《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》試題集合(含答案)

1、嘔心瀝血大集合啊?。。】荚嚨暮⒓堏s緊拿來(lái)復(fù)習(xí)吧！ 嘔心瀝血大集合?。。。】荚嚨暮⒓堏s緊拿來(lái)復(fù)習(xí)吧！第一節(jié) 第一節(jié)機(jī)電一體化時(shí)代與機(jī)電一體化技術(shù)革命 機(jī)電一體化時(shí)代與機(jī)電一體化技術(shù)革命“機(jī)電一體化 機(jī)電一體化”是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)等各相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新形式，是電子技術(shù) 電子技術(shù)、信息技術(shù) 信息技術(shù)向機(jī)械技術(shù) 械技術(shù)領(lǐng)域滲透過(guò)程中逐漸形成的一個(gè)新概念。 （舉例桿秤到電子稱(chēng)）也可以說(shuō)成：機(jī)電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將機(jī)械

2、技術(shù) 機(jī)電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將機(jī)械技術(shù) 、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程 、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)最佳化的一門(mén)新科學(xué)技術(shù)。 基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)最佳化的一門(mén)新科學(xué)技術(shù)。 注意：機(jī)電一體化不是機(jī)械與電子簡(jiǎn)單的疊加，而是在 注意：機(jī)電一體化不是機(jī)械與電子簡(jiǎn)單的疊加，而是在信息論 信息論、控制論 控制論和系統(tǒng)論 系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的 的基礎(chǔ)上建

3、立起來(lái)的應(yīng)用技術(shù)。 應(yīng)用技術(shù)?！皺C(jī)電一體化” （Mechatronics）一詞起源于日本，是由機(jī)械和電子的兩個(gè)英語(yǔ)單詞 Mechanics 和 Electronics 合成 的一個(gè)新的專(zhuān)用名詞。 機(jī)電一體化：包括技術(shù)，技術(shù)原理，即使得機(jī)電一體化技術(shù)與產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)；產(chǎn)品，主要是機(jī)械 系統(tǒng)（或部件）與電子系統(tǒng)用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的新的系統(tǒng)，且賦予其新的功能和性能的新一代產(chǎn)品。 日本振興協(xié)會(huì)經(jīng)濟(jì)研究所解釋?zhuān)骸皺C(jī)電一體化乃

4、是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技 術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱(chēng)” 。啟發(fā)：“凡是機(jī)械中可以用電子設(shè)備代替的裝置統(tǒng)統(tǒng)用電子設(shè)備來(lái)代替”。這個(gè)定義簡(jiǎn)明扼要的、突出地指明了機(jī)械發(fā)展的方向，如果把其中的“電子設(shè)備”改為“更適用的物理量和先進(jìn)技術(shù)”，其含義將更為深廣。隨著以 隨著以 IC、LSI、VLSI 等為代表的微電子技術(shù)的驚人發(fā)展，計(jì)算機(jī)本身也發(fā)生了根本的變革，以 等為代表的微電子

5、技術(shù)的驚人發(fā)展，計(jì)算機(jī)本身也發(fā)生了根本的變革，以微型計(jì)算機(jī)為代表 為代表的微電子技術(shù)逐步向 逐步向機(jī)械領(lǐng)域滲透，并與機(jī)械技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，為機(jī)械增添了 ，并與機(jī)械技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，為機(jī)械增添了“頭腦” ，使其增加了新的功能和性 使其增加了新的功能和性能，從而進(jìn)入以機(jī)電有機(jī)結(jié)合為特征的 能，從而進(jìn)入以機(jī)電有機(jī)結(jié)合為特征的“機(jī)電一體化時(shí)代” 機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域：信息技術(shù)(系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件)，電子技術(shù)（IC，LSI，VLSI） ，機(jī)械技術(shù)（機(jī)械

6、學(xué)、精密機(jī) 械、構(gòu)機(jī)學(xué)） 。機(jī)電一體化的目的：提高系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加價(jià)值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向 提高系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加價(jià)值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向短、小、輕、薄化方向發(fā)展。 化方向發(fā)展。目 標(biāo):顧名思義，機(jī)電一體化的目標(biāo)就是將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮各自的長(zhǎng)出，彌補(bǔ)各項(xiàng)技術(shù)的不 顧名思義，機(jī)電一體化的目標(biāo)就是將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮各自的長(zhǎng)

7、出，彌補(bǔ)各項(xiàng)技術(shù)的不足。 足。 機(jī)電一體化產(chǎn)品中一定要有 機(jī)電一體化產(chǎn)品中一定要有運(yùn)動(dòng)機(jī)械 運(yùn)動(dòng)機(jī)械典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD ／CAM 系統(tǒng)等。 1. 20 世紀(jì) 60 年代前為第一階段， “萌芽階段”2. 70 年代到 80 年代為第二階段， “蓬勃發(fā)展階” 3. 90 年代后期開(kāi)始為第三階段， “智能化階段”小結(jié)：1. 數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世

8、，寫(xiě)下了“機(jī)電一體化”歷史的第一頁(yè)。2. 微電子技術(shù)為“機(jī)電一體化‘’帶來(lái)勃勃生 機(jī)。 3. 可編程序控制器、”電力電子“等的發(fā)展為”機(jī)電一體化“提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)。4. 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信 息技術(shù)等新技術(shù)使”機(jī)電一體化“躍上新臺(tái)階。 第二節(jié) 第二節(jié) 優(yōu)先發(fā)展的系統(tǒng)（或產(chǎn)品）領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)機(jī)電一體化，必須解決這些系統(tǒng)（或產(chǎn)品）采用微電子技術(shù)所面臨的共性關(guān)鍵技 術(shù)。這些共性關(guān)鍵技術(shù)有 ①檢測(cè)傳感技術(shù)、②信息處理技術(shù)、③伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、④自動(dòng)控制技

9、術(shù)⑤精密機(jī)械技術(shù)⑥系統(tǒng)總體技術(shù)等。 ①檢測(cè)傳感技術(shù) 屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的檢測(cè)傳感元件。檢測(cè)的對(duì)象有溫度、流量、壓力、位移、速度、 加速度、力和力矩等物理量以及物品的幾何參數(shù)等。要求具有高精度、高靈敏度和高可靠。其檢測(cè)精度直接影響機(jī)電 一體化產(chǎn)品的性能。主要難點(diǎn)是：提高可靠性、精度和靈敏度。需要研究的問(wèn)題有：提高各種敏感材料和元件的靈敏 度以及可靠度；改進(jìn)傳感器結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)溫度與濕度、視覺(jué)與觸覺(jué)同時(shí)存在的復(fù)合傳感器等；研究在線檢

10、測(cè)技術(shù)，提高 抗干擾能力；研究具有自動(dòng)診斷與自動(dòng)補(bǔ)償功能的傳感器（智能化傳感器） 。②信息處理技術(shù) 作用：信息處理的是否正確及時(shí)，直接影響機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的質(zhì)量和效率。 存在問(wèn)題：提高處理速度、可靠性、抗干擾能力和操作性以及標(biāo)準(zhǔn)化 需要研究的問(wèn)題： 提高大規(guī)模集成電路的制造工藝水平，保證其可靠性，降低其成本 提高 I/O、A/D、D/A 轉(zhuǎn)換的速度和可靠性 開(kāi)發(fā)高速處理技術(shù) 通信與傳遞 加速 PLC、微機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化，提高維修的方便性

11、 信息處理的智能化 信息技術(shù)包括信息輸入、變換、運(yùn)算、存儲(chǔ)和輸出技術(shù)。C++、VC、VB 等。 4)環(huán)境接口 對(duì)周?chē)h(huán)境條件(溫度、濕度、磁場(chǎng)、火、振動(dòng)、放射能、水、氣、灰塵)有保護(hù)作用和隔絕作用，如防 塵過(guò)濾器、防水聯(lián)接器、防爆開(kāi)關(guān)等。第六節(jié) 第六節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng) 機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品 產(chǎn)品)設(shè)計(jì)的考慮方法及設(shè)計(jì)類(lèi)型 設(shè)計(jì)的考慮方法及設(shè)計(jì)類(lèi)型1、機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的考慮方法 機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)的主要特征是自動(dòng)化操作。因

12、此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從其通用性、耐環(huán)境性、可取性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜 合分析，使系統(tǒng)(或產(chǎn)品)充分發(fā)揮機(jī)電一體化的三大效果。為充分發(fā)揮機(jī)電一體化的三大效果，使系統(tǒng)(或產(chǎn)品)得到 最佳性能，一方面要求設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)時(shí)要選擇與控制系統(tǒng)的電氣參數(shù)相匹配的機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)，同時(shí)也要求設(shè)計(jì)控制系 統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的固有結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)選擇和確定電氣參數(shù)，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和微電子技術(shù)，使二者密切結(jié)合、 相互協(xié)調(diào)、相互補(bǔ)充，充分體現(xiàn)機(jī)電一體化的優(yōu)越性。 機(jī)電一體化系統(tǒng)(

13、產(chǎn)品)設(shè)計(jì)的考慮方法通常有：機(jī)電互補(bǔ)法、結(jié)合(融合)法和組合法。其目的是綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)和 微電子技術(shù)各自的特長(zhǎng)，設(shè)計(jì)最佳的機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)。 機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)的設(shè)計(jì)類(lèi)型大致有以下三種：1)開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì) 2)適應(yīng)性設(shè)計(jì) 適應(yīng)性設(shè)計(jì) 3)變異性設(shè)計(jì) 變異性設(shè)計(jì)第七節(jié) 第七節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程 機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程1、 根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標(biāo)基本性能指標(biāo)主要指實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的自由度數(shù)、軌跡、行程、精

14、度、速度、動(dòng)力、穩(wěn)定性和自動(dòng)化程度。運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力 參數(shù)、品質(zhì)指標(biāo)2、 系統(tǒng)功能部件、功能要素的劃分以各構(gòu)成要素即要素之間的接口為基礎(chǔ)將整機(jī)劃分功能部件或功能子系統(tǒng)3、 接口的設(shè)計(jì)： 接口問(wèn)題是個(gè)構(gòu)成要素間的匹配問(wèn)題。也是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的具體應(yīng)用問(wèn)題 4、 綜合評(píng)價(jià) 5、 可靠性復(fù)查 容易發(fā)生電子故障、軟件故障、機(jī)械故障 6、 試制與調(diào)試第八節(jié)機(jī)電一體化工程 第八節(jié)機(jī)電一體化工程第十節(jié) 第十節(jié)1、 機(jī)電一體化系統(tǒng)的工程開(kāi)發(fā) 2、