機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試題及答案 (2)

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. 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (一) 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共２頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 (每小題2分，共10分) 1. 測(cè)量2.靈敏度3. 壓電效應(yīng)4. 動(dòng)態(tài)誤差 5. 傳感器 二、填空題 （每小題2分，共20分) 1. 滾珠絲桿中滾珠的循環(huán)方式： _內(nèi)旋換和外循環(huán) 2. 機(jī)電一體化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括 ___ _______， __________， __________ ， __________。 3. 順序控制系統(tǒng)是按照預(yù)先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)， 順序控制器通常用____ _______________________________。 4. 某光柵的條紋密度是50條/mm，光柵條紋間的夾角θ=0.001孤度， 則莫爾條紋的寬度是_______________________。 5. 連續(xù)路徑控制類中為了控制工具沿任意直線或曲線運(yùn)動(dòng)，必須同時(shí)控制 每一個(gè)軸的______________________，使它們同步協(xié)調(diào)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。 6. 某4極交流感應(yīng)電機(jī)，電源頻率為50Hz，轉(zhuǎn)速為1470r/min，則轉(zhuǎn)差率為_(kāi)____________。7. 齒輪傳動(dòng)的總等效慣量與傳動(dòng)級(jí)數(shù)__________________________________________。 8. 累計(jì)式定時(shí)器工作時(shí)有_____________________________________________________。 9. 復(fù)合控制器必定具有__________________________________。 10. 鉆孔、點(diǎn)焊通常選用_______________________________________類型。 三、選擇題 （每小題2分，共10分） 1. 一般說(shuō)來(lái)，如果增大幅值穿越頻率ωc的數(shù)值，則動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts ( ) A. 產(chǎn)大 B. 減小 C. 不變 D. 不定 2. 加速度傳感器的基本力學(xué)模型是 ( ) A. 阻尼—質(zhì)量系統(tǒng) B. 彈簧—質(zhì)量系統(tǒng) C. 彈簧—阻尼系統(tǒng) D. 彈簧系統(tǒng) 3. 齒輪傳動(dòng)的總等效慣量與傳動(dòng)級(jí)數(shù) ( ) A. 有關(guān) B. 無(wú)關(guān)  C. 在一定級(jí)數(shù)內(nèi)有關(guān) D. 在一定級(jí)數(shù)內(nèi)無(wú)關(guān) 4. 順序控制系統(tǒng)是按照預(yù)先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，順序控制器通常用 ( ) A. 單片機(jī) B. 2051 C. PLC D. DSP 5、伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對(duì)象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)和 檢測(cè)環(huán)節(jié) 等個(gè)五部分。 A 換向結(jié)構(gòu) B 轉(zhuǎn)換電路 C 存儲(chǔ)電路 D檢測(cè)環(huán)節(jié) 四、判斷題 （每小題2分，共10分) 1、伺服控制系統(tǒng)的比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號(hào)與系統(tǒng)的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，以獲得輸出 與輸入間的偏差信號(hào)。（ ） 2、電氣式執(zhí)行元件能將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械力，并用機(jī)械力驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。如交流電機(jī)、直流電機(jī)、力矩電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。（ ） 3、對(duì)直流伺服電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其機(jī)械特性越硬越好。（ ） 4、步進(jìn)電機(jī)的步距角決定了系統(tǒng)的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（ ） 5、伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路就是將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為功率信號(hào)，為電機(jī)提供電能的控制裝置，也稱其為變流器，它包括電壓、電流、頻率、波形和相數(shù)的變換。（ ） 五、問(wèn)答題 （每小題10分，共30分) 1. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類型? 2. 什么是步進(jìn)電機(jī)的使用特性? 3. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面? 六、分析計(jì)算題 (每小題10分，共20分) 1. 三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少? 2. 采用PLC設(shè)計(jì)二個(gè)電磁閥A、B工作的系統(tǒng) 1) 按鈕x1為A電磁閥打開(kāi)，按鈕x2為A電磁閥關(guān)閉 (輸出y1); 2) 按鈕x3為B電磁閥打開(kāi)，按鈕x4為B電磁閥關(guān)閉 (輸出y2); 3) 只有B電磁閥在工作中，A電磁閥才能工作。 要求：畫(huà)出梯形圖，寫(xiě)出助記符指令程序。 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (一) 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共２頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 (每小題2分，共10分) 1. 是人們借助于專門(mén)的設(shè)備，通過(guò)一定的方法對(duì)被測(cè)對(duì)象收集信息，取得數(shù)據(jù)概念的過(guò)程。 2. 指在穩(wěn)態(tài)下，輸出的變化量ΔY與輸入的變化量ΔX的比值。即為傳感器靈敏度。 S=dy/dx=ΔY/ΔX 3. 某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定的方向?qū)λ┘恿Χ顾a(chǎn)生變形時(shí)，內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上將產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又重新恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng)。 4. 動(dòng)態(tài)誤差在被測(cè)量隨時(shí)間變化過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量時(shí)所產(chǎn)生的附加誤差稱為動(dòng)態(tài)誤差。 5. 傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量 的測(cè)量裝置。 二、填空題 （每小題2分，共20分) 1. 內(nèi)循環(huán) 外循環(huán) 2. 性能指標(biāo) 系統(tǒng)功能 使用條件 經(jīng)濟(jì)效益 3. PLC 4. 20mm 5. 位置和速度 6. 0.02 7. 增加而減小 8. 2 9. 前饋控制器 10. 簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)控制 三、選擇題 （每小題2分，共10分） 1. B.2. A3. C.4. C5、D 四、判斷題 （每小題2分，共10分) 1、√2、3、√4、5、√ 五、問(wèn)答題 （每小題10分，共30分) 1. 單電源驅(qū)動(dòng)電路 雙電源驅(qū)動(dòng)電路 斬波限流驅(qū)動(dòng)電路 2. 步距誤差 步距誤差直接影響執(zhí)行部件的定位精度。 最大靜轉(zhuǎn)矩 是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在某相始終通電而處于靜止不動(dòng)狀態(tài)時(shí)，所能承受的最大外加轉(zhuǎn)矩，亦即所能輸出的最大電磁轉(zhuǎn)矩，它反映了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能力和低速步進(jìn)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載能力。 啟動(dòng)矩一頻特性 空載時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止突然啟動(dòng)，并不失步地進(jìn)入穩(wěn)速運(yùn)行所允許的最高頻率稱為最高啟動(dòng)頻率。啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩有關(guān)。 運(yùn)行矩頻特性 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)所能接受的最高頻率稱為最高工作頻率，它與步距角一起決定執(zhí)行部件的最大運(yùn)行速度。 最大相電壓和最大相電流 分別是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每相繞組所允許施加的最大電源電壓和流過(guò)的最大電流。 3. 應(yīng)包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益。 六、分析計(jì)算題 (每小題10分，共20分) 1. 20KHz 3.6 2. (1) 梯形圖：（２）助記符指令程序： STR X1 OR Y1 AND NOT X2 OUT Y1 STR X3 OR Y2 AND NOT X4 AND Y1 OUT Y2 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (二) 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共２頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 (每小題2分，共10分) 1、線性度2、伺服控制系統(tǒng)3、三相六拍通電方式4、傳感器5、系統(tǒng)精度 二、填空題 （每小題2分，共20分) 1、計(jì)算機(jī)在控制中的應(yīng)用方式主要有_____________________________。 2. 滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)有兩類： _____________________________。 3、應(yīng)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)主要有 ______________________________等類型。 4. 機(jī)電一體化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括________________________________。 5、可編程控制器主要由_____________________________等其它輔助模塊組成。 6. 順序控制系統(tǒng)是按照預(yù)先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)， 順序控制器通常用_______________________________________________________。 7、現(xiàn)在常用的總線工控制機(jī)有 ________ 、PC總線工業(yè)控制機(jī)和CAN總線工業(yè)控制機(jī)等。 8、隔離放大器中采用的耦合方式主要有兩種_____________________________。 9. 某光柵的條紋密度是50條/mm，光柵條紋間的夾角θ=0.001孤度， 則莫爾條紋的寬度是_______________________。 10. 采樣/保持器在保持階段相當(dāng)于一個(gè)“_____________________________”。 三、選擇題 （每小題2分，共10分） 1.一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個(gè)基本要素： A 機(jī)械本體 B 動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分 C 執(zhí)行機(jī)構(gòu) D. 控制及信息處理部分 2、機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）開(kāi)發(fā)的類型 A 開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì) B 適應(yīng)性設(shè)計(jì) C 變參數(shù)設(shè)計(jì) D 其它 3、機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)方案的常用方法 A 取代法 B 整體設(shè)計(jì)法 C組合法 D其它。 4、機(jī)電一體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、抑制干擾的措施很多，主要包括 A屏蔽 B隔離 C濾波 D接地和軟件處理等方法 四、判斷題 （每小題2分，共10分) 1、變流器中開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)特性決定了控制電路的功率、響應(yīng)速度、頻帶寬度、可靠性和等指標(biāo)。（ ） 2、伺服控制系統(tǒng)的比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號(hào)與系統(tǒng)的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，以獲得輸出與輸入間的偏差信號(hào)。（ ） 3、感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制造的高精度檢測(cè)元件，有直線和圓盤(pán)式兩種，分別用作檢測(cè)直線位移和轉(zhuǎn)角。（ ） 4、數(shù)字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應(yīng)同步器等，它們的共同特點(diǎn)是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結(jié)構(gòu)的位移傳感器，輸出信號(hào)都是脈沖信號(hào)，每一個(gè)脈沖代表輸入的位移當(dāng)量，通過(guò)計(jì)數(shù)脈沖就可以統(tǒng)計(jì)位移的尺寸。（ ） 5、FMC控制系統(tǒng)一般分二級(jí)，分別是單元控制級(jí)和設(shè)備控制級(jí)。（ ） 五、問(wèn)答題 （每小題10分，共30分) 1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如何用軟件進(jìn)行干擾的防護(hù)。 2、滾珠絲杠副的軸向間隙對(duì)系統(tǒng)有何影響？如何處理？ 3、機(jī)電一體化系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)接口電路通常使用光電藕合器，光電藕合器的作用有哪些？ 六、綜合應(yīng)用題 (每小題10分，共20分) 1.編寫(xiě)程序：?jiǎn)纹瑱C(jī)讀P1.0的狀態(tài),把這個(gè)狀態(tài)傳到P1.7指示燈去，當(dāng)P1.0為高電平時(shí)指示燈亮,低電平時(shí)指示燈不亮,采用中斷完成這一輸入輸出過(guò)程，每中斷一次完成一個(gè)讀寫(xiě)過(guò)程。 2. 光柵傳感器，刻線數(shù)為100線/mm，設(shè)細(xì)分時(shí)測(cè)得莫爾條紋數(shù)為400，試計(jì)算光柵位 移是多少毫米？若經(jīng)四倍細(xì)分后，記數(shù)脈沖仍為400，則光柵此時(shí)的位移是多少？測(cè)量分辨率是多少？ 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷(二) 答案 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共3頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 (每小題2分，共10分) 1、所謂傳感器的線性度就是其輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離直線的程度。又稱 為非線性誤差。 2、一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度及動(dòng)力輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 3、如果步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電循環(huán)的各拍中交替出現(xiàn)單、雙相通電狀態(tài)，這種通電方式稱為單雙相輪流通電方式。如A→ AB→ B→ BC→C → CA→… 4、是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量 的測(cè)量裝置。 5、指輸出量復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)要求的精確程度； 二、填空題 （每小題2分，共20分) 1、 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（SCC） 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 2. 外循環(huán)插管式 內(nèi)循環(huán)反向器式 3、單片機(jī) PLC 總線工控機(jī) 4. 性能指標(biāo) 系統(tǒng)功能 使用條件 經(jīng)濟(jì)效益。 5、CPU 存儲(chǔ)器 接口模塊 6. PLC 7、STD總線工業(yè)控制機(jī) 8、變壓器隔離 光電隔離 9. 20mm 10. 模擬信號(hào)存儲(chǔ)器 三、選擇題 （每小題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、判斷題 （每小題2分，共10分) 1、（√）2、（√）3、（√）4、（√）5、（√） 五、問(wèn)答題 （每小題10分，共30分) 1、軟件濾波用軟件來(lái)識(shí)別有用信號(hào)和干擾信號(hào)，并濾除干擾信號(hào)的方法，稱為軟件濾波 軟件“陷井” 軟件“看門(mén)狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或軟件）的辦法要求使用監(jiān)控定時(shí)器定時(shí)檢查某段程序或接口，當(dāng)超過(guò)一定時(shí)間系統(tǒng)沒(méi)有檢查這段程序或接口時(shí)，可以認(rèn)定系統(tǒng)運(yùn)行出錯(cuò)（干擾發(fā)生），可通過(guò)軟件進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位或按事先預(yù)定方式運(yùn)行 。 2、如果滾珠螺旋副中有軸向間隙或在載荷作用下滾珠與滾道接觸處有彈性變形，則當(dāng)螺桿反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生空回誤差。為了消除空回誤差，在螺桿上裝配兩個(gè)螺母1和2，調(diào)整兩個(gè)螺母的軸向位置，使兩個(gè)螺母中的滾珠在承受載荷之前就以一定的壓力分別壓向螺桿螺紋滾道相反的側(cè)面，使其產(chǎn)生一定的變形，從而消除了軸向間隙，也提高了軸向剛度。常用的調(diào)整預(yù)緊方法有下列三種。墊片調(diào)隙式 螺紋調(diào)隙式 齒差調(diào)隙式 3、（1）能保護(hù)系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對(duì)低壓信號(hào)系統(tǒng)的損壞。 （2）泄漏電流低，對(duì)于測(cè)量放大器的輸入端無(wú)須提供偏流返回通路。 （3）共模抑制比高，能對(duì)直流和低頻信號(hào)(電壓或電流)進(jìn)行準(zhǔn)確、安全的測(cè)量。 利用光電耦合方式實(shí)現(xiàn)載波調(diào)制，可獲得10kHz帶寬，但其隔離性能不如變壓器耦合。 六、綜合應(yīng)用題 (每小題10分，共20分) 1. 2. 光柵此時(shí)的位移 細(xì)分前4mm, 細(xì)分后 1mm 測(cè)量分辨率: 細(xì)分前0.01 mm/線 細(xì)分后:0.025 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (三) 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共２頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 (每小題2分，共10分) 1.機(jī)電一體化2.自動(dòng)控制3.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)4.逆變器5. PWM 二 判斷題 (每空1分，共10分) 1. 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌是用來(lái)支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件按給定的方向作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。（　　） 2. 滾珠絲桿不能自鎖。（　?。? 3. D/A轉(zhuǎn)換的方式可分為并行轉(zhuǎn)換的串行轉(zhuǎn)換方式。（　?。? 4. 同步通信是以字符為傳輸信息單位。（　?。? 5. 異步通信常用于并行通道。（　?。? 6. 查詢I/O方式常用于中斷控制中。（　?。? 7. 串行通信可以分為以下四種方式： 1）全雙工方式；（　?。? 2）半雙工方式；（　?。? 3）同步通信； （ ） 4）異步通信。 （ ） 三 填空題：(每空1分，共40分) 1. 從控制角度講，機(jī)電一體化可分為 控制系統(tǒng)和 控制系統(tǒng)。 2. 在機(jī)電一體化中傳感器輸出電信號(hào)的參量形式可以分為: ； ； 三種形式。 3. 多點(diǎn)接地：優(yōu)點(diǎn)： ，缺點(diǎn)： 。 4. 一般來(lái)說(shuō)，伺服系統(tǒng)的基本組成為 、 、 和 等四大部分組成。 5. 在SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)中，通常載波是 ，而調(diào)制波是 。 6.從電路上隔離干擾的三種常用方法是: 隔離， 隔離， 隔離。 7.開(kāi)環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，主要由 、 和 等組成。 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電 14. 環(huán)形分配的三種常用方法是：1） ，2） ，3） 。 9. 產(chǎn)生電磁干擾必備的三個(gè)條件是： ， ， 。 10.干擾傳播途徑有二種方式： 1）傳導(dǎo)耦合方式：干擾信號(hào)能量以 或 的形式，通過(guò)金屬導(dǎo)體傳遞。 2）幅射耦合方式：干擾信號(hào)能量以 的形式，通過(guò)空間感應(yīng)傳遞。 11. 指出下列干擾哪幾種屬于傳導(dǎo)耦合方式： , ; 哪幾種屬于幅射耦合方式： , , 。 A.靜電干擾 B.磁場(chǎng)干擾 C.漏電干擾 D.共阻抗感應(yīng)干擾 E.電磁輻射干擾。 12.磁場(chǎng)屏蔽---對(duì)高頻交變磁場(chǎng)應(yīng)采用 的金屬材料 作屏蔽體；對(duì)低頻交變磁場(chǎng)應(yīng)采用 的材料作屏蔽體，并保證磁路暢通。 13.一點(diǎn)接地中：1）串聯(lián)接地：優(yōu)點(diǎn)： ，缺點(diǎn)： ， 2）并聯(lián)接地：優(yōu)點(diǎn)： ，缺點(diǎn)： ，僅適用于 電路。 四 解答題 (每小題5分，共40分) 1．一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含哪些幾個(gè)基本要素？ 2．斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中消除齒側(cè)隙的常用方法？ 3、簡(jiǎn)述直流伺服電動(dòng)機(jī)兩種主要控制方式的工作原理。 4. 在微機(jī)控制系統(tǒng)中，主機(jī)和外圍設(shè)備間所交換的信息通常分為哪三類？ 5．?dāng)?shù)據(jù)信息可分為哪幾種？ 6．DAC0832有哪三種輸入工作方式？有哪二種輸出工作方式？ 7.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)通過(guò)絲杠螺母帶動(dòng)執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng): 已知：步距角θ，脈沖數(shù) N ，頻率 f ，絲杠導(dǎo)程 p ，試求執(zhí)行部件: 位移量 L= ? 移動(dòng)速度 V=? 8.有一變化量為0 ~ 16V的模擬信號(hào)，采用4位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，輸入到微機(jī)控制系統(tǒng)中，試求其量化單位q＝？，量化誤差最大值emax＝？ 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (三) 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共２頁(yè) 第1頁(yè) ——————————————————————————————————— 一　名詞解釋 (每小題2分，共10分) 1機(jī)電一體化--從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將機(jī)械技術(shù) 、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)最佳化的一門(mén)新科學(xué)技術(shù)。 2.自動(dòng)控制—由控制裝置自動(dòng)進(jìn)行操作的控制。 3.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)—無(wú)反饋的控制系統(tǒng)。 4.逆變器—把固定的直流電變成固定或可調(diào)的交流電的 DC/AC變流器。 5. PWM—通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖的寬度改變負(fù)載電壓平均值的脈寬調(diào)制斬波器。 二 判斷題 (每空1分，共10分) 1. √ 2. √ 3. √ 4. 5. 6. 7. 1） √1 2）√ 3）√ 4）√ 三 填空題（(每空1分，共40分） 1. 開(kāi)環(huán)、閉環(huán) 2. 電壓輸出 電流輸出 頻率輸出 3. 互不干擾 接線多 復(fù)雜 4. 控制器 功率放大器 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 和檢測(cè)裝置 5. 等腰三角波 （三相）正弦波 6. 光電 變壓器 繼電器 7. 環(huán)形分配器 功率放大器 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 8. 1）采用計(jì)算機(jī)軟件分配器 2）小規(guī)模集成電路搭接的硬件分配器 3）專用模塊分配器 9．干擾源 傳播途徑 接受干擾對(duì)象 原系統(tǒng) 系統(tǒng) 10. 1） 電壓 ；電流 。 2）電磁場(chǎng)。 11. C , D ; A , B E。 12. 銅和鋁等導(dǎo)電性能好 ；鐵等高導(dǎo)磁率 。 13．1）最簡(jiǎn)單，；前后相互干擾， 2）干擾小，；接線多，復(fù)雜，低頻（<1MHZ）。 四　解答題　(每小題5分，共40分) 1、機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測(cè)試部分、控制及信息處理部分 2.1）墊片調(diào)整法 2）軸向壓簧調(diào)整法 3、一種是電樞電壓控制，即在定子磁場(chǎng)不變的情況下，通過(guò)控制施加在電繞組兩頭端的電壓信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩； 另一種是勵(lì)磁磁場(chǎng)控制即通過(guò)改變勵(lì)磁電流的大小來(lái)改變定子磁場(chǎng)的強(qiáng)度，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。 4、數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息 5、（1）數(shù)字量（2）模擬量（3）開(kāi)關(guān)量（4）脈沖量 6、（1）直通方式 （2）單緩沖方式 （3）雙緩沖方式 （1）單極性輸出 （2）雙極性輸出 7、 L =(θp/360)N ； V =(θp/360)f 8、量化單位q＝1V， 量化誤差最大值emax＝0.5V。 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (四) 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共2頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 （每題2分　共10分） 1、 機(jī)電一體化2、柔性制造系統(tǒng)3、靜態(tài)設(shè)計(jì)4、系統(tǒng)軟件5、感應(yīng)同步器 二、填空題（每空１分，共3０分） 1、對(duì)伺服系統(tǒng)的技術(shù)要求是____________、____________、____________、___________。 2、機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)環(huán)節(jié)：____________、____________。 3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類型包括________________________、_______________________、 監(jiān)督控制系統(tǒng)、________________________。 4、擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)方案的方法通常有____________、____________、____________。 5、 接口的基本功能主要有______________、放大、_________________。 6、 對(duì)直線導(dǎo)軌副的基本要求是_________________________、_____________________、 ____________________、__________________和平穩(wěn)。 7．機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的侍服性能，要求機(jī)械傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、阻力合理 ___________、_____________、____________、____________、并滿足小型、輕量等要求。 8、伺服系統(tǒng)的基本組成包括______________ 、 _____________________、檢測(cè)裝置、 ____________________。 9、工作接地分為_(kāi)______________、 ______________。 10、STD總線的技術(shù)特點(diǎn)_________________、______________、______________________、 高可靠性。 三、簡(jiǎn)答題 （每小題5分，共20分） 1. FMC的基本控制功能。 2. PWM脈寬調(diào)速原理。 3. 簡(jiǎn)述直流伺服電機(jī)兩種控制的基本原理。 4. 控制系統(tǒng)接地通的目的。 四、分析題 （每小題20分，共40分) 1. 半橋逆變電路的工作原理。 2. 分析下圖中傳動(dòng)大負(fù)載時(shí)消除齒側(cè)齒側(cè)間隙的原理 1、6－小齒輪 2、5－大齒輪 3－齒輪 4－預(yù)載裝置 7－齒條 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (四)答案 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共3頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 （每題2分　共10分） 1、機(jī)電一體化: 機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值的系統(tǒng)工程技術(shù)。 2、柔性制造系統(tǒng)：柔性制造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing System）是由兩臺(tái)或兩臺(tái)以上加工中心或數(shù)控機(jī)床組成，并在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化 3、靜態(tài)設(shè)計(jì)：是指依據(jù)系統(tǒng)的功能要求，通過(guò)研究制定出機(jī)械系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)方案。 4、系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件是由計(jì)算機(jī)的制造廠商提供的，用來(lái)管理計(jì)算機(jī)本身的資源和方便 用戶使用計(jì)算機(jī)的軟件。 5、感應(yīng)同步器: 感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制造的高精度檢測(cè)元件，有直線和圓盤(pán)式兩種，分別用作檢測(cè)直線位移和轉(zhuǎn)角。 二、填空題（每空１分，共3０分） 1、系統(tǒng)精度 穩(wěn)定性 響應(yīng)特性 工作頻率 2、靜態(tài)設(shè)計(jì) 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 3、分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 4、通常有取代法 整體設(shè)計(jì)法 組合法 7、 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、通信聯(lián)絡(luò) 6、導(dǎo)向精度高 耐磨性好 足夠的剛度 對(duì)溫度變化的不敏感性。 7．阻尼合理 剛度大 抗振性好 間隙小 8、控制器、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié) 9、一點(diǎn)接地 多點(diǎn)接地 10、模塊化設(shè)計(jì) 系統(tǒng)組成 修改和擴(kuò)展方便 三、簡(jiǎn)答題 （每小題5分，共20分） 1. （1）單元中各加工設(shè)備的任務(wù)管理與調(diào)度，其中包括制定單元作業(yè)計(jì)劃、計(jì)劃的管理與調(diào)度、設(shè)備和單元運(yùn)行狀態(tài)的登錄與上報(bào)。 （2）單元內(nèi)物流設(shè)備的管理與調(diào)度，這些設(shè)備包括傳送帶、有軌或無(wú)軌物料運(yùn)輸車、機(jī)器人、托盤(pán)系統(tǒng)、工件裝卸站等。 （3）刀具系統(tǒng)的管理，包括向車間控制器和刀具預(yù)調(diào)儀提出刀具請(qǐng)求、將刀具分發(fā)至需要它的機(jī)床等。 2. 圖中的開(kāi)關(guān)S周期性地開(kāi)關(guān)，在一個(gè)周期T內(nèi)閉合的時(shí)間為τ，則一個(gè)外加的固定直流電壓U被按一定的頻率開(kāi)閉的開(kāi)關(guān)S加到電動(dòng)機(jī)的電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號(hào)，其高度為U、寬度為，如右圖所示。電樞兩端的平均電壓為： 式中 =/T=Ud/U，(0<<1) 為導(dǎo)通率（或稱占空比）。 當(dāng)T不變時(shí)，只要改變導(dǎo)通時(shí)間，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。當(dāng)從0~T改變時(shí)，Ud由零連續(xù)增大到U。 3. 直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式主要有兩種：一種是電樞電壓控制，即在定子磁場(chǎng)不變的情況下，通過(guò)控制施加在電樞繞組兩端的電壓信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵(lì)磁磁場(chǎng)控制，即通過(guò)改變勵(lì)磁電流的大小來(lái)改變定子磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。 采用電樞電壓控制方式時(shí)，由于定子磁場(chǎng)保持不變，其電樞電流可以達(dá)到額定值，相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩也可以達(dá)到額定值，因而這種方式又被稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。而采用勵(lì)磁磁場(chǎng)控制方式時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行條件下磁場(chǎng)已接近飽和，因而只能通過(guò)減弱磁場(chǎng)的方法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于電樞電流不允許超過(guò)額定值，因而隨著磁場(chǎng)的減弱，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，但輸出轉(zhuǎn)矩下降，輸出功率保持不變，所以這種方式又被稱為恒功率調(diào)速方式。 4. 控制系統(tǒng)接地通的目的。 將電路、設(shè)備機(jī)殼等與作為零電位的一個(gè)公共參考點(diǎn)（大地）實(shí)現(xiàn)低阻抗的連接，稱之謂接地。接地的目的有兩個(gè)：一是為了安全，例如把電子設(shè)備的機(jī)殼、機(jī)座等與大地相接，當(dāng)設(shè)備中存在漏電時(shí)，不致影響人身安全，稱為安全接地；二是為了給系統(tǒng)提供一個(gè)基準(zhǔn)電位，例如脈沖數(shù)字電路的零電位點(diǎn)等，或?yàn)榱艘种聘蓴_，如屏蔽接地等。稱為工作接地。工作接地包括一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種方式。 四、分析題 （每小題20分，共40分) 1. 半橋逆變電路原理如左圖所示，它有兩個(gè)導(dǎo)電臂，每個(gè)導(dǎo)電臂由一個(gè)可控元件和一個(gè)反并聯(lián)二極管組成。在直流側(cè)接有兩個(gè)相互串聯(lián)的足夠大的電容，使得兩個(gè)電容的聯(lián)結(jié)點(diǎn)為直流電源的中點(diǎn)。 設(shè)電力晶體管Vl和V2 基極信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)各有半周正偏和反偏，且二者互補(bǔ)。當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)，其工作波形如右圖所示。輸出電壓波形u0 為矩形波，其幅值為Um =Ud /2輸出電流i0 波形隨負(fù)載阻抗角而異。設(shè)t2 時(shí)刻以前V1 導(dǎo)通。t2 時(shí)刻給V1關(guān)斷信號(hào)，給V2 導(dǎo)通信號(hào)，但感性負(fù)載中的電流i0 不能立刻改變方向，于是VD2 導(dǎo)通續(xù)流。當(dāng)t3時(shí)刻i0 降至零時(shí)VD2 截止，V2 導(dǎo)通，i0 開(kāi)始反向。同樣，在t4 時(shí)刻給V2 關(guān)斷信號(hào)，給V1 導(dǎo)通信號(hào)后，V2 關(guān)斷，VD1 先導(dǎo)通續(xù)流，t5 時(shí)刻V1 才導(dǎo)通。 當(dāng)V1 或 V2 導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電流和電壓同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；而當(dāng)VD1 或 VD2導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電流和電壓反方向，負(fù)載中電感的能量向直流側(cè)反饋，既負(fù)載將其吸收的無(wú)功能量反饋回直流側(cè)。反饋回的能量暫時(shí)儲(chǔ)存在直流側(cè)電容中，直流側(cè)電容起到緩沖這種無(wú)功能量的作用。二極管VD1 、VD2是負(fù)載向直流側(cè)反饋能量的通道，同時(shí)起到使負(fù)載電流連續(xù)的作用，VD1 、VD2被稱為反饋二極管或續(xù)流二極管。 2. 分析下圖中傳動(dòng)大負(fù)載時(shí)消除齒側(cè)齒側(cè)間隙的原理 當(dāng)傳動(dòng)負(fù)載大時(shí)，可采用雙齒輪調(diào)整法。如圖所示，小齒輪1、6分別與齒條7嚙合，與小齒輪1、6同軸的大齒輪2、5分別與齒輪3嚙合，通過(guò)預(yù)載裝置4向齒輪3上預(yù)加負(fù)載，使大齒輪2、5同時(shí)向兩個(gè)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小齒輪l、6轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒便分別緊貼在齒條7上齒槽的左、右側(cè)，消除了齒側(cè)間隙。 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (五) 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共２頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 (每小題2分，共10分) 1機(jī)電一體化2伺服控制3閉環(huán)控制系統(tǒng)4逆變器5 SPWM 二 判斷題：(每小題1分，共10分) 1 在計(jì)算機(jī)接口技術(shù)中I/O通道就是I/O接口?！。ā　。? 2 滾珠絲桿不能自鎖。（　?。? 3 無(wú)論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測(cè)裝置的精度。（　?。? 4 異步通信是以字符為傳輸信息單位。（　?。? 5 同步通信常用于并行通信。（　　） 6 無(wú)條件I/O方式常用于中斷控制中。（　　） 7從影響螺旋傳動(dòng)的因素看，判斷下述觀點(diǎn)的正確或錯(cuò)誤 （1）影響傳動(dòng)精度的主要是螺距誤差、中徑誤差、牙型半角誤差（　?。? （2）螺桿軸向竄動(dòng)誤差是影響傳動(dòng)精度的因素（　　） （3）螺桿軸線方向與移動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向不平行而形成的誤差是影響傳動(dòng)精度的因素（　?。? （4）溫度誤差是影響傳動(dòng)精度的因素（　?。? 三、選擇題 (每小題1分，共40分) 1. 在計(jì)算機(jī)和外部交換信息中，按數(shù)據(jù)傳輸方式可分為 ： 通信 和 通信。 2. 微機(jī)控制系統(tǒng)中的輸入與輸出通道一般包括 、 、 、 四種通道。 3. 在伺服系統(tǒng)中，在滿足系統(tǒng)工作要求的情況下，首先應(yīng)保證系統(tǒng)的 和 ，并盡量高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 4. 一般來(lái)說(shuō)，伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件主要分為 、 、 和其它 等四大類型。 5. 在SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)中，通常載波是 ， 而調(diào)制波是 。 6. 異步交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速： 2） 基頻（額定頻率）以下的恒磁通變頻調(diào)速，屬于 調(diào)速方式。 3） 基頻（額定頻率）以上的弱磁通變頻調(diào)速，屬于 調(diào)速方式。 7. 開(kāi)環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，主要由 、 和 等組成。 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電 14. 環(huán)形分配的三種常用方法是：1） ，2） ，3） 。 9. 根據(jù)計(jì)算機(jī)在控制中的應(yīng)用方式，把計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分為四類：1） ，2） ， 3） ，4） 。 10．應(yīng)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)主要有： 1） ，2） ，3） 等類型。 11.干擾傳播途徑有二種方式，其中傳導(dǎo)耦合方式：干擾信號(hào)能量以 或 的形式，通過(guò)金屬導(dǎo)體傳遞。 12. 抑制電磁干擾的常用方法有屏蔽、 、 、 、合理布局和軟件抗干擾技術(shù)。 13. 電場(chǎng)屏蔽----通常用 的金屬材料作屏蔽體，并應(yīng)保持良 好 。 14．根據(jù)頻率特性解釋下列濾波器的作用： 1）低通濾波器：只讓 通過(guò)，而高于 受到抑制、衰 減，不讓通過(guò)。 2）帶通濾波器：只讓 通過(guò)，而高于 部分。 A 換向結(jié)構(gòu) B 轉(zhuǎn)換電路 C 存儲(chǔ)電路 D檢測(cè)環(huán)節(jié) 四　解答題 (每小題8分，共40分) 1．簡(jiǎn)述一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成要素。 2．直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中消除齒側(cè)隙的常用方法？ 3．簡(jiǎn)述機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的基本要求及機(jī)械系統(tǒng)的組成。 4. 簡(jiǎn)述在微機(jī)控制系統(tǒng)中I/O控制方式及I/O接口的編址方式。 5．簡(jiǎn)述伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。 6．DAC0832有哪三種輸入工作方式？有哪二種輸出工作方式？ 7. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)通過(guò)絲杠螺母帶動(dòng)執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng): 已知：步距角θ，脈沖數(shù) N ，頻率 f ，絲杠導(dǎo)程 p ，試求執(zhí)行部件: 位移量 L= ? 移動(dòng)速度 V=? 8. 測(cè)量某加熱爐溫度范圍為100~1124℃，線性溫度變送器輸出0~5V，用ADC0809轉(zhuǎn)換器輸入到微機(jī)控制系統(tǒng)中，試求測(cè)量該溫度環(huán)境的分辨率和精度。 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (五) 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共3頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一 名詞解釋 (每小題2分，共10分) 1 機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢 測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù)，以系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)的最佳 功能價(jià)值的系統(tǒng)工程技術(shù)。 2 伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度及動(dòng)力輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 3 閉環(huán)控制系統(tǒng)是指具有反饋的控制系統(tǒng)。 4 逆變器是將直流電變成交流電的電路。 5 SPWM是指脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形。 二 判斷題 (每小題1分，共10分) 1?。ǎ? （√）3 （）4 （√）5 （）6 （） 7 （√）（√）（√）（√） 三、選擇題 (每小題1分，共40分) 1. 串行通信 并行通信 2. 模擬量輸入通道 模擬量輸出通道 數(shù)字量輸入通道 數(shù)字量輸出通道 3. 穩(wěn)定性和精度 4. 電磁式 液壓式 氣壓式 5. 等腰三角波 正弦波 6. 恒轉(zhuǎn)矩 恒功率 7. 環(huán)形分配器 功率驅(qū)動(dòng)器 步進(jìn)電機(jī) 8. 計(jì)算機(jī)軟件 硬件分配 專用環(huán)形分配器 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 計(jì)算 9. 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 直接控制系統(tǒng) 監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 10．單片機(jī) PLC 總線工控機(jī) 11. 電壓 電流 12. 隔離 濾波 接地 13. 銅 鋁等導(dǎo)電性能良好 接地 14．1） 低頻成分 截止頻率成分 2）某一頻帶內(nèi)的成分 上截止頻率成分 下截止頻率成分 四　解答題 (每小題8分，共40分) 1． 1）機(jī)械本體2）動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)；3）傳感測(cè)試部分；4）執(zhí)行機(jī)構(gòu) 5）控制及信息處理單元 2．1）、偏心軸套調(diào)整法 2）、雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法 3． 對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的基本要求：高精度；快速響應(yīng)；良好的穩(wěn)定性。 機(jī)械系統(tǒng)的組成：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 4. 程序控制方式、中斷控制方式、直接存儲(chǔ)器存取方式。 獨(dú)立編址；與儲(chǔ)存器統(tǒng)一編址。 5． 1) 比較環(huán)節(jié)；2) 控制器；3) 執(zhí)行環(huán)節(jié)；4) 被控對(duì)象；5) 檢測(cè)環(huán)節(jié)。 6．輸入工作方式：（1）直通方式 （2）單緩沖方式（3）雙緩沖方式 輸出工作方式：（1）單極性輸出 （2）雙極性輸出 7. L =(θp/360)N ； V =(θp/360)f 8. 4 ℃ ; +2℃。 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (六) 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共２頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 (每小題2分，共10分) 1. 機(jī)電一體化2. 分辨力3. 靈敏度(測(cè)量)4. 永磁同步電動(dòng)機(jī):5. 復(fù)合控制器 二、單項(xiàng)選擇題 (每小題2分，共10分) 1. 受控變量是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一種反饋控制系統(tǒng)稱 ( ) A.順序控制系統(tǒng) B.伺服系統(tǒng) C.數(shù)控機(jī)床 D.工業(yè)機(jī)器人 2. 齒輪傳動(dòng)的總等效慣量隨傳動(dòng)級(jí)數(shù)( ) A.增加而減小 B.增加而增加 C.減小而減小 D.變化而不變 3. 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)類型有兩類：外循環(huán)插管式和( ) A.內(nèi)循環(huán)插管式 B.外循環(huán)反向器式 C.內(nèi)、外雙循環(huán) D.內(nèi)循環(huán)反向器式 4.某光柵條紋密度是100條/mm，光柵條紋間夾角θ=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是( ) A.100mm B.20mm C.10mm D.0.1mm 5. 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出的是與轉(zhuǎn)速 ( ) A.成正比的交流電壓B.成反比的交流電壓 C.成正比的直流電壓 D.成反比的直流電壓 三、簡(jiǎn)答題 (每小題6分，共30分) 1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面? 2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類型?其中哪種電路適于永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)? 3、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和參考脈沖伺服系統(tǒng)的輸入信號(hào)是什么?輸出軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、位置各自與哪些因素有關(guān)? 4、什么是PLC的掃描工作制? 5、PWM的工作原理? 四、計(jì)算題 (每小題10分，共20分) 1.三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子80個(gè)齒。 (1)要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少? (2)要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少? 2. 三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電源頻率50Hz，空載轉(zhuǎn)速為1450r/min。 (1)該電動(dòng)機(jī)為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少? (2)堵轉(zhuǎn)時(shí)定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率各為多少? (3)空載時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率各為 五、分析擴(kuò)展的EPROM2764的地址范圍及工作原理 (20分) 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (六)答案 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共２頁(yè) 第1頁(yè) 一、名詞解釋 (每小題2分，共10分) 1 機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢 測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù)，以系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)的最佳 功能價(jià)值的系統(tǒng)工程技術(shù)。 2 傳感器能檢測(cè)到的最小輸入增量稱分辨力，在輸入零點(diǎn)附近的分辨力稱為閾值。 3 靈敏度(測(cè)量) 傳感器在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下輸入變化對(duì)輸出變化的比值。 4 以電子換向取代了傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)的電刷換向的電動(dòng)機(jī)。 5 復(fù)合控制器帶有前饋控制系統(tǒng)的反饋控制器。它的作用是使系統(tǒng)能以穩(wěn)定的零誤差跟蹤已知的輸入信號(hào)。 二、單項(xiàng)選擇題 (每小題2分，共10分) 1. B2. A3. B4. C5. C 三、簡(jiǎn)答題 (每小題6分，共30分) 1、系統(tǒng)功能 性能指標(biāo) 使用條件 經(jīng)濟(jì)效益 2、單極驅(qū)動(dòng) 雙極驅(qū)動(dòng) 高低電壓驅(qū)動(dòng) 斬波電路驅(qū)動(dòng) 細(xì)分電路 3、參考脈沖序列 轉(zhuǎn)速與參考脈沖頻率成正比 輸出軸轉(zhuǎn)向 由轉(zhuǎn)向電平?jīng)Q定 位置由位置電平?jīng)Q定 4、即檢測(cè)輸入變量求解當(dāng)前控制邏輯以及修正輸出指令,重復(fù)進(jìn)行。 5、斬波器調(diào)壓的基本原理是通過(guò)晶閘管或自關(guān)斷器件的控制，將直流電壓斷續(xù)加到負(fù)載（電機(jī)）上，利用調(diào)節(jié)通、斷的時(shí)間變化來(lái)改變負(fù)載電壓平均值。斬波器調(diào)壓控制直流伺服電機(jī)速度的方法又稱為脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation）直流調(diào)速。 四、計(jì)算題 (每小題10分，共20分) 1) K=2; M=3, Z=80; α=360/2*3*80=0.75 f=480Hz 2) K=1; M=3, Z=80; α=360/1*3*80=1.5 f=400Hz 2. 三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電源頻率50Hz，空載轉(zhuǎn)速為1450r/min。 (1) 4極，空載轉(zhuǎn)差率n=(1500-1450)/1500=3.3% (2) 50Hz (3) 50Hz 16.5 Hz 五、0000H~1FFFH 由于EA接地故PC指針由外部0000H開(kāi)始執(zhí)行,74LS373為地址鎖存器用于鎖存來(lái)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口分時(shí)用作數(shù)據(jù)傳輸口。 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (七) 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共２頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 (每小題2分，共10分) １、檢測(cè)傳感器 ２、伺服電動(dòng)機(jī) 3、靜壓軸承 4、靜壓導(dǎo)軌 5、屏蔽 二、填空題（每小題１分，共30分） 1、機(jī)電一體化系統(tǒng)中常見(jiàn)的軸承包括____________、___________、__________、磁軸承。 2、機(jī)電一體化系統(tǒng)一般由______________、_____________、接口、__________________、 _____________、______________等部分組成。 .3、按干擾的耦合模式干擾可分為靜電干擾、____________________、__________________、 _________________、_______________等干擾類型。 .4、機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將_____________、____________、___________、機(jī) 械技術(shù)等在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上有機(jī)的加以綜合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)________而建立的一門(mén)新 的科學(xué)技術(shù)。 5、伺服系統(tǒng)的基本組成部分包括_____________、____________、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、___________ 四大部分。 6、用軟件識(shí)別有用信號(hào)和干擾信號(hào)、并濾去干擾信號(hào)的方法稱為_(kāi)____________、識(shí)別信 號(hào)的原則有_____________、______________。 7、機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)類型大致可分為_(kāi)_______________、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、 ________________。 8、機(jī)電一體化系統(tǒng)包括______________、_____________、信息處理技術(shù)、____________、 ____________、總體等相關(guān)技術(shù)。 9、 機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)總傳動(dòng)比確定的最佳選擇方案有______________________、 _____________________、質(zhì)量最小原則。 三、問(wèn)答題（每題10分,　共 40分） 1．分析、說(shuō)明如圖所示計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中信號(hào)變換與傳輸?shù)倪^(guò)程、原理。 2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類型? 3、用軟件進(jìn)行“線性化”處理時(shí)，采用計(jì)算法的原理是怎樣的？ 4、模擬式 四、分析擴(kuò)展的RAM6264的地址范圍和和工作原理。（20分傳感器信號(hào)處理過(guò)程包括哪些環(huán)節(jié)？ ） 《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (七)答案 考試方法：閉卷　　　考試時(shí)間１２０分鐘　　　共２頁(yè) 第1頁(yè) —————————————————————————————————————— 一、名詞解釋 (每小題2分，共10分) １、檢測(cè)傳感傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量的測(cè)量裝置。 ２、伺服電動(dòng)機(jī)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度及動(dòng)力輸出電動(dòng)機(jī) 3、靜壓軸承從外部油源給軸瓦提供壓力油，使球磨機(jī)進(jìn)、出料端的大軸在高壓油膜的作用下浮起，與軸瓦無(wú)