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《机电一体化系统设计》复习题5

《机电一体化系统设计》复习大纲

（课程代码：02245）

第一部分课程性质与知识要点

一、课程性质与特点

《机电一体化系统设计》是机械电子工程专业的一门必修专业课，

是一门多学科集成的科目，核心是机械工程、电子工程、信息工程以

及控制工程。所以这门学科具有综合性强、实践性强、应用性强的特

点。

二、课程目标与基本要求

本课程设置的目的在于使考生在已学过多门课程的基础上，能针

对机电一体化系统，将有关知识结合起来，拓展系统设计的知识，并

全面了解传统机电产品更新换代和新机电一体化产品研制开发的主要

技术内容和方向，掌握必要的基本设计知识与技能。

本课程强调知识结构系统性和教学体系完整性的统一，使学生对

机电一体化技术有较全面的认识，比较系统地掌握机电一体化系统各

元部件的选择计算和总体设计的基本理论和方法，初步具备机电一体

化系统的设计能力。

教学的基本要求包括：

1、了解机电一体化系统的基本概念以及相关的名词术语。理解机

电一体化系统中各结构要素在系统中的作用和相互关系，初步建立机

电产品的系统化设计思想。

2、了解机电一体化系统中各个主要部件的工作原理，理解各种部

件的性能与功能，掌握它们设计选型原则和方法。

3、了解步进电动机运动控制系统的组成。理解步进电动机的工作

原理和分类、矩角特性。理解步进电动机的运动控制方法，其中包括

脉冲功率放大器。脉冲分配器、运动控制指令生成原理和方法。

4、了解闭环伺服系统的工作原理和方案。掌握闭环伺服系统的电

流环，速度环及位置环等三个环路的组成。理解闭环伺服系统的主要

性能指标及分析方法。了解控制器中比例、积分及微分等三个增益系

数对系统性能的影响。

5、了解机器运动控制指令生成的基本原理和方案。了解数字微分

分析仪器生成直线和圆周运动控制指令的方法。理解直线运动控制指

令插补原理。

6、了解基于可编程序逻辑控制器的顺序控制系统的工作原理。

三、课程使用的教材

《机电一体化系统设计》课程使用的教材是全国高等教育自学考

试指导委员会组编，董景新、赵长德主编的《机电一体化系统设计》，

机械工业出版社2007年出版。

四、课程试题结构说明

《机电一体化系统设计》是机械电子工程专业的助学课程，试题

结构如下：

单选题20个小题，每个小题1分，共计20分；

多选题5个小题，每个小题2分，共计10分；

填空题10个小题，每个小题1分，共计10分；

简答题5个小题，每个小题5分，共计25分；

计算题2个小题，每个小题10分，共计20分；

分析题1个小题，每个小题15分，共计15分。

第一章概论

本章知识要点：

1.机电一体化系统的基本概念：系统、机电一体化、机电一体化

系统和系统的数学模型

2.典型机电一体化系统的几种形式：机械关节伺服系统、数控机

床、工业机器人、自动引导车、顺序控制系统、柔性制造系统、计算

机集成制造系统、微机电系统

3.典型机电一体化系统功能模块的构成：机械受控模块、测量模

块、驱动模块、通信模块、微计算机模块、软件模块、接口模块

4.典型机电一体化系统组成模块的作用

5.机电一体化系统设计依据与评价标准

6.机电一体化系统的设计过程

第二章机械受控模块（重点章节）

本章知识要点：

1.齿轮的分类及选用

2.齿轮系传动比最佳分配条件及最小等效转动惯量原则

3.齿轮副间隙的消除方法

4.滚珠丝杠螺母副的结构类型

5.滚珠丝杠螺母副间隙的消除及预紧方法

6.滚珠丝杠螺母副的支撑形式

7.谐波齿轮减速器的工作原理及结构

8.谐波齿轮的传动特点

9.谐波齿轮传动速比的计算

10.轴系的组成和分类，轴系的技术要求

11.导轨的用途及分类

12.滚动导轨的结构、工作原理

13.数学模型的物理意义

第三章测量模块（重点章节）

本章知识要