机电一体化复习资料

题型：填空题(共15分，每空1分)、选择题（共10分，每小题2分）、名词解释（共15分，每小题3分）、简述题（每题6分，共30分）、计算题（共10分，每小题5分）、综合分析题（共20分，每小题10分）

1、机电一体化控制系统分为硬件和软件两大部分，前者是指计算机本身及其外围设备。

2、典型的机电一体化系统一般由机械本体、动力与驱动单元、执行机构单元、传感与检测单元、控制及信息处理单元、系统接口等基本要素组成。

3、数控系统的核心就是具有数字信息处理和控制功能的计算机，一般称它为数字控制装置或CNC装置。

4、数控机床按控制系统功能分为点位控制数控机床、点位直线控制数控机床和轮廓（或称连续轨迹）控制数控机床。

5、目前多数机器人的计算机控制一般可分为决策级、策略级和执行级。

6、检测系统按传感器输出信号不同可分为模拟信号检测系统和数字信号检测系统。

7、人们可将故障诊断技术按测试手段分为六个阶段，即感官诊断、简易诊断、综合诊断、在线监测、精密诊断和远程监测。

8、根据计算机在控制中的应用方式可将其控制系统划分为操作指导控制系统，直接数字控制系统，监督计算机控制系统和分级计算机控制系统四类。

9、机电一体化产品的核心是控制器，常用的有单片机、单板机、可编程逻辑控制器(PLC)、嵌入式系统等。

10、传感器按被测对象可分为物理量传感器、化学量传感器及生物量传感器。

11、机电一体化系统的机械系统一般包括传动机构、导向机构和执行机构三大机构。

12、传感器的基本特性主要是指输出与输入之间的关系特性。

13、流体传动主要包括液压传动和气压传动。

14、机电一体化系统按照接口所联系的子系统不同，可将接口分为人机接口、外存接口和机电接口三大类。

15、微纳米技术研究范围的是1nm-1mm。

16、稳压电源、传感器、数据采集属于数字信号检测系统组成部分。

17、机械学、电子学 、信息科学与机电一体化有直接联系。

18、键盘接口、鼠标接口 、打印机接口属于人机接口。

19、液压泵、压力阀、气缸以下属于液压气动执行元件。

20、遗传算法属于智能控制。

21、直线运动、旋转运动、摆动属于机器人单元运动。

22、统计诊断、逻辑诊断、模糊诊断是现代故障诊断分析方法。

23、齿轮、链、凸轮属于传动机构中环节。

24、闭环控制、开环控制、半闭环控制属于机床伺服控制方式。

25、滤波器有无源滤波器和有源滤波器。常用的有源滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

26、根据动力源的不同可以分为液压伺服驱动、气动伺服系统和电气伺服系统三种。

27、PID控制器参数整定的方法有：理论计算整定法和工程整定法两大类。

28、现代控制策略有自适应控制、变结构控制、鲁棒控制、预测控制等。

29、自适应控制方式分为两类：模型参考自适应控制（MRAC）、适应调节器。

30、智能控制策略有：模糊控制、专家控制系统、神经网络控制、遗传算法等。

31、人工神经网络的学习机制：有教师学习、无教师学习、在励学习。

32、名词：

液压传动:在密闭的回路中，利用液体作为工作介质进行能量转换、传递、分配的一种传动形式。

数控机床:是指采用数字控制技术，控制刀具运动速度和轨迹进行自动加工的一类机

床。

传感器：传感器是指感受或响应规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置

单片机：在一块印刷电路板插件上把CPU、存储器和外设接口等集成电路片子组装成的具有一定功能的微型计算机,简称单板机。

执行装置：按照电信号的指令，将来自电、液压和气压等各种能源的能量转换成旋转运动、直线运动等方式的机械能的装置

检测：是指在各类生产、科研、试验及服务等各个领域为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量。

故障诊断：是发现并确定故障的部位和性质，寻找故障的起因，预报故障的趋势并提出相应的对策。

微纳米技术：通过在微纳米尺度范围内对物质的控制来创造并使用新的材料、装置和系统。

自动编程：借助计算机及其外围设备装置自动完成从零件图构造、零件加工程序编制到控制介质制作等工作的一种编程方法。

PID控制：调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节 设备故障：指设备在规定时间内、规定条件下丧失规定功能的状况，

PLC：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。 嵌入式系统：用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置

33、简述：

机电一体化系统的组成：机械本体、动力与驱动单元、执行机构单元、传感与检测单元、控制及信息处理单元、系统接口等部分。

机电接口组成及功能：组成：信息采集接口、控制输出接口 功能：控制微机通过信

息采集接口接受传感器输出信号，监测机械系统运行参数，经过运算处理后，发出有关控制信号，经过控制输出接口的匹配、转换、功率放大，驱动执行元件机械系统的运行，使其按要求动作。

机电一体化产品由哪几部分组成：控制装置、传感器、执行装置、机械部分

传感器的组成：通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。

液压气动的工作原理：液压、气压传动分别以液体、气体为工作介质，把电动机的机械能先转化为工作介质的压力能，再由传送管道将具有压力能的工作介质输送到执行机构，最后由执行机构驱动负载运动，把液体、气体的压力能再转变为工作机构所需的机械运动和动力。

液压气动系统的组成：(1)动力装置 (2)执行装置 (3)控制调节装置 (4)

辅助装置 (5)工作介质

微纳米材料的三种效应： 微尺寸效应 、表面与界面效应、量子尺寸效应

简述数控机床程序的编制步骤：工艺分析、数学处理、编写零件加工程序、程序输入、程序校验和零件试切

工业机器人的组成：执行机构、驱动装置、和控制系统三大部分

机器人的组成：

？？？？？？？？。。。。。。。。。

设备故障的分类：

按工作状态分有间歇性故障 和 永久性故障；

按故障程度分有局部功能失效 和 整体功能失效的故障；

按故障形成速度分有急剧性故障 和 渐进性故障；

按故障程度及形成速度分有突发性故障 和 缓变性故障；

按故障形成的原因分有操作或管理失误形成的故障 和机器内在原因形成的故

障；

按故障形成的后果分有危险的故障 和非危险的故障；

按故障形成的时间分有早期故障，随时间变化的故障 和随机性故障。

设备故障的类型。：

？？？？？。。。。。。。

34、计算：

(1)A/D转换器的绝对和相对转换精度。

(2) 传感器灵敏度是稳定工作状态时输出变化量和输入量的变化量之比。

解析：灵敏度是指稳定工作状态时传感器输出变化量和输入量的变化量之比，用S表示为线性传感器的灵敏度为一常数，

S y

x

35、综述：

1）数控编程过程数控机床程序编制的步骤。

工艺分析： 在对零件图进行全面分析的基础上，确定零件的装夹定位方法、加工路线、刀具及切削用量等工艺参数‘

数学处理：一般数控装置具有直线插补和圆弧插补的功能，数学计算的最终目标是为了获取编程所需的相关数据。

编写零件加工程序 ：根据所计算出的坐标值和已确定的切削用量以及辅助动作，综合数控系统使用的指令及程序段格式编写零件加工程序。

程序输入： 程序编写好后，需要操作者或编程者将加工信息输入数控装置，也可根据数控系统输入、输出装置的不同，现将程序移至某种控制介质上。

程序校验和零件试切： 编制好的程序必须经过校验和试切才能使用。校验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控装置中，检查刀具的运动轨迹是否正确。

2）机电一体化系统微机接口组成及功能。

人机接口（ ）：包括输入接口和输出接口。 功能： 通过输入接口，操作者向系统输入各种命令及控制参数，对系统进行控制。通过输出接口，操作者对系统的运行状态、各种参数进行监测。

机电接口： 包括信息采集接口、控制输出接口。 功能：控制微机通过信息采集接口接受传感器输出信号，监测机械系统运行参数，经过运算处理后，发出有关控制信号，经过控制输出接口的匹配、转换、功率放大，驱动执行元件机械系统的运行，使其按要求动作。

外部存储接口：包括硬盘、软盘、光盘、移动硬盘和U盘。系统不能直接使用其所存数据，必须通过相应的接口电路将其所存数据调入内存存储器后，CPU才能够使用。

3）模拟信号检测系统的基本组成和各部分的作用。

传感器：将非电被测物理或化学成分参量转换成电信号。

振荡器：对传感器信号进行调制，并为解调提供参考信号

量程变换电路：避免放大器饱和并满足不同测量范围的而需要

解调器;将已调制信号恢复成原有形式。

滤波器：将无用的干扰信号滤除，并取出代表被测物理量的有效信号。

运算电路：对信号进行各种处理，以正确获得所需的物理量，其功能也可以在对信号进行模/数转换后，由数字计算机来实现

计算机：可获得相应的信号去控制执行机构，而在不需要执行机构的检测系统中，计算机则将有关信息送去显示或打印输出。

4）预测控制原理和各部分的作用。

原理：预测控制又称模型预测控制，它以各种不同的预测模型为基础，采用在线滚动优化指标和反馈自校正策略，力求有效地克服受控对象的不确定性、迟滞和时变等因素的动态影响，从而达到预测的控制目标—参考轨迹输入，并使系统有良好的鲁棒性和稳定性

作用：参考轨迹： 是人们希望的被控对象工作状态的一种参考轨迹。

滚动优化：采用滚动式的有限时域优化策略。

预测模型：根据系统现时刻和未来时刻的控制输入及历史信息，预测过程输出的未来值。

在线校正：通过输出的测量值域模型的预估值进行比较，得出模型的预测误差，再利用这个误差来校正模型的预测值，从而得到更为准确的、将来输出的预测值。

5）机电设备故障诊断的主要技术手段有哪些。

？？？？？？？？。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/56pj.html