机电一体化系统设计(期末大作业含答案).pdf

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1、000002151_心中学线教_号学_1 1_封_班号计计设设统统系系化化体体一一电电机机_称名_密名姓电子科技大学网络教育考卷（电子科技大学网络教育考卷（A A卷）卷）(20(20年至年至 2020学年度第学年度第学期学期)考试时间年月日(120 分钟)课程 机电一体化系统设计机电一体化系统设计教师签名 朱成华大题号一一二二三三四四五五六六七七八八九九十十合合 计计得分一、名词解释一、名词解释(每题每题 2 2 分，共分，共 1010 分分)1.传递函数；答：于线性定常系统答：于线性定常系统,在零初始条件下在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与引起该系统输出量的拉氏变换与引起该 输出的输入量

2、的拉氏变换之比输出的输入量的拉氏变换之比,称为称为系统的传递函数系统的传递函数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。求的产品。3.PLC；答：答：PLCPLC 是指可编程逻辑控制器。是指可编程逻辑控制器。4.SSR；答：答：SSRSSR 是指固态继电器是一种带光电隔离的器的无触点开关。是指固态继电器是一种带光电隔离的器的无触点开关。5.D/A：答：答：D/AD/A 是把数字量变成模拟量的装置。是把数字量变成模拟量的装置。

3、二、判断正误二、判断正误(每题每题 1 1 分，共分，共 1010 分分)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

4、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、填空三、填空(每题每题 2 2 分，共分，共 1010 分分)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（与存储器统一编址与存储器统一编址）另一种是（独立编址独立编址）。4.直流伺服电动机按励磁方式可分为（永磁式永磁式）和（电磁式电磁式）两种。5.直线运动导轨的作用是（支持和导向的作用支持和导向的作用）。四、选择题四、选择题(单选或多选单选或

5、多选)()(每题每题 2 2 分，共分，共 3030 分分)1.（B 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 A、C C、D 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 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 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

6、的用途不同，将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠副和（A 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 A、B B、C C、D 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 A、B B、C C、D 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 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）。A.永磁式和他励式 B.永磁式和可变磁阻式C.他励

7、式和混合式 D.可变磁阻式和混合式10.数字滤波方式中（A 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111.检测装置中的（C 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 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 A B 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.带宽14.PID 数字控制器是按（A A B CB C）的比例进行

8、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 A B B）。A.信息采集接口 B.调理电路 C.控制输出接口 D.S/H五、简述题五、简述题(每题每题 4 4 分，共分，共 2020 分分)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答：同步带轮同步带的特点:（1 1）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；（2 2）传动平稳，具有缓）传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低；冲、减振能力，噪声低；（3 3）传动效率高，可达）传动效率高，可达 0.9

9、80.98，节能效果明显；，节能效果明显；（4 4）维护保养方便，不需润滑，）维护保养方便，不需润滑，维护费用低；维护费用低；（5 5）速比范围大，一般可达）速比范围大，一般可达 1010，线速度可达，线速度可达 50m/s50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦；几百千瓦；（6 6）可用于长距离传动，中心距可达）可用于长距离传动，中心距可达 10m10m 以上。以上。(7)(7)相对于相对于 v v 型带传送，预紧力较小，轴和轴型带传送，预紧力较小，轴和轴承上所受载荷小。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

10、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。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；

11、线性、稳定性和重复性好；抗干扰能力强；静态特性好；体积小，重量轻，价答：精度、灵敏度和分辩率高；线性、稳定性和重复性好；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。格便宜；便于安装调试。5.简述模拟信号检测系统的组成。答：传感器答：传感器量程变换电路量程变换电路放大器放大器解调器解调器滤波器滤波器运算电路运算电路A/DA/D计算机计算机显示执行机构。显示执行机构。六、综合题六、综合题(每题每题 1010 分，共分，共 2020 分分)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：答：FILTER：MOVA，R2CLR CSUBB A，R3J

12、C FILTMOVA，R2XCHA，R3MOV R2，AFILT：MOV A，R32CLR CSUBB A，R4JC RETURNMOV A，R4XCHA，R32XCHA，R4CLR CSUBBA，R2JNC RETURNMOV A，R2MOV R3，ARETURN：RET2.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：键盘扫描程序：KEY1:KEY1:LCALLLCALLKS1KS1;检查有闭合键否？检查有闭合键否？JNZJNZLK1LK1;A;A 非非 0,0,有键闭合则转有键闭合则转LJMPLJMPLK8LK8;无键闭合转返回无键闭

13、合转返回LK1:LK1:LCALLLCALLDIRDIR;有键闭合有键闭合,则延时则延时 12ms12msLCALLLCALLDIRDIR;消抖消抖LCALLLCALLKS1KS1;再次检查有键闭合否？再次检查有键闭合否？JNZJNZLK2LK2;有键闭合则转有键闭合则转LJMPLJMPLK8LK8;无键闭合转返回无键闭合转返回LK2:LK2:MOVMOVR3,R3,00H00H;行号初值送行号初值送 R3R3MOVMOVR2,R2,FEHFEH;行扫描初值送行扫描初值送 R2R2LK3:MOVLK3:MOVDPTR,DPTR,0101H0101H;指向指向 81558155 口口 A AMO

14、VMOVA,R2A,R2;行扫描值送行扫描值送 A AMOVMOVX DPTR,AX DPTR,A;扫描扫描 1 1 行行INCINCDPTRDPTRINCINCDPTRDPTR;指向指向 81558155 口口 C CMOVMOVX A,DPTRX A,DPTR;读入列值读入列值ANLANLA,A,0FH0FH;保留低保留低 4 4 位位MOVMOVR4,AR4,A;暂存列值暂存列值CJNECJNEA,A,0FH,LK40FH,LK4;列值非全列值非全“1 1”则转则转MOVMOVA,R2A,R2;行扫描值送行扫描值送 A AJNBJNBA.7,LK8A.7,LK8;已扫到最后已扫到最后 1

15、 1 行则转行则转RLRLA A;未扫完未扫完,则移至下则移至下 1 1 行行MOVMOVR2,AR2,A;行值存入行值存入 R2R2 中中INCINCR3R3;行号加行号加 1 1SJMPSJMPLK3LK3;转至扫描下转至扫描下 1 1 行行LK4:MOVLK4:MOVA,R3A,R3;行号送入行号送入 A AADDADDA,R3A,R3;行号行号2 2MOVMOVR5,AR5,A;暂存暂存ADDADDA,R5A,R5;行号行号4 4MOVMOVR5,AR5,A;存入存入 R5R5 中中MOVMOVA,R4A,R4;列值送入列值送入 A ALK5:LK5:RRCRRCA A;右移右移 1

16、1 位位JNCJNCLK6LK6;该位为该位为 0 0 则转则转INCINCR5R5;列号加列号加 1 1SJMPSJMPLK5LK5;列号未判完继续列号未判完继续LK6:LK6:PUSHPUSHR5R5;保护键值保护键值LK7:LK7:LCALLLCALLDIRDIR;扫描扫描 1 1 遍显示器遍显示器LCALLLCALLKS1KS1;发全扫描信号发全扫描信号JNZJNZLK7LK7;键未释放则等待键未释放则等待LCALLLCALLDIRDIR;键已释放键已释放LCALLLCALLDIRDIR;延时延时 12ms,12ms,消抖消抖POPPOPA A;键值存入键值存入 A A 中中KND:R

17、ETKND:RET;返主返主LK8:LK8:MOVMOVA,A,FFHFFH;无闭合键标志无闭合键标志 FFHFFH 存入存入 A A 中中RETRET;返主返主KS1:MOVKS1:MOVDPTR,DPTR,0101H0101H;有无闭合键判断子程序有无闭合键判断子程序MOVMOVA,A,00H00H;取全扫描信号取全扫描信号MOVMOVX DPTR,AX DPTR,A;发全扫描信号发全扫描信号INCINCDPTRDPTRINCINCDPTRDPTR;指向指向 81558155 口口 C CMOVMOVX A,DPTRX A,DPTR;读入列值读入列值ANLANLA,A,0FH0FH;保留低保留低 4 4 位位ORLORLA,A,F0HF0H;高高 4 4 位取位取“1 1”CPLCPLA A;取反取反,无键按下则全无键按下则全 0 0RETRET;返主返主DIRDIR 数码显示器扫描显示子程序可不编写以字符代即可。数码显示器扫描显示子程序可不编写以字符代即可。3