机电一体化系统设计自考题模拟3.docx
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机电一体化系统设计自考题模拟3
机电一体化系统设计自考题模拟3
第Ⅰ部分选择题
一、单项选择题
（在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。
）
1.连续路径控制中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的______，使得它们同步协调到达目标点。
A.位置和加速度
B.速度和加速度
C.位置和速度
D.位置和方向
答案：
C
[考点]本题主要考查的知1识点为连续路径控制的概念。
[解答]为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的位置和速度，使得它们同步协调到达目标点。
这样的运动控制称为连续路径控制。
对于这类控制，机床必须同时控制两个或两个以上的轴。
不仅控制目标点，而且控制工具到达这些目标点的整个路径，以保证在整个加工过程中，工具始终接触工件并制造出希望的形状。
2.自动导引车在平面上运动，一般具有的运动自由度是______
A.2个
B.3个
C.4个
D.6个
答案：
A
[考点]本题主要考查的知识点为自动导引车的运动自由度。
[解答]自动导引车在平面上运动，不管是单驱动轮—驾驶机构，或者双驱动轮—小脚轮机构，一般都具有2个运动自由度。
3.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用______方法实现。
A.插补
B.切割
C.画线
D.自动
答案：
A
[考点]本题主要考查的知识点为插补的概念。
[解答]数控机床采用了插补器生成运动控制指令。
已知运动轨迹的起点和终点坐标以及轨迹的曲线方程，由计算机实时地计算出各中间点的坐标，即通过数控系统的计算“插入、补上”运动轨迹的各中间点坐标，一般把这个过程叫做“插补”。
插补精度一般高于伺服系统的水平。
4.由于截断误差等原因，DDA法生成的直线、圆弧都是由一系列的______组成。
A.弧线
B.抛物线
C.折线
D.渐开线
答案：
C
5.属于模块化小型PLC，并能满足中等性能应用要求的PLC系统是______
A.SIMATICS7-200PLC
B.SIMATICS7-300PLC
C.SIMATICS7-400PLC
D.SIMATICNET
答案：
B
[考点]本题主要考查的知识点为SIMATICS7-300PLC的应用。
[解答]SIMATICS7-300PLC是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。
6.设计梯形图时，载入一个动合触点的指令是______
A.OR0.00
B.LDNOT0.00
C.AND0.00
D.LD0.00
答案：
D
7.图所示利用继电器触点实现的逻辑函数为______
A.（A+A）·（B+B）
B.A·B+A·B
C.（A+B）·（A+B）
D.A·B+A·B
答案：
A
[考点]本题主要考查的知识点为继电器逻辑电路与各种逻辑函数之间的转换。
[解答]由题图可推出逻辑函数为
8.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.2051
C.PLC
D.DSP
答案：
C
[考点]本题主要考查的知识点为PLC的应用。
[解答]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，实现顺序控制的早期手段是继电器开关电路，现在普遍采用PLC。
9.表示逻辑函数“异或”功能的是______
A．
B．
C．
D．
答案：
B
[考点]本题主要考查的知识点为“异或”逻辑函数的表达式。
[解答]“异或”逻辑函数为
所以只有B选项表示逻辑函数“异或”功能。
10.梯形图中的计数器，采用的助记符指令为______
A.CNT
B.TIM
C.CPM
D.MOV
答案：
A
第Ⅱ部分非选择题
二、简答题
（每小题6分，共30分）
1.简述点位控制的原理。
答案：
点位控制是在容许加速度和速度条件下，尽可能快地由源坐标位置运动到目的坐标位置，而对于两点之间的轨迹是没有精度要求的。
2.机器人按照控制水平可以分为哪三种类型?
哪一类机器人运动控制水平最高?
答案：
第一类为点位控制机器人；第二类为连续路径控制机器人；第三类为控制路径机器人。
其中，控制路径机器人的运动控制水平最高。
3.对于连续切削的数控机床，插补的任务是什么?
插补的两项重要指标分别是什么?
答案：
插补的任务就是根据起点、终点、轨迹轮廓、进给速度，按数控系统的当量进行细化。
插补精度和插补速度是插补的两项重要指标。
它们直接决定了数控系统的控制精度和加工速度。
4.可编程控制器PLC有什么特点?
它的发展趋势如何?
答案：
PLC的特点：
PLC采用扫描工作制；微机可以编程完成PLC的多数功能，PLC专为工业环境没计；PLC不需要专门的接口电路板；具有多种诊断能力及模块式结构，易于维修；可采用梯形图编程，编程语言直观简洁、易于掌握；能够接收模拟信号和进行简单的算术运算。
可编程控制器PLC的发展与微电子技术和计算机技术密切相关。
随着可编程序控制器应用领域的不断扩大，它本身也在不断发展。
目前，PLC主要向两个方向发展：
（1）小型化方向发展。
小型PLC价格低廉、经济可靠，便于实现机电一体化。
（2）大型化方向发展，主要有以下几方面：
①功能不断加强；②应用范围不断扩大；③性能不断提高；④编程软件多样化和高级化；⑤构成形式的分散化和集散化。
5.描写时间驱动过程常用什么方法?
答案：
为了描写时间驱动的顺序过程，经常采用语句表和过程定时图这两种方法。
三、计算题
（共20分）
1.利用8253控制卡，时钟频率为2MHz，时间常数为25000，步进分辨率为400步/转，工作台丝杠螺距为2mm，求工作台运动速度、脉冲当量。
答案：
脉冲当量：
（毫米/脉冲）
工作台运动速度为
2.写出图对应的助记符指令程序和布尔代数方程表达式。
答案：
布尔代数方程为
指令程序为
LD0.13
ORNOT0.14
LD0.15
ANDNOT1.00
OR1.01
AND1.02
ANDLD
OUT10.05
3.简化布尔代数方程：
答案：
4.根据图所示梯形图写出对应的指令程序。
答案：
指令程序为
LDX1
LDX2
CNT001
#4
LDCNT001
OUTY1
四、简单应用题
（共18分）
1.在xy平面内，以10cm/s的恒速由点（2，4）到点（16，10）的作直线运动，采样周期0.02s。
试导出x（t）和y（t）在这两点之间的直线插补公式。
答案：
由
得
所以递推公式为
2.考虑xy平面上的直线运动路径，起始点坐标为（5，-1），终点坐标为（1，-2），设两轴最大加速度axmax=aymax=±6，试设计三次多项式样条函数点位控制指令。
答案：
所以
可得x轴、y轴的控制指令表达式为
3.根据下列指令程序画出对应的梯形图。
LDX0
ORY0
ANDNOTX1
ORM10
LDX2
ANDX3
LDX4
ANDNOTX5
ORLD
ANDLD
OUTY0
答案：
梯形图如图所示。
五、综合应用题
（共22分）
用PLC设计三相鼠笼式异步电机正反转、停止的控制图。
试求：
1.绘出PLC的梯形图。
答案：
梯形图如图所示，其中X1为正转按钮，X2为反转起动按钮，X3为停止按钮，Y1为正转继电器线圈，Y2为反转继电器线圈。
2.写出对应的助记符指令程序。
答案：
指令程序为
LDX1
ORY1
ANDNOTX3
ANDNOTY2
OUTY1
LDX2
ORY2
ANDNOTX3
ANDNOTY1
OUTY2
END
设计某机构按下列要求动作的PLC控制系统。
动作要求：
按一次起动按钮，机构上升至限定位置，停3s，自动下降至原位后自动停。
（提示：
原位置和上升限定位置采用行程开关检测。
）
试完成设计任务：
3.列出PLC系统资源分配表。
答案：
资源分配表
0.00起动按钮
0.01上限位行程开关
0.02原位行程开关
10.00上升电机（正转）继电器
10.01下降电机（反转）继电器
4.画出梯形图。
答案：
梯形图如图所示。
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