石河子大學機械電氣工程學院碩士研究生入學考試

    《機電一體化系統設計》考試大綱

    一、教學目的

    《機電一體化系統設計》課程是高等學校自動化類、機電類專業一門重要的專業基礎課，主要學習機械系統、傳感檢測系統、伺服系統、控制系統等設計和選擇方法，討論機電一體化系統的接口、精度設計和可靠性等系統總體技術。本課程從系統的觀點出發，利用機械技術和電子技術，通過機電有機結合構造最佳的機電系統。通過本課程的學習，使學生建立機電產品的一體化設計思想，把電子技術、傳感器技術，自動控制技術、計算機技術和機械技術有機地結合起來，了解各項技術之間的接口關系，能運用所學知識對機電一體化產品進行分析或設計，使學生具備解決生產過程中機電設備的運行、管理、維護和改造等實際問題的初步能力。

    通過本課程的學習，學生應達到以下幾方面的目標：

    1)學習機電一體化基本概念，理解機電一體化系統中各結構要素在系統中的作用和相互關系，初步建立機電產品的系統化設計思想。

    2)了解機電一體化系統中常用傳感器、傳動機構、動力驅動裝置和計算機控制系統種類和特點。

    3)熟悉機電一體化產品的設計方法和工程路線，能夠針對具體的機電一體化產品確定產品開發技術路線。

    4)掌握機電一體化系統中機械、傳感檢測、動力、控制等基本結構要素的技術特點，掌握典型裝置的技術原理和使用方法。

    5)了解典型機電一體化產品的構成、特點和設計方法，學會設計簡單的機電一體化產品。

    二、考試內容

    1、傳感器概論：傳感器的定義、功能、組成；命名和分類方法；傳感器的基本特性：靜態特性（線性度、遲滯性、重復性、靈敏度等）；傳感器的發展方向；

    2、光柵位移傳感器、感應同步器、磁柵位移傳感器、旋轉變壓器、光電編碼器、直流測速發電機、光電式速度傳感器、差動變壓器式速度傳感器、加速度傳感器、測力傳感器、壓力傳感器、力矩傳感器、力與力矩復合傳感器、固態圖像傳感器（CCD）、激光檢測、超聲波檢測傳感器的結構、工作原理、特點及應用。

    3、執行與伺服驅動裝置的任務、類型、基本要求；執行與伺服驅動裝置的執行元件類型、特點；伺服電機、步進電機的結構、工作原理及其控制方式；執行與伺服驅動裝置的方案設計、系統穩態設計、動態設計；執行與伺服驅動裝置的實際應用。

    4、控制裝置的組成；控制系統的分類；控制系統的過渡過程和性能指標；控制系統的數學模型及其建立；微機控制裝置的組成及特點；PLC編程方法及實例分析。

    5、接口的定義、作用、分類、特點；人機接口的類型及特點；輸入接口和輸出接口方法和適用場合；機電接口的分類；A/D轉換接口和D/A轉換接口的作用及特點；控制量輸出接口的作用、形式和適用場合。

    6、機電一體系統機械系統的基本要求；機械傳動方式、分類、特點和應用；同步帶傳動、齒輪傳動、諧波齒輪傳動、滾珠螺旋傳動的設計方法和設計計算過程；機械系統支承部件（軸承、導軌）的基本要求、種類、特點及選用方法。

    7、干擾來源、傳播途徑；硬件抗干擾技術和軟件抗干擾技術的分類、特點、具體形式、具體措施；可靠性設計的基本概念；硬件可靠性設計和軟件可靠性設計的具體方法和措施。

    8、機電一體化產品設計綜合實例分析。

    三、考試題型

    考試題型包括：名詞解釋、填空、選擇、判斷、簡答、應用設計與分析、設計計算等。

    答題要求：

    1）填空、選擇、判斷等題型要求準確；

    2）名詞解釋、簡答題要求基本準確，答出要點即可；

    3）應用設計題要求畫出設計示意圖或電路原理圖，傳感器選型，闡明設計思想，敘述工作原理等。

    4）設計計算題要求思路正確，計算準確。

    四、參考書目

    張建民.機電一體化系統設計（第四版），北京：高等教育出版社

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