电大《机电一体化系统设计基础》形考题库

1. 机电一体化系统是以机械装置为主体，微电子技术为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。

A. 对

B. 错

2. 机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质差别。

A. 对

B. 错

3. 机电一体化系统的主功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。

A. 对

B. 错

4. 自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。

A. 对

B. 错

5. 机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。

A. 对

B. 错

6. 产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。

A. 对

B. 错

7. 为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。

A. 对

B. 错

8. 进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。

A. 对

B. 错

9. 在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。

A. 对

B. 错

10. 选择滚珠丝杠副的过程中，当系统的加工精度要求较高时，导程就大一点；加工精度较低时，导程就选小一些。

A. 对

B. 错

11. 滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。

A. 对

B. 错

12. 传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量。

A. 对

B. 错

13. 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. 对

B. 错

14. 传感器的动态特性是指输入信号不随时间变化而变化或变化非常缓慢时所表现出来的输出响应特性。

A. 对

B. 错

15. 选择传感器时，如果测量的目的是进行定性分析，则选用绝对量值精度高的传感器，而不宜选用重复精度高的传感器。

A. 对

B. 错

16. 传感器在使用前、使用中或修理后，必须对其主要技术指标标定或校准，以确保传感器的性能指标达到要求。

A. 对

B. 错

17. 驱动部分在控制信息作用下提供动力，伺服驱动包括电动、气动、液压等各种类型的驱动装置。

A. 对

B. 错

18. 电液伺服系统的过载能力强，在强力驱动和高精度定位时性能好，适合于重载的高加减速驱动。

A. 对

B. 错

19. 步进电动机的转动惯量越大，同频率下的起动转矩就越大。

A. 对

B. 错

20. 直流伺服电动机的调速特性是电机转速与其输出转矩的关系。

A. 对

B. 错

21. 以下不属于机电一体化系统主要功能的是（）。

A. 控制功能

B. 检测功能

C. 计算功能

D. 动力功能

22. 以下产品属于机电一体化产品的是（）。

A. 游标卡尺

B. 移动电话

C. 3D打印机

D. 数字电子表

23. 以下产品不属于机电一体化产品的是（）。

A. 工业机器人

B. 打印机

C. 全自动仓储

D. 电子计算机

24. 传动系统的固有频率对传动精度有影响，_____固有频率可减小系统地传动误差，_____系统刚度可提高固有频率。

A. 提高，提高

B. 提高，减小

C. 减小，提高

D. 减小，减小

25. 为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（）。

A. 增大系统刚度

B. 增大系统转动惯量

C. 增大系统的驱动力矩

D. 减小系统的摩擦阻力

26. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数（）。

A. 增加而减小

B. 增加而增加

C. 减小而减小

D. 变化而不变

27. 多级齿轮传动中，各级传动比“前小后大”的分配原则不适用于按（）设计的传动链。

A. 最小等效转动惯量原则（小功率传动装置）

B. 最小等效转动惯量原则（大功率传动装置）

C. 输出轴的转角误差最小原则

D. 重量最轻原则

28. 对于机电一体化系统的齿轮传动，采取下列哪种方法是来消除齿侧间隙，使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙？

A. 偏心套调整法

B. 轴向垫片调整法

C. 双片薄齿轮错齿调整法

D. 轴向压簧错齿调整法

29. 在机电一体化系统中，以下机构哪个不能够将旋转运动转换为直线运动（）。

A. 丝杠螺母

B. 直齿轮对

C. 同步带轮

D. 齿轮齿条

30. 传感器的（）可以直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的其他物理量。

A. 敏感元件

B. 转换器件

C. 信号调节电路

D. 辅助电源

31. 光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线数为100线/mm，，经四倍细分后，记数脉冲为400，光栅位移是（）mm。

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

32. 幅频特性和相频特性是模拟式传感器的（）。

A. 静态特性指标

B. 动态特性指标

C. 输入特性参数

D. 输出特性参数

33. 机电一体化系统中的绝对编码器属于系统中的（）。

A. 驱动机构

B. 传感部分

C. 控制器

D. 执行机构

34. 检测装置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（）。

A. 控制电路

B. 转换电路

C. 放大电路

D. 逆变电路

35. 闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之外，所以它的（）。

A. 回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度

B. 传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度

C. 回程误差和传动误差都不会影响输出精度

D. 回程误差和传动误差都会影响输出精度

36. 在开环控制系统中，常用（）做驱动元件。

A. 直流伺服电动机

B. 步进电动机

C. 同步交流伺服电动机

D. 异步交流伺服电动机

37. 步进电机转角的精确控制是通过控制输入脉冲的（）来实现的。

A. 频率

B. 数量

C. 步距角

D. 通电顺序

38. 步进电机转动后，其输出转矩随着工作频率增高而（）。

A. 上升

B. 下降

C. 不变

D. 前三种情况都有可能

39. 某4极交流伺服电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为（）。

A. 1450r/min

B. 1470 r/min

C. 735 r/min

D. 2490 r/min

40. 采用脉宽调制（PWM）进行直流电动机调速驱动时，通过改变（）来改变电枢回路的平均电压，从而实现直流电动机的平滑调速。

A. 脉冲的宽度

B. 脉冲的频率

C. 脉冲的正负

D. 其他参数

41. 典型的机电一体化系统的基本要素应包括______，各要素和环节之间通过接口相联系。

A. 机械本体

B. 动力系统

C. 检测传感系统

D. 闭环控制系统

E. 执行部件

F. 信息处理及控制系统

42. 机械系统的刚度对系统动态特性的影响有：系统刚度越大，______。

A. 因静摩擦力的作用所产生的传动部件的弹性变形越大

B. 系统的失动量也越小

C. 固有频率越高

D. 增加开环伺服系统的稳定性

E. 降低开环伺服系统的稳定性

F. 增加闭环系统的稳定性

43. 滚珠丝杠副消除轴向间隙的调整预紧方法有______。

A. 螺纹预紧调隙式

B. 双螺母差齿预紧调隙式

C. 双螺母垫片预紧调隙式

D. 弹簧式自动调整预紧式

E. 单螺母变位导程自预紧式

F. 垫片错齿式

44. 齿轮传动中圆柱直齿轮的齿侧间隙的调整方法有______。

A. 螺纹预紧调隙式

B. 偏心套调整法

C. 轴向垫片调整法

D. 双片薄齿轮错齿调整法（可调拉簧式）

E. 双片薄齿轮错齿调整法（周向拉簧式）

F. 垫片错齿调整法

45. ______是传感器的静态特性指标。

A. 量程

B. 线性度

C. 灵敏度

D. 稳定性

E. 幅频特性

F. 相频特性

46. 选择传感器时需要考虑的因素有______。

A. 应用环境

B. 结构

C. 体积

D. 重量

E. 价格

F. 易于维修和更换

47. 机电一体化的伺服控制系统的结构、类型繁多，一般包括______。

A. 输入信号

B. 控制器

C. 功率放大器

D. 检测装置

E. 执行机构

F. 输出信号

48. 以下能实现交流异步伺服电动机调速的方法有______。

A. 改变电动机的转差率

B. 改变供电电压的大小

C. 改变电动机的供电频率

D. 改变电动机定子极对数

E. 改变供电电压的相位

F. 改变电动机转子绕组匝数

49. 与直流伺服电动机相比，交流伺服电机具有______的特点。

A. 不需要电刷和换向器

B. 维护方便

C. 转动惯量大

D. 体积和重量较小

E. 结构复杂

F. 成本较低

50. 下列______可能是直流伺服电机的调速方案。

A. 改变电枢电压

B. 改变定子励磁磁通

C. 改变转子电阻

D. 改变负载转矩

E. 改变电枢电流

1. 机电一体化自动控制的任务就是克服扰动量的影响，使系统输出恒定值。

A. 对

B. 错

2. 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。

A. 对

B. 错

3. 一般说来，全物理仿真较之计算机仿真在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，是一种经济、快捷与实用的仿真方法。

A. 对

B. 错

4. 从计算机的精度来看，需要计算机控制系统的采样周期短一些，这是因为工业控制用的微型机字长固定，前后两次采样的数值之差可能因计算机精度不高而反映不出来，从而使控制作用减弱。

A. 对

B. 错

5. PID调节器由比例调节器、积分调节器和微分调节器通过线性组合而构成。

A. 对

B. 错

6. 通用型计算机系大多工作在为特定用户群设计的系统中，通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点。

A. 对

B. 错

7. 计算机控制系统设计完成后，首先需要对整个系统进行系统调试，然后分别进行硬件和软件的调试。

A. 对

B. 错

8. PLC采用扫描工作方式，扫描周期的长短决定了PLC的工作速度。

A. 对

B. 错

9. PLC完善的自诊断功能，能及时诊断出PLC系统的软件、硬件故障，并能保护故障现场，保证了PLC控制系统的工作安全性。

A. 对

B. 错

10. 现代嵌入式系统的设计方法是将系统划分为硬件和软件两个独立的部分，然后按各自的设计流程分别完成。

A. 对

B. 错

11. 现场总线系统采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接，打破了传统控制系统的结构形式。

A. 对

B. 错

12. 用户可以按照自己的需要，把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统，然后通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统。

A. 对

B. 错

13. 目前，大部分硬件接口和软件接口都已标准化或正在逐步标准化，设计时可以根据需要选择适当的接口，再配合接口编写相应的程序。

A. 对

B. 错

14. 机电一体化系统工程设计中常用的抽象方法是“黑箱法”，从分析和比较系统输入/输出的物料流、能量流和信息流的差别和关系入手求解所设计的系统的总功能。

A. 对

B. 错

15. 需求设计是指新产品开发的整个生命周期内，从分析用户需求到以详细技术说明书的形式来描述满足用户需求产品的过程。

A. 对

B. 错

16. 反求设计是建立在概率统计基础之上，主要任务是提高产品的可靠性，延长使用寿命，降低维修费用。

A. 对

B. 错

17. 可靠设计是指将优化技术应用于机电一体化系统的设计过程，最终获得比较合理的设计参数，各种计算机程序能解决不同特点的工程问题。

A. 对

B. 错

18. 工业机器人驱动部分在控制信息作用下提供动力，包括电动、气动、液压等各种类型的传动方式。

A. 对

B. 错

19. 数控机床中的计算机属于机电一体化系统的控制及信息处理单元，而电机则属于系统的驱动部分。

A. 对

B. 错

20. 在数控设备中，通过计算机数控装置控

21. 以下（）不属于系统模型的类型。

A. 物理模型

B. 数学模型

C. 符号模型

D. 描述模型

22. 机电一体化系统仿真时，用已研制出来的系统中的实际部件或子系统代替部分数学模型所构成的仿真是（）。

A. 全物理模型

B. 半物理仿真

C. 数学仿真

D. 计算机仿真

23. PID控制算法中，比例调节器的主要作用是（）。

A. 消除静差

B. 减小振荡

C. 纠正偏差

D. 提高稳定性

24. PID控制算法中，积分调节器的主要作用是（）。

A. 消除静差

B. 加快响应

C. 减小振荡

D. 提高稳定性

25. 在机电一体化系统设计开发过程中，需要根据系统功能要求编写（），具有实时性、针对性、灵活性和通用性。

A. 平台软件

B. 开发软件

C. 系统软件

D. 应用软件

26. 以下除了（），均是由硬件和软件组成。

A. 计算机控制系统

B. PLC控制系统

C. 嵌入式系统

D. 继电器控制系统

27. 计算机控制系统实际运行时，需要由用户自行编写（），具有实时性、针对性、灵活性和通用性。

A. 实时软件

B. 开发软件

C. 系统软件

D. 应用软件

28. 以下抑制电磁干扰的措施，除了（），其余都是从切断传播途径入手。

A. 屏蔽

B. 隔离

C. 滤波

D. 软件抗干扰

29. 以下（）不属于系统功能结构图的基本结构形式。

A. 串联结构

B. 平行结构

C. 环形结构

D. 星形结构

30. 不进行参数的变换与调整，即输入与输出的直接连接的接口是（）。

A. 零接口

B. 被动接口

C. 主动接口

D. 智能接口

31. 含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是（）。

A. 零接口

B. 被动接口

C. 主动接口

D. 智能接口

32. （）是指考虑新产品的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。

A. 需求设计

B. 绿色设计

C. 可靠性设计

D. 反求设计

33. （）是基于虚拟现实技术，在计算机辅助设计环境中进行实体建模和装配建模，生成精确的系统模型，并在同一环境中进行一些相关分析，从而满足工程设计和应用的需要。

A. 虚拟设计

B. 绿色设计

C. 可靠性设计

D. 反求设计

34. HRGP-1A喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的（）。

A. 能源部分

B. 测试传感部分

C. 驱动部分

D. 执行机构

35. HRGP-1A喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的（）。

A. 能源部分

B. 测试传感部分

C. 控制器

D. 执行机构

36. 在小型智能机器人的伺服驱动系统设计中应该采用的伺服技术为（）。

A. 液压伺服

B. 气动伺服

C. 电动伺服

D. 电液伺服

37. 通常，数控精密镗铣床等高精度数控设备，其伺服系统的控制方式均采用（）。

A. 开环控制

B. 闭环控制

C. 半闭环控制

D. 混合控制

38. 数控机床进给系统的伺服电机属于设备的（）。

A. 能源部分

B. 测试传感部分

C. 驱动部分

D. 执行机构

39. 数控机床的加工刀具属于系统的（）。

A. 能源部分

B. 传感部分

C. 驱动部分

D. 执行机构

40. CNC机床进给系统的运动工作台属于设备的（）。

A. 能源部分

B. 测试传感部分

C. 驱动部分

D. 执行机构

41. 机电一体化自动控制系统必须具备______。

A. 很好的稳定性

B. 快速响应性

C. 延迟响应性

D. 控制精度高

E. 控制精度低

F. 成本低廉

42. 以下对计算机采样周期选择的描述错误的是：______。

A. 根据香农采样定理，采样周期只需满足：T≥π/ωmax。其中，ωmax为采样信号的上限角频率

B. 从执行元件的要求来看，需要输出信号的宽度较小

C. 从控制系统随动和抗干扰的性能要求来看，则要求采样周期大些

D. 从计算机的工作量和每个调节回路的计算成本来看，一般要求采样周期短些

E. 从计算机的精度看，过短的采样周期是不合适的

F. 各方面因素对采样周期的要求是不同的，甚至是互相矛盾的。必须根据具体情况和主要的要求做出折衷选择

43. 以下______是机电一体化系统仿真的模型。

A. 物理模型

B. 半物理模型

C. 数学模型

D. 生物模型

E. 化学模型

F. 描述模型

44. 以下属于计算机控制系统的组成部分的是：______。

A. 计算机主机

B. 接口电路

C. 输入/输出通道

D. 外部设备

E. 外部电源

F. 软件

45. PLC控制系统的特点是：______。

A. 可靠性低

B. 环境适应性强

C. 灵活通用

D. 难以构成工控网络

E. 编制和调试方便

F. 具有监控功能

46. PLC主要由（）、电源、接口等部分组成。

A. 中央处理器

B. 存储器

C. 输入单元

D. 输出单元

E. 控制器

47. 机电一体化系统的设计流程一般包括包括______阶段。

A. 产品规划

B. 概念设计

C. 设计实施

D. 设计定型

E. 详细设计

48. 机电一体化产品概念设计包含______流程。

A. 确定出系统的总功能

B. 进行总功能分解，将总功能分解为子功能

C. 对各功能模块输入/输出关系进行分析

D. 寻找子功能（功能元）的解，并将原理解进行组合，形成多种原理解设计方案

E. 以技术文件的形式交付设计组讨论、审定。

F. 方案进行整体评价：对不同的方案进行整体评价，选择综合指标最优的设计方案。

49. 机电一体化产品的机械系统的可靠性设计包括：______。

A. 缩短传动链，减少元件数

B. 必要时增设备用元件或系统

C. 简化结构

D. 增加过载保护装置、自动停机装置

E. 设置监控系统

F. 减小维修周期

50. 机电一体化产品的控制系统的可靠性设计包括：______。

A. 采用人工控制

B. 采用自动控制

C. 通过元器件的合理选择提高可靠性

D. 对功率接口采用降额设计提高可靠性

E. 采用监视定时器提高可靠性

F. 采取抗干扰措施降低可靠性

1.某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动如图所示，已知电机轴的转动惯量Jm=4×10-4kg·m2，与电机输出轴相连的小齿轮的转动惯量J1=1×10-4kg·m2，大齿轮的转动惯量J2=1.8×10-4kg·m2，丝杠的转动惯量Js=3.8×10-4kg·m2。工作台的质量m=50kg，丝杠导程t=5mm，齿轮减速比为i=5。试求：

（1）工作台折算到丝杠的等效转动惯量JG；

（2）传动件折算到电机轴的等效转动惯量Je；

（3）电机轴上的总转动惯量J。

2.已知某四级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为Δφ1=Δφ2=…=Δφ8=0.004弧度，各级减速比相同，即i1 = i2 =…= i4 =2，求该系统的最大转角误差Δφmax。

3.刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为2mm，编码器在10秒内输出307200个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少？

4.一个四相八拍运行的步进电机，转子齿数为50，则其步距角为多少？如要求步进电机2秒钟转10圈，则每一步需要的时间T为多少？

5.如图所示的电机驱动工作台系统，其中驱动x向工作台的三相单三拍步进电机，转子齿数z为40。滚珠丝杠的基本导程为l0=6mm。已知传动系统的横向（x向）脉冲当量δ为0.005mm/脉冲。试求：

（1）步进电机的步距角α；

（2）减速齿轮的传动比i。

6.下图所示的机电一体化伺服驱动系统，当以步进电动机为驱动元件，其步距角α为1.8°，系统脉冲当量δ为控制器输出一个脉冲时执行机构的直线位移，大小为0.01mm，传动机构采用滚珠丝杠，其基本导程l0为4mm，减速机构采用了齿轮减速，试求齿轮机构的传动比i。

7.分析下图调整滚珠丝杠副轴向间隙的原理。

8.已知一个绳位移控制系统的两种驱动方案分别如图a和b所示。

（1）试分析两种方案的特点；

（2）画图说明方案（a）减速器滚筒驱动测量位移的方法。

9.某部门欲开发一款用于能在生产线上与人协作的机械手，请制订出该款机械手产品的开发设计流程。

10.假定你在设计一套典型的机电一体化系统，比如智能工业机械手，请制订出概念设计的流程。