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机电一体化概论综合练习试题三（含答案）

简述题

1．简述机电一体化发展趋势

2．简述机电一体化系统设计的含义？说明系统设计的基本原则以及系统设计的

过程。

3．什么是环行分配器？实现环行分配有哪些方法？如果三相步进电动机绕组为

U、V、W，写出则三相六拍的通电顺序。

4．在对数字PID调节器的微分作用进行改进时，常用什么方法？如何实现？

5．什么是可靠性设计？它的目标是什么？

6．可靠性设计包括哪几方面的内容？

7．什么是产品的可靠性分配？常用的产品的可靠性分配方法有哪些？

8．何为电磁干扰？按性质干扰分为哪几种？

9．何为柔性制造系统？应具备的功能有哪些？

10．何为柔性制造系统？按机床台数和工序，柔性制造系统可分为哪几种类型？

计算题

1．某齿轮系中，设i=80，传动级数n=4的小功率传动，试按等效转动惯

量最小原则分配传动比。并验算之。

2．某数控机床位置控制系统的参数如下：K=45N·m/rad；f=10s·N·m；

m

2Ω

f=14s·N·m；J=23Kg·m；T-T=1.5N·m，求其临界转速。（已知出现爬

scc

φo

行时系统的临界初始相位为75）

c

1

【参考答案】

简述题

1．机电一体化的发展趋势可概况为以下三个方面：

（1）性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展；

（2）功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展；

（3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。

2．机电一体化系统设计，就是用系统思想综合运用各有关学科的知识、技术和

经验，在系统分析的基础上，通过总体研究和详细设计等环节，落实到具体项目

上，以创造满足设计目标的人造系统。

系统设计的基本原则是使设计工作获得更大效果。

系统设计的过程是：目标功能结构效果的多次分析与综合。

3．使步进电动机绕组的通电顺序按输入脉冲的控制而循环变化的装置称为环行

分配器。

实现环行分配的方法有：1软件环行分配；2硬件环行分配；3专用环行分配

器。

三相六拍的通电顺序为：UUVVVWWWUU

或UUVVVWWWUU

4．在对数字PID调节器的微分作用进行改进时，常用的方法有：微分平滑法和

不完全微分PID法。

微分平滑法是取四点输入信号的微分加权平均值作为微分器的实际输出。

不完全微分PID法是在一般PID调节器串入一个一阶惯性环节而构成。

5．可靠性设计就是事先考虑产品可靠性的一种方法。

目标是使产品在完成预定功能的前提下，取得性能、重量、成本、寿命等方

面的协调，设计出高可靠性的产品。

2

6．可靠性设计包括以下几方面的内容：

1．确定产品的可靠性指标及其量值；

2．产品的失效分析；

3．产品的可靠性分析；

4．产品的可靠性分配；

5．产品的可靠性验证。

7．可靠性分配是把产品经过的可靠性指标，从系统开始，自上而下地分配给各

个子系统、部件和元器件。

常用的可靠性分配方法有：等同分配法、按重量性分配法、最小目标分配法以

及拉格朗日乘数法等。

8．电磁干扰一般是指系统在工作过程中出现的一些与有用信号无关的，并且