机电一体化设计模拟题

1、名师整理优秀资源机电一体化设计（专升本）模拟题一、 简答题1、试列举10种不同领域内常见的机电一体化产品。答：汽车，飞机，轮船，洗衣机，电冰箱，打印机，复印机，ATM机，数控机床，机器人。2、在选择控制装置中的微型机时，应主要考虑哪些因素？答：计算精度，计算速度，控制方法，系统规模，成本、批量及设计周期 3、为什么说微电子技术不能单独在机械领域内获得更大的经济效益？ 答：微电子技术在机械领域内只是机械技术的附加技术，是机械技术的补充。4、PDP、CRT、LCD和LED分别指什么？ SSR和SCR分别指什么？答：PDP：等离子显示器；CRT：阴极射线管显示器；LCD:液晶显示器；LED : 七段

2、发光二极管显示器。SSR：固态继电器；SCR:单项晶闸管。5、设计执行机构时应考虑哪些技术要求？试列举 23种常用的执行机构。 答：效率高，体积小，质量轻、自控性强、工作可靠。常用的执行机构：工作台、 机械臂。6、机电一体化产品的主要性能指标从设计角度可分为哪几类？可否在一定条件 下相互转化？答：特征指标，优化指标，寻常指标。寻常指标有较为固定的范畴，而特征指标和优化指标的选定则应根据具体产 品的设计要求进行。一种产品设计中的特征指标，可能是另一种产品设计中的优 化指标。某些指标在要求较为严格，必须经过周密设计才能达到时，应选为特征 指标，而在要求较为宽松的情况下，则可选为优化指标。7、为何机

3、电一体化产品应向智能化和“傻瓜化”方向发展？答：产品的操作性能与其功能的多少有直接关系，功能越多，操作越复杂，操作 性越差。在机电一体化产品向多功能化方向发展的同时，通过软件来改善产品的操作性 能，使机电一体化产品也向智能化和傻瓜化发展。8试画出控制系统基本构成的框图。为什么 PID数字控制器应用比较广泛? 答：给定值PID数字控制器是按照比例积分微分控制规律设计的控制器，它能够解决很多工程控制问题，在工业过程和设备自动化中应用非常广泛，尤其是针对特性为Kes/（£）和 Kes/（“s）（ 2S）之类的被控对象，pid 数字 控制器是一种比较理想的控制器。9、常用的求解多目标规划问题

4、的方法有哪几种？这些方法的共同特点是什么？ 答：降维法，顺序单目标法，评价函数法。这些方法的共同特点是，设法把多目标问题转化成单目标问题求解，但不同的转化方法对应着不同的求解策略。10、滚珠丝杠副的支承形式有哪些类型？试用简图表示。各适用于何种场合？ 答：1） 一端固定、一端自由（F-O），适用于较短和竖起的丝杠。2）一端固定、一端游动（F-S），适用于较长的卧式安装丝杠3）两端固定（F-F）:适用于对刚度和位移精度要求高的场合11、伺服系统由哪些功能元件组成？试画出伺服系统的基本结构框图 答：比较元件、调节元件、执行元件、被控对象、测量、反馈元件。12、最常用的工业机器人末端执行器是哪一种？

5、它应具备哪些基本功能？所设计 结构能提供的夹持力Fq与工件在夹持过程中所需的夹持力 FQe的关系如何？ 答：机械夹持器。机械夹持器应具备的基本功能，首先它应具有夹持和松开功能， 另外它还应保证工件夹持姿态再现几何偏差在给定的公差带内。工件在夹持过程中可能做多种加速运动，这时需对每一种加速运动作分析， 求出在各种加速运动中所需的夹持力，然后取其中最大者作为FQe，此力与所设计结构能提供的夹持里Fq的关系应满足FqFQe计算题评价指标Kij可行方案i权重系数Wj123Ki14040200.1Ki28020800.2Ki34060200.3Ki46080400.41、设某产品有三个可行方案，四个评价

6、指标，其数据如下表所示。若各评价指 标具有相同的量纲，试计算各方案的评价函数值，并确定最佳方案。题2表评价指标值解:K11H1 max訓1Kmax1k12Wj3Kmax3K13K14max2j4 Kmax4H 1 maxH 2maxH 2maxH 3maxH 3maxKKmax 1max 2K max3Kmax 4402060800.20.3 -0.40.10.05 0.340806080K 31K 3231Wj232Wj3K 33Wj4K34KKmax1max2K max3Kmax420 80 20400.20.3 -0.40.50.2 0.1408060800.4 =0.85= 0.10.

7、2 =1二Wj1= 0.1K 23K 24Wi4 2440804060= 0.10.20.30.40.10.2 0.20.3 = 0.840806080K 21K 22= Wj1J Wi2亘 W最佳方案为可行方案3。2、试由下表找出满足最大定位误差 ax =12血的全部可行方案，并确定最优的 性能指标分配方案。题3表各组成环节误差及对应成本组成环节指标ABCD刀架环节床鞍移动直线度/Pm46810成本/千元P 10521 I丝杠环节传动误差/ Mm0.5124成本/千元5321.2减速器环节齿轮传动误差/ Pm11.222.5成本/千元0.60.60.30.3数控环节最小脉冲当里/ Pm37-

8、成本/千元32-解:可行方案刀架环节丝杠环节减速器环节数控环节总定位误差总成本1AAAA8.518.62AABA8.718.63AACA9.518.54AADA1018.55ABAA916.66ABBA9.216.67ABCA1016.38ABDA10.516.39ACAA1015.610ACB1A10.215.611ACCA1115.312ACDA11.515.313ADA:A1214.814BAAA10.513.615BABA10.713.616BACA11.513.317BADA1213.318BBAA1111.619BBBA11.211.620BBCA1211.321BCAA1210.

9、6最优性能指标分配方案为21。优化指标Kij可行方案i权重系数Wj1234失效率 Ki1/(10-6h-1)1201701802100.5成本Ki2/千元74430.3模块化程度Ki30.50.80.70.50.23、设某个产品有四个可行方案，三个优化指标，其数据如下表所示。试计算各 方案的评价函数值，并确定最佳方案。题10表优化指标值解:H 1 maxH1 maxH 2maxH 2 maxH 3maxH 3maxH 4 maxH 3maxKn訓1汁max1= 0.5 型210K21 =W讥J Wmax1(170) -0.5210K31max1(180) -0.5210K41 = Wj1_ W

10、max1CL (210) = 0.5 v )210K12W2严 max2(7)0.30.27K22j2严Wmax2(4)0.3 -7K32%产max2(-4)7K42-j2Wj3 -K max2K max 30.3 (一3)0.2 0.570.8K13Wj3严max 305 =(-0.29)(-0.3) 0.13 - -0.460.80.3K231厶oj3max 30.80.20.8K33Wi3亠3 Kmax30.70.20.8K43=(-0.4)(-0.17)0.2 0.37十0.43)(-0.17)0.18 - -0.42=(-0.5)(-0.13)0.13 二-0.5最佳方案为可行方案2

11、。4、设某产品有三个可行方案，五个评价指标，其数据如题9表所示。若各评价指标具有相同的量纲，试计算各方案的评价函数值，并确定最佳方案。题9表评价指数值评价指数Kij可行方案i权重系数Wj123Ki16015600.2Ki23045150.3Ki3-0.0Ki43030150.1Ki54560300.4解:二 WjiK13 Wj4 Wj5K?2L_max 4max 5H1 maxH 1 maxj2j3max1K max2K max36° c c 30 小，30+ 0.3 汉+0.1 x0.460453045= 0.20.20.10.3 = 0.8= 0.2心2K2360H 2 maxH 2 maxH 3 max二 Wjimax1max2max315 cc45 c ,300.30.10.4604530K31K 32K 3372Wj3maxij2 Kmax 2j3 Kmax 3K 21K