机电一体化系统设计基础04973
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答案包含：
形考作业1（1-2章，权重：20%）
形考作业2（3-5章，权重：20%）
形考作业3（5-7章，权重：20%）
专题报告（1-7章，20分，需要教师批阅）
------------------------下方为题目演示
形考任务一
1. 机电一体化系统是以机械装置为主体，微电子技术为核心，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
A. 对
B. 错
2. 机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质差别。
A. 对
B. 错
3. 机电一体化系统的主功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。
A. 对
B. 错
4. 自动控制是在人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。
A. 对
B. 错
5. 机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。
A. 对
B. 错
6. 产品的组成零部件和装配精度高，系统的精度一定就高。
A. 对
B. 错
7. 为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响，机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍，同时，传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。
A. 对
B. 错
8. 进行机械系统结构设计时，由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响，因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。
A. 对
B. 错
9. 在闭环系统中，因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡，采用消隙装置，以提高传动精度和系统稳定性。
A. 对
B. 错
10. 选择滚珠丝杠副的过程中，当系统的加工精度要求较高时，导程就大一点；加工精度较低时，导程就选小一些。
A. 对
B. 错
后续题目省略
形考任务二
1. 机电一体化自动控制的任务就是克服扰动量的影响，使系统输出恒定值。
A. 对
B. 错
2. 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。
A. 对
B. 错
3. 一般说来，全物理仿真较之计算机仿真在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，是一种经济、快捷与实用的仿真方法。
A. 对
B. 错
4. 从计算机的精度来看，需要计算机控制系统的采样周期短一些，这是因为工业控制用的微型机字长固定，前后两次采样的数值之差可能因计算机精度不高而反映不出来，从而使控制作用减弱。
A. 对
B. 错
5. PID调节器由比例调节器、积分调节器和微分调节器通过线性组合而构成。
A. 对
B. 错
6. 通用型计算机系大多工作在为特定用户群设计的系统中，通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点。
A. 对
B. 错
7. 计算机控制系统设计完成后，首先需要对整个系统进行系统调试，然后分别进行硬件和软件的调试。
A. 对
B. 错
8. PLC采用扫描工作方式，扫描周期的长短决定了PLC的工作速度。
A. 对
B. 错
9. PLC完善的自诊断功能，能及时诊断出PLC系统的软件、硬件故障，并能保护故障现场，保证了PLC控制系统的工作安全性。
A. 对
B. 错
10. 现代嵌入式系统的设计方法是将系统划分为硬件和软件两个独立的部分，然后按各自的设计流程分别完成。
A. 对
B. 错
后续题目省略
形考任务三
1.某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动如图所示，已知电机轴的转动惯量Jm=4×10-4kg·m2，与电机输出轴相连的小齿轮的转动惯量J1=1×10-4kg·m2，大齿轮的转动惯量J2=1.8×10-4kg·m2，丝杠的转动惯量Js=3.8×10-4kg·m2。工作台的质量m=50kg，丝杠导程t=5mm，齿轮减速比为i=5。试求：
（1）工作台折算到丝杠的等效转动惯量JG；
（2）传动件折算到电机轴的等效转动惯量Je；
（3）电机轴上的总转动惯量J。
2.已知某四级齿轮传动系统，各齿轮的转角误差为Δφ1=Δφ2=…=Δφ8=0.004弧度，各级减速比相同，即i1 = i2 =…= i4 =2，求该系统的最大转角误差Δφmax。
3.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？
4.一个四相八拍运行的步进电机，转子齿数为50，则其步距角为多少？如要求步进电机2秒钟转10圈，则每一步需要的时间T为多少？
5.如图所示的电机驱动工作台系统，其中驱动x向工作台的三相单三拍步进电机，转子齿数z为40。滚珠丝杠的基本导程为l0=6mm。已知传动系统的横向(x向)脉冲当量δ为0.005mm/脉冲。试求：
（1）步进电机的步距角α；
（2）减速齿轮的传动比i。
6.下图所示的机电一体化伺服驱动系统，当以步进电动机为驱动元件，其步距角α为1.8°，系统脉冲当量δ为控制器输出一个脉冲时执行机构的直线位移，大小为0.01mm，传动机构采用滚珠丝杠，其基本导程l0为4mm，减速机构采用了齿轮减速，试求齿轮机构的传动比i。
7.分析下图调整滚珠丝杠副轴向间隙的原理。
8.已知一个绳位移控制系统的两种驱动方案分别如图a和b所示。
（1）试分析两种方案的特点；
（2）画图说明方案（a）减速器滚筒驱动测量位移的方法。
9.某部门欲开发一款用于能在生产线上与人协作的机械手，请制订出该款机械手产品的开发设计流程。
10.假定你在设计一套典型的机电一体化系统，比如智能工业机械手，请制订出概念设计的流程。
专题报告（第1-7章，20分，需要教师批阅）
项目 专题报告要求
目的 通过对社会生活或生产实践中某一种典型的机电一体化产品进行分析和研究，理解机电一体化系统的组成结构、关键技术与原理，培养对机电一体化产品进行分析和研究的能力。
选题要求 1.选择社会生活或生产实践中机电一体化技术的典型应用的产品；
2.同一班级中，可按照个人或小组在指导教师的指导下进行选题。
报告内容 1.机电一体化产品（设备）的基本结构及工作原理；
2.机电一体化产品（设备）主要技术特点；
3.机电一体化产品（设备）主要用途；
4.机电一体化产品（设备）与本课程相关内容的联系等。
可参考报告模板进行填写。
提交时间 第18周
评分准则 共计20分
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1.形式和内容规范——4分
2.内容准确无误——16分
（1）主要用途——2分
（2）基本结构（文字部分）——3分
（3）基本结构（结构原理图）——3分
（4）工作原理——3分
（5）主要技术特点——3分
（6）与本课程相关内容的联系——2分
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