機電一體化技術(shù)試題及其答案

1、機電一體化技術(shù)試卷 (一)一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1. 測量：是人們借助于專門的設(shè)備，通過一定的方法對被測對象收集信息，取得數(shù)據(jù)概念的過程。2.靈敏度：指在穩(wěn)態(tài)下，輸出的變化量Y與輸入的變化量X的比值。即為傳感器靈敏度。S=dy/dx=Y/X3. 壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定的方向?qū)λ┘恿Χ顾a(chǎn)生變形時，內(nèi)部就會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上將產(chǎn)生符號相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又重新恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng)。4. 動態(tài)誤差：動態(tài)誤差在被測量隨時間變化過程中進行測量時所產(chǎn)生的附加誤差稱為動態(tài)誤差。5. 傳感器：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為

2、與之有確定對應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量 的測量裝置。二、填空題 （每小題2分，共20分)1. 滾珠絲桿中滾珠的循環(huán)方式： _內(nèi)循環(huán)_，_外循環(huán)_。2. 機電一體化系統(tǒng)，設(shè)計指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括 _性能指標(biāo) 系統(tǒng)功能 使用條件 經(jīng)濟效益 。3. 順序控制系統(tǒng)是按照預(yù)先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，順序控制器通常用_ PLC _。4. 某光柵的條紋密度是50條/mm，光柵條紋間的夾角=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是_20mm _。5. 連續(xù)路徑控制類中為了控制工具沿任意直線或曲線運動，必須同時控制每一個軸的_位置和速度_，使它們同步協(xié)調(diào)到達(dá)目標(biāo)點。6. 某4極交流感應(yīng)電機，電源頻率為50

3、Hz，轉(zhuǎn)速為1470r/min，則轉(zhuǎn)差率為_0.02 _。7. 齒輪傳動的總等效慣量與傳動級數(shù)_增加而減小_。8. 累計式定時器工作時有_ 2 _。9. 復(fù)合控制器必定具有_前饋控制器_。10. 鉆孔、點焊通常選用_簡單的直線運動控制_類型。三、選擇題 （每小題2分，共10分）1. 一般說來，如果增大幅值穿越頻率c的數(shù)值，則動態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時間ts (B)A. 產(chǎn)大 B. 減小 C. 不變 D. 不定2. 加速度傳感器的基本力學(xué)模型是 (A )A. 阻尼質(zhì)量系統(tǒng) B. 彈簧質(zhì)量系統(tǒng) C. 彈簧阻尼系統(tǒng) D. 彈簧系統(tǒng)3. 齒輪傳動的總等效慣量與傳動級數(shù) (C )A. 有關(guān) B. 無關(guān) C.

4、 在一定級數(shù)內(nèi)有關(guān) D. 在一定級數(shù)內(nèi)無關(guān)4. 順序控制系統(tǒng)是按照預(yù)先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，順序控制器通常用 ( C)A. 單片機 B. 2051 C. PLC D. DSP5、伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)和（ D ） 等個五部分。A 換向結(jié)構(gòu) B 轉(zhuǎn)換電路 C 存儲電路 D檢測環(huán)節(jié)四、判斷題 （每小題2分，共10分)1、伺服控制系統(tǒng)的比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進行比較，以獲得輸出 與輸入間的偏差信號。（ ）2、電氣式執(zhí)行元件能將電能轉(zhuǎn)化成機械力，并用機械力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動。如交流電機、直流電機、力矩電機、步進電機等。（ ）3、對直流伺服電

5、動機來說，其機械特性越硬越好。（ ）4、步進電機的步距角決定了系統(tǒng)的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（ ）5、伺服電機的驅(qū)動電路就是將控制信號轉(zhuǎn)換為功率信號，為電機提供電能的控制裝置，也稱其為變流器，它包括電壓、電流、頻率、波形和相數(shù)的變換。（ ）五、問答題 （每小題10分，共30分)1. 步進電動機常用的驅(qū)動電路有哪幾種類型?答：單電源驅(qū)動電路 雙電源驅(qū)動電路 斬波限流驅(qū)動電路2. 什么是步進電機的使用特性?答：步距誤差 步距誤差直接影響執(zhí)行部件的定位精度。最大靜轉(zhuǎn)矩 是指步進電動機在某相始終通電而處于靜止不動狀態(tài)時，所能承受的最大外加轉(zhuǎn)矩，亦即所能輸出的最大電磁轉(zhuǎn)矩，它反映了步進

6、電動機的制動能力和低速步進運行時的負(fù)載能力。啟動矩一頻特性 空載時步進電動機由靜止突然啟動，并不失步地進入穩(wěn)速運行所允許的最高頻率稱為最高啟動頻率。啟動頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩有關(guān)。運行矩頻特性 步進電動機連續(xù)運行時所能接受的最高頻率稱為最高工作頻率，它與步距角一起決定執(zhí)行部件的最大運行速度。最大相電壓和最大相電流 分別是指步進電動機每相繞組所允許施加的最大電源電壓和流過的最大電流。3. 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面?答： 應(yīng)包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟效益。六、分析計算題 (每小題10分，共20分)1. 三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電，要求電動機轉(zhuǎn)速為1

7、20r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?答：1. 20KHz 3.62. 采用PLC設(shè)計二個電磁閥A、B工作的系統(tǒng)1) 按鈕x1為A電磁閥打開，按鈕x2為A電磁閥關(guān)閉 (輸出y1);2) 按鈕x3為B電磁閥打開，按鈕x4為B電磁閥關(guān)閉 (輸出y2);3) 只有B電磁閥在工作中，A電磁閥才能工作。要求：畫出梯形圖，寫出助記符指令程序。2. (1) 梯形圖：（）助記符指令程序：STR X1OR Y1AND NOT X2OUT Y1STR X3OR Y2AND NOT X4AND Y1OUT Y2機電一體化技術(shù)試卷 (二)一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1、線性度：所謂傳感器的線性度

8、就是其輸出量與輸入量之間的實際關(guān)系曲線偏離直線的程度。又稱 為非線性誤差。2、伺服控制系統(tǒng)：一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制系統(tǒng)。3、三相六拍通電方式：如果步進電動機通電循環(huán)的各拍中交替出現(xiàn)單、雙相通電狀態(tài)，這種通電方式稱為單雙相輪流通電方式。如A AB B BCC CA4、傳感器：是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量 的測量裝置。5、系統(tǒng)精度：指輸出量復(fù)現(xiàn)輸入信號要求的精確程度；二、填空題 （每小題2分，共20分)1、計算機在控制中的應(yīng)用方式主要有_操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)_分級計算機控制系統(tǒng)_監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)

9、（SCC）_直接數(shù)字控制系統(tǒng)_。2. 滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)有兩類： 外循環(huán)插管式 內(nèi)循環(huán)反向器式。3、應(yīng)用于工業(yè)控制的計算機主要有 _單片機 PLC 總線工控機_等類型。4. 機電一體化系統(tǒng)，設(shè)計指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括_性能指標(biāo) 系統(tǒng)功能 使用條件 經(jīng)濟效益_。5、可編程控制器主要由_ CPU 存儲器 接口模塊_等其它輔助模塊組成。6. 順序控制系統(tǒng)是按照預(yù)先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，順序控制器通常用_ PLC _。7、現(xiàn)在常用的總線工控制機有 STD總線工業(yè)控制機、PC總線工業(yè)控制機和CAN總線工業(yè)控制機等。8、隔離放大器中采用的耦合方式主要有兩種_變壓器隔離 光電隔離_。9. 某光柵的條

10、紋密度是50條/mm，光柵條紋間的夾角=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是_20mm _。10. 采樣/保持器在保持階段相當(dāng)于一個“_模擬信號存儲器_”。三、選擇題 （每小題2分，共10分）1.一個典型的機電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個基本要素：A B C DA 機械本體 B 動力與驅(qū)動部分 C 執(zhí)行機構(gòu) D. 控制及信息處理部分2、機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）開發(fā)的類型：A B CA 開發(fā)性設(shè)計 B 適應(yīng)性設(shè)計 C 變參數(shù)設(shè)計 D 其它3、機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計方案的常用方法：A B C DA 取代法 B 整體設(shè)計法 C組合法 D其它。4、機電一體化的高性能化一般包含：A B C DA高速化 B

11、高精度 C高效率 D高可靠性。5、抑制干擾的措施很多，主要包括：A B C DA屏蔽 B隔離 C濾波 D接地和軟件處理等方法四、判斷題 （每小題2分，共10分)1、變流器中開關(guān)器件的開關(guān)特性決定了控制電路的功率、響應(yīng)速度、頻帶寬度、可靠性和等指標(biāo)。（ ）2、伺服控制系統(tǒng)的比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進行比較，以獲得輸出與輸入間的偏差信號。（ ）3、感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制造的高精度檢測元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測直線位移和轉(zhuǎn)角。（ ）4、數(shù)字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應(yīng)同步器等，它們的共同特點是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結(jié)構(gòu)的位移傳感器，輸出信號都

12、是脈沖信號，每一個脈沖代表輸入的位移當(dāng)量，通過計數(shù)脈沖就可以統(tǒng)計位移的尺寸。（ ）5、FMC控制系統(tǒng)一般分二級，分別是單元控制級和設(shè)備控制級。（ ）五、問答題 （每小題10分，共30分)1、計算機控制系統(tǒng)中，如何用軟件進行干擾的防護。答：軟件濾波用軟件來識別有用信號和干擾信號，并濾除干擾信號的方法，稱為軟件濾波軟件“陷井”軟件“看門狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或軟件）的辦法要求使用監(jiān)控定時器定時檢查某段程序或接口，當(dāng)超過一定時間系統(tǒng)沒有檢查這段程序或接口時，可以認(rèn)定系統(tǒng)運行出錯（干擾發(fā)生），可通過軟件進行系統(tǒng)復(fù)位或按事先預(yù)定方式運行 。2、滾珠絲杠副的軸向間隙對系統(tǒng)有何影響？如何處理？

13、答：如果滾珠螺旋副中有軸向間隙或在載荷作用下滾珠與滾道接觸處有彈性變形，則當(dāng)螺桿反向轉(zhuǎn)動時，將產(chǎn)生空回誤差。為了消除空回誤差，在螺桿上裝配兩個螺母1和2，調(diào)整兩個螺母的軸向位置，使兩個螺母中的滾珠在承受載荷之前就以一定的壓力分別壓向螺桿螺紋滾道相反的側(cè)面，使其產(chǎn)生一定的變形，從而消除了軸向間隙，也提高了軸向剛度。常用的調(diào)整預(yù)緊方法有下列三種。墊片調(diào)隙式 螺紋調(diào)隙式 齒差調(diào)隙式3、機電一體化系統(tǒng)中的計算機接口電路通常使用光電藕合器，光電藕合器的作用有哪些？答：（1）能保護系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對低壓信號系統(tǒng)的損壞。（2）泄漏電流低，對于測量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路。（3

14、）共模抑制比高，能對直流和低頻信號(電壓或電流)進行準(zhǔn)確、安全的測量。利用光電耦合方式實現(xiàn)載波調(diào)制，可獲得10kHz帶寬，但其隔離性能不如變壓器耦合。六、綜合應(yīng)用題 (每小題10分，共20分)1.編寫程序：單片機讀P1.0的狀態(tài),把這個狀態(tài)傳到P1.7指示燈去，當(dāng)P1.0為高電平時指示燈亮,低電平時指示燈不亮,采用中斷完成這一輸入輸出過程，每中斷一次完成一個讀寫過程。答： 2. 光柵傳感器，刻線數(shù)為100線/mm，設(shè)細(xì)分時測得莫爾條紋數(shù)為400，試計算光柵位移是多少毫米？若經(jīng)四倍細(xì)分后，記數(shù)脈沖仍為400，則光柵此時的位移是多少？測量分辨率是多少？答：光柵此時的位移細(xì)分前4mm, 細(xì)分后 1m

15、m測量分辨率:細(xì)分前0.01 mm/線 細(xì)分后:0.025機電一體化技術(shù)試卷 (五)一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1機電一體化：機電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢 測技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù)，以系統(tǒng)為出發(fā)點的最佳 功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。2伺服控制：伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制系統(tǒng)。3閉環(huán)控制系統(tǒng)：閉環(huán)控制系統(tǒng)是指具有反饋的控制系統(tǒng)。4逆變器：逆變器是將直流電變成交流電的電路。5 SPWM：SPWM是指脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形

16、。二 判斷題：(每小題1分，共10分)1 在計算機接口技術(shù)中I/O通道就是I/O接口。（）2 滾珠絲桿不能自鎖。（）3 無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測裝置的精度。（）4 異步通信是以字符為傳輸信息單位。（）5 同步通信常用于并行通信。（）6 無條件I/O方式常用于中斷控制中。（）7從影響螺旋傳動的因素看，判斷下述觀點的正確或錯誤（1）影響傳動精度的主要是螺距誤差、中徑誤差、牙型半角誤差（）（2）螺桿軸向竄動誤差是影響傳動精度的因素（）（3）螺桿軸線方向與移動件的運動方向不平行而形成的誤差是影響傳動精度的因素（）（4）溫度誤差是影響傳動精度的因素（）三、選擇題 (每小題1分，共

17、40分)1. 在計算機和外部交換信息中，按數(shù)據(jù)傳輸方式可分為 ： 串行 通信和 并行 通信。2. 微機控制系統(tǒng)中的輸入與輸出通道一般包括 模擬量輸入通道 模擬量輸出通道 數(shù)字量輸入通道 數(shù)字量輸出通道 四種通道。3. 在伺服系統(tǒng)中，在滿足系統(tǒng)工作要求的情況下，首先應(yīng)保證系統(tǒng)的和 穩(wěn)定性和精度 ，并盡量高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度。4. 一般來說，伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件主要分為 電磁式 液壓式 氣壓式 和其它 等四大類型。5. 在SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)中，通常載波是 等腰三角波 ， 而調(diào)制波是 正弦波 。6. 異步交流電動機變頻調(diào)速：1） 基頻（額定頻率）以下的恒磁通變頻調(diào)速，屬于 恒轉(zhuǎn)矩 調(diào)速方式。2） 基

18、頻（額定頻率）以上的弱磁通變頻調(diào)速，屬于 恒功率 調(diào)速方式。7. 開環(huán)步進電動機控制系統(tǒng)，主要由 環(huán)形分配器 功率驅(qū)動器 步進電機 等組成。8.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13. 實現(xiàn)步進電動機通電14. 環(huán)形分配的三種常用方法是：1）計算機軟件，2）硬件分配，3）專用環(huán)形分配器。9. 根據(jù)計算機在控制中的應(yīng)用方式，把計算機控制系統(tǒng)分為四類：1）操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)，2）直接控制系統(tǒng)，3）監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)，4）分級計算機控制系統(tǒng)。10應(yīng)用于工業(yè)控制的計算機主要有：1）單片機，2）PLC，3）總線工控機 等類型。11.干擾傳播途徑有二種方式，其中傳導(dǎo)耦合方式：干擾信號能量

19、以 電壓 或 電流 的形式，通過金屬導(dǎo)體傳遞。12. 抑制電磁干擾的常用方法有屏蔽、隔離 、濾波 、接地、合理布局和軟件抗干擾技術(shù)。13. 電場屏蔽-通常用 銅、鋁等導(dǎo)電性能良好 的金屬材料作屏蔽體，并應(yīng)保持良好 接地 。14根據(jù)頻率特性解釋下列濾波器的作用：1）低通濾波器：只讓 低頻成分 通過，而高于 截止頻率成分 受到抑制、衰減，不讓通過。2）帶通濾波器：只讓 通過，而高于 部分。A 換向結(jié)構(gòu) B 轉(zhuǎn)換電路 C 存儲電路 D檢測環(huán)節(jié)答案：2）某一頻帶內(nèi)的成分 上截止頻率成分 下截止頻率成分四解答題 (每小題8分，共40分)1簡述一個典型的機電一體化系統(tǒng)的基本組成要素。答： 1）機械本體2）

20、動力與驅(qū)動；3）傳感測試部分；4）執(zhí)行機構(gòu) 5）控制及信息處理單元2直齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)中消除齒側(cè)隙的常用方法？答：1）、偏心軸套調(diào)整法 2）、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法3簡述機電一體化對機械系統(tǒng)的基本要求及機械系統(tǒng)的組成。答：對機械系統(tǒng)的基本要求：高精度；快速響應(yīng)；良好的穩(wěn)定性。機械系統(tǒng)的組成：傳動機構(gòu)；導(dǎo)向機構(gòu)；執(zhí)行機構(gòu)。4. 簡述在微機控制系統(tǒng)中I/O控制方式及I/O接口的編址方式。答：程序控制方式、中斷控制方式、直接存儲器存取方式。獨立編址；與儲存器統(tǒng)一編址。5簡述伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。答：1) 比較環(huán)節(jié)；2) 控制器；3) 執(zhí)行環(huán)節(jié)；4) 被控對象；5) 檢測環(huán)節(jié)。6DAC0832有哪三種輸

21、入工作方式？有哪二種輸出工作方式？答：輸入工作方式：（1）直通方式 （2）單緩沖方式（3）雙緩沖方式輸出工作方式：（1）單極性輸出 （2）雙極性輸出7. 步進電動機控制系統(tǒng)中，電動機通過絲杠螺母帶動執(zhí)行部件運動:已知：步距角，脈沖數(shù) N ，頻率 f ，絲杠導(dǎo)程 p ，試求執(zhí)行部件:位移量 L= ?移動速度 V=?答：L =(p/360)N ； V =(p/360)f8. 測量某加熱爐溫度范圍為1001124，線性溫度變送器輸出05V，用ADC0809轉(zhuǎn)換器輸入到微機控制系統(tǒng)中，試求測量該溫度環(huán)境的分辨率和精度。答：4 ; +2。機電一體化技術(shù)試卷 (九)一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1

22、. 變頻調(diào)速：采用改變電機通電頻率的方式來改變電機的轉(zhuǎn)速的調(diào)速方式2. FMS：柔性制造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing System）是由兩臺或兩臺以上加工中心或數(shù)控機床組成，并在加工自動化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)物料流和信息流的自動化，其基本組成部分有：自動化加工設(shè)備，工件儲運系統(tǒng)，刀具儲運系統(tǒng)，多層計算機控制系統(tǒng)等。3. 響應(yīng)特性：指的是輸出量跟隨輸入指令變化的反應(yīng)速度，決定了系統(tǒng)的工作效率。4. 敏感元件：敏感元件是直接可以感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關(guān)系的元件。5. 壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定的方向?qū)λ┘恿Χ顾a(chǎn)生變形時，內(nèi)部就會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個

23、表面上將產(chǎn)生符號相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又重新恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng)。二、選擇題 （每小題2分，共10分）1、伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)和_D_等個五部分。A 換向結(jié)構(gòu) B 轉(zhuǎn)換電路C 存儲電路 D檢測環(huán)節(jié)2、檢測環(huán)節(jié)能夠?qū)敵鲞M行測量，并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱，一般包括傳感器和 B_。A 控制電路 B 轉(zhuǎn)換電路C 調(diào)制電路 D 逆變電路3、以下可對異步電動機進行調(diào)速的方法是_B_。A 改變電壓的大小 B 改變電動機的供電頻率C 改變電壓的相位 D 改變電動機轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)4、執(zhí)行元件：能量變換元件，控制機械執(zhí)行機構(gòu)運動，可分為 _A_、

24、液壓式和氣動式等。A 電氣式 B 電磁式C 磁阻式 D 機械式5、步進電動機，又稱電脈沖馬達(dá)，是通過 _B_ 決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。A 脈沖的寬度 B 脈沖的數(shù)量C 脈沖的相位 D 脈沖的占空比三、簡答題 (每小題10分，共30分)1什么叫傳感器？傳感器的功用是什么？它是由哪幾部分組成的？各部分的作用及相互關(guān)系如何？答：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量 的測量裝置。傳感器的功用是：一感二傳。組成：傳感器一般是由敏感元件、傳感元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件：直接可以感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關(guān)系的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的

25、輸出就是轉(zhuǎn)換元件的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。基本轉(zhuǎn)換電路：上述的電路參量進入基本轉(zhuǎn)換電路中，就可以轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器只完成被測參數(shù)到電量的基本轉(zhuǎn)換。2. 試簡述采樣/保持器原理。采樣/保持由存儲電容C，模擬開關(guān)S等組成，如圖所示。當(dāng)S接通時，輸出信號跟蹤輸入信號，稱采樣階段。當(dāng)S斷開時，電容C二端一直保持?jǐn)嚅_的電壓，稱保持階段。由此構(gòu)成一個簡單采樣/保持器。實際上為使采樣/保持器具有足夠的精度，一般在輸入級和輸出級均采用緩沖器，以減少信號源的輸出阻抗，增加負(fù)載的輸入阻抗。在電容選擇時，使其大小適宜，以保證其時間常數(shù)適中，并選用漏泄小的電容。3. 工業(yè)控制用的計算機主要有哪幾種類型，它們

26、分別適用于哪些場合？答：工業(yè)控制的計算機主要有單片微型計算機、可編程序控制器（PLC）、總線工控機等類型。根據(jù)機電一體化系統(tǒng)的大小和控制參數(shù)的復(fù)雜程度，選用不同的微型計算機。單片機或可編程控制器主要用于，控制量為開關(guān)量和少量數(shù)據(jù)信息的模擬量的小系統(tǒng)。對于數(shù)據(jù)處理量大的系統(tǒng)，則往往采用基于各類總線結(jié)構(gòu)的工控機，如STD總線工控機、IBM-PC總線工控機、Multibus工控機等。對于多層次、復(fù)雜的機電一體化系統(tǒng)，則要采用分級分步式控制系統(tǒng)，在這種控制系統(tǒng)中，根據(jù)各級及控制對象的特點，可分別采用單片機、可編程控制器、總線工控機和微型機來分別完成不同的功能。四、簡單應(yīng)用題 (每小題10分，共20分)

27、1. 刻線為1024的增量式角編碼器安裝在機床的絲杠轉(zhuǎn)軸上，已知絲杠的螺距為2mm，編碼器在10秒內(nèi)輸出個脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速分別是多少？答：10s內(nèi)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)：1024=300（轉(zhuǎn)）位移量（螺距 T=2mm）3002=600 (mm)轉(zhuǎn)速： 30010=30（轉(zhuǎn)/秒）2. 有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進電機定子勵磁繞組，測得步進電機的轉(zhuǎn)速為100r/min，已知轉(zhuǎn)子有24個齒，求：1）步進電機的步距角；2）脈沖電源的頻率。答：1) K=2; M=5, Z=24; =360/2*5*24=1.52) f=400Hz五、綜合應(yīng)用題 (每小題15分，共

28、30分)1. 三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電，要求電動機轉(zhuǎn)速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?1. 答：K=1; M=3, Z=100; =360/1*3*100=1.2f=600Hz2. 根據(jù)下面的電路圖,編寫利用該接口電路一次完成A/D轉(zhuǎn)換,并把轉(zhuǎn)換的結(jié)果的高8位放入R2中,低8位放入R3中的程序段。答：MAIN： MOV R0，#7CH ；選擇AD574，并令A(yù)0=0MOVX R0，A ；啟動A/D轉(zhuǎn)換，全12位LOOP： NOPJB P3.2，LOOP ；查詢轉(zhuǎn)換是否結(jié)束MOVX A，R0 ；讀取高8位MOV R2，A ；存人R2中MOV R

29、0，#7DH ；令A(yù)0=1MOVX A，R0 ；讀取低4位，尾隨4個0MOV R3，A ；存入R3中 機電一體化技術(shù)試卷 (十)一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1. 單片機：它是把組成微機的CPU、存儲器I/O接口電路、定時器/計數(shù)器等制作在一塊集成芯片上構(gòu)成一個完整的計算機。2. I/O接口：I/O接口電路也簡稱接口電路。它是主機和外圍設(shè)備之間交換信息的連接部件（電路）。它在主機和外圍設(shè)備之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用。3. I/O通道：I/O通道也稱為過程通道。它是計算機和控制對象之間信息傳送和變換的連接通道4.串行通信：串行通信是數(shù)據(jù)按位進行傳送的。在傳輸過程中，每一位數(shù)據(jù)都占

30、據(jù)一個固定的時間長度，一位一位的串行傳送和接收。串行通信又分為全雙工方式和半雙工方式、同步方式和異步方式。5.直接存儲器存?。―MA）：硬件在外設(shè)與內(nèi)存間直接進行數(shù)據(jù)交換（DMA）而不通過CPU。二、單項選擇題(每小題2分，共10分)1. 步進電動機，又稱電脈沖馬達(dá)，是通過 決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。（ B ）A 脈沖的寬度 B 脈沖的數(shù)量C 脈沖的相位 D 脈沖的占空比2. 對于交流感應(yīng)電動機，其轉(zhuǎn)差率s的范圍為（B）。A.1s2 B.0s 1 C.-1s1 D.-1s03.PWM指的是（C）。A.機器人B.計算機集成系統(tǒng) C.脈寬調(diào)制 D.可編程控制器4. PD稱為（C）控制算法。A.

31、比例 B.比例微分 C.比例積分 D.比例積分微分5.在數(shù)控系統(tǒng)中，復(fù)雜連續(xù)軌跡通常采用（A）方法實現(xiàn)。A.插補 B.切割 C.畫線 D.自動三、簡答題 (每小題5分，共30分)1. 試簡述光電式轉(zhuǎn)速傳感器的測量原理。答：1. 光電式轉(zhuǎn)速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成。光源發(fā)生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。當(dāng)縫隙圓盤隨被測軸轉(zhuǎn)動時，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測量單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)N，則可測出轉(zhuǎn)速為 式中 Z圓盤上的縫隙數(shù)；n

32、轉(zhuǎn)速(rmin)；t測量時間(s)。2. 試述可編程控制器的工作原理。答： 可編程控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運行（RUN）和停止（STOP）狀態(tài)。不管是在哪種狀態(tài)，PLC都是反復(fù)不斷地重復(fù)進行，直至PLC停機。在每次循環(huán)中，若處于運行（RUN）狀態(tài)，可編程控制器完成5個階斷，如圖所示。若處于停止（STOP）狀態(tài)，PLC也要循環(huán)進行內(nèi)部處理和通信服務(wù)。3. 在模擬輸入通道中，采樣/保持器有什么作用？是否模擬輸入通道中必須采用采樣/保持器？為什么？答：由于任何一種A/D轉(zhuǎn)換器都需要有一定時間來完成量化及編碼操作，因此，在轉(zhuǎn)換過程中，模擬量不能發(fā)生變化，否則，將直接影響轉(zhuǎn)換精度。采樣/保持器（S

33、amPLE/Hold）就是使在A/D轉(zhuǎn)換時，保證輸入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量不發(fā)生變化。模擬輸入通道中不一定非得采用采樣保持器。當(dāng)輸入的模擬量信號變化緩慢時，也可省去采樣/保持器。4. 柔性制造系統(tǒng)的主要特點有哪些？答：（1）柔性高，適應(yīng)多品種中小批量生產(chǎn)；（2）系統(tǒng)內(nèi)的機床工藝能力上是相互補充和相互替代的；（3）可混流加工不同的零件；（4）系統(tǒng)局部調(diào)整或維修不中斷整個系統(tǒng)的運作；（5）多層計算機控制，可以和上層計算機聯(lián)網(wǎng)；（6）可進行三班無人干預(yù)生產(chǎn)。5 步進電動機是什么電機？它的驅(qū)動電路的功能是什么?答：步進電動機又稱電脈沖馬達(dá)，是通過脈沖數(shù)量決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機，成本較低，易于采用計