机电一体化技术试题及其答案

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1、机电一体化技术试卷一一、名词解释 每小题2分，共10分1. 测量：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. 灵敏度：指在稳态下,输出的变化量AY与输入的变化量AX的比值;即为传感器灵敏度;S=dy/dx= Y/ X3. 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；4. 动态误差：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5. 传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为

2、与之有确定对应关系的便于应用的某种物理量的测量装置;二、填空题 每小题2分，共20分1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：内循环 ， 外循环;2. 机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括性能指标系统功能使用条件经济效益：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 PLC;4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角0=孤度，贝莫尔条纹的宽度是20mm;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 位置和速度，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;7.

3、齿轮传动的总等效惯量与传动级数增加而减小;8. 累计式定时器工作时有2;9. 复合控制器必定具有前馈控制器;10. 钻孔、点焊通常选用型；三、选择题 每小题2分，共10分1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率3C的数值，则动态性能指标中的调整时间ts BA,产大B,减小C,不变D,不定2. 加速度传感器的基本力学模型是AA.阻尼一质量系统B.弹簧一质量系统C.弹簧一阻尼系统D.弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数CA.有关B.无关 C.在一定级数内有关 D.在一定级数内无关4. 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CA.单片机 B. 2051C. PLCD

4、. DSP5. 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D 等个五部分；A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1、 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；V2、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；X3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好；V4、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;X5、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，

5、它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换；V五、问答题 每小题10分，共30分1. 步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型答：单电源驱动电路 双电源驱动电路 斩波限流驱动电路2, 什么是步进电机的使用特性答：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，亦即所能输出的最 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

6、最高工作频率，它与步距角一起决定执行部件的最 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. 机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面答：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. 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 少答：1. 20KHz 2, 米用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;3只有

7、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；2. 1梯形图：2助记符指令程序:STRX1ORY1AND NOT X2OUT Y1STRX3ORY2AND NOT X4ANDY1OUTY2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：所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度又称为非线性误差；2、伺服控制系统：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；3、三相六拍通电方式：如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态,这种通电方式称为单双相轮流通 电方式;如 A A

8、B B BCC CA-.4、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的测量装置；5、系统精度：指输出量复现输入信号要求的精确程度； 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 操作指导控制系统 分级计算机控制系统 监督计算机控制系统SCC直接数字控制系统：2. 滚珠丝杆螺母副结构有两类：外循环插管式内循环反向器式;3、应用于工业控制的计算机主要有 单片机PLC总线工控机等类型;4. 机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括性能指标系统功能使用条件经济效益;5、 可编程控制器主要由 CPU存储器 接口模块等其它辅助模块组成;6,

9、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一 PLC 一7、现在常用的总线工控制机有STD总线工业控制机、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变压器隔离光电隔离;9. 某光栅的条纹密度是50条/mm,光栅条纹间的夹角0=孤度,则莫尔条纹的宽度是一 20mm10. 采样/保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器三、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：ABCDD.控制及信息处理部分D其它D其它；D高可靠性；D接地和软件处理等方法A机械本体 B动力与驱动部分 C执行机构2、机电

10、一体化系统产品开发的类型：ABCA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 B C DA取代法 B整体设计法C组合法4、机电一体化的高性能化一般包含：A B C DA高速化B高精度C高效率5、抑制干扰的措施很多，主要包括：A B C DA屏蔽B隔离C滤波四、判断题 每小题2分，共10分1、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 V2、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；V3、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，有直线和圆盘式两种，分别

11、用作检测直线位移和转角;4、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;V5、FMC控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级;V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；答：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

12、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、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响如何处理 答: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、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答：1能保

13、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. 编写程序:单片机读的状态，把这个状态传到指示灯去，当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；舟RCCKJUOTTAJMPM上电点顼髓主:程序:夕卜部中晰。人口地略A IMPWIMT加El 111断服穿于程序C RGOlCKlH?七

14、疑M AIN ；SETBrroI通捋边沿翻役方-SETWEXOf允昨夕卜都中断OSETBEAjCPVJ允许中歧A J MPHKRF=七程呼作以F是中断服务：T程暮，ORO02 OOHW IMT =MOVAMOVPl. A设:输入鑫MOVA. PlE取开关毂1RRA:Pl-。蹬 Fb 7MOVFl , A:牖出丽动灯弛发改：RKT1：新退回答：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答：光栅此时的位移细分前4mm,细分后1mm测量分辨率：细分前mm/线细分后：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：机电一体化技术综合应用了机械技术、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、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功能价值的系统工程技术；2伺服控制：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；3闭环控制系统：闭环控制系统是指具有反馈的控制系统；4逆变器：逆变器是将直流电变成交流电的电路；5 SPWM： SPWM是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形；二判断题：每小题1分，共10分1在计算机接口技术中I