(完整版)機電一體化系統(tǒng)設計試題與答案.doc

1、題號一二三四五六七八九十總分評分評卷教師一、填空題（每空1 分，共20 分）1滾珠絲桿中滾珠的循環(huán)方式有、兩種。2機電一體化系統(tǒng)，設計指標和評價標準應包括、3在伺服系統(tǒng)中，在滿足系統(tǒng)工作要求的情況下，首先應保證系統(tǒng)的，并盡量高伺服系統(tǒng)的響應速度。4.實現(xiàn)步進電動機通電環(huán)形分配的三種常用方法是、。5抑制電磁干擾的常用方法有屏蔽、合理布局和軟件抗干擾技術。6機電一體化系統(tǒng)一般由_ 、 _ 、接口、 _ 、_ 、 _等部分組成。7機電一體化系統(tǒng)（產品）設計類型大致可分為_ 、適應性設計、 _ _。二、簡答題（每題5 分，共30 分）1、機電一體化系統(tǒng)中的計算機接口電路通常使用光電耦合器，光電耦合器的

2、作用有哪些2、什么是三相六拍通電方式？3、簡述 PWM 脈寬調速原理。4、簡述香農采樣定理。5、什么叫傳感器？它是由哪幾部分組成的？6、步進電動機常用驅動電路中功率放大電路有哪幾種類型?三、計算題（共20 分）（將本題答案寫在答題紙上）（一）、（ 10 分）三相變磁阻式步進電動機，轉子齒數Z=100, 雙拍制通電，要求電動機轉速為120r/min ，共3頁第1頁輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?（二）、 (10 分)光柵傳感器，刻線數為100 線 /mm ，設細分時測得莫爾條紋數為400，試計算光柵位移是多少毫米？若經四倍細分后，記數脈沖仍為400，則光柵此時的位移是多少？測量分辨率是多少？四

3、、綜合分析題（共30 分）（一）、分析、說明如圖所示計算機控制系統(tǒng)中信號變換與傳輸的過程、原理。（二）、伺服控制系統(tǒng)一般包括哪幾個部分？每部分能實現(xiàn)何種功能？一、填空題（每空1 分，共 20 分）1、內循環(huán)、外循環(huán)2、性能指標系統(tǒng)功能使用條件經濟效益3、穩(wěn)定性4、1）采用計算機軟件分配器2）小規(guī)模集成電路搭接的硬件分配器3）專用模塊分配器5、隔離濾波接地 6、機械本體 動力與驅動執(zhí)行機構傳感器檢測部分控制及處理部分7、開發(fā)性設計變參數設計二、簡答（每題5 分，共 30 分）1. （ 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

4、無須提供偏流返回通路。（ 3）共模抑制比高，能對直流和低頻信號(電壓或電流 )進行準確、安全的測量。2. 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 CA 3. 在一個周期 T 內閉合的時間為，則一個外加的固定直流電壓U 被按一定的頻率開閉的開關S 加到電動機的電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號，其高度為U、寬度為，如右圖所示。電樞兩端的平均電壓為：1TU dUdtT UUT0式中=/T=U d /U ， (01)為導通率（或稱占空比） 。共3頁第2頁當 T 不變時，只要改變導通時間，就可以改變電樞兩端的平均電壓U

5、d 。當從 0T 改變時， Ud 由零連續(xù)增大到U。4. 采樣頻率大于 2 倍的信號頻率，才能正確復現(xiàn)原信號。5傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的，便于應用的某種物理量的測量裝置。敏感元件、轉換元件、基本電路。6. 單電壓、雙電壓、斬波恒流、恒流源三、計算題（共20 分）（一）（ 10分） K=1; M=3, Z=100; =360/1*3*100=1.2 of=600Hz（二）（ 10分） 100： 1=400 ： x=4 mm 四細分： 400： 1=400： x=1mm 分辨率： 1 400=2.5( m)四、綜合分析題（30 分）（一）（15 分）采樣過程是用

6、采樣開關（或采樣單元）將模擬信號按一定時間間隔抽樣成離散模擬信號的過程。因采樣后得到的離散模擬信號本質上還是模擬信號，未數量化，不能直接送入計算機，故還需經數量化，變成數字信號才能被計算機接受和處理。量化過程（簡稱量化）就是用一組數碼（如二進制碼）來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉換成數字信號，由于計算機的數值信號是有限的，因此用數碼來逼近模擬信號是近似的處理方法。信號進入計算機后經其處理經D/A 轉換后輸出。D/A 轉換器是將數字量轉換成模擬量的裝置。模擬量輸出主要由D/A 轉換器和輸出保持器組成。它們的任務是把微機輸出的數字量轉換成模擬量。多路模擬量輸出通道的結構形式，主要取決于輸出保持器的結構形式。 保持器一般有數字保持方案和模擬保持方案兩種。這就決定了模擬量輸出通道的兩種基本結構形式。（二）（15 分） 6. 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)、檢測環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等個五部分。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，通常由專門的電路或計算機來實現(xiàn)；控制器通常是計算機或 PID 控制電路；其主要任務是對比較元件輸出的偏差信號進行變換處理，以控制執(zhí)行元件按要求動作；執(zhí)行元件按控制信號的要求，將輸入的各種形式的能量轉化成機械能，驅動被控對象工作，機電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般指各種電機或