最新2020年电大《机电一体化系统设计基础》期末考试题库及答案

2020年电大《机电一体化系统设计基础》期末考试题库及答案

单选题

1. 机电一体化技术是以（C）部分为主体，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。

A. 自动化B.微电子C机械D.软件

2. 导程Lo = 8mm的税杠的总质量:为6kg ,标称直径为4 0 mm .则其转动惯量:为（A ）kg. mm2

A. 1200 B.480 c. 120 D.48

3. 某机电一体化系统需要消除斜齿轮传动的齿侧间隙， 隙。

A.偏心套B.轴向垫片C.薄片错齿 D.轴向压簧错齿 4. 下列哪项指标是传感器的动态特性 ？（D）。

A.量程B.线性度C.灵敏度D.幅频特性 5. 在开环控制系统中， 常用（B）做驱动元件。

A.直流伺服电动机 B.步进电动机C.同步交流伺服电动机 D.异步交流伺服电动机 6. HRGP-1A喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的

A.能游、部分B.传感部分 C.控制器 D.执行机构 7. 机械系统的刚度对系统的动态特性主要影响表现为 A.固有频率、响应速度、惯量 B.

采取（D）调整法使得调整过程中能自动补偿齿侧间

（B） o （B ）等方面。

固有频率、失动最、稳定性

C.摩擦特性、响应速度、稳定性 D.摩擦特性、失动最、惯量 8. 多级齿轮传动中，

各级传动比相等的分配原则适用于按

B.

（C）设计的传动链。

A.最小等效转动惯量原则 输出轴的转角误差最小原则

c.重量最轻原则（小功率装置）D.重量最轻原则（大功率装置） 9. 幅频特性和相频特性是模拟式传感器的

（B）。

所以它的（D） o

A.静态特性指标 B.动态特性指标 C.输人特性参数 D.输出特性参数 10. 半闭环控制的驱动装置中. A. 回程误差不影响输出精度， B. 传动误差不影响输出精度，

丝杠螺母机构位于闭环之外， 但传动误差影响输出精度 但回程误差影响输出精度

C. 回程误差和传动误差都不会影响输出精度 D. 回程误差和传动误差都会影响输出精度

11.步进电机转角的精确控制是通过控制输入脉冲的 A.频率B.数量 c. 步距角 D.通电顺序

（B）来实现的。

12. HRGP-IA喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的 （B）。

D. 执行机构 A.能源部分 B. 测试传感部分 C.驱动部分 13. 以下产晶属于机电-体化产品的是（C）人。 A.游标卡尺B.移动电话 C.全自动洗衣机 14.

D.非指针式电子表

为提高机电一体化机械传动系统的固有频率， 应设法（A）。

A.增大系统刚度 B.增大系统转动惯虽 C.增大系统的驱动力矩

D.减小系统的摩擦阻力

15. 光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线. 后，记数脉冲为400 ,光栅位移是（A ）mm ? A. 1 B. 2 C. 3 D.4 16. PWM 指的是（C） o A.机器人B.计算机集成系统

C.脉宽调制D.可编程控制器

17. 以下除了（D），均是由硬件和软件组成。

A.计算机控制系统 B.PLC控制系统C.嵌入式系统 D.继电器控制系统 18. HRGP-1A喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的 A.能源部分B.传感部分C.驱动部分 D.执行机构

19. 导程Lo=8mm的税杠驱动总质量为60峙的工作台与工件， 转动惯量:为（B ）kg'mm2 ? A. 48.5 B. 97 C. 4.85 D. 9.7

则其折算到税杠上的等效

刻线数为100线/mm ,

经四倍细分

（C）。

20. 下列哪项指标是传感器的动特性 A.量程B,线性度c.灵敏度 D.幅频特性

？（D）

21. 计算机控制系统实际运行时， 性和通用性。

需要由用户自行编写(D),具有实时性、针对性、灵活

A.实时软件 B.开发软件 C. 系统软件 D,应用软件 22. 以下(D)不属于系统功能结构图的基本结构形式。 A.串联结构 B.并联结构 C. 环形结构D.星形结构

二.

1. 一个完善的机电一体化系统， 素和环节之间通过接口相联系。

(X)

与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识

判断题(正确的打错误的打 X)

应包括以下几个基木要素：机械本体、动力系统、检测传感系统及执行部件，各要

2. 信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中， 别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。 值越小越好。(X)

(J~)

因此机械系统的阻尼比EMZ

3. 进行机械系统结构设计时， 由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，

4. 滚珠统杠垂直传动时， 必须在系统中附加自锁或制动装置。

(V )

(X)

5. 传感器的转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。 6. 脉冲分配器的作用是使步进电动机绕组的通电顺序按一定规律变化。 7. 气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合使用。 8. 全物理仿真与计算机仿真相比较， 总线系统采用一对一的设备连线，

(X)

(V )

是一种经济、快捷与实15.现场

在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，

按控制回路分别进行连接， 打破r传统控制系统的结构形式。

(X)

(X) (X)

9. 现场总线系统采用一对一的设备连线， 11.

延伸.还是人的感官与头脑的延伸，具有 械电气化在功能上的本质差别。

(V )

按控制回路分别进行连接， 打破了传统控制系统的结构形式。

10. 绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究， 进而对该系统产品进行剖析、重构、再创造的设计。

机电一体化产品不仅是人的手与肢体的\智能化的特征是机电一体化与机

是机电一体化技术的方法论。 (V )

机械传动系统的基本固有频、率应低于电气驱动部件的

(X)

定位精度降低。(V )

工作可靠.调整方便，能够进行很精确

12. 系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础. 13. 为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，

固有频率的2-3倍.同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。 14. 系统的静摩擦阻尼越大， 的调整。(X)

16. 在闭环系统中，因齿轮副的啃合间隙而造成的传动死区能使系统以 以提高传动精度和系统稳定性。

(V)

(X )

使系统的回程误差增大，

15. 采用双螺母螺纹调隙以消除滚珠统杠副轴向间隙， 结构形式结构紧凑，

1~5倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，

17. 齿轮传动.系统各级传动比的最佳分配原则中等效转动惯虽最小原则是使所设计的齿轮传动系统换算到该齿轮传 动系统输出轴上的等效转动惯最为最小。 18. 步进电动机的转动惯量越大，

同频率下的起动转矩就越大。

(X)

(X )

(V )

19. 直流伺服电动机的调速特性是电机转速与其输出转矩的关系。 20. 嵌人式系统大多工作在为特定用户群设计的系统中， 乙产品的组成零部件和装配精度高， 8. 从影响滚珠螺旋传动的因素看，

系统的精度一定就高。(X)

通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点。

(V )

温度误差是影响传动精度的因素之一。

9. 双螺母消除滚珠丝杠副轴向间隙的结构形式结构紧漆. 1 1.选择传感器时，应选用精度尽可能高的传感器。

工作可靠，调整方便，能够精确调整。(X)

输出输人特性曲线的不重合度。 (V )

可用于定位驱动。(V)

是一种经济、快捷与实用

(X)

故具有记忆能力，

(V )

10. 迟带是传感器静态特性指标之一， 反映传感器输人星在正反行程中， 12. 永磁型步进电动机即使其定子绕组断电也能保持一定转短， 13. 通常，步进电机的最高连续工作频率远小于它的最高启动频率。 的仿真方法。(X)

15. PLC采用扫描工作方式，扫描周期的长短仅决定于 16. 绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究， 17. 齿轮传动的啃合间隙会造成一定的传动死区，

PLC的程序长短。(X)

14. 一般说来，全物理仿真较之计算机仿真在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，

进而对该系统(产品)进行剖析、重构、再创造的设计。 若在闭环系统中，

传动死区会使系统产生低频震荡。

(X)

(J)

13. 直流伺服电动机的机械特性是电机转速与其控制电压的关系。 14. 开环系统没有反馈回路. 精度较低，无自动纠偏能力。

(V )

(X )

开环系统简单、稳定、可靠，但

只能依据时间和逻辑顺序决定被控对象的运行方式，

15. 仿真根据采用的模型可以分为计算机仿真、半物理仿真和全物理仿真。 16. PID调节器由比例调节器、积分调节器和加法调节器通过线性组合而构成。 17. 计算机控制系统的采样周期越小， 三、简答题

1. 简述对浪珠丝杆副进行间隙调整和预紧方法。

答：通常采用双螺母预紧和单螺母（适于大滚珠、大导程）两种方法， 差调隙式三种；单螺母消隙常用增大浪珠直径法和偏置导程法两种预紧方法。 2. 步进电动机的输入信号是什么 ？如何实现对其转速和旋转方向的控制 步进电机的步矩角任与运行拍数

？

其控制精度就越高。（X）

（V ）

（X）

（V ）

18. 工业机器人驱动部分在控制信息作用下提供动力，包括电动、气动、液压等各种类型的传动方式。

将弹性变形控制在最小限度内，以减小或消除

：螺纹调隙式、垫片调隙式和齿

轴向间隙，并可提高液珠税杠副的刚度。常用的双螺母消除轴向间隙的结构形式有三种

m、通电方式k（m==走N,单拍时走=1 ,双拍时走=2 , N为定子绕组的相数）、转

3. 3.简述数控设备中计算机数控装

子的齿数z有关。步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高， 转子的转速越高。改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变。 置的组成和功能。

计算机数控装置将数控加工程序通过输入装置输入数控装置，在数控装置的控制下，通过输出设备输出各种信息和指 令，而驱动装置驱动机床各部分有序的运动，控制个坐标轴的进给速度，进给方向和位移量等。 4.

机电一体化系统仿真在系统设计过程中所起的作用是什么 ？

；在系统实际运行前，也希望对项

答：在进行项目的设计和规划时，往往需要对项目的合理性、经济性等品质加以评价 技术可以省时、省力、省钱地达到上述目的。

5. 什么是PID调节器？三部分在系统调节中各起什么作用 答：按偏差的比例、积分和微分进行控制的调节器，

？

将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量.简称为P（比

目的实施结果加以预测，以便选择正确、高效的运行策略或提前消除设计中的缺陷，最大限度地提高实际系统的运行 水平采用仿真

例）1（枳分）D（微分）调节器，是连续系统中技术成熟、应用最为广泛的一种调节器。 a. PID调节器中比例调节起纠正偏差的作用， b. 积分调节能消除静差， 改善系统静态特性； C.微分调节有利于减少超调，

加快系统的过渡过程。

6. PLC控制系统有何优越性？

答:PLC主要具有可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单， 成P LC- P LC网络或计算机-PLC网络，PLC应用程序的编制和调试非常方便，

7. 筒述完善的机电一体化系统五大组成要素。

答：机电一体化系统是由机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理及控制系统五部分相互协调，共 同完成所规定的目的功能。各部分通过接口及相应软件有机结合在一起，构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产 品。

8. 齿轮传动中各级传动比的最佳分配原则分别有哪些 答：齿轮传动中各级传动比的最佳分配原则 输出轴转角误差最小原则（精度）。

结合可行性、经济性对转动惯量、结构尺寸和传动精度提出适当要求：要求体积小、重量轻的齿轮采用重量最轻的原则 ；

要求运动平稳、起停频繁和动态性能好

的轮系采用最小转动惯量原则或输出轴转角误差最小原则 小原则。

9. 简述直流伺服电动机脉宽调制的工作原理。 答：直流伺服电动机一般采用脉宽调制 Va，使直流电动机平滑调速。设开关

断开的时间是T-T 。若外加电源电压U为常数， 为U ,宽度为丁，则一个周期内的电压平均值为u 所以，当T不变时.只要连续改变T （O-T）

；提高传动精度和减小回程误差为主的轮系采用转角误差最

？各使用在那些场合？

：a .重量最小原则（结构紧凑）；b.转动惯量最小原则（快速响应）；c.

PLC提供标准通信接口，可以方便地构

PLC具有监控功能。

其反应迅速；

（PWM）进行调速驱动。假设输入直流电压 U ,可以调节导通时间得到一定宽度

S周期性的闭合、断开，周期是 To在一个周期内，闭合的时间是丁，

则电源、加到电动机电枢上的电压波形将是一个方波列， IA

就可以连续的使Ua由O变化到U,从而达到连续改变电动机转速的目

其高度

的与U我比例的脉冲方波，给伺服电动机电枢回路供电，通过改变脉冲宽度来改变电枢回路的平均电压，从而输出不同 大小的电压