《机电一体化设计》考卷B.docx

1、机电一体化设计考卷B机电一体化设计考卷B 姓名 学号 题 型分 值一二三四五六总 分 2020123125得 分一、判断题：（每小题2分，共20分，正确的打“”，错误的打“”）1、即使机电一体化系统中的各组成部分的功能很强，则系统整体也不一定就能很好协调，从而使系统可靠、正常地工作。-（ ）2、机电一体化就是机械技术和电子技术两者的简单结合。-（ ）3、 滚珠丝杠副破坏的主要形式为滚珠或滚道型面疲劳剥伤。-（ ）4、 将被测对象信号输入到计算机的通道称为后向通道。-（ ）5、 设计机电一体化系统时控制计算机的速度当然是越快越好。-（ ）6、 各传动轴上的转动惯量折算到电机轴时能直接相加。-（

2、）7、运算放大器抗共模干扰能力强，常用于对信号的精密测量。-（ ）8、齿轮传动装置传动级数越多，总等效转动惯量越小，故级数越多越好。-（ ）9、一台步进电动机可以有两个步距角。-（ ）10、程控测量放大器的放大倍数可根据需要通过编程进行控制。-（ ）二、填空题：（每空格1分，共20分）1、计算机目前使用的程序设计语言大致有三类： 、 、 和 。2、机电一体化是多学科领域综合交叉技术密集型系统工程，主要相关技术有六个方面： 、 、 、 、 和 总体技术。3、V/I变换器的作用是将 变换为标准的 信号。4、滚珠丝杠副的常用循环方式有 和 两种。5、为满足高精度机电一体化检测系统的需要，现已生产出多

3、种如 、 、 等专用或通用运算放大器。6、选定步进电机时主要根据加工精度的要求首先确定 来选择步距角。7、数控机床微机系统有 和 两种基本形式。8、机电一体化系统的定位精度与控制方式有关，其中应用广泛的是从传动链中间部位取出反馈信号的系统被称为 控制伺服系统。三、选择题：（每空格1分，共12分）1、下面ADC类型中转换速度和转换精度均较高的是 。A、逐位逼近型ADC B、并行ADC C、双积分型ADC D、计数器式ADC2、在要求轴向刚度最高场合，滚珠丝杠副采用 支承方式为好。A、止推轴承自由式 B、止推轴承深沟球轴承， C、止推轴承止推轴承 D、两端双重止推轴承深沟球轴承3、小直流伺服电动机

4、在自动控制系统中用作 。A、放大元件 B、测量元件 C、执行元件4、要求滚动螺纹传动的精度高应采用 结构进行消除间隙和调整预紧。A、垫片式 B、螺纹式 C、齿差式5、有一滚珠丝杠型号为CDM50103P3，其中公称直径、导程和精度等级分别对应为 。A、50mm、10mm，10级 B、10mm、50mm，3级C、50mm、10mm，3级 D、10mm、50mm，10级6、普通机床如线切割机床在选择微型计算机的时候一般选用 位机。A、4 B、8 C、16 D、327、三相绕线转子异步电动机是用 的方法来进行调速控制的。A、改变电源频率 B、改变定子绕组磁极对数 C、改变电源相序 D、转子回路串联可

5、调电阻8、下列系统中 为闭环控制？A、调光台灯 B、普通双缸式洗衣机 C、燃气热水器 D、投掷铅球9、开环伺服系统大多采用 作为执行元件。A、步进电机 B、直流伺服电机 C、交流伺服电机 D、绕线转子异步电机10、选择和确定齿轮总传动比是依据 原则以提高伺服系统的响应速度。A、最小等效转动惯量 B、质量最小 C、角速度最大 D、角加速度最大11、INTEL公司只读存储器EPROM2764芯片的容量为 。A、8K B、16K C、32K D、64K12、在简易数控机床等对精度和速度均要求不高的场合下应选用 控制系统较为合适。A、开环 B、闭环 C、半闭环四、简答题：(共30分)1、什么叫单片机？

6、单片机有何特点？（12分）2、举出机电一体化产品的实例并说明其要素组成。（6分）3、如何控制步进电机的输出角位移量及转速及转向？（6分）4、为什么世界各国在传感器和仪表间的信号传送均采用直流信号作为统一标准信号？（6分）五、计算题：（共18分）1、已知数控机床进给系统各参数如下表。工作台总质量mA为500kg，丝杠导程LO为5mm，试求工作台的进给速度和转化到电动机轴上的等效转动惯量。（12分） 名称参数齿 轮轴丝 杠电动机G1G2G3G4CMn(rmin-1)760380380200380200200760J (kgm2)0012001800220035002360005001400224

7、2、有一台三相反应式步进电动机，按UUVVVWWWUU方式通电，转子的齿数Z=120，控制绕组输入电脉冲的频率f=3000HZ。试求其步距角和转速n的值。（6分）工会09年机电一体化设计考卷B参考答案 姓名 学号 题 型分 值 一 二 三 四 五 六 总 分 20 20 12 31 25 得 分 一、判断题：（每小题2分，共20分，正确的打“”，错误的打“”）1、即使机电一体化系统中的各组成部分的功能很强，则系统整体也不一定就能很好协调，从而使系统可靠、正常地工作。-（ ）2、机电一体化就是机械技术和电子技术两者的简单结合。-（ ）3、 滚珠丝杠副破坏的主要形式为滚珠或滚道型面疲劳剥伤。-（

8、）4、 将被测对象信号输入到计算机的通道称为后向通道。-（ ）5、 设计机电一体化系统时控制计算机的速度当然是越快越好。-（ ）6、 各传动轴上的转动惯量折算到电机轴时能直接相加。-（ ）7、运算放大器抗共模干扰能力强，常用于对信号的精密测量。-（ ）8、齿轮传动装置传动级数越多，总等效转动惯量越小，故级数越多越好。-（ ）9、一台步进电动机可以有两个步距角。-（ ）10、程控测量放大器的放大倍数可根据需要通过编程进行控制。-（ ）二、填空题：（每空格1分，共20分）1、计算机目前使用的程序设计语言大致有三类： 机器语言 、 汇编语言 、 和 高级语言 。2、机电一体化是多学科领域综合交叉技术

9、密集型系统工程，主要相关技术有六个方面： 机械技术 、 传感检测技术 、 信息处理技术 、 自动控制 、 伺服驱动技术 和 总体技术。3、V/I变换器的作用是将 变换为标准的 电流 信号。4、滚珠丝杠副的常用循环方式有 和 内循环 两种。5、为满足高精度机电一体化检测系统的需要，现已生产出多种如 测量放大器 、 可编程放大器 、 隔离放大器 等专用或通用运算放大器。6、选定步进电机时主要根据加工精度的要求首先确定 脉冲当量 来选择步距角。7、数控机床微机系统有 经济型 和 两种基本形式。8、机电一体化系统的定位精度与控制方式有关，其中应用广泛的是从传动链中间部位取出反馈信号的系统被称为 半闭环

10、 控制伺服系统。三、选择题：（每空格1分，共12分）1、下面ADC类型中转换速度和转换精度均较高的是 A 。A、逐位逼近型ADC B、并行ADC C、双积分型ADC D、计数器式ADC2、在要求轴向刚度最高场合，滚珠丝杠副采用 支承方式为好。A、止推轴承自由式 B、止推轴承深沟球轴承， C、止推轴承止推轴承 D、两端双重止推轴承深沟球轴承3、小直流伺服电动机在自动控制系统中用作 C 。A、放大元件 B、测量元件 C、执行元件4、要求滚动螺纹传动的精度高应采用 结构进行消除间隙和调整预紧。A、垫片式 B、螺纹式 C、齿差式5、有一滚珠丝杠型号为CDM50103P3，其中公称直径、导程和精度等级分

11、别对应为 C 。A、50mm、10mm，10级 B、10mm、50mm，3级C、50mm、10mm，3级 D、10mm、50mm，10级6、普通机床如线切割机床在选择微型计算机的时候一般选用 B 位机。A、4 B、8 C、16 D、327、三相绕线转子异步电动机是用 D 的方法来进行调速控制的。A、改变电源频率 B、改变定子绕组磁极对数 C、改变电源相序 D、转子回路串联可调电阻8、下列系统中 C 为闭环控制？A、调光台灯 B、普通双缸式洗衣机 C、燃气热水器 D、投掷铅球9、开环伺服系统大多采用 作为执行元件。A、步进电机 B、直流伺服电机 C、交流伺服电机 D、绕线转子异步电机10、选择和

12、确定齿轮总传动比是依据 D 原则以提高伺服系统的响应速度。A、最小等效转动惯量 B、质量最小 C、角速度最大 D、角加速度最大11、INTEL公司只读存储器EPROM2764芯片的容量为 A 。A、8K B、16K C、32K D、64K12、在简易数控机床等对精度和速度均要求不高的场合下应选用 控制系统较为合适。A、开环 B、闭环 C、半闭环四、简答题：(共30分)1、什么叫单片机？单片机有何特点？（12分）要点：就是在一块集成电路芯片上装有CPU、ROM、RAM以及输入输出接口电路，该芯片就成为单片微型机，简称单片机。（4分）单片机具有的特点：集成度高、功能强、通用性好；（2分）体积小、重

13、量轻、能耗低、价格便宜；（2分）可靠性高、抗干扰能力强、使用方便。（2分）单片机广泛使用于各种机电、家用电器智能化、小型化、过程控制自动化，从而在不显著增加机电一体化系统体积、能耗及成本的情况下， 大大增加其功能，提高其性能，收到机器显著的经济效果。2、举出机电一体化产品的实例并说明其要素组成。（6分）要点： （1）机械本体 （2）动力单元 （3）传感检测单元 （4）执行单元 （5）驱动单元 （6）控制与信息处理单元 （7）接口3、如何控制步进电机的输出角位移量及转速及转向？（6分）要点： 输出角位移取决于总脉冲数； 转速取决于脉冲信号的频率； 转向取决于通电顺序。4、为什么世界各国在传感器和

14、仪表间的信号传送均采用直流信号作为统一标准信号？（6分）要点：（1） 在信号传输线路中，直流不受交流感应的影响，干扰问题易于解决；（2） 直流不受传输线路的电感、电容积福和性质的影响，不存在相移位问题，使接线简单；（3） 直流信号便于A/D转换。五、计算题：（共18分）1、已知数控机床进给系统各参数如下表。工作台总质量mA为500kg，丝杠导程LO为5mm，试求工作台的进给速度和转化到电动机轴上的等效转动惯量。（12分） 名称参数 齿 轮 轴 丝 杠 电动机 G1 G2 G3 G4 C Mn(rmin-1) 760 380 380 200 380 200 200 760J (kgm2) 001

15、2 0018 0022 0035 00236 0005 0014 00224 解: （1）工作台的进给速度: =L0n=0.005200=1m/min=0.017m/S(2)等效转动惯量计算：装置回转部分对电动机轴转动惯量的计算：J1 =JM+JG1+(JG2+J+JG3)(n/nM)2+(JG4+J+JC)(n/nM)2 =0.0224+0.012+(0.018+0.0236+0.022)(380/760)2 +(0.035+0.005+0.014)(200/760)2 =0.0344+0.06360.52+0.0540.06925 =0.0344+0.0159+0.0037 =0.054

16、(kgm2) 装置直线运动部分对电动机轴转动惯量的计算： J2 =mAL0/(2)2(n/nM)2 =5000.005/(23.14)2(200/760)2=0.00030.06925 =0.00002(kgm2) 折算到电机轴上的总转动惯量： J=J1+J2=0.054+0.00002=0.05402(kgm2)2、有一台三相反应式步进电动机，按UUVVVWWWUU方式通电，转子的齿数Z=120，控制绕组输入电脉冲的频率f=3000HZ。试求其步距角和转速n的值。（6分）解: 根据通电方式可知， 步进电机你的拍数 m=6 步距角 =360（zm）=360/(1206)=0.5 转速 n=60f/(zm)=603000/(1206)=250(r/min)