机电一体化技术试题及其答案1.docx
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机电一体化技术试题及其答案1
《机电一体化技术》试卷
（一）
一、名词解释
1.测量
二、填空题
（每小题2分，共10分）
2.灵敏度3.压电效应4.动态误差5.传感器
（每小题2分，共20分）
1.滚珠丝杆中滚珠的循环方式：
2.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括
o
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
4.某光栅的条纹密度是则莫尔条纹的宽度是
50条/mm，光栅条纹间的夹角0=0.001孤度,
5.连续路径控制类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，使它们同步协调到达目标点。
6.某4极交流感应电机，电源频率为50Hz,转速为1470r/min，则转差率为
量与传动级数
8.累计式定时器工作时有
9.复合控制器必定具有
10.钻孔、点焊通常选用
三、选择题（每小题2分，共10分）
一般说来，如果增大幅值穿越频率产大B.减小
加速度传感器的基本力学模型是I
阻尼一质量系统B.弹簧一质量系统C.弹簧一阻尼系统
齿轮传动的总等效惯量与传动级数（）
有关B.无关C.在一定级数内有关D.在一定级数内无关
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（）
单片机B.2051C.PLCD.DSP
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（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）
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）
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。
如交流电机、直流电机、力矩电机、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、步进电机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、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机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，共30分）
步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型？
什么是步进电机的使用特性？
机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面？
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x1为A电磁阀打开，按钮x2为A电磁阀关闭（输出y1）;
2）按钮x3为B电磁阀打开，按钮x4为B电磁阀关闭（输出y2）;
o7.齿轮传动的总等效惯
类型。
1.
A.
2.
A.
3.
A.
4.
A.
5、
A
1、
（
2、
1.
2.
3.
八、
3C的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（）
C.不变D.不定
（）
D.弹簧系统
）等个五部分。
与输入间的偏差信号。
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。
《机电一体化技术》试卷
（一）
一、名词解释（每小题2分，共10分）
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，输出的变化量^丫与输入的变化量^X的比值。
即为传感器灵敏度。
S=dy/dx=△Y/△X
3.
4.
5.
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。
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。
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、填空题（每小题2分，共20分）
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8.29.前馈控制器
三、选择题（每小题2分，共10分）
1.B.2.A3.C.4.C5、D
四、判断题（每小题2分，共10分）
12、X3、“4、X5>V
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，
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，
大运行速度。
最大相电压和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。
六、分析计算题（每小题10分，共20分）
1.20KHZ
2.
（1）
STR
3.6°
梯形图：
（2）助记符指令程序:
X1
XI
YI
Ik
□-
10.简单的直线运动控制
亦即所能输出的
它与步距角一起决定执行部件的最
OR
AND
OUT
Y1
NOTX2
Y1
STR
OR
ANDNOT
AND
OUT
X3
Y2
X4
Y1
Y2
《机电一体化技术》试卷
（二）
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
2、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
4、机电一体化系统，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
_等类型。
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
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
10.采样/保持器在保持阶段相当于一个“
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动力与驱动部分C执行机构
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
4、机电一体化的高性能化一般包含
A高速化B高精度
5、抑制干扰的措施很多，主要包括
A屏蔽B隔离
四、判断题（每小题2分，共10分）
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。
（
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。
（）
感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，
（）
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，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。
（）
FMC控制系统一般分二级，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？
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，光电藕合器的作用有哪些？
六、综合应用题（每小题10分，共20分）
1.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，当P1.0为高电平时指示灯亮，低电平时指示灯不亮，采用中断完成这一输入输出过程，每中断一次完成一个读写过程。
1、
2、
3、
4、
5、
D.控制及信息处理部分
D其它
HP曰
C组合法
C高效率
C滤波
D其它。
D高可靠性。
D接地和软件处理等方法
有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。
.-4-SV
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?
（每小题2分，共10分）
ABC3、ABCD4、ABCD5、ABCD
（每小题2分，共10分）
（V）3＞（V）4＞（V）5＞（V）
（每小题10分，共30分）
1、软件滤波用软件来识别有用信号和干扰信号，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事先
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
前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，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，对于测量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、安全的测量。
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。
六、综合应用题（每小题10分，共20分）1.
<>KM<.JV
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A.K
（取开失敌
上m.町赏FL7
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IM,A
*鳩出功灯池股此
RE丁1
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FNB
（■圮中断脈芳
2.光栅此时的位移
细分前4mm,细分后1mm
测量分辨率：
细分前0.01mm/线细分后：
0.025
影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（）
螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（温度误差是影响传动精度的因素（）
通信
而调制波是
一、名词解释（每小题2分，共10分）
1机电一体化2伺服控制3闭环控制系统4逆变器5SPWM一判断题：
（每小题1分，共10分）
在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。
（）
滚珠丝杆不能自锁。
（）
无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。
（异步通信是以字符为传输信息单位。
（）
同步通信常用于并行通信。
（）
无条件I/O方式常用于中断控制中。
（）
7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误
（1）
（2）
（3）
（4）
三、选择题（每小题1分，共40分）
1.在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：
—
和信。
2.微机控制系统中的输入与输出通道一般包括
、四种通道。
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。
4.一般来说，伺服系统的执行元件主要分为、
和其它等四大类型。
5.在SPWM变频调速系统中，通常载波是
O
6.异步交流电动机变频调速：
1）基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于
2）基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于
7.开环步进电动机控制系统，主要由
等组成。
8.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.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）
10.应用于工业控制的计算机主要有：
1）,2）,3）—
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。
12.抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、
13.电场屏蔽----通常用
好。
14.根据频率特性解释下列滤波器的作用：
1）低通滤波器：
只让通过，而高于-
减，不让通过。
2）带通滤波器：
只让通过，而高于
A换向结构B转换电路C存储电路
调速方式。
调速方式。
和
等类型。
一、、、合理布局和软件抗干扰技术。
的金属材料作屏蔽体，并应保持良
受到抑制、衰
咅B分。
D检测环节
1.
2.
3.
解答题（每小题8分，共40分）
简述一个典型的机电一体化系统的基本组成要素。
直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？
简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成。
4.简述在微机控制系统中I/O控制方式及I/O接口的编址方式。
5•简述伺服系统的结构组成。
6.DAC0832有哪三种输入工作方式？
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已知：
步距角0,脉冲数N,频率f
位移量L=?
移动速度V=?
8.测量某加热炉温度范围为100~1124C,
求测量该温度环境的分辨率和精度。
《机电一体化技术》试卷（五）
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、
，丝杠导程P，试求执行部件：
线性温度变送器输出0~5V,用ADC0809转换器输入到微机控制系统中，试
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、
功能价值的系统工程技术。
伺服控制系统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系统。
闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。
逆变器是将直流电变成交流电的电路。
SPWM是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的
判断题（每小题1分，共10分）
（X）2（V）3（X）4（V）5（X）6（X）
（V）（V）（V）（V）
接口技术及系统总体技术等群体技术，以系统为出发点的最佳
PWM波形。
1
7
三、选择题（每小题1分，共40分）
1.串行通信并行通信
2.模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道
3.稳定性和精度
4.电磁式液压式气压式
5.等腰三角波正弦波
6.恒转矩恒功率
7.环形分配器功率驱动器步进电机
8.计算机软件硬件分配专用环形分配器
9.操作指导控制系统直接控制系统监督计算机控制系统
10.单片机PLC总线工控机
11.电压
12.
13.铜
14.1）
2）
电流
隔离滤波接地
铝等导电性能良好接地
低频成分截止频率成分
某一频带内的成分上截止频率成分
1.
2.
3.
数字量输出通道
分级计算机控制系统
下截止频率成分
解答题（每小题8分，共40分）
1）机械本体2）动力与驱动；3）传感测试部分；4）执行机构5）控制及信息处理单元
1）、偏心轴套调整法2）、双片薄齿轮错齿调整法
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。
程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。
4.
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）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
7.L=（0p/360°）N；V=（0p/360°）f
8.4C;+2Co
《机电一体化技术》试卷（九）
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？
它是由哪几部分组成的？
各部分的作用及相互关系如何？
2.试简述采样/保持器原理。
3.工业控制用的计算机主要有哪几种类型，它们分别适用于哪些场合？
四、简单应用题（每小题10分，共20分）
1.
2mm，编码器在10秒内输出307200
刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少？
2.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电机定子励磁绕组，测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求：
1）步进电机的步距角；
2）脉冲电源的频率。
五、综合应用题（每小题15分，共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？
2.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位放入R2中，低8位放入R3中的
程序段。
《机电一体化技术》试卷（九）答案
一、名词解释（每小题2分，共10分）
1•采用改变电机通电频率的方式来改变电机的转速的调速方式
2.柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem）是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化，其基本组成部分有：
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：
指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度，决定了系统的工作效率。
4.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.压电效应：
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，共30分）
1.
的测量装置。
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传感器的功用是：
一感二传。
组成：
传感器一般是由敏感元件、传感元件和转换电路三部分组成。
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。
2.
采样/保持由存储电容C,模拟开关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。
当断开时，电容C二端
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，一般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.
PLC）、总线工控机等类型。
根据机电一体化系统
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（
的大小和控制参数的复杂程度，选用不同的微型计算机。
单片机或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模拟量的小系统。
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、IBM-PC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）
1.10s内转轴转了多少转：
307200-1024=300（转）位移量（•••螺距T=2mm）
/•300X2=600（mm）
转速：
300-10=30（转/秒）
2.1）K=2;M=5,Z=24;0=360/2*5*24=1.5o
2）f=400Hz
五、综合应用题（每小题15分，共30分）
1.K=1;M=3,Z=100;
f=600Hz
2MAIN:
MOV
并令A0=0MOVX@R0,ALOOP:
NOP
JBP3.2,LOOPMOVXMOVMOV
0=360/1*3*100=1.20
RO,#7CH
;选择AD574,
;启动A/D转换，全
12位
mo
MOVX
MOV
A,
R2,
RO,
A,
R3,
@R0
A
#7DH
@R0
A
;查询转换是否结束
;读取高8位
;存人R2中
;令A0=1
；读取低4位，尾随
;存入R3中
S03i
KD
Afl]
213
C5
m嗣
5
AOT4
0
D
rn
s
D
D
CE
KC
【1
7
【3
4
MID”
mfl
J
《机电一体化技术》试卷（十）
一、名词解释（每小题
1.单片机
2.I/O接口
2分，共10分）
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.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
2.对于交流感应电动机，
A.13.PWM指的是（
决定转角位移的一种伺服电动机。
B脉冲的数量
D脉冲的占空比其转差率
s的范围为（
C.-1）。
D.-1）。
A.机器人
4.PD称为（
A.比例
5.在数控系统中，
A.插补
B.计算机集成系统
）控制算法。
B.比例微分
复杂连续轨迹通常采用
B.切割
C.脉宽调制
C.比例积分
C.画线
D.可编程控制器
D.比例积分微分）方法实现。
D.自动
三、简答题（每小题5分，共30分）
1.
2.
3.
4.
5
6.
试简述光电式转速传感器的测量原理。
试述可编程控制器的工作原理。
在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？
是否模拟输入通道中必须采用采样柔性制造系统的主要特点有哪些？
步进电动机是什么电机？
它的驱动电路的功能是什么？
伺服控制系统一般包括哪几个部分？
每部分能实现何种功能？
/保持器？
为什么?
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