《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—伺服控制单元—机电换能器—执行机构 、信息传递的路是 计算机—接口—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.数字IC的主要参数有 开关电压VON 、 输出高电压VOH 、 输低电压VOL 及
输入短路电流IIL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、信息检测部件、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、执行元件种类包括：电动、液压、气压。
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、选用步进电机时应考虑的问题有转矩及惯量的匹配条件、步距角的选择及精度。 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，一般通信速率越高，传输距离越近。
18、微型计算机应用分为两大类： 检测控制类 、 数据处理类 。
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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 。
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 转矩及惯量的匹配条件 、 步距角的选择及精度 。
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、同步带轮的主要参数有 带轮齿数Z 、 带轮的节线及节圆直径 、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 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。
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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、控制功能和结构功能。
44、传统机器由动力、传动机、工作机三部分组成。机电一体化系统及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： (1)输入采样阶段 (2)用户程序执行阶段 (3)输出刷新阶段
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①模拟式，②混合式，③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PWM法等。
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：(1)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、机电一体化系统及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、计算机及信息处理技术、检测及传感技术、自动控制技术、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、检测及传感装置包括传感器和信号检测电路。
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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。
66、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，当余弦绕组及定尺绕组位移相同时，正弦绕组及定尺绕组错开 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、检测及传感装置包括 传感器 和 信号检测电路 。
77、PLC的编程语言包括 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。
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。
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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、带轮的节线及节圆直径、带轮齿形角和带轮齿顶圆直径。
90、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。 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，包括故障分布函数和故障密度函数 、 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及传动级数____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 、 对温度变化的不敏感性 。
97、计算机在控制中的应用方式主要有___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（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__，___外循环__。
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θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_20mm_。 103、连续路径控制类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。
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