機(jī)電一體化試題1

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試題課程代碼：02245 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共14小題，每小題1分，共14分)在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.受控變量是機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(dòng)的總等效慣量隨傳動(dòng)級(jí)數(shù)(&

2、#160;     )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              

3、;        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.某光柵的條紋密度是100條/mm，光柵條紋間的夾角=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是(      )5.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出的是與轉(zhuǎn)速(  &

4、#160;   )A.成正比的交流電壓                  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6.電壓跟隨器的輸出電壓(   

5、;   )輸入電壓。A.大于        B.大于等于            C.等于        D.小于7.某4極交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電源頻率為50Hz，當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.02時(shí)，其轉(zhuǎn)速為(      )A.1450r/min    

6、60;                B.1470r/minC.735r/min                      D.2940r/min8.右圖稱(      )A.直流伺服電動(dòng)機(jī)

7、調(diào)節(jié)特性B.直流伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性C.直流伺服電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性D.直流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性9.計(jì)算步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的公式為(      )A.        B.Tsmcos    C.      D. 180°-10.一般說來，如果增大幅值穿越頻率c的數(shù)值，則動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts(      )A.增大  

8、;            B.減小     C.不變              D.不定11.已知f(t)=a+bt，則它的拉氏變換式為(      )A.+b         &

9、#160;    B.      C.           D. 12.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(dòng)，必須同時(shí)控制每一個(gè)軸的(      )使得它們同步協(xié)調(diào)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。A.位置和加速度              

10、;       B.速度和加速度C.位置和速度                       D.位置和方向13.圖示利用繼電器觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的邏輯函數(shù)為(      )A.(A+)·(+B)B.A·+·BC.(A+B)·(+)D.A&#

11、183;B+·14.累計(jì)式定時(shí)器工作時(shí)有(      )A.1個(gè)條件                           B.2個(gè)條件C.3個(gè)條件           &

12、#160;               D.4個(gè)條件二、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題2分，共10分)15.機(jī)電一體化16.軸系的動(dòng)特性17.靈敏度(測(cè)量)18.永磁同步電動(dòng)機(jī)19.復(fù)合控制器三、簡(jiǎn)答題(本大題共4小題，每小題4分，共16分)20.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面?21.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類型?其中哪種電路適于永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)?22.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和參考脈沖伺服系統(tǒng)的輸入信號(hào)是什么?輸出軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、位置各

13、自與哪些因素有關(guān)?23.什么是PLC的掃描工作制?四、計(jì)算題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)24.已知雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Z1=200, 剛輪齒數(shù)Z2=202，波發(fā)生器的轉(zhuǎn)速nH=600r/min。如圖試求：(1)剛輪固定時(shí)柔輪的轉(zhuǎn)速n1;      (2)柔輪固定時(shí)剛輪的轉(zhuǎn)速n2。25.已知某一線性電位器的測(cè)量位移原理如圖所示。若電位器的總電阻R=2k，電刷位移為X時(shí)的相應(yīng)電阻Rx=1k，電位器的工作電壓Vi=12V,負(fù)載電阻為RL。(1)已測(cè)得輸出電壓Vo=5.8V,求RL。(2)試計(jì)算此時(shí)的測(cè)量誤差。26.某二階系統(tǒng)如圖所示(1

14、)求系統(tǒng)對(duì)r(t)階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量%和調(diào)節(jié)時(shí)間ts。(2)求r(t)=1+t,n(t)=0.1共同作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess。27.三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子80個(gè)齒。(1)要求電動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?五、簡(jiǎn)單應(yīng)用題(本大題共4小題，每小題6分，共24分)28.已知一階低通有源濾波器電路如圖所示。要求：(1)一階低通濾波器現(xiàn)存在什么弱點(diǎn)?(2)將其改進(jìn)為二階低通濾波器，畫出電路圖；(3)畫出二階低通的幅頻特性示意圖。29.三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電源頻率50Hz，空載轉(zhuǎn)速為1450r/m

15、in。(1)該電動(dòng)機(jī)為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少?(2)堵轉(zhuǎn)時(shí)定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率各為多少?(3)空載時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率各為多少?30.二階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。設(shè)K1=0.1, K2=10,T1=0.5s(1)求系統(tǒng)對(duì)r(t)的階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量%及調(diào)節(jié)時(shí)間ts(取=±5%);(2)求系統(tǒng)增益Ks及伺服剛度KR;(3)求r(t)=1+t及n(t)=0.1共同作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess。31.考慮x-y平面上的直線運(yùn)動(dòng)路徑，源點(diǎn)坐標(biāo)(5，-2)，終點(diǎn)坐標(biāo)為(1，-1)。設(shè)兩軸最大加速度限制：xmax=ymax=±2。試設(shè)計(jì)三次多項(xiàng)式樣條函數(shù)點(diǎn)位控制指令。六、綜合應(yīng)用題

16、(本大題2小題，每小題8分，共16分)32.某控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，圖中GC(s)=Kp(1+Tds),Gp(s)=(1) 確定Kp和Td的值，以使系統(tǒng)性能同時(shí)滿足：    在單位拋物線(恒加速度)函數(shù)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差essa0.2，幅值穿越(截止)頻率c=5(2) 計(jì)算系統(tǒng)在上述取值條件下的相位裕量m。33.采用PLC設(shè)計(jì)二臺(tái)電動(dòng)機(jī)A、B工作的系統(tǒng)。（1）按鈕X1為A電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，按鈕X2為A電動(dòng)機(jī)停止（輸出Y1）；（2）按鈕X3為B電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，按鈕X4為B電動(dòng)機(jī)停止（輸出Y2）；（3）只有A電動(dòng)機(jī)在工作中，B電動(dòng)機(jī)才能工作。   要求：畫出

17、梯形圖，寫出助記符指令程序。 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試題參考答案課程代碼：02245 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共14小題，每小題1分，共14分)   1.B          2.A          3.D          4.C     &

18、#160;    5.C   6.C          7.B          8.B          9.C          10.B   11.B &

19、#160;       12.C         13.A         14.B         二、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題2分，共10分)15.機(jī)械與電子的集成技術(shù)。16.指軸系抵抗沖擊、振動(dòng)、噪聲的特性。17.輸出變化量與對(duì)應(yīng)的輸入(被測(cè)量)變化量的比值。有時(shí)稱為增量增益或標(biāo)度因

20、子。18.以電子換向取代了傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)的電刷換向，又稱無刷電動(dòng)機(jī)。19.在反饋控制器的基礎(chǔ)上附加一個(gè)前饋控制器，二者的組合稱為復(fù)合控制器。它的作用是使系統(tǒng)能以零穩(wěn)定誤差跟蹤已知的輸入信號(hào)。三、簡(jiǎn)答題(本大題共4小題，每小題4分，共16分)20.應(yīng)包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益。21.主要有：?jiǎn)螛O性驅(qū)動(dòng)電路、雙極性驅(qū)動(dòng)電路、高低壓驅(qū)動(dòng)電路、斬波驅(qū)動(dòng)電路、細(xì)分電路。其中雙極性驅(qū)動(dòng)電路適于永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。22.(1)參考脈沖序列。              

21、; 轉(zhuǎn)速與參考脈沖頻率成正比。   (2)輸出軸   轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)向電平?jīng)Q定。               位置由參考脈沖數(shù)決定。23.PLC的掃描工作制，即檢測(cè)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。四、計(jì)算題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)24.（1）剛輪固定時(shí)：           &

22、#160;n1=-   （2）柔輪固定時(shí)              25.V0=(1) 當(dāng)V01=5.8時(shí)，5.8= 5.8= ()空載時(shí)設(shè)測(cè)量出5.8輸出電壓時(shí)的測(cè)量誤差則26.(1)求閉環(huán)傳函及誤差表達(dá)式         C(s)=CR(s)+CN(s)=   E(s)=R(s)-C(s)=1-R(s)-   (2)求

23、60;     ts=  (3)求ess  二階系統(tǒng)ai>0閉環(huán)穩(wěn)定   R(s)=   Ess=27.(1)     即     （2）  單拍制           即： f=   五、簡(jiǎn)單應(yīng)用題（本大題共4小題，每小題6分，共24分）28（1）一階低通濾波器存在過渡區(qū)域衰減緩慢的弱點(diǎn)。  

24、;  2）二階低通有源濾波器電路圖(3)低通濾波幅頻率特性示意圖。29（1）即該電動(dòng)機(jī)為四級(jí)   空載時(shí)轉(zhuǎn)差率為：S=   （2）堵轉(zhuǎn)時(shí)：S定子繞組電勢(shì)頻率f1=50Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率f2=Sf1=50Hz(3) 空載時(shí)：定子繞阻電勢(shì)頻率f150Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率：f2=30.(1)G(s)=1型v=p=         (2)性能指標(biāo)     ts=(3)系統(tǒng)增益與伺服剛度  Ks=Kv=K1K2=1， KR=K1=0.1  （4）  essr=     essn=-31.  所以協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)先設(shè)計(jì)x軸，再利用下列直線方程變換成y軸控制指令  y(t)=-   x(t)=5+3(1-5)()2-2(1-5)( )3=5-t2+  y(t)=-2+六、綜合應(yīng)用題（本大題共小題，每小題分，共分）32.(1)開環(huán)傳函G(s)=Gc(s