光機(jī)電一體化控制技術(shù)四

1、一、單項(xiàng)選擇題(只有一個(gè)選項(xiàng)正確，共5道小題)1. 在機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)模型建立過程中，慣性力與質(zhì)量體運(yùn)動的（ ）成正比(A)位移(B)速度(C)加速度(D)摩擦你選擇的答案：C正確正確答案：C解答參考：2. 在機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)模型建立過程中,阻尼與質(zhì)量體運(yùn)動的（ ）成正比。(A)位移(B)速度(C)加速度(D)摩擦你選擇的答案：B正確正確答案：B解答參考：3. 衡量放大器放大能力的指標(biāo)是（ ）。(A)輸入阻抗(B)放大倍數(shù)(C)輸出阻抗(D)通頻帶你選擇的答案：B正確正確答案：B解答參考：4. 在設(shè)計(jì)數(shù)字控制器的過程中，我們需要通過采樣定理來確定系統(tǒng)的采樣周期，采樣周期的選擇要符合采用定理，即采樣

2、頻率必須大于輸入信息所包含最高頻率的（ ）倍。、(A)2(B)4(C)5(D)10你選擇的答案：A正確正確答案：A解答參考：5. 在數(shù)字控制中，被控對象或控制器控制律主要是由（ ）描述。(A)微分方程(B)差分方程(C)積分方程(D)偏分方程你選擇的答案：B正確正確答案：B解答參考：二、不定項(xiàng)選擇題(有不定個(gè)選項(xiàng)正確，共5道小題)6. 光機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則主要包括（ ）。 不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A)機(jī)電互補(bǔ)原則(B)功能優(yōu)化原則(C)自動化原則(D)效益最大原則(E)開放性原則你選擇的答案：ABCDE正確正確答案：A B C D E解答參考：7. 衡量傳感器品質(zhì)主要參數(shù)包括：（ ）。

3、不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A)靈敏度 (B)分辨力(C)準(zhǔn)確度(D)精確度(E)重復(fù)性(F)線性度你選擇的答案：ABCDEF正確正確答案：A B C D E F解答參考：8. 載荷是執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算過程的一項(xiàng)重要原始數(shù)據(jù)，在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，典型載荷是指在機(jī)構(gòu)上的（ ）。不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A)摩擦載荷 (B)慣性載荷(C)外載荷 (D)各種環(huán)境載荷你選擇的答案：ABCD正確正確答案：A B C D解答參考：9. 描述控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要包括（ ）不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A)對常值或“偏離”擾動信號所允許的穩(wěn)態(tài)誤差(B)對多項(xiàng)式參考輸入信號，如躍階信號和斜坡信號，所允許的穩(wěn)態(tài)跟蹤

4、誤差。(C)系統(tǒng)多模型參數(shù)變化的靈敏度(D)控制系統(tǒng)階數(shù)(E)系統(tǒng)在躍階參考輸入或擾動輸入時(shí)的動態(tài)特性，如上升時(shí)間，超調(diào)量等你選擇的答案：ABCE正確正確答案：A B C E解答參考：10. 按照在電路中所處的位置和作用不同來分，濾波器可分為（ ）不選全或者選錯(cuò)，不算完成(A)信號濾波(B)電源濾波(C)EMI濾波 (D)電源去藕濾波(E)諧波濾波 (F)高通濾波你選擇的答案：ABCDE正確正確答案：A B C D E解答參考：（注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質(zhì)上交學(xué)習(xí)中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)三、主觀題(共10道小題)11. 光機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要組成要素

5、 參考答案： 一個(gè)完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)，一般由如下機(jī)構(gòu)組成部分：機(jī)械系統(tǒng)部分動力與驅(qū)動部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分傳感器測試部分控制和信息處理部分如圖所示： 機(jī)電一體化五大基本要素結(jié)構(gòu)組成要素動力組成要素運(yùn)動組成要素感知組成要素智能要素基本要素內(nèi)部及各要素之間，通過接口耦合、運(yùn)動傳遞、物質(zhì)流動、信息控制、能量轉(zhuǎn)換有機(jī)結(jié)合，集成一個(gè)完整的系統(tǒng)。各要素（環(huán)節(jié)）之間必須遵循接口耦合、物質(zhì)流動、信息控制、能力轉(zhuǎn)換的四大原則，完成如下內(nèi)容：變換：信息及信號變換，放大：控制信息實(shí)現(xiàn)控制及能力匹配耦合：信息必須符合規(guī)定模式傳遞能力轉(zhuǎn)換：包括執(zhí)行器。驅(qū)動器各要素之間的不同能力轉(zhuǎn)換信息及控制：完成數(shù)據(jù)采集，分析，判斷，決策

6、及控制，知識驅(qū)動等運(yùn)動傳遞：各要素之間不同運(yùn)動的變化和傳輸以及運(yùn)動控制目的12. 論述機(jī)電一體化系統(tǒng)信息傳輸過程。 參考答案： 上圖為機(jī)電一體化系統(tǒng)信號傳遞過程，系統(tǒng)中既有受控物理參量連續(xù)變化的模擬信號，又有計(jì)算機(jī)等數(shù)字裝置所能處理的離散數(shù)字信號。 在系統(tǒng)中，數(shù)字控制器產(chǎn)生控制策略，也就是負(fù)責(zé)接收給定指令，采集傳感器的反饋信號，按一定的控制規(guī)律計(jì)算出數(shù)字形式的控制信號，如其輸入是經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)間誤差e(t)的二進(jìn)制數(shù)字信號e(kT) ,其輸出是二進(jìn)制控制策略信號m(kT).經(jīng)過伺服放大后驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)并跟蹤給定指令運(yùn)動。13. 簡述為什么在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)建模和仿真

7、分析。并說明模型建立的兩種基本方式和他們的主要特點(diǎn)。 參考答案： 答，機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械系統(tǒng)，電子系統(tǒng)已經(jīng)其他系統(tǒng)之間的連接往往是通過傳感器或換能器，將被測物理量（位移，速度，加速度，聲波，液壓）等信號轉(zhuǎn)換為電壓或電流，系統(tǒng)在給定條件下，完成一定的功能。因此，從結(jié)構(gòu)上，系統(tǒng)復(fù)雜。與所有系統(tǒng)一樣，無論在系統(tǒng)設(shè)計(jì)還是分析，都需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以確保功能得以實(shí)現(xiàn)，各系統(tǒng)之間工作協(xié)調(diào)，信息交流通暢，執(zhí)行可靠。因此，在實(shí)驗(yàn)前，需要進(jìn)行系統(tǒng)的描述，即建立系統(tǒng)模型，以便于從分析該模型得出整個(gè)系統(tǒng)的性能，功能指標(biāo)。利用模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取所需要的信息，這一過程稱為模擬和仿真。即通過模擬來達(dá)到對真實(shí)系統(tǒng)的了解

8、和分析。從而減少費(fèi)用，降低風(fēng)險(xiǎn)，并提高整體性能。 建模的方式通常被分為兩大類，物理模型和數(shù)學(xué)模型，物理模型是以系統(tǒng)間的相似原理為基礎(chǔ)建立的。包括系統(tǒng)按比例縮小的實(shí)體模型。 數(shù)學(xué)模型是用數(shù)學(xué)符號描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，系統(tǒng)屬性由變量表示?？梢酝ㄟ^計(jì)算機(jī)方式進(jìn)行仿真。14. 線性度是？參考答案： 線性度 是用來衡量輸出是輸入的線性函數(shù)的程度，因完全的線性特性并不能獲得，與理想值的偏差定義為線性度容差。線性度是指在校準(zhǔn)周期內(nèi)，輸出曲線與最佳擬合直線之間的最大偏差的百分比。非線性度通常是由非線性元件、如機(jī)械滯后、粘性流動若蠕變以及電子放大器等引起。 15. 傳感器靈敏度是？ 參考答案： 傳感器靈敏度 靈

9、敏度是儀表對被測量參數(shù)變化的響應(yīng)能力。也可用輸出變化量與輸入變化量的比值來表示。：輸出變化量；：輸入變化量16. 傳感器的接口電路主要功能包括：對傳感器的輸出信號進(jìn)行 、 、 、 、 及 等處理。參考答案：傳感器的接口電路主要功能包括：對傳感器的輸出信號進(jìn)行隔離 、阻抗變換、信號變化、放大。線性化及模擬或數(shù)字計(jì)算等處理。17.一臺他勵(lì)直流電動機(jī)，額定電壓 UN=220 V , 額定轉(zhuǎn)速nN=1500r/min , 電動機(jī)鐵損W ，機(jī)械摩擦損耗W ，電樞回路總電阻，V，求電磁轉(zhuǎn)矩、輸入功率和效率。參考答案： 18. 模糊控制系統(tǒng)從原理上講，主要由： 和 和 三部分組成。 參考答案： 模糊控制系統(tǒng)從原理上講，主要由：模糊化接口和模糊推理機(jī)和反模糊化三部分組成。 19.控制系統(tǒng)性能指標(biāo)主要包括： 、 和 和 四項(xiàng)。參考答案：機(jī)電控制系統(tǒng)性能指標(biāo)主要包括： 上升時(shí)間 、 超調(diào)量 和 穩(wěn)定時(shí)間 和 穩(wěn)定誤差 四項(xiàng)。20.從理論上講，因數(shù)字控制器涉及到對信號（控制信號、反饋信號）的采樣而會導(dǎo)致信息丟失，但為什么在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)字控制方法的應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)說明奈奎斯特-香農(nóng)采樣定理對數(shù)字控制采樣做了什么樣的描述。參考答案： 答：數(shù)字系統(tǒng)的使用，主要基于如下的原因： 1：數(shù)字控制器易于對控制律