《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》復(fù)習(xí)題2015

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計復(fù)習(xí)大綱第一章 概論本章知識要點：1. 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本概念：系統(tǒng)、機(jī)電一體化、機(jī)電一體化系統(tǒng)和系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2. 典型機(jī)電一體化系統(tǒng)的幾種形式：機(jī)械關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、自動引導(dǎo)車、順序控制系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)、微機(jī)電系統(tǒng)3. 典型機(jī)電一體化系統(tǒng)功能模塊的構(gòu)成：機(jī)械受控模塊、測量模塊、驅(qū)動模塊、通信模塊、微計算機(jī)模塊、軟件模塊、接口模塊4. 典型機(jī)電一體化系統(tǒng)組成模塊的作用5. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)與評價標(biāo)準(zhǔn)6. 機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計過程第二章 機(jī)械受控模塊 （重點章節(jié)）本章知識要點：1. 齒輪的分類及選用2. 齒輪系傳動比最佳分配條件

2、及最小等效轉(zhuǎn)動慣量原則3. 齒輪副間隙的消除方法4. 滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)類型5. 滾珠絲杠螺母副間隙的消除及預(yù)緊方法6. 滾珠絲杠螺母副的支撐形式7. 諧波齒輪減速器的工作原理及結(jié)構(gòu)8. 諧波齒輪的傳動特點9. 諧波齒輪傳動速比的計算10. 軸系的組成和分類，軸系的技術(shù)要求11. 導(dǎo)軌的用途及分類12. 滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、工作原理13. 數(shù)學(xué)模型的物理意義第三章 測量模塊（重點章節(jié)）本章知識要點：1. 機(jī)械量傳感器的分類2. 傳感器的性能指標(biāo)（工作特性、靜態(tài)特性和動態(tài)特性）3. 傳感器的性能要求和改善措施4. 位移傳感器（旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、增量式光電編碼器、光柵）的結(jié)構(gòu)和工作原理5. 速

3、度傳感器（直流測速發(fā)電機(jī)、碼盤式轉(zhuǎn)速傳感器）的結(jié)構(gòu)和工作原理6. 加速度傳感器的分類及特點7. 力、轉(zhuǎn)矩和壓力傳感器的結(jié)構(gòu)和特點8. 霍爾式電流傳感器工作原理和特性9. 信號調(diào)理電路10.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要組成第四章 電機(jī)及其驅(qū)動電路（重點章節(jié)）本章知識要點：1. 電動機(jī)的分類及特點2. 直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理3. 直流電動機(jī)的靜態(tài)和動態(tài)特性4. 直流電動機(jī)的驅(qū)動電路：線性直流功率放大器和PWM功率放大器的工作原理5. 交流感應(yīng)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理6. 交流感應(yīng)電動機(jī)的機(jī)械特性7. 交流變頻調(diào)速（恒壓頻比調(diào)速和轉(zhuǎn)差頻率控制）的原理8. 超聲波電動機(jī)的工作原理及特點9.

4、 電動機(jī)的選擇第五章 步進(jìn)電動機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)（重點章節(jié)） 本章知識要點：1. 步進(jìn)電動機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)的組成2. 步進(jìn)電動機(jī)的分類及各自的工作原理3. 步進(jìn)電動機(jī)的特性及主要技術(shù)指標(biāo)4. 步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路（單極性驅(qū)動電路、雙極性驅(qū)動電路、斬波恒流驅(qū)動電路）的原理5. 步進(jìn)電動機(jī)細(xì)分驅(qū)動原理和細(xì)分驅(qū)動電路6. 步進(jìn)電動機(jī)脈沖分配器7. 步進(jìn)電動機(jī)DDA法運(yùn)動控制原理第六章 閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)本章知識要點：1. 閉環(huán)伺服系統(tǒng)組成方案2. 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)）3. 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的性能（靜態(tài)性能、動態(tài)性能）分析及改進(jìn)性能的措施4. 模擬伺服系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)5. 數(shù)字PID控

5、制算法6. 計算機(jī)控制的位置伺服系統(tǒng)的組成第七章 數(shù)控機(jī)器運(yùn)動控制指令生成本章知識要點：1. 運(yùn)動控制分類（點位控制、連續(xù)控制）2. 插補(bǔ)的概念3. DDA法插補(bǔ)原理和DDA法插補(bǔ)4. 數(shù)據(jù)采樣法插補(bǔ)原理5. 直線與圓弧軌跡插補(bǔ)的實現(xiàn)第八章 順序控制系統(tǒng)本章知識要點：1. 順序控制系統(tǒng)的組成、工作原理2. PLC的定義和順序控制原理3. PLC控制和通用計算機(jī)控制的區(qū)別4. 常用PLC（西門子S7系列PLC、歐姆龍C系列PLC）及編程軟件5. 順序邏輯表示法（布爾代數(shù)方程、梯形邏輯圖）6. 常用PLC編程指令第二部分 復(fù)習(xí)題練習(xí)一、單項選擇題1. 直流測速發(fā)電機(jī)輸出的是與轉(zhuǎn)速 【 C 】A.成

6、正比的交流電壓 B.成反比的交流電壓C.成正比的直流電壓 D.成反比的直流電壓2. 某4極（極對數(shù)為2）交流感應(yīng)電動機(jī)，電源頻率為50Hz，當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.02時，其轉(zhuǎn)速為 【 B 】A.1450 r/min B.1470 r/min C.735 r/min D.2940 r/min 3. 由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助規(guī)劃、計算機(jī)輔助制造聯(lián)接成的系統(tǒng)稱 【D 】A. 順序控制系統(tǒng) B. 自動導(dǎo)引車系統(tǒng) C. 柔性制造系統(tǒng) D. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng) 4. 諧波齒輪演變來自于 【D 】A. 直齒錐齒輪傳動 B. 蝸桿副傳動 C. 斜齒錐齒輪傳動 D. 行星齒輪傳動 5. 某光柵條紋密度為

7、100條/mm，光柵條紋的夾角 為0.005弧度，則莫爾條紋的寬度為 【C 】A. 0.1mm B. 1mm C. 2mm D. 5mm 6. 利用幾個傳感器單元同時感受被測量，因而其輸出將是這些單元輸出的總和，這種測量技術(shù)被稱為 【A 】A. 平均技術(shù) B. 開環(huán)技術(shù) C. 差動技術(shù) D. 閉環(huán)技術(shù) 7. 滾珠絲桿副的基本導(dǎo)程減少，可以 【 D 】A. 加大螺旋升角 B. 提高承載能力 C. 提高傳動效率 D. 提高精度 8. 某步進(jìn)電動機(jī)三相單三拍運(yùn)行時步距角為3，三相雙三拍運(yùn)行時步距角為 【 A 】A. 3 B. 6 C. 1.5 D. 7.5 9. 某交流感應(yīng)電動機(jī)，實際轉(zhuǎn)速1350r

8、/min，電源頻率50Hz，則其極對數(shù)為 【 B 】A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 10. MEMS的意思是 【A 】A. 微機(jī)電系統(tǒng) B. 柔性制造系統(tǒng) C. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng) D. 微電子系統(tǒng)11. 直流電動機(jī)機(jī)械特性的硬度與 【D 】A. 電樞電阻成反比 B. 反電動勢系數(shù)成正比C. 轉(zhuǎn)矩系數(shù)成正比 D. 電樞電阻成正比12. 低頻信號可以通過，高頻信號不能通過的濾波器是 【C 】A. 高通濾波器 B. 帶通濾波器C. 低通濾波器 D. 帶阻濾波器13. 某三相步進(jìn)電動機(jī)，轉(zhuǎn)子40個齒，欲使其步距1.5，應(yīng)采用的通電方式為 【C 】A. 單拍制 B. 雙拍制 C. 單雙拍制 D

9、. 細(xì)分電路 14. “機(jī)電一體化”含義是 【 C 】A. 以機(jī)為主加點電 B. 機(jī)械部與電子部合并C. 機(jī)械與電子的集成技術(shù) D. 以電淘汰機(jī)15. 在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計中，齒輪系常用于伺服系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)中，作用是 【A 】A. 減速，增矩 B. 增速，增矩 C. 增速，減矩 D. 減速，減矩 16. 某傳感器是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的角位移測量裝置，且僅能用來測量角位移。該傳感器為 【A 】A. 旋轉(zhuǎn)變壓器 B. 感應(yīng)同步器 C. 光柵 D. 磁柵 17. 易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象的導(dǎo)軌是 【C 】A. 滾動導(dǎo)軌 B. 靜壓導(dǎo)軌 C. 滑動導(dǎo)軌 D. 氣浮導(dǎo)軌 18. 機(jī)械傳動裝置在機(jī)電一體化

10、系統(tǒng)中是必不可少的，因為在電動機(jī)和負(fù)載之間經(jīng)常需要 【A 】A. 匹配轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速 B. 增加傳動功率 C. 縮小傳動功率 D. 維持轉(zhuǎn)速恒定 19. 若從系統(tǒng)抑制干擾的能力考慮，采樣速率應(yīng)選為閉環(huán)系統(tǒng)通頻帶的 【D 】A. 5倍 B. 10倍 C. 8倍 D. 10倍以上 20. PWM指的是 【B 】A. 機(jī)器人 B. 脈寬調(diào)制 C. 計算機(jī)集成系統(tǒng) D. 可編程控制器 21. 若要使長光柵能測出比柵距還小的位移量，則應(yīng)利用 【B 】A. 莫爾條紋的作用 B. 細(xì)分技術(shù) C. 數(shù)顯表 D. 計算機(jī)數(shù)字處理 22. 交流感應(yīng)電動機(jī)，對應(yīng)s=1的轉(zhuǎn)矩稱 【A 】A. 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 B. 最大轉(zhuǎn)矩 C

11、. 額定轉(zhuǎn)矩 D. 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 23. 使?jié)L珠絲杠具有最大剛度的支承方式是 【C 】A. 雙推簡支 B. 單推單推 C. 雙推雙推 D. 雙推自由 24. 與旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電壓大小有關(guān)的因素是 【A 】A. 轉(zhuǎn)子位置 B. 轉(zhuǎn)子材料 C. 轉(zhuǎn)子直徑 D. 轉(zhuǎn)子長度 25. 用預(yù)先決定的指令控制一系列加工作業(yè)的系統(tǒng)稱 【D 】A. 伺服系統(tǒng) B. 自動引導(dǎo)車 C. 工業(yè)機(jī)器人 D. 數(shù)控系統(tǒng) 26. 若兩平面之問的油液成楔形，二者相對運(yùn)動時將產(chǎn)生壓力，從而可以承載。利用這一原理設(shè)計出各種形式的滑動摩擦支承軸系為 【 C 】A. 液體靜壓支承 B. 氣體靜壓支承 C. 液體動壓支承 D. 氣體動壓支

12、承 27. 三相交流感應(yīng)電動機(jī)中，定子三相對稱繞組中接入三相對稱交流電源后，三相繞組中的電流在定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生的磁場是 【C 】A. 脈動磁場 B. 靜止磁場 C. 圓形旋轉(zhuǎn)磁場 D. 無磁場 28. 在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)處理由測量模塊和接口模塊提供信息的模塊稱 【D 】A. 軟件模塊 B. 通信模塊C. 驅(qū)動模塊 D. 微計算機(jī)模塊29. 在滿量程范圍內(nèi)由同一方向趨近同一個輸入，連續(xù)幾次測量所得輸出之間的最大差值稱【B 】A. 可復(fù)現(xiàn)性 B. 重復(fù)性C. 誤差 D. 精度30齒輪副的間隙會造成齒輪傳動的回差，屬于柔性消隙法的結(jié)構(gòu)是 【D 】A調(diào)整中心距法 B選擇裝配法C帶錐度齒輪法 D壓簧

13、消隙結(jié)構(gòu)31. 在采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，若考慮對系統(tǒng)響應(yīng)速度的影響時，采樣周期應(yīng)選為系統(tǒng)最小時間常數(shù)的 【D 】A.10倍 B.5倍 C.2倍D.（0.11）32. SIMATIC S7-200 PLC的編程軟件是 【A 】A.STEP7-Micro/WIN B.CX-ProgrammerC.ProTool D.WINCC33. 交流感應(yīng)電動機(jī)正常工作時，其轉(zhuǎn)差率s的范圍為 【B 】 A. 1s2 B. 0S1 C. -1s1 D. -1s0 34.DDA插補(bǔ)法稱為 【 B 】A. 逐點比較法 B. 數(shù)字微分分析法C. 數(shù)字積分分析法 D. 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法35. 描寫靜態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是 【A 】A

14、. 代數(shù)方程 B. 微分方程C狀態(tài)空間方程 D. 邏輯方程36. 步進(jìn)電動機(jī)，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(jī)。 【 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37. 測得碼盤式轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出500個脈沖所用的時間為10s，碼盤每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為20，則轉(zhuǎn)速為 【D 】A. 25r/min B. 30r/min C. 50r/min D. 150r/min38. 步進(jìn)電動機(jī)輸入單脈沖時，電動機(jī)從一種通電狀態(tài)切換到另一種通電狀態(tài)不引起失步的區(qū)域稱為 【C 】A. 死區(qū) B. 振蕩區(qū) C. 動穩(wěn)定區(qū) D. 平衡區(qū)39. 輸入和輸出滿足線性疊加原理

15、的系統(tǒng)稱為 【A 】A. 線性系統(tǒng) B. 定常系統(tǒng) C. 時變系統(tǒng) D. 隨機(jī)系統(tǒng)40. 復(fù)合控制器的反饋控制是 【A 】 A. 誤差控制 B. 串級控制 C. 閉環(huán)控制 D. 開環(huán)控制41. 按照預(yù)先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)稱 【A 】A.順序控制系統(tǒng) B.伺服系統(tǒng) C.數(shù)控機(jī)床 D.工業(yè)機(jī)器人42. 一般說，齒輪傳動的總等效慣量隨傳動級數(shù) 【A 】A.增加而減小 B.增加而增加 C.減小而減小D.變化而不變43. 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)類型主要有兩類：外循環(huán)插管式和 【D 】A.內(nèi)循環(huán)插管式 B.外循環(huán)反向器式C.內(nèi)、外雙循環(huán) D.內(nèi)循環(huán)反向器式44. 某光柵的條紋密度是200條/mm，

16、光柵條紋間的夾角=0.005孤度，則莫爾條紋的寬度是【D 】A.100mm B.20mm C.10mm D. 1mm45. 以下傳感器中測量的是相對角位移的是 【C 】A. 旋轉(zhuǎn)變壓器 B. 絕對式編碼器 C. 增量式編碼器 D. 都不正確46. 加速度傳感器的基本力學(xué)模型是 【C 】A. 質(zhì)量-阻尼系統(tǒng) B. 彈簧-阻尼系統(tǒng)C. 質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng) D. 都不正確47. 直流電動機(jī)的反電動勢與 【C 】A. 電樞電流成正比 B. 電樞電流成反比C. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比 D. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速正反比48. PLC適合于 【B 】A. 數(shù)據(jù)采集為主 B. 順序控制為主C. 科學(xué)計算為主 D. 管理為主49

17、. 利用三次多項式樣條函數(shù)生成控制指令加速度最大值在 【A 】A. 運(yùn)動的起點和終點 B. 運(yùn)動的中間點C. 常加速度 D. 以上都不正確50. 電動機(jī)中引入電流環(huán)后的伺服系統(tǒng),下列敘述正確的是 【A 】A. 電流環(huán)實質(zhì)上是轉(zhuǎn)矩控制回路 B. 電流環(huán)可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)速C. 電流環(huán)可以等價成一個積分環(huán)節(jié) D. 都不正確51. 某光柵的條紋密度是l00條/mm，要用它測出1m的位移，應(yīng)采用的細(xì)分電路是 【C 】A四倍頻 B八倍頻C十倍頻 D十六倍52. 下列操作中可以使直流伺服電動機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速升高的是 【C 】A. 增大電樞電阻 B. 減小電樞電壓C增大電樞電壓 D. 減小電樞電阻53. DDA法生

18、成的直線、圓弧都是有一系列的 組成。 【C 】A. 弧線 B. 拋物線C折線 D. 漸開線 54. PD控制器稱為 控制器。 【B 】A. 比例 B. 比例微分C比例積分 D. 積分微分55. 直流測速電動機(jī)的輸出是與轉(zhuǎn)速 【B 】A. 成正比的交流電壓 B. 成正比的直流電壓C成反比的交流電壓 D. 成正比的交流電流56. 描寫動態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是 【B 】A. 代數(shù)方程組 B. 微分方程組C邏輯方程組 D. 以上都正確57. 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 等五個部分。 【D 】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)58. PWM指的是

19、。 【C 】A. 機(jī)器人 B. 計算機(jī)集成系統(tǒng) C. 脈寬調(diào)制 D. 可編程控制器59. 滾珠絲杠螺母副的精度根據(jù)使用范圍及要求，可分為 個等級。 【C 】A. 3 B. 5 C. 7 D.960. 壓電式傳感器產(chǎn)生的電荷極性為 【D 】A. 正電荷 B. 正電荷和負(fù)電荷 C. 負(fù)電荷 D. 正電荷或負(fù)電荷二、多項選擇1. 伺服系統(tǒng)通常是一個閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)，其輸入信號可以是 【ABD 】A. 模擬電壓信號 B. 脈沖信號 C開關(guān)量信號 D. 二進(jìn)制數(shù)字信號2. 下列選項中，屬于超聲波電動機(jī)特點的選項有 【BCD 】A. 輸出功率大 B. 動態(tài)響應(yīng)快 C運(yùn)行無噪聲 D. 低速大轉(zhuǎn)矩3. 以下

20、選項中，能反映傳感器工作特性的性能指標(biāo)有 【 ABC 】A. 靈敏度 B. 量程 C. 分辨率 D. 可靠性4. 以下選項中，屬于諧波齒輪傳動特點的選項有 【ABCD 】A. 小體積，大速比 B. 運(yùn)動平穩(wěn)C齒面磨損小 D. 可實現(xiàn)差速傳動5. 機(jī)電一體化的設(shè)計依據(jù)及評價指標(biāo)包括 【BCD 】A. 系統(tǒng)功能 B. 使用條件C. 性能指標(biāo) D. 社會經(jīng)濟(jì)效益6. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)和評價標(biāo)準(zhǔn)大體上應(yīng)包括 。 【ABCD 】A. 系統(tǒng)功能B. 性能指標(biāo) C. 使用條件D. 經(jīng)濟(jì)效益7. 以下關(guān)于步進(jìn)電動機(jī)敘述正確的是 【ABD 】A. 脈沖分配器可以由邏輯電路硬件實現(xiàn) B. 脈沖分配器可以由軟

21、件實現(xiàn)C. 步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖數(shù)決定 D. 步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖頻率決定8. 消除滾珠絲桿螺母副軸向間隙的措施有 【ABCD 】A. 雙螺母齒差式預(yù)緊 B. 雙螺母墊片式預(yù)緊C. 雙螺母螺紋式預(yù)緊 D. 單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊9. 以下選項中，能反映傳感器靜態(tài)特性的性能指標(biāo)有 【ABD 】A. 線性度 B. 重復(fù)性 C.最大超調(diào)量 D. 可復(fù)現(xiàn)性10. 在實際應(yīng)用中，可以提高傳感器性能的技術(shù)有 ABCD 】A. 差動技術(shù) B. 平均技術(shù) C. 閉環(huán)技術(shù) D. 屏蔽、隔離抗干擾技術(shù)11. 下列關(guān)于步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路敘述正確的是 【ABD 】A. 雙極性驅(qū)動電路適合于驅(qū)動混合式步進(jìn)電動機(jī)B. 單極

22、性驅(qū)動電路適合于驅(qū)動反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)C. 驅(qū)動直流電動機(jī)的電路也能驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)D. 細(xì)分電路可以提高步進(jìn)電動機(jī)的分辨率12. 在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計中，處理“機(jī)”和“電”的關(guān)系時所遵循的設(shè)計思想有【ABCD 】A. 替代機(jī)械系統(tǒng) B. 簡化機(jī)械系統(tǒng)C. 增強(qiáng)機(jī)械系統(tǒng) D. 綜合機(jī)械系統(tǒng)13. 以下選項中，能反映傳感器動態(tài)特性的性能指標(biāo)有 【BCD 】A. 線性度 B. 最大超調(diào)量C. 調(diào)整時間 D. 上升時間14. 描寫順序控制的方法有 【 ABCD 】A. 梯形圖 B. 順序功能圖 C. 流程圖 D. 狀態(tài)圖15. 以下選項中，能夠測量速度的傳感器有 【 ACD 】A. 測速發(fā)電機(jī) B. 光

23、柵 C. 碼盤式轉(zhuǎn)速傳感器 D. 感應(yīng)同步器三、填空題1. 直流電動機(jī)的驅(qū)動電路主要有線性直流功率放大器和 脈寬調(diào)制（PWM） 放大器。2. 閉環(huán)伺服系統(tǒng)可分為三個控制環(huán)路：電流環(huán)，速度環(huán)及 位置環(huán) 。3. 步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入的 脈沖頻率 成正比。4. FX系列 PLC是 （日本）三菱 的產(chǎn)品。5. 閉環(huán)伺服系統(tǒng)中的電流環(huán)以直流電動機(jī)的 電樞電流 作為反饋量，以實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的控制。6. PID控制器中，I的作用是使系統(tǒng)增加一階純積分，從而提高系統(tǒng)一個 無靜差度 。7. PID控制器中，P的作用是增加 開環(huán)增益 ，降低系統(tǒng)誤差，增加系統(tǒng)通頻帶。8. 直流伺服電動機(jī)的機(jī)械特性是指電樞電壓恒定情況

24、下，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與 轉(zhuǎn)速 的關(guān)系。9. 旋轉(zhuǎn)變壓器是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)角 變化的測量裝置。10. 滾動軸承的精度分為B、C、D、E、G五級。其中 B 級精度最高。11. 伺服系統(tǒng)的剛度是指輸出軸的單位位置誤差所能承受的 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 。12. 兩個動合觸點串聯(lián)，可以表示（邏輯）與 的邏輯關(guān)系。13. 輸入和輸出滿足線性疊加原理的系統(tǒng)，稱為 線性 系統(tǒng)。14. 某光電編碼器作為系統(tǒng)的位置反饋，若系統(tǒng)中絲杠的螺距為4mm，光電編碼器的分辨率為600脈沖/r，參考輸入脈沖為1800脈沖/s，則該工作臺的運(yùn)動速度為 12mm/s 。15. 超聲波電動機(jī)是利用壓電陶瓷的 逆壓電 效應(yīng)產(chǎn)生的超聲振動來驅(qū)動轉(zhuǎn)

25、子轉(zhuǎn)動的。16. 感應(yīng)同步器是一種利用 電磁感應(yīng) 原理來測量位移的檢測裝置。17. 某五相步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)子有36個齒，采用二相三相運(yùn)行方式，則其步距角為 1 度。18. 按滾珠的循環(huán)方式不同，滾珠絲杠螺母副有內(nèi)循環(huán)和_外循環(huán)子_ _兩種結(jié)構(gòu)。19. 描述決定系統(tǒng)輸入與輸出之間的數(shù)學(xué)方程式，稱為系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型 。20. SIMATIC S7-200 PLC是 德國）西門子 的產(chǎn)品。21. 閉環(huán)伺服系統(tǒng)可分為三個控制環(huán)路：電流環(huán)， 速度環(huán) 及位置環(huán)。22. PID控制器中D的作用是給系統(tǒng)提供阻尼，增加系統(tǒng)的 穩(wěn)定性 。23. 數(shù)控機(jī)床連續(xù)路徑控制中，為了控制工具沿任意直線或曲線運(yùn)動，必須同時控制每

26、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。24. 某2對磁極交流感應(yīng)電動機(jī)，空載轉(zhuǎn)速為1200r/min，電源頻率為50Hz，則空載轉(zhuǎn)差率為 0.2 。25. 閉環(huán)伺服系統(tǒng)中的電流環(huán)以直流電動機(jī)的電樞電流作為反饋量，以實現(xiàn)對 轉(zhuǎn)矩 的控制。26. 能產(chǎn)生輸出變化的被測變量的最小變化量稱為傳感器的 閥值（死區(qū)） 。27. 在交流電動機(jī)的恒壓頻比調(diào)速過程中，電動機(jī)輸出的 最大轉(zhuǎn)矩 基本不變。28. 某四極（p=2）交流電動機(jī)通以50HZ工頻電時，轉(zhuǎn)速為1350r/min，則該電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率為 0.1 。29. 霍爾式傳感器是基于 霍爾效應(yīng) 原理工作的傳感器。30. 濾波器的作用是抑制信號中

27、的 噪聲水平 。填空題答案1. 脈寬調(diào)制（PWM） 2. 位置環(huán) 3. 脈沖頻率 4.（日本）三菱 5. 電樞電流 6. 無靜差度 7. 開環(huán)增益 8. 轉(zhuǎn)速 9. 轉(zhuǎn)角 10. B 11. 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 12. （邏輯）與 13. 線性 14. 12mm/s 15. 逆壓電16. 電磁感應(yīng) 17. 1 18. 外循環(huán)子 19. 數(shù)學(xué)模型 20. （德國）西門21. 速度環(huán) 22. 穩(wěn)定性 23. 速度 24. 0.2 25. 轉(zhuǎn)矩 26. 閥值（死區(qū)） 27. 最大轉(zhuǎn)矩 28. 0.1 29. 霍爾效應(yīng) 30. 噪聲水平四、簡答題1. 典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)包含哪些功能結(jié)構(gòu)模塊。答：機(jī)械受控模塊、

28、測量模塊、驅(qū)動模塊、通信模塊、 微機(jī)模塊、軟件模塊和接口模塊。2. 測量位移的傳感器常用的有哪些? 答：感應(yīng)同步器, 旋轉(zhuǎn)變壓器, 光柵,光電編碼器, 電位器, 差動變壓器, 渦流傳感器3. 試說明滾珠絲杠螺母副傳動裝置的優(yōu)缺點。4. 在實際應(yīng)用中，可以提高傳感器性能的技術(shù)有哪些？5. 什么叫伺服系統(tǒng)？6. 機(jī)電一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的驅(qū)動模塊是指什么？在機(jī)電一體化系統(tǒng)中有什么作用? 答：機(jī)電一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的驅(qū)動模塊是電動機(jī)及其驅(qū)動電路組成的技術(shù)模塊。作用是提供驅(qū)動力，改變系統(tǒng)包含速度和方向的運(yùn)動狀態(tài)，產(chǎn)生所希望的運(yùn)動輸出。7. 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

29、采樣/保持器？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（SamPLE/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。8. 試簡述光電式轉(zhuǎn)速傳感器的測量原理。答：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

30、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9. 步進(jìn)電動機(jī)的單、雙極性驅(qū)動電路，各自的特點是什么？適用范圍是什么？10. 半閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義及特點是什么？11. 在PWM功放電路中，對放大器的開關(guān)頻率有何要求？答：開關(guān)頻率應(yīng)盡可能高。 開關(guān)頻率必須比系統(tǒng)通頻帶大10倍以上。 開關(guān)頻率必須遠(yuǎn)大于各環(huán)節(jié)的共震頻率。 滿足前三項的條件下，頻率盡可能低。12. 在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)貫穿哪些設(shè)計思想？ 答：（1）系統(tǒng)的設(shè)計思想 （2）機(jī)和電融和的設(shè)計思想 （3）注重創(chuàng)新的是設(shè)計思想13. 機(jī)電一體化系統(tǒng)對傳感器的性

31、能有哪些要求？14. 如何控制步進(jìn)電動機(jī)輸出軸的角位移、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向?15. 采樣一數(shù)據(jù)系統(tǒng)是計算機(jī)參與的閉環(huán)控制系統(tǒng)。計算機(jī)在采樣一數(shù)據(jù)系統(tǒng)中起什么作用？16. 闡述PID控制器中P、I、D的作用。17. 閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，電流環(huán)的主要作用是什么？五、計算題1. xy平面內(nèi)由(1，1)點以v=2的恒速運(yùn)動到(9，1)點，設(shè)采樣周期T為0.01s，試求出兩點直線插補(bǔ)的遞推計算式。解：2. 已知某三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Tmax為10Nm，轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為80。 （1）若采用單雙六拍的工作方式，步距角為多少？啟動轉(zhuǎn)矩為多大？ （0.75 8.66Nm ） （2）若要求電動機(jī)轉(zhuǎn)速為750 r/m

32、in，采用單三拍工作方式，輸入脈沖頻率是多少？（3000Hz）3. 下圖為某數(shù)控工作臺x方向的傳動系統(tǒng)簡圖，已知電動機(jī)為三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)，最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Tmax為10Nm，轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為40，絲杠螺距P=4mm，齒輪的齒數(shù)z1=18，z2=30： （1）步進(jìn)電動機(jī)若采用三相六拍的工作方式，步距角為多少？啟動轉(zhuǎn)矩為多大？（1.5 8.66Nm ） （2）步進(jìn)電動機(jī)若采用三相六拍的工作方式，工作臺能夠移動的最小位移量是多少？ 0.01mm（3）當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)以三相六拍的通電方式工作時，若工作臺要求以V=3m/min速度移動時，控制脈沖的頻率應(yīng)為多少？此時步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為多少？ 5000Hz 125

33、0r/min 4. 一臺直流伺服電動機(jī)，保持額定電壓為120V，電樞電阻200，在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下運(yùn)行時，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min，電樞電流為0.1A，求電機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速是多少。該電機(jī)在額定電壓下啟動，啟動電流是多少？ 1200r/min 0.6A解： UN=120V，Ra=200，IN=0.1A n=（UN- Ra* IN）/Ke=1000（r/min）計算得Ke=0.1 n0= UN/Ke=120/0.1=1200（r/min） 啟動電流Id= UN /Ra=0.6 （A）5. 三相變磁阻式步進(jìn)電動機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100，雙拍制通電，要求電動機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少

34、?步距角為多少? 解：f=n*mkZ/60=120*3*1*100/60=600HZ a=360/(mkz)=360/(3*1*100)=1.26. 刻線為1024的增量式角編碼器安裝在機(jī)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307200個脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速分別是多少？ 600mm 30r/min 7. 已知雙波諧波齒輪減速器的柔輪齒數(shù)為Zr=200, 剛輪齒數(shù)為：Zg=202。試求：（1）若剛輪固定時，傳動比iHr為多少？若波發(fā)生器的轉(zhuǎn)速nH=600r/min。柔輪的轉(zhuǎn)速nr為多少？（2）若柔輪固定時，傳動比iHg為多少？若波發(fā)生器的轉(zhuǎn)速nH=600r/

35、min。剛輪的轉(zhuǎn)速ng為多少？解：（1）iHr=Zr/（Zr-Zg）=200/(200-202)=-100 nr=nH*(Zr-Zg)/Zr=600*(200-202)/200=-6r/min （2）iHg=Zg/（Zg-Zr）=202/(202-200)=101 ng=nH*(Zg-Zr)/Zg=600*(202-200)/202=5.9r/min 8. 某他勵直流電動機(jī)，電樞電阻Ra為0.4,額定電壓UN為220V，額定電流IN為40A，額定轉(zhuǎn)速nN為1000r/min，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，大小為額定轉(zhuǎn)矩的一半，求此時電動機(jī)在額定電壓下的轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia的大小。 1038r/min 20A9. 某直流電機(jī)電樞電阻Ra=50，做電動機(jī)使用時電樞加110V電壓，空載電樞電流0.1A，空載轉(zhuǎn)速3000rmi