機電一體化技術(shù)考試總結(jié)

1.機電一體化的定義：機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息機電一體化技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行有機地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技術(shù)。

2.機電一體化的幾個要素：機械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器檢測部分、控制及信息處理部分。3.機電一體化系統(tǒng)的組成：機械本體、動力與驅(qū)動、傳感器檢測部分、執(zhí)行機構(gòu)、控制及信息單元、接口耦合與能量轉(zhuǎn)換、信息控制、運動傳遞。

4.機電一體化關(guān)鍵技術(shù)：機械技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。

5.機電一體化技術(shù)與其它技術(shù)的區(qū)別：

1)與傳統(tǒng)機電技術(shù)的區(qū)別：傳統(tǒng)機電技術(shù)的操作控制主要通過具有電磁特性的各種電器來實現(xiàn)，在設(shè)計中不考

慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系；機械本體和電氣驅(qū)動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機

控制。機電一體化技術(shù)以計算機為控制中心，在設(shè)計過程中強調(diào)機械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個裝置在計算機控制下具有一定的智能性。

2)與并行工程的區(qū)別：機電一體化技術(shù)將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)和檢測技術(shù)在設(shè)計和制造階段就有

結(jié)合在一起，十分注意機械和其他部件之間的相互作用。而并行工程將上述各種技術(shù)盡量在各自范圍內(nèi)齊頭并進，只在不同技術(shù)內(nèi)部進行設(shè)計制造，最后通過簡單疊加完成整體裝置。

3)與自動控制技術(shù)的區(qū)別：自動控制技術(shù)的側(cè)重點是討論控制原理、控制規(guī)律、分析方法和自動系統(tǒng)的構(gòu)造等。

機電一體化技術(shù)將自動控制原理及方法作為重要支撐技術(shù)，將自控部件作為重要控制部件應(yīng)用自控原理和方法，對機電一體化裝置進行系統(tǒng)分析和性能測算。

4)與計算機應(yīng)用技術(shù)的區(qū)別：機電一體化技術(shù)只是將計算機作為核心部件應(yīng)用，目的是提高和改善系統(tǒng)性能。

計算機在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用僅僅是計算機應(yīng)用技術(shù)的一部分，它還在辦公、管理及圖像處理等方面得到廣泛應(yīng)用。機電一體化技術(shù)研究的是機電一體化系統(tǒng)，而不是計算機應(yīng)用本身。

6.機電一體化系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)的類型：開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計、變參數(shù)設(shè)計。7.機械傳動部分：

1)基本要求：高精度、快速響應(yīng)、穩(wěn)定性良好。

2)組成：傳動機構(gòu)、導向機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)。3)總傳動比的確定：imL"m"L""m""L

8.傳動鏈的級數(shù)和各級傳動比的分配：

1)等效轉(zhuǎn)動慣量的最小原則：小功率傳動裝置：i=i1*i2*i3前小后大原則；大功率傳動裝置：i=i1*i2*i3前大后小原則；2)質(zhì)量最小原則：

3)輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則：

9.死區(qū)：啟動的時候無法克服阻力的現(xiàn)象。

爬行：周期性時停時走或時慢時快的運動現(xiàn)象。

空回：就是當主傳動機構(gòu)改變運動方向時,從動機構(gòu)滯后的一種現(xiàn)象。10.機械性能參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響：

1)阻尼的影響：當阻尼比ξ=0時，系統(tǒng)處于等幅持續(xù)震蕩狀態(tài)；當ξ>=1時，系統(tǒng)為臨界阻尼或過阻尼系統(tǒng)；

當04)齒輪齒條傳動：雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法。

5)螺旋傳動消隙法：利用單向作用力、利用調(diào)整螺母、利用塑料螺母。6)滾珠絲杠消隙法：墊片調(diào)隙式、螺紋調(diào)隙式、齒差調(diào)隙式。

12.螺旋傳動的特點：降速傳動比大、具有增力作用、能自鎖、效率低磨損快。

滾珠螺旋傳動的特點：運動效率高、運動精度高、具有傳動的可逆性，但不能自鎖、制造工藝復(fù)雜，成本高，但使用壽命長，維護簡單。

13.滾珠循環(huán)方式：內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)（螺旋槽式、插管式、端蓋式）

滾動化發(fā)展：滾珠導軌、滾柱導軌、靜壓導軌。

14.檢測系統(tǒng)：

1)檢測的作用：用于檢測相關(guān)外界環(huán)境及產(chǎn)品自身狀態(tài)，為控制環(huán)節(jié)提供判斷和處理依據(jù)的信息反饋環(huán)節(jié)。

2)常用傳感器的工作原理及適用場合：

電位器傳感器：變電阻原理，作用測大行程往返式位移；渦流式傳感器：測位移，分為高頻和低頻；光柵位移傳感器：測測位移。

轉(zhuǎn)速傳感器：編碼器測轉(zhuǎn)速，電渦式轉(zhuǎn)速傳感器（非接觸式），必須有槽才能用；遮斷式光電開關(guān)，反射

型光電開關(guān)，定區(qū)域式光電開關(guān)（流水線計數(shù)），霍爾傳感器。加速度傳感器：最常用壓電式；電容式。

流體壓強傳感器：膜式壓強傳感器，筒式壓強傳感器。

3)檢測的器具：傳感器。

4)傳感器的構(gòu)成：敏感元件、傳感原件、基本轉(zhuǎn)換電路。

5)傳感器的分類：按測定對象：位移、力、力矩、轉(zhuǎn)速、振動、加速度、溫度、壓力、流量、流速；按原理分：電阻、電容、電感、光柵、熱電偶、超聲波。6)穩(wěn)定性包括：穩(wěn)定度、環(huán)境影響量。

7)傳感器的性能靜態(tài)：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、分辨率、零漂、分辨力、重復(fù)特性、精度。傳感器的動態(tài)特性：傳感器測量動態(tài)信號時，輸出對輸入的響應(yīng)特性。

8)壓電效應(yīng)：當某些材料在某一方向被施加壓力或拉力時，會產(chǎn)生變形，并且在材料的某一相對表面產(chǎn)生符號相反的電荷，當去掉外力后，它又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。

9)電渦流效應(yīng)：當線圈輸入一交變電流時便產(chǎn)生交變磁通量，金屬板在此交變磁場中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電

流在金屬體內(nèi)是閉合的，所以稱之為渦電流或渦流。

10)霍爾效應(yīng)：半導體薄片置于磁感應(yīng)強度為B的磁場中，磁場方向垂直于薄片，當有電流I通過薄片時，在垂

直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢E，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。15.控制原理：

1)典型控制環(huán)節(jié)：比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分控制、慣性環(huán)節(jié)。

2)典型調(diào)節(jié)方法：開環(huán)控制、閉環(huán)控制、階躍響應(yīng)、PI、PD、PID。PID（比例-積分-微分）3)機電一體化中的工業(yè)控制計算機：單片微型計算機、可編程控制器、總線工控機。

16.伺服控制：

1)伺服系統(tǒng)的原理：伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確地位置、速度及動

力輸出的自動控制系統(tǒng)。

2)伺服系統(tǒng)組成部分：比較環(huán)節(jié)、控制器、執(zhí)行環(huán)節(jié)、被控對象、檢測環(huán)節(jié)。3)伺服執(zhí)行原件：交流電機、直流電機、步進電機。4)5)6)7)

伺服系統(tǒng)技術(shù)要求：調(diào)速范圍寬并且穩(wěn)定，位置精度高0.010.001，穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快。直流伺服電機特點：響應(yīng)快、精度高、但需要維護，交流伺服電機不需要維護，其他同直流。步進電機：反應(yīng)式、永磁式、混合式。步距誤差直接影響執(zhí)行部件的定位精度。

步距角可以用下公式計算：a=360o/kmzm相數(shù)z齒數(shù)單向雙相通電k=1，單雙向輪流通電k=2。8)最大靜轉(zhuǎn)矩：是指步進電機在某相始終通電而處于靜止不動狀態(tài)所能承受的最大外加轉(zhuǎn)矩。

9)最高運行頻率：步進電機不失步的情況下輸入的最高脈沖數(shù)。10)步進電機參數(shù)術(shù)語：步距角、拍數(shù)（單三拍、雙三拍、六拍）、相數(shù)、定位轉(zhuǎn)矩、靜轉(zhuǎn)矩。

11)步進電機工作原理性能：步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓�位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超

載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的�？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。

12)步進電機特性：步距誤差、最大靜轉(zhuǎn)矩、啟動矩頻特性、運行矩頻特性、最大相電壓相電流、最高運行頻率。13)步進電機控制與驅(qū)動：單電源驅(qū)動電路、雙電源驅(qū)動電路、斬波限流驅(qū)動電路。

14)步進電機的矩頻特性：步進電機連續(xù)運行時所能接受的最高工作頻率，他與步距角一起決定執(zhí)行部件的最大運行速度。

15)步進電機的調(diào)節(jié)特性：

17.干擾：

1)干擾三要素：干擾源、傳播途徑、接收載體。

2)抗干擾的措施：屏蔽、隔離、濾波、接地、軟件處理等。

3)干擾存在的形式：串模干擾、共模干擾。

4)干擾的耦合模式：靜電干擾、磁場耦合干擾、漏電耦合干擾、共阻抗干擾、電磁輻射干擾。18.符號：

1)FMC：柔性制造單元

FMS：柔性制造系統(tǒng)FML：柔性制造線FAL：柔性裝配線

CIMS：計算機集成制造系統(tǒng)RGV：有軌小車AGV：自動導向小車CAE：計算機輔助工程

CAPP：計算機輔助工藝編制CAQ：機輔助質(zhì)量管理

2)CIMS的功能構(gòu)成：管理功能、設(shè)計功能、制造功能、質(zhì)量控制功能、集成控制與網(wǎng)絡(luò)功能、

3)機器人共同點：機器人的動作機構(gòu)具有類似與人或其他生物的某些器官的功能、是一種自動機械裝置，可以

在無人參與下（獨立性），自動完成多種操作或動作功能，既具有通用性�？梢栽诰幊蹋�程序流程可變，既具有柔性（適應(yīng)性）、具有不同程度的智能型。4)機器人的機械配置形式最常見的是坐標：直角坐標、圓柱坐標、極坐標、關(guān)節(jié)型、平面關(guān)節(jié)型。

5)電火花加工必備條件：與工件的被加工表面之間必須保持一定間隙、必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進行、必須采用脈沖電源。6)刀具磨損破損檢測方法：刀具、工件尺寸及相對距離測定法、放射線發(fā)、電阻法、光學圖像法、切削力法、

切削溫度法、切削功率法、振動法、噪聲分析法、聲發(fā)射法、加工表面粗糙度法。7)自動化制造系統(tǒng)常用輔助設(shè)備：清洗站、去毛刺設(shè)備、切削和冷卻液的處理。

例題1已知一傳動系統(tǒng)JL=201*kg*m2,Jm=500kg*m2,傳動級數(shù)為n=3，試按傳動慣量最小原則，確定各級傳動比。

解：由負載角加速度最大原則確定總傳動比，i=由等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則分配

2313JLJm201*5002

1i12i22(21)3*i231(21)31.346

2*(i32)221=1.28

22(31)3i32*(i3)21=1.16

22驗算i=i1*i2*i3≈2滿足設(shè)計要求。

參考：

1.控制及信息處理單元一般由控制計算機、控制軟件和硬件接口電路組成。2.機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)機械技術(shù)檢測技術(shù)伺服技術(shù)信息技術(shù)等在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上有機的加以綜合，實現(xiàn)整個機械系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作而建立的一門新的科學技術(shù)。3.機電一體化產(chǎn)品按用途可以劃分為民用機電一體化、辦公機電一體化和產(chǎn)業(yè)機電一體化產(chǎn)品。4.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量管理主要體現(xiàn)在質(zhì)量目標管理、實行可行性設(shè)計和進行設(shè)計質(zhì)量評審三個方面。5.機電一體化系統(tǒng)中，機械傳動要滿足伺服控制在精度、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性-等方面的要求。6.機電一體化的機械系統(tǒng)設(shè)計主要包括兩個環(huán)節(jié)靜態(tài)設(shè)計、動態(tài)設(shè)計。7.在機電一體化系統(tǒng)的驅(qū)動裝置中，位于前向通道閉環(huán)之內(nèi)的環(huán)節(jié)，其誤差的低頻分量對輸出精度基本無影響，而誤差的高頻分量-影響系統(tǒng)的輸出精度。8.機電一體化系統(tǒng)，設(shè)計指標和評價標準應(yīng)包括性能指標系統(tǒng)功能使用條件經(jīng)濟效益9.機電一體化系統(tǒng)中常見的軸承包括滾動軸承滑動軸承靜壓軸承磁軸承。10.機電一體化系統(tǒng)一般由機械本體動力與驅(qū)動、接口、執(zhí)行機構(gòu)傳感器檢測部分控制及處理部分等部分組成。11.在機電一體化中傳感器輸出電信號的參量形式可以分為:電壓輸出電流輸出頻率輸出三種形式。12.機電一體化產(chǎn)品中需要檢測的物理量分成電量和非電量兩種形式。13.機電一體化機械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的侍服性能，要求機械傳動部件轉(zhuǎn)動慣量小、阻力合理阻尼合理剛度大抗振性好間隙小并滿足小型、輕量等要求。14.機電一體化的核心是（控制器）15.機電一體化技術(shù)歸納為機械技術(shù)檢測傳感技術(shù)信處理技術(shù)自動控制技術(shù)伺服傳動技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)六個方面。16.從控制角度講，機電一體化可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。17.擬定機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計方案的方法有替代法、整體法、組合法。18.下列不屬于機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計方案的常用方法（個別設(shè)計法）A替代法B整體設(shè)計法C組合法19.衡量機電一體化系統(tǒng)可靠性高低的數(shù)量指標有概率指標和壽命指標。20.市場預(yù)測主要包括定期預(yù)測和定量預(yù)測方法。21.在多級傳動中，為了減小傳動誤差，傳動比的分配應(yīng)遵守前小后大原則。22.當負載折算到電機軸上的慣量等于轉(zhuǎn)子慣量時，系統(tǒng)能達到慣性負載和驅(qū)動力矩的最佳匹配。23.機械傳動系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)傳動精度的誤差可分為傳動誤差和回程誤差兩種。24.步進電動機又稱電脈沖馬達是通過脈沖的數(shù)量決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。25.對于交流感應(yīng)電動機其轉(zhuǎn)差率s的范圍為0

擴展閱讀：機電一體化 考試總結(jié) 習題答案

1.什么是機電一體化？各國的主要觀點有哪些？(P1~3)

答：機電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù)，在高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。

2.試述機電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機電技術(shù)的區(qū)別。(P2)

答：傳統(tǒng)機電技術(shù)的操作控制主要以電磁學原理的各種電器來實現(xiàn)，如繼電器、接觸器等，在設(shè)計中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系。機械本體和電氣驅(qū)動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機控制。機電一體化技術(shù)以計算機為控制中心，在設(shè)計過程中強調(diào)機械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個裝置在計算機控制下具有一定的智能性。

1．機電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)和計算機技術(shù)向機械工業(yè)滲透的過程中逐漸形成并發(fā)展起來的一門多學科領(lǐng)域交叉的新型綜合性學科，它是機械工業(yè)的發(fā)展方向。數(shù)控技術(shù)是機電一體化技術(shù)中的核心技術(shù)，機電一體化技術(shù)的另外一個重要表現(xiàn)形式是機器人技術(shù)。

2．系統(tǒng)論、信息論和控制論是數(shù)控技術(shù)的理論基礎(chǔ)，微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和精密機械技術(shù)就是數(shù)控技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)。

3．數(shù)字控制是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行可編程控制的自動化方法。

數(shù)控技術(shù)采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。它集計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)和機械制造技術(shù)等多學科、多技術(shù)于一體。

數(shù)控機床是采用數(shù)字控制技術(shù)對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。它能夠自動輸入載體上事先給定的數(shù)字量，并將其譯碼后進行必要的信息處理和運算后，控制機床動作并加工零件。CNC系統(tǒng)的核心是CNC裝置。

4．數(shù)控機床的優(yōu)勢：自動化程度高；效率高，操作人員少；精度高和質(zhì)量穩(wěn)定；廢品率低、工裝成本低；復(fù)雜零件加工；一機多用；便于建立通訊網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)企業(yè)信息化管理；附加值高

5．數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢：1.大功率、高精度2.高速度3.CNC智能化（a.適應(yīng)控制技術(shù)b.故障自診斷、自修復(fù)功能c.刀具壽命自動檢測和自動換刀功能d.模式識別技術(shù)e.智能化交流伺服驅(qū)動技術(shù)）4.具有高速、多功能的內(nèi)裝可編程機床控制器5.彩色CRT圖形顯示、人機對話功能及自我診斷功能6.采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng)。。。。。。。

3.試分析機電一體化系統(tǒng)的組成及相關(guān)技術(shù)。(P1~3)

答：機電一體化系統(tǒng)是多學科技術(shù)的綜合應(yīng)用，是技術(shù)密集型的系統(tǒng)工程。其技術(shù)組成包括：機械技術(shù)、檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等�，F(xiàn)代的機電一體化產(chǎn)品甚至還包含了光、聲、化學、生物等技術(shù)等應(yīng)用。4.一個典型的機電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含哪些幾個基本要素？

答：機電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分。我們將這些部分歸納為：結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素；這些組成要素內(nèi)部及其之間，形成通過接口耦合來實現(xiàn)運動傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換等有機融合的一個完整系統(tǒng)。

5.試述機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計方法。答：機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計過程中，一直要堅持貫徹機電一體化技術(shù)的系統(tǒng)思維方法，要從系統(tǒng)整體的角度出發(fā)分析研究各個組成要素間的有機聯(lián)系，從而確定系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設(shè)計方法，并用自動控制理論的相關(guān)手段，進行系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性分析，實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。

6.試述現(xiàn)代設(shè)計的概念。（P4）

設(shè)計這個詞有兩種概念。廣義的概念是指發(fā)展過程的安排，包括發(fā)展的方向、程序、細節(jié)和達到的目標。狹義的概念指的是將客觀需求轉(zhuǎn)化為滿足該需求的技術(shù)系統(tǒng)的活動，各種產(chǎn)品包括機械產(chǎn)品的設(shè)計即屬此類。

現(xiàn)代設(shè)計是過去長期的傳統(tǒng)設(shè)計活動的延伸和發(fā)展，是隨著設(shè)計實踐經(jīng)驗的積累，由個別到一般、具體到抽象、感性到理性，逐步歸納、演繹、綜合而發(fā)展起來的。由于科技進步的速度日益增快，特別是計算機技術(shù)的高速發(fā)展，人們在掌握事物的客觀規(guī)律和人的思維規(guī)律的同時，運用相關(guān)的科學技術(shù)原理，進行過去難以想象的綜合集成設(shè)計計算，使設(shè)計工作包括機械產(chǎn)品的設(shè)計過程產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。

8.現(xiàn)代設(shè)計方法有哪些？（P3～13）

現(xiàn)代設(shè)計方法門類眾多且不斷出新。可按所研究解決的問題性質(zhì)分為總體問題和個別性能問題兩大類：

1.研究總體設(shè)計的現(xiàn)代設(shè)計方法

(1)設(shè)計方法學(2)價值工程設(shè)計(3)優(yōu)勢設(shè)計（4)綠色設(shè)計(5)計算機輔助設(shè)計(6)并行工程設(shè)計(7)虛擬設(shè)計(8)反求工程設(shè)計(9)優(yōu)化設(shè)計及其發(fā)展(10)創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)2．研究產(chǎn)品性能的現(xiàn)代設(shè)計方法

(1)工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(2)模塊化設(shè)計(3)相似性設(shè)計(4)摩擦學設(shè)計(5)三次設(shè)計(6)人機工程設(shè)計(7)智能設(shè)計(8)動態(tài)設(shè)計(9)可靠性設(shè)計(10)有限元法(11)機械疲勞設(shè)計9.何為機電一體化系統(tǒng)的四視圖設(shè)計？（P13）功能視圖、結(jié)構(gòu)視圖、控制視圖和信息視圖

第二章

1.什么技術(shù)系統(tǒng)？什么是技術(shù)過程？什么是作業(yè)對象？(P27)

例如，為了得到某種復(fù)雜形狀的金屬零件，可通過編程在加工中心上對坯料進行加工。壞料是作業(yè)對象，加工中心是技術(shù)系統(tǒng)，所完成的加工過程是技術(shù)過程。

作業(yè)對象一般可分為三大類：物料、能量和信息

2.確定技術(shù)過程的一般步驟是什么？(P27)

1)根據(jù)信息集約和調(diào)研預(yù)測的資料，分析確定作業(yè)對象以及主要轉(zhuǎn)換要求。2)分析比較傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的理論和實踐，確定實現(xiàn)主要轉(zhuǎn)換的工作原理。

3)明確實現(xiàn)技術(shù)過程的環(huán)境和約束條件。環(huán)境是與技術(shù)系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的總和，包括經(jīng)濟條件、生產(chǎn)條件、技術(shù)條件、社會條件等。4)確定主要技術(shù)過程和其他輔助過程。

5)根據(jù)高效、經(jīng)濟、可靠、美觀、使用方便等原則，初步規(guī)定技術(shù)系統(tǒng)的邊界及工作范圍。

3.試述功能設(shè)計方法和主要步驟。(P28~30)

功能是對技術(shù)系統(tǒng)中輸入和輸出的轉(zhuǎn)換所作的抽象化描述。只有用抽象的概念來表述系統(tǒng)的功能，才能深入識別需求的本質(zhì)，辨明主題，發(fā)散思維，啟發(fā)創(chuàng)新，

總功能逐步分解為比較簡單的分功能，一直分解到不能再分解的功能元，形成功能樹(一)功能分析(二)功能元求解1．選擇工作原理2．構(gòu)思功能載體(三)方案綜合

4.功能設(shè)計的工具有哪些？（P30）1．設(shè)計目錄

(1)對象目錄(2)作業(yè)日錄(3)解法目錄2．知識庫

(1)數(shù)據(jù)庫(2)設(shè)計詞典(3)手冊

5.試分析設(shè)計與技術(shù)系統(tǒng)的關(guān)系。

設(shè)計若是為了對作業(yè)對象完成某種技術(shù)過程，設(shè)計對象就是人造技術(shù)系統(tǒng)。

第三章

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計有哪些內(nèi)容？（P78）

宏觀地看，結(jié)構(gòu)設(shè)計大致有以下三方面內(nèi)容:

(1)功能設(shè)計以各種具體的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的功能要求。(2)質(zhì)量設(shè)計兼顧各種要求和限制，提高機電一體化系統(tǒng)質(zhì)量和性能,

(3)優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計充分應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法系統(tǒng)地構(gòu)造設(shè)計優(yōu)化模型，用創(chuàng)造性設(shè)計思維方法進行機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)化和創(chuàng)新。

2.機電一體化系統(tǒng)中運動聯(lián)系結(jié)構(gòu)的基本單元有哪些？(P87)

需要聯(lián)軸器、減速、變速裝置及運動換向與轉(zhuǎn)換裝置等基本傳動結(jié)構(gòu)

3.滾動導軌副的品質(zhì)用那幾方面來衡量？(P108)

(1)導向精度導向精度是導軌副最基本的性能指標。移功件在沿導軌運動時，不論有無載荷，部應(yīng)保證移動軌跡的直線性及其位置的精確性。各種設(shè)備對導軌副的平面度，垂直度及等高、等距的要求都有相應(yīng)的規(guī)定或標準可以參照。

(2)耐磨性導軌副應(yīng)在預(yù)定的使用期內(nèi)，保持其導向精度。精密滾動導軌副的主要失效形式是磨損。因此，耐磨性是衡量滾動導軌副性能的主要指標之一。

(3)剛度為了保證足夠的剛度，應(yīng)選用最合適的導軌類型、尺寸及其組合。選用可調(diào)整間隙和能夠預(yù)緊的導軌副可以提高剛度。

(4)工藝性導軌副要便于裝配、調(diào)整、測量、防塵、潤滑和維修保養(yǎng)。

4.結(jié)構(gòu)設(shè)計品質(zhì)是指在那些方面應(yīng)注意的問題？（P116）

結(jié)構(gòu)設(shè)計品質(zhì)是指結(jié)構(gòu)強度和靜剛度、結(jié)構(gòu)動剛度、結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)工藝性等四大方面應(yīng)注意的問題

第四章

1.機電一體化系統(tǒng)中控制器的作用是什么？它的基本功能應(yīng)包括那些？(P149~150)

機電一體化機械的控制器是一個以計算機為核心的測量和控制系統(tǒng)它將來自各傳感器的檢測信號與外部輸人命令進行集中，存儲、分析、轉(zhuǎn)換，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。

它的基本功能應(yīng)包括以下幾點:1)實時的信息轉(zhuǎn)換和控制功能。2)人機交互功能。3)和機電部件接口的功能。4)對控制軟件運行的支持功能。

2.單板機模式的控制系統(tǒng)有哪些特點？(P150)

1)結(jié)構(gòu)形態(tài)的隨意性。2)空間位置的隨意性。3)形態(tài)規(guī)模的隨意性。4)最佳的經(jīng)濟性。

3.組合模式的控制系統(tǒng)有哪幾種模式？(P150~151)

采用商品化硬件模塊通過總線母板組合成控制系統(tǒng)．具有多種靈活的組成模式，它可以自成系統(tǒng)，即采用獨立模式；也可以方便地作為其他小型、微型計算機的前端控制機，或者組成分布式系統(tǒng)的典型的分散系統(tǒng)。

4.在工控機中對存儲器有哪些要求？(P153)

像個人計算機存儲代碼和數(shù)據(jù)供CPU或其他設(shè)備讀寫

(1)可靠性高即抗干擾能力強，能在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下準確進行讀寫操作。(2)實時性好能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)對存儲器訪問的要求。

(3)功耗低降低自然發(fā)熱造成的溫升，并可用電池供電。

(4)數(shù)據(jù)存儲器非易失性這并不是對全局存儲器的要求，但系統(tǒng)中至少有局部非易失數(shù)據(jù)段或程序代碼段，以便能長期保存數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)突然停電后再重新啟動時能迅速恢復(fù)現(xiàn)場運行

5.I/O子系統(tǒng)的作用是什么？按其物理量的形式分成哪兩大類？(P153~154)

控制器除了基本系統(tǒng)以外，還應(yīng)包括各種檢測、控制量的輸入輸出接口，這部分功能稱為I/O子系統(tǒng)。按其物理量的形式來分，一般可分成開關(guān)量(數(shù)字量)I/O即DI／DO、模擬量I/O即AI/AO兩大類。

6.什么是總線？控制系統(tǒng)中包括哪些總線？各總線作用是什么？(P154~155)

所謂總線是指一組信號線的集合，是一種按規(guī)定協(xié)議傳送信息的公共通道，由數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和電源總線組成。

7.簡述控制系統(tǒng)的基本組成。（P152～155）(一)中央處理單元(CPU)(二)存儲器

(三)機電一體化控制系統(tǒng)的I/O子系統(tǒng)(四)人--機接口(五)系統(tǒng)支持功能(六)總線

8.什么是計算機數(shù)控系統(tǒng)(CNC)？(P155)

計算機數(shù)控系統(tǒng)簡稱CNC系統(tǒng)，它是用計算機通過執(zhí)行其存儲器內(nèi)的程序來完成數(shù)控要求的部分或全部功能，并配有接口電路、伺服驅(qū)動的一種專用計算機系統(tǒng)。

9.計算機數(shù)控系統(tǒng)(CNC)由哪幾部分組成？(P155)

CNC系統(tǒng)由程序、輸入輸出設(shè)備、計算機數(shù)字控制裝置(CNC裝置)、可編程序控制器(PLC)、主軸驅(qū)動和進給驅(qū)動裝置等組成，

第五章

1.根據(jù)自動化機械的基本模型，簡述信息流主要集中在那些子系統(tǒng)中？(P195)

信息流主要集中在人機界面、檢測機構(gòu)和控制器。

2.現(xiàn)代機械和傳統(tǒng)機械最本質(zhì)的區(qū)別是什么？(P195)

現(xiàn)代機械和傳統(tǒng)機械最本質(zhì)的區(qū)別是現(xiàn)代機械中具有信息流。信息系統(tǒng)保證了機電一體化系統(tǒng)基本單元(MEE)的正確運行，也使許多基本MEE耦合組成復(fù)雜的機電一體化系統(tǒng)。

3.在機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中信息流的作用是什么？(P196)

信息系統(tǒng)保證了機電一體化系統(tǒng)基本單元(MEE)的正確運行，也使許多基本MEE耦合組成復(fù)雜的機電一體化系統(tǒng)。

信息流是軟件總體設(shè)計的基礎(chǔ)。

4.信息流是如何分類的？(P196)

從信息流的形態(tài)來分，信息流可以是借助于機、光、聲、電等介質(zhì)傳輸?shù)男盘�，也可以是語言、文字、圖表、圖像等抽象的信號，在計算機內(nèi)部則是數(shù)據(jù)表示的數(shù)據(jù)流。從信息流的功能來分，有控制信息流、檢測信息流、數(shù)據(jù)信息流、顯示信息流等。以信息流的流向來分，可分為輸入信息流、變換信息流、輸出信息流等。

5.分析信息流和數(shù)據(jù)流有什么意義？(P196)1)對機電一體化系統(tǒng)的工作原理和工作過程有深刻理解。

2)可對系統(tǒng)進行深入的總體分析與規(guī)劃，以達到解耦與集成的目的。

3)信息流是軟件總體設(shè)計的基礎(chǔ)。按軟件工程方法，從數(shù)據(jù)流可確定軟件的結(jié)構(gòu)，并定義此結(jié)構(gòu)中包含的程序模塊。同時也可以定義數(shù)據(jù)庫項、格式、規(guī)模和存取方法。特別是“全量程”的定義，即用于兩個以上的程序模塊內(nèi)的那些量的定義.

6.分析信息流的基本工具有哪些？(P196～198)(一)信息流的基本環(huán)節(jié)(二)數(shù)據(jù)流程圖(三)信息流和軟件結(jié)構(gòu)

7.人機輸入界面的基本硬件有哪些？(P204)

其基本硬件是鍵盤、開關(guān)(包括操作按鈕和觸摸屏等)，并通過CRT實現(xiàn)人機交互。

8.輸出界面的信息流中對執(zhí)行機構(gòu)的控制信息輸出有哪幾種形式？(P215)

1)直接開關(guān)量的輸出。

2)脈沖序列和運動方向控制標記。

3)直接數(shù)字輸出。4)模擬量輸出。

5)其他控制器控制執(zhí)行機構(gòu)

第六章

1.簡述機電一體化可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計提出的背景。(P229～230)

1)新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快。

2)社會對產(chǎn)品的需求趨于多樣化、個性化和動態(tài)化，順應(yīng)客戶愛好(也稱客戶化或定制)、多品種中小批量生產(chǎn)已成為生產(chǎn)方式的主流。

3)市場對企業(yè)的要求從原來的對質(zhì)量、成本的要求演變?yōu)楝F(xiàn)在的對時間(Time)、質(zhì)量(Quality)、成本(Cost)、創(chuàng)新(Innovation)、服務(wù)(Service)和環(huán)境(Environment)等諸多方面的要求，時間已成為競爭力的第一要素，能否在最短的時間內(nèi)開發(fā)出最新的產(chǎn)品并推向市場，是贏得市場競爭的關(guān)鍵。

4)可持續(xù)發(fā)展的理念及對生態(tài)環(huán)境方面的關(guān)注，使人們在生產(chǎn)過程和消費過程中更注意生態(tài)和環(huán)境方面的相容性和友善性，綜合考慮產(chǎn)品的環(huán)境影響與資源效率已成潮流。2.什么是可重構(gòu)制造系統(tǒng)（RMS）?(P230)

可重構(gòu)制造系統(tǒng)(ReconfigurableManufacturingSystem，RMS)是指能夠通過對制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其組成單元的快速重組或更新，及時調(diào)整制造系統(tǒng)的功能和生產(chǎn)能力，以迅速響應(yīng)市場變化及其他需求的一種制造系統(tǒng)。

3.可重構(gòu)制造系統(tǒng)（RMS）的重構(gòu)分為哪幾個層次？(P230)1)制造系統(tǒng)級的重構(gòu)。2)制造設(shè)備級的重構(gòu)。3)子系統(tǒng)或部件層的重構(gòu)。

4.對于可重構(gòu)制造系統(tǒng)（RMS）而言，可重構(gòu)控制系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是什么？(P230)

開放式結(jié)構(gòu)控制器是可重構(gòu)控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)技術(shù)。

5.機電一體化可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計的目標是什么？(P231)1)低的生產(chǎn)成本和重構(gòu)成本的綜合值(cost)。2)短的設(shè)計建造時間和斜升時間（Time)。3)最大限度地利用已有的資源（Resource)。4)在公共地基上達到物流最優(yōu)(Stream)。

6.機電一體化可重構(gòu)系統(tǒng)的特征是什么？(P231～232)1)模塊性(Modularity)2)可集成性(Integrability)3)可轉(zhuǎn)換性(Convertibility)4)可診斷性(Diagnosability)5)客戶化性(Customization)

7.可重構(gòu)機床設(shè)計的主要目的是什么？可重構(gòu)機床包括那些內(nèi)涵？(P232)

主要目的是使機床能快速低成本地適應(yīng)被加工零件的各種變化。

1)可重構(gòu)機床綜合了流水線機床和數(shù)控機床的優(yōu)點，它每次提供給客戶確定的、滿足其當前需要的功能和生產(chǎn)能力，同時當客戶的需求發(fā)生變化時，可快速改變機床的硬件和軟件結(jié)構(gòu)，以較低的成本在一個零件族內(nèi)快速調(diào)節(jié)／升級生產(chǎn)能力和功能性。2)可重構(gòu)機床由可重構(gòu)的硬/軟件組成。

3)可重構(gòu)機床必須設(shè)計開始就考慮可重構(gòu)性，而且必須由基本的硬／軟件模塊創(chuàng)建，能夠通過所設(shè)計的接口快速集成。4)可重構(gòu)機床是開放的、模塊化結(jié)構(gòu)。

8.機械加工中常用的三類機電一體化系統(tǒng)是什么？(P232)

DML、FMS和RMT三類機電一體化系統(tǒng)

友情提示：本文中關(guān)于《機電一體化技術(shù)考試總結(jié)》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，機電一體化技術(shù)考試總結(jié)：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

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