《机电系统检测与控制》课后习题答案.pdf

习题一

1-1、什么是机电一体化？

机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技

术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，在高质量、高精度、高可靠性、低能

耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。

1-2、什么是机电一体化的变参数设计？

在设计方案和结构原理不变的情况下，仅改变部分结构尺寸和性能参数，使之适用范围发生

变化的设计方式。例如，同一种产品不同规格型号的相同设计。

1-3、机电一体化技术与传统机电技术的区别。

传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理的各种电器来实现，如继电器、接触器等，在设

计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，

不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和

电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。

1-4、试分析机电一体化技术的组成及相关关系。

机电一体化系统是多学科技术的综合应用，是技术密集型的系统工程。其技术组成包括：机

械技术、检测技术、伺服传动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术等。

现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术等应用。

1-5、一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？

机电一体化系，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感

测试部分、控制及信息处理部分。我们将这些部分归纳为：结构组成要素、动力组成要素、运动

组成要素、感知组成要素、智能组成要素；这些组成要素内部及其之间，形成通过接口耦合来实

现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。

1-6、试简述机电一体化系统的设计方法。

机电一体化系统的设计过程中，一直要坚持贯彻机电一体化技术的系统思维方法，要从系

整体的角度出发分析研究各个组成要素间的有机联系，从而确定系统各环节的设计方法，并用自

动控制理论的相关手段，进行系统的静态特性和动态特性分析，实现机电一体化系统的优化设计。

1-7、机电一体化系统（产品）开发的类型。

机电一体化系统（产品）开发的类型依据该系统与相关产品比较的新颖程度和技术独创性，

可分为开发性设计、适应性设计和变参数设计。

1-8、机电一体化的智能化趋势体现在哪些方面。

（1）诊断过程的智能化、（2）人一机接口的智能化、（3）自动编程的智能化、（4）加工过程

的智能化

1-9、机电一体化的发展趋势体现在哪些方面。

高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展

1-10、机电一体化系统中的接口的作用。

接口主要完成电平转换、信号隔离、放大、滤波、速度匹配等

1-11、为什么说机电一体化技术是其它技术发展的基础？举例说明。

机电一体化技术是其他高新技术发展的基础，机电一体化的发展依赖于其他相关技术的发

展，可以预料，随着信息技术、材料技术、生物技术等新兴学科的高速发展，在数控机床、机器

人、微型机械、家用智能设备、医疗设备、现代制造系统等产品及领域，机电一体化技术将得到

更加蓬勃的发展。

1-12、试分析机电一体化系统设计与传统的机电产品设计的区别。

机电一体化系统设计方法与用经验公式、图表和手册为设计依据的传统方法不同，它是以计

算机为手段，其设计步骤通常如下：设计预测一→信号分析一→科学类比一→系统分析设计一→

创造设计一→选择各种具体的现代设计方法（如相似设计法、模拟设计法、有限元法、可靠性设

计法、动态分析法、优化设计法、模糊设计法等）一→机电一体化系统设计质量的综合评价

1-13、试简述机电一体化技术与并行工程的区别。

机电一体化技术将机械技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和检测技术在设计和制造

阶段就有机结合在一起，十分注意机械和其他部件之间的相互作用。而并行工程是将上述各种技

术尽量在各自范围内齐头并进，只在不同技术内部进行设计制造，最后通过简单叠加完成整体装

置。

1-14、机电一体化技术与自动控制技术的区别。

自动控制技术的侧重点是讨论控制原理、控制规律、分析方法和自动系统的构造等。机电一

体化技术是将自动控制原理及方法作为重要支撑技术，将自控部件作为重要控制部件。它应用自

控原理和方法