機(jī)電控制技術(shù)第二套試卷及答案

真誠(chéng)為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。機(jī)電控制技術(shù)試卷一、單項(xiàng)選擇題(本大題共 10 小題，每小題1 分，共10 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的，把你所選的選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。)1. 吊車(chē)在勻速提升重物時(shí)，對(duì)電機(jī)而言，其負(fù)載的機(jī)械特性屬于 （ ）A. 恒功率B. 直線型C. 恒轉(zhuǎn)矩D. 離心機(jī)型2. 下列不屬于控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)有： （ ）A時(shí)域性能指標(biāo) B頻域性能指標(biāo)C空間性能指標(biāo) D綜合性能指標(biāo)3. 下面四個(gè)電力電子器件中，屬于全控型電力電子器件的是 （ ）A. 二極管B單向晶閘管C雙向晶閘管DIGBT4. 單相全波整流電路存在有源逆變的若干基本條件中，不包括 （ ）A. 必須是全控橋 B. 負(fù)載必須具有較大感性C. 控制角>90 D. 必須有續(xù)流二極管5. 直流調(diào)速系統(tǒng)中用以補(bǔ)償電樞電阻壓降引起的轉(zhuǎn)速波動(dòng)的環(huán)節(jié)是 （ ）A. 電壓負(fù)反饋B. 電流正反饋C. 電流截止負(fù)反饋D. 電壓微分負(fù)反饋6. 普通三相異步電動(dòng)機(jī)作為變頻電機(jī)使用，則不宜在很低轉(zhuǎn)速長(zhǎng)期運(yùn)行，因?yàn)?（ ）A. 發(fā)熱量大，散熱條件差B. 伴隨額定電壓下降，輸出功率低C. 異步電機(jī)在低速時(shí)功率因數(shù)低D. 最大轉(zhuǎn)矩降低，易堵轉(zhuǎn)7. 電機(jī)的反饋制動(dòng)是指 （ ）A. 通過(guò)測(cè)速發(fā)電機(jī)的反饋信號(hào)，控制好制動(dòng)速度 B. 通過(guò)速度繼電器的反饋?zhàn)饔?，在電機(jī)速度接近零時(shí)恰好撤消制動(dòng)力矩C. 電機(jī)速度降低的過(guò)程中，電機(jī)繞組中有電能反饋到電源D. 電機(jī)制動(dòng)時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芟脑谕獠侩娮枭?. 下列不屬于干擾的作用方式的是 （ ） A. 串模干擾 B. 共模干擾C. 長(zhǎng)線傳輸干擾 D. 短線傳輸干擾9. 下列屬于屏蔽形式的是 （ ） A. 微波屏蔽 B. 電磁屏蔽C. 靜電屏蔽 D. 低頻率屏蔽10. 下列不是常見(jiàn)濾波形式的是 （ ）A. RC型 B. RL型C. LC型 D. 雙T型二、名詞解釋（本大題共6小題，每小題3分，共18分。） 1系統(tǒng) 2. 反饋信號(hào) 3. 傳遞函數(shù) 4. 屏蔽 5. 數(shù)控機(jī)床 6. 順序控制三、填空題（本大題共6個(gè)小題，共20個(gè)空，每空0.5分，共10分。把答案填在題中橫線上。）1反饋控制系統(tǒng)由 、 、 和 四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成。2. 控制系統(tǒng)按信號(hào)的形式分為 和 。控制系統(tǒng)按給定值分為 和 。 3. 建立數(shù)學(xué)模型的的方法有 和 。 4. STD總線的56只引腳分為 、 、 、 和 等五組。 5. 為保證長(zhǎng)線傳輸?shù)目煽啃?，主要措施?、 和 等。 6. 過(guò)程通道干擾分為 和 。四、簡(jiǎn)答題（本大題共 7個(gè)小題，每小題 6 分，共42分。）1. 畫(huà)出伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成框圖及簡(jiǎn)述對(duì)伺服系統(tǒng)的要求。2. 求下列象函數(shù)的零點(diǎn)、極點(diǎn)并進(jìn)行拉氏反變換求原函數(shù)。3. 什么是控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)？4為什么電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流很大？當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，熱繼電器會(huì)不會(huì)動(dòng)作？為什么？5. 試述微機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)硬件的要求。6. 數(shù)字PID控制算法有哪些算法？7. 試說(shuō)明單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的控制原理及基本組成。五、論述題（本大題共 1個(gè)小題，每小題10分，共10分。）1試分別說(shuō)明用繼電器接觸器、用可編程序控制器和用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要優(yōu)缺點(diǎn)，并指出各適用于什么場(chǎng)合？六、計(jì)算題（本大題共 1個(gè)小題，每小題10分，共10分）1. 某單位反饋系統(tǒng)在輸入信號(hào)xi(t)=1+t的作用下，輸出響應(yīng)xo(t)=t，試求該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)和穩(wěn)態(tài)誤差。A卷一、單項(xiàng)選擇題CCDDB ACDAB二、名詞解釋（本大題共6小題，每小題3 分，共18分。） 1系統(tǒng)系統(tǒng)是由相互關(guān)聯(lián)和制約的多個(gè)環(huán)節(jié)組成的一個(gè)整體，并就某種目標(biāo)而運(yùn)動(dòng)。2. 反饋信號(hào)常用b(t)表示，是反饋環(huán)節(jié)的輸出信號(hào)，與被控參數(shù)具有一定的函數(shù)關(guān)系。 3. 傳遞函數(shù) 在零初始條件下，線性定常系統(tǒng)或環(huán)節(jié)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 4. 屏蔽 利用低電阻、導(dǎo)磁性良好的材料制成容器或金屬網(wǎng)，將需要保護(hù)的部分罩起來(lái)，以防止電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)的方法，稱為屏蔽。 5. 數(shù)控機(jī)床 數(shù)控機(jī)床是數(shù)字程序控制機(jī)床的簡(jiǎn)稱，是指采用數(shù)字指令信息來(lái)控制的機(jī)床。 6. 順序控制 時(shí)序控制就是生產(chǎn)過(guò)程或生產(chǎn)機(jī)械按規(guī)定的時(shí)序而順序動(dòng)作，或在現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)作用下按預(yù)定規(guī)律而順序動(dòng)作的自動(dòng)控制。三、填空題（本大題共6個(gè)小題，共20個(gè)空，每空0.5分，共10分。把答案填在題中橫線上。）1反饋控制系統(tǒng)由檢測(cè)元件、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控對(duì)象四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成。2. 控制系統(tǒng)按信號(hào)的形式分為連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)按給定值分為恒值控制系統(tǒng)和隨動(dòng)控制系統(tǒng)。 3. 建立數(shù)學(xué)模型的的方法有解析法（機(jī)理法）和測(cè)試法。 4. STD總線的56只引腳分為邏輯電源、數(shù)據(jù)總線、XXX總線、控制總線和輔助電源等五組。 5. 為保證長(zhǎng)線傳輸?shù)目煽啃?，主要措施有隔離變壓器隔離、光電耦合器隔離和雙絞線隔離等。 6. 過(guò)程通道干擾分為漏電流耦合形成的干擾和共阻抗耦合形成的干擾。四、簡(jiǎn)答題（本大題共 7個(gè)小題，每小題 6 分，共42分。）1. 畫(huà)出伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成框圖及簡(jiǎn)述對(duì)伺服系統(tǒng)的要求。答：伺服系統(tǒng)的組成框圖：對(duì)伺服系統(tǒng)的要求：高的工作精度、寬的進(jìn)給速度范圍、快的響應(yīng)速度、負(fù)載能力和穩(wěn)定性。2. 求下列象函數(shù)的零點(diǎn)、極點(diǎn)并進(jìn)行拉氏反變換求原函數(shù)。答：F（s）=1/(s+a)2 F（s）=1/(Ts+1)2 F(s)=1/(s2+sa)零點(diǎn) s=-a 極點(diǎn) s= 原函數(shù) te-at零點(diǎn)s=-1/T 極點(diǎn) s= 原函數(shù) t/T2*e-t/T零點(diǎn) S=-a 極點(diǎn) s= 原函數(shù) 1/a*(1-e-at)3. 什么是控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)？答：當(dāng)系統(tǒng)沒(méi)有受到外來(lái)干擾作用，同時(shí)給定值保持不變，因而被控參數(shù)也不會(huì)隨時(shí)間變化或在允許波動(dòng)范圍內(nèi)變化，整個(gè)系統(tǒng)處于穩(wěn)定平衡的工況，稱為穩(wěn)態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)受到干擾作用或者改變了設(shè)定值后，原來(lái)的穩(wěn)態(tài)遭到破壞，系統(tǒng)中各個(gè)組成環(huán)節(jié)的輸入、輸出量都相繼發(fā)生變化，被控參數(shù)也偏離原穩(wěn)態(tài)值而隨時(shí)間變化，這時(shí)稱系統(tǒng)處于瞬態(tài)。4為什么電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流很大？當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，熱繼電器會(huì)不會(huì)動(dòng)作？為什么？答：電動(dòng)機(jī)從靜態(tài)變成動(dòng)態(tài)并達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)需要很大的力，一般起動(dòng)電流是額定電流的57倍。 不會(huì)。熱繼電器有熱慣性，起動(dòng)瞬間不會(huì)動(dòng)作。5. 試述微機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)硬件的要求。答： （1）能進(jìn)行相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)換，滿足微機(jī)對(duì)輸入、輸出信息的轉(zhuǎn)換要求。 （2）能可靠的傳遞CPU的控制信息和外部設(shè)備的狀態(tài)信息。 （3）應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，以保證系統(tǒng)的可靠性。6. 數(shù)字PID控制算法有哪些算法？答：1. 不完全微分PID控制算法 2. 積分分離PID控制算法3. 帶死區(qū)的PID控制算法4. 變速積分PID控制算法7. 試說(shuō)明單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的控制原理及基本組成。答：?jiǎn)纹瑱C(jī)的控制原理：爐溫由熱電偶及溫度變送器檢測(cè)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)測(cè)量值的數(shù)字量B(n)，送人單片機(jī)中與給定值的數(shù)字量可控硅調(diào)功器，改變電爐的加熱功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐溫的控制。 整個(gè)系統(tǒng)的基本組成包括：工業(yè)電爐（被控對(duì)象），模擬量輸入通道，輸出控制電路，單片機(jī)系統(tǒng)及控制軟件等部分。五、論述題（本大題共 1個(gè)小題，每小題10分，共10分。）1試分別說(shuō)明用繼電器接觸器、用可編程序控制器和用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要優(yōu)缺點(diǎn)，并指出各適用于什么場(chǎng)合？答：繼電器控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易掌握、維護(hù)方便、價(jià)格低廉，缺點(diǎn)：采用硬接線方式裝配而成，只能完成固定的生產(chǎn)工藝控制功能。一旦生產(chǎn)工藝過(guò)程改變，則控制柜必須重新設(shè)計(jì)、重新配線適應(yīng)性差。 PLC控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：具有可靠性高、功能齊全，適應(yīng)性好、易學(xué)易懂，便于推廣應(yīng)用； 缺點(diǎn)：硬件成本比較高。用途：對(duì)各種惡劣的工業(yè)環(huán)境下的工業(yè)對(duì)象的控制。單片機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：體積小、功耗小、價(jià)格便宜；硬件通用化、應(yīng)用靈活化；可靠性較高、抗干擾能力較強(qiáng)；控制功能強(qiáng)、運(yùn)算速度快；應(yīng)用系統(tǒng)的研制周期短。 缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能單一。六、計(jì)算題（本大題共 1個(gè)小題，每小題10分，共10分）1. 某單位反饋系統(tǒng)在輸入信號(hào)xi(t)=1+t的作用下，輸出響應(yīng)xo(t)=t，試求該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)和穩(wěn)態(tài)誤差。解：由xo(t)=t 得 xo(0)=0，故xo(t)=t是在零初始條件下的響應(yīng)。由xi(t)=1+t 得 R（s）=(s+1)/s2，由Xo(t)=t得 Xo(t)=1/s2于是 （s）= Xo(t)/ Xi(t)=(1/s)/(1+1/s)=G(s)/(1+G(s)為一個(gè)單位反饋系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G（s）=1/s ， 系統(tǒng)為I型系統(tǒng)，且開(kāi)環(huán)增益K=1。于是，穩(wěn)態(tài)誤差ess=0+1=16 / 6