期末復(fù)習(xí)資料PAGEPAGE16《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》【考試形式】書面閉卷考（學(xué)生需要自帶2B鉛筆，填涂答題卡）【考試時間】90分鐘【考試題型】1、選擇題（每題2分，共30分）2、判斷題（每題2分，共20分）3、填空題（每題2分，共16分）4、簡答題（每題8分，共24分）5、計算題（每題10分，共10分）【考試題庫】一、選擇題（考15題，一共30分）以下產(chǎn)品不屬于機電一體化產(chǎn)品的是（D）。A.工業(yè)機器人 B.打印機 C.空調(diào) D.電子計算機STD總線屬于什么接口類型?（A）A.智能接口 B.無源接口 C.有源接口 D.零接口RS232C屬于什么接口類型？（C）A.機械接口 B.物理接口 C.信息接口 D.環(huán)境接口以下哪項不屬于機電一體化的發(fā)展方向。（B）A.高精度 B.機械化 C.模塊化 D.網(wǎng)絡(luò)化機電一體化產(chǎn)品所設(shè)計的固有頻率一般較高，其原因之一是（D）。A.固有頻率越高振動越大B.固有頻率越高剛度越小C.固有頻率越高質(zhì)量越大D.防止在調(diào)控范圍內(nèi)發(fā)生共振以下屬于機電一體化產(chǎn)品的是（C）。A.手機B.電磁爐C.高級轎車D.投影儀機電一體化系統(tǒng)有時采用半閉環(huán)控制，可能原因是（B）。A.提高控制精度B.檢測末端行為的傳感器不成熟C.節(jié)省能源D.減輕重量能夠使工業(yè)機器人傳動鏈短的主要原因是（D）。A.工業(yè)機器人體積小，不需長傳動鏈B.運行速度慢，減速比小C.各自由度協(xié)調(diào)運動靠機械傳動實現(xiàn)D.伺服驅(qū)動變速、每個自由度單獨驅(qū)動與多自由度軟件控制協(xié)調(diào)關(guān)于機電一體化說法不確切的表達是（D）。A.機電一體化方法B.機電一體化工程C.微機電一體化D.機械電氣化關(guān)于機電一體化說法不確切的表達是（A）。A.檢測控制一體化B.機電液一體化C.機電儀一體化D.光機電一體化機電一體化技術(shù)是以（C）部分為主體，強調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成的綜合性技術(shù)A.自動化B.微電子C.機械D.軟件以下哪項不屬于概念設(shè)計的特征。（A）A.可靠性B.創(chuàng)新性C.多解性D.約束性在機電一體化概念設(shè)計過程中，形態(tài)學(xué)矩陣的作用是（C）。A.最優(yōu)方案確定B.方案評價C.方案綜合D.任務(wù)創(chuàng)新在機電一體化概念設(shè)計過程中，黑箱分析方法的作用是（B）。A.方案求解簡單B.利于方案創(chuàng)新C.方案具體化D.方案形象化關(guān)于機電一體化系統(tǒng)可靠性，以下論述錯誤的是（C）。A.軟件能夠提高系統(tǒng)可靠性B.傳動鏈越短可靠性越高C.對功率接口采用增額設(shè)計提高可靠性D.采用并聯(lián)元件系統(tǒng)提高可靠性機電一體化現(xiàn)代設(shè)計方法不包括（A）。A.串行設(shè)計B.快速響應(yīng)設(shè)計C.綠色設(shè)計D.優(yōu)化設(shè)計諧波齒輪具有速比大、傳動精度和效率高等優(yōu)點，它是由以下哪種傳動演變而來的。（C）A．直齒錐齒輪傳動B．齒輪齒條傳動C．行星齒輪傳動D．蝸輪蝸桿傳動使?jié)L珠絲杠具有最大剛度的支承方式是（A）A．雙推－雙推B．雙推－簡支C．單推－單推D．雙推－自由在機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中，齒輪系常用于伺服系統(tǒng)傳動機構(gòu)中，作用是（A）A．減速，增矩B．增速，增矩C．增速，減矩D．減速，減矩多級齒輪傳動中，各級傳動比“前大后小”的分配原則適用于按（D）設(shè)計的傳動鏈。A.最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則B．輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則C.重量最輕原則(小功率裝置)D．重量雖輕原則(大功率裝置)下列哪種傳動機構(gòu)具有自鎖功能（C）A.齒輪傳動B.同步帶傳動C.蝸輪蝸桿傳動D.絲杠傳動滾珠絲杠傳動軸向間隙的調(diào)整，下列哪一種方法精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（B）A.變位螺距調(diào)整式B.齒差調(diào)隙式C.螺紋調(diào)隙式D.墊片調(diào)隙式為了提高滾珠絲杠副的旋轉(zhuǎn)精度，滾珠絲杠副在使用之前應(yīng)該進行（B） A．調(diào)整徑向間隙 Ｂ．預(yù)緊 Ｃ．預(yù)加載荷 Ｄ．表面清洗在滾珠絲杠副中，公式是驗算滿載時滾珠絲杠副的（A） A．剛度 Ｂ．強度 Ｃ．塑性變形 Ｄ．疲勞點蝕在同步齒型帶傳動中，節(jié)線的長度在工作過程中（A） A．不變 Ｂ．變長 Ｃ．變短 Ｄ．幾乎不變滾珠絲杠副基本導(dǎo)程指絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)2π弧度時，螺母上基準(zhǔn)點的（B） A．徑向位移 Ｂ．軸向位移 Ｃ．螺旋線長度 Ｄ．坐標(biāo)值在兩級齒輪傳動中，若傳動比的分配方案是，則其遵循的原則是（D）A.加速度響應(yīng)最快Ｂ．等效轉(zhuǎn)動慣量最小C.輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小Ｄ．重量最輕當(dāng)剛輪固定，柔輪輸出，波形發(fā)生器輸入時，諧波齒輪可實現(xiàn)（B）傳動。 A．減速異向B．增速異向C．減速同向D．增速同向圓柱齒輪傳動中常用的調(diào)整齒側(cè)間隙的方法不包括（C）A.偏心套（軸）調(diào)整法B.軸向墊片調(diào)整法C.軸向壓簧錯齒調(diào)整D.雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法導(dǎo)軌副用于引導(dǎo)運動部件按給定的方向運動。若導(dǎo)軌副機構(gòu)簡單、阻尼系數(shù)大、剛度大，但易產(chǎn)生低速爬引現(xiàn)象，則導(dǎo)軌副是（B）A．滾動導(dǎo)軌副B．滑動導(dǎo)軌副C．液體靜壓導(dǎo)軌副D．氣浮導(dǎo)軌副滾珠絲杠副按螺紋滾道截面形狀分類，不包括（D）A.單圓弧B.雙圓弧C.矩形D.梯形下列傳感器類型屬于能量轉(zhuǎn)換型的為（A）。A.壓電式加速度傳感器B.霍爾式傳感器C.電阻式傳感器D.熱敏電阻下列傳感器類型屬于物性型傳感器的為（D）。A.電感式傳感器B.電容式傳感器C.光柵式位移傳感器D.半導(dǎo)體傳感器線性度是表示實際特性曲線（B）的程度。A.接近真值 B.偏離理想特性曲線C.正反行程不重合 D.測量值離散下列哪項指標(biāo)反映了傳感器的動態(tài)特性（B）。A.漂移B.相頻特性C.分辨率D.重復(fù)性傳感器的分辨率越高，表示傳感器（D）。A.遲滯越小B.重復(fù)性越小C.線性度越好D.能感知的輸入變化量越小一階系統(tǒng)的動態(tài)表征參數(shù)是（D）。A.線性度 B.穩(wěn)定時間C.阻尼比 D.時間常數(shù)臨界阻尼所對應(yīng)的阻尼比為（C）。A.ξ=0B.0<ξ<1C.ξ=1D.ξ>1一階傳感器系統(tǒng)的時間常數(shù)τ越小，（B）。A.頻率響應(yīng)特性越差 B.頻率響應(yīng)特性越好C.靈敏度越大D.靈敏度越小二階傳感器系統(tǒng)的輸入為一正弦信號時，其輸出信號的（C）。A.頻率變化，幅值和相位不變化B.頻率不變化，幅值和相位不變化C.頻率不變化,幅值和相位變化D.頻率相位不變化，幅值變化二階傳感器系統(tǒng)的時域動態(tài)性能指標(biāo)中，當(dāng)傳感器輸出y(t)達到穩(wěn)態(tài)值的50%時所需的時間為（C）。A.上升時間B.穩(wěn)定時間C.延遲時間D.峰值時間二階傳感器系統(tǒng)的頻率特性中，關(guān)于幅頻特性曲線和相頻特性曲線描述不正確的為（A）。A.當(dāng)ξ→0時，在ω/ω0=1處A(ω)趨近無窮大，系統(tǒng)無諧振現(xiàn)象。B.ξ=0.707時，A(ω)平直段最長。C.當(dāng)ξ<l，ω0>>ω時，A(ω)≈l，幅頻特性平直，輸出與輸入為線性關(guān)系；φ(ω)很小，φ(ω)與ω為線性關(guān)系。D.一般地，ω/ω0>>1時，A(ω)→0，傳感器無響應(yīng)下面所列傳感器中，（B）與其它三種傳感器的工作原理不同。A.旋轉(zhuǎn)變壓器B.光柵式傳感器C.磁柵式位移傳感器D.感應(yīng)同步器天然石英作為敏感元件常應(yīng)用于（B）。A.霍爾傳感器B.壓電傳感器C.熱電偶傳感器D.電渦流式傳感器下述關(guān)于霍爾傳感器不正確的是（C）。A.霍爾傳感器是物性型傳感器B.霍爾傳感器為能量控制型傳感器C.受其工作原理的影響其結(jié)構(gòu)上不易微型化和集成電路化D.把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量直線感應(yīng)同步器的定尺上印刷有1個感應(yīng)繞組，滑尺上印刷有正弦和余弦兩個繞組且兩個繞組錯開（C）節(jié)距。A.1B.1/3C.1/4D.1/5直線感應(yīng)同步器分為以下幾種類型，其中（B）為絕對式，對位置具有記憶功能。A.標(biāo)準(zhǔn)型B.三重型C.窄型D.帶型下列關(guān)于光柵傳感器敘述錯誤的是（D）。A.具有較高的測量精度B.可進行無接觸測量C.為數(shù)學(xué)式傳感器D.能適應(yīng)油污、灰塵等惡劣環(huán)境實際使用中，選擇傳感器時應(yīng)考慮其具體性能指標(biāo)，其中對靈敏度的選擇不正確的論述為（C）。A.靈敏度反映了傳感器在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下，傳感器被測量的單位變化引起的輸出變化量。B.傳感器的量程范圍與靈敏度密切相關(guān)。C.對于多維矢量的測量，傳感器的交叉靈敏度愈大愈好。D.在傳感器的線性范圍內(nèi)，傳感器的靈敏度越高可以感知的變化量就越小，但與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入被系統(tǒng)放大。以下抑制電磁干擾的措施，除了（D），其余都是從切斷傳播途徑入手。A.屏蔽B.隔離C.濾波D.軟件抗干擾三相永磁同步交流伺服電機中，當(dāng)定子三相繞組中接入三相對稱交流電源后，三相繞組中的電流在定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生的磁場是：（D）A．脈動磁場；B.靜止磁場；C.圓形旋轉(zhuǎn)磁場；D.無磁場與直流伺服電機的機械特性“軟、硬”無關(guān)的參數(shù)是：（B）A.電樞電阻；B.電樞電壓；C.反電動勢系數(shù)；D.轉(zhuǎn)矩系數(shù)對于一個三相反應(yīng)式步進電機，如果轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為40，采用五相雙十拍方式通電，則該步進電機步距角為：（A）A.0.9；B.1.8；C.2.7；D.3.6某三相步進電機，轉(zhuǎn)子齒為40，如果希望步距角1.5，則應(yīng)采用的通電方式為：（C）A.三相單三拍；B.三相雙三拍；C.三相六拍；D.細(xì)分驅(qū)動當(dāng)直流伺服電機電磁轉(zhuǎn)矩恒定時，電機轉(zhuǎn)速隨控制電壓變化的關(guān)系曲線：（D）A.直流伺服電機的機械特性；B.動態(tài)特性；C.失靈區(qū)；D.直流伺服電機的調(diào)節(jié)特性下列操作中，可以使直流伺服電機的理想空載轉(zhuǎn)速升高的是：（C）A.增大電樞電阻；B.減小電樞電壓；C.增大電樞電壓；D.減小電樞電阻步進電機的輸出轉(zhuǎn)角與下列哪項有關(guān)：（C）A.步距角；B.脈沖頻率；C.脈沖數(shù)量；D.通電順序步進電機的輸出轉(zhuǎn)矩隨著工作頻率增高而：（B）A.上升；B.下降；C.不變；D.前三種情況皆有可能步進電機在轉(zhuǎn)子齒數(shù)不變的條件下，若拍數(shù)變成原來的兩倍，則步距角變?yōu)樵瓉淼模海ˋ）A.0.5倍；B.2倍；C.0.25倍；D.不變采用PWM進行直流伺服電機調(diào)速時，通過改變下列哪一項內(nèi)容來改變電樞回路的平均電壓：（A）A.脈沖的寬度；B.脈沖的頻率；C.脈沖的電壓；D.脈沖的正負(fù)在開環(huán)控制系統(tǒng)中，常用選擇下列哪一項作為驅(qū)動元件：（B）A.直流伺服電機；B.步進電機；C.同步交流伺服電機；D.異步交流伺服電機步進電機通過控制下列哪一項來改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向：（C）A.脈沖的數(shù)量；B.脈沖的頻率；C.定子繞組的通電順序；D.電機的極對數(shù)下列哪項不是可逆PWM變換器的優(yōu)點：(C)A.電流一定連續(xù)；B.電機停止時有微振電流C.在工作過程中，4個大功率晶體管可能都處于開關(guān)狀態(tài)D.低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍寬下列執(zhí)行元件中，比功率最低的是：(A)A.步進電機；B.直流伺服電機；C.交流伺服電機；D.交流變頻電機關(guān)于開環(huán)控制、半閉環(huán)控制以及全閉環(huán)控制，下列哪個描述正確：(C)A.開環(huán)控制的精度優(yōu)于半閉環(huán)控制，但是低于全閉環(huán)控制精度；B.半閉環(huán)控制的精度和穩(wěn)定性都比全閉環(huán)方式差；C.開環(huán)控制所需的成本低于半閉環(huán)控制以及全閉環(huán)控制；D.半閉環(huán)控制必須閉環(huán)在執(zhí)行元件的末端永磁同步交流電機的基本組成部分不包含：（D）A.定子和永磁轉(zhuǎn)子；B.位置傳感器；C.電子換向開關(guān)；D.電刷下列哪一項不屬于力反饋兩級電液伺服閥的組成部分：（D）A.力矩馬達；B.液壓控制閥；C.反饋機構(gòu)；D.傳感檢測機構(gòu)步進電機的失調(diào)角在哪個區(qū)域稱為靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)：（A）A.(-，+)；B.(-1/2，+1/2)；C.(-1/4，+1/4)；D.(-2，+2)；下列可能的直流伺服電機的調(diào)速方案中，不包括哪一項：（D）A.改變電樞電壓；B.改變定子勵磁磁通；C.改變轉(zhuǎn)子電阻；D.改變負(fù)載轉(zhuǎn)矩關(guān)于機電一體化系統(tǒng)對于執(zhí)行元件的基本要求，下列描述哪一項是錯誤的：（A）慣量大，出力大；B.體積小、重量輕；C.便于安裝、便于維護甚至免維護；D.適合于微機控制采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，如果考慮系統(tǒng)的抑制干擾的能力，同時能夠完整地復(fù)現(xiàn)被采樣信號，采樣速率與系統(tǒng)的最高頻率的關(guān)系滿足的最低條件為：（C）A．10倍以上；B.5倍；C.2倍；D.（0.1-1）倍對于PLC中的指令：LDX0，該指令的功能為：（C）A.串聯(lián)一個動斷觸點；B.串聯(lián)一個動合觸點；C.載入一個動斷觸點；D.載入一個動合觸點PID控制器中，P的作用是：（A）A.降低系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；B.增加系統(tǒng)穩(wěn)定性；C.提高系統(tǒng)無靜差度；D.減小系統(tǒng)阻尼在串聯(lián)校正的比例—積分—微分（PID）調(diào)節(jié)器，I的作用是：（C）A.改善穩(wěn)定性；B.加快系統(tǒng)響應(yīng)速度；C.提高無靜差度；D.增大相位裕量下面那個操作系統(tǒng)不屬于嵌入式操作系統(tǒng)：（A）A.Windows7；B.WindowsCE；C.VxWorks；D.QNX軟硬件協(xié)同設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計方法的最大不同之處在于：（B）A.軟硬件分開描述；B.軟硬件統(tǒng)一描述；C.協(xié)同測試；D.協(xié)同驗證下列屬于串行總線的是：（D）A.ISA；B.PC104；C.PCI；D.PCI-E一般來說，引入微分負(fù)反饋將使系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)中的最大超調(diào)量：（B）A.增加；B.減小；C.無影響；D.效果根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同而變化以下哪一項不是PLC的組成部分：（B）A.CPU；B.硬盤；C.編程器；D.輸入/輸出接口以下哪種總線屬于現(xiàn)場總線：（D）A.PC104；B.STD；C.PCI；D.CAN傳遞函數(shù)G(s)=1/s表示[]環(huán)節(jié)：（B）A.微分；B.積分；C.比例；D.滯后下列關(guān)于PC總線的工控機與普通商用PC的說法中，正確的是：（A）A．工控機與普通PC機都采用PC總線的架構(gòu)形式；B．兩者所使用的電源只要功率相同，輸出電流相同就可以互換使用；C．普通PC機箱經(jīng)過簡單加固，也可以用于惡劣的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境；D．工控機的主板形式與普通PC的主板形式相同以下哪一項不是工控機必須滿足的條件：（B）A．能夠提供各種數(shù)據(jù)實時采集和控制；B．能夠安裝在機械結(jié)構(gòu)里面，和機器成為一體；C．能夠和被控制對象的傳感器、執(zhí)行機構(gòu)直接接口；D．能夠在苛刻的工作環(huán)境中可靠運下列哪一項不是總線的基本特性：（D）A.物理特性 B.功能特性 C.時間特性D.網(wǎng)絡(luò)特性以下關(guān)于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的敘述，哪一項是正確的：（C）A.宿主機與目標(biāo)機之間只需建立邏輯連接即可；B.在嵌入式系統(tǒng)中，調(diào)試器與被調(diào)程序一般位于同一臺機器上；C.在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，通常采用的是交叉編譯器；D.宿主機與目標(biāo)機之間的通信只有串口和并口兩種方式下列哪一項內(nèi)容不屬于拉格朗日方程：（D）A.拉格朗日函數(shù)；B.動能；C.勢能；D.摩擦力現(xiàn)有一滑動絲桿副線性變換機構(gòu)和一曲柄滑塊非線性機構(gòu)，假定兩種機構(gòu)內(nèi)部都存在摩擦力，下列說法哪一項正確：（D）A.對于線性機構(gòu)，摩擦力的存在對輸入的轉(zhuǎn)矩?zé)o影響；B.對于線性機構(gòu)，摩擦力與機構(gòu)的輸入的轉(zhuǎn)角有線性關(guān)系；C.對于非線性機構(gòu)，摩擦力的存在對于輸入的轉(zhuǎn)矩?zé)o影響；D.對于非線性機構(gòu)，摩擦力的存在會改變其運動特性如果采用10位數(shù)字量的A/D對最大值為5V、最小值為0V的電壓進行采樣，則量化單位為：（A）A.0.005；B.0.01；C.0.0025；D.0.015通常采用電流環(huán)、速度環(huán)以及位置環(huán)的伺服控制系統(tǒng)，三環(huán)由內(nèi)至外的順序一般為：（A）A.電流環(huán)、速度環(huán)以及位置環(huán)；B.電流環(huán)、位置環(huán)以及速度環(huán)；C.速度環(huán)、電流環(huán)以及位置環(huán)；D.位置環(huán)、電流環(huán)以及速度環(huán)當(dāng)對一個壓電元件通電后，壓電元件產(chǎn)生一個位移輸出，此時我們將此壓電元件作為下列哪一項內(nèi)容使用：（A）A.執(zhí)行元件；B.傳感元件；C.結(jié)構(gòu)元件；D.控制元件如果不能把實際的機械系統(tǒng)作為理想的剛體看待，那么通常采用的研究模型為：（A）質(zhì)量彈簧模型；B.彈簧阻尼模型；C.彈簧模型；D.質(zhì)量阻尼模型下列哪一項不屬于抑制干擾的措施：（D）A.屏蔽；B.隔離；C.濾波；D.增大接地電阻關(guān)于伺服系統(tǒng)放大器的設(shè)計與選擇所需要考慮的問題中，下列說法哪一項是錯誤的：（A）A.功率輸出級的容量必須與執(zhí)行元件的容量需求相匹配，并且輸出級的阻抗要大、效率要高、時間常數(shù)要??；B.放大器應(yīng)為執(zhí)行元件的運行狀態(tài)提供適宜條件；C.放大器應(yīng)有足夠的線性范圍，以保證執(zhí)行元件的容量得以正常發(fā)揮；D.放大器應(yīng)具有足夠的放大倍數(shù)，其特性應(yīng)穩(wěn)定可考慮、便于調(diào)整下列哪一項措施無法減小或消除結(jié)構(gòu)的諧振：（B）A.提高傳動剛度、降低轉(zhuǎn)動慣量；B.減小系統(tǒng)阻尼；C.采用校正網(wǎng)絡(luò)；D.應(yīng)用綜合速度反饋關(guān)于彈性變形，下列說法哪些是錯誤是的：（B）A.若被控對象的負(fù)載慣量不大，機械傳動裝置的剛度很大，只要諧振頻率處在系統(tǒng)的通頻帶之外，可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)的諧振頻率對伺服系統(tǒng)的動態(tài)性能沒有影響；B.機械裝置的彈性變形與結(jié)構(gòu)、尺寸和材料性能有關(guān)，與受力狀況無關(guān)；C.根據(jù)彈性變形的胡克定律，軸的彈性扭轉(zhuǎn)角與所承受的扭轉(zhuǎn)力矩成正比關(guān)系；D.對于多級傳動的齒輪系統(tǒng)，若考慮軸的彈性變形因素，則靠近負(fù)載端的軸的變形對于負(fù)載端的精度影響大關(guān)于評價軟件結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的論述不正確的是（C）。A.影響域應(yīng)該是控制域的子域B.減少外聯(lián)度就會降低程序的復(fù)雜程度C.內(nèi)聯(lián)度越低越好D.程序模塊數(shù)適當(dāng)關(guān)于信息流的描述，不正確的論述是（D）。A.機電一體化系統(tǒng)與傳統(tǒng)機械最本質(zhì)的區(qū)別是具有信息流B.使許多基本單元耦合組成復(fù)雜的機電一體化系統(tǒng)C.信息流表示信息的識別、傳遞、變換、處理和存儲過程D.信息流不需要接口轉(zhuǎn)換二、判斷題（考10題，一共20分）機電一體化系統(tǒng)的主功能是實現(xiàn)系統(tǒng)“目的功能”直接必需的功能，主要是對物質(zhì)、能量、信息及其相互結(jié)合進行變換、傳遞和存儲。 （√）機電一體化系統(tǒng)的動力功能是向系統(tǒng)提供動力、讓系統(tǒng)得以運轉(zhuǎn)的功能。 （√）機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)造功能是使構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及元、部件維持所定的時間和空間上的相互關(guān)系所必需的功能。 （√）機電一體化系統(tǒng)構(gòu)成要素不能與人體構(gòu)成要素進行類比。 （×）機電一體化的三大效果是指省能、省資源及智能化。 （√）綠色化不屬于機電一體化的發(fā)展方向之一。 （×）交流電動機是典型的機電一體化產(chǎn)品。 （×）概念設(shè)計的四視圖包括主視圖、左視圖、俯視圖及局部視圖。 （×）計算機輔助設(shè)計（CAD）不能用于機電一體化設(shè)計。 （×）在雙圓弧型螺紋滾道的滾珠絲杠副中，其接觸角隨軸向載荷大小的變化而基本保持不變。 （√）滑動導(dǎo)軌副產(chǎn)生低速爬行的主要原因是摩擦系數(shù)隨運動速度的變化和傳動系統(tǒng)剛度過大。 （×）軸系組件的強迫振動是由于傳動系統(tǒng)本身的失穩(wěn)引起的。 （×）要使齒輪傳動裝置的重量最輕，各級傳動比應(yīng)以“先大后小”的原則處理。 （×）旋轉(zhuǎn)支承的置中精度是指運動件轉(zhuǎn)動時，其軸線與承導(dǎo)件的軸線產(chǎn)生傾斜的程度。 （×）直線運動導(dǎo)軌是用來支承和限制運動部件按給定的方向作直線運動。 (√)在諧波齒輪傳動中，若柔輪固定、則諧波發(fā)生器與剛輪轉(zhuǎn)向相反。（×）精密度反映了隨機誤差的影響程度，精密度高就表示隨機誤差小。而準(zhǔn)確度反映系統(tǒng)誤差的影響精度，準(zhǔn)確度高就表示系統(tǒng)誤差小。 （√）精確度反映了測量中所有系統(tǒng)誤差和隨機誤差綜合的影響程度。 （√）在一組測量中，精密度高的準(zhǔn)確度不一定高，準(zhǔn)確度高的精密度不一定高，但精確度高的，精密度和準(zhǔn)確度都高。 （√）靈敏度反映了傳感器在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下，傳感器被測量的單位變化引起的輸出變化量。因此，在實際使用中選擇的傳感器靈敏度越高越好。 （×）靈敏度表征傳感器對輸入量變化的反應(yīng)能力，且傳感器的靈敏度均為常數(shù)。 （×）傳感器的輸出-輸入特性是與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的外部特性。 （√）感應(yīng)同步器的定、滑尺在實際使用中不是成套使用的，一塊滑尺可能配用幾塊定尺使用。 （√）壓電式傳感器即可以用于靜態(tài)量的測量也可適用于動態(tài)量的測量。 （×）零階傳感器系統(tǒng)的幅頻特性是直線。 （√）選擇傳感器時，如果測量目的是進行定量分析，應(yīng)該選用重復(fù)精度高的傳感器，而不宜選用絕對量值精度高的傳感器。 （×）對于直流伺服電機而言，其機械特性越“硬”越好。 （√）步進電機的步距角決定了系統(tǒng)的最小位移，步距角越小，系統(tǒng)的精度越高。 （√）電液伺服系統(tǒng)的過載能力強，在強力驅(qū)動和高精度定位時性能好，適用于重載的高加減速驅(qū)動 （√）與直流伺服電機不同，永磁同步交流伺服電機不能采用PWM控制方式進行調(diào)速控制。 （×）通常，步進電機的最高連續(xù)工作平率與它的最高啟動頻率相當(dāng)。 （×）步進電動機的轉(zhuǎn)動慣量越大，同頻率下的起動轉(zhuǎn)矩就越大。 （√）直流伺服電機的調(diào)速特性是電機轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。 （×）氣壓式伺服驅(qū)動系統(tǒng)常用在定位精度較高的場合。 （×）驅(qū)動部分在控制系統(tǒng)的作用下，產(chǎn)生期望的運動，伺服驅(qū)動包括電動、氣動、液壓等各種類型的驅(qū)動裝置。 （√）半閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度比全閉環(huán)控制方式低，但系統(tǒng)穩(wěn)定性比全閉環(huán)控制方式好 （√）PLC采用掃描工作方式，掃描周期的長短取決于PLC程序的長短。 （×）PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的電子計算機系統(tǒng)。 （√）嵌入式系統(tǒng)大多工作在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中，通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點。 （√）現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法是將系統(tǒng)劃分為硬件和軟件兩個獨立的部分，然后按各自的設(shè)計流程分別完成。 （×）伺服控制系統(tǒng)的比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進行比較，以獲得輸出和輸入之間的偏差信號。 （√）伺服電機的驅(qū)動電路將微小的控制信號轉(zhuǎn)化為功率信號，為電機提供電能的控制裝置，也稱為變流器，可以實現(xiàn)包括電壓、電流、頻率等參數(shù)的變換。 （×）無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測裝置的精度。 （×）自動控制是無需操作者直接參與，通過控制器使被控制對象或過程自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行。 （√）開環(huán)系統(tǒng)沒有反饋回路，只能依據(jù)時間和邏輯順序決定被控對象的運行方式，開環(huán)系統(tǒng)簡單、穩(wěn)定、可靠，但精度較低，無自動糾偏能力。 （√）自動控制技術(shù)是機電一體化相關(guān)技術(shù)之一，直接影響系統(tǒng)的控制水平、精度、響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。 （√）為減少機械傳動部件的柔性對于系統(tǒng)性能的影響，機械傳動系統(tǒng)的基本固有頻率應(yīng)低于電氣驅(qū)動部件的固有頻率的2-3倍，同時，傳動系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)接近控制系統(tǒng)的工作頻率，避免系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而失去穩(wěn)定性。 （×）在閉環(huán)系統(tǒng)中，因齒輪副的嚙合間隙而造成的傳動死區(qū)能使系統(tǒng)以1~5倍的間隙角產(chǎn)生低頻振蕩，采用消隙裝置，以提高傳動精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。 （√）目前，大部分硬件接口和軟件接口都已標(biāo)準(zhǔn)化或正在逐步標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時可以根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)慕涌?，再配合接口編寫相?yīng)的程序。 （√）通過信息流分析可得到合理的軟件結(jié)構(gòu)。 （√）三、填空題（考8空，一共16分）系統(tǒng)論、、是機電一體化技術(shù)的理論基礎(chǔ)，是機電一體化技術(shù)的方法論。機電一體化的概念已不再局限于某一具體產(chǎn)品的范圍，而是擴大到控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)品制造和過程控制的大系統(tǒng)，如柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)及各種工業(yè)過程控制系統(tǒng)。根據(jù)不同的使用目的，要求機電一體化系統(tǒng)能對輸入的物質(zhì)、能量和信息(即工業(yè)三大要素)進行某種處理。機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的與的延伸，具有“智能化”的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)差別。要從、及物質(zhì)流的視角去分析機電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)。要從伺服控制系統(tǒng)穩(wěn)、、的要求認(rèn)識機電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)。構(gòu)成機電一體化系統(tǒng)的要素或子系統(tǒng)之間必須能順利地進行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換。為此，各要素或各子系統(tǒng)連接處必須具備一定的“聯(lián)系條件”，這些聯(lián)系條件稱為。絲杠螺母機構(gòu)四種基本傳動形式包括：螺母固定、絲桿轉(zhuǎn)動并移動，絲桿固定、螺母轉(zhuǎn)動并移動，絲桿轉(zhuǎn)動、螺母移動和。滑動導(dǎo)軌副常見的截面形狀有、、燕尾形和圓形。機電一體化系統(tǒng)對機械系統(tǒng)要求是傳感器按其能量傳遞方式可分為（能量轉(zhuǎn)換型（或發(fā)電型傳感器））和（能量控制型（或參量型傳感器））兩種。傳感器按其輸出信號的性質(zhì)可分為（模擬式傳感器）和（數(shù)學(xué)式傳感器）。傳感器所測量的物理量基本上有兩種形式，即（靜態(tài)量）和（動態(tài)量），前者所表現(xiàn)的信號不隨時間變化而變化或變化很緩慢，而后者所表現(xiàn)的信號隨時間的變化而變化。傳感器頻域動態(tài)性能指標(biāo)主要包括帶寬頻率、（工作頻帶）和（諧振頻率）。光電式角編碼器按編碼方式可分為（絕對式編碼器）和（增量式編碼器）兩種。根據(jù)對滑尺繞組供電方式的不同以及對輸出信號的檢測方式不同，感應(yīng)同步器分為（鑒相型測量）和（鑒幅型測量）。描述二階傳感器系統(tǒng)動態(tài)特性的微分方程中包括的系統(tǒng)參數(shù)為靜態(tài)靈敏度、（固有頻率）和（阻尼比）。機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的方法主要包括：機電互補法、融合（結(jié)合法）和組合法。其目的是綜合應(yīng)用機械技術(shù)和微電子技術(shù)各自的特長，設(shè)計出最佳的機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）。P12機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計類型大致有以下三種：開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計和變異性設(shè)計。P13機電一體化產(chǎn)品的現(xiàn)代設(shè)計方法有：（1）計算機輔助設(shè)計與并行設(shè)計、（2）虛擬設(shè)計、（3）快速響應(yīng)設(shè)計、（4）可靠性設(shè)計、（5）綠色設(shè)計、（6）反求設(shè)計、（7）優(yōu)化設(shè)計和（8）網(wǎng)絡(luò)合作設(shè)計P19（考試時選填2-3個空）常用的步進電機的功率放大電路有答：單電壓功率放大電路；高低壓功率放大電路；恒流源功率放大電路；斬波恒流功率放大電路等幾種類型四、簡答題（考3題，一共24分）機電一體化產(chǎn)品與傳統(tǒng)機電產(chǎn)品的主要區(qū)別有哪些？參考答案：（1）機電一體化產(chǎn)品功能的實現(xiàn)是所有功能單元共同作用的結(jié)果，而傳統(tǒng)機電設(shè)備中機械與電子系統(tǒng)相對獨立，可以分別工作。（2）機電一體化產(chǎn)品可以用最簡單的機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)高精度的復(fù)雜運動，而傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品必須用十分復(fù)雜的機械才能實現(xiàn)，有的甚至根本無法實現(xiàn)。（3）機電一體化產(chǎn)品具有“柔性”，而傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品往往是“剛性”的。也就是說，機電一體化產(chǎn)品可以通過軟件的方法來改變工作方式，而傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品不具備這種功能。（4）具有“智能化”的特征是機電一體化產(chǎn)品與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品在功能上的又一本質(zhì)區(qū)別。（5）機電一體化產(chǎn)品更便于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，機電一體化產(chǎn)品借助于其通信功能可以與上位計算機傳遞信息，也可以互相之間通信構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)?？梢苑奖愕慕M態(tài)以改變生產(chǎn)過程，又能各自獨立工作。完善的機電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分？參考答案：機械本體、動力系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)、執(zhí)行部件和信息處理及控制系統(tǒng)五部分相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。通過接口及相應(yīng)軟件有機結(jié)合在一起，構(gòu)成內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。設(shè)計類型(參考填空題第18題)（1）開發(fā)性設(shè)計不參照已有產(chǎn)品，僅僅根據(jù)抽象的設(shè)計原理和要求，設(shè)計出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品（系統(tǒng)）。（2）適應(yīng)性設(shè)計在總的設(shè)計方案、原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應(yīng)性設(shè)計，以使產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上增加某些附加價值。（3）變異性設(shè)計在設(shè)計方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸使之適應(yīng)于量的方面有所變更的需求。畫出概念設(shè)計的步驟及方法框圖。機電一體化產(chǎn)品的現(xiàn)代設(shè)計方法有哪些?(參考填空題第20題)（1）計算機輔助設(shè)計與并行設(shè)計（2）虛擬設(shè)計（3）快速響應(yīng)設(shè)計（4）可靠性設(shè)計（5）綠色設(shè)計（6）反求設(shè)計（7）優(yōu)化設(shè)計（8）網(wǎng)絡(luò)合作設(shè)計滾珠絲杠副的軸向間隙對系統(tǒng)有何影響？常采用什么措施消除滾珠絲桿副軸向間隙？參考答案：承載時滾珠和滾道型面接觸點的彈性變形所引起的螺母軸向位移量和絲杠螺母副自身軸向間隙的總和稱為滾珠絲桿副的軸向間隙。換向時，軸向間隙會引起空回現(xiàn)象，這種空回是非連續(xù)的，既影響反向傳動精度，又影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，應(yīng)予以消除。為了消除空回誤差，在螺桿上裝配兩個螺母1和2，調(diào)整兩個螺母的軸向位置，使兩個螺母中的滾珠在承受載荷之前就以一定的壓力分別壓向螺桿螺紋滾道相反的側(cè)面，使其產(chǎn)生一定的變形，從而消除了軸向間隙，也提高了軸向剛度。常用消除滾珠絲桿副軸向間隙的方法有下列幾種：雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整、雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整、雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊、彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊、單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊和單螺母滾珠過盈預(yù)緊。為什么要消除齒輪副間隙？常用什么措施消除圓柱直齒輪副的間隙？參考答案：齒輪副的間隙使得在傳動過程中，主動輪突然改變旋轉(zhuǎn)方向時，從動輪不能立即隨之反轉(zhuǎn)，而是有一個滯后量，造成齒輪傳動的回差，對運動精度影響很大，同時會影響閉環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性。消除齒輪副間隙通常分為剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法。其中圓柱齒輪傳動中常用的調(diào)整齒側(cè)間隙的方法有偏心套（軸）調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法和雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法。滾動導(dǎo)軌有什么優(yōu)缺點？參考答案：滾動導(dǎo)軌的優(yōu)點是：①摩擦系數(shù)小，運動靈活；②靜、動摩擦系數(shù)基本相同，不易產(chǎn)生爬行；③可以預(yù)緊,剛度高；④壽命長；⑤精度高；⑥潤滑方便；⑦專業(yè)廠生產(chǎn)，可以外購選用；滾動導(dǎo)軌的缺點是：①導(dǎo)軌面與滾動體是點接觸或線接觸，抗振性差，接觸應(yīng)力大；②對導(dǎo)軌的表面硬度、表面形狀精度和滾動體的尺寸精度要求高；③結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本較高；④對臟物比較敏感，必須有良好的防護裝置。7.請說明圖示齒輪齒條傳動中消除齒側(cè)間隙的原理？

1、6－小齒輪2、5－大齒輪3－齒輪4－預(yù)載裝置7－齒條參考答案：當(dāng)傳動負(fù)載大時，可采用雙齒輪調(diào)整法。如圖所示，小齒輪1、6分別與齒條7嚙合，與小齒輪1、6同軸的大齒輪2、5分別與齒輪3嚙合，通過預(yù)載裝置4向齒輪3上預(yù)加負(fù)載，使大齒輪2、5同時向兩個相反方向轉(zhuǎn)動，從而帶動小齒輪l、6轉(zhuǎn)動，其齒便分別緊貼在齒條7上齒槽的左、右側(cè)，消除了齒側(cè)間隙。簡述傳感器的基本組成及各組成部分的功能傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成。傳感（敏感）元件：直接感受被測非電量，并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成與被測非電量有確定對應(yīng)關(guān)系的其它物理量。如彈性敏感元件將力轉(zhuǎn)換為位移或應(yīng)變輸出；轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件輸出的非電物理量（如位移、應(yīng)變、光強等）轉(zhuǎn)換成電路參量（如電阻、電感、電容等）；基本轉(zhuǎn)換電路：將電路參數(shù)量轉(zhuǎn)換成便于測量的電學(xué)量，如電壓、電流、頻率等。什么是傳感器的靜態(tài)特性？衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)有哪些？傳感器的靜態(tài)特性就是指被測量x不隨時間變化，或隨時間的變化程度遠(yuǎn)緩慢于傳感器固有的最低階運動模式的變化程度時，傳感器的輸出量y與輸入量x之間的函數(shù)關(guān)系。衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是：線性度、靈敏度、分辨率、遲滯、重復(fù)性、穩(wěn)定性和漂移。什么是傳感器的動態(tài)特性？其分析方法有哪幾種？傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)激勵(輸入)的響應(yīng)(輸出)特性，即其輸出對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。反映輸出值真實再現(xiàn)變化著的輸入量的能力。傳感器的動態(tài)特性可以用基于時域的瞬態(tài)響應(yīng)法和基于頻域的頻率響應(yīng)法來分析。其中，時域分析通常用階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)和斜坡函數(shù)作為激勵信號來分析傳感器的動態(tài)特性；頻域分析一般用正弦函數(shù)作為激勵信號來分析傳感器的動態(tài)特性。簡述絕對式編碼器和增量式編碼器的區(qū)別絕對式編碼器：編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是唯一的；編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了；使用壽命長，可靠性高，其精度和分辨率取決于光碼盤的精度和分辨率。增量式編碼器：編碼器每轉(zhuǎn)動一個預(yù)先設(shè)定的角度將輸出一個脈沖信號，通過統(tǒng)計脈沖信號的數(shù)量來計算旋轉(zhuǎn)的角度，因此編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是相對的；由于采用固定脈沖信號，因此旋轉(zhuǎn)角度的起始位可以任意設(shè)定；由于采用相對編碼，因此掉電后旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)會丟失，需要重新復(fù)位。簡述直流伺服電機的PWM工作原理答：直流伺服電機的速度與所加電壓之間成線性關(guān)系，這是電機的調(diào)速特性，PWM的工作原理為：通過晶閘管或其他自關(guān)斷器件的控制，將直流電壓斷續(xù)地加到直流伺服電機上，利用調(diào)節(jié)通、斷的時間變化來改變加在直流伺服電機上的平均電壓值，從而調(diào)節(jié)直流伺服電機的運行速度什么是PID調(diào)節(jié)器？三部分在系統(tǒng)調(diào)節(jié)中各起什么作用？答：按偏差的比例、積分和微分進行控制的調(diào)節(jié)器，將偏差的比例、積分、微分通過線性組合構(gòu)成控制量，簡稱為P（比例）I（積分）D（微分）調(diào)節(jié)器，是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。

a.PID調(diào)節(jié)器