機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題及答案

1、一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1. 測量2.靈敏度3. 壓電效應(yīng)4. 動態(tài)誤差 5. 傳感器二、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)旋換和外循環(huán)2. 機(jī)電一體化系統(tǒng)，設(shè)計指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括 _ _， _，_ ， _。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_。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_。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(yùn)動，必須同時控制每一個軸的_，使它們同步協(xié)調(diào)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。6. 某4極交流感應(yīng)電機(jī)，電源頻率為50Hz，轉(zhuǎn)速為147

2、0r/min，則轉(zhuǎn)差率為_。7. 齒輪傳動的總等效慣量與傳動級數(shù)_。8. 累計式定時器工作時有_。9. 復(fù)合控制器必定具有_。10. 鉆孔、點(diǎn)焊通常選用_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 ( )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. 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) ( )A. 有關(guān) B. 無關(guān) C. 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

3、系列操作的系統(tǒng)，順序控制器通常用 ( )A. 單片機(jī) 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 檢測環(huán)節(jié) 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(jìn)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(jī)械力，并用機(jī)械力驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動。如交流電機(jī)、直流電機(jī)、力矩電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。（ ）3、對直流伺服電動機(jī)來說，其機(jī)械特性越硬越好。（ ）4、步進(jìn)電機(jī)的步距角決定了系統(tǒng)的最小位移，步距角越小

4、，位移的控制精度越低。（ ）5、伺服電機(jī)的驅(qū)動電路就是將控制信號轉(zhuǎn)換為功率信號，為電機(jī)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(jìn)電動機(jī)常用的驅(qū)動電路有哪幾種類型?2. 什么是步進(jìn)電機(jī)的使用特性?3. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面?一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1. 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. 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. 某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定的方向?qū)λ┘恿Χ?/p>

5、它產(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)誤差在被測量隨時間變化過程中進(jìn)行測量時所產(chǎn)生的附加誤差稱為動態(tài)誤差。5. 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。二、填空題 （每小題2分，共20分)1. 內(nèi)循環(huán) 外循環(huán)2. 性能指標(biāo) 系統(tǒng)功能 使用條件 經(jīng)濟(jì)效益3. PLC 4. 20mm 5. 位置和速度 6. 0.02 7. 增加而減小 8. 2 9. 前饋控制器 10. 簡單的直線運(yùn)動控制三、選擇題 （每小題2分，共10分）1.

6、 B.2. A3. C.4. C5、D四、判斷題 （每小題2分，共10分)1、2、3、4、5、五、問答題 （每小題10分，共30分)1. 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. 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(jìn)電動機(jī)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(jìn)電動機(jī)的制動能力和低速步進(jìn)運(yùn)行時的負(fù)載能力。啟動矩一頻特性 空載時步進(jìn)電動機(jī)由靜止突然啟動，并不失步地進(jìn)入穩(wěn)速運(yùn)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(yùn)行矩頻特性 步進(jìn)電動機(jī)連續(xù)運(yùn)行時所能接受的最高頻率稱為最高工作

7、頻率，它與步距角一起決定執(zhí)行部件的最大運(yùn)行速度。最大相電壓和最大相電流 分別是指步進(jìn)電動機(jī)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. 應(yīng)包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益。一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1、線性度2、伺服控制系統(tǒng)3、三相六拍通電方式4、傳感器5、系統(tǒng)精度二、填空題 （每小題2分，共20分)1、計算機(jī)在控制中的應(yīng)用方式主要有_。2. 滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)有兩類： _。3、應(yīng)用于工業(yè)控制的計算機(jī)主要有 _等類型。4. 機(jī)電一體化系統(tǒng)，設(shè)計指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括_。5、可編程控制器主要由_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

8、的系統(tǒng)，順序控制器通常用_。7、現(xiàn)在常用的總線工控制機(jī)有 _ 、PC總線工業(yè)控制機(jī)和CAN總線工業(yè)控制機(jī)等。8、隔離放大器中采用的耦合方式主要有兩種_。9. 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_。10. 采樣/保持器在保持階段相當(dāng)于一個“_”。三、選擇題 （每小題2分，共10分）1.一個典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個基本要素：A 機(jī)械本體 B 動力與驅(qū)動部分 C 執(zhí)行機(jī)構(gòu) D. 控制及信息處理部分2、機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）開發(fā)的類型A 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(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計方案的常用方法A 取代

9、法 B 整體設(shè)計法 C組合法 D其它。4、機(jī)電一體化的高性能化一般包含A高速化 B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(jìn)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(diǎn)

10、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(jī)控制系統(tǒng)中，如何用軟件進(jìn)行干擾的防護(hù)。2、滾珠絲杠副的軸向間隙對系統(tǒng)有何影響？如何處理？六、綜合應(yīng)用題 (每小題10分，共20分)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？一、名詞解釋 (每小題2分，共

11、10分)1、所謂傳感器的線性度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、一種能夠跟蹤輸入的指令信號進(jìn)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、如果步進(jìn)電動機(jī)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、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、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、 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)分級計算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)督計算機(jī)控制系統(tǒng)（SCC）直接數(shù)字控制系統(tǒng)2. 外循環(huán)插管式 內(nèi)循環(huán)反

12、向器式 3、單片機(jī) PLC 總線工控機(jī) 4. 性能指標(biāo) 系統(tǒng)功能 使用條件 經(jīng)濟(jì)效益。5、CPU 存儲器 接口模塊 6. PLC 7、STD總線工業(yè)控制機(jī) 8、變壓器隔離 光電隔離 9. 20mm 10. 模擬信號存儲器三、選擇題 （每小題2分，共10分）1. A B C D 2、A B C 3、A B C D 4、A B C D 5、A B C D四、判斷題 （每小題2分，共10分)1、（）2、（）3、（）4、（）5、（）五、問答題 （每小題10分，共30分)1、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

13、（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(yùn)行出錯（干擾發(fā)生），可通過軟件進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位或按事先預(yù)定方式運(yùn)行 。2、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。六、綜合應(yīng)用題 (每小題10分，共20

14、分)1 光柵此時的位移細(xì)分前4mm, 細(xì)分后 1mm測量分辨率:細(xì)分前0.01 mm/線 細(xì)分后:0.025一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1.機(jī)電一體化2自動控制3.開環(huán)控制系統(tǒng)4.逆變器 二 判斷題 (每空1分，共10分)1. 直線運(yùn)動導(dǎo)軌是用來支承和引導(dǎo)運(yùn)動部件按給定的方向作往復(fù)直線運(yùn)動。（）2. 滾珠絲桿不能自鎖。（）3. D/A轉(zhuǎn)換的方式可分為并行轉(zhuǎn)換的串行轉(zhuǎn)換方式。（） 4. 同步通信是以字符為傳輸信息單位。（）5. 異步通信常用于并行通道。（）6. 查詢I/O方式常用于中斷控制中。（）7. 串行通信可以分為以下四種方式：1）全雙工方式；（）2）半雙工方式；（）3）同步通信；

15、 （ ）4）異步通信。 （ ）三 填空題：(每空1分，共40分)1. 從控制角度講，機(jī)電一體化可分為 控制系統(tǒng)和 控制系統(tǒng)。2. 在機(jī)電一體化中傳感器輸出電信號的參量形式可以分為: ； ； 三種形式。3. 多點(diǎn)接地：優(yōu)點(diǎn)： ，缺點(diǎn)： 。4. 一般來說，伺服系統(tǒng)的基本組成為 、 、和 等四大部分組成 5. 在SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)中，通常載波是 ，而調(diào)制波是。6.從電路上隔離干擾的三種常用方法是: 隔離， 隔離， 隔離。7.開環(huán)步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)，主要由 、 和等組成。8.1. 實現(xiàn)步進(jìn)電動機(jī)通電2. 環(huán)形分配的三種常用方法是：1），2） ，3） 。9. 產(chǎn)生電磁干擾必備的三個條件是： ， ， 。

16、10.干擾傳播途徑有二種方式：1）傳導(dǎo)耦合方式：干擾信號能量以 或 的形式，通過金屬導(dǎo)體傳遞。2）幅射耦合方式：干擾信號能量以 的形式，通過空間感應(yīng)傳遞。11. 指出下列干擾哪幾種屬于傳導(dǎo)耦合方式： , ;哪幾種屬于幅射耦合方式： , , 。A.靜電干擾 B.磁場干擾 C.漏電干擾 D.共阻抗感應(yīng)干擾 E.電磁輻射干擾。12.磁場屏蔽-對高頻交變磁場應(yīng)采用 的金屬材料作屏蔽體；對低頻交變磁場應(yīng)采用 的材料作屏蔽體，并保證磁路暢通。13.一點(diǎn)接地中：1）串聯(lián)接地：優(yōu)點(diǎn)： ，缺點(diǎn)： ，2）并聯(lián)接地：優(yōu)點(diǎn)： ，缺點(diǎn)： ，僅適用于 電路。四 解答題 (每小題5分，共40分)1一個典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，

17、應(yīng)包含哪些幾個基本要素？2斜齒輪傳動機(jī)構(gòu)中消除齒側(cè)隙的常用方法？3、簡述直流伺服電動機(jī)兩種主要控制方式的工作原理。4. 在微機(jī)控制系統(tǒng)中，主機(jī)和外圍設(shè)備間所交換的信息通常分為哪三類？5數(shù)據(jù)信息可分為哪幾種？7.步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)中，電動機(jī)通過絲杠螺母帶動執(zhí)行部件運(yùn)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=?一名詞解釋 (每小題2分，共10分)1機(jī)電一體化-從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將機(jī)械技術(shù) 、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)最佳化的一門新科學(xué)技術(shù)。2.自動控制由控制裝置自動進(jìn)行操作的控制。3

18、.開環(huán)控制系統(tǒng)無反饋的控制系統(tǒng)。4.逆變器把固定的直流電變成固定或可調(diào)的交流電的 DC/AC變流器。二 判斷題 (每空1分，共10分)1. 2. 3. 4. 5. 6.7.1）12）3）4）三 填空題（(每空1分，共40分）1. 開環(huán)、閉環(huán)2. 電壓輸出 電流輸出 頻率輸出3. 互不干擾 接線多 復(fù)雜 4. 控制器 功率放大器 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 和檢測裝置5. 等腰三角波 （三相）正弦波6. 光電 變壓器 繼電器7. 環(huán)形分配器 功率放大器 步進(jìn)電動機(jī)8. 1）采用計算機(jī)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9干擾源 傳播途徑 接受干擾對象 原系統(tǒng) 系統(tǒng)10. 1） 電壓

19、；電流 。 2）電磁場。11. C , D ; A , B E。12. 銅和鋁等導(dǎo)電性能好 ；鐵等高導(dǎo)磁率 。131）最簡單，；前后相互干擾，2）干擾小，；接線多，復(fù)雜，低頻（1MHZ）。四解答題(每小題5分，共40分)1、機(jī)械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分2.1）墊片調(diào)整法 2）軸向壓簧調(diào)整法3、一種是電樞電壓控制，即在定子磁場不變的情況下，通過控制施加在電繞組兩頭端的電壓信號來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵磁磁場控制即通過改變勵磁電流的大小來改變定子磁場的強(qiáng)度，從而控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。4、數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息5、（1）數(shù)字量（2）模

20、擬量（3）開關(guān)量（4）脈沖量7、 L =(p/360)N ； V =(p/360)f一、名詞解釋 （每題2分共10分）1、 機(jī)電一體化2、柔性制造系統(tǒng)3、靜態(tài)設(shè)計4、系統(tǒng)軟件5、感應(yīng)同步器二、填空題（每空分，共3分）1、對伺服系統(tǒng)的技術(shù)要求是_、_、_、_。2、機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計主要包括兩個環(huán)節(jié)：_、_。3、計算機(jī)控制系統(tǒng)的類型包括_、_、監(jiān)督控制系統(tǒng)、_。5、 接口的基本功能主要有_、放大、_。6、 對直線導(dǎo)軌副的基本要求是_、_、_、_和平穩(wěn)。7機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的侍服性能，要求機(jī)械傳動部件轉(zhuǎn)動慣量小、阻力合理_、_、_、_、并滿足小型、輕量等要求。8、伺服系統(tǒng)的基本組成包

21、括_ 、 _、檢測裝置、_。9、工作接地分為_、 _。三、簡答題 （每小題5分，共20分）3. 簡述直流伺服電機(jī)兩種控制的基本原理。4. 控制系統(tǒng)接地通的目的。四、分析題 （每小題20分，共40分)1. 半橋逆變電路的工作原理。一、名詞解釋 （每題2分共10分）1、機(jī)電一體化: 機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機(jī)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)，實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。2、柔性制造系統(tǒng)：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(jī)床組成，并在

22、加工自動化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)物料流和信息流的自動化3、靜態(tài)設(shè)計：是指依據(jù)系統(tǒng)的功能要求，通過研究制定出機(jī)械系統(tǒng)的初步設(shè)計方案。4、系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件是由計算機(jī)的制造廠商提供的，用來管理計算機(jī)本身的資源和方便 用戶使用計算機(jī)的軟件。5、感應(yīng)同步器: 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。二、填空題（每空分，共3分）1、系統(tǒng)精度 穩(wěn)定性 響應(yīng)特性 工作頻率2、靜態(tài)設(shè)計 動態(tài)設(shè)計3、分級計算機(jī)控制系統(tǒng) 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)5數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、通信聯(lián)絡(luò)6、導(dǎo)向精度高 耐磨性好 足夠的剛度 對溫度變化的不敏感性。7阻尼合理 剛度大 抗振

23、性好 間隙小8、控制器、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)9、一點(diǎn)接地 多點(diǎn)接地三、簡答題 （每小題5分，共20分）3. 直流伺服電動機(jī)的控制方式主要有兩種：一種是電樞電壓控制，即在定子磁場不變的情況下，通過控制施加在電樞繞組兩端的電壓信號來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵磁磁場控制，即通過改變勵磁電流的大小來改變定子磁場強(qiáng)度，從而控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。采用電樞電壓控制方式時，由于定子磁場保持不變，其電樞電流可以達(dá)到額定值，相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩也可以達(dá)到額定值，因而這種方式又被稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。而采用勵磁磁場控制方式時，由于電動機(jī)在額定運(yùn)行條件下磁場已接近飽和，因而只能通過減弱磁場的方法來改變電動機(jī)的

24、轉(zhuǎn)速。由于電樞電流不允許超過額定值，因而隨著磁場的減弱，電動機(jī)轉(zhuǎn)速增加，但輸出轉(zhuǎn)矩下降，輸出功率保持不變，所以這種方式又被稱為恒功率調(diào)速方式。4. 控制系統(tǒng)接地通的目的。將電路、設(shè)備機(jī)殼等與作為零電位的一個公共參考點(diǎn)（大地）實現(xiàn)低阻抗的連接，稱之謂接地。接地的目的有兩個：一是為了安全，例如把電子設(shè)備的機(jī)殼、機(jī)座等與大地相接，當(dāng)設(shè)備中存在漏電時，不致影響人身安全，稱為安全接地；二是為了給系統(tǒng)提供一個基準(zhǔn)電位，例如脈沖數(shù)字電路的零電位點(diǎn)等，或為了抑制干擾，如屏蔽接地等。稱為工作接地。工作接地包括一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種方式。四、分析題 （每小題20分，共40分)1. 半橋逆變電路原理如左圖所示，它有

25、兩個導(dǎo)電臂，每個導(dǎo)電臂由一個可控元件和一個反并聯(lián)二極管組成。在直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容，使得兩個電容的聯(lián)結(jié)點(diǎn)為直流電源的中點(diǎn)。設(shè)電力晶體管Vl和V2 基極信號在一個周期內(nèi)各有半周正偏和反偏，且二者互補(bǔ)。當(dāng)負(fù)載為感性時，其工作波形如右圖所示。輸出電壓波形u0 為矩形波，其幅值為Um =Ud /2輸出電流i0 波形隨負(fù)載阻抗角而異。設(shè)t2 時刻以前V1 導(dǎo)通。t2 時刻給V1關(guān)斷信號，給V2 導(dǎo)通信號，但感性負(fù)載中的電流i0 不能立刻改變方向，于是VD2 導(dǎo)通續(xù)流。當(dāng)t3時刻i0 降至零時VD2 截止，V2 導(dǎo)通，i0 開始反向。同樣，在t4 時刻給V2 關(guān)斷信號，給V1 導(dǎo)通信號后，

26、V2 關(guān)斷，VD1 先導(dǎo)通續(xù)流，t5 時刻V1 才導(dǎo)通。當(dāng)V1 或 V2 導(dǎo)通時，負(fù)載電流和電壓同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；而當(dāng)VD1 或 VD2導(dǎo)通時，負(fù)載電流和電壓反方向，負(fù)載中電感的能量向直流側(cè)反饋，既負(fù)載將其吸收的無功能量反饋回直流側(cè)。反饋回的能量暫時儲存在直流側(cè)電容中，直流側(cè)電容起到緩沖這種無功能量的作用。二極管VD1 、VD2是負(fù)載向直流側(cè)反饋能量的通道，同時起到使負(fù)載電流連續(xù)的作用，VD1 、VD2被稱為反饋二極管或續(xù)流二極管。一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1機(jī)電一體化2伺服控制3閉環(huán)控制系統(tǒng)4逆變器二 判斷題：(每小題1分，共10分)1 在計算機(jī)接口技術(shù)中I/O通道就

27、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(diǎn)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(yùn)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40分)1. 在計算機(jī)和外部交換信息中，按數(shù)據(jù)傳輸方式可分為 ： 通信和

28、 通信。2. 微機(jī)控制系統(tǒng)中的輸入與輸出通道一般包括 、 、 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 ，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 、 、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 ， 而調(diào)制波是。6. 異步交流電動機(jī)變頻調(diào)速：2） 基頻（額定頻率）以下的恒磁通變頻調(diào)速，屬于 調(diào)速方式。3） 基頻（額定頻率）以上的弱磁通變頻調(diào)速，屬于 調(diào)速方式。7. 開環(huán)步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)，主要由 、 和等組成。8.1. 實現(xiàn)步進(jìn)電動機(jī)通電2. 環(huán)形分配的三種常用方法是：1），2） ，3） 。9. 根據(jù)計算機(jī)

29、在控制中的應(yīng)用方式，把計算機(jī)控制系統(tǒng)分為四類：1） ，2） ，3） ，4） 。10應(yīng)用于工業(yè)控制的計算機(jī)主要有：1） ，2） ，3） 等類型。11.干擾傳播途徑有二種方式，其中傳導(dǎo)耦合方式：干擾信號能量以或 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、 、 、 、合理布局和軟件抗干擾技術(shù)。13. 電場屏蔽-通常用 的金屬材料作屏蔽體，并應(yīng)保持良好 。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 通過，而高于 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)四解答題 (每小題8分，共40分)

30、1簡述一個典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成要素。2直齒圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)中消除齒側(cè)隙的常用方法？3簡述機(jī)電一體化對機(jī)械系統(tǒng)的基本要求及機(jī)械系統(tǒng)的組成。4. 簡述在微機(jī)控制系統(tǒng)中I/O控制方式及I/O接口的編址方式。5簡述伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。6DAC0832有哪三種輸入工作方式？有哪二種輸出工作方式？7. 步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)中，電動機(jī)通過絲杠螺母帶動執(zhí)行部件運(yùn)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=?8. 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(jī)控制系統(tǒng)中，試求測量該溫度環(huán)境的分辨

31、率和精度。一 名詞解釋 (每小題2分，共10分)1 機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機(jī)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(diǎn)的最佳 功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。2 伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進(jìn)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)是指具有反饋的控制系統(tǒng)。4 逆變器是將直流電變成交流電的電路。二 判斷題 (每小題1分，共10分)1（）2 （）3 （）4 （）5 （）6 （）7 （）（）（）（）三、選擇題 (每小題1分，共40分)1. 串行通信 并行通信2. 模擬量輸入通道 模

32、擬量輸出通道 數(shù)字量輸入通道 數(shù)字量輸出通道3. 穩(wěn)定性和精度4. 電磁式 液壓式 氣壓式5. 等腰三角波 正弦波6. 恒轉(zhuǎn)矩 恒功率7. 環(huán)形分配器 功率驅(qū)動器 步進(jìn)電機(jī)8. 計算機(jī)軟件 硬件分配 專用環(huán)形分配器計算9. 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 直接控制系統(tǒng) 監(jiān)督計算機(jī)控制系統(tǒng) 分級計算機(jī)控制系統(tǒng)10單片機(jī) PLC 總線工控機(jī)11. 電壓 電流12.隔離 濾波 接地13.銅 鋁等導(dǎo)電性能良好 接地141） 低頻成分 截止頻率成分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 1）機(jī)械本體2）動力與驅(qū)動；3）傳感測試部分；4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)5）控制及信息處理單元2

33、1）、偏心軸套調(diào)整法 2）、雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法3 對機(jī)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(jī)械系統(tǒng)的組成：傳動機(jī)構(gòu)；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4. 程序控制方式、中斷控制方式、直接存儲器存取方式。獨(dú)立編址；與儲存器統(tǒng)一編址。5 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)。6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. L =(p/360)N ； V =(p/360)f8. 4 ; +2。一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1. 機(jī)電一體化2. 分辨力3. 靈敏度(測量)4. 永磁

34、同步電動機(jī):5. 復(fù)合控制器二、單項選擇題 (每小題2分，共10分)1. 受控變量是機(jī)械運(yùn)動的一種反饋控制系統(tǒng)稱 ( )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2. 齒輪傳動的總等效慣量隨傳動級數(shù)( )A.增加而減小 B.增加而增加 C.減小而減小 D.變化而不變3. 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)類型有兩類：外循環(huán)插管式和( )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4.某光柵條紋密度是100條/mm，光柵條紋間夾角=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是( )A.100mm B.20mm C.10mm 5. 直流測速發(fā)電機(jī)輸出的是與轉(zhuǎn)速 ( )A.成正

35、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.成反比的直流電壓三、簡答題 (每小題6分，共30分)1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面?2、步進(jìn)電動機(jī)常用的驅(qū)動電路有哪幾種類型?其中哪種電路適于永磁式步進(jìn)電動機(jī)?3、步進(jìn)電動機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和參考脈沖伺服系統(tǒng)的輸入信號是什么?輸出軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、位置各自與哪些因素有關(guān)?4、什么是PLC的掃描工作制?5、PWM的工作原理?四、計算題 (每小題10分，共20分)1.三相變磁阻式步進(jìn)電動機(jī)，轉(zhuǎn)子80個齒。(1)要求電動機(jī)轉(zhuǎn)速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?(2)要求電動機(jī)轉(zhuǎn)速為100r/min，單拍制通電，輸入脈

36、沖頻率為多少?2. 三相交流感應(yīng)電動機(jī)，電源頻率50Hz，空載轉(zhuǎn)速為1450r/min。(1)該電動機(jī)為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少?(2)堵轉(zhuǎn)時定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少?(3)空載時，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1 機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機(jī)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(diǎn)的最佳 功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。2 傳感器能檢測到的最小輸入增量稱分辨力，在輸入零點(diǎn)附近的分辨力稱為閾值。3 靈敏度(測量) 傳感器在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下輸入變化對輸出變化的比值。4 以電子換向取代了傳統(tǒng)

37、的直流電動機(jī)的電刷換向的電動機(jī)。5 復(fù)合控制器帶有前饋控制系統(tǒng)的反饋控制器。它的作用是使系統(tǒng)能以穩(wěn)定的零誤差跟蹤已知的輸入信號。二、單項選擇題 (每小題2分，共10分)1. B2. A3. B4. C5. C三、簡答題 (每小題6分，共30分)1、系統(tǒng)功能 性能指標(biāo) 使用條件 經(jīng)濟(jì)效益2、單極驅(qū)動 雙極驅(qū)動 高低電壓驅(qū)動 斬波電路驅(qū)動 細(xì)分電路3、參考脈沖序列 轉(zhuǎn)速與參考脈沖頻率成正比輸出軸轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)向電平?jīng)Q定位置由位置電平?jīng)Q定4、即檢測輸入變量求解當(dāng)前控制邏輯以及修正輸出指令,重復(fù)進(jìn)行。5、斬波器調(diào)壓的基本原理是通過晶閘管或自關(guān)斷器件的控制，將直流電壓斷續(xù)加到負(fù)載（電機(jī)）上，利用調(diào)節(jié)通、斷的時

38、間變化來改變負(fù)載電壓平均值。斬波器調(diào)壓控制直流伺服電機(jī)速度的方法又稱為脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation）直流調(diào)速。四、計算題 (每小題10分，共20分)1) K=2; M=3, Z=80; =360/2*3*80=0.75f=480Hz2) K=1; M=3, Z=80; =360/1*3*80=1.5f=400Hz2. 三相交流感應(yīng)電動機(jī)，電源頻率50Hz，空載轉(zhuǎn)速為1450r/min。(1) 4極，空載轉(zhuǎn)差率n=(1500-1450)/1500=3.3%(2) 50Hz(3) 50Hz 16.5 Hz一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)、檢測傳感器 、伺服電動機(jī) 3

39、、靜壓軸承 4、靜壓導(dǎo)軌 5、屏蔽二、填空題（每小題分，共30分）1、機(jī)電一體化系統(tǒng)中常見的軸承包括_、_、_、磁軸承。2、機(jī)電一體化系統(tǒng)一般由_、_、接口、_、_、_等部分組成。.3、按干擾的耦合模式干擾可分為靜電干擾、_、_、_、_等干擾類型。.4、機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將_、_、_、機(jī)械技術(shù)等在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上有機(jī)的加以綜合，實現(xiàn)整個機(jī)械系統(tǒng)_而建立的一門新的科學(xué)技術(shù)。5、伺服系統(tǒng)的基本組成部分包括_、_、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、_四大部分。6、用軟件識別有用信號和干擾信號、并濾去干擾信號的方法稱為_、識別信號的原則有_、_。7、機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計類型大致可分為_、適應(yīng)性設(shè)計、_。8、

40、機(jī)電一體化系統(tǒng)包括_、_、信息處理技術(shù)、_、_、總體等相關(guān)技術(shù)。9、 機(jī)電一體化系統(tǒng)對機(jī)械傳動總傳動比確定的最佳選擇方案有_、_、質(zhì)量最小原則。三、問答題（每題10分,共 40分）2、步進(jìn)電動機(jī)常用的驅(qū)動電路有哪幾種類型?3、用軟件進(jìn)行“線性化”處理時，采用計算法的原理是怎樣的？4、模擬式四、分析擴(kuò)展的RAM6264的地址范圍和和工作原理。（20分傳感器信號處理過程包括哪些環(huán)節(jié)？）一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)、檢測傳感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。、伺服電動機(jī)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進(jìn)行動作，從而獲得精確的位置、速度

41、及動力輸出電動機(jī)3、靜壓軸承從外部油源給軸瓦提供壓力油，使球磨機(jī)進(jìn)、出料端的大軸在高壓油膜的作用下浮起，與軸瓦無直接接觸，處在液體磨擦狀態(tài)，從而極大地降低了起動力矩和旋轉(zhuǎn)阻力矩， 4、靜壓導(dǎo)軌是在兩個相對運(yùn)動的導(dǎo)軌面間通入壓力油或壓縮空氣，使運(yùn)動件浮起，以保證兩導(dǎo)軌面間處于液體或氣體摩擦狀態(tài)下工作。5、屏蔽是利用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻暮袪罨驓钇帘误w，將干擾源或干擾對象包圍起來從而割斷或削弱干擾場的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳輸。二、填空題（每小題分，共30分）1、滾動軸承 滑動軸承 靜壓軸承 磁軸承。2、機(jī)械本體 動力與驅(qū)動 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 傳感器檢測部分 控制及處理部分.3、為靜電干擾 磁場耦

42、合干擾 漏電耦合干擾.4、檢測技術(shù) 伺服技術(shù) 計算機(jī)與信息處理技術(shù)5、控制器 檢測環(huán)節(jié) 比較環(huán)節(jié) 被控對象6、軟件濾波 時間原則 空間原則 屬性原則7、開發(fā)性設(shè)計 變參數(shù)設(shè)計8、機(jī)械技術(shù) 檢測技術(shù) 伺服技術(shù) 計算機(jī)與信息處理技術(shù) 自動控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)9 轉(zhuǎn)動慣量原則 輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則三、問答題（每題10分,共 40分）2、單極驅(qū)動 雙極驅(qū)動 高低電壓驅(qū)動 斬波電路驅(qū)動 細(xì)分電路3、當(dāng)輸出電信號與傳感器的參數(shù)之間有確定的數(shù)字表達(dá)式時，就可采用計算法進(jìn)行非線性補(bǔ)償。即在軟件中編制一段完成數(shù)字表達(dá)式計算的程序，被測參數(shù)經(jīng)過采樣、濾波和標(biāo)度變換后直接進(jìn)入計算機(jī)程序進(jìn)行計算，計算后的數(shù)值即為

43、經(jīng)過線性化處理的輸出參數(shù)。在實際工程上，被測參數(shù)和輸出電壓常常是一組測定的數(shù)據(jù)。這時如仍想采用計算法進(jìn)行線性化處理，則可應(yīng)用數(shù)字上曲線擬合的方法對被測參數(shù)和輸出電壓進(jìn)行擬合，得出誤差最小的近似表達(dá)式。4、模擬式傳感器信號處理過程包括:將非電物理量轉(zhuǎn)換成電量，并經(jīng)放大、濾波等一系列處理后，需經(jīng)模/數(shù)變換將模擬量變成數(shù)字量，才能送入計算機(jī)系統(tǒng)。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程包括信號的采樣/保持、多路轉(zhuǎn)換（多傳感器輸入時）、A/D處理等過程。四、分析擴(kuò)展的RAM6264的地址范圍和和工作原理。（20分）RAM6264的地址范圍為0000H1FFFHP0口與6264的I/O數(shù)據(jù)線相連，另一方面經(jīng)74LS373與626

44、4的低8位地址線連；P2.0P2.4與6264的高5相連；6264的寫使端與單片機(jī)的WR相連；輸出使能端與單片機(jī)的RD相連；CS片選信號端直接接地。采用MOVX DPTR 來訪問此RAM一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1、DMA 2、中斷 3、共模干擾 、伺服控制技術(shù) 5、串行通信二、填空題 （每空分，共3分）1、機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)_、_、_、信息技術(shù)等在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上有機(jī)的加以綜合，實現(xiàn)整個機(jī)械系統(tǒng)_而建立的一門新的科學(xué)技術(shù)。2、機(jī)電一體化產(chǎn)品中需要檢測的物理量分成_和_兩種形式。3、計算機(jī)控制系統(tǒng)的類型包括_、_、監(jiān)督控制系統(tǒng)、_。4 機(jī)械結(jié)構(gòu)因素對侍服系統(tǒng)性能的影響有_

45、、_、結(jié)構(gòu)彈性變形、_間隙的影響。7、 接口的基本功能主要有_、放大、_。8、 對直線導(dǎo)軌副的基本要求是_、_、_、_和平穩(wěn)。7機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的侍服性能，要求機(jī)械傳動部件轉(zhuǎn)動慣量小、阻力合理_、_、_、_、并滿足小型、輕量等要求。8、伺服系統(tǒng)的基本組成包括_ 、 _、檢測裝置、_。9、擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計方案的方法有_、組合法、 _。10、STD總線的技術(shù)特點(diǎn)_、_、_、高可靠性。四、分析擴(kuò)展的ROM27256的工作地址范圍和工作原理 (30分)一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1、外設(shè)與內(nèi)存間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換（DMA）而不通過CPU2、為了提高CPU的效率和使系統(tǒng)具有良好的實時性，采用中斷方式CPU就不必花費(fèi)大量時間去查詢各外