不能自锁7.制造工艺复杂2，机电一体化的实质：应用系统工程的观点和方法来分析和研究机电一体化的设计与开发，通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成部分的合理匹配和外部的整体效能最佳。3，机械系统的组成和作用：1，传动机构作用是转速和转矩的变换器，是伺服系统[1]中的一部分；2，导向机构作用是支撑和导向；3，执行机构[2]作用完成操作任务。4，同步齿形带传动机构的原理和优点：原理：利用齿形带的齿形与带轮的齿形依次相啮合传递运动和动力。优点：能方便的实现远距离传动，无相对滑动，平均传动精确，齿形带强度高，厚度小，重量轻，载荷小，效率高。5，谐波齿轮减速器原理：6，导轨的基本要求：1，导向精度：动导轨沿支撑导轨运动的直线或圆度。2，耐磨性：导轨在长时间使用中，能否保持一定导向精度。3，疲劳和压溃：避免滚动导轨失效4，刚度：导轨受力变形影响导轨的导向精度及部件间相对位置。5，低速运动平稳性：低速运动时，作为运动部件的动导轨易产生爬行现象;6，结构工艺性：要注意制造、调整维修方便，工艺性和经济性好7，滚动直线导轨特点：承载能力大，轨道[3]采用圆弧形式，增大接触面积，提高承载能力；刚性强，加预加载荷提高刚度；寿命长；传动平稳可靠；具有机构自调能力。8，接口由路静态和动态工作方式优点和缺点：静态，优点显示稳定，省时间，效率高；缺点扩展显示位数较多时，占用较多的I/O口；动态，优点减少I/O口的数量，节省了硬件费用；缺点为得到稳定显示，微机必须定期对显示器进行刷新扫描，这将占用CPU大量时间，故动态显示主要适用于CPU相对不繁忙的场合。9，单向晶闸管导通和关断条件：导通条件，在晶闸管阳极上加正向电压，同时在控制极加上正向电压；关断的条件，当流过晶闸管的电流小于保持晶闸管导通所需电流时，关断晶闸管。10，光电耦合器特点和结构：结构：结构由发光源和受光器两部分（引线，塑料，发光二级管，光敏晶体管，树脂）。特点：1）信号传递方式电-光-电，承受电压大，能实现强电和弱电部分隔离，避免干扰由输出通道进入抑制微机；2）有抑制噪声干扰能力；3）作为开关时，耐用，可靠性高，高速响应时间快。11，步进电机组成分类和原理：组成：定子，转子[4]；分类：单极性步进电机，双极性步进电机通电步进电机；原理：12，影响静态特性因素：1）功放电路对机械特性影响（功放电路内阻使电动机机械特性变软，应设法减小）；2）直流伺服电机内部摩擦对调整特性影响（由于f存在启动[5]电压，电压值处于死区时，电机不转）；3）负载变动对调节特性[6]影响（由于负载变动使用调节曲线呈非线性，即当电枢处于死去时，电机不转）13，PWM晶体管放大器[7]的工作原理、组成、分类：组成 一部分是电压——脉宽变换器；另一部分开关功率放大器；14，通过数学模型的步骤和方法：1）选择模型类型2）确定建模方法：分析法（机理模型）实验法（辨识模型）3)确定模型结构和参数。15，PID控制器[8]优缺点即表达式：PID控制器是按比例、积分、微分控制规律设计的控制器1)比例控制（P）：放大器，优点增益K越大调节作用越强，系统响应越好，缺点K值过大会使系统不稳定，增大K值能减小稳态误差，但无法消除；2）比例积分（PI）优点既有快速响应性，又可消除稳态误差；3）比例微分（PD）优点缩短瞬态响应过程，提高系统稳定性和精确性，缺点不能消除稳态误差；4）PID控制，集合以上所有优点，使系统稳态和动态性能及系统稳定性得意改善。二，论述题1，输入接口接口设计原理及四项功能。原理：矩阵键盘由一组行线和一组列线交叉构成，行线接上拉拉电阻+5V，若有键按下，则行线列线短路，若将行线按入微机输入口，列线接入输出口，一次使Y0~Y3为低电平，其他为高电平，对x0~x3读取可确定键值，应进行机械消抖。四项功能：1）判断键盘上有无键闭合，方法是在P1.7~P1.4上全为0.再读P1.3~P1.0状态，若全部为1，则无键闭合：若不全为1则有闭合键。2）判断闭合键键号：方法是对列线依次扫描3）去除键的机械抖动：方法是读得键号后延时10ms，再次读键盘，若此键盘仍闭合则认为有效4）使控制微机対键的一次闭合仅作一次处理方法：是等待闭合键释放后再做处理。2，直流伺服电机结构、工作原理、类型、控制方式、静特性。结构：磁极（定子），电枢（转子），电刷和换向器原理：当电枢绕组中通过直流电时，在定子磁场的作用下就会产生带动负载旋转的电磁转矩，驱动转子旋转。通过控制电枢绕组中电流的方向和大小，就可以控制直流伺服电动机的选装方向和速度。当电枢绕组中电流为零时，伺服电动机则静止不动。类型：按定子磁地产生方式分，永磁式和他励式；按电枢结构和形状分平滑式和空心电枢型，有槽电枢型；按转子惯量大小分大惯量直流伺服电机，中惯量直流伺服电机，小惯量直流伺服电机控制方式：1）电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩;2)励磁磁场控制，即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。10机械系统的组成及各部分作用：传动机构，转速和转矩的变换器;导向机构，支撑和导向；执行机构，用以完成操作任务的11传动机构性能的要求：转动惯量小，刚度大，阻尼合适，摩擦小，间隙小________：12传动机构工作原理和特点：丝杠和螺母的螺纹滚道[9]间置有滚珠，当丝杆或螺母转动时，滚珠沿螺纹滚道滚动，则丝杠与螺母之间相对运动产生滚动摩擦，为防止滚珠从滚道中滚出，在螺母的螺旋[10]槽两端设有回程引导装置。如反向器和特殊器，他们与螺纹滚道形成循环回路[11]，使滚珠在螺母滚道内循环[12]。 特点：传动效率高、运动具有可逆性、系统刚度好、传动精度高、使用寿命长、不能自锁、制造工艺复杂13轴向间隙：是承载时在滚珠与滚道型面接触点的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有间隙的总和
不能自锁7.制造工艺复杂
2，机电一体化的实质：应用系统工程的观点和方法来分析和研究机电一体化的设计与开发，通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成部分的合理匹配和外部的整体效能最佳。
3，机械系统的组成和作用：1，传动机构作用是转速和转矩的变换器，是伺服系统[1]中的一部分；2，导向机构作用是支撑和导向；3，执行机构[2]作用完成操作任务。
4，同步齿形带传动机构的原理和优点：原理：利用齿形带的齿形与带轮的齿形依次相啮合传递运动和动力。优点：能方便的实现远距离传动，无相对滑动，平均传动精确，齿形带强度高，厚度小，重量轻，载荷小，效率高。
5，谐波齿轮减速器原理：
6，导轨的基本要求：1，导向精度：动导轨沿支撑导轨运动的直线或圆度。2，耐磨性：导轨在长时间使用中，能否保持一定导向精度。3，疲劳和压溃：避免滚动导轨失效4，刚度：导轨受力变形影响导轨的导向精度及部件间相对位置。5，低速运动平稳性：低速运动时，作为运动部件的动导轨易产生爬行现象;6，结构工艺性：要注意制造、调整维修方便，工艺性和经济性好
7，滚动直线导轨特点：承载能力大，轨道[3]采用圆弧形式，增大接触面积，提高承载能力；刚性强，加预加载荷提高刚度；寿命长；传动平稳可靠；具有机构自调能力。
8，接口由路静态和动态工作方式优点和缺点：静态，优点显示稳定，省时间，效率高；缺点扩展显示位数较多时，占用较多的I/O口；动态，优点减少I/O口的数量，节省了硬件费用；缺点为得到稳定显示，微机必须定期对显示器进行刷新扫描，这将占用CPU大量时间，故动态显示主要适用于CPU相对不繁忙的场合。
9，单向晶闸管导通和关断条件：导通条件，在晶闸管阳极上加正向电压，同时在控制极加上正向电压；关断的条件，当流过晶闸管的电流小于保持晶闸管导通所需电流时，关断晶闸管。
10，光电耦合器特点和结构：结构：结构由发光源和受光器两部分（引线，塑料，发光二级管，光敏晶体管，树脂）。特点：1）信号传递方式电-光-电，承受电压大，能实现强电和弱电部分隔离，避免干扰由输出通道进入抑制微机；2）有抑制噪声干扰能力；3）作为开关时，耐用，可靠性高，高速响应时间快。
11，步进电机组成分类和原理：组成：定子，转子[4]；分类：单极性步进电机，双极性步进电机通电步进电机；原理：
12，影响静态特性因素：1）功放电路对机械特性影响（功放电路内阻使电动机机械特性变软，应设法减小）；2）直流伺服电机内部摩擦对调整特性影响（由于f存在启动[5]电压，电压值处于死区时，电机不转）；3）负载变动对调节特性[6]影响（由于负载变动使用调节曲线呈非线性，即当电枢处于死去时，电机不转）
13，PWM晶体管放大器[7]的工作原理、组成、分类：组成 一部分是电压——脉宽变换器；另一部分开关功率放大器；
14，通过数学模型的步骤和方法：1）选择模型类型2）确定建模方法：分析法（机理模型）实验法（辨识模型）3)确定模型结构和参数。
15，PID控制器[8]优缺点即表达式：PID控制器是按比例、积分、微分控制规律设计的控制器1)比例控制（P）：放大器，优点增益K越大调节作用越强，系统响应越好，缺点K值过大会使系统不稳定，增大K值能减小稳态误差，但无法消除；2）比例积分（PI）优点既有快速响应性，又可消除稳态误差；3）比例微分（PD）优点缩短瞬态响应过程，提高系统稳定性和精确性，缺点不能消除稳态误差；4）PID控制，集合以上所有优点，使系统稳态和动态性能及系统稳定性得意改善。
二，论述题
1，输入接口接口设计原理及四项功能。
原理：矩阵键盘由一组行线和一组列线交叉构成，行线接上拉拉电阻+5V，若有键按下，则行线列线短路，若将行线按入微机输入口，列线接入输出口，一次使Y0~Y3为低电平，其他为高电平，对x0~x3读取可确定键值，应进行机械消抖。四项功能：1）判断键盘上有无键闭合，方法是在P1.7~P1.4上全为0.再读P1.3~P1.0状态，若全部为1，则无键闭合：若不全为1则有闭合键。2）判断闭合键键号：方法是对列线依次扫描3）去除键的机械抖动：方法是读得键号后延时10ms，再次读键盘，若此键盘仍闭合则认为有效4）使控制微机対键的一次闭合仅作一次处理方法：是等待闭合键释放后再做处理。
2，直流伺服电机结构、工作原理、类型、控制方式、静特性。
结构：磁极（定子），电枢（转子），电刷和换向器
原理：当电枢绕组中通过直流电时，在定子磁场的作用下就会产生带动负载旋转的电磁转矩，驱动转子旋转。通过控制电枢绕组中电流的方向和大小，就可以控制直流伺服电动机的选装方向和速度。当电枢绕组中电流为零时，伺服电动机则静止不动。
类型：按定子磁地产生方式分，永磁式和他励式；按电枢结构和形状分平滑式和空心电枢型，有槽电枢型；按转子惯量大小分大惯量直流伺服电机，中惯量直流伺服电机，小惯量直流伺服电机
控制方式：1）电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩;2)励磁磁场控制，即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。
10机械系统的组成及各部分作用：传动机构，转速和转矩的变换器;导向机构，支撑和导向；执行机构，用以完成操作任务的
11传动机构性能的要求：转动惯量小，刚度大，阻尼合适，摩擦小，间隙小
________：
12传动机构工作原理和特点：丝杠和螺母的螺纹滚道[9]间置有滚珠，当丝杆或螺母转动时，滚珠沿螺纹滚道滚动，则丝杠与螺母之间相对运动产生滚动摩擦，为防止滚珠从滚道中滚出，在螺母的螺旋[10]槽两端设有回程引导装置。如反向器和特殊器，他们与螺纹滚道形成循环回路[11]，使滚珠在螺母滚道内循环[12]。 特点：传动效率高、运动具有可逆性、系统刚度好、传动精度高、使用寿命长、不能自锁、制造工艺复杂
13轴向间隙：是承载时在滚珠与滚道型面接触点的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有间隙的总和
题目解答
答案
滚珠丝杆副
解析
本题主要考查机电一体化相关知识，包括机械系统组成、传动机构、导轨、接口、电机、控制器等多方面内容。其中最后关于“传动机构工作原理和特点”的描述，明确提到“丝杠和螺母的螺纹滚道间置有滚珠”“滚珠沿螺纹滚道滚动”“循环回路”等关键信息，结合“不能自锁、制造工艺复杂”等特点，可判断该传动机构为滚珠丝杆副。