机电一体化系统设计试题及答案-----.docx

《机电一体化系统设计试题及答案-----.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电一体化系统设计试题及答案-----.docx（18页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、一、名词解释（每小题2分，共10分）1 .测量 2。灵敏度3.压电效应4.动态误差5 o 传感器 二、填空题（每小题2分，共20分）1 .滚珠丝杆中滚珠的循环方式：_内旋换和外循环2 o 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括,3 .顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统, 顺序控制器通常用 o4 .某光栅的条纹密度是50条/mm,光栅条纹间的夹角6=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是 o5 .连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或者曲线运动，必须同时控制 每一个轴的 ，使它们同步协调到达目标点.6 .某4极交流感应机电，电源频率为50Hz,转速为1470r7min,则转差率

2、为.7.齿轮传动的总等效惯量与传 动级数.8o累计式定时器工作时有 o9 o复合控制器必然具有 O10o 钻孔、点焊通常选用 类型。三、选择题（每小题2分，共10分）1 o普通说来，如果增大幅值穿越频率3c的数值，则动态性能指标中的调整时间ts （）A。 产大Bo 减小C.不变Do 不定2 。加速度传感器的基本力学模型是（）Ao 阻尼质量系统B.弹簧一质量系统 Co 弹簧一阻尼系统Do 弹簧系统3 .齿轮传动的总等效惯量与传动级数（）A.有关B.无关 C.在一定级数内有关D o在一定级数内无关4 .顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用（）A.单片机 B o 2

3、051C. PLCD。 DSP 5、伺服控制系统普通包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和 检测环节 等个五部份。A换向结构 B转换电路C存储电路D检测环节四、判断题（每小题2分，共10分）1、伺服控制系统的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.（ ）2、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。如交流机电、直流机电、力矩机电、步进电 机等。（）3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（）4、步进机电的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（）5、伺服机电的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为

4、机电提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、 电流、频率、波形和相数的变换.（）五、问答题（每小题10分洪30分）1.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型？2o什么是步进机电的使用特性？3o 机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面？一、名词解释（每小题2分，共10分）1 O是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象采集信息，取得数据概念的过程。2o指在稳态下，输出的变化量AY与输入的变化量AX的比值。即为传感器灵敏度.S=dy/dx= AY/AX3o 某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将11.电压 电流12o隔离

5、滤波接地13 .铜 铝等导电性能良好 接地14 . 1）低频成份 截止频率成份2）某一频带内的成份上截止频率成份下截止频率成份四解答题（每小题8分，共40分）1 .1）机械本体2）动力与驱动；3）传感测试部份；4）执行机构5）控制及信息处理单元2 . 1）、偏心轴套调整法 2）、双片薄齿轮错齿调整法3 .对机械系统的基本要求：高精度；快速响应;良好的稳定性。机械系统的组成：传动机构；导向机构；执行机构。4 .程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。独立编址；与储存器统一编址。5 .1）比较环节；2）控制器；3）执行环节;4）被控对象；5）检测环节。6 .输入工作方式：（1）直通方式（2

6、）单缓冲方式（3）双缓冲方式输出工作方式：（1）单极性输出（2）双极性输出7o L=（9p/360 ） N ； V =（ 9 p/360 ） f8o 4 ;J2.一、名词解释（每小题2分，共10分）1 .机电一体化2 o 分辨力3.灵敏度（测量）4 o永磁同步电动机：5.复合控制器二、单项选择题（每小题2分，共10分）1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称（）A.顺序控制系统Bo伺服系统Co数控机床 Do工业机器人2o齿轮传动的总等效惯量随传动级数（）Ao增加而减小 Bo增加而增加C.减小而减小D.变化而不变3 o滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和（）A.内循环插管式Bo外循环反

7、向器式Co内、外双循环Do内循环反向器式4o某光栅条纹密度是100条/mm,光栅条纹间夹角。=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是（）A o 100mmB.20mmC。10mmD。0. 1mm 5.直流测速发机电输出的是与转速（）Ao成正比的交流电压 Bo成反比的交流电压 C.成正比的直流电压 Do成反比的直流电压三、简答题（每小题6分，共30分）1、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面？2、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型？其中哪种电路适于永磁式步进电动机？3、步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统的输入信号是什么？输出轴的转速、转向、位置各自与那些因素有关?4、什么是PLC的扫描工作

8、制？5、PWM的工作原理？四、计算题（每小题10分，共20分）1.三相变磁阻式步进电动机，转子80个齿。（1）要求电动机转速为60r/min,单双拍制通电，输入脉冲频率为多少？（2）耍求电动机转速为100r/min,单拍制通电，输入脉冲频率为多少？2o 三相交流感应电动机，电源频率50Hz,空载转速为1450r/min。（1）该电动机为几极，空载转差率是多少？（2）堵转时定子、转子绕组电势频率各为多少？（3）空载时，定子、转子绕组电势频率各为一、名词解释（每小题2分，共10分）1机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检 测技术、电力电子技术、 接口技术及系统

9、总体技术等群体技术，以系统为出发点的最佳 功能价值的系统工程技术。2传感器能检测到的最小输入增量称分辨力，在输入零点附近的分辨力称为阈值.3灵敏度（测量）传感器在静态标准条件下输入变化对输出变化的比值.4 以电子换向取代了传统的直流电动机的电刷换向的电动机。5复合控制器带有前馈控制系统的反馈控制器。它的作用是使系统能以稳定的零误差跟踪已知的输入信号. 二、单项选择题（每小题2分，共10分） 1.B2.A3.B4o C5.C三、简答题（每小题6分，共30分）1、系统功能性能指标使用条件经济效益2、单极驱动 双极驱动 高低电压驱动 斩波电路驱动 细分电路3、参考脉冲序列转速与参考脉冲频率成正比 输

10、出轴转向由转向电平决定 位置由位置电平决定 4、即检测输入变量求解当前控制逻辑以及修正输出指令，重复进行。5、斩波器调压的基本原理是通过晶闸管或者自关断器件的控制，将直流电压断续加到负载（机电）上，利用调节通、 断的时间变化来改变负载电压平均值。斩波器调压控制直流伺服机电速度的方法又称为脉宽调制（Pulse WidthModulation）直流调速。四、计算题（每小题10分，共20分）1） K=2; M=3, Z=80; a=360/2 * 3*80=0.75。 f=480Hz2） K=1 ；M=3,Z=80；a=360/1 *3*80=1。3f=400Hz2o 三相交流感应电动机，电源频率5

11、0Hz,空载转速为1450r/min。 （1）4 极，空载转差率 n=（1500 1450） /1500=3.3% （2） 50Hz 50Hz 16 o 5 Hz一、名词解释（每小题2分，共10分）1、检测传感器 2、伺服电动机3、静压轴承 4、静压导轨5、屏蔽二、填空题（每小题1分，共30分） 1、机电一体化系统中常见的轴承包括、磁轴承。 2、机电一体化系统普通由、接口、 、等部份组成。.3、按干扰的耦合模式干扰可分为静电干扰、 、等干扰类型。o 4、机电一体化是从系统的观点出发，将、机 械技术等在系统工程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统 而建立的一门新的科学技术. 5、伺服系统的基

12、本组成部份包括、执行机构、 四大部份。6、用软件识别实用信号和干扰信号、并滤去干扰信号的方法称为、识别信 号的原则有、o7、机电一体化系统（产品）设计类型大致可分为、适应性设计、 8、机电一体化系统包括、信息处理技术、总体等相关技术。9、机电一体化系统对机械传动总传动比确定的最佳选择方案有、质量最小原则，三、问答题（每题10分，共40分）2、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型？3、用软件进行“线性化”处理时，采用计算法的原理是怎样的？4、摹拟式四、分析扩展的RAM6264的地址范围和和工作原理。（20分传感器信号处理过程包括哪些环节？）一、名词解释（每小题2分，共10分）1、检测传感传感器是

13、一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置.2、伺服电动机是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出电动机3、静压轴承从外部油源给轴瓦提供压力油,使球磨机进、出料端的大轴在高压油膜的作用下浮起，与轴瓦无直接接触， 处在液体磨擦状态， 从而极大地降低了起动力矩和旋转阻力矩，4、静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通入压力油或者压缩空气，使运动件浮起，以保证两导轨面间处于液体 或者气体磨擦状态下工作。5、屏蔽是利用导电或者导磁材料制成的盒状或者壳状屏蔽体，将干扰源或者干扰对象包围起来从而割断或者削弱干扰 场的空间耦合通道，阻挠其

14、电磁能量的传输。二、填空题（每小题1分，共30分）1、滚动轴承滑动轴承静压轴承磁轴承。2、机械本体 动力与驱动 执行机构 传感器检测部份 控制及处理部份.3、为静电干扰 磁场耦合干扰 漏电耦合干扰o 4、检测技术伺服技术计算机与信息处理技术5、控制器检测环节 比较环节被控对象6、软件滤波 时间原则空间原则属性原则7、开辟性设计变参数设计8、机械技术检测技术伺服技术计算机与信息处理技术 自动控制技术和系统总体技术9转动惯量原则 输出轴转角误差最小原则三、问答题（每题10分， 共40分）2、单极驱动 双极驱动 高低电压驱动 斩波电路驱动 细分电路3、当输出电信号与传感器的参数之间有确定的数字表达式

15、时，就可采用计算法进行非线性补偿。即在软件中编制一段 完成数字表达式计算的程序，被测参数经过采样、滤波和标度变换后直接进入计算机程序进行计算，计算后的数值即 为经过线性化处理的输出参数。在实际工程上，被测参数和输出电压往往是一组测定的数据。这时如仍想采用计算法进行线性化处理，则可应用数字上 曲线拟合的方法对被测参数和输出电压进行拟合，得出误差最小的近似表达式。4、摹拟式传感器信号处理过程包括：将非电物理量转换成电量，并经放大、滤波等一系列处理后，需经模/数变换将模 拟量变成数字量，才干送入计算机系统。模/数转换过程包括信号的采样/保持、多路转换（多传感器输入时）、A/D处理 等过程。四、分析扩

16、展的RAM6264的地址范围和和工作原理。（20分）RAM6264的地址范围为0000H1FFFHP0 与6264的I/O数据线相连，另一方面经74LS373与6264的低8位地址线连；P2o 0P2。4与6264的高5相连；6264的写使端与单片机的WR相连；输出使能端与单片机的RD相连；CS片 选信号端直接接地.采用MOVXDPTR来访问此RAM一、名词解释（每小题2分，共10分）1、DMA 2、中断 3、共模干扰、伺服控制技术5、串行通信二、填空题（每空1分，共3 0分）1、机电一体化是从系统的观点出发、信息技术等在系统工程的基础上有机的加以综合，实现整个机械系统 而建立的一门新的科学技

17、术.2、机电一体化产品中需要检测的物理量分成 和 两种形式。3、计算机控制系统的类型包括、监督控制系统、o4机械结构因素对侍服系统性能的影响有、 结构弹性变形、间隙的影响。7、接口的基本功能主要有、放大、.8、对直线导轨副的基本要求是、 、和平稳。7.机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理 、并满足小型、轻量等要求。8、伺服系统的基本组成包括、 、检测装置、9、拟定机电一体化系统的设计方案的方法有、组合法、 。10、STD总线的技术特点、高可靠性.四、分析扩展的ROM27256的工作地址范围和工作原理（30分）一、名词解释（每小题2分，共10分）1、外设与

18、内存间直接进行数据交换（DMA）而不通过CPU2、为了提高CPU的效率和使系统具有良好的实时性，采用中断方式CPU就不必花费大量时间去查询各外围设备的状 态了而是当外围设备需要请求服务时，向CPU发出中断请求,CPU响应外围设备中断，住手执行当前程序，转去行一 个外围设备服务的程序，中断处理完毕,CPU又返回来执行原来的程序.3、共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口断的共有的信号干扰。4、伺服控制技术是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制技术。5、串行通信是数据按位进行传送的。在传输过程中，每一位数据都占领一个固定的时间长度，一位一位的串行传送

19、和接 收.二、填空题（每空1分，共3 0分）1、机械技术检测技术伺服技术协调工作2、 电量非电量3、操作指导控制系统 直接数字控制系统 监督计算机控制系统 分级计算机控制系统4、阻尼磨擦惯量9、变换耦合10、 导向精度高耐磨性好足够的刚度对温度变化的不敏感性7、磨擦小度大振性好隙小8、控制器执行环节比较环节9、取代法整体法10、模块化设计系统组成修改和扩展方便四、分析扩展的ROM27256的工作地址范围和工作原理（30分）ROM27256 的地址范围为 0000H-7FFFHP0 口与27256的I/O数据线相连，另一方面经8282与27256的低8位地址线连；用于扩展32KB的片外ROM；

20、P2o 0P2.6与27256的7相连；6264的写使端与单片机的WR相连；输出使能端OE与单片机的PSEN相连；CE片选信号端与P2 o 7相连.采用MOVC A+PC或者MOVC A+DPTR来访问此ROM一、名词解释（每小题2分，共10分）1 .变频调速2 o FMS 3 o 响应特性4.敏感元件5 o 压电效应二、选择题（每小题2分，共10分）1、伺服控制系统普通包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和 等个五部份.A换向结构B转换电路C存储电路D检测环节2、检测环节能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲，普通包括传感器和 A控制电路B转换电路C调制电路D逆变电路3、以下可

21、对异步电动机进行调速的方法是 oA改变电压的大小B改变电动机的供电频率C改变电压的相位 D改变电动机转子绕组匝数4、执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动,可分为、液压式温和动式等.A电气式B电磁式C磁阻式D机械式决定转角位移的一种伺服电动机。5、步进电动机，又称电脉冲马达，是通过A脉冲的宽度C脉冲的相位B脉冲的数量D脉冲的占空比三、简答题（每小题10分，共30分）1什么叫传感器？传感器的功用是什么？它是由哪几部份组成的？各部份的作用及相互关系如何？2 .试简述采样/保持器原理。3o 工业控制用的计算机主要有哪几种类型，它们分别合用于哪些场合？四、简单应用题（每小题10分，共20分）1.

22、刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为2mm,编码器在10秒内输出307200 个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少？2o 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机电定子励磁绕组，测得步进机电的转速为100r/min,已知转子有24个齿,求:1）步进机电的步距角； 2）脉冲电源的频率.五、综合应用题（每小题15分洪30分）1.三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为120r/min, 输入脉冲频率为多少?步距角为多少？2o 根据下面的电路图，编写利用该接口电路一次完成A/D转换，并把转换的结果的高8位

23、放入R2中,低8位放入R3 中的程序段.一、名词解释（每小题2分，共10分）1 .采用改变机电通电频率的方式来改变机电的转速的调速方式2 .柔性创造系统（Flexible Manufacturing System）是由两台或者两台以上加工中心或者数控机床组成，并在加工自动化 的基础上实现物料流和信息流的自动化，其基本组成部份有：自动化加工设备，工件储运系统，刀具储运系统，多层 计算机控制系统等。3 .响应特性:指的是输出量尾随输入指令变化的反应速度，决定了系统的工作效率。4o 敏感元件是直接可以感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的元件。5 o 压电效应：某些电介质，当沿着一定的方向对它

24、施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个 表面上将产生符号相反的电荷。当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。二、选择题（每小题2分，共10分）1、D2、B3、B4、A5、B三、简答题（每小题10分洪30分）1.传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置。 传感器的功用是：一感二传.组成：传感器普通是由敏感元件、传感元件和转换电路三部份组成。敏感元件：直接可以感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的元件。转换元件：敏感元件的输出就是转换元件的输入，它把输入转换成电路参量.基本转换电路：上述的电

25、路参量进入基本转换电路中，就可以转换成电量输出。传感器只完成被测参数到电量的基本转换.2o 采样/保持由存储电容C,摹拟开关S等组成，如图所示。当S接通时，输出信号跟踪输入信号，称采样阶段。当 S断开时，电容C二端向来保持断开的电压，称保持阶段。由此构成一个简单采样/保持器。实际上为使采样/保持器具有足够的精度，普通在输入级和输出级均采用缓冲器，以减少信 号源的输出阻抗，增加负载的输入阻抗。在电容选择时，使其大小适宜，以保证其时间常数适中，并选用漏泄小的电容。3 o工业控制的计算机主要有单片微型计算机、可编程序控制器（PLC）、总线工控机等类型,根据机电一体化系统的大小和控制参数的复杂程度，选

26、用不同的微型计算机.单片机或者可编程控制器主要用于，控制量为开关量和少量数据信息的摹拟量的小系统。对于数据处理量大的系统, 则往往采用基于各类总线结构的工控机，如STD总线工控机、IBMPC总线工控机、Multibus工控机等。对于多层次、 复杂的机电一体化系统，则要采用分级分步式控制系统，在这种控制系统中，根据各级及控制对象的特点，可分别采 用单片机、可编程控制器、总线工控机和微型机来分别完成不同的功能。四、简单应用题（每小题10分，共20分）1 o10s内转轴转了多少转：3072004-1024=300 （转）位移量（;螺距T=2mm）A300X2=600 （mm）转速： 300+10=3

27、0（转/秒）1.1） K=2；M=5,Z=24; a=360/2 * 5 火 24=152 ）f=400Hz五、综合应用题（每小题15分，共30分）1. K=1;M=3,Z=100；a=360/1 *3*100=12f=600Hz2 MAIN: MOV RO, #7CH;选择 AD574,并令 A0=0LOOP: NOPJB P3 o 2, LOOP MOVX A, R0 MOV R2,A MOV R0,#7DH MOVX A,R0 MOV R3,AMOVX R0,A；启动A/D转换，全12位；查询转换是否结束;读取高8位；存入R2中；令 A0=1;读取低4位，尾随4个0；存入R3中 一、名词

28、解释（每小题2分洪10分）1 o 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 o 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2o 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（）。A. 1 s2 B o 0 (s 1C.-1 s13 .PWM指的是（）.A.机器人B.计算机集成系统 C.脉宽调制4 . PD称为（）控制算法。A.比例 Bo比例微分C.比例积分D.-1s （0D.可编程控制器D.比例积分微分5o在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（）方

29、法实现.A.插补B.切割C.画线D.自动三、简答题（每小题5分洪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.3o 在摹拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否摹拟输入通道中必须采用采样/保持器？为什么？4 o柔性创造系统的主要特点有哪些？5步进电动机是什么机电？它的驱动电路的功能是什么？6.伺服控制系统普通包括哪几个部份?每部份能实现何种功能？四、计算题（每小题10分洪20分）1 o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？

30、2 .若12位A/D转换器的参考电压是土 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、4一锥齿轮2、3一键5压簧6螺母7一轴2、周向弹簧调整法2o 分析下图差动螺旋传动原理设螺杆3左、右两段罗纹的旋向相同，且导程分别为Pg和Ph2o 2为可动螺母一、名词解释（每小题2分，共10分）1 O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 oI/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

31、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4o串行通信是数据按位进行传送的.在传输过程中，每一位数据都占领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.B2o B3.C4o C5.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（或者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。

32、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,则可测出转速为式中 Z圆盘上的缝隙数；n转速（r / min）;t测量时间（S） o2.可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）和住手（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 处于住手（STOP）状态，PLC也要循环进行内部处理和通信服务。3o 由于任何一

33、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，摹拟量不能发生变 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转换器的摹拟量 不发生变化。摹拟输入通道中不一定非得采用采样保持器.当输入的摹拟量信号变化缓慢时，也可省去采样/保持器。4 o （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）系统局部调整或者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 o 步进电动机又称电脉冲马达，

34、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，于是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 .伺服控制系统普通包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等个五部份。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 或者计算机来实现；控制器通常是计算机或者PID控制电路;其主要任务是对照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

35、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 执行元件普通指各种机电或者液压、气动伺服机构等。被控对象是指被控制的机构或者装置，是直接完成系统目的的主体，普通包括传动系统、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，普通包括传感器和转换电路.四、计算题（每小题10分，共20分）1） 100： 1=400: x x=4 mm四细分：400:1=400: x x=1mm分辨率：14-400=2.5 （u m）2） 10s内转轴转了多少转：3072001024=300 （转）位移量C螺距T=2mm）A300X2

36、=600 （mm）转速： 300+10=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的作用下可轴向挪移，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、3一键5一压簧6螺母7一轴2 .当螺杆转动角时，可动螺母2的挪移距离为如果Pg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、右两段罗纹的旋向相反，则当螺杆转动角时，可动螺母2的 挪移距离为可见，此时差动螺旋变成快速挪移螺旋,即螺母2相对螺母1快速趋近或者离开。这种螺旋装置用于要求快速夹紧 的夹具或者锁紧装置中.

37、产生符号相反的电荷。当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态,这种现象被称为压电效应。4 .动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。5 .传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置。 二、填空题（每小题2分，共20分）1.内循环外循环2o 性能指标系统功能使用条件经济效益3o PLC 4o 20mm 5.位置和速度 6。 0o 02 7.增加而减小 8.2 9。 前馈控制器10。 简单的直线运动控制三、选择题（每小题2分，共10分）1. B.2o A3o C.4o C5、D四、判断题（每小题2分，共10分）1、

38、 J2、X3、 J4、X5、 V五、问答题（每小题10分，共30分）1 O单电源驱动电路 双电源驱动电路 斩波限流驱动电路2o 步距误差步距误差直接影响执行部件的定位精度.最大静转矩 是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时，所能承受的最大外加转矩，亦即所能输出的 最大电磁转矩，它反映了步进电动机的制动能力和低速步进运行时的负载能力。启动矩一频特性 空载时步进电动机由静止蓦地启动，并不失步地进入稳速运行所允许的最高频率称为最高启动 频率.启动频率与负载转矩有关。运行矩频特性 步进电动机连续运行时所能接受的最高频率称为最高工作频率，它与步距角一起决定执行部件的最 大运行速度。最大相电压和

39、最大相电流 分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大电源电压和流过的最大电流。3.应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。一、名词解释（每小题2分，共10分）1、线性度2、伺服控制系统3、三相六拍通电方式4、传感器5、系统精度二、填空题（每小题2分，共20分）1、计算机在控制中的应用方式主要有 o2 o 滚珠丝杆螺母副结构有两类： .3、应用于工业控制的计算机主要有 等类型.4.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 o5、可编程控制器主要由 等其它辅助模块组成.6 .顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用 O7、现在常用的总线工控制机有 、PC总线工

40、业控制机和CAN总线工业控制机等。8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种 o9 .某光栅的条纹密度是50条/mm,光栅条纹间的夹角0=0.00孤1度，则莫尔条纹的宽度是 o10 .采样/保持器在保持阶段相当于一个“” o三、选择题（每小题2分，共10分）1 .一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：A机械本体B动力与驱动部份 C执行机构D o 控制及信息处理部份2、机电一体化系统（产品）开辟的类型A开辟性设计B适应性设计C变参数设计 D其它3、机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法A取代法 B整体设计法 C组合法D其它。4、机电一体化的高性能化普通包含A高速化B高精度C高效率D高

41、可靠性.5、抑制干扰的措施不少，主要包括A屏蔽B隔离C滤波D接地和软件处理等方法四、判断题（每小题2分，共10分）1、变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。（）2、伺服控制系统的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。（）3、感应同步器是一种应用电磁感应原理创造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。（ ）4、数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的 位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计

42、数脉冲就可以统计位移的尺 寸.（）5、FMC控制系统普通分二级，分别是单元控制级和设备控制级。（）五、问答题（每小题10分，共30分）1、计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护。2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？六、综合应用题（每小题10分洪20分）2 .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？一、名词解释（每小题2分，共10分）1、所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度。又称为非线性误差.2、一种能够跟踪输入的

43、指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。3、如果步进电动机通电循环的各拍中交替浮现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如A - AB一 B - BC -C - CA -4、是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置.5、指输出量复现输入信号要求的精确程度；二、填空题（每小题2分，共20分）1、操作指导控制系统分级计算机控制系统监督计算机控制系统（SCC）直接数字控制系统2 o 外循环插管式 内循环反向器式3、单片机PLC总线工控机4.性能指标 系统功能 使用条件 经济效益。5、CPU存储器 接口模块6.

44、 PLC 7、STD总线工业控制机8、变压器隔离 光电隔离9。 20mm 10.摹拟信 号存储器三、选择题（每小题2分，共10分）1o ABCD2、ABC3、ABCD4、ABCD5、ABCD四、判断题（每小题2分洪10分）1、（ J）2、（ J）3、（ J ） 4、（ J ） 5、（ J ）五、问答题（每小题10分洪30分）1、软件滤波用软件来识别实用信号和干扰信号，并滤除干扰信号的方法，称为软件滤波软件“陷井”软件“看门狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或者软件）的办法要求使用监控定时器定时检查某段程序或者接口， 当超 过一定时间系统没有检查这段程序或者接口时，可以认定系统运行出错（干扰发

45、生），可通过软件进行系统复位 或者按事先预定方式运行.2、如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或者在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。 为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2,调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就 以一定的压力分别压向螺杆罗纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种,垫片调隙式罗纹调隙式齿差调隙式六、综合应用题（每小题10分，共20分）1光栅此时的位移细分前4mm, 细分后1mm测量分辨率：细分前0.01 mm/线细分后：0.025一、名词解释（每小题2分，共

46、10分）1机电一体化 2 自动控制 3.开环控制系统4.逆变器二判断题（每空1分，共10分）1O直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。（）2o 滚珠丝杆不能自锁.（）3. D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（）4o 同步通信是以字符为传输信息单位。（）5.异步通信常用于并行通道。（）6o 查询I/O方式常用于中断控制中.（）7 o串行通信可以分为以下四种方式：1）全双工方式；（）2）半双工方式；（）3）同步通信； （）4）异步通信。（）三填空题：（每空1分，共40分）1 .从控制角度讲，机电一体化可分为 控制系统和 控制系统。2 .在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为： ； ； 三种形式.3 .多点接地：优点：，缺点：o4 .普通来说，伺服系统的基本组成为 、和 等四大部份组成5o 在SPWM变频调速系统中，通常载波是,而调制波是6o从电路上隔离干扰的三种常用方法是： 隔离，隔离，隔离。7o开环步进电动机控制系统，主要由、