机电一体化系统设计(期末大作业,含答案).docx

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1、机电一体化系统设计(期末大作业,含答案) 1 电子科技大学网络教育考卷（A 卷） (20 年至20 学年度第 学期) 考试时间 年 月 日(120分钟) 课程 机电一体化系统设计 教师签名 朱成华 一、名词解释(每题2分，共10分) 1. 传递函数； 答：于线性定常系统,在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与引起该 输出的输入量的拉氏变换之比,称为系统的传递函数 2. 开发性设计； 答：开发性设计是指在没有参照的情况下仅根据抽象的设计原理和要求设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品。 3. PLC ； 答：PLC 是指可编程逻辑控制器。 4.SSR ； 答：SSR 是指固态继电器是一种带光电

2、隔离的器的无触点开关。 5. D/A ： 答：D/A 是把数字量变成模拟量的装置。 二、判断正误(每题1分，共10分) 1. 匹配Z 变换法适用于具有因式分解形式的传递函数。( ) 2.双线性变换法就是突斯汀法，是控制系统中常用的一种离散化方法。( ) 3. 步进电机一般采用开环控制系统。（ ） 4.滚珠丝杆具有自锁能力。( ) 5. 改变脉冲频率可以改变步进电机的转速。（ ） 6.改变直流电机电枢电压可以改变其转速。( ) 7. 闭环控制系统是负反馈控制系统。( ) 8. 光电隔离电路主要由光电耦合器的光电转换器组成，入端为光敏三极管，出端为发光二极管。( ) 9. 步进电动机的进给系统采用

3、齿轮传动，不仅是为了求得所需的脉冲当量，还有满足结构要求和增大转矩的作用。（ ） 10. 大惯量直流电动机的转子惯量大，小惯量直流电动机的转子惯量小。( ) 三、填空(每题2分，共10分) 1. 机电一体化对机械系统的基本要求是（ 高精度、低惯性、高稳定性 ）。 2. 传感器一般是由（敏感元件、传感元件和转换电路）三部分组成。 3. I/O 接口的编址方式，通常有两种编址方式，一种是（与存储器统一编址）另一种是（独立编址）。 4. 直流伺服电动机按励磁方式可分为（永磁式）和（电磁式）两种。 5. 直线运动导轨的作用是（支持和导向的作用）。 四、选择题(单选或多选) (每题2分，共30分) 1.

4、（ B ）是机电一体化的基础。 A. 计算机与信息处理技术 B.精密机械技术 C. 检测与传感技术 D. 自动控制技术 2. 机电产品艺术造型的三要素是（ A 、C 、D ）。 A. 功能 B. 色调 C. 艺术内容 D. 物质技术条件 3. 机电一体化对机械系统的基本要求中（ D ）要求是首要的。 A. 可靠性 B. 低惯性 C. 稳定性 D. 高精度 4. 机电一体化产品中的机械系统包括（ D ）三部分。 A. 传动机构、检测机构、导向支承机构 B.检测机构、导向支承机构、执行机构 C. 检测机构、传动机构、执行机构 D. 执行机构、导向支承机构、传动机构 5. 根据滚珠丝杠的用途不同，将

5、滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠副和（ A ）。 A. 传动滚珠丝杠副 B. 单圆弧滚道滚珠丝杠副 C.双圆弧滚道滚珠丝杠副 D.内循环滚珠丝杠副 6. 导轨常用的材料有（ A 、B 、 C 、D ）。 A.铸铁 B.钢 C.有色金属 D. 塑料 7. 直线运动导轨的基本形状有（ A 、B 、 C 、D ）。 A. 三角形 B. 圆形 C.矩形 D. 燕尾形 8. 按控制方式不同，可将伺服系统分为：开环控制系统、闭环控制系统和（ D ）。 A. 电器伺服系统 B. 液压伺服系统 C. 位置控制系统 D. 半闭环控制系统 9. 直流伺服电机按定子磁场产生方式可分为（ A ）。 A. 永磁式和他励式 B

6、. 永磁式和可变磁阻式 C. 他励式和混合式 D. 可变磁阻式和混合式 10.数字滤波方式中（ A ）能有效滤去由于偶然因素引起的波动。 A. 中值滤波 B. 算术平均滤波 C. 滑动平均滤波 D.低通滤波 2 11. 检测装置中的（ C ）环节可以把来自传感器的信号转换为更适合进一步传输和处理的形式。 A.数据采集 B.信号处理 C.信号调理 D.信号显示。 12.D/A 转换器输出有（ B ）两种方式。 A. 电流和信号 B. 电流和电压 C. 电压和信号 D.数字信号和模拟信号 13.开环频域性能指标有（ A B ）。 A. 增益裕量 B.相角裕量及其对应的增益截止频率 C.品质因数 D

7、. 带宽 14. PID 数字控制器是按（ A B C ）的比例进行控制调节的。 A. 比例 B. 积分 C. 微分 D. 加法 15.计算机接口按信息与能量的方向可分为（ A B ）。 A. 信息采集接口 B. 调理电路 C.控制输出接口 D. S/H 五、简述题 (每题4分，共20分) 1.根据下图写出输入输出的关系式。 题5-1图 2.简述同步带传动的特点。 答：同步带轮同步带的特点: （1）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比； （2）传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低； （3）传动效率高，可达0.98，节能效果明显； （4）维护保养方便，不需润滑，维护费用低； （5）速比范围大

8、，一般可达10，线速度可达50m/s ，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦； （6）可用于长距离传动，中心距可达10m 以上。 (7) 相对于v 型带传送，预紧力较小，轴和轴承上所受载荷小。 3.提高滤波器的阶次有什么好处和问题？ 答：阶次提高了，可以使滤波器的过渡带变窄，也就是截止频率段变陡峭，当然这样滤波器的性能就更接近理想的情况了。带来的问题是，如果是用硬件设计的话，一是器件很难选择，二是器件的精度要求高，三是可能带来不稳定性，比如振荡。如果用软件设计的话，最主要的是计算耗时，实时性严重打折扣。 4. 机电一体化对检测系统的基本要求有哪些？ 答：精度、灵敏度和分辩率高；线性、稳定

9、性和重复性好；抗干扰能力强；静态特性好；体积小，重量轻，价格便宜；便于安装调试。 5.简述模拟信号检测系统的组成。 答：传感器量程变换电路放大器解调器滤波器运算电路A/D 计算机显示执行机构。 六、综合题(每题10分，共20分) 1.采用MCS-51单片机指令系统编写采样次数为3时的中值滤波程序 。 答： FILTER ： MOV A ，R2 CLR C SUBB A ，R3 JC FILT MOV A ，R2 XCH A ，R3 MOV R2，A FILT ：MOV A ，R32 CLR C SUBB A ，R4 JC RETURN MOV A ，R4 XCH A ，R3 XCH A，R4

10、CLR C SUBB A，R2 JNC RETURN MOV A，R2 MOV R3，A RETURN：RET 2. 画出用8031通过8155扩展4X8键盘的逻辑电路图并编写键盘处理子程序。 键盘扫描程序： KEY1: LCALL KS1 ;检查有闭合键否？ JNZ LK1 ;A非0,有键闭合则转 LJMP LK8 ;无键闭合转返回 LK1: LCALL DIR ;有键闭合,则延时12ms LCALL DIR ;消抖 LCALL KS1 ;再次检查有键闭合否？ JNZ LK2 ;有键闭合则转 LJMP LK8 ;无键闭合转返回 LK2: MOV R3,00H ;行号初值送R3 MOV R2,

11、FEH ;行扫描初值送R2 LK3: MOV DPTR,0101H ;指向8155口A MOV A,R2 ;行扫描值送A MOV X DPTR,A ;扫描1行 INC DPTR INC DPTR ;指向8155口C MOV X A,DPTR ;读入列值 ANL A,0FH ;保留低4位 MOV R4,A ;暂存列值 CJNE A,0FH,LK4 ;列值非全“1”则转 MOV A,R2 ;行扫描值送A JNB A.7,LK8 ;已扫到最后1行则转 RL A ;未扫完,则移至下1行 MOV R2,A ;行值存入R2中 INC R3 ;行号加1 SJMP LK3 ;转至扫描下1行 LK4: MOV

12、A,R3 ;行号送入A ADD A,R3 ;行号2 MOV R5,A ;暂存 ADD A,R5 ;行号4 MOV R5,A ;存入R5中 MOV A,R4 ;列值送入A LK5: RRC A ;右移1位 JNC LK6 ;该位为0则转 INC R5 ;列号加1 SJMP LK5 ;列号未判完继续 LK6: PUSH R5 ;保护键值 LK7: LCALL DIR ;扫描1遍显示器 LCALL KS1 ;发全扫描信号 JNZ LK7 ;键未释放则等待 LCALL DIR ;键已释放 LCALL DIR ;延时12ms,消抖 POP A ;键值存入A中 KND: RET ;返主 LK8: MOV A,FFH ;无闭合键标志FFH存入A中 RET ;返主 KS1: MOV DPTR,0101H ;有无闭合键判断子程序 MOV A,00H ;取全扫描信号 MOV X DPTR,A ;发全扫描信号 INC DPTR INC DPTR ;指向8155口C MOV X A,DPTR ;读入列值 ANL A,0FH ;保留低4位 ORL A,F0H ;高4位取“1” CPL A ;取反,无键按下则全0 RET ;返主 DIR数码显示器扫描显示子程序可不编写以字符代即可。 3