機電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題課程代碼：02245 一、單項選擇題(本大題共14小題，每小題1分，共14分)在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)。1.受控變量是機械運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)控機床           D.工業(yè)機器人2.齒輪傳動

2、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           

3、0;          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(      )A.100mm 

4、;    B.20mm            C.10mm                D.0.1mm5.直流測速發(fā)電機輸出的是與轉(zhuǎn)速(      )A.成正比的交流電壓       &#

5、160;          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(      )輸入電壓。A.大于        B.大于等于 

6、;           C.等于        D.小于7.某4極交流感應(yīng)電動機，電源頻率為50Hz，當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.02時，其轉(zhuǎn)速為(      )A.1450r/min                 

7、60;   B.1470r/minC.735r/min                      D.2940r/min8.右圖稱(      )A.直流伺服電動機調(diào)節(jié)特性B.直流伺服電動機機械特性C.直流伺服電動機動態(tài)特性D.直流伺服電動機調(diào)速特性9.計算步進電動機轉(zhuǎn)速的公式為(   &

8、#160;  )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，則動態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時間ts(      )A.增大              B.減小&#

9、160;    C.不變              D.不定11.已知f(t)=a+bt，則它的拉氏變換式為(      )A. +b              B.       C.   

10、        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動，必須同時控制每一個軸的(      )使得它們同步協(xié)調(diào)到達目標(biāo)點。A.位置和加速度                     B.速度和加速度C.位置和速度   &

11、#160;                   D.位置和方向13.圖示利用繼電器觸點實現(xiàn)的邏輯函數(shù)為(      )A.(A+ )·( +B)B.A· + ·BC.(A+B)·( + )D.A·B+ · 14.累計式定時器工作時有(      )A.1個條件

12、                           B.2個條件C.3個條件                      

13、;     D.4個條件二、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題2分，共10分)15.機電一體化16.軸系的動特性17.靈敏度(測量)18.永磁同步電動機19.復(fù)合控制器三、簡答題(本大題共4小題，每小題4分，共16分)20.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面?21.步進電動機常用的驅(qū)動電路有哪幾種類型?其中哪種電路適于永磁式步進電動機?22.步進電動機數(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)?23.什么是PLC的掃描工作制?四、計算題(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

14、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)剛輪固定時柔輪的轉(zhuǎn)速n1;      (2)柔輪固定時剛輪的轉(zhuǎn)速n2。25.已知某一線性電位器的測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)已測得輸出電壓Vo=5.8V,求RL。(2)試計算此時的測量誤差。26.某二階系統(tǒng)如圖所示(1)求系統(tǒng)對r(t)階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量%和調(diào)節(jié)時間ts。(2)求r(t)=1+t,n(t)=0.1共同作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess。

15、27.三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子80個齒。(1)要求電動機轉(zhuǎn)速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?(2)要求電動機轉(zhuǎn)速為100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?五、簡單應(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?(2)將其改進為二階低通濾波器，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)電動機，電源頻率50Hz，空載轉(zhuǎn)速為1450r/min。(1)該電動機為幾極，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

16、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r(t)的階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量%及調(diào)節(jié)時間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平面上的直線運動路徑，源點坐標(biāo)(5，-2)，終點坐標(biāo)為(1，-1)。設(shè)兩軸最大加速度限制：xmax=ymax=±2。試設(shè)計三次多項式樣條函數(shù)點位控制指令。六、綜合應(yīng)用題(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)= = (

17、1) 確定Kp和Td的值，以使系統(tǒng)性能同時滿足：    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)計二臺電動機A、B工作的系統(tǒng)。（1） 按鈕X1為A電動機起動，按鈕X2為A電動機停止（輸出Y1）；（2） 按鈕X3為B電動機起動，按鈕X4為B電動機停止（輸出Y2）；（3） 只有A電動機在工作中，B電動機才能工作。   要求：畫出梯形圖，寫出助記符指令程序。機電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題參考答案課程代碼：02245 一、單項選擇題(本大

18、題共14小題，每小題1分，共14分)   1.B          2.A          3.D          4.C          5.C   6.C   

19、       7.B          8.B          9.C          10.B   11.B         12.C  

20、60;      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.機械與電子的集成技術(shù)。16.指軸系抵抗沖擊、振動、噪聲的特性。17.輸出變化量與對應(yīng)的輸入(被測量)變化量的比值。有時稱為增量增益或標(biāo)度因子。18.以電子換向取代了傳統(tǒng)直流電動機的電刷換向，又稱無刷電動機。19.在反饋控制器的基礎(chǔ)上附加一個前饋控制器，二者的組

21、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。三、簡答題(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)濟效益。21.主要有：單極性驅(qū)動電路、雙極性驅(qū)動電路、高低壓驅(qū)動電路、斬波驅(qū)動電路、細(xì)分電路。其中雙極性驅(qū)動電路適于永磁式步進電動機。22.(1)參考脈沖序列。               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

22、。               位置由參考脈沖數(shù)決定。23.PLC的掃描工作制，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)進行。四、計算題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)24.（1）剛輪固定時：             n1=-    （2）柔輪固定時     

23、0;         25.V0= (1) 當(dāng)V01=5.8時，5.8=  5.8=  ()空載時 設(shè)測量出5.8輸出電壓時的測量誤差 則 26.(1)求閉環(huán)傳函及誤差表達式         C(s)=CR(s)+CN(s)=    E(s)=R(s)-C(s)=1- R(s)-    (2)求       ts=   (3)求ess 

24、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。    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（

25、1） 即該電動機為四級   空載時轉(zhuǎn)差率為：S=    （2）堵轉(zhuǎn)時：S定子繞組電勢頻率f1=50Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率f2=Sf1=50Hz(3) 空載時：定子繞阻電勢頻率f150Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率：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)運動先設(shè)計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.