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1、哈哈大学第 1 页 共 10 页机电习题一、单项选择题 1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( ) A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人 2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数( ) A.增加而减小B.增加而增加C.减小而减小 D.变化而不变3.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( ) A.内循环插管式B.外循环反向器式 C.内、外双循环D.内循环反向器式4.某光栅的条纹密度是100 条/mm，光栅条纹间的夹角 =0.001孤度，则莫 尔条纹的宽度是 ( ) A.100mm B.20mm C.10mm D.0.1mm 5.直流测速发电机输出的是与转速( ) A.成
2、正比的交流电压B.成反比的交流电压 C.成正比的直流电压D.成反比的直流电压6.电压跟随器的输出电压 ( )输入电压。A.大于 B.大于等于C.等于D.小于 7.某 4 极交流感应电动机， 电源频率为 50Hz，当转差率为 0.02 时，其转速为 ( ) A.1450r/minB.1470r/min C.735r/minD.2940r/min8.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9.计算步进电动机转速的公式为( ) A.B.Tsmcos C.D. 180-哈哈大学第 2 页 共 10 页10.一般说来，
3、如果增大幅值穿越频率c的数值，则动态性能指标中的调整 时间 ts( ) A.增大B.减小C.不变D.不定 11.已知 f(t)=a+bt，则它的拉氏变换式为 ( ) A.+b B.C. D. 12.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 13.图示利用继电器触点实现的逻辑函数为( ) A.(A+)2 (+B) B.A2+2 B C.(A+B) 2 (+) D.A2 B+2 14.累计式定时器工作时有 ( ) A.1 个条件B.2 个条件 C.3 个条件D.4 个
4、条件二、名词解释题 (共 10分) 15.机电一体化16.轴系的动特性17.灵敏度 (测量) 18.永磁同步电动机19.复合控制器三、简答题 (，共 16 分) 20.机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面? 21.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机? 哈哈大学第 3 页 共 10 页22.步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统的输入信号是什么?输出轴的转速、转向、 位置各自与哪些因素有关? 23.什么是 PLC 的扫描工作制 ? 四、计算题，共20分) 24.已知双波谐波齿轮的柔轮齿数Z1=200, 刚轮齿数 Z2=202，波发生器的转速nH=600r/
5、min。如图 试求： (1)刚轮固定时柔轮的转速n1; (2)柔轮固定时刚轮的转速n2。25.已知某一线性电位器的测量位移原理如图所示。若电位器的总电阻R=2k ，电刷位移为 X 时的相应电阻 Rx=1k，电位器的工 作电压 Vi=12V,负载电阻为 RL。 (1)已测得输出电压 Vo=5.8V, 求 RL (2)试计算此时的测量误差。26.某二阶系统如图所示 (1)求系统对 r(t)阶跃响应的最大超调量 %和调节时间 ts。 (2)求 r(t)=1+t,n(t)=0.1 共同作用下的稳态 误差 ess。 27.三相变磁阻式步进电动机，转子80 个 齿。 (1)要求电动机转速为60r/min,
6、单双拍制通 电，输入脉冲频率为多少 ? (2)要求电动机转速为100r/min，单拍制通电，输入脉冲频率为多少? 哈哈大学第 4 页 共 10 页五、简单应用题 (本大题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分) 28.已知一阶低通有源滤波器电路如图所示。要 求： (1)一阶低通滤波器现存在什么弱点? (2)将其改进为二阶低通滤波器，画出电路图； (3)画出二阶低通的幅频特性示意图。29.三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为 1450r/min。 (1)该电动机为几极，空载转差率是多少? (2)堵转时定子、转子绕组电势频率各为多少? (3)空载时，定子、转子绕组电势频率各为多少?
7、 30.二阶系统结构图如图所示。 设 K1=0.1, K2=10,T1=0.5s (1)求系统对 r(t)的阶跃响应的最大超调量%及 调节时间 ts(取=5%); (2)求系统增益 Ks 及伺服刚度 KR; (3)求 r(t)=1+t 及 n(t)=0.1 共同作用下系统的稳态误差ess。31.考虑 x-y 平面上的直线运动路径，源点坐标(5，-2)，终点坐标为 (1，-1)。 设两轴最大加速度限制：xmax=ymax=2。试设计三次多项式样条函数点位控 制指令。哈哈大学第 5 页 共 10 页六、综合应用题 (本大题 2 小题，每小题 8 分，共 16 分) 32.某控制系统结构图如图所示，
8、图中 GC(s)=Kp(1+Tds),Gp(s)= (1) 确定 Kp和 Td的值，以使系统性能同时满足： 在单位抛物线 (恒加速度 )函数作用下的稳态误差essa0.2，幅值穿越 (截止)频率c=5 (2) 计算系统在上述取值条件下的相位裕量m。 33.采用 PLC 设计二台电动机 A、B 工作的系统。 （1） 按钮 X1 为 A 电动机起动，按钮X2 为 A 电动机停止（输出Y1）； （2） 按钮 X3 为 B 电动机起动，按钮X4 为 B 电动机停止（输出 Y2）； （3） 只有 A 电动机在工作中， B 电动机才能工作。 要求：画出梯形图，写出助记符指令程序。哈哈大学第 6 页 共 1
9、0 页参考答案哈哈大学第 7 页 共 10 页一、单项选择题 (本大题共 14 小题，每小题 1 分，共 14 分) 1.B 2.A 3.D 4.C 5.C 6.C 7.B 8.B 9.C 10.B 11.B 12.C 13.A 14.B 二、名词解释题 (本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分) 15.机械与电子的集成技术。 16.指轴系抵抗冲击、振动、噪声的特性。 17.输出变化量与对应的输入(被测量 )变化量的比值。有时称为增量增益或标 度因子。 18.以电子换向取代了传统直流电动机的电刷换向，又称无刷电动机。 19.在反馈控制器的基础上附加一个前馈控制器，二者的组合称为复合控
10、制 器。它的作用是使系统能以零稳定误差跟踪已知的输入信号。三、简答题 (本大题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分) 20.应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。 21.主要有：单极性驱动电路、双极性驱动电路、高低压驱动电路、斩波驱动电路、细 分电路。其中双极性驱动电路适于永磁式步进电动机。22.(1)参考脉冲序列。 转速与参考脉冲频率成正比。 (2)输出轴转向由转向电平决定。 位置由参考脉冲数决定。 23.PLC 的扫描工作制，即检测输入变量、求解当前控制逻辑以及修正输出指令。重复 进行。四、计算题 (本大题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分)24.（1）刚轮固定时：n
11、1=-（2）柔轮固定时25.V0=(1) 当 V01=5.8 时，5.8=5.8=哈哈大学第 8 ()空载时设测量出 5.8输出电压时的测量误差则 26.(1)求闭环传函及误差表达式C(s)=CR(s)+CN(s)=E(s)=R(s)-C(s)=1-R(s)-(2)求ts= (3)求 ess 二阶系统 ai0 闭环稳定R(s)=Ess=27.(1)即 （2）单拍制即： f=五、简单应用题（本大题共4 小题，每小题 6 分，共 24 分）28（1）一阶低通滤波器存在过渡 区域衰减缓慢的弱点。 2）二阶低通有源滤波器电路图 (3)低通滤波幅频率特性示意图。29（1）即 该电动机为四级哈哈大学第 9
12、 页 共 10 页空载时转差率为： S= （2）堵转时： S 定子绕组电势频率f1=50Hz,转子绕组电势频率f2=Sf1=50Hz (3) 空载时： 定子绕阻电势频率f150Hz,转子绕组电势频率：f2=30.(1)G(s)=1 型v=p=(2)性能指标ts= (3)系统增益与伺服刚度 Ks=Kv=K1K2=1， KR=K1=0.1 （4）essr=essn=-31. 所以协调运动先设计x 轴，再利用下列直线方程变换成y 轴控制指令y(t)=-x(t)=5+3(1-5)()2-2(1-5)( )3=5-t2+y(t)=-2+六、综合应用题（本大题共小题，每小题分，共分）32.(1)开环传函哈哈大学第 10 页 共 10 页G(s)=Gc(s)Gp(s)=(2)确定 Kp和 Td由 essa=取 Kp=2.5 在1+25T(3)相应的33.(1)梯形图： （）助记符指令程序：STR X1 OR Y1 AND NOT X2 OUT Y1 STR X3 OR Y2 AND NOT X4 AND Y1 OUT Y2
