各章节重点要点讲解

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第一章概论以概念为主：1．基本概念：系统，机电一体化，机电一体化系统。2．机电一体化系统的基本功能结构及其作用。3．机电一体化系统的设计依据与评价表准。4.设计思想与方法。一、单项选择题：1．受控变量是机械运动，如位置、速度及加速度的一种反馈控制系统为BA.数控机床B.伺服系统C.自动导引车D.顺序控制系统2．用于系统中各级间的信息传递的模块称

D

A.通信模块B.测量模块C.软件模块D.接口模块3．“机电一体化”含义是

D

A.以机为主加点电B.机械部与电子部合并C.以电淘汰机D.机械与电子的集成技术二、简答题

1．试简述”机电一体化”的涵义。P32．典型的机电一体化系统包含哪些功能结构模块?

P12

3．系统的设计思想是什么？P164．机和电融合的设计思想是什么？P175．注重创新的思想有哪些？P186．机电一体化系统设计依据与评价表准有哪些？P14第二章机械受控模块（一）概念：1．机械传动的三种主要形式：齿轮传动、蜗杆传动；丝杆螺母传动；谐波传动。2．齿轮消隙的方法。3．滚珠丝杆螺母消隙预紧的方法。（二）计算1．齿轮系传动比最佳分配条件。2．谐波传动一、单项选择题：1．易产生低速爬行现象的导轨是

C

A.滚柱导轨B.静压导轨

C.滑动导轨D.气浮导轨2．齿轮传动的传动效率随着传动级数

B A.增加而增加B.增加而降低

C.减少而降低D.变化而不变

3．齿轮传动的总等效惯量随传动级数

AA.增加而减少B.增加而增加

C.减少而减少D.变化而不变4．滚珠丝杠螺母副结构有两类：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5．在常用的滚珠丝杠螺母副的间隙消除方法中，调整精度最高的一种是A

A．双螺母齿差式B．双螺母纹式

C．双螺母垫片式D．单螺母变为导程式6．滚珠丝杆副的基本导程减少，可以

D

A．加大螺旋升角B．提高承载能力

C．提高传动效率D．提高精度二、简答题：1．机电一体化系统结构中机械受控模块的作用是什么?P122．滚珠丝杆螺母副常用的支承结构形式有哪几种？P363．滚珠丝杆螺母副有哪些消除间隙和预紧的措施?P36三、计算题与应用题

1．已知：某机床x向进给系统减速器的总速比要求为25：6，取两级减速，试设计确定各齿轮的齿数。P292．一直双波谐波齿轮的柔轮齿数

Z1=200，刚轮齿数Z2=202，波发生器的转速nH＝600r/min，如图所示。求：①柔轮固定时的刚轮转速n2②刚轮从动时的传动比i。P42①n２＝nH（Z2－Z1）/Z2

n2＝600×2/202＝2.97(r/min)②传动比i，柔轮固定,刚轮从动时

i＝Z2/（Z2－Z1）＝202/2＝101第三章测量模块（一）概念：1．传感器的性能。2．位移传感器，速度传感器，加速度传感器。3．信号调理电路：前置放大器，滤波电路。（二）计算：1．光栅的计算。2．直流测速发电机，码盘式测速。（三）简单应用：1．低通滤波，高通滤波。2．电位器位移测量，加速度传感器。一、单项选择题：1．电荷放大器的输出电压与反馈电容B

A．成正比 B．成反比

C．成曲线关系D．无关2．感应同步器定尺绕组中感应的总电动势是滑尺上正弦组和余弦组所产生的感应电动势的

A．代数和B．代数差CC.矢量和D．矢量差3．若要使长光栅能测出比栅距还小的位移量，则应利用B

A．莫尔条纹的作用B．细分技术

C．计算机数字处理D．数显表4．光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角θ=0.001弧度，莫尔条纹的宽度

C

A．100mm B．20mmC．10mm D．.0.1mm5．设某光栅的条纹密度是250条/mm，要它测出1μm的位移，应采用（A

）细分电路。

A．四倍频 B．八倍频

C．十倍频 D．十六倍频6．用光电编码器进行角度测量时，为辨别转向，采用两个光电转换器，并使它们的相对位置保证两者所产生的电信号在相位上相差B

A．45°B．90°C．120°D．180°7．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8．电压跟随器的输出电压

A

输入电压

A．等于B．大于

C．大于等于D．小于二、简答题1.简述测量模块的组成及作用?P122.简述传感器有哪几方面的性能指标?P723.简述电荷放大器的特点和主要用途。P98

4.简述电压跟随器的特点及作用?P975.测量位移的传感器常用的有哪些?P121(最少指出5种)三、计算题与应用题:1.若某一光栅的条纹密度为100条/mm，现利用光栅莫尔条纹的放大作用，把莫尔条纹的宽度调成5mm，求光栅条纹间的夹角。P83

栅距P=0.01(mm)W=P/θθ=0.01/5=0.002(弧度)2.用每转3000条刻线的增量方法，采用图示的测量方法，在0.1s的采样周期内测得的编码器脉冲数为1000，求转速n.P853.采用2000条刻线的增量编码器测电动机转速的方法如图所示。已知时钟脉冲为8MHz，在10个编码器脉冲间隔的时间里计数器共计200000个时间脉冲，试求电动机转速n。P854.电位器的测量位移原理如图所示，图示为一线性电位器。若电位器的总电阻R为

2kΩ，电刷位移为X时的相应电阻Rx=1

kΩ，电位器工作电压Vi=12V.RL为负载电阻，求：①已测得输出电压V0=5.8V，RL=?。②当RL=∞时，输出电压V0为多少？③当RL=10KΩ时，输出电压V0为多少？

p122

5.对于右图所示的加速度计，具有下列参数:m=0.016kg,k=300N/m

Xmax=±0.24cm求（1）可以测量的最大加速度；（2）谐振频率

P866．典型二阶低通有源滤波电路如图所示，试将其改变成二阶高通有源滤波器⑴画出二阶高通有源滤波电路⑵画出其特性示意图P102第四章电动机及其驱动电路（一）概念：1．电动机的分类，各类电动机的特点。2．直流电动机直流电动机的静态特性。

P1333．直流电动机的驱动电路种类。P135（二）计算与简单应用：1．直流电动机。2．交流电动机。一、单项选择题：1．交流感应电动机，对应S=1的转矩称AA．堵转转矩 B．最大转矩

C．额定转矩D．负载转矩2．交流感应电动机，空转速1450r/min，电源频率50Hz，则其极对数为BA．1 B．2 C．3 D．43．两级对交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为

DA．1450[r/min] B．2940[r/min]C．735[r/min]D．1470[r/min]4．两台交流感应电机A和B。A为2极，B

为4极，两台电动机工作在转差率相同的条件下，则其转差ΔnA和ΔnB的关系为

A．ΔnA<ΔnBB．ΔnA=ΔnBC．ΔnA>ΔnB

D．不确定C5．右图称为A．直流伺服电动机调节特性B．直流伺服电动机机械特性C．直流伺服电动机动态特性D．直流伺服电动机调速范围A二、简答题1．直流电动机和交流电动机各有何特点？P1302．为什么交流电动机有取代直流电动机的驱势？P1303．直流伺服电动机的驱动电路包含有哪些类型?

P1594．在选择PWM开关放大器的开关频率时，应考虑哪几方面？P138三、计算题与应用题:1．某直流电机电枢电阻50Ω，做电动机使用时电枢加110V电压，空载电枢电流

0.1A,空载转速3000r/min。（励磁保持额定状态）P133（1）电机空载损耗功率为多少？（2）电机的反电动势系数为多少？空载输出电压为多少？（3）若电机做发电机用，转速保持

2000r/min，外接300Ω负载电阻，则其电枢电流为多少？①空载损耗：Ua×I0=110V×0.1A=11W②∵反电势E=110V-0.1A×50Ω=105V。输出电压=反电势=105V

反电动势系数Ke=105／

3000=0.035V/r/min③∵n＝2000r/min∴此时

E=Ke×n=0.035×2000=70V

Ia=70／350=0.2A

即：此时电枢电流0.2A2．三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为2920r/min。试问①电动机为几极，空载转差率是多少？②空载时，定子、转子绕组电势频率各为多少？③当电动机负载时，转子绕组电势频率较空载变化如何？①∵n0=60f/P∴P≈60f/n=3000/2920≈1

即该电动机为一个极对，或二极空载转差率S=（n0﹣n)/n0=(3000﹣2920)/

3000=0.0267②空载时：定子：f1=50Hz;

转子：f2=s·f1=1.33Hz③负载时：∵f2=s·f1而S增大∴转子绕组电势频率f2变高3．直流电动机的额定数据：U=200V；

ne=3000r/min。由题28图所示电压波形的PWM放大器供电。（1）试求电动机的转速n；（2）画出n=0的电压波形并标明坐标值。（1）由题图可知：V平均电压=V×τ/T=100v∴电动机转速：n=1500(r/min)(2)n=0的电压波形为第五章步进电动机运动控制系统（一）概念：1．运动控制系统的组成P166

2．步距角、脉冲当量、起动转矩、起动频率、连续运行频率。P170~P1723．步进电动机对驱动电路的要求P172（二）计算及简单应用：1．步距角、脉冲当量、转速、起动转矩计算。2．步进电动机工作原理一、单项选择题：

1．某步进电动机，三相，转子40个齿，欲使其步矩1.5°，C

A．单拍制 B．双拍制

C．单双拍制D．细分电路

2．某步进电动机三相，转子40个齿，欲使其步距为0.5°，应采用的通电方式为

A．单拍制 B．双拍制 D

C．单双拍制D．细分电路3．某三相步进电动机，转子40个齿，若其单拍最大转矩为1N·m，则其三相六拍运行时启动力矩的N·m数为DA．1 B．0.5 C．0.707 D．0.866二、简答题1．何为步进电动机连续运行频率？它与起动频率比有何特点？P1722．何为步进电动机的起动频率，哪些因素影响起动频率？P172

3．对步进电动机驱动电路有哪些要求?

P172三、计算题与应用题:1．一采用三相六拍驱动方式的步进电机，转子有80个齿，经齿轮减速（Z1=30,Z2=40）带动导程为6mm的滚珠丝杠驱动工作台移动。最大工作频率f=2500Hz试问：（1）步进电机的步距角＝？（2）脉冲当量＝？（3）工作台移动最大速度=?电机参数、脉冲当量等的计算方法：有些人可能自己想要DIY个雕刻机或者改某个落后系统的雕刻机系统，这样在电路连线以后就要设置机器的电极参数脉冲当量等，要么控制电极就会出现问题，下面将这些的简单算法发布出来，有这方面的行家可以多提意见，大家共同进步．1、首先认识丝杠，导程5的丝杠就是每两个丝的间距是5；2、步进电机是1.8度200步进，走一圈就是200×1.8=360度3、驱动器是8细分就是把1.8在分成8次4、所以经过驱动器的电机每一步进就是1.8度÷8=0.225度5、所以每转一圈就是200×8=1600步进6、导程5的丝杠每转一圈走5毫米，每一步进就是5÷1600=0.003125毫米，这就是电机参数。如果是导程3的参数就是0.001875，以次类推。7、用1除以电机参数就是脉冲当量，例如：1÷0.003125=320，就是每走1毫米需要多少步进，就是脉冲当量2．三相变磁阻式步进电动机，转子

80个齿。试计算：①单拍制步距角；②双拍制步距角；③单双拍制步距角。第六章闭环伺服系统（一）概念：1．伺服系统概念及分类P195～P1962．全闭环与半闭环P1963．伺服系统的控制环路P201～P2044．复合控制器P2095．数字PID控制算法P215（二）计算及简单应用：1．电流环、速度环传递函数2．位置环的开环传递函数P2043．伺服刚度P2054．伺服系统的闭环传递函数P2065．输入参考指令的单位阶跃和单位斜坡及系统误差P205一、单项选择题：

1.反馈测量装置测量输出变量，并将其转换为电信号反馈到系统的输入端称D

A．超前反馈B．滞后反馈

C．正反馈D．负反馈2.在采样控制系统中，考虑系统的抑制干扰能力，采样速率应为闭环系统通频带的BA．8倍以上

B．10倍以上

C．12倍

D．20倍3.复合控制的前馈控制是D

A．误差控制B．串级控制

C．闭环控制D．开环控制4.在采样控制系统中，考虑系统的抑制干扰能力，采样速率应为闭环系统通频带的BA．8倍以上

B．10倍以上

C．12倍

D．20倍5.闭环伺服系统的电流环实质上是（）控制回路BA．转速B．转矩

C．角速度D．电压6.PID控制器中，P的作用是AA．降低系统稳态误差

B．增加系统稳定性

C．提高系统无静误差

D．减小系统阻尼第七章数控机器运动控制指令生成（一）概念：1．点为控制和连续路径可控制P2322．机器人的类型P2343．路径和轨迹P2344．DDA插补法P236（二）计算及简单应用：1．直线插补器递推算法2．点位运动控制指令一、单项选择题：

1.DDA插补运算中，插补器的速度由（）设置C

A．软件B．寄存器

C．时钟脉冲D．硬件2.通用工业机器人属于CA．点位控制机器人

B．连续路径控制机器人

C．控制路径机器人

D．以上均错误

3.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（）方法实现AA．插补B．切割

C．划线D．自动4.插补器的数字积分值等于CA．溢出脉冲数

B．积分余数

C．溢出脉冲数加余数

D．溢出脉冲数减余数5.自动导引车在平面上运动，一般具有的运动自由度是AA．2个B．3个

C．4个D．6个第八章顺序控制系统（一）概念：1．PLC与通用微机的基本区别P2632．顺序逻辑表示方法P266~P2