《机电一体化系统设计基础》是机械设计制造及其自动化专业统设课程。通过本课程的学习，使学生能够掌握机电一体化的基础理论与关键技术，熟悉机电一体化单元技术的接口和运用，了解典型机电一体化系统的结构、性能和特点，通过学习机电一体化系统设计原理和综合集成技术，能够把各项技术有机地结合起来进行简单的机电一体化系统的分析和设计。加强学生对机电新技术的了解和对现代科技发展水平的认识，提升为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感。
　  一、考核方式
　　《机电一体化系统设计基础》分为形成性考核和终结性考核，其中形成性考核和终结性考核比例为3:7。
　  （一）形成性考核
　　形成性考核包括平时作业和专题报告两项，占比30%，形成性考核不合格者，不得参加终结性考核；形成性考核包括3次计分作业和1次专题报告。
　　专题报告旨在通过对社会生活或生产实践中某一种典型的机电一体化产品进行分析和研究，理解机电一体化系统的组成结构、关键技术与原理，培养对机电一体化产品进行分析和研究的能力。专题报告应独立完成，不允许抄袭。
　　（二）终结性考试
　　终结性考核采用闭卷方式：考试时间90分钟；考生可自备计算器。终结性考核占70%，终结性考试成绩和总成绩均达到60分及以上为合格。考试题型为：判断题、单选题、多选题、计算题、综合题。
　  二、学习资源
　　课程文字教材为：《机电一体化系统设计基础》李建勇主编，国家开放大学出版社出版。学生可以登录国家开放大学学习网点击《机电一体化系统设计基础》课程进行学习。课程内容包括：系统的文字材料、重点讲授的视频资源以及需要完成的学习任务。
　　三、例题解析
　　例1（判断题）：机电一体化是以数学和物理学为主的多门学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。（ ）
　　答案解析：机电一体化是以机械学、电子学和信息学为主的多门学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。因此，本题错误。
　　例2（判断题）：机电一体化是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，朝着智能化、绿色化、模块化等方向发展。（ ）
　　答案解析：机电一体化是机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科交叉融合的综合性技术，其发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化的主要发展方向有：（1）智能化（2）模块化（3）网络化（4）微型化（5）绿色化（6）人格化。因此，本题正确。
　　例3（单选题）：机械传动部件的阻尼比和以下哪个因素无关（ ）。
　　【A.】粘性阻尼系数
　　【B.】抗压刚度系数
　　【C.】转动惯量
　　【D.】质量
　　答案解析：阻尼：指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的过程。机械传动部件的阻尼比 是一个无量纲数，它表示系统对阻尼的大小。
　　机械传动部件的阻尼比：
　　ξ =B2mK0
　　其中，B—机械系统的粘性阻尼系数；K0—系统刚度；m—质量。因此，本题答案C。
　　例4（单选题）：传感器的（ ）可以把输入转换成电路参量。
　　【A.】敏感元件 【B.】转换器件
　　【C.】信号调节电路【D.】辅助电源
　　答案解析：传感（敏感）元件——直接感受被测非电量，并按规律将其转换成有对应关系的其他物理量。转换器件——将敏感元件输出的非电物理量转换成电量参量。信号调节与转换电路——转换器输出的电信号进行放大、运算、处理获得便于显示、记录、处理和控制的有用电信号。辅助电源——提供能源。因此答案选B。
　　例5（计算题）：导程L0=8mm的丝杠的总质量为6kg，标称直径为40mm，则其转动惯量为（ ）kg·mm2。
　　A.1200 B.480 C.120 D.48
　　答案解析：转动惯量——是刚体绕轴转动时惯性的量度。在机械传动系统，齿轮、丝杠等传动件可视为圆柱体近似计算转动惯量：
　　J= md2
　　18
　　其中m—圆柱体质量；d—圆柱体直径。
　　J=18×6 ×402=120
　　答案：A。
　　例6（多选题）：______是传感器的动态特性指标。（ ）
　　【A.】量程 【B.】线性度【C.】灵敏度
　　【D.】稳定性【E.】幅频特性
　　【F.】相频特性
　　答案解析：传感器的基本特性包括：静态特性和动态特性。静态特性：传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢所表现出来的响应特性。动态特性：传感器输出对随时间变化的输入量的响应特性。
　　【A.】量程—表征传感器的适应测量范围；【B.】线性度——表征机械输入量与传感器输出量之间维持线性比例的测量范围。【C.】灵敏度——表征传感器输出变化量与引起变化的输入量的变化量之比：Δy/Δx。【D.】稳定性—表征传感器在相当时间内，传感器输出-输入特性不发生变化的性能。【E.】幅频特性—表征传感器灵敏度与输入信号变化频率的关系。【F.】相频特性—表征被测输入量做正弦变化时，与输出量之间相位差随频率变化的关系。因此，本题选择EF。
　　例7（综合题）：某车间内的两条自动生产线上需要一款搬运机器人，用于生产线间的产品搬运，如果该款机器人采用概念设计，请制订出概念设计的流程。
　　答案解析：产品概念设计决定性地影响产品创新过程中后续的产品详细设计、产品生产开发、产品市场开发以及企业经营战略目标的实现。包含以下流程：
　　（1）首先是将设计任务抽象化，确定出系统的总功能；
　　（2）根据系统的总功能要求和构成系统的功能要素进行总功能分解，划分出各功能模块，将总功能分解为子功能，直到分解到不能再分解的功能元，形成功能树；确定它们之间的逻辑关系；
　　（3）对各功能模块输入/输出关系进行分析，确定功能模块的技术参数和控制策略、系统的外观造型和总体结构；
　　（4）寻找子功能（功能元）的解，并将原应用进行组合，形成多种原应用设计方案；
　　（5）以技术文件的形式交付设计组讨论、审定。由于体现同一功能的产品可以有多种多样的工作原理；
　　（6）方案进行整体评价：对不同的方案进行整体评价，选择综合指标最优的设计方案。最终选定最佳方案形成概念产品。
　　同学们在学习及备考过程中，如果有问题还可以在《机电一体化系统设计基础》课程论坛留言，我们都会及时解答回复。