16.PWM指的是（C）。
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.PD称为（C）控制算法。
A．比例
B．比例微分
C．比例积分
D．比例积分微分
18.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（A）方法实现。
A．插补
B．切割
C．画线
D．自动
19.机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法（D）。
A．取代法
B．整体设计法
C．组合法
D．以上均是
20.机电一体化的高性能化一般不包含（B）。
A．高速化
B．高密度
C．高效率
D．高可靠性
21.抑制干扰的措施很多，主要包括（D）。
A．屏蔽
B．隔离
C．滤波
D．以上均是
三、填空
1.机电一体化系统设计方案的常用方法有（取代法）、（整体设计法）和（组合法）。
2.机电一体化对机械系统的基本要求有（高精度）、（快速响应）和（良好的稳定性）。
3.机械系统是由（传动机构）、（导向机构）和（执行机构）组成的。
4.机械性能参数对系统性能的影响主要有（阻尼）、（摩擦）、（弹性变形）和（惯量）的影响。
5.滑动螺旋具有（传动比大）、（驱动负载能力强）和（自锁）等特点。
6.螺旋副零件与滑板连接结构主要有（刚性连接结构）、（弹性连接结构）和（活动连接结构）。
7.滚动摩擦导轨按滚动体的形状可分为（滚珠导轨）、（滚柱导轨）和（滚动轴承导轨）等。
8.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。
9.传感器是由（敏感元件）、（传感元件）和（转换电路）三部分组成。
10.描述传感器的主要技术指标有（线性度）、（灵敏度）、（迟滞）、（重复性）、（分辨率）和（零漂）。
11.数字式位移传感器有（光栅）、（磁栅）和（感应同步器）等。
12.用软件进行线性化处理的方法有（计算法）、（查表法）和（插值法）三种方法。
13.D/A转换器的主要参数有（分辨率）、（温度时间）、（输出电平）、（输入编码）和（温度范围）等。
14.直流伺服电动机按励磁方式分为（电磁式）和（永磁式）两种。
15.机电一体化系统中的机械装置包括（传动）、（支承）、（导轨）等。
16.齿轮传动间隙对系统的影响，可由（偏心轴套调整法）、（双片薄齿轮错齿调整法）、（垫片调整法）、（轴向压簧调整法）和（周向弹簧调整法）等方法消除该因素引起的系统误差。
17.机电一体化系统的伺服驱动按自动控制原理，伺服系统又可分为（开环控制伺服系统）、（闭环控制伺服系统）和（半闭环控制伺服系统）。
18.机电一体化中隔离方法有（光电隔离）、（变压器隔离）和（继电器隔离）等方法。
19.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）和（频率输出）三种形式。
20.钻孔、点焊通常选用（简单的直线运动控制）类型。
21.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）。
22.在SPWM变频调速系统中，通常载波是（等腰三角波），而调制波是（（三相）正弦波）。
23.开环步进电动机控制系统，主要由（环形分配器）、（功率放大器）和（步进电动机）等组成。
24.工作接地分为（一点接地）和（多点接地）。
25.STD总线的技术特点（模块化设计）、（系统组成）、（修改和扩展方便）和高可靠性。
26.抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、（隔离）、（滤波）、（接地）合理布局和软件抗干扰技术。
27.按干扰的耦合模式干扰可分为静电干扰、（磁场耦合干扰）和（漏电耦合干扰）等干扰类型。
28.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）和（属性原则）。
29.机电一体化系统对机械传动总传动比确定的最佳选择方案有（转动惯量原则）、（输出轴转角误差最小原则）和质量最小原则。
四、判断题
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。
（A）
2.惯量越大，系统的机械常数越小，响应慢。
（B）
3.在自动化制造系统中使用的AGV大多数是磁感应式AGV。
（A）
4.对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。
（A）
5.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。
（B）
6.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。
（A）
7.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。
（A）
8.电火花加工不属于数控机床的范畴。
（B）
9.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。
（A）
10.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。
（A）
11.异步通信常用于并行通道。
（B）
12.FMC控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级。
（A）
13.棱柱面导轨的缺点是温度变化比较敏感，间隙不能调整。
（B）
14.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。
（A）
15.查询I/O方式常用于中断控制中。
（B）
16.在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。
（B）
17.D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。
（A）
18.同步通信是以字符为传输信息单位。
（B）
19.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。
（B）
20.异步通信是以字符为传输信息单位。
（A）
21.同步通信常用于并行通信。
（B）
22.无条件I/O方式常用于中断控制中。
（B）
23.从影响螺旋传动的因素看影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差。
（B）
24.从影响螺旋传动的因素看螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素。
（A）
25.从影响螺旋传动的因素看螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素。
（A）
26.从影响螺旋传动的因素看温度误差不是影响传动精度的因素。
（B）
27.单个螺旋误差与螺纹的长度有关。
（B）
28.压电传感器以电荷或两级间的电压作为输出信号。
（B）
29.电磁执行元件的特点是输出功率大、速度快、动作平稳。
（B）
30.PWM可以有异步调制和同步调制两种调制方式。
（A）
五、简答
1.机电一体化技术与传统机电技术的区别。
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。
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。
2.一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？
答：
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；这些组成要素内部及其之间，形成通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。
3.如何进行转动惯量的折算。
答：
传动装置总传动比i的最佳值就是JL换算到电动机轴上的转动惯量正好等于电动机转子的转动惯量Jm，在传动装置设计完以后，在动态设计时，通常将传动装置的转动惯量归算为负载折算到电机轴上，并与实际负载一同考虑进行电机响应速度验算。
4.机电一体化系统中，机械传动的功能是什么？
答：
机电一体化机械系统是由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械及机电部件相互联系的系统。
其核心是由计算机控制的，包括机械、电力、电子、液压、光学等技术的伺服系统。
它的主要功能是完成一系列机械运动，每一个机械运动可单独由控制电动机、传动机构和执行机构组成的子系统来完成，而这些子系统要由计算机协调和控制，以完成其系统功能要求。
机电一体化机械系统的设计要从系统的角度进行合理化和最优化设计。
机电一体化系统的机械结构主要包括执行机构、传动机构和支承部件。
在机械系统设计时，除考虑一般机械设计要求外，还必须考虑机械结构因素与整个伺服系统的性能参数、电气参数的匹配，以获得良好的伺服性能。
5.试比较液体和气体静压装置的特点。
答：
液体静压导轨的优点是：
①摩擦系数很小（起动摩擦系数可小至0.0005），可使驱动功率大大降低，运动轻便灵活，低速时无爬行现象；②导轨工作表面不直接接触，基本上没有磨损，能长期保持原始精度，寿命长；③承载能力大，刚度好；④摩擦发热小，导轨温升小；⑤油液具有吸振作用，抗振性好。
静压导轨的缺点是：
结构较复杂，需要一套供油设备，油膜厚度不易掌握，调整较困难，这些都影响静压导轨的广泛使用。
气体静压导轨是由外界供压设备供给一定压力的气体将运动件与承导件分开，运动件运动时只存在很小的气体层之间的摩擦，摩擦系数极小，适用于精密、轻载、高速的场合，在精密机械中的应用愈来愈广。
6.提高导轨耐磨性的常用方法？
答：
（1）合理选择导轨的材料及热处理。
（2）减小导轨面压强。
（3）保证导轨良好的润滑。
（4）提高导轨的精度。
7.试分析检测系统干扰的形成条件，以及干扰的扰制技术。
答：
干扰必须通过一定的耦合通道或传输途径才能对检测装置的正常工作造成不良的影响。
造成系统不能正常工作的干扰形成南需要具备三个条件：
①干扰源；②对干扰敏感的接收电路；③干扰源到接收电路之间的传输途径。
抑制技术：
屏蔽技术；接地技术；浮空技术；隔离技术；滤波器；软件干扰抑制技术。
8.机电一体化对伺服系统的技术要求是什么？
答：
机电一体化伺服系统要求具有精度高、响应速度快、稳定性好、负载能力强和工作频率范围大等基本要求，同时还要求体积小、重量轻、可靠性高和成本低等。
9.比较直流伺服电动机和交流伺服电动机的适用环境差别。
答：
直流伺服电机具有良好的调速特性，较大的启动转矩和相对功率，易于控制及响应快等优点。
尽管其结构复杂，成本较高，在机电一体化控制系统中还是具有较广泛应用。
与直流伺服电动机比较，交流伺服电动机不需要电刷和换向器，因而维护方便和对环境无要求；此外，交流电动机还具有转动惯量、体积和重量较小，结构简单、价格便宜等优点；尤其是交流电动机调速技术的快速发展，使它得到了更广泛的应用。
10.滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？
如何处理？
答：
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，螺纹调隙式和齿差调隙式。
11.机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器，光电藕合器的作用有哪些？
答：
（1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。
（2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。
（3）共模抑制比高，能对直流和低频信号（电压或电流）进行准确、安全的测量。
利用光电耦合方式实现载波调制，可获得10kHz带宽，但其隔离性能不如变压器耦合。
12.DAC0832有哪三种输入工作方式？
有哪二种输出工作方式？
答：
三种输入工作方式：
（1）直通方式。
（2）单缓冲方式。
（3）双缓冲方式。
二种输出工作方式：
（1）单极性输出。
（2）双极性输出。
13.斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？
答：
（1）垫片调整法。
（2）轴向压簧调整法。
14.FMC的基本控制功能。
答：
（1）单元中各加工设备的任务管理与调度，其中包括制定单元作业计划、计划的管理与调度、设备和单元运行状态的登录与上报。
（2）单元内物流设备的管理与调度，这些设备包括传送带、有轨或无轨物料运输车、机器人、托盘系统、工件装卸站等。
（3）刀具系统的管理，包括向车间控制器和刀具预调仪提出刀具请求、将刀具分发至需要它的机床等。
15.PWM脉宽调速原理。
答：
图中的开关S周期性地开关，在一个周期T内闭合的时间为τ，则一个外加的固定直流电压U被按一定的频率开闭的开关S加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为U、宽度为
，如右图所示。
电枢两端的平均电压为：
式中
=
/T=Ud/U，（0<
<1）
为导通率（或称占空比）。
当T不变时，只要改变导通时间
，就可以改变电枢两端的平均电压Ud。
当
从0~T改变时，Ud由零连续增大到U。
16.模拟式传感器信号处理过程包括哪些环节？
答：
模拟式传感器信号处理过程包括：
将非电物理量转换成电量，并经放大、滤波等一系列处理后，需经模/数变换将模拟量变成数字量，才能送入计算机系统。
模/数转换过程包括信号的采样/保持、多路转换（多传感器输入时）、A/D处理等过程。
17.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型？
答：
单极驱动；双极驱动；高低电压驱动；斩波电路驱动；细分电路。
18.工业控制用的计算机主要有哪几种类型，它们分别适用于哪些场合？
答：
工业控制的计算机主要有单片微型计算机、可编程序控制器（PLC）、总线工控机等类型。
根据机电一体化系统的大小和控制参数的复杂程度，选用不同的微型计算机。
单片机或可编程控制器主要用于，控制量为开关量和少量数据信息的模拟量的小系统。
对于数据处理量大的系统，则往往采用基于各类总线结构的工控机，如STD总线工控机、IBM-PC总线工控机、Multibus工控机等。
对于多层次、复杂的机电一体化系统，则要采用分级分步式控制系统，在这种控制系统中，根据各级及控制对象的特点，可分别采用单片机、可编程控制器、总线工控机和微型机来分别完成不同的功能。
19.柔性制造系统的主要特点有哪些？
答：
（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。
20.工业计算机的特点有哪些？
答：
（1）实时性。
（2）高可靠性。
（3）硬件配置的可装配可扩充性。
（4）可维护性。
21.简述电磁干扰的种类。
答：
（1）静电干扰。
（2）磁场耦合干扰
（3）漏电耦合干扰
（4）共阻抗干扰
（5）电磁辐射干扰
22.一般的数控机床有哪些？
有什么特点？
答：
一般数控机床通常是指数控车床、数控铣床、数控镗铣床等，它们的下述特点对其组成自动化制造系统是非常重要。
特点：
（1）柔性高。
（2）自动化程度高。
（3）加工精度高、质量稳定。
（4）生产效率较高。
（5）具有刀具寿命管理功能。
（6）具有通信功能。
23.试简述光电式转速传感器的测量原理。
光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴（或与被测轴相连接的输入轴）上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。
光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。
当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N，则可测出转速为
式中Z——圆盘上的缝隙数；
n——转速（r／min）；
t——测量时间（s）。
24.试述可编程控制器的工作原理。
可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）和停止（STOP）状态。
不管是在哪种状态，PLC都是反复不断地重复进行，直至PLC停机。
在每次循环中，若处于运行（RUN
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