mooc机电一体化系统设计_3课后答案(慕课2023完整答案)

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第1章机电一体化技术导论

第1章练习题

1、机电试说明机电一体化的体化含义。

2、系统机电一体化的设计主要支撑技术有哪些，它们的课后作用如何？

3、已知数控机床控制系统，答案答案说明图中的慕课各部分属于机电系统的哪一个基本要素？

4、为什么采用机电一体化技术可以提高系统的完整精度?

5、请翻译附件中英文的机电前言。（教学班按学号1-10号翻译1.1；11-20号翻译1.2；21号及以后翻译1.3）

第2章机电一体化单元技术（精密传动技术和传感检测技术）

2.1精密机械技术练习题

1、体化一、系统填空题： 1.对直线导轨副的设计基本要求是_______________、_____________________、课后____________________、答案答案__________________和平稳。慕课 2.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______________________、_____________________、质量最小原则。 3.液压系统的伺服控制元件主要有 和 。 4.滚珠丝杠中滚珠的循环方式：_____________，_____________。

2、二、选择及判断题 1.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 2.影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差。（ ） 3.螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素。（ ） 4.滚珠丝杆不能自锁。（ ） 5.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。（ ）

3、三、机电一体化系统对传动机构的基本要求是什么？

4、四、已知某4级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为Φ1=△Φ2=…=△Φ8=0.005rad，各级减速比相同，即i1=i2=…=i4=1.5，求：（1）该传动系统的最大转角误差△Φmax；（2）为缩小△Φmax应采取何种措施？

5、五、简述机电一体化系统中的执行元件的分类及其特点。

6、六、齿轮传动中齿侧间隙对系统有何影响，如何消除圆柱直齿轮的齿侧间隙？

7、七、请分析下面差动螺旋传动基本原理。假设两段螺纹旋向相同，导程分别为Ph1和Ph2。

2.2传感检测技术练习题

1、一、填空题 1.某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001弧度，则莫尔条纹的宽度是_____________。 2.采样/保持器在保持阶段相当于一个“____________________________”。 3.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。 4.常用传感器主要分为 、 、 三种形式 5.机电一体化产品中需要检测的物理量分成_________和________两种形式。

2、二、简述各类传感器的特性及选用原则。

3、三、简述采样/保持器原理 。

4、四、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？

5、五、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？

6、六、试简述光电式转速传感器的测量原理。

第2章机电一体化单元技术（伺服驱动技术）

2.3伺服驱动技术练习题

1、一、选择题 1.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（ ）等五个部分。 A.换向结构 B.转换电路 C.存储电路 D.检测环节 2.以下可对异步电动机进行调速的方法是（ ）。 A.改变电压的大小 B.改变电动机的供电频率 C.改变电压的相位 D.改变电动机转子绕组匝数 3.步进电动机，又称电脉冲马达，是通过 （ ）决定转角位移的一种伺服电动机。 A.脉冲的宽度 B.脉冲的数量 C.脉冲的相位 D.脉冲的占空比 4.对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（　　　）。 A.1<s<2 B.0<s<1 C.-1<s<1 D.-1<s<0 5.PWM指的是（ 　）。 A.机器人 B.计算机集成系统 C.脉宽调制 D.可编程控制器

2、二、判断题 1.对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（ ） 2.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。（ ） 3.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。（ ） 4.步进电机的最大动态转矩小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而降低。（ ） 5.步进电机转动后，其输出转矩随所工作频率增高而增加。（ ）

3、三、三相变磁阻式步进电动机，转子80个齿。(1)要求电动机转速为60r/min,单双拍制通电，输入脉冲频率为多少?(2)要求电动机转速为100r/min，单拍制通电，输入脉冲频率为多少?

4、四、有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求：①步进电机的步距角②脉冲电源的频率。

5、五、步进电动机是什么电机？它的驱动电路的功能是什么?

6、六、伺服控制系统一般包括哪几个部分？每部分能实现何种功能？

7、七、简述直流伺服电动机的PWM调速换向的工作原理。

第3章机电一体化的计算机控制技术（一）

第3章练习题

1、1.选择题：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.PLC C.PC机 D.工控机

2、2.选择题：PD称为（ ）控制算法。 A.比例 B.比例微分 C.比例积分 D.比例积分微分

3、3.选择题：在伺服系统中，如要提高系统无静差度，可采用串联（ ）。 A.PI校正 B.P校正 C.PD校正 D.D校正

4、4.选择题：无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是（ ）检测装置的精度。 A.低于 B.等于 C.高于 D.没有一定关系

5、5.选择题：简单开关输入接口设计中，下面（ ）不是开关的消抖方法。 A.硬件消抖 B.软件消抖 C.通过程序输入信号处理 D.操作员的操作方法

6、6.填空题：计算机在控制中的应用方式主要有 、__________、________和分级计算机控制系统。

7、7.填空题：STD总线的A/D 转换接口模板中，除A/D 转换器及STD总线接口逻辑外，还应有 与 。

8、8.简答题：单片机、工业PC、PLC是目前应用极广泛的控制器，三者的异同点是什么？至少从三个方面。

9、9.简答题：PLC的硬件系统主要由那几部分组成？各部分的作用是什么？

10、10.简答题：常用的PID整定方法有哪些，并简述基本过程（不少于2种）。

11、11.程序题：采用PLC设计二台电动机A、B工作的系统。 （1） 按钮X1为A电动机起动，按钮X2为A电动机停止（输出Y1）； （2） 按钮X3为B电动机起动，按钮X4为B电动机停止（输出Y2）； （3） 只有A电动机在工作中，B电动机才能工作。 要求：画出梯形图，写出助记符指令程序（特别说明，以上为一个系统的三个要求，而不是要设计三个系统）。

第4章机电一体化系统的建模与仿真

第4章练习题

1、1.选择题在MATLAB的simulink环境中，下面图形表示（ ） A.数值积分器 B.传递函数 C.积分器 D.状态空间

2、2.选择题在MATLAB的simulink环境中，下图表示（ ） A.输入端口模块 B.输出端口模块 C.常数模块 D.信号发生器模块

3、3.选择题：在MATLAB的simulink环境中，下面图形表示（ ） A.输入端口模块 B.常数模块 C.阶跃模块 D.输出端口模块

4、4.选择题：在MATLAB的simulink环境中，下面图形表示（ ） A.常数模块 B.输入端口模块 C. 输出端口模块 D.增益模块

5、5.选择题：在MATLAB的simulink环境中，下面图形表示（ ） A.加法模块 B.减法模块 C.乘法模块 D.除法模块

6、6.选择题：在MATLAB的simulink环境中，下面图形表示（ ） A.输入端口模块 B.输出端口模块 C.常数模块 D.增益模块

7、7.选择题：在MATLAB的simulink环境中，下面图形表示（ ） A.输出端口模块 B.电视机模块 C.示波器模块 D.展示模块

8、8.选择题：（ ）是系统仿真的基础，也是系统仿真中首先要解决的问题。 A.系统模型 B.物理模型 C.数学模型 D.描述模型

9、9.选择题：直流伺服电动机通常可以近似为一阶惯性环节，其过渡过程的快慢主要取决于（ ）。 A.机电时间常数 B.机械系统时间常数 C.电磁时间常数 D.粘性阻尼系数

10、10.按照控制水平分类，通用工业机器人属于（ ）。 A.点位控制机器人 B.连续路径控制机器人 C.离散路径控制机器人 D. 控制路径机器人

11、11.填空题：系统模型是对系统的特征与变化规律的一种 ，是人们用于认识事物的一种手段或工具。

12、12.填空题：系统模型一般包括 、 和 三种类型。

13、13.填空题：对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须 系统的固有频率。

14、14.建模题：已知质量-弹簧-阻尼器系统如图所示，其中质量为8kg，弹簧系数为3N/m，阻尼器系数为0.2Ns/m，用MATLAB建立状态方程模型。

15、15.程序题：用MATLAB建立零极点模型

16、

第5章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术

第5章练习题

1、1.填空题：接口的基本功能主要有数据 、 、 。

2、2.填空题：工作接地分为 、 。

3、3.填空题：典型开关量 I/O 模板的 I/O 电气接口的主要功能有 、 、 和 。

4、4.填空题：电磁干扰有 、 、 三种形式

5、5.简答题：接地系统分为几大类？

6、6.简答题：接口的定义及作用是什么？

7、7.简答题：什么是电磁兼容性？

8、8.分析题：下图中虚线框中的部分是什么元件？其作用是什么？

学习通机电一体化系统设计_3

在现代工业生产中，机电一体化系统的应用越来越广泛。这种系统集成了机械、电气、控制等多学科技术，可以实现自动化生产和优化生产流程，提高生产效率和质量。本文将介绍学习通机电一体化系统设计_3的相关内容。

一、系统设计

系统设计是机电一体化系统开发过程的重要环节。在设计过程中，需要根据生产工艺和生产过程的要求，选择合适的机械、电气、控制等设备，进行组合和协调，形成一个完整的系统。

机电一体化系统设计需要考虑以下几个方面：

1. 系统功能：根据生产要求设计系统的功能模块，确定各模块的功能和性能指标。
2. 系统结构：确定系统的结构框架，包括硬件设备和软件设计。
3. 系统控制：设计系统的自动控制模块，实现系统的自动化控制。
4. 系统安全：考虑系统运行中的安全性和可靠性。

二、系统调试

系统设计完成后，需要进行调试和测试。调试的目的是检查系统的各个模块是否能正常协调工作，同时对系统进行优化和改进。

机电一体化系统调试包括以下几个方面：

1. 硬件调试：检查各设备的接线和功能，包括机械部分、电气部分和传感器等。
2. 软件调试：调试系统的程序代码和控制算法，保证系统能正常运行。
3. 系统集成调试：对整个机电一体化系统进行测试，检查各模块的协调工作和运行性能。

三、系统优化

机电一体化系统的优化是一个不断改进的过程，可以通过调整系统的结构、参数、控制算法等方式，优化系统的性能和效率。

系统优化的主要内容包括以下几个方面：

1. 结构优化：对系统的结构进行优化，减少系统的能耗和成本。
2. 参数优化：根据实际情况，调整系统的参数，达到最优化的效果。
3. 控制算法优化：优化控制算法，提高系统的控制精度和稳定性。
4. 数据采集和分析优化：通过对数据的采集和分析，实现对系统运行状态的监测和优化。

四、应用案例

机电一体化系统的应用案例非常丰富，下面介绍几个实际应用案例。

1. 汽车生产线机电一体化系统

汽车生产线是一个典型的机电一体化系统，它集成了机械、电气、控制等多学科技术，可以实现自动化生产和优化生产流程，提高生产效率和质量。

2. 包装生产线机电一体化系统

包装生产线也是一个典型的机电一体化系统，它可以实现自动化包装，提高包装速度和质量，并且可以根据不同的包装要求进行定制化设计。

3. 焊接机器人机电一体化系统

焊接机器人是一个典型的机电一体化系统，它可以实现自动化焊接，提高焊接效率和质量，并且可以根据不同的焊接要求进行定制化设计。

总结

机电一体化系统是现代工业生产的重要技术之一，它可以实现自动化生产和优化生产流程，提高生产效率和质量。机电一体化系统的设计、调试和优化是一个不断改进的过程，需要根据实际情况和生产需求进行持续优化和改进。

中国大学机电一体化系统设计_3

随着科技的发展，机电一体化已经成为了现代制造业的一个重要趋势。在中国大学，机电一体化系统设计也成为了一个热门的课题。本文将介绍中国大学机电一体化系统设计的一些相关内容。

1. 机电一体化的定义

机电一体化是指机械、电子、计算机等技术融合的一种全新的技术形态。它是以集成电路技术和信息处理技术为核心，以机械工程、电子工程、计算机科学等为支撑，以控制理论、人机工程学、传感技术、智能化技术等为特色的一种综合技术。机电一体化系统设计是以机电一体化技术为基础，依据系统工程的原理和方法，综合运用机械、电子、计算机等技术，设计并实现机电一体化系统的过程。

2. 机电一体化系统设计的步骤

机电一体化系统设计的步骤如下：

1. 确定系统的功能和性能要求。
2. 确定系统的结构，包括模块划分、功能分配、接口设计等。
3. 进行系统分析和设计，包括机械设计、电子设计、软件设计等。
4. 进行系统集成和测试。
5. 进行系统调试和运行。
6. 进行系统维护和改进。

3. 机电一体化系统设计的应用

机电一体化系统设计可以应用于各种领域，包括工业、农业、医疗、环保等。在工业领域，机电一体化系统可以用于自动化生产线、机器人、智能仓储等；在农业领域，机电一体化系统可以用于自动化种植、智能养殖等；在医疗领域，机电一体化系统可以用于手术机器人、医疗器械等；在环保领域，机电一体化系统可以用于智能垃圾分类、水处理等。

4. 中国大学机电一体化系统设计的前景

中国大学机电一体化系统设计的前景非常广阔。随着工业4.0的到来，机电一体化技术将会得到更广泛的应用。同时，中国提出了“中国制造2025”的计划，机电一体化技术也是实现这一计划的关键。未来，机电一体化系统设计将会涉及更多的领域，包括智能家居、智慧城市等。

5. 结语

机电一体化技术是现代制造业的一个重要趋势，中国大学机电一体化系统设计也是一个非常重要的课题。希望未来有更多的学生能够加入到这个领域，共同推动机电一体化技术的发展。