机电一体化复习题XX2.docx
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机电一体化复习题XX2
一、名词解释（每小题2分，共10分）
1.伺服控制系统
2.三相六拍通电方：
如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、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→B→BC→C→CA→…
3.线性度：
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
4.开环控制系统：
开环控制系统—无反馈的控制系统
5.闭环控制系统：
闭环控制系统是指具有反馈的控制系统
6.逆变器：
.逆变器—把固定的直流电变成固定或可调的交流电的DC/AC变流器。
7.PWM：
PWM—通过调节脉冲的宽度改变负载电压平均值的脉宽调制斩波器。
8.伺服电动机：
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，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
9.屏蔽：
屏蔽是利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来从而割断或削弱干扰场的空间耦合通道，阻止其电磁能量的传输
10.伺服控制技术：
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系统。
11.PID：
指比例-积分-微分调节。
比例系数K愈大调节作用愈强,动态特性也愈好。
但K太大,会引起系统不稳定。
比例调节的主要缺点是存在误差；积分作用能消除误差,响应慢；微分作用噪声大或要求响应快的系统最好不使用
12.中断：
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，停止执行当前程序，转去执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。
交流电机的矢量控制：
二、填空题（每小题1分，共20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：
机械本体、动力与驱动部分、执行机构、控制及信息处理部分
2、机电一体化系统（产品）开发的类型：
开发性设计、适应性设计、变参数设计
3、机电一体化的高性能化一般包含：
高速化、高精度、高效率、高可靠性。
4、抑制干扰的措施很多，主要包括：
屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等方法。
5、应用于工业控制的计算机主要有单片机PLC总线工控机______等类型。
6、可编程控制器主要由____CPU存储器接口模块___________等其它辅助模块组成
7、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种__变压器隔离光电隔离___________。
8、采样/保持器在保持阶段相当于一个“____模拟信号存储器_____________”。
1.滚珠丝杆中滚珠的循环方式：
______内循环、外循环____，________________。
8.累计式定时器工作时有_____________________________________________________。
9.复合控制器必定具有______前馈控制器____________________________。
10.钻孔、点焊通常选用_________简单的直线运动控制___________________类型。
1.从控制角度讲，机电一体化可分为开环、闭环控制系统和控制系统。
1.在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为:
电压输出电流输出频率输出；；三种形式。
3.多点接地：
优点：
.互不干扰缺点：
接线多复杂，。
8.
1.
2.
3.
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6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.实现步进电动机通电
14.环形分配的三种常用方法是：
1），2），3）
1）采用计算机软件分配器2）小规模集成电路搭接的硬件分配器3）专用模块分配器
9、产生电磁干扰必备的三个条件是：
，，。
干扰源传播途径接受干扰对象原系统系统
10.干扰传播途径有二种方式：
1）传导耦合方式：
干扰信号能量以或的形式，通过金属导体传递。
11.指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式：
;
C.漏电干扰D.共阻抗感应干扰
哪几种属于幅射耦合方式：
,。
A.静电干扰B.磁场干扰E.电磁辐射干扰。
1、对伺服系统的技术要求是____________、____________、____________、___________。
系统精度稳定性响应特性工作频率
2、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：
____________、____________。
静态设计动态设计
3、计算机控制系统的类型包括________________________、_______________________、
监督控制系统、________________________。
分级计算机控制系统直接数字控制系统操作指导控制系统
4、拟定机电一体化系统（产品）设计方案的方法通常有____________、____________、____________。
取代法整体设计法组合法
5、接口的基本功能主要有______________、放大、_________________。
数据格式转换、通信联络
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。
阻尼合理刚度大抗振性好间隙小
8、伺服系统的基本组成包括______________、_____________________、检测装置、
____________________。
控制器、执行环节、比较环节
9、工作接地分为_______________、______________。
一点接地多点接地
10、STD总线的技术特点_________________、______________、______________________、
高可靠性。
模块化设计系统组成修改和扩展方便
1.在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：
通信
和通信。
串行通信并行通信
2.微机控制系统中的输入与输出通道一般包括、、
、四种通道。
模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道
3.在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的
和，并尽量高伺服系统的响应速度。
稳定性和精度
7.开环步进电动机控制系统，主要由、和
等组成。
环形分配器功率驱动器步进电机
8.
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27.实现步进电动机通电
28.环形分配的三种常用方法是：
1）
，2），3）。
计算机软件硬件分配专用环形分配器
9.根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：
1），2），
3），4）。
操作指导控制系统直接控制系统监督计算机控制系统分级计算机控制系统
10．应用于工业控制的计算机主要有：
1），2），3）等类型。
单片机PLC总线工控机
11.干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：
干扰信号能量以
或的形式，通过金属导体传递。
电压电流
8、机电一体化系统包括______________、_____________、信息处理技术、____________、
____________、总体等相关技术。
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、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。
转动惯量原则输出轴转角误差最小原则
三、选择题（每小题2分，共10分）
1.一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（B）
A.产大B.减小C.不变D.不定
2.加速度传感器的基本力学模型是（A）
A.阻尼—质量系统B.弹簧—质量系统C.弹簧—阻尼系统D.弹簧系统
3.齿轮传动的总等效惯量与传动级数（C）
A.有关B.无关C.在一定级数内有关D.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（C）
A.单片机B.2051C.PLCD.DSP
5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（D）等个五部分。
A换向结构B转换电路C存储电路D检测环节
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B.伺服系统 C.数控机床 D.工业机器人
2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数（ ）
A.增加而减小 B.增加而增加 C.减小而减小 D.变化而不变
3.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 B.外循环反向器式C.内、外双循环 D.内循环反向器式
5.直流测速发电机输出的是与转速（ ）
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
1、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和_________等个五部分。
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，一般包括传感器和_______。
A控制电路B转换电路
C调制电路D逆变电路
3、以下可对异步电动机进行调速的方法是_______。
A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________、液压式和气动式等。
A电气式B电磁式
C磁阻式D机械式
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
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
3.下列何种传感器的抗电磁干扰的能力最强。
A、电涡流传感器B、差动变压器C、光纤传感器D、感应同步器
1.AT89S51单片机为8位单片机
2.MCS-51系列单片机的典型芯片分别为8031、8051、8751。
3.AT89S51的异步通信口为全双工（单工/半双工/全双工）
4.AT89S51有2级中断，5个中断源
5.AT89S51单片机的通讯接口有（串行）和（并行）两种形式。
8.AT89S51单片机芯片共有40个引脚，MCS-51系列单片机为8位单片机。
9.单片机也可称为微控制器或嵌入式控制器
10.AT89S51的P0口为高8位地址总线口。
11.单片机外部三大总线分别为数据总线、地址总线和控制总线。
12.AT89S51单片机为8位单片机，共有40个引脚
13.AT89S51的P3口为双功能口。
5、AT89S51内部提供2个可编程的16位定时/计数器，定时器有4种工作方式。
分析题：
一、题1图为水温控制系统示意图。
冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。
冷水流量变化用流量计测量。
试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？
系统的被控对象和控制装置各是什么？
解工作原理：
温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。
如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。
其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。
题1图水温控制系统原理图
系统方块图如图解1所示。
这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
二、采用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如题1-5图所示。
其工作原理是：
当蒸汽机带动负载转动的同时，通过圆锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。
飞锤通过铰链可带动套筒上下滑动，套筒内装有平衡弹簧，套筒上下滑动时可拨动杠杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门的开度。
在蒸汽机正常运行时，飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡，套筒保持某个高度，使阀门处于一个平衡位置。
如果由于负载增大使蒸汽机转速
下降，则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动，并通过杠杆增大供汽阀门的开度，从而使蒸汽机的转速回升。
同理，如果由于负载减小使蒸汽机的转速
增加，则飞锤因离心力增加而使套筒上滑，并通过杠杆减小供汽阀门的开度，迫使蒸汽机转速回落。
这样，离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响，使蒸汽机的转速
保持在某个期望值附近。
指出系统中的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。
题1-5图蒸汽机转速自动控制系统
解在本系统中，蒸汽机是被控对象，蒸汽机的转速
是被控量，给定量是设定的蒸汽机希望转速。
离心调速器感受转速大小并转换成套筒的位移量，经杠杆传调节供汽阀门，控制蒸汽机的转速，从而构成闭环控制系统。
系统方框图如图解1-5所示。
三、下图所示为伺服电机控制方式的基本形式
1）以上各系统各为何种控制方式，哪种控制方式精度最高。
4.1.1根轨迹的定义
例设一系统
闭环传递函数
特征方程
特征方程的根：
若K从零到无穷大变化时，特征方程根的变化情况如表
所谓根轨迹，就是以系统增益K为参变量（或以系统其它变量为参变量），当K由0→∞时，系统闭环极点在s平面上变化的轨迹。
季节中的花开花落，都有自己的命运与节奏，岁月如歌的谱曲与纳词，一定是你。
人生不如意十之八九，有些东西，你越是在意，越会失去。
一个人的生活，快乐与否，不是地位，不是财富，不是美貌，不是名气，而是心境。
有时候极度的委屈，想脆弱一下，想找个踏实的肩膀依靠，可是，人生沧海，那个踏实肩膀的人，也要食人间烟火，也要面对自己的不堪与无奈。
岁月告诉我：
当生活刁难，命运困苦，你的内心必需单枪匹马，沉着应战。
有时候真想躲起来，把手机关闭，断了所有的联系，可是，那又怎样，该面对的问题，依旧要面对。
与其逃避，不如接纳；与其怨天尤人，不如积极主动去解决。
岁月告诉我：
美好的人生，一半要争，一半要随。
有时候想拼命的攀登，但总是力不从心。
可是，每个人境况是不同的，不要拿别人的标准，来塑造自己的人生。
太多的失望，太多的落空，纯属生活的常态。
岁月告诉我：
挫败，总会袭人，并且，让你承受，但也，负责让你成长。
人生漫长，却又苦短，幽长的路途充满险阻，谁不曾迷失，谁不曾茫然，谁不曾煎熬？
多少美好，毁在了一意孤行的偏执。
好也罢，坏也罢，人生的路，必须自己走过，才能感觉脚上的泡和踏过的坑。
因为懂得，知分寸；因为珍惜，懂进退。
最重要的是，与世界言和，不再为难自己和别人。
《菜根谭》中说：
花看半开，酒饮微醉。
就是说，做事不必完美，享乐不可享尽，这是一种含苞待放的人生状态。
即使是最美的月亮，也会有盈亏的自然之道。
否则便是过犹不及，弄巧成拙。
心灵松绑了，活着才自由。
半生已过，走走停停，看透了生活，选择了顺流的方式，行走。
流水今日，明月前身。
感谢每一粒种子，每一缕清风，每一个阳光的日子，于时光的碎屑中，静品一盏流年的香茗。
撕开浮云的遮掩，其实，每个人心中都有各自的山水，都有一段难捱的时光，好在，总有一天，你的淡然低调，你的暗自努力，你的理性豁达，终将点燃你的整个世界，让故事的结局，美好而温柔。
苏轼在《水调歌头》里写道：
人有悲欢离合，月有阴晴圆缺，此事古难全。
是的，层次越高的人，越懂得，人生本就不是尽善尽美，也正因为有了缺憾，才显得是那么的多姿多彩。
心情平和，与是非渐行渐远，再多的兵荒马乱，也抵不过时光的洪流，唯有日常才惊天动地。
夫切菜，妻拌菜，菜菜交缠，洒在热腾腾的面条上，剥头蒜就着，哧啦哧啦的，心里爽透了。
这世间最美的，不就是这样的烟火么。
人生，是一个苏醒的过程。
一首经典，低徊吟唱，年少不知歌者意，再听已是曲中人。
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