机电一体化题库.doc

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1、填空题、简答题1、简述机电一体化的定义和机电一体化系统的基本组成要素。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，并将机械装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。基本组成要素：控制器、检测传感器、执行元件、动力源、机构2、何为机电一体化系统的“可靠性”？可靠性是指系统（产品）在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的动力。3、试述机电一体化设计中控制用微机的种类及其特点。通常按组装形式、微处理机位数、微处理机的制造工艺或封装芯片数及用途范围进行分类。1、较完善的适时中断系统：实时控制能力，

2、紧急处理能力。2、足够的存储容量：有效地保证微机系统软件、应用软件、数据处理工作的正常运行3、完善的输入/输出通道：逻辑、数字、模拟通道，以及输入/输出通道接口数。4、实时时钟控制：作为控制系统实现控制功能的基准。除此之外，还有一些特殊要求：字长、运行速度、指令、成本、编程难易、输入/输出接口扩展能力等。4、光电隔离电路的主要作用有哪些方面？1、可将输入与输出两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电2、可以进行电平转换3、提高驱动能力5、机电一体化系统中主要的干扰源有哪些？有哪些抗干扰的措施？干扰源：供电干扰、强电干

3、扰、接地干扰、辐射干扰措施：1、供电系统的抗干扰措施主要是稳（稳压）、滤（滤波）、隔（隔离）2、接口电路的抗干扰措施是采取吸收的方法抑制其产生，然后采取隔离的方法，阻断其传导3、接地系统的抗干扰措施的主要方法是切断接地环路，例如单点接地、并连接地、光电隔离。6、试比较开环、半闭环和闭环伺服系统的优缺点。开环结构简单，造价低，维护较容易；半闭环结构简单，调试方便，加工精度高；闭环系统加工精度高，速度快，技术要求高，制造成本也高。7、机电一体化系统的设计方法通常有哪几种？大致有哪几种设计类型？设计方法：相似设计法、模拟设计

4、法、有限元设计法、可靠性设计法、动态分析设计法、优化设计法等。设计类型：开发性设计、适应性设计、变异性设计。8、机电一体化系统对检测传感器的基本要求是什么？1、体积小、重量轻、对整机的适应性好2、精度和灵敏度高、响应快、稳定性好、信噪比高3、安全可靠、寿命长4、便于与计算机连接5、不易受被测对象的影响，也不影响外部环境6、对环境条件适应能力强7、现场处理简单、操作性能好8、价格低廉9、试述提高软件设计可靠性的措施有哪些？1、增加系统信息管理的软件，与硬件配合，对信息进行保护2、利用软件冗余，防止信息的输入/输出过程及传

5、送过程中出错，如对关键数据采用重复校验方式,对信息采用重复传送并进行校验等3、编制诊断程序，进行发现故障，找出故障的部位，以便缩短修理的时间4、用软件进行系统调度，这包括在发生故障时，进行现场保护、迅速将故障装置切断成备用装置；在过负载或环境条件变化时，采取应急措施；在排除故障后，使系统迅速恢复正常并投入运行等。10、举例说明单片机、工控机、PLC在机电一体化系统中的应用。PLC：开关量的控制，运动控制，过程控制，数据处理，通讯联网。工控机：作为机电一体化系统中控制中心。有指挥、协调作用。单片机：微机控制的车床、钻床中

6、的控制器11、机电一体化系统的“失效”与“故障”有何异同？同：是一种破坏系统（产品）工作能力的事件，它们越频繁可靠性就越低。异：产品不能完成规定功能称为失效；对于可修复的系统（产品）称为故障。12、保证机电一体化系统（产品）可靠性的方法有哪些？提高系统（产品）的设计和制造质量；冗余技术；诊断技术。13、机电一体化系统设计时的稳态设计和动态设计各包含哪些内容？A)稳态设计包括使系统的输出运动参数达到技术要求、执行元件（如电动机）的参数选择、功率（或转矩）的匹配及过载能力的验算、各主要元部件的选择与控制电路设计、信号的有效

7、传递、各级增益的分配、各级之间阻抗的匹配和抗干扰措施等，并为后面动态设计中的校正补偿装置的引入留有余地。B)动态设计主要是设计校正补偿装置，是系统满足动态技术指标要求，通常要进行计算机仿真，或借助计算机进行进行辅助设计。14、为保证机电一体化系统（产品）的安全性，举例说明在设计中应采取哪些措施？以工业机器人为例，安全措施有：1、设置安全栅2、安装警示灯3、安装监视器4、安装防越程装置5、安装紧急停止装置6、低速示教15、机电一体化系统中的执行元件有哪些？对其的基本要求是什么？执行元件：电动式执行元件、液动式执行元件、气

8、动式执行元件基本要求：1、惯量小、动力大2、体积小、重量轻3、便于维修、安装4、易于微机控制。16、机电一体化系统（产品）设计中各级传动比的分配原则是什么？1、重量最轻原则2、输出轴转角误差最小原则3、等效转动惯量最小原则。17、简述输出轴转角误差最小原则的含义是什么？为了提高机电一体化系统齿轮传动系统的精度，各级传动比应按先小后