机电一体化系统设计习题答案
【篇一：机电一体化课后答案】
说明较为人们所接受的机电一体化的含义。
答：机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制
功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机
结合而构成系统的总称。
1-7.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？
答：①.机电一体化系统由计算机、动力源、传感件、机构、执行元
件系统五大要素组成。
②.对应的五大功能为：控制、动力、计测、构造、操作功能。
1-17.开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？
答：1、开发性设计是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品。
2、变异性设计是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的需求。
3、适应性设计是在总的设计方案、原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为
了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品在性
能和质量上增加某些附加价值。
所有机电一体化系统的设计都是为了获得用来构成事物的有用信息。 1-20.简述计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、
绿色设计、反求设计等的含义。
答：1、计算机辅助设计是设计机电一体化产品的有力工具，用来设计一般机械产品的cad的研究成果。
2、并行工程是把产品的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合协调的一种工作模式。
3、虚拟设计是虚拟环境中的产品模型，是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像，是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。
4、快速响应设计是实现快速响应工程的重要环节，快速响应工程是企业面对瞬息万变的市场环境，不断迅速开发适应市场的新系统，
快速响应设计的关键是有效开发和利用各种系统信息资源。
5、绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一个新概念。绿色设计就是在新系统的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，
从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产
生的副作用。
反求设计是以现代设计理论、方法和技术为基础，运用各种专业人
员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有的系统进行剖析、重构、再创造的设计。
第二章
2-16.各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？
答：（1）各级传动比的分配原则是：①重量最轻原则②输出轴转角误差最小原则③等小传动惯量最小原则
（2）输出轴传动误差最小原则是：为提高机电一体化系统齿轮传动的精度，各级传动比影按先小后大的原则分配，一边降低齿轮的加
工误差、安装误差及回转误差对输出转角精度的影响。总转角误差
主要取决于最末一级齿轮的转角误差和传动比的大小，在设计中最
末两级的传动比应取大一些，并尽量提高最末一级齿轮副的加工精度。
2-19.设有一谐波齿轮减速器，其减速比为100，柔齿轮数为100。
当刚轮固定时，试求该谐波减速器的钢轮齿数及输出轴的传动方向（与输入轴的传向相比较）。
答：根据公式：ihr=zr/(zr-zg)可知：当ihr=100时，zg=99，当
ihr=-100时，zg=101；故该谐波减速器的钢轮齿数为101，柔轮输
出轴方向与波发生器输入轴转向相反。
2-21.简述导轨的主要作用，导轨副的组成、种类及应满足的基本要求。答：导轨的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规
定的运动方向运动。
导轨副的组成：导轨副主要由承导件和运动件两大部分组成。
常用的导轨副种类很多，按其接触面积的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等；按其结构特点可分为开式导轨和
闭式导轨。
导轨副应满足的基本要求：导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、
耐磨性好温度变化影响小以及结构工艺性好等。
第三章
3-2 机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么？
答：⒈惯量小、动力大⒉体积小、重量轻⒊便于维修、安装⒋易于
微机控制
3-6 简述 pwm 直流驱动调速，换向的工作原理。
答：通过电源的通断来获得电压脉冲信号，控制通断的时间比来获
得不同的电压脉冲，通的时间越长，获得的平均电压越大，电机转
的就快，反之，电机转的就慢。电机的换向是通过桥式电路来实现的，它是由四个大功率的晶体管组成，通过在不同晶体管的基极加
正负脉冲从而实现电机的转向控制。为使其实现双向调速，多采用
桥式电路，其工作原理与线性放大桥式电路相似。电桥由四个大功
率的晶体管组成。如图，分别记作 1.2.3.4.如果在 1 和 3 的基极上加
以正脉冲的同时，在 2 和 4 的基级上加以负脉冲，这时 1 和 3 导通，2 和 4 导通。设此时的电动机转向为正；反之，则为负。电流的方向与前一情况相反，电动机转向，显然，如果改变加到 1 和 3，2 和 4
这两组管子基极上控制脉冲的正负和导通率就可以改变电动机的转
向和速。
3-11 简述步进电机步距角大小的计算方法？
答：a=360/（k*m）
式中：z=转子齿数。m=运行拍数。通常等于相数或相数整数倍，即
m=k*n （n 为电动机的相数，单拍是 k=1，双拍时 k=2）。
第四章
4-2 试说明微型计算机的基本特点及选用要点。
答：较完善的中断系统，足够的储存容量，完备的输入/输出通道和
实时时钟；字长，速度，指令。
4-15 键盘键值是如何确定？
答：将行、列线按二进制顺序排列，当某一键按下时，键盘扫描程
序执行到给该列置0电平，读出各行状态为非1状态，这时的行、
列数据组合成键值。
4-17 试说明光电耦合器的光电隔离原理。
答：光电隔离电路主要由光电耦合器的光电转换元件组成，如书本
p168图 4.39。控制输出时，如图4.39a所示可知，微机输出的控制
信号经74ls04非门反相后，加到光电耦合器g的发光二极管正端。
当控制信号为高电平时，经反相后，加到发光二极管正端的电平为
低电平，因此，发光二极管不导通，没有光发出。这时光敏晶体管
截止，输出信号几乎等于加在光敏晶体管集电极上的电源电压，当
控制信号为低电平时，法官二极管导通并发光，光敏晶体管接收发
光二极管发出的光而导通，于是输出端的电平几乎等于零。同样的
道理，可将光电耦合器用于信息的输入，如图4.39b所示。
4-19 试说明检测传感器的选用原则及注意事项。
答：首先要根据使用要求选择适合自己所需要的，此外还可以采取
某些技术措施来改善传感器的性能如：平均技术，差分技术，稳定
性处理，屏蔽和隔离。选用传感器时，要特别注意不同系列产品的
应用环境、使用条件和维护要求。
第五章
5-1 回顾所学机械控制工程的相关知识，简述机电一体化系统设计
与机械控制工程理论的关系。
答：随着机电一体化技术的发展，机械控制工程基础在机电一体化
系统中的应用越来越广泛。 5-4 简述传递函数、系统的过渡过程、
伺服系统的动态特性的含义。
答：线性定常系统传递函数定义为：在零初始值下，系统输出量拉
氏变换与输入量拉氏变换之比。系统的过渡过程：当系统受到外部
干扰时，其输出量必将发生变化，但由于系统总含有惯性或储能元件，其输出量不可能立即变化到与外部干扰相应的值，而需要有一
个过程，这个过程就是系统的过渡过程。伺服系统的动态特性：1.系
统过渡过程品质，即系统响应的快速性和震荡性。2.系统的稳定精度，即稳态误差ess的大小。
5-5 用所学机械控制工程基础对机电一体化系统元、部件的动态特
性进行分析。答：机械系统在传递运动的同时还将进行力的传递。
因此，机械系统的各构成零部件必须具有承受其所受力的足够强度
和刚度的尺寸。但尺寸一大，质量和转动惯量就大，系统的响应就慢。如书本p207图5.15a所示，输入为力fx(t)时，其响应为fy(t)
或y(t)?f(x(t))，系统负载质量和惯量不同，其响应快慢也不同。含有机械负载的机械系统动态特性如图 5.15b所示。如果是齿轮减速器，其机构的运动变换函数y?f(x)?()x就是线性变换。如果只有机构的
转动惯量jm，则其动态特性为1t1，如果只有负载转动惯量jl，则其负载反(jms2)
力为jls2y。包括负载在内的机械总体的动态特性，以传递函数形式
可表示为x(s)/fx(s)?1/[(jm?jl/i2)s2]
【篇二：机电一体化课后答案】
ss=txt>1-1.试说明较为人们所接受的机电一体化的含义。
答：机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制
功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机
结合而构成系统的总称。
1-7.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？
答：①.机电一体化系统由计算机、动力源、传感件、机构、执行元
件系统五大要素组成。
②.对应的五大功能为：控制、动力、计测、构造、操作功能。
1-17.开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？
答：1、开发性设计是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品。
2、变异性设计是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的需求。
3、适应性设计是在总的设计方案、原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为
了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品在性
能和质量上增加某些附加价值。
所有机电一体化系统的设计都是为了获得用来构成事物的有用信息。 1-20.简述计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、
绿色设计、反求设计等的含义。
答：1、计算机辅助设计是设计机电一体化产品的有力工具，用来设计一般机械产品的cad的研究成果。
2、并行工程是把产品的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合协调的一种工作模式。
3、虚拟设计是虚拟环境中的产品模型，是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像，是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。
4、快速响应设计是实现快速响应工程的重要环节，快速响应工程是企业面对瞬息万变的市场环境，不断迅速开发适应市场的新系统，
快速响应设计的关键是有效开发和利用各种系统信息资源。
5、绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一个新概念。绿色设计就是在新系统的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产
生的副作用。
反求设计是以现代设计理论、方法和技术为基础，运用各种专业人
员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有的系统进行剖析、重构、再创造的设计。
第二章
2-16.各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？
答：（1）各级传动比的分配原则是：①重量最轻原则②输出轴转角误差最小原则③等小传动惯量最小原则
（2）输出轴传动误差最小原则是：为提高机电一体化系统齿轮传动的精度，各级传动比影按先小后大的原则分配，一边降低齿轮的加
工误差、安装误差及回转误差对输出转角精度的影响。总转角误差
主要取决于最末一级齿轮的转角误差和传动比的大小，在设计中最
末两级的传动比应取大一些，并尽量提高最末一级齿轮副的加工精度。
2-19.设有一谐波齿轮减速器，其减速比为100，柔齿轮数为100。
当刚轮固定时，试求该谐波减速器的钢轮齿数及输出轴的传动方向（与输入轴的传向相比较）。
答：根据公式：ihr=zr/(zr-zg)可知：当ihr=100时，zg=99，当
ihr=-100时，zg=101；故该谐波减速器的钢轮齿数为101，柔轮输
出轴方向与波发生器输入轴转向相反。
2-21.简述导轨的主要作用，导轨副的组成、种类及应满足的基本要求。答：导轨的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规
定的运动方向运动。
导轨副的组成：导轨副主要由承导件和运动件两大部分组成。
常用的导轨副种类很多，按其接触面积的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等；按其结构特点可分为开式导轨和
闭式导轨。
导轨副应满足的基本要求：导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、
耐磨性好温度变化影响小以及结构工艺性好等。
第三章
3-2 机电一体化系统对执行元件的基本要求是什么？
答：⒈惯量小、动力大⒉体积小、重量轻⒊便于维修、安装⒋易于
微机控制
3-6 简述 pwm 直流驱动调速，换向的工作原理。
答：通过电源的通断来获得电压脉冲信号，控制通断的时间比来获
得不同的电压脉冲，通的时间越长，获得的平均电压越大，电机转
的就快，反之，电机转的就慢。电机的换向是通过桥式电路来实现的，它是由四个大功率的晶体管组成，通过在不同晶体管的基极加
正负脉冲从而实现电机的转向控制。为使其实现双向调速，多采用
桥式电路，其工作原理与线性放大桥式电路相似。电桥由四个大功
率的晶体管组成。如图，分别记作 1.2.3.4.如果在 1 和 3 的基极上加
以正脉冲的同时，在 2 和 4 的基级上加以负脉冲，这时 1 和 3 导通，2 和 4 导通。设此时的电动机转向为正；反之，则为负。电流的方向与前一情况相反，电动机转向，显然，如果改变加到 1 和 3，2 和 4
这两组管子基极上控制脉冲的正负和导通率就可以改变电动机的转
向和速。
3-11 简述步进电机步距角大小的计算方法？
答：a=360/（k*m）
式中：z=转子齿数。m=运行拍数。通常等于相数或相数整数倍，即
m=k*n （n 为电动机的相数，单拍是 k=1，双拍时 k=2）。
第四章
4-2 试说明微型计算机的基本特点及选用要点。
答：较完善的中断系统，足够的储存容量，完备的输入/输出通道和
实时时钟；字长，速度，指令。
4-15 键盘键值是如何确定？
答：将行、列线按二进制顺序排列，当某一键按下时，键盘扫描程
序执行到给该列置0电平，读出各行状态为非1状态，这时的行、
列数据组合成键值。
4-17 试说明光电耦合器的光电隔离原理。
答：光电隔离电路主要由光电耦合器的光电转换元件组成，如书本
p168图 4.39。控制输出时，如图4.39a所示可知，微机输出的控制
信号经74ls04非门反相后，加到光电耦合器g的发光二极管正端。
当控制信号为高电平时，经反相后，加到发光二极管正端的电平为
低电平，因此，发光二极管不导通，没有光发出。这时光敏晶体管
截止，输出信号几乎等于加在光敏晶体管集电极上的电源电压，当
控制信号为低电平时，法官二极管导通并发光，光敏晶体管接收发
光二极管发出的光而导通，于是输出端的电平几乎等于零。同样的
道理，可将光电耦合器用于信息的输入，如图4.39b所示。
4-19 试说明检测传感器的选用原则及注意事项。
答：首先要根据使用要求选择适合自己所需要的，此外还可以采取
某些技术措施来改善传感器的性能如：平均技术，差分技术，稳定
性处理，屏蔽和隔离。选用传感器时，要特别注意不同系列产品的
应用环境、使用条件和维护要求。
第五章
5-1 回顾所学机械控制工程的相关知识，简述机电一体化系统设计
与机械控制工程理论的关系。
答：随着机电一体化技术的发展，机械控制工程基础在机电一体化
系统中的应用越来越广泛。 5-4 简述传递函数、系统的过渡过程、
伺服系统的动态特性的含义。
答：线性定常系统传递函数定义为：在零初始值下，系统输出量拉
氏变换与输入量拉氏变换之比。系统的过渡过程：当系统受到外部
干扰时，其输出量必将发生变化，但由于系统总含有惯性或储能元件，其输出量不可能立即变化到与外部干扰相应的值，而需要有一
个过程，这个过程就是系统的过渡过程。伺服系统的动态特性：1.系
统过渡过程品质，即系统响应的快速性和震荡性。2.系统的稳定精度，即稳态误差ess的大小。
5-5 用所学机械控制工程基础对机电一体化系统元、部件的动态特
性进行分析。答：机械系统在传递运动的同时还将进行力的传递。
因此，机械系统的各构成零部件必须具有承受其所受力的足够强度
和刚度的尺寸。但尺寸一大，质量和转动惯量就大，系统的响应就慢。如书本p207图5.15a所示，输入为力fx(t)时，其响应为fy(t)
或y(t)?f(x(t))，系统负载质量和惯量不同，其响应快慢也不同。含有机械负载的机械系统动态特性如图 5.15b所示。如果是齿轮减速器，其机构的运动变换函数y?f(x)?()x就是线性变换。如果只有机构的
转动惯量jm，则其动态特性为1t1，如果只有负载转动惯量jl，则其负载反2(jms)
力为jls2y。包括负载在内的机械总体的动态特性，以传递函数形式
可表示为x(s)/fx(s)?1/[(jm?jl/i2)s2]
【篇三：机电一体化系统设计试题及答案-----】
lass=txt>1. 测量???2.灵敏度?3. 压电效应?4. 动态误差 5. 传感器
二、填空题（每小题2分，共20分)
1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式： _内旋换和外循环
2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 ___ _______，
__________，
__________ ， __________。
3. 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________。
则莫尔条纹的宽度是_______________________。
5. 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?______________________?，使它们同步协调到达目
标点。
6. 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_____________。7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数
__________________________________________。?
8. 累计式定时器工作时有
_____________________________________________________。
9. 复合控制器必定具有
__________________________________。?
10. 钻孔、点焊通常选用
_______________________________________类型。?
三、选择题（每小题2分，共10分）
a. 产大
b. 减小
c. 不变
d. 不定?
2. 加速度传感器的基本力学模型是 ( )?
a. 阻尼—质量系统
b. 弹簧—质量系统 ?
c. 弹簧—阻尼系统
d. 弹簧
系统?
3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数 ( )
a. 有关
b. 无关 ?
c. 在一定级数内有关
d. 在一定级数内无关?
4. 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 ( )
a. 单片机
b. 2051
c. plc
d. dsp?
5、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。
a 换向结构
b 转换电路
c 存储电路 d检测环节
四、判断题（每小题2分，共10分)
1、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号
进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（ ? ）
2、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机
构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进
电机等。（）
3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（ ? ）
4、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。（）
5、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提
供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、
波形和相数的变换。（ ? ）
五、问答题（每小题10分，共30分)
1. 步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?
2. 什么是步进电机的使用特性?
3. 机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?
一、名词解释 (每小题2分，共10分)
1. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
二、填空题（每小题2分，共20分)
1. 内循环外循环
2. 性能指标系统功能使用条件经济效益
3. plc
4. 20mm
5. 位置和速度
6. 0.02
7. 增加而减小
8. 2
9. 前馈控制器? 10. 简单的直线运动控制
三、选择题（每小题2分，共10分）
1. b.
2. a
3. c.
4. c5、d
四、判断题（每小题2分，共10分)
五、问答题（每小题10分，共30分)
1. 单电源驱动电路双电源驱动电路斩波限流驱动电路
2. 步距误差步距误差直接影响执行部件的定位精度。
最大静转矩是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时，所能承受的最大外加转矩，亦即所能输出的最大电磁转矩，它反映
了步进电动机的制动能力和低速步进运行时的负载能力。
启动矩一频特性空载时步进电动机由静止突然启动，并不失步地进
入稳速运行所允许的最高频率称为最高启动频率。启动频率与负载
转矩有关。
运行矩频特性步进电动机连续运行时所能接受的最高频率称为最高工作频率，它与步距角一起决定执行部件的最大运行速度。
最大相电压和最大相电流分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大电源电压和流过的最大电流。
3. 应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。
一、名词解释 (每小题2分，共10分)
1、线性度
2、伺服控制系统
3、三相六拍通电方式
4、传感器
5、系统精度
二、填空题（每小题2分，共20分)
1、计算机在控制中的应用方式主要有
_____________________________。
2. 滚珠丝杆螺母副结构有两类：
_____________________________。
3、应用于工业控制的计算机主要有
______________________________等类型。
4. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括
________________________________。
5、可编程控制器主要由_____________________________等其它辅助模块组成。
6. 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
______________________________________________________ _。
7、现在常用的总线工控制机有 ________ 、pc总线工业控制机和can总线工业控制机等。
8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种
_____________________________。
则莫尔条纹的宽度是_______________________。
10. 采样/保持器在保持阶段相当于一个
“_____________________________”。
三、选择题（每小题2分，共10分）
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
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
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。
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。
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
四、判断题（每小题2分，共10分)
1、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。（）
2、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号
进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（ ? ）
3、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。（）
4、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。（ ? ）
5、fmc控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级。
（）
五、问答题（每小题10分，共30分)
1、计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护。
2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？
六、综合应用题 (每小题10分，共20分)
2. 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？若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时
的位移是多少？测量分辨率是多少？
一、名词解释 (每小题2分，共10分)
1、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。
2、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。
3、如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，
这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如a→ ab
→ b→ bc→c → ca→…
4、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。
5、指输出量复现输入信号要求的精确程度；
二、填空题（每小题2分，共20分)
1、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
2. 外循环插管式内循环反向器式 3、单片机 plc 总线工控机 4. 性
能指标系统功能使用条件经济效益。
5、cpu 存储器接口模块 6. plc 7、std总线工业控制机 8、变压
器隔离光电隔离 9. 20mm 10. 模拟信号存储器
三、选择题（每小题2分，共10分）
1. a b c d 2、a b c 3、a b c d 4、a b c d 5、a b c d
四、判断题（每小题2分，共10分)
1、（√）
2、（√）
3、（√）
4、（√）
5、（√）
五、问答题（每小题10分，共30分)
1、软件滤波用软件来识别有用信号和干扰信号，并滤除干扰信号的方法，称为软件滤波
软件“陷井”
软件“看门狗”（watchdog）就是用硬件（或软件）的办法要求使用监控定时器定时检查某段程序或接口，当超过一定时间系统没有检
查这段程序或接口时，可以认定系统运行出错（干扰发生），可通
过软件进行系统复位或按事先预定方式运行。
2、如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处
有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空
回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆
螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种。垫片调隙式
螺纹调隙式齿差调隙式
。
六、综合应用题 (每小题10分，共20分)
1 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
一、名词解释 (每小题2分，共10分)
1.机电一体化2自动控制3.开环控制系统4.逆变器
二判断题 (每空1分，共10分)
1. 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。（）
2. 滚珠丝杆不能自锁。（）
3. d/a转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（）
4. 同步通信是以字符为传输信息单位。（）
5. 异步通信常用于并行通道。（）
6. 查询i/o方式常用于中断控制中。（）
7. 串行通信可以分为以下四种方式：
1）全双工方式；（）
2）半双工方式；（）
3）同步通信；（）
4）异步通信。（）
三填空题：(每空1分，共40分)
1. 从控制角度讲，机电一体化可分为控制系统和控制系统。
2. 在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为: ；三种形式。
3. 多点接地：优点：
4. 一般来说，伺服系统的基本组成为等四大部分组成
5. 在spwm变频调速系统中，通常载波是
。
6.从电路上隔离干扰的三种常用方法是隔离，
7.开环步进电动机控制系统，主要由和
等组成。
8.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1）
，2），3）。
9. 产生电磁干扰必备的三个条件是：，
10.干扰传播途径有二种方式：
1）传导耦合方式：干扰信号能量以的形式，通过金属导体传递。 2）幅射耦合方式：干扰信号能量以的形式，通过空间感应传递。
11. 指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式：哪几种属于幅射耦合方式：, , 。
a.静电干扰
b.磁场干扰
c.漏电干扰
d.共阻抗感应干扰
e.电磁辐射干扰。
12.磁场屏蔽---对高频交变磁场应采用的金属材料
作屏蔽体；对低频交变磁场应采用的材料作屏蔽体，并保证磁路畅通。
13.一点接地中：1）串联接地：优点：，
2）并联接地：优点：，缺点：
四解答题 (每小题5分，共40分)
1．一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？
2．斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？
3、简述直流伺服电动机两种主要控制方式的工作原理。
4. 在微机控制系统中，主机和外围设备间所交换的信息通常分为哪三类？
5．数据信息可分为哪几种？
7.步进电动机控制系统中，电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动:位移量 l= ?移动速度 v=?
一名词解释 (每小题2分，共10分)
1机电一体化--从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。
2.自动控制—由控制装置自动进行操作的控制。
3.开环控制系统—无反馈的控制系统。
4.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。
二判断题 (每空1分，共10分)
7. 1）√1 2）√ 3）√ 4）√
三填空题（(每空1分，共40分）
1. 开环、闭环
2. 电压输出电流输出频率输出
3. 互不干扰接线多复杂
4. 控制器功率放大器执行机构和检测装置
5. 等腰三角波（三相）正弦波
6. 光电变压器继电器
7. 环形分配器功率放大器步进电动机
8. 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
9．干扰源传播途径接受干扰对象原系统系统
10. 1）电压；电流。 2）电磁场。
11.c , d ; a , b e。
12. 铜和铝等导电性能好；铁等高导磁率。
13．1）最简单，；前后相互干扰，
2）干扰小，；接线多，复杂，低频（1mhz）。
四解答题 (每小题5分，共40分)
1、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
2.1）垫片调整法 2）轴向压簧调整法
3、一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电绕组两头端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；
另一种是励磁磁场控制即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场的强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。
4、数据信息、状态信息和控制信息
5、（1）数字量（2）模拟量（3）开关量（4）脉冲量
一、名词解释（每题2分共10分）
1、机电一体化
2、柔性制造系统
3、静态设计
4、系统软件
5、感应同步器