1118本科2015機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)

試卷代號：1118

國家開放大學(xué)(中央廣播電視大學(xué))2015年春季學(xué)期“開放本科”期末考試

機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)試題

2015年7月

一、單選題(每小題3分，共24分)

1．機電一體化技術(shù)是以()技術(shù)為核心，強調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成的綜合性技術(shù)。

A．自動化

C．機械

B．電子

D．軟件

2．多級齒輪傳動中，各級傳動比相等的分配原則適用于按(

A．最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則

)設(shè)計的傳動鏈。

B．輸出軸的轉(zhuǎn)角誤差最小原則

C.小功率裝置的重量最輕原則

D．大功率裝置的重量最輕原則

3．下列哪項指標是傳感器的動特性?(

)

A．量程

B．線性度

C.靈敏度

D．幅頻特性

4．有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進電機定子勵磁繞

組，已知轉(zhuǎn)子有24個齒，步進電機的步距角是()。

A．0．6o

C．1．5o

B．1．2o

D．2o

5．計算機控制系統(tǒng)實際運行時，需要由用戶自行編寫(

靈活性

)，具有實時性、針對性、

和通用性。

A.應(yīng)用軟件

C．系統(tǒng)軟件

B．開發(fā)軟件

D．實時軟件

6．PID控制算法中，微分調(diào)節(jié)器的主要作用是(

)。

A.消除靜差

C．減小振蕩

B．加快響應(yīng)

D．提高穩(wěn)定性

7．含有微處理器，可進行程序編制或適應(yīng)條件變化的接口是(

)。

A.零接口

B．被動接口

D．智能接口

C．主動接口

8．HRGP-1A噴漆機器人中的旋轉(zhuǎn)變壓器屬于系統(tǒng)中的(

)。

A．能源部分

C．控制器

B．測試傳感部分

D．執(zhí)行機構(gòu)

二、判斷題(正確的打√，錯誤的打X，每題3分，共30分)

9．機電一體化產(chǎn)品不僅是人的肢體的延伸，還是人的感官與頭腦功能的延伸，具

有“智能化”的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)差別。(

)

10．采用偏心軸套調(diào)整法對齒輪傳動的側(cè)隙進行調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡單，且可以自動補償

側(cè)隙。

(

)

11．伺服驅(qū)動系統(tǒng)在控制信息作用下提供動力，伺服驅(qū)動包括電動、氣動、液壓等

各種類型的驅(qū)動裝置。(

)

12．永磁型步進電動機即使其定子繞組斷電也能保持一定轉(zhuǎn)矩，故具有記憶能力，

可用于定位驅(qū)動。(

)

13．直流伺服電動機的調(diào)速特性是電機轉(zhuǎn)速與其輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。(

)

14．自動控制是在人直接參與的情況下，通過控制器使被控對象或過程自動地按照

預(yù)定的規(guī)律運行。(

)

15．無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是低于檢測裝置的精度。(

)

16．PLC完善的自診斷功能，能及時診斷出PLC系統(tǒng)的軟件、硬件故障，并能保護

故障現(xiàn)場，保證了PLC控制系統(tǒng)的工作安全性。(

)

17．現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法是將系統(tǒng)劃分為硬件和軟件兩個獨立的部分，然后

按各自的設(shè)計流程分別完成。(

)

18．反求設(shè)計是建立在概率統(tǒng)計基礎(chǔ)之上，主要任務(wù)是提高產(chǎn)品的可靠性，延長使

用壽命，降低維修費用。(

)

三、簡答題(每小題8分，共24分)·

19．簡述完善的機電一體化系統(tǒng)五大組成要素。

20．什么是傳感器的校準?并簡述如何進行校準?

21．機電一體化系統(tǒng)仿真在系統(tǒng)設(shè)計過程中所起的作用是什么?

四、計算題(10分)

22．現(xiàn)有如下圖所示的雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程為l＝6mm、

0

左端齒輪齒數(shù)為100．右端齒輪齒數(shù)為98。當兩端轉(zhuǎn)向相同時，一端的外齒輪相對于另一端

的外齒輪轉(zhuǎn)過2個齒時，試求兩個螺母之產(chǎn)生的相對軸向位移?

五、綜合題(12分)

23．假定你在設(shè)計一套典型的機電一體化系統(tǒng)，比如數(shù)控機床，請制訂出概念設(shè)計

的流程。

試卷代號：1118

國家開放大學(xué)(中央廣播電視大學(xué))2015年春季學(xué)期“開放本科”期末考試

機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)試題答案及評分標準

(供參考)

2015年7月

一、單選題(每題3分，共24分)

1．B

5．A

2．C

6．B

3．D

7．D

4．C

8．B

二、判斷題(每題3分，共30分)

9．√

14．X

10．X

11．√

16．√

12．√

17．X

13．X

18．X

15．√

三、簡答題(每小題8分，共24分)

19．答：機電一體化系統(tǒng)是由機械本體和動力系統(tǒng)，檢測傳感系統(tǒng)和執(zhí)行部件，信

息處理及控制系統(tǒng)五部分相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。

20．答：傳感器在使用前、使用中或擱置一段時間再使用時必須對其性能參數(shù)進行

復(fù)測或做必要的調(diào)整和修正，以確保傳感器的測量精度，這個復(fù)測調(diào)整過程稱為校準。

為了對傳感器有一個長期的、穩(wěn)定的和高精度的基準，在一些測量儀器中特別是內(nèi)

部裝有微處理器的測量儀器中，很容易實現(xiàn)自動校準功能。對傳感器進行校準時，需要精度

比它高的基準器，這種基準器受時間的推移和使用的磨損等因素的影響，參數(shù)會隨之改變。

因此對這種基準器還要用更高精度的基準器來定期校準。

21．答：在進行項目的設(shè)計和規(guī)劃時，往往需要對項目的合理性、經(jīng)濟性等品質(zhì)加

以評價；在系統(tǒng)實際運行前，也希望對項目的實施結(jié)果加以預(yù)測，以便選擇正確、高效的運

行策略或提前消除設(shè)計中的缺陷，最大限度地提高實際系統(tǒng)的運行水平。采用仿真技術(shù)可以

省時、省力、省錢地達到上述目的。

四、計算題(10分)

22．解：左端外齒輪旋轉(zhuǎn)一周，螺母軸向移動6mm，則每轉(zhuǎn)一個齒，螺母的軸向

移動6／100＝0.06mm；

右端外齒輪旋轉(zhuǎn)一周，螺母軸向移動6mm，則每轉(zhuǎn)一個齒，螺母的軸向移動6／

98=0.0612mm；

當兩端轉(zhuǎn)向相同時：一端的外齒輪相對于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過1個齒時，相對移動

的軸向距離為0.0612—0.06=0.012(mm)，所以當一端的外齒輪相對于另一端的外齒輪轉(zhuǎn)過2

個齒時相對移動的軸向距離為(0.0612—0.06)*2=0.0024(mm)。

五、綜合題(12分)

23．解：產(chǎn)品概念設(shè)計決定性地影響產(chǎn)品創(chuàng)新過程中后續(xù)的產(chǎn)品詳細設(shè)計、產(chǎn)品生

產(chǎn)開發(fā)、產(chǎn)品市場開發(fā)以及企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。產(chǎn)品概念設(shè)計包含以下流程：

(1)首先是將設(shè)計任務(wù)抽象化，確定出系統(tǒng)的總功能；(2分)

(2)根據(jù)系統(tǒng)的總功能要求和構(gòu)成系統(tǒng)的功能要素進行總功能分解，劃分出各功能

模塊，將總功能分解為子功能，直到分解到不能再分解的功能元，形成功能樹；確定它們之

間的邏輯關(guān)系；(2分)

(3)對各功能模塊輸入／輸出關(guān)系進行分析，確定功能模塊的技術(shù)參數(shù)和控制策略、

系統(tǒng)的外觀造型和總體結(jié)構(gòu)；(2分)

(4)尋找子功能(功能元)的解，并將原理解進行組合，形成多種原理解設(shè)