离、动力或能量传递的路是电源一伺服电换能器一执行机构、信息传递的路是 计算机一接口一伺服控制单元。3、 机电一体化系统广泛使用电传动方式，对于低速重负荷系统则采用电液伺服传动系统 ，在某些自动线上则使用气压传动。4、 所谓伺服机构是一种以位移为控制量的闭环控制系统。5、 数字IC在机械电子装置中的作用，有实现各种逻辑、实现信息的存储、实现数字量的运算、实现电路之间的参数匹配、提供基准波形 。6、 8.数

2、字IC的主要参数有 开关电压VON、输出高电压VOH、输低电压VOL与输入短路电流I il和输入漏电流Iih、扇出系数No与带负荷能力 、噪声容限和抗干扰能力。7、从功能上讲，机电一体化系统可分为五大组成部分：即机械结构、执行机构、驱动部件、信息检测部 信息处理和控制单元。8、所谓伺服机构是一种以位移为控制量的闭环控制系统。9、接口的主要作用有：变换、放大、传递10、 机电一体化系统对执行元件的基本要求是惯性小动力大、体积小重量轻、便于维修安装、易于微机控制。11、 机械电子学的共性相关技术有六项，分别是机器感知技术，伺服驱动技术，信息处理技术，精密机械技术，自动控制技术，系统总体技术。12、

3、执行元件种类包括：电动压压 13、机电一体化系统广泛使用电传动方式，对于低速重负荷系统则采用电液伺服传动系统，在某些自动线上则使用气压传动。14、诜用步进电机时应考虑的问题有转矩与惯量的匹配条件、步距角15、一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫脉冲当量。16、设计过程被描述成一种映射过程。即通过选择适当的设计参数，将在功能域中的功能要求，映射到物理空间中的设计参数，这个映射过程需要遵循设计的两个基本公理，即独立性公理，信息公理。17、在串行通信中，一般通信速率越咼，传输距离越近。数据处理类18、 微型计算机应用分为两大类：检测控制类19、 微处理器CPU是微型计算机的中央处理部分，它主要包括运算逻辑

4、部件、寄存器和内部逻辑 控制部件 三大部分。20、 串行接口选用原则有可靠性要高、通讯速度和通讯距离应满足设计要求、抗干扰能力强 。21、 PLC在设计上的特点有控制程序可变、具有高度的可靠性、接口功能强、编程直观简单、模 块化结构 。22、 通常PLC对用户程序的循环扫描可程分为输入采用阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段三个阶段。23、 软件一般分为系统软件、应用软件和数据库及数据管理软件。24、 传感器是一种能按照一定规律将被测量转变成可以输出 信号的装置，在机电一体化技术中，传感器 是将非电量 被测量转变成 电量 的测量装置。25、 智能传感器既具有传感器的检测功能，又具有微处理器的 智能

5、。26、 根据使用能量的不同，可以将执行元件分为电气式、液压式 和 气压式 等几种类型。27、 机电一体化系统对执行元件的基本要求是惯性小动力大、体积小重量轻、便于维修安装、易于微机控制。28、 步进电机的性能指标有步距角、静态特性、动态特性。29、 选用步进电机时应顾虑的问题有转矩与惯量的匹配条件、步距角的选择与精度 。30、 直流伺服电机的特点有稳定性好、可控性好、响应迅速、控制功率低损耗小、转矩大。31、 液压伺服系统是由液压控制元件、液压执行元件组成的控制系统。32、 影响控制系统的机械结构参数有摩擦的影响、齿隙的影响、传动误差的影响 、转动惯量的影响 、 弹性变形的影响等。33、 同

6、步带轮的主要参数有带轮齿数Z、带轮的节线与节圆直径、带轮齿形角、带轮齿顶圆直径 、带轮的标号。34、 按照控制机器所要完成的任务不同，伺服控制系统分为点位控制 和连续路径控制 两大类。35、 一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫脉冲当量，脉冲当量是脉冲分配的基本单位，由加工精度 决定。36、 机器人的基本定义为一种机械装置、 可以编程、具有自动控制系统。37、 机器人的构成分为执行机构、驱动装置、控制系统、智能系统。38、 传感器控制系统由传感器、信息处理 以及 执行机构 三部分组成。39、 对机器人的编程方式有示教编程、离线编程和语言编程。40、 数控机床是用计算机控制的全自动加工设备，其优点是

7、适应性强、加工精度高、生产效率高、减 轻操作者劳动强度、良好的经济效益、有利于生产管理 。41、 数控机床的组成有输入介质、数控装置、伺服系统、反馈系统、适应控制和机床。42、从控制论的观点来看，世界是由物质、能量和信息三大要素组成的。43、机电一体化系统要实现其目的功能，一般需要具备五种内部功能，即主功能、动力功能、计测功能、 制功能和结构功能。44、 传统机器由动力、 传动机、工作机三部分组成。 机电一体化系统与其五种内部功能相对应，则由动力源、 机械本体、执行机构、传感器、计算机五部分组成。45、 PLC的基本工作原理可由三个阶段来概述：输入采样阶段(2)用户程序执行阶段 (3)输出刷新

8、阶 段46、PLC的编程语言用得最多的编程语言是梯形图和顺序功能图47、传感器按输出信号的性质分类，分为二值型、模拟型和数字型48、感应同步器是一种应用电磁感应原理来测量位移的高精度检测元件，有直线式和圆盘式两类，分别用来 检测直线位移和角位移。49、常见的光栅从形状上可分为长光栅和圆光栅两大类。前者用于检测直线位移，后者用于检测角位移。光栅的检测精度比较高，可达士lum。50、 绝对值式编码器有三种类型：光电编码器、磁性编码器和接触式编码器。目前使用最多的是光电编码器。51、 算术平均滤波方法的原理是，对信号连续进行n次采样，以其算术平均值作为有效采样值。52、 静态误差补偿有三种：1)非线

9、性补偿;(2)零位误差补偿;(3)增益误差补偿53、根据执行元件的不同，伺服系统可分为电气式、液压式和气动式伺服系统54、伺服系统根据控制原理，即有无检测环节及其检测部件，可分为开环、半闭环和闭环三种基本的控制方 式。55、对伺服系统的基本要求可以用“稳、准、快”三个字加以概括，即要求有高的稳定性、准确性和快速性。56、从伺服系统控制技术的发展来看，伺服系统出现过三种基本方式，即模拟式，混合式，数字方式 57、 直流电机的驱动调速常用的方法有可控硅法和PWMfe等。58、 控制理论分为三个阶段：1)经典控制理论 2)现代控制理论 3)智能控制理论。59、 经典控制理论的分析方法主要包括：时域分

10、析法、根轨迹分析法、频率分析法等三大分析方法。60、 机电一体化系统中的基本控制类型： 数字控制系统;(2)伺服控制系统;(3)顺序控制系统;(4)过程 控制系统。61、机电一体化系统与其五种内部功能相对应，由动力源、机械本体、执行机构、传感器、计算机组成，各部分之间通过接口相联系。62、 机电一体化共性关键技术主要有六项，分别是机械技术、计算机与信息处理技术、检测与传 _动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术。63、伺服驱动技术的主要研究对象是伺服驱动单元及其驱动装置。64、检测与传感装置包括传感器和信号检测电路。65、PLC从工作过程上说分成三个阶段，即输入采样、用户程序执行、输出刷新。6

11、6、 感应同步器是一种应用电磁感应原理来测量位移的高精度检测元件，分为直线 式和 圆盘 式。直线式 由定尺和滑尺组成，表面有正弦绕组和余弦绕组，当余弦绕组与定尺绕组位移相同时，正弦绕组与定尺绕组错开1/4节距。67、 光栅主要由标尺光栅 和 光栅读数头 组成，通常,标尺光栅 固定在活动部件上（如工作台或丝杠），光栅读数头 安装在固定部件上。68、 常用下列指标描述步进电机的工作性能：单相通电的矩角特性 、启动力矩、空载和负载启动频率、动态转矩和矩频特性、步矩精度 。69、 可靠性指标是指可靠性量化分析的尺度，包括故障分布函数和故障密度函数、 可靠度、 平均寿命、 失效率、 有效度 。70、 消

12、除或减小结构谐振的技术措施是提高结构的固有频率和增加阻尼抑制谐振。71、 谐波齿轮传动由三个主要构件所组成，即具有内齿的刚轮 、具有外齿的柔轮和 波发生器 。72、 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环二种。73、 常用的导轨调整方法有压板 和 镶条法 两种方法。对燕尾形导轨可采用镶条（垫片）方法同时调整垂直和水平两个方向的间隙。74、 机电一体化系统一般具备五种内部功能，主功能、动力功能、计测功能、控制功能、结构功能，其中主 功能 是直接必需的。75、单片机的系统扩展包括 RAM扩展、ROM扩展、I/O扩展。76、 检测与传感装置包括传感器 和 信号检测电路 。77、 PLC的编程语言

13、包括梯形图、 语句表、 顺序功能图 。78、 伺服驱动技术的主要研究对象是伺服驱动单元及其驱动装置。79、常用下列指标描述步进电机的工作性能：单相通电的矩角特性、启动力矩、空载和负载启动频率、动态 转矩和矩频特性、步矩精度。80、 可靠性指标是指可靠性量化分析的尺度，包括故障分布函数和故障密度函数、可靠度、平均寿命、失 效率、有效度。81、 消除或减小结构谐振的技术措施是提高结构的固有频率和增加阻尼抑制谐振 。82、 差补运算分成两类，脉冲增量差补 和数据采样差补。83、 常用的导轨调整方法有压板 和 镶条法 两种方法。对 燕尾形导轨 可采用镶条（垫片）方法同时 调整垂直和水平两个方向的间隙。

14、84、 机电一体化系统要实现其目的功能，一般具备五种内部功能：主 功能、 动力 功能、计测功能控制功能、结构功能。85、机电一体化系统的故障分为硬件逻辑故障软件故障和瞬态干扰故障86、光栅检测系统由多路信号采集细分电路、放大环节、整形环节、辨向电路组成。87、 旋转变压器的鉴相测量方式是根据旋转变压器转子绕组中感应电势的相位 来确定被测转角的大小;鉴幅测量方式是根据旋转变压器转子绕组中感应电势的幅值来实现角位移检测。88、 感应同步器是一种应用电磁感应原理来测量位移的高精度检测元件，分为直线式和 圆盘式。89、同步带的主要参数：带轮齿数、带轮的节线与节圆直径、带轮齿形角和带轮齿顶 90、 按干

15、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。91、 常用的脉冲增量插补算法有：逐点比较法、数字积分法。92、 可靠性指标是指可靠性量化分析的尺度，包括故障、可靠度、平均寿命、失效率、有效度。93、 某4极交流感应电动机，电源频率为50Hz,当转差率为0.02时，其同步转速为 1500r/min，转子转速为 1470r/min。94、 根据误差的性质，误差可分为随机误差、系统误差、粗大误差；按误差来源，可分为 原理误差、制造误差、运行误差 。95、 齿轮传动的总等效惯量与传动级数增加而减小_。96、 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

16、、对温度变化的不敏感性 。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97、计算机在控制中的应用方式主要有(SCC)、直接数字控制系统_。98、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。99、滚珠丝杆中滚珠的循环方式：内循环_，夕卜循环100、 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_。101、 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。102、 某光栅的条纹密度是50条/mm,光栅条纹间的夹角 0 =0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是20mm。103、 连续路径控制类

17、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。104、 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 。105、 齿轮传动的总等效惯量随传动级数增加而减小_。106、 滚珠丝杆螺母副结构有两类：_外循环插管式和 内循环反向器式 。107、 伺服系统的基本组成包括控制器 、功率放大器、检测装置、检测装置。108、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。109、 开环步进电动机控制系统，主要由环形分配器、功率放大器和步进电 等组成。110、 微机控制系统中的输入与输出通道一般

18、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。111、 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 _。112、 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、滤波、 隔离、降低和消除公共阻抗、合理布局和软件抗干扰技术。113、接口的基本功能主要有数据格式转换、放大、通信联络_。114、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和精度，并尽量高伺服系统的响应速度。115、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。116、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

19、大部分组成。117、开环步进电动机控制系统，主要由环形分配器、功率放大器和步进电动机等组成。118、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 。119、 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。120、 伺服驱动技术的主要研究对象是伺服驱动单元及其驱动装置。121、PLC从工作过程上说分成三个阶段，即输入采样、用户程序执行、输出刷 122、 消除或减小结构谐振的技术措施是提高结构的固有频率；增加阻尼抑制谐振。123、 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。124、

20、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。125、 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。126、 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。127、 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。二、判断题1、 传感器的主要参数有灵敏度、分辨率、抗干扰性、可靠性和耐环境性等。（V）2、 机电一体化可以大大提高机械的使用性能，提高机械的信息响应能力和自动化程度。（V）3、 驱动部件只能进行能量的转换，一般不受控制。（X）4、从控制理论的系统观点来看，只有电气系统才具有一定的输

21、入、输出关系。5、 机构也可以表达复杂的逻辑关系。（X）6、 机械具有动力传递和信息处理双重功能。（V）7、 要提高自动化程度必须采用微电子化的控制系统。（V）8、 微电子技术和电力电子技术都是弱电技术。（X）9、 传感器实际上就是信息变换装置。（V）10、 不同的微处器，它们的功能和特性基本相似。（X）11、 微机的选用应根据不同的应用场合和服务对象，选不同的品种和不同的档次。（V）12、 微机在完成有关控制的处理后，总是以数字信号通过I O 口或数据总线送给控制对象。（V）13、单片机受集成度限制， 片内存储器容量较小， 又无法通过输入，输出口线扩展，因而应用受到限制。（X）14、 可靠性

22、问题是机电一体化系统设计的一个重要组成部分。（V）15、 汇编语言和机器语言一样，都具有很强的互换性。（X）16、 没有精确可靠的传感器，就没有精确可靠的自动检测和控制系统。（V）17、 测量条件虽然各部相同，但对传感器的要求基本一样。（X）18、 气敏传感器可用于各种可燃气体、有害气体的检测报警。（V）19、 为了满足高性能传感器的需要，有必要使用复合材料。（V）20、 执行机构是机械电子学的组成部分，它将来自信息处理部分的指令转变成所要求的机械动作。（V）21、 气压式执行元件具有很高的定位精度。（X）22、 步进电机又称电脉冲马达，它能将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。（V）23、

23、 步进电机的转矩、效率、精度、高速性都很好。（X）24、 细分驱动的特点是在不改动电机参数的情况下，能使步距角增大。（X）25、 交流伺服电机结构紧凑、外形小、重量轻。（V）26、 液压伺服系统按信号的产生和传递形式分为机一液，电一液伺服系统两大类。（V）27、 转动惯量越大，对稳定性、动态响应越好。（X）28、 同步带传动与一般带传动相比具有无滑动、传动比稳定的优点。（V）29、 滚珠螺旋传动与滑动螺旋传动和其它直线运动副相比具有运动效率高、能自锁。（X）30、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。（X）31、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为

24、电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。（V）32、 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。（V）33、数字控制，是机电一体化的关键技术。(V)34、点位控制对于运动轨迹上每一个点坐标都具有一定的精度要求。(X)35、直线插补的终点判断，可采用两种办法，一是走一步判断XiXe亠0且y i - ye亠0是否成立；如果成立，插补结束，否则继续。（V）36、在闭环数控系统中常用脉冲增量插补算法。(X)37、机器人的手臂运动轨迹和姿态完全由存贮于计算机内的指令决定。(V)38、电气驱动的工业机器人适用于

25、要求力比较大，或易燃易爆的场合。(X)39、计算机控制系统有集中控制、主从控制和分布控制三种。(V)40、专业化自动加工机床最适合于批量化生产模式。(X)41、伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。(V)42、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。（V）43、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。（X）44、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。45、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。(X)46、伺服电机的驱动电路就是将控制信

26、号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器,它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。、选择1、直流测速发电机输出的是与转速（C ）；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2、某4极交流感应电动机，电源频率为50Hz,当转差率为0.02时，其转速为（B ）A.1450 r/min B.1470 r/min C.735 r/min D.2940 r/min 3、直流电机的调速方法是（C ）A.改变电枢电压UaB.在电枢回路中传入电阻C.改变磁极对数D.电枢电压不变，在励磁电路中传入调节电阻Rf4、谐波齿轮传动的缺点（ B ）5、6、7、A

27、.传动比大;C.传动精度高;B.D.直流测速发电机输出的是与转速A.成正比的交流电压C.成正比的直流电压转动惯量大启动力矩大;承载能力强;B.成反比的交流电压D.成反比的直流电压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C改变电压的相位B )。改变电动机的供电频率改变电动机转子绕组匝数谐波齿轮传动由三个主要构件所组成，其中不包括（A.具有内齿的刚轮B.具有外齿的柔轮C.轴承D.波发生器8、 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B ）。A.1s2B.Os 1C.-1s1D.-1s09、 齿轮传动链的级数及各级传动比的分配原则（D ）。A.最小等效转动惯量原则；B.输出轴转角误差最小

28、原则；C.重量最轻原则；D. 效率最高的原则10、 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，顺序控制器通常用（C ）A、单片机 B 、2051 C 、PLC D 、DSPD）等个五部分。12、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（A、换向结构B 、转换电路C、存储电路D 、检测环节13、一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：（ABCD ）A、机械本体B 、动力与驱动部分 C、执行机构 D、控制及信息处理部分14、 抑制干扰的措施很多，主要包

29、括（ABCD ）A、屏蔽 B 、隔离 C 、滤波 D 、接地和软件处理等方法15、 齿轮传动的总等效惯量随传动级数（A ）A、增加而减小B、增加而增加C、减小而减小D 、变化而不变16、滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和（D ）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17、 某光栅条纹密度是 100条/mm光栅条纹间夹角9 =0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是 (C )A、 100mm B 、 20mm C 、 10mm D 、 0.1mm18、 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

30、电路 C 、 存储电路D 、 检测环节19、 执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为( A ) 、液压式和气动式等。A、电气式B、电磁式C、磁阻式D、机械式20、 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过( B ) 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 、脉冲的占空比三、名词解释1 、机电一体化：利用微电子技术最大限度地发挥机械能的一种技术。2、微电子技术：半导体集成电路技术。3、计算机信息处理技术：信息处理是由计算机或微处理器完成信息的输入、运算、推理、存储和输出过程 的方法和技术。4、模拟IC:专门用于处理连续变化的模拟量。5、数字IC

31、 :专门用于处理离散的数字量。6、单片机:把微型计算机主要部分都集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。7、PLC:可编程序控制器。8、总线：一组信号线的集合，是一种传递规定信息的公共通道，通过它可以把各种数据和命令传递到各自 要去的地方。9、操作系统：计算机系统管理程序库，用于提高计算机利用率，方便用户的一种软件。10、传感器：一种能按照一定规律将被测量转变成可以输出信号的一种装置。11、步距角：在一个电脉冲作用下，电机转子转角的角位移。12、动态特性：反应步进电机快速响及工作可靠性的技术指标。13、矩频特性：反应步进电机的转矩与控制频率之间变化关系的特性曲线。14、细分驱动：把一个步距角分成若

32、干的驱动方法。15、节线：同步带上通过强力层中心，长度不发生变化的线称为节线。16、脉冲当量：一个脉冲所产生的坐标轴的移动量。17、机器人：一种拟人动能的机械电子装置。18、开环控制：没有反馈的控制装置。19、CIMS:在制造业采用计算机技术、信息技术、自动化技术、现代管理术等实现企业自动化系统。四、简答题1、综述机电一体化的基本特征。答：机电一体化系统的主要特征由：广泛使用微电子技术与微机处理器，将电子单元器件嵌入机械系统， 使系统具备更加完善的信息响应和信息处理能力；以微电子或电力部件替代机械部件的部分功能，使得机构 大大简化；以微电子部件完全取代机械部件，使仪器发生革命性的变化；机电互补

33、，有机结合，创造出现代 高科技特征的机器设备。2、使用数字IC的注意事项有哪些？答：使用数字IC的注意事项：电路外引线的连接其中包括输出端的连接和多余输入端的处理；数字IC与其它器件的连接：包括TTL电路与CMOSI路的接口，与外接负载的连接，要顾虑负载所需电流与 TTL或CMOS 电路的逻辑输出电流的匹配等。3、微型计算机分为哪两大类？各有何特点？答：其一是检测控制类，其特点是与服务对象有较多的硬件联系，控制功能上有实时要求，因而称为机械 电子装置的控制核心；另一是数据处理类，它包括运算逻辑部件，寄存器和内部控制逻辑部件，其功能是产 生控制信号，把数据从存储器或输口传递到CPU或反响传递，还

34、可以对输入数据进行算术逻辑运算及位操作处理。4、微机接口的主要作用是什么？答：接口的作用有：（1）变换，在两个需要进行信息交换的环节中，由于信号的模式不同，无法直接实现 信息或能量交换，可由接完成信号或能的统一；（2）放大，在信号相差悬殊环节之间，经节口放大后，才能达到能匹配；（3）传递，变换和放大后的信号在各环节间要可靠、快速、准确的交换，必须遵守一定的规范， 能够保证信息的传递和逻辑控制功能的接口电路，可使信息按规定模式进行传递。5、为什么说传感器技术是机电一体化技术中的关键技术？答：传感器是实现自动检测和控制的首要环节，其作用相当于人的五官，直接感应外界信息，如果没有传 感器对外界信息进

35、行精确可靠的测量，那么无论是信号转换、处理或者测量数据的显示控制，都将成为一句 空话，可以说，没有精确可靠的传感器，就没有精确可靠的自动检测可控制系统。6、步进电机具有哪些特点？答：步进电机的工作状态不易受各种干扰因素的影响，只要干扰的大小未引起“丢步”现象就不影响其正 常工作；步进电机步距角有误差，转子转过一定步数以后会出现累积误差，但转子转过一转以后，其累积误 差为“0”不会长期积累；易于直接与微机系统接口，构成开环位置伺服系统。7、步进电机的选用应注意哪些问题？答：（1）转矩和惯量的匹配，为了使步进电机具有良好的起动能力及较快的响应速度，通常推荐TelTmax 一 .5 及 Jel ：

36、Jm - 4。（2）步距角的选择和精度，因步距角的选择是由电脉冲当量等因素决定的，步进电机的步距角精度将会影 响开环系统的精度。8、同步带传动有哪些特点？答：同步带传动与一般带传动相比，其特点如下：无滑动传动比准确；传动效率高，节能效果明显；传动 平稳，能吸振，噪音小；使用范围广；维护保养方便，能适应恶劣环境；安装要求高，中心距要求严格，带 与轮的制造工艺复杂，成本受比量影响大。9、机械部件的设计特点和要求有哪些？答：要有足够的强度，保证动力和运动的传递；要有足够的刚度，限制一定范围的弹性变形，改善系统的 动态特性；保证精度要求，有时还要考虑温度误差的影响；惯量要小，有利于控制系统的稳定性和伺

37、服精度；摩擦小，传动效率高；传动平稳，噪音小；结构紧凑，重量轻；满足环境要求；可靠性要高；按照“标准化、 系统化、通用化”设计要求，造型美性价比高，具有较强的市场竞争力等。10、点位控制和连续控制方式各用于哪些场合，各自的特点是什么？答：按照控制器所要完成的任务不同，伺服运动控制系统分为点位控制和连续路径控制两大类。点位控制 是在容许加速度条件下，尽可能以最大速度由源坐标位置运动到目的坐标标位置，对于两点之间的轨迹没有 精度要求。连续路径控制包括直线运动控制和曲线运动控制，控制对于运动轨迹的每一个点坐标都有一定要 求，比点位控制复杂，需要采用插补技术生成参考指令信号。11、试述数控机床手工编程

38、的内容和方法？答：手工编程是对几何形状较简单，加工程序不多，坐标计算也较简单，穿孔带不长，主要由人工进行， 这样手工编程显得经济而及时，编程员首先要了解零件的工艺过程，零件加工程序的根源，根据被加工零件 的几何图形和工艺要求，用数控专用语言编写的计算机输入程序，它包括零件的加工形状、尺寸、刀具动作、切削条件、机床的辅助功能等。12、滚珠丝杠在使用过程中有几种消隙方法，分别是什么？答：双螺母螺纹预紧调整、双螺垫片式预紧调整、双螺母齿差式预紧调整、弹簧式自动预紧调整、单螺母 变导程预紧调整。13、 某伺服电机上安装的光电编码器发出的信号如图所示，试说明信号中A, B, Z的作用，并说明在其所带动的

39、机械系统中，禾U用该信号和外加的点位信号如何寻找机械零点。答：1.A、B、Z的作用：简单版：光电编码器输出三组方波脉冲A、B和Z相，其中A , B为相位差90的方波信号，Z为过零脉冲信号。光电编码器每旋转一周，A、B相输出同样数量的脉冲，Z相输出一个脉冲，脉冲的个数和电机旋转角度、电机的运行距离成正比关系。如果A相脉冲超前B相90,电机正转，反之，电机反转。完整版：1光电编码器输出信号主要包括A、B、Z三路脉冲信号，其中 A、B为相位互差90的方波信号，Z为过零脉冲信号。光电编码器每旋转一周，A、B信号输出相同数量的脉冲，同时A、B信号脉冲出现的先后顺序可以反映出传动设备旋转的正反转方向。如果

40、A信号脉冲超前 B信号90,说明设备正转，输出计数脉冲为正值；如果 B信号脉冲超前 A信号脉冲90,说明设备反转，输出计数脉冲为负值。可见光电编码 器A、B输出脉冲的个数和传动设备旋转角度传动设备的运行距离成正比关系，因此可以通过计算脉冲数计 算出传动设备在实际旋转中所运行的距离。Z脉冲是光电编码器中的特殊脉冲，当光电编码器每旋转一周，Z脉冲信号输出一个脉冲， 即Z脉冲相对于旋转编码器而言，是一圈一次的脉冲。虽然Z脉冲能够实现计数，但是它无法对光电编码器旋转方向进行判断，编程时需要结合A、B信号脉冲出现的先后顺序对 Z脉冲进行 正反转方向判断。2. 利用该信号和外加的点位信号如何寻找机械零点。

41、图中信号A 相超前，电机正转，保持电机正转，根据点位信号，若偏离机械零点，则控制电机反转，直到机械零点。否则电机正转，直到机械零点。14、常用的双螺母消除轴向间隙的结构型式有哪三种？（a）垫片调隙式，通常用螺钉来连接滚珠丝杠两个螺母的凸缘，并在凸缘间加垫片。调整垫片的厚度使螺母 产生轴向位移，以达到消除间隙和产生预拉紧力的目的。这种结构的特点是构造简单、可靠性好、刚度高以 及装卸方便。但调整费时，并且在工作中不能随意调整，除非更换厚度不同的垫片。（b）螺纹调隙式，其中一个螺母的外端有凸缘而另一个螺母的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸出套筒外，并 用两个圆螺母固定着。旋转圆螺母时，即可消除间隙，并产

42、生预拉紧力，调整好后再用另一个圆螺母把它锁 紧。（c）齿差调隙式，在两个螺母的凸缘上各制有圆柱齿轮，两者齿数相差一个齿，并装入内齿圈中，内齿圈用 螺钉或定位销固定在套筒上。调整时，先取下两端的内齿圈，当两个滚珠螺母相对于套筒同方向转动相同齿 数时，一个滚珠螺母对另一个滚珠螺母产生相对角位移， 从而使滚珠螺母对于滚珠丝杠的螺旋滚道相对移动， 达到消除间隙并施加预紧力的目的。15、直齿圆柱齿轮传动机构中常用的消除侧隙的方法有哪些？ ：偏心套（轴）调整法轴向垫片调整法双片薄齿轮错齿调整法。16、简述公理化设计理论中的两个基本公理。答：（1）独立性公理：独立性公理是指保持FRs的独立性，同时指明了 F

43、Rs与DPs之间应有的关系。这就是说，设计方案必须满足每一个相互独立的功能需求，而不影响其他的功能需求，即DPs不能与其他的FRs存在牵连关系。（ 2）信息公理：信息公理是指在满足独立性公理的条件下，信息量最小的设计是最优设计。对于同一 个设计任务，不同的设计者可能得出不同的设计方案，也很可能这些方案都满足独立公理，在评价时应以具有最少信息含量的设计为最好设计。17、列举两种机电一体化产品，分析其功能构成。答：机电一体化产品分系统 （整机）和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、 汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、 CAD CAM 系统等。典型的机电一体

44、化元、部件 有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。 这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。18、PLC与通用微型机有什么区别？答： PLC 英文全称 Programmable Logic Controller , 中文全称为可编程逻辑控制器，定义是 :一种数字运算操 作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻 辑运算 ,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程 .PLC 是可编程逻辑电路， 也是一

45、种和硬件结合很紧密的语言， 在半导体方面有很重要的应 用，可以说有半导体的地方就有 PLC PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装 置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等 操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。19、感应同步器、光栅、磁栅对安装有什么要求？答：安装需要与运动部件平行，读头和光栅或者磁栅保持正对并且按说明书上要求的间距安装。20、比较开环、半闭环、闭环系统的优缺点。答

46、：主要从三方面比较：1 、工作原理：开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差。控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而 且对系统参数的变动很敏感。合闭环控制系统不管出于什么原因(外部扰动或系统内部变化) ，只要被控制 量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参 数的变动很敏感。因此，一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些场合。2、结构组成：开环系统没有检测设备，组成简单，但选用的元器件要严格保证质量要求。闭环系统具有 抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。3、稳定性：开环控制系统的稳定性比较容易解决。

47、闭环系统中反馈回路的引入增加了系统的复杂性。21 、利用逐点比较法插补圆弧PQ起点P (8, 0),终点Q(0 , 8),试写出插补过程及轨迹。答：序号偏差判别坐标进给计算终点判别10-x0-2*8+1=-15,x1=3,y1=08+8=162-70+y-7+2*0+1=-6,x2=3,y2=13-60+y-6+2*1+1=-3,x3=3,y3=24-30-x2-2*3+1=-3,x5=2,y5=36-30-x4-2*2+1=1,x7=1,y7=4810-xx8=0,y8=022、简述谐波齿轮传动的特点及工作原理。答：谐波传动：由三个主要构件所组成，即具有内齿的刚轮1、具有外齿的柔轮 2和波发

48、生器H。通常波发生器为主动件，而刚轮和柔轮之一为从动件，另一个为固定件。谐波齿轮传动具有以下优点：传动比大、范围宽(一级传动传动比范围为50500,二级可达 250025000 ),且在传动比很大的情况下，仍具有较高的效率(单级传动可达69%96%);结构简单、体积小、重量轻、承载能力强、传动平稳、运动精度高。此外,还能实现密封空间的运动传递。其缺点是柔轮易发生疲劳损坏；起动力矩大。近年来谐波 齿轮传动技术得到了迅速的发展。23、滚珠丝杠和普通滑动丝杠相比有何特点？答：滚珠丝杠 优点：高效率、高精度、高速 缺点：对使用环境要求高、价格高 滑动丝杠 优点：价格 低、自锁(部分)缺点：低效率、低精

49、度、低速ps：上述描述指相对性。24、什么是误差补偿？误差补偿方法有哪些？答：提高机床精度有两种方法。一种是通过提高零件设计、制造和装配的水平来消除可能的误差源,称为 误差防止法(errorprevention)。该方法一方面主要受到加工母机精度的制约，另一方面零件质量的提高导致 加工成本膨胀，致使该方法的使用受到一定限制。另一种叫误差补偿法(errorcompensation),通常通过修改机床的加工指令，对机床进行误差补偿，达到理想的运动轨迹，实现机床精度的软升级。研究表明，几何误 差和由温度引起的误差约占机床总体误差的 70%,其中几何误差相对稳定,易于进行误差补偿。对数控机床 几何误差

50、的补偿,可以提高整个机械工业的加工水平,对促进科学技术进步,提高我国国防能力,继而极大 增强我国的综合国力都具有重大意义25、数控系统的坐标系和运动方向的规定内容是什么？答：一般来说：数控机械的坐标原点定在左下角。机械运动方向,向前为 Y+ 向后为 Y- 向右为 X+ 向左为 X- 如果有 Z 方向的话 向上为 Z+ 向下为 Z-26、机电一体化设计跟传统的机械设计相比较,有哪些特点？ 机电一体化设计是一项复杂的系统工程，它特别注重系统优化，必须充分考虑各种技术方案的等效性、 互补性及可比性。 机电一体化设计一般以计算机为工具，充分利用计算机辅助设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真 分析、动

51、态分析设计、可靠性设计等现代设计方法，以提高产品设计的效率和质量。 硬件设计和软件设计并重。27、从机械电子学的定义和技术体系可以看出，机械电子学具有哪些特点？1) 机械电子学的技术是机械技术和电子技术有机结合而成的一种高级技术。2) 计算机硬件和软件共同组成的信息处理技术，是机电一体化技术不可缺少的组成部分。3) .系统工程的观点和方法是机械电子学的基本方法。28、机电一体化技术是综合利用各相关技术的优势，取长补短，互相结合，取得系统优化效果，有显著的社 会效益和技术经济效益。具体表现在哪里？答： 1)提高精度。 2.增强功能和可用性。 3.提高生产效率，降低成本 ; 4.提高安全性和可靠性

52、。 5,减轻劳动 强度，改善劳动条件。 ， 6.简化结构，减轻重量。 7。增加系统柔性和智能化。29、目前，机电一体化的应用主要有哪三种形式？1. 功能附加在原有机械产品基础上，采用微电子技术，使产品功能增加和增强，性能得到适当的提高。 例如经济型数控机床、电子秤、数显量具、全自动洗衣机等。2. 功能替代采用微电子技术及装置取代原产品中的机械控制功能、信息处理功能或主功能，使产品结构 简化，性能提高，柔性增加。例如自动照相机、电子缝纫机、电子石英钟、线切割机床、激光手术器等。3. 机电融合在更深层次上实现机与电的有机结合。根据产品的功能和性能要求及技术规范，采用专门设计的或具有特定用途的集成电路来实