石河子大学机械电气工程学院硕士研究生入学考试机电一体化系统设计考试大纲一、教学目的机电一体化系统设计课程是高等学校自动化类、机电类专业一门重要的专业基础课，主要学习机械系统、传感检测系统、伺服系统、控制系统等设计和选择方法，讨论机电一体化系统的接口、精度设计和可靠性等系统总体技术。本课程从系统的观点出发，利用机械技术和电子技术，通过机电有机结合构造最佳的机电系统。通过本课程的学习，使学生建立机电产品的一体化设计思想，把电子技术、传感器技术，自动控制技术、计算机技术和机械技术有机地结合起来，了解各项技术之间的接口关系，能运用所学知识对机电一体化产品进行分析或设计，使学生具备解决生产过程中机电设备的运行、管理、维护和改造等实际问题的初步能力。通过本课程的学习，学生应达到以下几方面的目标： 1) 学习机电一体化基本概念，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常用传感器、传动机构、动力驱动装置和计算机控制系统种类和特点。3) 熟悉机电一体化产品的设计方法和工程路线，能够针对具体的机电一体化产品确定产品开发技术路线。4) 掌握机电一体化系统中机械、传感检测、动力、控制等基本结构要素的技术特点，掌握典型装置的技术原理和使用方法。5) 了解典型机电一体化产品的构成、特点和设计方法，学会设计简单的机电一体化产品。二、考试内容1、传感器概论：传感器的定义、功能、组成；命名和分类方法；传感器的基本特性：静态特性（线性度、迟滞性、重复性、灵敏度等） ；传感器的发展方向；2、光栅位移传感器、感应同步器、磁栅位移传感器、旋转变压器、光电编码器、直流测速发电机、光电式速度传感器、差动变压器式速度传感器、加速度传感器、测力传感器、压力传感器、力矩传感器、力与力矩复合传感器、固态图像传感器（CCD） 、激光检测、超声波检测传感器的结构、工作原理、特点及应用。3、执行与伺服驱动装置的任务、类型、基本要求；执行与伺服驱动装置的执行元件类型、特点；伺服电机、步进电机的结构、工作原理及其控制方式；执行与伺服驱动装置的方案设计、系统稳态设计、动态设计；执行与伺服驱动装置的实际应用。4、控制装置的组成；控制系统的分类；控制系统的过渡过程和性能指标；控制系统的数学模型及其建立；微机控制装置的组成及特点；PLC 编程方法及实例分析。5、接口的定义、作用、分类、特点；人机接口的类型及特点；输入接口和输出接口方法和适用场合；机电接口的分类；A/D 转换接口和 D/A 转换接口的作用及特点；控制量输出接口的作用、形式和适用场合。6、机电一体系统机械系统的基本要求；机械传动方式、分类、特点和应用；同步带传动、齿轮传动、谐波齿轮传动、滚珠螺旋传动的设计方法和设计计算过程；机械系统支承部件（轴承、导轨）的基本要求、种类、特点及选用方法。7、干扰来源、传播途径；硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术的分类、特点、具体形式、具体措施；可靠性设计的基本概念；硬件可靠性设计和软件可靠性设计的具体方法和措施。8、机电一体化产品设计综合实例分析。三、考试题型考试题型包括：名词解释、填空、选择、判断、简答、应用设计与分析、设计计算等。答题要求：1）填空、选择、判断等题型要求准确；2）名词解释、简答题要求基本准确，答出要点即可；3）应用设计题要求画出设计示意图或电路原理图，传感器选型，阐明设计思想，叙述工作原理等。4）设计计算题要求思路正确，计算准确。四、参考书目张建民. 机电一体化系统设计（第四版） ，北京：高等教育出版社大纲制定者：张立新 胡雪