）
C、特性软D、启动电流大
止（）
与电源脉冲数成正比
与电源脉冲幅值成正比
）
能分辨的角度越小
能分辨的角度不变
，
C.结构建模D.评价决策
B、
C、
B、
D、
D.变异性设计
A.前大后小B.前小后大C.前后相等
39.哪项不是谐波传动部件基本组成部件
A.刚轮B.柔轮
40.全闭环系统的优点是
A.精度高B.系统简单
41.如忽略电机电磁时间常数，
C.波发生器
D.行星轮
C.成本较低
电压为输入量，
C.二阶系统
）
A.比例环节B.一阶系统
42.滚珠丝杠副的基本导程减小，可以（
A、提高精度B、提高承载能力
43.下列哪一项不是机电一体化系统的主功能组成
A.物质、能量、信息的变换
C.物质、能量、信息的存储
44.下列哪一项是机电一体化的特性（
A.装置的控制属于强电范畴
C.支撑技术是电工技术
45.某4极交流感应电动机，电源频率为
A.1450:
r/min:
B.1470:
r/min:
46.右图称（）
A.直流伺服电动机调节特性
B.直流伺服电动机机械特性
C.直流伺服电动机动态特性
D.直流伺服电动机调速特性
D.平方关系
D.调试简单
转角为输出量时，直流伺服电机数学模型是
D.积分环节
C、提高传动效率
（）。
B.物质、能量、信息的传递
.物质、能量、信息的融合
D、加大螺旋升角
B.自动信息处理，
.以机械联结为主
当转差率为0.02时，其转速为（）
D.2940:
r/min:
50Hz,
C.735:
r/min:
47.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得它们同步协调到达目标点。
A.位置和加速度B.
C.位置和速度D.
48.图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
C.（A+B）-（A+B）D.A-B+A-B
49.在数控系统中，
A.插补B.
50.PD称为（
A.比例B.
51.PWM旨的是（
A.机器人
52.步进电机一般用于（
速度和加速度
位置和方向
）
复杂连续轨迹通常采用（
切割C.画线D.
）控制算法。
比例微分C.比例积分
）。
B.计算机集成系统
）控制系统中。
）方法实现。
自动
D.
比例积分微分
C.脉宽调制
D.可编程控制器
D.前馈
A.开环B.闭环C.半闭环
53.下列哪个不是传感器的动特性（）
A.临界速度B.临界频率C.稳定时间D.分辨率
54.感应同步器定尺绕组中感应的总电动势是滑尺上正弦绕组和余弦绕组所产生的感应电动势的
（）
A.代数和B.代数差C.矢量和D.矢量差
55.在直流电机速度控制中改变电枢供电电压U（保持励磁磁通①不变）属于（）调速
A.恒功率B.变功率C.恒转矩D.变转矩
56、输入电压量程为-10V〜+10的10位AD转换器的转换公式，-5V对应的AD输出值是（）。
A.接口的信号电平值较低，不易损坏接口电路的芯片
B.传输速率较高，在异步传输时，波特率为200Kbps
C.其传输距离有限
D.只用两根线即可实现二、判断题（本大题共10个小题，每题2分，共计20分，请使用“A对B错”答案形式）。
1.功能的等效性、各环节的互补性是机电一体化优化设计的条件。
2.系统可靠性是各组成环节可靠性的逻辑或。
3.可靠性原理是指规定条件和规定时间内，完成规定功能的能力。
4.工业三要素是资金、人才、技术。
5.全闭环数控机床上位置传感元件是装在执行机构上。
6.逻辑功能元包括：
与、或、非、加、减、乘、除。
7.现代设计方法强调产品全寿命周期最优化。
8.机电一体化设计以强度和低压控制为中心，强调功能设计。
9.液压伺服的缺点是效率低，保养麻烦，漏油污染环境，运动形式少，成本高，有附加装置。
10.直流伺服电动机的空载转速n0与堵转矩Tb之比的绝对值越小，则电机特性越软。
11.RS-232接口在总线上允许连接多个收发器
12.为了防止采样过程信号发生频率混叠可以在采样前设置一个高通滤波器
13.液压马达为得到合适的运动速度和负载能力，一般要使用较大传动比的减速器，传动机构的尺
寸较大
14.串口通讯至少要包含物理层（硬握手电气特性）和协议层（软握手）
15.DC龄布式控制系统具有集中管理和分散控制的特点。
（）
16.采用惠斯登电桥结构传感检测时，为消除温度干扰应采用的激励电源为恒压源。
（）
17.在小功率传动链中为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守前大后小原则。
（）
18.电气伺服驱动装置包括直流伺服和交流伺服。
（）
19.传动出现低速爬行现象不稳定的主要原因是摩擦系数和转动惯量。
（）
20.连续控制系统与点位控制系统之间最主要的区别在于点位控制系统有一个插补器
21.机电产品的功能可以划分原理、结构、行为。
22.能实现顺序控制的基本功能是组合逻辑，计数器，定时器。
23.规划一个PLC控制系统的步骤为，分解被控对象和机器；建立功能规范，安全电路设计，详细说
明操作功能，建立PLC配置图，建立符号名表。
24.顺序控制包括以状态控制为主和以时间控制为主两类。
25.测速发电机的原理与直流电机相同
26.对于传感器的非线性，可以通过标定采用曲线拟合和线性插值的方法来提高数据精度。
27.常用的测温传感器中Pt热电阻和热电偶测量的是相对温度。
28.电液比例阀是用比例电磁铁来代替手动调节。
29.开环控制系统中，多数采用步进电机作为伺服电机。
30.产品的功能、原理、结构设计，是机电一体化产品概念设计的核心内容。
三、分析题计算题
1.机械工业中微电子技术应用有哪些方面，及其对机电一体化设计的意义?
2.某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动，已知工作台的行程L=250mm,丝杠导程t=4mm，齿轮
减速比为i=5,要求工作台位移的测量精度为0.005mm，采用高速端测量方法，采用绝对旋转编码器，
则绝对码盘最少要求的道数为多少？
（忽略齿轮和丝杠的传动误差）。
3.如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=50kg负载力为F1=1000N，最大加速度为10m
/s2,丝杠直径为d=20mm，导程t=4mm，齿轮减速比为i=5，总效率为？
=30%,忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩。
输出
4.数字采样闭环控制中误差En（n=1,2,3,…），输出控制量Un（n=1,2,3,…），比例系数为Kp,微分时间常数为Td,积分时间常数Ti,采样周期为Ts,试写出数字PID调节时的控制算式？
5.画出集电极开路输出（OC方式）驱动继电器的电路图和相应的缓冲电路，试分析采用OC驱动的
特点。
6、丝杠导程6mm,3相步进电机的步距角为1.2度，3相6拍驱动时的脉冲当量为多少？
（15分）?
7.设直流电机电枢感抗为La,电枢内阻为Ra,转动惯量为Jm,速度电势常数Kb,电流力矩常数
Ki,电压u（t）为输入量，速度w（t）为输出量时，求直流电机的传递函数？
（15分）
8.分别说明相对旋转光电编码器的A、B相和Z相表示意义，请设计旋转方向鉴别电路?
参考答案
一、CDCCD
DCBDA
BABBB
BDDAC
BACDC
DDDAC
BAABC
BCBDA
CADBB
BCAAB
CADCC
ADCBC
二、ABABABABBB
BBBAABBBBB
BAAAAABAAA
三、
1.应用方面：
1）对机器或机组系统运行参数进行巡检传感或控制
2）对机器或机组系统工作程序的控制
3）用电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能，简化产品的机械结构
4）节约材料
5）节能降耗
对机电一体化设计的意义：
功能模块化；封装模块化；电路（板）器件微型化；可靠性高；抗干扰能力强；结构一体化；机电产品体小、性优、价廉。
2、电机每转的工作台位移量为：
4mm/5=0.8mm
要求的每转脉冲数为：
0.8/0.005=160
27<160<28
答：
绝对码盘的道数至少是8道。
3、计算负载力
负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成
（1）外负载力Fl=100N
（2）惯性载力Fm=ma=50x10=500N
电机的驱动力矩为
_1t1
Tm（FlFm）-
i2二
10.0041
-（1000500）0.63N
52二0.3
4、根据PID的控制算式
Un（t）=Kpe（t）Kdde/dtKi.e（t）dt
TTn
可以得到绝对算式：
Un=Kpen•^（en-en」）•三寸ek・Uinitial
TsTiJ
或者是增量算式:
|_Un=Kp（en—e"=（*桓一2*」）奏e”
TSTi
5.OC方式驱动继电器电路图和相应的缓冲电路图：
缓冲电路方式可采用并联二极管、并联RCfe路和并联压敏电阻等方法。
交流开关的缓冲主要使用并联一个RCI连电路和并联压敏电阻的方法。
缓冲过程，例如并联二极管的缓冲电路：
晶体管关断时，负载电流通过二极管续流，减轻了晶体管的负担，抑制了du/dt和过电压。
采用集电极OC输出的特点：
相当于开关输出。
有较大电流驱动能力；能够实现“线与”功能；能够实现不同电路的接口。
1.2/2=0.6。
6]=0.01mm
6、3相6拍驱动时步进电机的脉冲当量角=
反映在丝杠上的脉冲当量=6/【360/0.
7、设电机输出力矩为Mm（t）,那么
Ea（t）=Kbsm（t）；Ea（S）=Kbsm（S）
Mm（t）=K」a（t）=Mm（S）=K」a（s）
Ua（S）=RaIa（s）LaSIa（S）Eb（S）
Jm^MgJmSSMmG）
整理并消去中间变量得:
8.A、B两相是两组检测窄缝群，节距同光电脉冲发生器圆盘上节距相等的窄缝，但两组检测缝与
圆盘上窄缝的对应位置错开1/4节距，其目的是使a,b两个光电变换器的输出信号相位上相差90。
Z相是零点脉冲，可以提示被测轴已经旋转一周。
顺时针旋转时，通道A输出波形超前通道B波形90。
；逆时针旋转时，通道A输出波形滞后通道
B波形90°;光电编码器每旋转一圈，Z相输出一个基准脉冲，基准脉冲的波形中心对准通道A输出
的波形中心。
采用D触发器即可实现方向鉴别，D触发器的D端和时钟端分别接A、B相信号，输出端Q输出0和1分别对应逆时针和顺时针的旋转方向。
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