机电一体化系统设计考试试题及答案Word格式文档下载.docx
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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1（）分，共30分）
I.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型？
2.什么是步进电机的使用特性？
3.机耳一体化系统设it指标人体上应包括哪些方面？
六、分析计算题（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？
2.采用PLC设计二个电磁阀A、B工作的系统
1）按钮xl为A电磁阀打开，按钮x2为A电磁阀关闭（输出yl）;
2）按钮x3为B电磁阀打开，按钮x4为B电磁阀关闭（输出y2）;
3）只有B电磁阀在工作中，A电磁阀才能工作。
要求：
画出梯形图，写出助记符指令程序。
闭卷考试时间120分钟共2页第1页
1.是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象收集信息，取得数据概念的过程。
2.指在稳态下，输出的变化ffiAY与输入的变化SAX的比值。
即为传感器灵敏度。
S=dy/dx=AY/AX
3.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,同时在它的两个表而上将产生符号相反的电荷。
当外力去掉后，它乂朿新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。
4.动态误差在被测星随时间变化过程中进行测童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箱确度把被测屋转换为与之有确泄对应关系的，便于应用的某种物理屋的测量装置。
1.内循环外循环
2.性能指标系统功能使用条件经济效益
3.PLC4.20mm5.位置和速度6.0.027.增加而减小&
29.询馈控制器
10.简单的直线运动控制
三、选择题（每小题2分，共1（）分）
1.B.2.A3.C.4.C5、D
1、丁2、X3、J4、X5、J
五、问答题（每小题10分，共30分）
1•单电源驱动电路双电源驱动电路斩波限流驱动电路
2.步距误差步距误差直接影响执行部件的定位糟度。
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突然启动，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，
运疔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匸作频率，它与步距角一起决定执行部件的最大运行速度。
最人相电压和最人相电流分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最人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。
6.分析计算题（每小题10分，共20分）
1.20KHz3.62.
（1）梯形图：
（2）助记符指令程序:
STRXI
ORY1
ANDNOTX2
OUTY1
STRX3
ORY2
ANDNOTX4
ANDY1
OUTY2
《机电一体化技术》试卷
（二）
、名词解禅（每小题2分，共1（）分）
1、线咗度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
1、计算机在控制中的应用方式主要有。
一…2.滚珠丝杆螺母副结构有两类：
o
3、应用于工业控制的计算机主要有等类型。
4.机耳一体化系统，设计指标和评价标准应包括。
5、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O
7、现在常用的总线工控制机有、PC总线工业控制机和CAN总线匸业控制机等。
8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种o
9.某光栅的条纹密度是50条/mm,光栅条纹间的夹角0=0.001孤度，
则莫尔条纹的宽度是O
10.采样/保持器在保持阶段相当于一个"
”。
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机械木体B动力与驱动部分C执行机构D.控制及信息处理部分
2、机电一体化系统（产品）开发的类型
A开发性设计B适应性设计C变参数设计
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
4、机电一体化的高性能化一般包含
A高速化B高精度C高效率
5、抑制干扰的措施很多，主要包括
A屏蔽B隔离C滤波
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、
D其它
D其它。
D高可靠性。
D接地和软件处理等方法
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坏节足将输入的指令信号9系统的反诚信号进行比较，以获得输出
3、感应同步器足一种应用电磁感应原理制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口身的物理特征，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，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。
5、FMC控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级。
1、计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护。
2、滚旅丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？
如何处理？
3、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器，光电龍合器的作用有哪些？
六、综合应用题（每小题10分，共20分）
1.
3X
编写程序：
单片机读P1.0的状态，把这个状态传到P1.7指示灯去，肖P1.0为禹电平时指示灯亮,低电平时指示灯不亮，采用中断完成这一输入输出过程，侮中断一次完成一个读写过程。
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亳米？
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？
测星分辨率是多少？
《机电一体化技术》试卷
（二）答案
闭卷考试时间120分钟一、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虽与输入虽Z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、速度及动力输出的口动控制系统。
3、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-ABfB~BC-C〜CA-...
4、是一种以一定的梢确度把被测呈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星装置。
5、指输出星复现输入信号要求的梢确程度；
一、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）
直妾数字控制系统
……2.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.PLC7、STD总线T•业控制机8、变压器隔离光电隔离
9.20mm10.模拟信号存储器
1.ABCD2、ABC3、ABCD4、ABCD5、ABCD
1、3）2、3）3、3）4、3）5、（V）
1、软'
牛滤波用软件来识别有用信号和T扰信号，并浦除「•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（或软件）的办法要求使用监控定时器定时检查某段程序或接口，当超过一定时间系统没有检查这段程序或接口时，可以认定系统运行出错（干扰发生），可通过软件进行系统复位或按爭先预定方式运行。
2、如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或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询就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧而，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。
垫片调隙式螺纹调隙式齿差调隙式
3、
（1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。
（2）泄漏电流低，对于测址放大器的输入端无须提供偏流返回通路。
（3）共模抑制比高，能对直流和低频信号（电压或电流）进行准确、安全的测暈。
利用光电耦合方式实现载波调制，可获得10kHz带宽，但其隔离性能不如变压器耦合。
ORQ
OOOOH
AJMP
MAIN
$上电自动转向主會序
ORG
OOO3H
■外部中断0人口地址
WINT
断8H务子程序
O1OOH
$主程序
MAIN：
SETB
ITO
丿选择边沿总发方式
SETB
EXO
■允汗外部中断O
SKTB
EA
•CPU允许中断
HERExAJMP
HERE
$主程序踏步
以F是中斷脳勞
严程序.
O2OOH
WINTsMOV
A•HOFFH
MOV
PltA
3设锹人缶
A.P1
$取开关数
RR
A
iPl.O送P1.7
PI>
A
$愉出驭劝灯泡发比
RETI
■中噸返回
END
2.光栅此时的位移
细分询4mm,细分后1mm
测暈分辨率：
细分询0.01mm/线细分后：
0.025
《机电一体化技术》试卷（三）
闭卷考试时间120分钟共2页第1页一、名词解释（每小题2分，共10分）
1•机电一体化2.口动控制3.开环控制系统4.逆变器5.PWM
二判断题（每空1分，共10分）
1.宜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宜线运动。
2.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力或。
4.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。
6.査询I/O方式常用于中断控制中。
7.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：
4.一般来说，伺服系统的基木组成为、、
和等四大部分组成。
5.在SPWM变频调速系统中，通常载波,而调制波是
O
6.从电路上隔离干扰的三种常用方法是:
隔离，隔离，隔离。
7•开环步进电动机控制系统，主要由、和
等组成。
实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：
1）
2）,3）。
9.产生电磁干扰必备的三个条件是：
,o
10.干扰传播途径有二种方式：
1）传导耦合方式：
干扰信号能童以或的形式，通过金属导体传递。
2）幅射耦合方式：
干扰信号能暈以的形式，通过空间感应传递。
11.指岀下列干扰哪儿种属于传导耦合方式：
；
哪几种属于幅射耦合方式：
A.静电「扰B.磁场「扰C.漏电T•扰D.共阻抗感应干扰E.电磁辐射T•扰。
12•磁场屏蔽一对高频交变磁场应采用的金属材料
作屏蔽体；
对低频交变磁场应采用的材料作屏蔽体，并保证磁路畅
通。
13.—点接地中：
1）串联接地：
优点：
2）并联接地：
仅适用于电路。
四解答题（每小题5分，共40分）
1.一个典型的机电一体化系统，应包含哪些儿个基本要素？
2.斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？
3.简述直流伺服电动机两种主要控制方式的工作原理。
4.在微机控制系统中，主机和外II彳设备间所交换的信息通常分为哪三类？
5.数羽信息可分为哪儿种？
6.DAC0832有哪三种输入匸作方式？
有哪二种输出工作方式？
7.步进电动机控制系统中，电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动：
己知：
步距角e,脉冲数N,频率f,丝杠导程p,试求执行部件：
位移量L=?
移动速度V二？
有一变化呈为（）~16V的模拟信号，采用4位A/D转换器转换成数字量，输入到微机控制系统中，试求其量化单位q=?
，虽化误差最大值cmax=?
《机电一体化技术》试卷（三）考试方法：
闭卷考试时间120分钟共2页第1页一名词解释（每小题2分，共10分）
1机电一体化-从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。
2.自动控制一由控制装置自动进行操作的控制。
3.开环控制系统一无反馈的控制系统。
4.逆变器一把固怎的苴流电变成固处或可调的交流电的DC/AC变流器。
5.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。
1.V2.V3.V4.X5.X6.X
7.1）VI2）V3）V4）V
三填空题（（每空1分，共40分）
1.开环、闭环
2.电压输出电流输出频率输出
3.互不干扰接线多复杂
4.
和检测装置
5.等腰三角波
（三相）正弦波
控制器功率放人器执行机构
6.光电变压器继电器
7.环形分配器功率放大器步进电动机
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
9.干扰源传播途径接受干扰对象原系统系统
10.1）电压；
电流。
2）电磁场。
11.C,D;
A,BEo
12.铜和铝等导电性能好；
铁等高导磁率。
13.1）最简单，；
前后相互干扰，
2）干扰小，；
接线多，复杂，低频（V1MHZ）。
四輕答题（每小题5分，共40分）
1、机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分
2.1）垫片调整法2）轴向压簧调整法
3、一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的悄:
况下，通过控制施加在电绕组两头端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；
另一种是励磁磁场控制即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场的强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。
4、数据信息、状态信息和控制信息
5、
（1）数字呈
（2）模拟暈（3）开关量（4）脉冲量
6、
（1）直通方式
（2）单缓冲方式（3）双缓冲方式
（1）单极性输出
（2）双极性输出
7、L=（9p/360°
）N；
V=（6p/360°
）f
8、暈化单位q=1V,虽化误差最大值cmax=±
0.5Vo
《机电一体化技术》试卷（四）
闭卷考试时间120分钟共2页笫1页
一、名词解释（每题2分共10分）
1、机电一体化2、柔性制造系统3、静态设计4、系统软件5、感应同步器
二、填空题（每空1分，共30分）
1、对伺服系统的技术要求是、、、
2、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：
、
3、计算机控制系统的类型包括、
监督控制系统、。
4、拟定机电一体化系统（产品）设计方案的方法通常有、_
5、接口的基本功能主要有、放大、o
6、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暈小、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、工作接地分为、
10、STD总线的技术特点
高可靠性。
三、简答题（每小题5分，共20分）1.FMC的基本控制功能。
2.PWM脉宽调速原理。
3.简述直流伺服电机两种控制的基木原理。
4.控制系统接地通的目的。
4.分析题（每小题20分，共40分）
1.6—小齿轮2、5—人齿轮3—齿轮4—预载装置7—齿条
《机电一体化技术》试卷（四）答案
闭卷考试时间
120分钟共3页第1页
一、名词解释（每题2分共
10分）
K机电一体化：
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.口动
控制技术.检测技术.电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
2、柔咗制造系统：
柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem）足由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加匸口动化的基础上实现物料流和信息流的口动化
3、静态设计：
是指依据系统的功能要求，通过研究制定出机械系统的初步设计方案。
4、系统软件：
系统软件是由计算机的制造厂商提供的，用来管理计算机本身的资源和方便
用户使用计算机的软件。
5、感应同步器：
感应同步蛊是一种应用电磁感应原理制造的高糟度检测元件，有直线和圆
盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。
二、填空题（每空1分，共30分）
1、系统精度稳定性响应特性工作频率
2、静态设计动态设计
3、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、通常有取代法整体设计法组合法
7、数据格式转换、通信联络
6、导向精度高耐磨性好足够的刚度对温度变化的不放感性。
7.阻尼合理刚度大抗振性好间隙小
8、控制器、执行环节、比较环节
9、一点接地多点接地
10、模块化设计系统组成修改和扩展方便
三、简答题（每小题5分，共20分）
1.
（1）单元中各加T•设备的任务管理与调度，其中包括制定单元作业计划、计划的管理与调度、设备和单元运行状态的登录与上报。
（2）单元内物流设备的管理与调度，这些设备包扌舌传送带、有轨或无轨物料运输车、机器人、托盘系统、工件装卸站竽。
（3）刀具系统的管理，包括向车间控制器和刀具预调仪提出刀具诸求、将刀具分发至需要它的机床等。
图中的开关S周期性地开关，在一个周期T内闭合的时间为T,则一个外加的固定直流电压U被按一定的频率开闭的开关S加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为u、宽度为J如右图所示。
电枢两•端的平均电斥为：
Ud=^{Udt=^U=pU
式中p=r/T=Ud/U,（0<
p<
l）P为导通率（或称占空比）。
当T不变时，只要改变导通时间厂，就可以改变电枢两端的平均电压Ud。
当厂从0〜丁改变时，Ud由零连续增大到U。
3.直流伺服电动机的控制方式主要有两种：
一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；
另一种是励磁磁场控制，即通过改变励磁电流的人小来改变定子磁场强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。
采用电枢电压控制方式时，由于定子磁场保持不变，其电机电流可以达到额定值，相应的输岀转矩也可以达到额定值，因而这种方式文被称为恒转矩调速方式。
而采用励磁磁场控制方式时，由于电动机在额定运行条件下磁场已接近饱和，因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速。
由于电枢电流不允许超过额定值，因而随着磁场的减弱，电动机转速增加，但输出转矩下降，输出功率保持不变，所以这种方式乂被称为恒功率调速方式。
将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点（大地）实现低阻抗的连接，称之谓接地。
接地的目的有两个：
一是为了安全，例如把电子设备的机壳、机廡等与大地相接,当设备中存在漏电时，不致影响人身安全，称为安全接地；
二是为了给系统提供一个基准电位，例如脉冲数字电路的零电位点等，或为了抑制T•扰，如屏蔽接地等。
称为工作接地。
工作接地包括一点接地和多点接地两种方式。
四、分析题（每小题20分，共4（）分）
1.半桥逆变电路原理如左图所示，它有两个导电臂，每个导电臂由一个可控元件和一个反并联二极管组成。
在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，使得两个电容的联结点为直流电源的中点。
没电力晶体管VI和V2基极信号在一个周期内各有半周正偏和反偏，且二者互补。
当负载为感性时，其工作波形如右图所示。
输出电压波形uO为矩形波，其幅值为Um=Ud/2输出电流iO波形随负载阻抗角而异。
设
升级会员 