22452008年4月機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試卷

1、2008年4月自學(xué)考試機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試卷（課程代碼2245）本試卷共10頁(yè)，滿分100分；考t時(shí)間150分鐘。一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。1.利用預(yù)先決定的指令控制一系列加工作業(yè)的系統(tǒng)稱【】A .伺服系統(tǒng)C .工業(yè)機(jī)器人.自動(dòng)引導(dǎo)車.數(shù)控系統(tǒng)2.在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，齒輪系常用于伺服系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，作用是A .減速，增矩C .增速，減矩3.導(dǎo)軌副用于引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件的走向。低速爬引現(xiàn)象，則導(dǎo)軌副為.增速，增矩.減速，減矩若導(dǎo)軌副機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、阻尼系數(shù)大、剛度大，但

2、易產(chǎn)生A .滾動(dòng)導(dǎo)軌副C.液體靜壓導(dǎo)軌副4.利用幾個(gè)傳感器單元同時(shí)感受被測(cè)量,.氣浮導(dǎo)軌副.滑動(dòng)導(dǎo)軌副因而其輸出將是這些單元輸出的總和，這種測(cè)量技術(shù)被稱為A .平均技術(shù)C .開(kāi)環(huán)技術(shù)5.下列幾種電動(dòng)機(jī)中，不屬于.差動(dòng)技術(shù).閉環(huán)技術(shù) 固定磁阻電動(dòng)機(jī)的是.永磁同步電動(dòng)機(jī).交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)A ,直流電動(dòng)機(jī)C .步進(jìn)電動(dòng)機(jī)6 .下列特性中，不屬于超聲波電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)的是DP的作用是.無(wú)電磁噪聲、電磁兼容性好.動(dòng)態(tài)響應(yīng)快A .低速大轉(zhuǎn)矩C .價(jià)格低廉7 . PID控制器中，A .降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差C .提高系統(tǒng)無(wú)靜差度.增加系統(tǒng)穩(wěn)定性.減小系統(tǒng)阻尼A . ANDNOT0 00.人機(jī)界面硬件.超小型化的 PLC

3、0. 00對(duì)應(yīng)的助記符語(yǔ)句是 AND 0 008 .下列對(duì)“路徑”和“軌跡”區(qū)別的描述不正確 的是A .路徑只代表與軌跡有關(guān)的位置信息B .路徑是代表在空間直角坐標(biāo)系或機(jī)器人連桿坐標(biāo)系中運(yùn)動(dòng)的位置一時(shí)間曲線C .軌跡是具有適當(dāng)速度和（或）加速度信息的路徑D .軌跡控制不僅要求路徑連續(xù)，而且要求速度連續(xù)9 . SIMATIC S7-300PLC 是【A .中、高檔性能的 PLCBC .模塊化小型的 PLC D10 .設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，串聯(lián)一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)C . OR 0. 00D. OR NOT 0. 00二、簡(jiǎn)答題（本大題共8小題，每小題4分，共32分）11 .機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械受控模塊的作用是什

4、么？12 .機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思想是什么 ？13 .滾珠絲杠螺母副的間隙消除和預(yù)緊方法有哪幾種？14 .直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性的含義是什么？什么是直流伺服電動(dòng)機(jī)的失靈區(qū) ？15 .什么是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)？其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角取決于什么 ？16 .對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路有什么要求？17 .全閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義及特點(diǎn)是什么？18 .什么是數(shù)字微分分析法 ？三、計(jì)算題（本大題共4小題，每小題5分，共20分）19 .如題19圖所示，已知雙波傳動(dòng)諧波齒輪減速器中，柔輪齒數(shù)4=200,剛輪齒數(shù)Zg=202,波發(fā)生器轉(zhuǎn)速 nH=1500r / min。題19圖試求：（1）剛輪固定時(shí)柔輪的轉(zhuǎn)速 nR?（2） 柔輪固定時(shí)剛輪的轉(zhuǎn)

5、速 nG?20 .如題20圖所示，用每轉(zhuǎn)2000條刻線的增量編碼器測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，已知時(shí)鐘脈沖為2MHz在10個(gè)編碼器脈沖間隔的時(shí)間里，計(jì)數(shù)器共計(jì)數(shù)10000個(gè)時(shí)鐘脈沖，試求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n?題20圖21 .某五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有36個(gè)齒，采用二相三相運(yùn)行方式。試計(jì)算：（1）步距角0 s為多少？（2） 若要電動(dòng)機(jī)以200 r /min的速度旋轉(zhuǎn)，輸入脈沖頻率f為多少？（3） 若要電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)1周半，其輸入脈沖數(shù)為多少 ？22 .某伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如題 22圖所示，已知：（=60匕rad , K=O.24V s/rad , R=3Q , （=2.5X103V, Kt=7.1N - mA求：（1）系統(tǒng)增益k

6、：（2）伺服岡儂Kr。四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題（本大題共3小題，每小題6分，共18分）23 .設(shè)計(jì)一個(gè)典型二階RC有源低通濾波器的電路原理圖。24 . 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓為220V,額定電流為116A,額定轉(zhuǎn)速為1500r/min ,電樞繞組電阻為0.174 ，試計(jì)算理想空載轉(zhuǎn)速為多少（r/min）?25 .考慮x-y平面上的直線運(yùn)動(dòng)路徑，源點(diǎn)坐標(biāo)為（1,1）,終點(diǎn)坐標(biāo)為（13, 11）,兩軸速度限制：VxmaX=Vymax=± 6,加速度限制：axmaX=aymax=± 2,試設(shè)計(jì)三次多項(xiàng)式樣條函數(shù)點(diǎn)位控制指令。五、綜各應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）14.426 .控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如題 26圖所示，已知 G（s）= S（OS + 1） , Gs）=Ts+l（1） 當(dāng)T=0時(shí)，試確定系統(tǒng)的自然頻率CDn,阻尼比士和最大超調(diào)量6。%（2） 欲希望系統(tǒng)成為最佳阻尼比狀態(tài)，試確定 T值；（3）校正后，系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益和單位速度輸人時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差essvo題26圖27 .設(shè)計(jì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)