《机电一体化系统设计》试卷B1(共9页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上2012年7月山东省高等教育自学考试机电一体化系统设计（考试时间150分钟 满分100分）(课程代码 2245)（本试卷共 8页）本试卷分为两部分，第一部分为选择题，1页至3页，第二部分为非选择题，3页至8页，共8页；选择题14分，非选择题86分，满分100分；考试时间为150分钟 题号一二三四五六总分得分得分阅卷人第一部分 选择题 （共14分）一、单项选择题（每小题1分，共14分）本大题共14小题，每小题1分，共14分。在每小题列出的四个备选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1. Mechatronics是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是 ( B )。A. 机械学与信息技术 B. 机械学与电子学 C. 机械学与自动化技术 D. 机械学与计算机2. 时域函数的拉普拉斯变换为( C )。A. B. C. D. 3. 滚珠丝杠副的基本导程指丝杠相对于螺母旋转2弧度时，螺母上基准点的（ B ）A.径向位移 B.轴向位移 C. 螺旋线长度 D. 坐标值 4. 步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的2倍，则步距角为原来的（ A ）A. 0.5倍 B.2倍 C. 0.25倍 D.不变5. 传感器在零输入状态下，输出值的变化称为传感器的（ C ）。A. 线性度 B. 精确度 C. 零漂 D. 分辨率6. 某步进电动机三相单三拍的歩距角为5°，则三相双三拍的歩距角为 （ B ）。A. 2.5° B. 5° C. 10° D. 15°7. 某伺服系统的闭环传递函数为G（s）=，则系统的阻尼比（C ）。 A. 0.2 B. 0.4 C. 0.6 D. 0.8 8. 由电动机驱动的齿轮系，第一级齿轮的传动比为2，则用传动比最佳分配条件计算出的第二级传动比为 （ D ）。A. 1 B. C. 2 D. 2 9. 在自动控制系统中，步进电机通常用于控制系统的（ C ）。A. 半闭环控制 B. 闭环控制 C.开环控制 D. 前馈控制10. 采集有关系统状态和行为的信息是 （B ）。A. 机械受控模块 B. 测量模块 C. 驱动模块 D. 控制模块11. 为了提高滚珠丝杠副的旋转精度，滚珠丝杠副在使用之前应该进行（B ）A. 调整径向间隙 B. 预紧 C. 预加载荷 D. 表面清洗 12. 某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步距1.5°，应采用的通电方式（ C ）A. 单拍制 B. 双拍制 C. 单双拍制 D. 细分电路13. 下列属于变磁阻电动机的是（C ）A. 直流电动机 B. 交流感应电动机 C. 步进电动机 D.永磁同步电动机14. 直流测速发电机输出的是与转速 （ C ）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. 成反比的直流电压第二部分 非选择题 （共86分）得分阅卷人二、填空题（本大题共6小题，每空题1分，共15分）15.根据在系统中传递的信号形式不同，伺服系统有三类：模拟式伺服系统 、 参考脉冲系统、 采样数据系统 。16. 一个典型的机电一体化系统设计包括的功能模块有机械受控模块、测量模块、驱动模块、通信模块、微计算机模块 、软件模块 和 接口模块 。17. 光栅是一种新型的位移检测元件，可分为 透射光栅 和 反射光栅 两种。18. 根据步进电动机的工作原理，步进电动机分为反应式 、 永磁式 和 混合式 。19. 参考脉冲系统可按计算机生成的 数字脉冲信号 作为输入，并由参考输入脉冲和反馈信号脉冲之间的 频率 或 相位 之差形成误差信号。20. 在光栅式位移传感器中，莫尔条纹对光栅的 间距 起到了放大作用。得分阅卷人三、问答题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）21根据工作原理，步进电机分为哪几类？答；3 类，分别是1，反应式2，永磁式3，混合式22为什么要消除齿轮副间隙？常用什么方法消除间隙？答；1，齿轮副间隙使得在传动过程中，主动轮在突然改变方向时，从动轮不能立即随之反转，有一个滞后量，造成齿轮回差。影响系统的稳定性。2，消除间隙的方法有二种，a,刚性调整法。B，柔性调整法。23对于如图所示的三相反应式步进电机，说明其工作原理答；如果A相绕组通电，其相应的定子和转子就会产生磁力，使1,3两齿与定子A磁极相对齐。然后，A断电，再使B相绕组通电并使磁极产生磁通，由于转子的2,4两齿与定子B磁极离得近，于是转子逆时针转30度，就这样2,4两齿与定子B磁极相对齐.按照A-B-C-A-的顺序通电转子就逆时针转动，每步转过的角为步距角。三相反应式步进电动机24什么是全闭环伺服系统？什么是半闭环伺服系统？它们各有什么优点？答；1，全闭环伺服系统；传感器直接测量工作台的位移，对输出直接控制。 2，半闭环伺服系统；将传感器安装在伺服电机轴上（丝杠），间接测量工作台。3，全闭环伺服系统的特点；优点，高精度，动态性能好，抗干扰强，缺点；结构复杂，成本高，调试困难。半闭环伺服系统的特点；精度较高，动态响应和抗干扰能力一般满足要求，成本和调试比较困难，因此，得到广泛应用。得分阅卷人四、简单计算题（本大题共3小题每小题5分，共15分）125有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，测得步进电机的转速为200r/min，已知转子有24个齿。求：（1）脉冲电源的频率？ （2）步进电机的歩距角。1，公式在171页2，在公式在168页26. 已知测得码盘式转速传感器发出500个脉冲所用的时间为10秒，编码器每转脉冲数为20，求其转速？用量刚自己可以计算；我的思路是；500个脉冲所用的时间为10秒，那么1min应该是3000，用因为编码器每转脉冲数为20，故，转速是3000/20.注意单位r/min 27.旋转变压器转子转速为20，加在定子上面的励磁电压频率为400，通过相位校正，励磁电压与输出电压相移减少到2°，求此时产生的动态误差。在77页，原题 得分阅卷人五、简单应用题（本大题共3小题每小题8分，共24分） 28.某直流伺服系统的闭环传递函数为，反馈系数为1且为负反馈， 试求：（1） 系统的自然频率和阻尼比；（2） 单位斜坡输入信号作用下，系统的稳态误差。 剩余的可以参考机械工程控制，3-3的传递函数，和4-6系统误差。声明；答案为本人自己所做，可能有误，希望知道的，提出纠正。29. 求如图所示电路网络的传递函数（设为输入，为输出）。30.光电编码器作为位置测量反馈的参考脉冲系统中，参考脉冲频率f=1000Hz，光电编码器每旋转一周，输出脉冲2000个，已知滚珠丝杠导程，试求工作台的移动速度。在198页，类似，只是变数得分阅卷人六、综合应用题（本大题共2小题每小题8分，共16分） 31.某伺服系统结构框图如图所示。 试求：（1）系统的闭环传递函数 （2）阶跃输入信号下，系统的稳态误差。2 20.5 +32.设计一电动机的正反转控制电路，条件如下：（1） 用两个按钮开关控制启动和停止，按下启动按钮开关后，开始正转；（2） 正转10后，停1，然后开始反转；（3） 反转10后，停2,再开始正转，往复循环；输入/输出点的分配启动按钮开关0.00停止按钮开关0.01电动机正转继电器10.00电动机反转继电器10.01电动机正转时间TIM001电动机正转后暂停时间TIM002电动机反转时间TIM003电动机反转后暂停时间TIM004中间继电器11.00中间继电器21.01（4） 如果按动停止按钮，不管电动机在哪个运动状态，电动机都要立刻停止运行。试画出梯形图。280页原题专心-专注-专业