2022年《机电一体化技术》期末考试试卷及答案 .pdf

机电一体化技术试卷(十) 考试方法：闭卷考试时间分钟共页第 1 页一、名词解释(每小题 2 分，共 10 分) 1. 单片机2. I/O 接口3. I/O 通道4. 串行通信5.直接存储器存取（DMA ）二、单项选择题(每小题 2 分，共 10 分) 1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过决定转角位移的一种伺服电动机。A 脉冲的宽度B 脉冲的数量C 脉冲的相位D 脉冲的占空比2. 对于交流感应电动机，其转差率s 的范围为（）。A.1s2 B.0s 1 C.-1s1 D.-1s0 3.PWM 指的是（）。A.机器人 B.计算机集成系统C.脉宽调制 D.可编程控制器4. PD 称为（）控制算法。A.比例 B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（）方法实现。A.插补 B.切割C.画线 D.自动三、简答题(每小题 5 分，共 30 分) 1. 试简述光电式转速传感器的测量原理。2. 试述可编程控制器的工作原理。3. 在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否模拟输入通道中必须采用采样/保持器？为什么？4. 柔性制造系统的主要特点有哪些？5 步进电动机是什么电机？它的驱动电路的功能是什么? 6. 伺服控制系统一般包括哪几个部分？每部分能实现何种功能？四、计算题(每小题 10 分，共 20 分) 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 1. 某光栅传感器，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？2. 若 12 位 A/D 转换器的参考电压是 2 .5V，试求出其采样量化单位q 。若输入信号为 1V，问转换后的输出数据值是多少。五、综合应用题(每小题 15 分，共 30 分) 1.分析下图调整齿侧间隙的原理1、4锥齿轮2、3键5压簧6螺母7轴2、周向弹簧调整法2. 分析下图差动螺旋传动原理设螺杆 3 左、右两段螺纹的旋向相同，且导程分别为Ph1和 Ph2。2 为可动螺母名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 机电一体化技术试卷(十) 答案考试方法：闭卷考试时间分钟共 4 页第 1 页一、名词解释(每小题 2 分，共 10 分) 1. 它是把组成微机的CPU、存储器I/O 接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机。2. I/O 接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。3. I/O 通道也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道4. 串行通信是数据按位进行传送的。在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度，一位一位的串行传送和接收。串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。5. 硬件在外设与内存间直接进行数据交换（DMA ）而不通过CPU 二、单项选择题(每小题 2 分，共 10 分) 1. B 2. B 3. C 4. C 5. A 三、简答题(每小题 5 分，共 30 分) 1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴(或与被测轴相连接的输入轴)上的带缝隙圆盘、 光源、光电器件和指示缝隙盘组成。光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同， 因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数 N，则可测出转速为ZtNn60式中Z圆盘上的缝隙数；n转速 (rmin)；t测量时间(s)。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2. 可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）和停止（ STOP）状态。不管是在哪种状态，PLC 都是反复不断地重复进行，直至PLC 停机。在每次循环中，若处于运行（RUN ）状态，可编程控制器完成 5 个阶断，如图所示。若处于停止（STOP）状态， PLC 也要循环进行内部处理和通信服务。3. 由于任何一种A/D 转换器都需要有一定时间来完成量化及编码操作，因此，在转换过程中，模拟量不能发生变化，否则，将直接影响转换精度。采样 /保持器（ SamPLE/Hold ）就是使在A/D 转换时，保证输入A/D 转换器的模拟量不发生变化。模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器。当输入的模拟量信号变化缓慢时，也可省去采样 /保持器。4. （1）柔性高，适应多品种中小批量生产；（2）系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的； （3）可混流加工不同的零件；（4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；（ 5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网；（6）可进行三班无人干预生产。5. 步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电动机，成本较低，易于采用计算机控制，且比直流交流电动机组成的开环控制系统精度高，因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中。步进电动机驱动电路实际上是一个功率开关电路，为使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作，提供的足够功率的控制信号。6. 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等个五部分。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，通常由专门的电路或计算机来实现；控制器通常是计算机或PID 控制电路；其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作；执行元件按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能，驱动被控对象工作，机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等。被控对象是指被控制的机构或装置，是直接完成系统目的的主体，一般包括传动系统、执行装置和负载；检测环节指能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲的装置，一般包括传感器和转换电路。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 四、计算题(每小题 10 分，共 20 分) 1) 100：1=400：x=4 mm 四细分： 400：1=400：x=1mm 分辨率： 1400=2.5(m) 2) 10s 内转轴转了多少转：307200 1024=300（转）位移量（螺距T=2mm）3002=600 (mm) 转速：30010=30（转 /秒）五、综合应用题(每小题 15 分，共 30 分) 1. 在锥齿轮4 的传动轴7 上装有压簧5，其轴向力大小由螺母6 调节。锥齿轮4 在压簧5 的作用下可轴向移动，从而消除了其与啮合的锥齿轮1 之间的齿侧间隙。1、4锥齿轮2、3键5压簧6螺母7轴2. 当螺杆转动角时，可动螺母2 的移动距离为)(212hhPPl（1）名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 如果 Ph1与 Ph2相差很小，则L 很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。若螺杆 3 左、右两段螺纹的旋向相反，则当螺杆转动角时，可动螺母2的移动距离为)(212hhPPl（2）可见，此时差动螺旋变成快速移动螺旋，即螺母2 相对螺母1 快速趋近或离开。这种螺旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -