1、机电一体化系统 期末复习题 机电一体化系统 201712 判断题 14*2 28 分，单选 10*3 30 分，多选 6*5 30 分，综合 3*4 12 分 （一）判断题（每题 2 分，共 28 分） 3D 打印机可以使用不同颜色的打印材料，来实现彩色模型或零件的打印。 （ ） D/A 转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（ ） FMC 控制系统一般分三级，分别是单元控制级、整体控制级和设备控制级。（） FMC 是表示柔性制造单元。（） FML 是表示柔性制造单元（ ） FMS 具有优化的调度管理功能，无需过 多的人工介入 ，能做到无人加工（ ） I/O 接口电路也简称接口电路。它是主机
2、和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。 PWM 是脉冲宽度调制的缩写。（） SPWM是指脉冲宽度调制的缩写 安全可靠性高是机电一体化产品与传统机电产品相比唯一具有的优越性 变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。（ ） 步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（） 查询 I/O 方式常用于中断 控制中。（ ） 传感器能检测到的最小输入增量称分辨 率 。（ ） 串行通信可以分为全双工方式、半双工方式、同步通信、异步通信 四种方式：（ ） 感应同步器是一种应用电磁感应
3、原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。（ ） 滚珠丝杆不能自锁。（ ） 滚珠丝杆机构不能自锁。（） 滚珠丝杠副的轴向间隙是承载时在滚珠与滚道型面接触点的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有的间隙的综合。 灵敏度 (测量 ) 传感器在静态标准条件下输入变化对输出变化的比值。 模数转换就 是指 D/A转换 。 （） 数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。（ ） 伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与
4、系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（） 伺服控制系统的比较环节是将系统的反馈信号与输入的指令信号进行比较，以获得输出与输入之间的偏差信号。（） 同步通信是以字符为传输信息单位。（ ） 无论采用何种控制 方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（ ） 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（） 谐波齿轮减速器输入转速一般从刚轮输入。（） 异步通信常用于并行通道。（ ） 圆柱坐标式机器人具有二个转动关节和一个移动关节，具有三个自由度（ ） 在机电一体化系统驱动装置中，反馈通道上环节的误差与输入通道上环节的误差对系统输出精度的影响是相同的。（ ） 在机电
5、一体化系统中，通过提高驱动元件的驱动力可有效提高系统的稳定性。（ ） 在机电一体化系统中，通过提高驱动 元件的驱动力可有效提高系统的稳定性。 执行机构是机器人完成作业的机械实体，具有和手臂相似的动作功能，是可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置。 （ ） 直流伺服电机在一定的电磁转矩 T（或负载转矩）下的稳态转速 n随电枢的控制电压 Ua变化而变化的规律，称为直流电机的调节特性。 直流无刷电机不需要电子换向器。（） 直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。（ ） 转动惯量大不会对机电一体化系统造成不良影响。（） 转换元件 将敏感元件输出的非电物理量 (如位移、应变、
6、光强等 )转 换成电量参数 (如电阻、电感、电容等 )等。 （二）单选题（每题 3 分，共 30 分） （ D）不是机电一体化产品 A现代汽车 B空调机 C复印机D 机械式打字机 （ B）测距是通过测量发射和接收激光脉冲信 号的时间差来间接获得被 测目标的距离。 B 脉冲法 （ D）测距是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制，通过测定调制光信号在被测距 离上往返传播所产生的相位差，间接测定往返时间，并进一步计算出被测距离。 D相位法 FMS 适用于下述何种生产类型（ C）。 A单件、小批 B大批量、多品种 C A和 B D不确 定 对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三自由度，若要使操
7、作具有随意的空间位姿，则工业机器人至少需要几个自由度（ C ）。 C六个 对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三自由度，若要使操作具有随意的位姿，则工业机器人至少需要几个自由度（ C ）。 A四个 B五个 C六个 D八个 工业机器人的自由度数取决于什么所要求的动作（ A）。 A作业目标 机电一体化系统的核心是（ C）。 A动力部分 B执行机构 C控制器 D接口 机电一体化系统的基本功能要素之一接口的基本功能是（ D ） A交换 B放大 C传递 D以上三者 机电一体化系统中，根据控制信息和指令完成所要求的动作这一功能的是（ D）。 A机械本体 B动力部分 C控制器 D执行机构 将脉冲信号转换
8、成角位移的执行元件是（ C） C步进电动机 如果三相步进电动机绕组为 U、 V、 W，其通电顺序为UVVWWUUV，则这种分配方式为（ D）。 D三相双拍 属于机器人机械手的末端执行器有（） A 传感器 B 机械式夹持器 C伺服电机 D 编码器 通过 “手把手”方式教机械手如何动作，控制器将示教过程记忆下来， 然后机 器人就按照记忆周而复始地重复示教动作，这种方式称为（“示教再现”方式） 由电信号处理部分和液压功率输出部分组成的控制系统称(C)。 A、交流伺服系统 B、电液伺服系统 C、直流伺服系统 D、步进电动机控制系统 由过程控制子系统和过程监视子系统所组成的系统属于柔性制造系统中的（ D
9、） A加工系统 B物料系统 C能量系统 D信息系统 在 3D打印技术中，熔融沉积快速成型的机械结构最简单，设计也最容易，制造成本、维护成本和材料成本也最低。它的缩写是（ FDM) 在设计齿轮传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传 动链，可按什么原则进行设计（ A）。 A输出轴转角误差最小 在设计齿轮传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传动链，可按什么原则进行设计（ A） A输出轴转角误差最小 B等效转动惯量最小 C质量最小 D质量最大 （三）多选题（每题 5 分，共 30 分） 按几何结构类型，工业机器人可分为（） A 自锁机构 B 闭环机构 C开环机构 D 循环机构 传感器类型选择时
10、考虑 ( ABD )因素 A 频率响应特性与线性范围 B 测量对象与测量环境 C成本低 D灵敏度与精度 滚动导轨选用遵循原则有（ ABC） A导轨自动贴合原则 B动摩擦系数相近的原则 C 精度不干涉原则 D 基准重合原则 机电一体化系统对机械传动机构基本要求有（ BCD） A成本低 B 快速响应 C高可靠性 D 良好的稳定性 机电一体化系统消除结构谐振的措施有（ ABCD）。 A提高传动刚度 B提高机械阻尼 C改变结构固有频率 D应用综合速度反馈减小谐振 机电一体化系统中微机的选择要考虑（ ABC）。 A完善的中断系统 B足够的内存 C完善的的 I/O 通道 D价格因素 计算机控制系统的特点主
11、要体现在（ ABD） A可靠性高 B完善的输入输出通道 C成本低 D实时控制功能 检测传感器的输出量有（ ABC）。 A数字量 B模拟量 C开关量 D脉冲量 控制用电机选用的基本要求有（ ABCD。 A 可靠性高 B快速性好 C 位置控制精度高 D 适应启停频繁要求，寿命长 直流伺服电机的优点有（ ABCD）。 A响应速度快 B精度高 C频率高 D控制性好 智能化机电一体化系统的特征主要体现在（ BCD ）。 A可视性 B复杂性 C交叉性 D拟人性 （四）综合题（共 12 分） 某光栅传感器，刻线数为 100 线 /mm，设细分时测得莫尔条纹数为 400，试计算光栅位移是多少毫米？ 若四倍细分
12、后，记 数脉冲仍为 400，则光栅的位移是多少？测量分辨率是多少？ 光栅此时的位移 细分前 4mm, 细分后 1mm 测量分辨率 : 细分前0.01 mm/线 细分后 :0.025 三相变磁阻式步进电动机，转子齿数 Zr=100 齿，双三拍方式通电，则步距角为多少？步进电动机的三相双三拍方式通电顺序是什么（正转）？ （ 1）设 K 为通电方式系数， M 励磁绕组的相数，则步距角 的计算公式为 （ B ） 。（ 4 分） ArKZ360 BrKMZ 360 CrKMZ 180 DrMZ180 （ 2）步距角 的计算值是 （ B ） 。（ 4分） A 3.6 B 1.2 C 0.6 D 1.5 （
13、 3）设三相为 U、 V、 W，步进电动机以三相双三拍通电方式连续转动，正转时通电顺序为 （ A ） 。（ 4分） A UVWUVWUV B UWVUWVUW C UWVU D UVWU 3 / 21 一、 填空题 1. 控制及信息处理单元一般由 控制计算机 、 控制软件 和 硬件接口电路 组成。 2. 机电一体化是从系统的观点出发 机械技术 检测技术 伺服技术 信息技术等在系统工程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统 协调工作 而建立的一门新的科学技术。 3. 机电一体化产品按用途可以划分为 民用机电一体化 、 办公机电一体化 和 产业机电一体化 产品。 4. 机电一体化系统设计的质量管
14、理主要体现在 质量目标管理 、实行可行性设计 和 进行设计质量评审 三个方面。 5. 机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在 精度 、 稳定性 和 快速响应性 -等方面的要求。 6. 静态设计、动态设计 。 7. 在机电一体化系统的驱动装置中，位于前向通道闭环之内的环节，其误差的 低频分量 对输出精度基本无影响，而误差的高频分量 -影响系统的输出精度。 8. 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 9. 机电一体化系统中 常见的轴承包括 滚动轴承 滑动轴承 静压轴承 磁轴承 。 10. 机电一体化系统一般由 机械本体 动力与驱动 、接口、 执行机构
15、 传感器检测部分 控制及处理部分 等部分组成。 11. 在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为 : 电压输出 电流输出 频率输 出 三种形式。 12. 机电一体化产品中需要检测的物理量分成 电量 和 非电量 两种形式。 13. 机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理 阻尼合理 刚度大 抗振性好 间隙小 并满足小型、轻量等要求。 14. 机电一体化的核心是（ 控制器 ） 15. 机电一体化技术归纳为 机械技术 检 测传感技术 信 处理技术 自动控制技术 伺服传动技术 和 系统总体技术 六个方面。 16. 从控制角度讲，机电一体化可分为 开环 控制系
16、统和 闭环 控制系统。 17. 拟定机电一体化系统的设计方案 的方法有 替代法 、 整体法、组合法 。 18. 下列 不属于 机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法（ 个别设计法 ） A 替代法 B 整体设计法 C 组合法 19. 衡量机电一体化系统可靠性高低的数量指标有 概率指标 和 寿命指标 。 20. 市场预测主要包括 定期预测 和 定量预测 方法。 21. 在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守 前小后大 原则。 22. 当负载折算到电机轴上的惯量等于 转子惯量 时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。 23. 机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为 传动误差
17、和 回程误差 两种。 24. 步进电动机 脉冲的数量 决定转角位移的一种伺服电动机。 25. s 的范围为 0s1。 26. PWM 指的是 脉宽调制 27. PD 比例积分 控制算法。 28. 插补 方法实现。 29. 对伺服系统的技术要求是 系统精度 、稳定性 、响应特性、工作频率 。 30. 计算机控制系统的类型包括 分级计算机控制系统、直接数字控制系统、监督控制 系统、操作指导控制系统 。 31. 为提高闭环系统的稳定性，应增大执行装置的 固有频率 和系统的 阻尼能力 。 32. 对于执行装置，选择较大的传动比可使系统的 相对阻尼系数增大，有利于系统的稳定性。 33. 对于线性控制系统
18、，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的 固有频率 。 34. 步进电机的驱动电源由 变频信号源 、 脉冲分配器 和 功率放大器 组成。 35. 由矩频特性曲线可知，步进电机的 最大动态转矩 小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而 降低 。 36. 当前，广泛采用的直流伺服电机的驱动电路有 线性直流伺服放大器 和 脉宽调制放大器 两种。 37. 交流异步电 动机的转速与 电源频率 、 磁极对数 和 转差率 有关。 38. 液压系统的伺服控制元件主要有 电液比例阀 和 电液伺服阀 。 39. 评定定位系统的主要性能指标是 定位精度 和 定位时间 。 40. 对于只进行二维平面作业
19、的工业机器人只需要 三个 自由度，若要使操作具有随意的位姿，则工业机器人至少需要几个自由度（ 六个 ）。 41. 计算机的系统总线（信号线）有 数据总线 、 地址总线 和 控制总线 等三类。 42. 第一条标准微机总线是 S 100 总线，而 Multi（或 STD、 STE）总线可支持多 CPU并行工作。 43. 开关量输入 /输出模板的典型接口由 总线接口逻辑 、 I/O 功能逻辑 和 I/O 电气 接口 所组成。 44. 典型开关量 I/O 模板的 I/O 电气接口的主要功能有 滤波 、 电平变换 、 光电隔离 和 功率驱动 。 45. 一般的多路 A/D 转换模板由 多路开关 、 采样
20、保持器 、 转换器和 总线接口逻辑 所组成。 46. 选择 A/D 模板的主要依据是 采样精度 、 采样速度 和 成本 。 47. A/D 转换接口属于 (检测通道 )。 48. 与 A/D 转换模板不同，在多路 D/A 转换模板中，需要多个 D/A转换器 ，各通道 D/A 的有效数据由 通道选择器 产生的信号来决定。 49. 在工业过程控制系统中，计算机的指令进行 D/A 转换后，须经过 信号调理 环节才能驱动执行机构。 50. 通常，传感器由 敏感元件 、 转换 元件 和 基本转换电路 所组成。 51. 传感器的分类方法主要有 按被测物理量 、 按工作原理 、 按转换能量的情况 、 按工作
21、机理 、 按转换过程的可逆与否 、和 按输出形式 。 52. 传感器的主要静态特性指标有 灵敏度 、 线性度 、 重复性 和 迟滞 。 4 / 21 53. 数字式传感器的动态特性是输入量变化的 临界速度 。 54. 传感器输入特性的主要参数是 广义输入阻抗 或 静态刚度 。 55. 位移传感器是把位移转换成 模拟电量 或 数字量 的传感器。 56. 常用编码器式位置传感器有 光电式 和 磁电式 两种。 57. 速度传感器主要包括 模拟式 和 数字式 两类。 58. 伺服系统中，通常采用 负载角加速度最大原则 选择总传动比，以提高伺服系 统的响应速度。 59. 机身结构设计中，肋板的布置形式可
22、分为 纵向肋板 横向肋板 斜置肋板 三种。 60. 某光栅的条纹密度是 50 条 /mm，光栅条纹间的夹角 =0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是 20mm。 61. 某光栅条纹密度是 100 条 /mm，光栅条纹间夹角 =0.001 孤度，则莫尔条纹的宽度是 10mm 62. 柔性制造系统可分为四个系统，分别为 加工系统 物料系统 能量系统 信息系统 。 63. 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。 64. 工作接地分为 一点接地 多点接地 。 65. 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。
23、 66. 一般来说，伺服系统的基本组成为 控制器 功率放大器 执行机构 和检测装置 等四大部分组成。 67. 实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是： 1 采用计算机软件分配器 2小规模集成电路搭接的硬件分配器 3专用模块分配器 。 68. 指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式： 漏电干扰 共阻抗感应干扰 ; 69. 哪几种属于幅射耦合方式： .静电干扰 磁场干扰 电磁辐射干扰 70. 工业机器人的发展可划分为 三 代。 71. 可编程控制器主要由 CPU 存储器 接口模块 等其它辅助模块组成。 72. 采样 /保持器在保持阶段相当 于一个 “ 模拟信号存储器 ” 。 73. 按控制方法划分
24、，伺服系统可分为 开环伺服系统 和 闭环伺服系统 系统。 74. 直接差分法有 向前差分法 和 向后差分法 两种。 75. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括 模拟量输入通道 模拟量输出通道 数字量输入通道 数字量输出通道 四种通道。 76. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为 电磁式 液压式 气压式 和其他等四大类型。 77. STD 总线的技术特点 模块化设计 系统组成 修改和扩展方便 高可靠性 。 78. STD总线是一个通用工业控制的 8位 微型机总线 ? 79. 加速度传感器的基本力学模型是 (阻尼 质量系统 ) 80. 齿轮传动的总 等效惯量与传动级数 (在一定级数内有关 )
25、 81. 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称 (伺服系统 ) 82. 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和 (外循环反向器式 ) 83. 直流测速发电机输出的是与转速 (成正比的直流电压 ) 84. 具有某种智能功能的工业机器人属于 (第二代机器人 )。 85. 在设计齿轮传动装置时，对于要求运转平稳，启动频繁和动态性能好的降速传动链，可按什么原则设计？（ 输出轴转角误差最 和 等效转动惯量最小 ） 86. 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率为（ 可靠度 ） 87. 目前大部分工业机器人都采用多少级机器人控制 ？（ 二级 ） 88. 抑制干扰的措施很多，下列 不属
26、于 的是那一项？（ 过滤 ） A屏蔽 B 隔离 D 接地和软件处理等方法 89. 以下可对异步电动机进行调速的方法是（ 改变电动机的供电频率 ）。 90. 隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种 变压器隔离 光电隔离 。 91. 多点接地：优点： 互不干扰 ，缺点： 接线多 复杂 。 92. 开环步进电动机控制系统，主要由 环形分配器 功率放大器 步进电动机 等组成。 93. 机械结构因素对侍服系统性能的影响有 阻尼 摩擦 、 结构弹性变形、 惯量 、 间隙的影响。 94. 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 和平稳 。 95. 伺服系统的基本组成
27、包括 控制器 执行环节 检测装置 比较环节 。 96. 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。 97. 用软件识别有用信号和干扰信号、并滤去干扰信号的方法称为 软件滤波 、识别信号的原则有 时间原则 空间原则 属性原则 。 98. 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。 99. 计算机集成制造系统的英文缩写是 (CIMS )。 100. 数字 PID 调节器中，哪部分的调节作用并不很明显，甚至没什么调节作用？（ 微分部分 ） 101. 由存储、输送和装卸三个子系 统组成的系统属于柔性制造系统中的（ 物料系统 ）
28、。 102. 执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为（ 电气式 ）、液压式和气动式等。 103. 滚珠丝杆螺母副结构有两类： 外循环插管式 、 内循环反向器式 。 104. 一般说来，如果增大幅值穿越频率 c 的数值，则动态性能指标中的调整时间 ts减小 105. 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和 检测环节 等个五部分。 106. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的 稳定性 、 精度 ， 并尽量高伺服系统的响应速度。 107. 检测环节能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲，一般包括传感器和 转换电路 。 108. 在计
29、算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为 ： 串行通信 并行通信 。 109. 在 SPWM 变频调速系统中，通常载波是 等腰三角波 ， 而调制波是 正弦波 。 5 / 21 110. 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。 111. 接口的基本功能主要有 数据格式转换 、放大、 通信联络 。 112. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数 (增加而减小 ) 113. 机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科技的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的 理论 基础，也是机电一体化技术的 方法论 。微电子技术的发展，半导体 大规模集成电路制造技术的进步
30、，则为机电一体化技术奠定了 物质 基础。机电一体化技术的发展有一个从 自发 状况向 自为 方向发展的过程。 114. 一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、 动力部分 、 传感检测部分 、执行部分、控制及信息处理部分和接口。 115. 机电一体化系统对动力部分的要求是用尽可能 小 的动力输入获得尽可能 大 的功能输出。 116. 根据机电一体化系统匹配性要求，要求执行部分的刚性 提高 、重量 减轻 、实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体 可靠性 。 117. 机电一体化系统一方面要求驱动的高 效率 和快速 响应特性 ，同时要求对水、油、温度 、尘埃等外部环境的 适应性
31、 和 可靠性 。 118. 自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标 最佳化 。 119. 伺服传动技术就是在 控制指令 的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动，并具有良好的 动态性能 。 120. 机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求为：静摩擦力尽可能 小 ，动摩擦力应尽为可能小的 正 斜率，若为 副 斜率则易产生爬行，降低精度，减少寿命。 121. 运动中的机械部件易产生振动，其振幅取决于系统的阻尼和固有频率，系统的阻尼越 大 ，最大振幅越 小 ，其衰减越快。 122. 在系统设计时考虑阻尼对伺服系统的影响，一般取阻尼比 在 0.4 到 0.8 之间的欠阻尼
32、系统，这样既能保证振荡在一定的范围内，过渡过程较平稳，过渡时间较短，又具有较高的灵敏度。 123. 间隙将使机械传动系统产生 回程误差 ，影响伺服系统中位置环的 稳定性 。 124. 在伺服系统中，通常采用 负载角加速度最大 原则选择总传动比，以提高伺服系统的 响应速度 。 125. 对于要求质量尽可能小的降速传动链，可按什么原则进行设计（ 重量最轻 ） 126. 常用的直线位移测量传感器有 电感式传感器 、 电容式传感器 、差动传感器 、 感应同步器 、 光栅传感器 等（只要说出其中的三种）。 127. 光栅是一种位置检测元件，它的特点是测量精度 高 ，响应速度 快 和量程范围 大 。 12
33、8. 感应同步器根据励磁绕组供电电压形式不同，分为 鉴相 测量方式和 鉴幅 测量方式。 129. 数字滤波的方法有很多种，可以根据不同的测量参数进行选择，成用的数字滤波方法有 算数平均值法 、 中值滤波法 、 防脉冲干扰平均值法 和 程序判断滤波法 。 130. 只能进行角位移测量的传感器是（ 光电编码盘 ） 131. 一般说来，伺服系统的基本组成可包含 控制器 、 功率放大器 、执行机构和检测装置。 132. 伺服中的控制器通常由 电子线路或计算机 组成，常用的控制算法有 PID 控制 和 最优控制 等。 133. 执行机构主要由伺服电动机或液压伺服机构和机械传动装置等组成。目前，采用 电动
34、机 作为驱动元件的执 行机构占据较大的比例。 134. 伺服电动机是电气伺服系统的执行元件，其作用是把 电信号转换为 机械运动 。 135. PWM 功率放大器的基本原理是：利用大功率器件的 开关 作用，将直流电压转换成一定 频率 的方波电压，通过对方波脉冲的控制，改变输出电压的平均值。 136. 经典控制理论校正系统的方法，通常有 综合法（预期特性法）和 分析法（试探法） 两种。 目前常将交流伺服系统按其选用不同的电动机分为两大类：同步型交流伺服电动机 和异步型交流伺服电动机。异步型交流伺服电动机的伺服系统，多用于 机床主轴转速和其他调速系统 。 137. 步进电动机驱动电路的种类很多，按其
35、主 电路结构分：有 单电压 驱动和 高、低电压 驱动两种。 138. 计算机控制系统的类型有： 操作指导控制系统、直接数字控制系统 、 监督控制系统 和 分布式控制系统 等。 139. 计算机的控制理论分为经典控制理论和现代控制理论。经典控制理论是 单输入 单输出 的系统，现代控制理论可以分析多输入 多输出 的系统，可实现最优控制、自适应控制等复杂控制。 140. 工业控制计算机由 计算机基本系统 和 过程输入 /输出系统 两大部分组成。 141. 从设计思路看，设计数字调节器可归纳为 连续化 设计法和 离散化 设计法。 142. 将脉冲信号转换成角位移的执行元件是（ 步进电动机 ） 143.
36、 如果三相步进电 动机绕组为 U、 V、 W，其通电顺序为UVWU，则这种分配方式为（ 三相三拍 ） 144. 由电信号处理部分和液压功率输出部分组成的控制系统是（ 电液伺服系统 ） 145. 不完全微分 PID 调节器是在一般 PID 调节器加上什么环节而构成的（ 串入一个一阶惯性环节 ） 146. 工业机器人的发展通常可划分为三代，第一代是指可编程工业机器人（示教再现机器人）；第二代是指 智能机器人 ；第三代是指 自治式工业机器人 。 147. 工业机器人控制系统可以从不同角度进行分类，按轨迹控制方式的不同，可分为 点位控制 和 连续轨迹控制 。 148. 柔性制造系统按机床台数和工序数可
37、分为： 柔性制造单 元（ FMC） 、 柔性制造系统 （ FMS） 、 柔性制造生产线 （ FML）和柔性制造工厂（ FMF）四种类型。 149. 制造企业的 CIMS功能模型通常包括： 管理信息系统（ MIS） 、6 / 21 技术信息系统（ TIS） 、 制造自动化分系统（ MAS） 和计算机辅助质量分系统（ CAQ）四个应用（功能）分系统。 150. 工业机器人的自由度数取决于什么所要求的动作（ 作业目标 ） 151. FMS 适用于下述何种生产类型（ 单件、小批、大批量、多品种 ）。 152. 由能量自动分配及输送子系统和能量自动转换系统所组成的系统称为（ 能量系统 ） 153. 由过
38、程控制子系统和过程监视子系统所组成的系统属于柔 性制造系统中的（ 信息系统 ） 154. 支持生产计划和控制、销售、采购、仓库、财会等功能，用以处理生产任务的信息的系统属于 CIMS 功能模型中哪一应用分系统（ 管理信息分系统（ MIS） ）。 155. 包括 CAD、 CAPP 和 NCP（数控程序编制）等子系统，用以支持产品的设计个工艺准备等功能，处理有关结构方面的信息的系统属于 CIMS 功能模型中哪一应用分系统（ 技术信息分系统（ TIS） ）。 156. 机电一体化的相关技术主要可归纳为：机械技术、检测传感技术、信息处理技术、 自动控制技术 、 伺服传动技术 和 系统总体技术 。 1
39、57. 机电一体化的发展趋势可概况为 以下三个方面： 性能 上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展； 功能 上，向小型化、轻型化、多功能方向发展； 层次 上，向系统化、复合集成化的方向发展。 158. 机电一体化系统（产品）设计大致可分为 开发性 设计、 适应性 设计和 变参数 设计。 159. 在拟定机电一体化系统设计方案的方法中， 取代法 是改造旧产品开发新产品或对原系统进行技术改造的常用方法。 160. 转动惯量对伺服系统的精度、稳定性、动态相应都有影响，机械设计时，在不影响系统刚度的条件下，应尽量 减小 惯量。 161. 同步带传动的主要失效形式有： 承载绳疲劳拉断 、 打滑和
40、跳齿 和 磨损 。 162. 在反映产品失 效的失效率和时间的关系曲线中，某一时期失效期的特点是失效率高，且随时间的增加而迅速下降，这一时期称为（ 早期失效 ）。 163. 在可维修系统中，在规定的工作条件和维修条件下，在某一特定的瞬时，系统正常工作的概率，称为（ 有效度 ） 164. 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率称为（ 可靠度 ） 165. 电路各部分公共导线阻抗、地阻抗和电源内阻压降相互耦合形成的干扰，称为（ 共阻抗感应干扰 ） 166. 工业用电，高频及微波设备等引起的干扰属于（ 无意干扰 ） 167. 电场通过电容耦合的干扰。称为（ 静电干扰 ） 二 判断题 (
41、每空 2分，共 20分 ) 名 词解释 1. 机电一体化 ： 机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。 2. 系统总体技术 ： 系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统工程的观点和方法，将系统各个功能模块有机的结合起来，以实现整体最优。其重要内容为接口技术。接口包括电气接口、机械接口、人机接口 3. 步进电动机 ：决定转角位移的一种伺服电动机。由于步进电动机成本较低因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中。 4. 灵敏度 ： 指在稳态下，输出的变化量 Y 与输入的变化量 X的比值。即为传感器灵敏度。 S=dy
42、/dx=Y/X 5. 变频调速 ： 采用改变电机通电频率的方式来改变电机的转速的调速方式。 6. 线性度 ： 所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度。又称 为非线性误差。 7. 系统精度 ： 指输出量复现输入信号要求的精确程度； 8. 自动控制 ： 自动控制 由控制装置自动进行操作的控制。 9. I/O 接口 ： I/O 接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它 在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。 10. 压电效应 ：某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个
43、表面上将产生符号相反的电荷。当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。 11. 伺服控制系统 ： 一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。 12. 可靠性 ： 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。 13. 动态误差 ： 动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。 14. 开环控制 系统 ： 开环控制系统 无反馈的控制系统。 15. 逆变器 ： 逆变器 把固定的直流电变成固定或可调的交流电的 DC/AC 变流器。 16. 分辨力 ： 传感器能检测到的最小输入增量称分辨力，在输入零
44、点附近的分辨力称为阈值。 17. 复合控制器 ： 复合控制器带有前馈控制系统的反馈控制器。它的作用是使系统能以稳定的零误差跟踪已知的输入信号。 18. FMS 柔性制造系统 ： 系统的柔性通常主要指对产品的柔性，即系统为不同的产品和产品变化进行设置，以达到高的设备利用率、减少加工过程中零件的中间存储。 19. 静态设计 ：是指依据系统的功能要求，通过研究制定出机械系统的初步 设计方案。 20. 传感器 ： 是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置。 21. I/O 通道 ： I/O 通道也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接
45、通道。 22. 测量 ： 是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象收集信息，取得数据概念的过程。 23. 系统软件 ： 系统软件是由计算机的制造厂商提供的，用来管理计算机本身的资源和方便 用户使用计算机的软件。 7 / 21 24. 永磁同步电动机 :以电子换向取代了传统的直流电动机的电刷换向的电动机。 25. 闭环控制系统 ： 闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。 26. 敏感元件 ： 敏感元件是直接可以感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的元件 27. 共模干扰 ： 共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口断的共有的信号干扰。 28. DMA： 外设与内存间直接进行数据交换
46、（ DMA）而不通过 CPU 29. 中断 ： 为了提高 CPU 的效率和使系统具有良好的实时性，采用中断方式 CPU 就不必花费大量时间去查询各外围设备的状态了。而是当外围设备需要请求服务时，向 CPU 发出中断请求， CPU 响应外围设备中断，停止执行当前程序，转去执行一个外围设备服务的程序，中断处理完毕， CPU又返回来执行原来的程序。 30. 静压轴承 ： 静压轴承从外部油源给轴瓦提供压力油，使球磨机进、出料端的大轴在高压油膜的作用下浮起，与轴瓦无直接接触，处在液体磨擦状态，从而极大地降低了起动力矩和旋转阻力矩。 31. 感应同步器 : 感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。 32. 串行通信 ： 串行通信是数据按位进行传送的。在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度，一位一位的串行传送和接收 33. 检测传感器 ： 检测传感传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置。
