机电一体化技术试题及答案D.doc

1 一一、名词解释、名词解释(每小题 2 分，共 10 分)1.测量灵敏度压电效应动态误差 5.传感器 二二、填空题填空题（每小题 2 分，共 20 分)1.滚珠丝杆中滚珠的循环方式：_，_。2.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 性能指标 系统功能 使用条件 经济效益 3.顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用_。4.某光栅的条纹密度是 50 条/mm，光栅条纹间的夹角=0.001 孤度，则莫尔条纹的宽度是_。5.连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制 每一个轴的 _，使它们同步协调到达目标点。6.某 4 极交流感应电机，电源频率为 50Hz，转速为 1470r/min，则转差率为_。7.齿轮传动的总等效惯量与传动级数_。8.累计式定时器工作时有_。9.复合控制器必定具有_。10.钻孔、点焊通常选用_类型。1.内循环 外循环 2.性能指标 系统功能 使用条件 经济效益 3.PLC 4.20mm 5.位置和速度 6.0.02 7.增加而减小 8.2 9.前馈控制器 10.简单的直线运动控制 三、选择题三、选择题（每小题 2 分，共 10 分）1.B.2.A3.C.4.C5、D 1.一般说来，如果增大幅值穿越频率 c 的数值，则动态性能指标中的调整时间 ts (b)A.产大 B.减小 C.不变 D.不定 2.加速度传感器的基本力学模型是 A.阻尼质量系统 B.弹簧质量系统 弹簧阻尼系统 D.弹簧系统 3.齿轮传动的总等效惯量与传动级数 (C)A.有关 B.无关 C.在一定级数内有关 D.在一定级数内无关 4.顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用 (C)A.单片机 B.2051 C.PLC 5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（D ）等个五部分。A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路 D 检测环节 四四、判断题判断题（每小题 2 分，共 10 分)1、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出 与输入间的偏差信号。（2、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。（）3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（）4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（）5、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。（）2 五、问答五、问答题题（每小题 10 分，共 30 分)1.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?2.什么是步进电机的使用特性?3.机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?六六、分析分析计算题计算题(每小题 10 分，共 20 分)1.三相变磁阻式步进电动机，转子齿数 Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为 120r/min，输入脉冲频率为多少?步距角为多少 2.采用 PLC 设计二个电磁阀 A、B 工作的系统 1)按钮 x1 为 A 电磁阀打开，按钮 x2 为 A 电磁阀关闭(输出 y1);2)按钮 x3 为 B 电磁阀打开，按钮 x4 为 B 电磁阀关闭(输出 y2);3)只有 B 电磁阀在工作中，A 电磁阀才能工作。要求：画出梯形图，写出助记符指令程序。机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(一一)考试方法：闭卷 考试时间分钟 共页 第 1 页 一一、名词解释、名词解释(每小题 2 分，共 10 分)1.是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象收集信息，取得数据概念的过程。2.指在稳态下，输出的变化量Y 与输入的变化量X 的比值。即为传感器灵敏度。S=dy/dx=Y/X 3.某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。4.动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。5.传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置。二二、填空题填空题（每小题 2 分，共 20 分)1.内循环 外循环 2.性能指标 系统功能 使用条件 经济效益 3.PLC 4.20mm 5.位置和速度 6.0.02 7.增加而减小 8.2 9.前馈控制器 10.简单的直线运动控制 三、选择题三、选择题（每小题 2 分，共 10 分）1.B.2.A3.C.4.C5、D 四四、判断题判断题（每小题 2 分，共 10 分)1、2、3、4、5、五、问答五、问答题题（每小题 10 分，共 30 分)1.单电源驱动电路 双电源驱动电路 斩波限流驱动电路 2.步距误差 步距误差直接影响执行部件的定位精度。最大静转矩 是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时，所能承受的最大外加转矩，亦即所能输出的最大电磁转矩，它反映了步进电动机的制动能力和低速步进运行时的负载能力。启动矩一频特性 空载时步进电动机由静止突然启动，并不失步地进入稳速运行所允许的最高频率称为最高启动频率。启动频率与负载转矩有关。运行矩频特性 步进电动机连续运行时所能接受的最高频率称为最高工作频率，它与步距角一起决定执行部件的最大运行速度。最大相电压和最大相电流 分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大电源电压和流过的最大电流。3.应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。3 六六、分析分析计算题计算题(每小题 10 分，共 20 分)1.20KHz 3.6 2.(1)梯形图：（）助记符指令程序：STR X1 OR Y1 AND NOT X2 OUT Y1 STR X3 OR Y2 AND NOT X4 AND Y1 OUT Y2 机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(二二)考试方法：闭卷 考试时间分钟 共页 第 1 页 一一、名词解释、名词解释(每小题 2 分，共 10 分)1、线性度 2、伺服控制系统 3、三相六拍通电方式 4、传感器 5、系统精度 二二、填空题填空题（每小题 2 分，共 20 分)1、计算机在控制中的应用方式主要有_。2.滚珠丝杆螺母副结构有两类：_。3、应用于工业控制的计算机主要有 _等类型。4.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括_。5、可编程控制器主要由_等其它辅助模块组成。6.顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用_。7、现在常用的总线工控制机有 _、PC 总线工业控制机和 CAN 总线工业控制机等。8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种_。9.某光栅的条纹密度是 50 条/mm，光栅条纹间的夹角=0.001 孤度，则莫尔条纹的宽度是_。10.采样/保持器在保持阶段相当于一个“_”。三、选择题三、选择题（每小题 2 分，共 10 分）1.一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：A 机械本体 B 动力与驱动部分 C 执行机构 D.控制及信息处理部分 2、机电一体化系统（产品）开发的类型 A 开发性设计 B 适应性设计 C 变参数设计 D 其它 3、机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法 A 取代法 B 整体设计法 C 组合法 D 其它。4、机电一体化的高性能化一般包含 A 高速化 B 高精度 C 高效率 D 高可靠性。5、抑制干扰的措施很多，主要包括 4 A 屏蔽 B 隔离 C 滤波 D 接地和软件处理等方法 四四、判断题判断题（每小题 2 分，共 10 分)1、变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。（）2、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（）3、感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。（）4、数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。（）5、FMC 控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级。（）五、问答五、问答题题（每小题 10 分，共 30 分)1、计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护。2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？3、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器，光电藕合器的作用有哪些？六六、综合应用综合应用题题(每小题 10 分，共 20 分)1.编写程序：单片机读 P1.0 的状态,把这个状态传到 P1.7 指示灯去，当 P1.0 为高电平时指示灯亮,低电平时指示灯不亮,采用中断完成这一输入输出过程，每中断一次完成一个读写过程。2.光栅传感器，刻线数为 100 线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为 400，试计算光栅位 移是多少毫米？若经四倍细分后，记数脉冲仍为 400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(二二)答案答案 考试方法：闭卷 考试时间分钟 共 3 页 第 1 页 一一、名词解释、名词解释(每小题 2 分，共 10 分)1、所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度。又称 为非线性误差。2、一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。3、如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如 A AB B BCC CA 4、是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置。5、指输出量复现输入信号要求的精确程度；二二、填空题填空题（每小题 2 分，共 20 分)1、操作指导控制系统 分级计算机控制系统 监督计算机控制系统（SCC）直接数字控制系统 2.外循环插管式 内循环反向器式 3、单片机 PLC 总线工控机 4.性能指标 系统功能 使用条件 经济效益。5 5、CPU 存储器 接口模块 6.PLC 7、STD 总线工业控制机 8、变压器隔离 光电隔离 9.20mm 10.模拟信号存储器 三、选择题三、选择题（每小题 2 分，共 10 分）1.A B C D 2、A B C 3、A B C D 4、A B C D 5、A B C D 四四、判断题判断题（每小题 2 分，共 10 分)1、（）2、（）3、（）4、（）5、（）五、问答五、问答题题（每小题 10 分，共 30 分)1、软件滤波用软件来识别有用信号和干扰信号，并滤除干扰信号的方法，称为软件滤波 软件“陷井”软件“看门狗”WATCHDOG）就是用硬件（或软件）的办法要求使用监控定时器定时检查某段程序或接口，当超过一定时间系统没有检查这段程序或接口时，可以认定系统运行出错（干扰发生），可通过软件进行系统复位或按事先预定方式运行。2、如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母 1 和 2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种。垫片调隙式 螺纹调隙式 齿差调隙式 3、1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。（2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。（3）共模抑制比高，能对直流和低频信号(电压或电流)进行准确、安全的测量。利用光电耦合方式实现载波调制，可获得 10kHz 带宽，但其隔离性能不如变压器耦合。六六、综合应用综合应用题题(每小题 10 分，共 20 分)1.2.光栅此时的位移 细分前 4mm,细分后 1mm 测量分辨率:细分前 0.01 mm/线 细分后:0.025 机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(三三)考试方法：闭卷 考试时间分钟 共页 第 1 页 一一、名词解释、名词解释(每小题 2 分共 10 分)1.机电一体化 2.自动控制 3.开环控制系统 4.逆变器 5.PWM 二二 判断题判断题(每空 1 分，共 10 分)6 1.直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。（）2.滚珠丝杆不能自锁。（）3.D/A 转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（）4.同步通信是以字符为传输信息单位。（）5.异步通信常用于并行通道。（）6.查询 I/O 方式常用于中断控制中。（）7.串行通信可以分为以下四种方式：1）全双工方式；（）2）半双工方式；（）3）同步通信；（）4）异步通信。（）三三 填空题：填空题：(每空 1 分，共 40 分)1.从控制角度讲，机电一体化可分为 控制系统和 控制系统。2.在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为:；三种形式。3.多点接地：优点：，缺点：。4.一般来说，伺服系统的基本组成为 、和 等四大部分组成。5.在 SPWM 变频调速系统中，通常载波是 ，而调制波是。6.从电路上隔离干扰的三种常用方法是:隔离，隔离，隔离。7.开环步进电动机控制系统，主要由 、和 等组成。8.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1），2），3）。9.产生电磁干扰必备的三个条件是：，。10.干扰传播途径有二种方式：1）传导耦合方式：干扰信号能量以 或 的形式，通过金属导体传递。2）幅射耦合方式：干扰信号能量以 的形式，通过空间感应传递。11.指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式：,;哪几种属于幅射耦合方式：,。A.静电干扰 B.磁场干扰 C.漏电干扰 D.共阻抗感应干扰 E.电磁辐射干扰。12.磁场屏蔽-对高频交变磁场应采用 的金属材料 作屏蔽体；对低频交变磁场应采用 的材料作屏蔽体，并保证磁路畅通。13.一点接地中：1）串联接地：优点：，缺点：，2）并联接地：优点：，缺点：，仅适用于 电路。四四 解答题解答题 (每小题 5 分，共 40 分)1一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？2斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？3、简述直流伺服电动机两种主要控制方式的工作原理。4.在微机控制系统中，主机和外围设备间所交换的信息通常分为哪三类？5数据信息可分为哪几种？6DAC0832 有哪三种输入工作方式？有哪二种输出工作方式？7.步进电动机控制系统中，电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动:已知：步距角，脉冲数 N，频率 f，丝杠导程 p，试求执行部件:位移量 L=?移动速度 V=?8.有一变化量为 0 16V 的模拟信号，采用 4 位 A/D 转换器转换成数字量，输入到微机控制系统中，试求其量化单位 q？，量化误差最大值 emax？7 机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(三三)考试方法：闭卷 考试时间分钟 共页 第 1 页 一一 名词解释名词解释(每小题 2 分，共 10 分)1 机电一体化-从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。2.自动控制由控制装置自动进行操作的控制。3.开环控制系统无反馈的控制系统。4.逆变器把固定的直流电变成固定或可调的交流电的 DC/AC 变流器。5.PWM通过调节脉冲的宽度改变负载电压平均值的脉宽调制斩波器。二二 判断题判断题(每空 1 分，共 10 分)1.2.3.4.5.6.7.1）1 2）3）4）三三 填空题填空题（(每空 1 分，共 40 分）1.开环、闭环 2.电压输出 电流输出 频率输出 3.互不干扰 接线多 复杂 4.控制器 功率放大器 执行机构 和检测装置 5.等腰三角波 （三相）正弦波 6.光电 变压器 继电器 7.环形分配器 功率放大器 步进电动机 8.1）采用计算机软件分配器 2）小规模集成电路搭接的硬件分配器 3）专用模块分配器 9干扰源 传播途径 接受干扰对象 原系统 系统 10.1）电压；电流。2）电磁场。11.C ,D;A,B E。12.铜和铝等导电性能好；铁等高导磁率。131）最简单，；前后相互干扰，2）干扰小，；接线多，复杂，低频（1MHZ）。四四 解答题解答题(每小题 5 分，共 40 分)1、机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分 2.1）垫片调整法 2）轴向压簧调整法 3、一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电绕组两头端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；另一种是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的强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。4、数据信息、状态信息和控制信息 5、（1）数字量（2）模拟量（3）开关量（4）脉冲量 6、（1）直通方式 （2）单缓冲方式 （3）双缓冲方式（1）单极性输出 （2）双极性输出 7、L=(p/360)N；V=(p/360)f 8、量化单位 q1V，量化误差最大值 emax0.5V。机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(四四)8 考试方法：闭卷 考试时间分钟 共 2 页 第 1 页 一、名词解释一、名词解释（每题 2 分 共 10 分）1、机电一体化 2、柔性制造系统 3、静态设计 4、系统软件 5、感应同步器 二、填空题二、填空题（每空分，共 3分）1、对伺服系统的技术要求是_、_、_、_。2、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：_、_。3、计算机控制系统的类型包括_、_、监督控制系统、_。4、拟定机电一体化系统（产品）设计方案的方法通常有_、_、_。5、接口的基本功能主要有_、放大、_。6、对直线导轨副的基本要求是_、_、_、_和平稳。7机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理 _、_、_、_、并满足小型、轻量等要求。8、伺服系统的基本组成包括_、检测装置、_。9、工作接地分为_、_。10、STD 总线的技术特点_、_、_、高可靠性。三、简答题三、简答题（每小题 5 分，共 20 分）1.FMC 的基本控制功能。2.PWM 脉宽调速原理。3.简述直流伺服电机两种控制的基本原理。4.控制系统接地通的目的。四四、分析题分析题（每小题 20 分，共 40 分)1.半桥逆变电路的工作原理。2.分析下图中传动大负载时消除齿侧齿侧间隙的原理 1、6小齿轮 2、5大齿轮 3齿轮 4预载装置 7齿条 机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(四四)答案答案 考试方法：闭卷 考试时间分钟 共 3 页 第 1 页 一、名词解释一、名词解释（每题 2 分 共 10 分）1、机电一体化:机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。9 2、柔性制造系统：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化 3、静态设计：是指依据系统的功能要求，通过研究制定出机械系统的初步设计方案。4、系统软件：系统软件是由计算机的制造厂商提供的，用来管理计算机本身的资源和方便 用户使用计算机的软件。5、感应同步器:感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。二、填空题二、填空题（每空分，共 3分）1、系统精度 稳定性 响应特性 工作频率 2、静态设计 动态设计 3、分级计算机控制系统 直接数字控制系统 操作指导控制系统 4、通常有取代法 整体设计法 组合法 7、数据格式转换、通信联络 6、导向精度高 耐磨性好 足够的刚度 对温度变化的不敏感性。7阻尼合理 刚度大 抗振性好 间隙小 8、控制器、执行环节、比较环节 9、一点接地 多点接地 10、模块化设计 系统组成 修改和扩展方便 三、简答题三、简答题（每小题 5 分，共 20 分）1.（1）单元中各加工设备的任务管理与调度，其中包括制定单元作业计划、计划的管理与调度、设备和单元运行状态的登录与上报。（2）单元内物流设备的管理与调度，这些设备包括传送带、有轨或无轨物料运输车、机器人、托盘系统、工件装卸站等。（3）刀具系统的管理，包括向车间控制器和刀具预调仪提出刀具请求、将刀具分发至需要它的机床等。2.图中的开关 S 周期性地开关，在一个周期 T 内闭合的时间为，则一个外加的固定直流电压 U 被按一定的频率开闭的开关 S 加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为 U、宽度为，如右图所示。电枢两端的平均电压为：UUUdtUTTTd01 式中 =/T=Ud/U，(01)为导通率或称占空比）。当 T 不变时，只要改变导通时间，就可以改变电枢两端的平均电压 Ud。当从 0T 改变时，Ud 由零连续增大到 U。3.直流伺服电动机的控制方式主要有两种：一种是电枢电压控制，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；另一种是励磁磁场控制，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。采用电枢电压控制方式时，由于定子磁场保持不变，其电枢电流可以达到额定值，相应的输出转矩也可以达到额定值，因而这种方式又被称为恒转矩调速方式。而采用励磁磁场控制方式时，由于电动机在额定运行条件下磁场已接近饱和，因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速。由于电枢电流不允许超过额定值，因而随着磁场的减弱，电动机转速增加，但输出转矩下降，输出功率保持不变，所以这种方式又被称为恒功率调速方式。4.控制系统接地通的目的。将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点（大地）实现低阻抗的连接，称之谓接地。接地的目的有两 10 个：一是为了安全，例如把电子设备的机壳、机座等与大地相接，当设备中存在漏电时，不致影响人身安全，称为安全接地；二是为了给系统提供一个基准电位，例如脉冲数字电路的零电位点等，或为了抑制干扰，如屏蔽接地等。称为工作接地。工作接地包括一点接地和多点接地两种方式。四四、分析题分析题（每小题 20 分，共 40 分)1.半桥逆变电路原理如左图所示，它有两个导电臂，每个导电臂由一个可控元件和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，使得两个电容的联结点为直流电源的中点。设电力晶体管 Vl 和 V2 基极信号在一个周期内各有半周正偏和反偏，且二者互补。当负载为感性时，其工作波形如右图所示。输出电压波形 u0 为矩形波，其幅值为 Um=Ud/2 输出电流 i0 波形随负载阻抗角而异。设 t2 时刻以前 V1 导通。t2 时刻给 V1 关断信号，给 V2 导通信号，但感性负载中的电流 i0 不能立刻改变方向，于是 VD2 导通续流。当 t3 时刻 i0 降至零时 VD2 截止，V2 导通，i0 开始反向。同样，在 t4 时刻给 V2 关断信号，给 V1 导通信号后，V2 关断，VD1 先导通续流，t5 时刻 V1 才导通。当 V1 或 V2 导通时，负载电流和电压同方向，直流侧向负载提供能量；而当 VD1 或 VD2 导通时，负载电流和电压反方向，负载中电感的能量向直流侧反馈，既负载将其吸收的无功能量反馈回直流侧。反馈回的能量暂时储存在直流侧电容中，直流侧电容起到缓冲这种无功能量的作用。二极管 VD1、VD2 是负载向直流侧反馈能量的通道，同时起到使负载电流连续的作用，VD1、VD2 被称为反馈二极管或续流二极管。2.分析下图中传动大负载时消除齿侧齿侧间隙的原理 当传动负载大时，可采用双齿轮调整法。如图所示，小齿轮 1、6 分别与齿条 7 啮合，与小齿轮 1、6 同轴的大齿轮 2、5 分别与齿轮 3 啮合，通过预载装置 4 向齿轮 3 上预加负载，使大齿轮 2、5 同时向两个相反方向转动，从而带动小齿轮 l、6 转动，其齿便分别紧贴在齿条 7 上齿槽的左、右侧，消除了齿侧间隙。机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(五五)考试方法：闭卷 考试时间分钟 共页 第 1 页 一一、名词解释、名词解释(每小题 2 分，共 10 分)1 机电一体化 2 伺服控制 3 闭环控制系统 4 逆变器 5 SPWM 二二 判断题判断题：(每小题 1 分，共 10 分)1 在计算机接口技术中 I/O 通道就是 I/O 接口。（）2 滚珠丝杆不能自锁。（）3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（）4 异步通信是以字符为传输信息单位。（）5 同步通信常用于并行通信。（）11 6 无条件 I/O 方式常用于中断控制中。（）7 从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（）（4）温度误差是影响传动精度的因素（）三、选择题三、选择题 (每小题 1 分，共 40 分)1.在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：通信 和 通信。2.微机控制系统中的输入与输出通道一般包括 、四种通道。3.在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的 和 ，并尽量高伺服系统的响应速度。4.一般来说，伺服系统的执行元件主要分为 、和其它 等四大类型。5.在 SPWM 变频调速系统中，通常载波是 ，而调制波是。6.异步交流电动机变频调速：2）基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于 调速方式。3）基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于 调速方式。7.开环步进电动机控制系统，主要由 、和 等组成。8.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1），2），3）9.根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：1），2），3），4）。10应用于工业控制的计算机主要有：1），2），3）等类型。11.干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以 或 的形式，通过金属导体传递。12.抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、合理布局和软件抗干扰技术。13.电场屏蔽-通常用 的金属材料作屏蔽体，并应保持良 好 。14根据频率特性解释下列滤波器的作用：1）低通滤波器：只让 通过，而高于 受到抑制、衰 减，不让通过。2）带通滤波器：只让 通过，而高于 部分。A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路 D 检测环节 四四 解答题解答题(每小题 8 分，共 40 分)1简述一个典型的机电一体化系统的基本组成要素。2直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？3简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成。4.简述在微机控制系统中 I/O 控制方式及 I/O 接口的编址方式。5简述伺服系统的结构组成。6DAC0832 有哪三种输入工作方式？有哪二种输出工作方式？7.步进电动机控制系统中，电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动:已知：步距角，脉冲数 N，频率 f，丝杠导程 p，试求执行部件:12 位移量 L=?移动速度 V=?8.测量某加热炉温度范围为 1001124，线性温度变送器输出 05V，用 ADC0809 转换器输入到微机控制系统中，试求测量该温度环境的分辨率和精度。机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(五五)考试方法：闭卷 考试时间分钟 共 3 页 第 1 页 一一 名词解释名词解释(每小题 2 分，共 10 分)1 机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检 测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，以系统为出发点的最佳 功能价值的系统工程技术。2 伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。3 闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。4 逆变器是将直流电变成交流电的电路。5 SPWM 是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的 PWM 波形。二二 判断题判断题(每小题 1 分，共 10 分)13 1（）2 （）3（）4（）5（）6（）7（）（）（）（）三、选择题三、选择题 (每小题 1 分，共 40 分)1.串行通信 并行通信 2.模拟量输入通道 模拟量输出通道 数字量输入通道 数字量输出通道 3.稳定性和精度 4.电磁式 液压式 气压式 5.等腰三角波 正弦波 6.恒转矩 恒功率 7.环形分配器 功率驱动器 步进电机 8.计算机软件 硬件分配 专用环形分配器 9.操作指导控制系统 直接控制系统 监督计算机控制系统 分级计算机控制系统 10单片机 PLC 总线工控机 11.电压 电流 12.隔离 滤波 接地 13.铜 铝等导电性能良好 接地 141）低频成分 截止频率成分 2）某一频带内的成分 上截止频率成分 下截止频率成分 四四 解答题解答题(每小题 8 分，共 40 分)1 1）机械本体 2）动力与驱动；3）传感测试部分；4）执行机构 5）控制及信息处理单元 21）、偏心轴套调整法 2）、双片薄齿轮错齿调整法 3 对机械系统的基本要求：高精度；快速响应；良好的稳定性。机械系统的组成：传动机构；导向机构；执行机构。4.程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。独立编址；与储存器统一编址。5 1)比较环节；2)控制器；3)执行环节；4)被控对象；5)检测环节。6输入工作方式：（1）直通方式2）单缓冲方式（3）双缓冲方式 输出工作方式：（1）单极性输出 （2）双极性输出 7.L=(p/360)N；V=(p/360)f 8.4 ;+2。机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(六六)考试方法：闭卷 考试时间分钟 共页 第 1 页 一一、名词解释、名词解释(每小题 2 分，共 10 分)1.机电一体化 2.分辨力 3.灵敏度(测量)4.永磁同步电动机:5.复合控制器 二、单项选择题二、单项选择题(每小题 2 分，共 10 分)1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称 ()A.顺序控制系统 B.伺服系统 C.数控机床 D.工业机器人 2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数()A.增加而减小 B.增加而增加 C.减小而减小 D.变化而不变 3.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和()A.内循环插管式 B.外循环反向器式 C.内、外双循环 D.内循环反向器式 4.某光栅条纹密度是 100 条/mm，光栅条纹间夹角=0.001 孤度，则莫尔条纹的宽度是()A.100mm B.20mm C.10mm D.0.1mm 5.直流测速发电机输出的是与转速()14 A.成正比的交流电压 B.成反比的交流电压 C.成正比的直流电压 D.成反比的直流电压 三、简答题三、简答题(每小题 6 分，共 30 分)1、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?2、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?3、步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统的输入信号是什么?输出轴的转速、转向、位置各自与哪些因素有关?4、什么是 PLC 的扫描工作制?5、PWM 的工作原理?四、计算题四、计算题(每小题 10 分，共 20 分)1.三相变磁阻式步进电动机，转子 80 个齿。(1)要求电动机转速为 60r/min,单双拍制通电，输入脉冲频率为多少?(2)要求电动机转速为 100r/min，单拍制通电，输入脉冲频率为多少?2.三相交流感应电动机，电源频率 50Hz，空载转速为 1450r/min。(1)该电动机为几极，空载转差率是多少?(2)堵转时定子、转子绕组电势频率各为多少?(3)空载时，定子、转子绕组电势频率各为 五、分析扩展的五、分析扩展的 EPROM2764 的地址范围及工作原理的地址范围及工作原理(20 分)机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(六六)答案答案 考试方法：闭卷 考试时间分钟 共页 第 1 页 一一、名词解释、名词解释(每小题 2 分，共 10 分)1 机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检 测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，以系统为出发点的最佳 功能价值的系统工程技术。2 传感器能检测到的最小输入增量称分辨力，在输入零点附近的分辨力称为阈值。3 灵敏度(测量)传感器在静态标准条件下输入变化对输出变化的比值。4 以电子换向取代了传统的直流电动机的电刷换向的电动机。5 复合控制器带有前馈控制系统的反馈控制器。它的作用是使系统能以稳定的零误差跟踪已知的输入信号。二、单项选择题二、单项选择题(每小题 2 分，共 10 分)1.B2.A3.B4.C5.C 三、简答题三、简答题(每小题 6 分，共 30 分)1、系统功能 性能指标 使用条件 经济效益 2、单极驱动 双极驱动 高低电压驱动 斩波电路驱动 细分电路 3、参考脉冲序列 转速与参考脉冲频率成正比 输出轴转向 由转向电平决定 位置由位置电平决定 15 4、即检测输入变量求解当前控制逻辑以及修正输出指令,重复进行。5、斩波器调压的基本原理是通过晶闸管或自关断器件的控制，将直流电压断续加到负载（电机）上，利用调节通、断的时间变化来改变负载电压平均值。斩波器调压控制直流伺服电机速度的方法又称为脉宽调制（Pulse Width Modulation）直流调速。四、计算题四、计算题(每小题 10 分，共 20 分)1)K=2;M=3,Z=80;=360/2*3*80=0.75 f=480Hz 2)K=1;M=3,Z=80;=360/1*3*80=1.5 f=400Hz 2.三相交流感应电动机，电源频率 50Hz，空载转速为 1450r/min。(1)4 极，空载转差率 n=(1500-1450)/1500=3.3%2)50Hz(3)50Hz 16.5 Hz 五、五、0000H1FFFH 由于 EA 接地故 PC 指针由外部 0000H 开始执行,74LS373 为地址锁存器用于锁存来自 P0 口的 EPROM 的地址的低 8 位,P2 口提供 EPROM 的地址的高 5 位.P0 口分时用作数据传输口。机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(七七)考试方法：闭卷 考试时间分钟 共页 第 1 页 一一、名词解释、名词解释(每小题 2 分，共 10 分)、检测传感器、伺服电动机 3、静压轴承 4、静压导轨 5、屏蔽 二、填空题二、填空题（每小题分，共 30 分）1、机电一体化系统中常见的轴承包括_、_、_、磁轴承。2、机电一体化系统一般由_、_、接口、_、_、_等部分组成。.3、按干扰的耦合模式干扰可分为静电干扰、_、_、_、_等干扰类型。.4、机电一体化是从系统的观点出发，将_、_、_、机 械技术等在系统工程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统_而建立的一门新 的科学技术。5、伺服系统的基本组成部分包括_、_、执行机构、_ 四大部分。6、用软件识别有用信号和干扰信号、并滤去干扰信号的方法称为_、识别信 16 号的原则有_、_。7、机电一体化系统（产品）设计类型大致可分为_、适应性设计、_。8、机电一体化系统包括_、_、信息处理技术、_、_、总体等相关技术。9、机电一体化系统对机械传动总传动比确定的最佳选择方案有_、_、质量最小原则。三、问答题三、问答题（每题 10 分,共 40 分）1分析、说明如图所示计算机控制系统中信号变换与传输的过程、原理。2、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?3、用软件进行“线性化”处理时，采用计算法的原理是怎样的？4、模拟式 四、分析扩展的四、分析扩展的 RAM6264 的地址范围和和工作原理。的地址范围和和工作原理。（20 分传感器信号处理过程包括哪些环节？）机电一体化技术试卷机电一体化技术试卷(七七)答案答案 考试方法：闭卷 考试时间分钟 共页 第 1 页 一一、名词解释、名词解释(每小题 2 分，共 10 分)、检测传感传感器是一种以一定的精