很高的信号实现滤波；③可根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，应用灵活、方便、功能强。
5、直流伺服电动机电枢控制时，始动电压指什么？与负载转据大小有什么关系？
答：从直流伺服电动机调节特性我们看到，M一定时，控制电压Ua高时，转速n也高，两者成正比关系。当n=0时，不同转矩M需要的控制制电压Ua也不同。如M?M1时，Ua?U1说明当控制电压Ua?U1时，电动机才能转起来，称U1为始动电压。M不同，始动电压不同，M大的始动电压也大。当电动机理想空载时，只要有信号电压Ua，电动机自然转动。
6、可编程控制器控制系统的一般设计步骤分哪几步？
答：PLC控制系统设计的一般步骤如图所示。
（a）根据工艺分析控制要求
（b） 确定所需的用户输入/输出设备及I/O点数 （c） 选择PLC
（d） 分配PLC的I/O点编号 （e） PLC程序设计
图5 PLC控制系统设计步骤
7、什么是机电一体化总体设计?机电一体化总体设计的主要内容有哪些？
答：机电一体化总体设计是应用系统总体技术，从整体目标出发，综合分析机电一体化产品的性能要求及各机、电组成单元的特性，选择最合理的单元组合方案，实现机电一体化产品整体优化设计的过程。
一般来说，机电一体化总体设计包括下述一些主要内容。 （1）详尽搜集用户对所设计产品的需求
① 设计任何系统，首先要收集所有相关的信息，包括设计需求、背景技术资料。
② 设计对象所具有的主要功能。 ③ 设计对象与其工作环境的界面。 ④ 设计对象对操作者技术水平的需求。
⑤ 设计对象是否被制造过，假如与设计对象类似的产品已在生产，则应参观生产
过程，并寻找有关的设计与生产文件。
⑥ 了解用户自身的一些规定、标准，例如厂标，一般技术要求，对产品表面的要
求（防蚀、色彩）等。
（2）设计对象工作原理的设计 （3）主要结构方案的选择 （4）摩擦形式的选择 （5）系统简图的绘制 （6）总体精度分配 （7）总体设计报告
8、机器人有哪些主要机能？
答：从机器人的研究发展情况来看，机器人应具有运动机能、思维控制机能和检测机能三大机能，如图所示。
机器人 运动机能 思维控制机能 检测机能 操作抓取机能 行走机能 逻缉判断机能 自适应机能 学习机能 识别机能 动作智能 机能 示教再现机能 声光味 检测 机能 位置检测机能 速度检测机能 力及 力矩检测机能 图 机器人机能
9．数控机床的控制原理什么？
答：数控机床加工零件时，是将被加工零件的工艺过程、工艺参数等用数控语言编制
成加工程序，这些程序是数控机床的工作指令。将加工程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、起停，进给运动的方向、速度和位移量，以及其它辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合要求的零件。为了提高加工精度，一般还装有位置检测反馈回路，这样就构成了闭环控制系统。
10. CIMS的主要关键技术是哪些?
答：归纳起来，大致有以下五个方面:
① CIMS系统的结构分析与设计。
② 支持集成制造系统的分布式数据库技术及系统应用支撑软件。 ③ 工业局部网络与系统。 ④ 自动化制造技术与设备。 ⑤ 软件开发环境。
复习题五
一、名词解释：（20分） 1、机电一体化技术
答：答：机电一体化技术是以电子技术特别是微电子技术为主导的多种新兴技术与机
械技术交叉、融合而成的综合性高新技术，是工程领域不同种类技术的综合及集成，是一个技术群的总称，它包括机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等。
2、检测系统
答：检测系统是机电一体化系统的一个基本要素，其功能是对系统运行中所需的自身
和外界环境参数及状态进行检测，将其变换成系统可识别的电信号，传递给信息处理单元。
3、伺服系统
答：伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，又称随动系统或
伺服机构。指在控制命令的指挥下，控制执行元件工作，使机械运动部件按照控制命令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。
4、人机接口
答：人机接口要完成二个方面的工作，一是操作者通过输入设备向CPU发出指令，干
预系统的运行状态，二是在CPU的控制下，用显示设备来显示机器工作状态的各种信息。人机接口分为输入接口和输出接口。人机接口具有专用性和低速性。
5、A/D转换
答：A / D转换是从模拟量到数字量的转换，它是信息采集系统中模拟放大电路和CPU
的接口。
二、简答（80分） 1、机电一体化产品的特点？
答：机电一体化产品是由机械系统、检测系统、伺服系统、控制系统以及接口装置等
几部分组成。机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，，各组成部分通过辅助部件及相关的软件有机的结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品，品具有自动化、智能化和多功能的特性。
2、机电一体化系统由哪几部分组成？
答：概括地讲，机电一体化机械系统应包括以下三大部分机构。
（1）传动机构。机电一体化系统中的传动机构主要功能是传递转矩和转速，因此，它实际上是一种转矩、转速变换器。
（2）导向机构。其作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。该机构应能保证安全、准确。
（3）执行机构。用来完成操作任务。执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动下，完成预定的操作。
3、钢丝软轴有几种？主要应用于哪些场合？
答：常用的钢丝软轴主要有功率型（G型）软轴和控制型（K型）软轴。主要用于两
个传动机件的轴线不在同一直线上，或工作时彼此要求有相对运动的传动。它可以弯曲地绕过各种障碍物，远距离传递回转运动。适合于受连续冲击的场合，也适用于高速、小转矩的场合，其转速可达2万r/min，传递功率不超过5.5kw，不适合低速大转矩的传动，因为这将使从动轴的转速不均匀，扭转刚度无法保证。
4、画出一般模拟信号检测系统的组成框图，并说明对信号调制的作用？
答：典型模拟信号检测系统框图如图所示。
将直流或频率较低的缓变信号变成频率比较高的交流信号过程称为调制，调制过程
是利用频率较低的信号控制一个频率较高的信号，使频率较高信号的某些特征随着低频信号变化而变化。
接口电路 转换电路 滤波器 传感器 基本测量电路 调制器 放大器 解调器 5、简述步进电动机的工作原理？
答：步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电动机。通
俗地讲，就是在这种电动机上外加一个脉冲信号，它就运动一步。正因为它的运动形式是步进式的，故称为步进电动机。步进电动机的输入是脉冲信号，从主绕组内的电流来看，既不是通常的正弦电流，也不是恒定的直流，而是脉冲的电流，所以步进电动机有时也称作脉冲马达。
6、可编程控制器常用编程语言有哪几种？各自的特点是什么？
答：①梯形图语言
梯形图在形式上类似于继电器控制电路，它是用各种图形符号连接而成的，梯形图直观易懂，为电气人员所熟悉，因此是应用最多的一种编程语言。
②指令表（助记符）语言
指令表语言类似微机汇编语言的形式，它是用指令的助记符来编程的。助记符语言也是应用广泛的一种编程语言。
③流程图语言
流程图类似于“与”、“或”、“非”等逻辑电路图。流程图也比较直观易懂，有一定数字电路知识的工程人员很容易掌握。
④布尔代数语言
是利用布尔代数所组成的逻辑表达式来表达系统的控制关系。
7、机电一体化产品的主要性能指标有哪些？如何根据使用要求来确定产品的性能指标？
答：产品的使用要求包括功能性要求、经济性要求和安全性要求等，产品的性能指标应根据这些要求及生产者的设计和制造能力、市场需求等来确定。
（1）功能性要求
①功能范围。② 精度指标。③ 可靠性指标。④ 维修性指标。 （2）经济性要求
① 购置费用。② 使用费用。
（3）安全性要求
安全性要求包括对人身安全的要求和对产品安全的要求。
8、机器人有哪些组成要素？
答：机器人一般由机械系统、驱动系统、控制系统，检测传感系统和人工智能系统等组成：
① 机械系统。执行系统是完成抓取工件（或工具）实现所需运动的机械部件，包括手部、腕部、臂部、机身以及行走机构。
② 驱动系统。驱动系统的作用是向执行机构提供动力。
③ 控制系统。控制系统是机器人的指挥中心，它控制机器人按规定的程序运动。 ④ 检测传感系统。它主要检测机器人机械系统的运动位置、状态，并随时将机械系统的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使机械系统以一定的精度达到设定的位置状态。
⑤ 人工智能系统。该系统主要赋予机器人自动识别、判断和适应性操作。
9、CIMS的主要关键技术是哪些?
答：归纳起来，大致有以下五个方面:
① CIMS系统的结构分析与设计。
② 支持集成制造系统的分布式数据库技术及系统应用支撑软件。 ③ 工业局部网络与系统。 ④ 自动化制造技术与设备。 ⑤ 软件开发环境。
10．计算机控制系统的组成和特点是什么？
答：主要由中央处理单元、存储器、I/O子系统、人机接口、系统支持功能等组成，以
高可靠性、实时性、低功耗为其显著特征。