1、 1 宜宾职业技术学院 典型机电一体化控制系统分析与设计 试题库 课程代码： 1311303S 课程性质： 专业必修课 适用专业： 机电一体化技术 学 分： 4 负 责 人： 温洪昌 参 与 人： 杨阳 熊平 二 0 一 五 年三月 2 典型机电一体化控制系统分析与设计 知识点 课程试题库规划（ B类） 专业：机电一体化 课程：典型机电一体化控制系统分析与设计 负责人： 温洪昌 课程类别： B类 知识点 规划试题数 题型 分值 试题编码号段 备注 主要知识点 1、一个机电一体化系统组成结构划分 20 选择、识图、分析 103 23 2、机电一体化系统气动回路工作原理 20 选择、识图、分析 1
2、04 20 3、机电一体化系统电路控制原理 20 计算、选择、识图、分析 106 20 4、位移式传感器的原理及应用 20 计算、选择、识图、分析 107 10 5、速度传感器的原理及应用 20 计算、选择、识图、分析 109 20 6、步进电机的工作原理及应用 25 计算、选择、识图、分析 110 25 7、直流电机的工 作原理及应用 15 计算、选择、识图、分析 111 15 8、变频器的工作原理及应用 15 计算、选择、识图、分析 112 16 9、计算机接口技术的分析与设计 30 计算、画图、识图 113 25 10、传感器信号放大电路设计 25 计算、选择、识图、分析 114 20
3、次要知识点 1、信号滤波电路分析与设计 10 计算、选择、识图、分析 101 16 2、传感器的组成、静态特性与动态特性 8 计算、选择、识图、分析 102 11 3、伺服系统的组成、分类及技术要求 10 计算、选择、识图、分析 105 11 4、计算机控制系统的组成、类型、特点及控制方式 20 计算、选择、识图、分析 108 20 5、执行机构的类型、特点及应用 10 计算、选择、识图、分析 115 10 主要技术技能点 1、机电一体化系统电液控制回路的安装调试 5 操作 201 5 2、机电一体化系统电动控制回路的安装调试 5 操作 202 5 3、电动调速控制系统的设计与制作 5 设计、
4、操作 205 5 4、闭环控制系统的设计与制作 5 设计、操作 206 5 次 要技术技能点 1、单片机控制系统的仿真 4 操作 203 4 2、 PLC控制系统的仿真 4 操作 204 4 合计 3 主要 知识点 1：一个机电一体化系统组成结构划分 (103) 一、选择题 1、 一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素： （ ）。 A 机械本体 B 动力与驱动部分 C 执行机构 D. 控制及信息处理部分 【 代码 】 10341018 【答案】 A、 B、 C、 D 2、机电一体化系统（产品）开发的类型 （ ） 。 A 开发性设计 B 适 应性设计 C 变参数设计 D 其它 【 代码
5、 】 10331028 【答案】 A、 B、 C 3、机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法 （ ） 。 A 取代法 B 整体设计法 C组合法 D其它 【 代码 】 10331038 【答案】 A、 B、 C 4、机电一体化的高性能化一般包含 （ ） 。 A高速化 B高精度 C高效率 D高可靠性。 【 代码 】 10341048 【答案】 A、 B、 C、 D 5、抑制干扰的措施很多，主要 包括 （ ） 。 A屏蔽 B隔离 C滤波 D接地和软件处理等方法 【 代码 】 10341058 【答案】 A、 B、 C、 D 6、 柔性制造系统的英文缩写是（） 。 A FMS B CIMS C CA
6、PP D MEMS 【 代码 】 10311068 【答案】 A 7、微电子机械系统的英文缩写是（） 。 A FMS B CIMS C CAPP D MEMS 【 代码 】 10311078 4 【答案】 D 8、模拟 /数字转换的英文缩写是（） 。 A CAD/CAM B A/D C SMD/SMT D MEMS 【 代码 】 10311088 【答案】 B 9、表面贴装器件的英文缩写是（） 。 A CAD B CAM C SMD D SMT 【 代码 】 10311098 【答案】 C 10、 齿轮传动中各级传动比的最佳分配原 则有 （） 。 A质量最小原则 B输出轴转角误差最小原则 C等
7、效转动惯量最小原则 D 输出扭矩最大原则 【 代码 】 10331108 【答案】 A、 B、 C 二、论述题 1、论 述多级齿轮传动总传动比是怎样确定的？ 【 代码 】 10312116 【答案】 一般根据驱动电动机的额定转速和负载所需的最大工作转速来确定 ，LmLmLmi 。 2、 机电一体化的 含义？ 【 代码 】 10312126 【答案】 机电一体化技术 是 微电子技术、 计算机 技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、 接口技术及系统总体技术等 和机械 技术 相结合的新兴的综合性高新技术 ， 是机械技术与微电子技术的有机结合。 “ 机电一体化 ” 一词的英文名词是“ Mecha
8、tronics”，它是取 Mechanics（机械学）的前半部5 分和 Electronics（电子学）的后半部分拼合而成。它是一个新兴的边缘学科，国内外处于发展阶段，代表着机械工业技术革命的前沿方向。 3、 论述 机电一体化系统的 五大 基本组成要素 及其遵循的四大原则 ？ 【 代码 】 10322136 【答案】 一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分 、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。我们将这些部分归纳为：结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素 ，通常称之为机电一体化系统的五大基本组成要素 ；这些组成要素内部及
9、其之间， 都需遵循 接口耦合 、 运动传递、信息控制、能量转换 的原则，称之为四大原则 。 4、齿轮传动中各级传动比的最佳分配原则有哪些、怎样选用？ 【 代码 】 10362146 【答案】 （ 1） 质量最小原则： 大功率减速传动装置确定的各级传动比表现为“前大后小”的传动比分配方式，对于小功率传动装置，通常选择相等的各级传动比。 （ 2） 输出轴转角误差最小原则：按“前小后大”分配，则总转角误差较小。低速级的误差在总误差中占的比重很大。因此，要提高传动精度，就应减少传动级数。并使末级齿轮的传动比尽可能大，制造精度尽量高。 （ 3） 等效转动惯量最小原则：对于动态特性要求高的系统选用。 三种
10、原则的选择 在设计齿轮传动装置时，上述三条原则应根据具体工作条件综合考虑。 （ 1）对于传动精度要求高的降速齿轮传动链，可按输出轴转角误差最小的原则设计。若为增速传动，则应在开始几级就增速。 （ 2）对于要求运转平稳、启停频繁和动态 性能好的降速传动链，可按等效转动惯量最小原则和输出轴转角误差最小的原则设计。 （ 3）对于要求质量和体积尽可能小的降速传动链，可按质量最小原则设计。 5、 机电一体化技术与传统机电技术的区别 是什么？ 【 代码 】 10322156 【答案】 答： 传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理的各种电器来实现，如继电器、接触器等，在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系
11、。机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影 响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。 6、机电一体化系统 有哪些类型？ 6 【 代码 】 10332166 【答案】 从控制的角度机电一体化系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。 开环控制的机电一体化系统是没有反馈的控制系统，这种系统的输入直接送给控制器，并通过控制器对受控对象产生控制作用。一些家用电器、简易 NC机床和精度 要求 不高的机电一体化产品都采用开环控制方式。开环控制机电一体化系统的优点是结构简单、成本低、维修方便，缺
12、点是精度较低，对输出和干扰没有诊断能力。 闭环控制的机电一体化系统的输出结果经传感器和 反馈环节与系统的输入信号比较产生输出偏差，输出偏差经控制器处理再作用到受控对象，对输出进行补偿，实现更高精度的系统输出。现在的许多制造设备和具有智能的机电一体化产品都选择闭环控制方式，如数控机床、加工中心、机器人、雷达、汽车等。闭环控制的机电一体化系统具有高精度、动态性能好、抗干扰能力强等优点。它的缺点是结构复杂，成本高，维修难度较大。 从用途分类，机电一体化系统的种类繁多，如机械制造业机电一体化设备、电子器件及产品生产用自动化设备、军事武器及航空航天设备、家庭智能机电一体化产品、医学诊断及治疗机电一体化
13、产品、以及环境、考古、探险、玩具等领域的机电一体化产品等 。 7、 机电一体化发展趋势 如何？ 【 代码 】 10342178 【答案】 要点： 新一代机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。 8简述一个典型的机电一体化系统的基本组成要素 有哪些？ 【 代码 】 10352188 【答案】 要点 ： 1）机械本体 2）动力与驱动； 3）传感测试部分； 4）执行机构 5）控制及信息处理单元 9. 柔性制造系统的主要特点有哪些？ 【 代码 】 10362198 【答案】 要点 ：（ 1）柔性高，适应多品种中小批 量生产；（ 2）系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代
14、的；（ 3）可混流加工不同的零件；（ 4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；（ 5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网；（ 6）可进行三班无人干预生产。 10、 分析 机械系统的组成及各部分的作用 ？ 【 代码 】 10332208 【答案】 7 要点 ： 概括地讲，机电一体化机械系统应主要包括如下三大部分机构。 （ 1） 、传动机构：传递力、力矩或改变运动形式 机电一体化机械系统中的传动机构不仅仅是转速和转矩的变换器，而是已成为伺服系统的一部分，它要根据伺服控 制的要求进行选择设计，以满足整个机械系统良好的伺服性能。因此传动机构除了要满足传动精度的要求，而且还要满足小型、轻量、高速、
15、低噪声和高可靠性的要求。 （ 2） 、支撑导向机构：支承和导向 导向机构的作用是支承和导向，为机械系统中各运动装置能安全、准确地完成其特定方向的运动提供保障，一般指导轨、轴承等。 （ 3） 、执行机构：完成操作任务 执行机构是用以完成操作任务的直接装置。执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动下，完成预定的操作。一般要求它具有较高的灵敏度、精确度，良好的重复性和可靠性。由于计算机的强大 功能，使传统的作为动力源的电动机发展为具有动力、变速与执行等多重功能的伺服电动机，从而大大地简化了传动和执行机构。 除以上三部分外，机电一体化系统的机械部分通常还包括机座、支架、壳体等。 11、 机械系统的设计
16、要求 有哪些？ 【 代码 】 10332218 【答案】 要求较高的精度，良好的动态响应特性，良好的稳定性。 12、机械传动部件主要有哪些？ 【 代码 】 10312228 【答案】 主要有螺旋传动、齿轮传动、同步带、高速带传动以及各种非线性传动部件。主要功能是传动转矩和转速。 13、下图是 6 站式柔性自动化生产线 上料检测 站 ，分析其工作原理，绘出系统组成框图。 警示灯 按钮控制板 调压过滤器 提升机构 导料机构 电磁阀 I/O接口板 透明继电器 万向轮 实训桌 电气网孔板 料斗、回转台 电源总开关 走线槽 主机模块 8 【 代码 】 10304236 【答案】 要点：工作过程 系统接通
17、电源后，操作按钮控制板，上电、复位、调试，直流减速电机旋转，导料机构驱使工件从滑道滑到提升等待位，当检测工件光电传感器检测有物料时，提升机构升至等待位置。 组成框图如下： 控 制 器传感器信号通 信 接 口电 机 气 缸按 键 电 源报 警9 主要知识点 2: 机电一体化系统气动回路工作原理 (编号 104) 一、选择题（每题 1分） 1、 8bar 等于 （ ） MPa。 A、 0.8 B、 8.16 C、 116 D、 6000 【 代码 】 10413016 【答案】 A 2、 8bar 等于 （ ） Kgf/cm2。 A、 0.8 B、 8.16 C、 116 D、 6000 【 代码
18、 】 10413026 【答案】 B 3、 8bar 等于 （ ） lbf/in2。 A、 0.8 B、 8.16 C、 116 D、 6000 【 代码 】 10413036 【答案】 C 4、 8bar 等于 （ ） mmHg。 A、 0.8 B、 8.16 C、 116 D、 6000 【 代 码 】 10413046 【答案】 D 5、能够让压缩机产生的脉动气压波变成平滑气体后再送出的器件是 () A、压缩机 B、储气罐 C、滤气器 D、干燥器 【 代码 】 10413056 【答案】 B 6、压缩气体使用前必须经过 () ,将空气中的尘埃等杂质除去 ,再配合 ()调节管路大小 ,最后
19、 ()喷入油雾与高压气体混合以润滑管路 . A、过滤器 调压器 润滑器 B、过滤器 润滑器 调压器 C、调压器 过滤器 润滑器 D、 润滑器 过滤器 调压器 【 代码 】 10413066 【答案】 A 7、过滤器的符 号如 ()所示 . A、 B、 C、 D、 10 【 代码 】 10413076 【答案】 A 8、润滑器的符号如 ()所示 . A、 B、 C、 D、 【 代码 】 10413086 【答案】 D 9、安全阀的符号如 ()所示 . A、 B、 C、 D、 【 代码 】 10413096 【答案】 B 10、减压阀的符号如 ()所示 . A、 B、 C、 D、 【 代码 】 10413108 【答案】 D 11、流量控制阀的符号如 ()所示 . A、 B、 C、 D、 【 代码 】 10413118 【答案】 D 12、止回阀的符号如 ()所示 . A、 B、 C、 D、 【 代码 】 10413128 【答案】 C 13、为了避免振动对电磁阀滑柱的影响 ,安装时可使振动方向与电磁阀滑柱的移动方向 ().
