机电一体化技术考试题(有答案).pdf

机电一体化技术是现代工业领域的重要组成部分，它将传统的机械技术与微电子技术深度融合，通过引入微电子技术，提升机械系统的自动化、智能化水平。这一技术在机械的主功能、动力功能、信息处理和控制功能上实现了革命性的创新。机电一体化系统（产品）包括五个基本组成部分：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统和执行元件系统，它们共同协作，完成预定的任务。 在机电一体化系统中，接口技术是关键，接口按照输入/输出功能分为机械接口、物理接口、信息接口和环境接口，这些接口的设计和优化直接影响系统的性能和可靠性。机电一体化系统按设计类型可分为开放性设计、适应性设计和变异性设计，满足不同应用场景的需求。根据机电融合程度，又可分为机电互补法、机电结合（融合）法和机电组合法，每种方法都有其独特的优点和适用范围。 滚珠丝杠副作为重要的传动元件，其工作形式多样，包括螺母固定丝杆转动、丝杆转动螺母移动等，按照滚道截面和循环方式又有不同的分类。滚珠丝杠副的预紧和调整方法，如双螺母预紧，对系统精度和稳定性至关重要。常见的支承方式如单推—单推式、双推—双推式等则影响着滚珠丝杠副的承载能力和精度。 齿轮传动在机电一体化系统中扮演着传递动力的角色，定轴轮系、行星轮系和谐波轮系各有优势，适用于不同的传动需求。传动比的分配原则如重量最轻、转动惯量最小和传动精度最优，旨在优化系统性能。导轨副的截面形式如三角形、矩形和圆形，决定了运动的稳定性和精度，导轨刚度是衡量其性能的重要指标。 执行元件是系统实现功能的关键，包括电磁式、液压式、气压式等，电动机则是其中的常见组件，其工作特性分为恒转矩和恒功率两个阶段，伺服电动机常用于高精度的调速控制。步进电机按转子结构可分为反应式、永磁式和混合式，其控制方式包括单拍和倍拍，细分技术可以提高步进电机的控制精度。 微型计算机在机电一体化系统中起到核心控制作用，常见的有单片机、单板机和工业微型计算机。提高系统可靠性的措施包括隔离技术、屏蔽技术和滤波技术。传感器作为感知环境变化的关键，分为模拟、数字和开关信号检测三类。在设计方法上，稳态设计和动态设计是机电一体化系统分析设计的主要手段。 机电一体化系统（产品）的负载分析涵盖惯性负载、外力负载、内力负载等多种类型，设计时需要考虑能量守恒。机械传动系统在系统中负责力和速度的传递，通过适当的匹配，使执行元件和负载之间达到理想的工作状态。这种系统的设计和优化不仅提升了工作效率，还降低了运行成本，促进了工业自动化的发展。