内容发布更新时间 : 2024/5/3 22:27:35星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1、什么是机电一体化？机电一体化系统的功能构成和定义是什么？

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化系统的功能构成：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。

机械本体：系统所有功能元素的机械支持结构，包括机身、框架、联接等。 动力与驱动部分：按照系统控制要求，为系统提供能量和动力使系统正常运行。 执行机构：根据控制信息和指令，完成要求的动作。 传感测试部分：对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，变成可识别信号，传输到信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。

控制及信息处理部分：将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令控制整个系统有目的地运行。

2、简要叙述机电一体化系统的共性关键技术。

机械设计技术、计算机与信息处理技术、系统技术、自动控制技术、传感与检测技术、伺服传动技术

3、试举出十例典型的机电一体化产品。

数控机床、工业机器人、发电机控制系统、全自动洗衣机、线切割机

、电火花加工机床、超声波加工机、激光测量仪、自动探伤机、CT扫描诊断机、自动售货机、传真机、录音机、复印机、磁盘存储器。 4、常用的机械传动机构有哪些？各有何特点？

传动机构种类：齿轮传动副、滚珠丝杠副传动系统、同步齿形带、谐波齿轮减速器、软轴传动、联轴器、滚珠花键等机构。 滚动丝杠副的特点：

（1）传动效率高、摩擦损失小。 （2）定位精度高，刚度好。

（3）运动平稳，无爬行现象，传动精度高。 （4）运动具有可逆性。 （5）磨损小，使用寿命长。 （6）制造工艺复杂。 （7）不能自锁。 同步带传动的特点

（1）能方便地实现较远中心距的传动； （2）工作平稳，能吸收振动；

（3）不需要润滑，耐油、水、耐高温，耐腐蚀，维护保养方便； （4）强度高，厚度小，重量轻；

（5）中心距要求严格，安装精度要求高； （6）制造工艺复杂，成本高。 谐波齿轮传动的特点 （1）传动比大。 （2）承载能力大。 （3）传动精度高。

（4）可以向密封空间传递运动或动力。 （5）传动平稳 。

（6）传动效率高 。

（7）结构简单、体积小、重量轻。 （8）柔轮和波发生器制造复杂。 （9）传动比下限值较高。

（10）不能做成交叉轴和相交轴的结构。 5、滑动导轨和滚动导轨各有何特点?

滚动导轨的特点：①摩擦系数小（0.003-0.005），运动灵活。 ②动、静摩擦系数基本相同，启动阻力小，不易产生爬行现象。 ③可以预紧，刚度高。④寿命长。⑤精度高。 ⑥润滑方便，一次装填润滑脂，长期使用。 滑动导轨的特点：①摩擦系数大，运动不灵活。

②易产生爬行现象。③刚度低。④承载能力小。⑤耐磨性较差。⑥结构工艺性好。

6、画图分析说明三极管型光电耦合隔离器的工作原理,并分析说明光耦隔离器的主要功用。 光电耦合隔离器的输入输出存在着截止区、饱和区与线性区三部分。

利用光耦隔离器的开关特性（即光敏三极管工作在截止+5V+5V区、饱和区），可传送数字信号而隔离电磁干扰，简称对数字信号进行隔离。 应用： +数字量输入输出通道中及模拟量输入输出通道中的

输出端A/D转换器与CPU或CPU与D/A转换器之间的数字信号输入端的耦合传送。

7、对比分析说明三极管输出驱动、继电器输出驱动与固态继电器输出驱动电路的特点。

三极管输出驱动：适用低压小电流开关量，输出电流就是输入电流与三极管增益的乘积。 继电器输出驱动：控制电流一定要大于继电器的吸合电流

固态继电器驱动电路：体积小、开关速度快、无机械噪声、无抖动和回跳、寿命长等 8、光栅莫尔条纹是怎样产生的？它具有哪些特点？ 将标尺光栅和指示光栅重叠在一起，并使他们的刻线之间形成一个很小的夹角，由于遮光效应，在黑光栅相交处，刻线聚集较密，形成暗带，其他刻线较稀，形成亮带，在光栅垂直方向上出现明暗相间的条纹，就形成了光栅莫尔条纹。

特点：放大作用，使栅距的节距误差平均化；莫尔条纹的移动与栅距成正比；根据莫尔条纹的移动方向可以辨别光栅的移动方向。

9、常见机械位移传感器主要有哪些？并简述各自特点。 电阻式线位移传感器：

电感式线位移传感器：动态范围宽，分辨率高，线性度好，回程误差较大等特点。 电容式线位移传感器：结构简单，动态特性好，灵敏性高等特点。 编码式线位移传感器：分辨率不高，易于造成编码错误。

电阻式角位移传感器：结构简单、动态范围大、输出信号强、在圆弧形电阻器各段电阻率不一致，易于造成误差。

旋转变压器角位移传感器：精度高、可靠性好。 电容式角位移传感器：检测精度高 磁电式角位移传感器：

１０、设计一步进电机开环控制的系统，已知系统的脉冲当量为0.01MM,采用步进电机直接联丝杠的驱动方式.丝杠的螺距为6MM,试问:（10分） （1）步进电机的步距角选多大为佳?

（2）当采用五相十拍的混合步进电机时,如果要使工作台的移动速度达到2米/分,步进电机的运行频率是多少?

（3）如果选定的步进电机矩-频特性见下表,当系统等效到电机轴的负载转矩为3.5N.M时,该电机能否以(2)所求得的运行频率顺利启动?如果不可以在不改动所选择的电机情况下可以采取哪些措施来满足要求?