西南交大習(xí)題（光機(jī)電一體化控制技術(shù)）

1、 10/10 第1章 概論一、選擇題1 一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個(gè)基本要素（ ）。A： 機(jī)械本體 B：動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)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。3機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心是（ ）。A：動(dòng)力部分B：執(zhí)行機(jī)構(gòu)C：控制器D：接口4機(jī)電一體化系統(tǒng)中，根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作這一功能的是（ ）。A：機(jī)械本體B：動(dòng)力部分C：控制器D：執(zhí)行機(jī)構(gòu)二、填空題1、在未來機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展呈現(xiàn)，、，、趨勢(shì)三、論述題舉例說明光機(jī)電一體化系統(tǒng)和機(jī)電一體化技術(shù)含義光機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要組成要素機(jī)電一體化系統(tǒng)的

2、關(guān)鍵技術(shù)有那些機(jī)電一體化系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)？為什么采用機(jī)電一體化技術(shù)可以提高系統(tǒng)的精度?四、判斷題1機(jī)電一體化系統(tǒng)就是機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)簡單合于一起的系統(tǒng)。第2章 機(jī)電一體化系統(tǒng)分析基礎(chǔ)一多項(xiàng)選擇題1光機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則主要包括（ ）。A. 機(jī)電互補(bǔ)原則B.功能優(yōu)化原則C.自動(dòng)化原則 D.效益最大原則E開放性原則2. 模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步是在時(shí)間上對(duì)信號(hào)進(jìn)行（ ）處理。A. 量化處理 B.采樣離散化處理C.編碼處理 D. 調(diào)制處理3PCM是指（ ）。A. 脈幅調(diào)制 B.脈寬調(diào)制 C.脈位調(diào)制 D. 脈沖編碼調(diào)制4. 經(jīng)采樣后的信息屬于（ ）。A. 數(shù)字信號(hào) B.離散化的模擬信號(hào)C. 連

3、續(xù)模擬信號(hào) D. 調(diào)制信號(hào)5. 數(shù)字信號(hào)是對(duì)時(shí)間離散模擬信號(hào)進(jìn)行（ ）處理后得到的。A. 量化處理 B.采樣離散化處理C. 編碼處理 D. 調(diào)制處理三 填空題1光機(jī)電一體化的理論基礎(chǔ)主要涉，和。2光機(jī)電一體化系統(tǒng)所涉及的信號(hào)有兩類和。四 綜合題1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)是什么？2論述機(jī)電一體化系統(tǒng)信息傳輸過程。3論述模擬信息數(shù)字化的基本原理。第3章機(jī)電一體化系統(tǒng)建模與仿真一 、選擇題1.在機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立過程中，慣性力與質(zhì)量體運(yùn)動(dòng)的（ ）成正比，彈簧力與質(zhì)量體運(yùn)動(dòng)的（ ）成正比， 阻尼與質(zhì)量體運(yùn)動(dòng)的（ ）成正比。A.位移 B. 速度 C. 加速度 D. 摩擦2、電路系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型建立主要

4、是基于如下定理（ ）。A：奈奎斯特定理 B：基爾霍夫電壓定理 C：歐姆定理 D：基爾霍夫電流定理E：終值定理3、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型建立主要是基于如下定律（ ）。A：牛頓定一運(yùn)動(dòng)定律B：牛頓定二運(yùn)動(dòng)定律C：牛頓定三運(yùn)動(dòng)定律 D：萬有引力定律 4、適合應(yīng)用傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)是（ ）：A、單輸入，單輸出線性定常系統(tǒng)； B、單輸入，單輸出線性時(shí)變系統(tǒng)；C、單輸入，單輸出的定常系統(tǒng)； D、非線性系統(tǒng)。二、 填空題1通常情況下，將系統(tǒng)模型可以分為兩大類：和。2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型一般按特征分類，常見的有和，和，和，和。3研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)與特征時(shí)，通常有兩種數(shù)學(xué)模型描述方法：和。4在機(jī)電一體化系統(tǒng)建模

5、過程中，機(jī)械系統(tǒng)主要有三個(gè)基本元件： 、和。5在機(jī)電一體化系統(tǒng)建模過程中，電路系統(tǒng)主要有三個(gè)基本元件： 、和。三、綜合題1簡述為什么在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)建模和仿真分析。并說明模型建立的兩種基本方式和他們的主要特點(diǎn)。2簡述基爾霍夫電流、電壓定理3機(jī)電一體化反饋控制系統(tǒng)的主要組成部分是什么？4簡述系統(tǒng)仿真的目的和意義5已知一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，求系統(tǒng)傳遞函數(shù)R(S)C(S)6、以下圖所示，汽車的正運(yùn)動(dòng)方向如圖，假定發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為u, 忽略汽車車輪的旋轉(zhuǎn)慣量，假設(shè)阻礙汽車運(yùn)動(dòng)的摩擦力與汽車速度成正比，求：（1）：畫出汽車的巡航控制的自由體圖；（2）：寫出其運(yùn)動(dòng)方程；（3）：

6、寫出其傳遞函數(shù)V(s)/U(s)；(4)：若該系統(tǒng)通過反饋控制實(shí)現(xiàn)其巡航，請(qǐng)分別說明該控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控過程或?qū)ο?、傳感器以及控制器分別是什么，并構(gòu)畫出其系統(tǒng)控制框圖；(5)：基于其傳遞函數(shù)形式，用狀態(tài)方程描述汽車的運(yùn)動(dòng)方程（設(shè)定輸出汽車的位置為x）。7：下圖串聯(lián)電路。寫出輸出電壓與輸入電壓之間傳遞函數(shù)RLCLRUo(t)Ui(t)第4章 傳感器與接口技術(shù)一 、名詞解釋1、線性度2、傳感器分辨率3、傳感器靈敏度4、測量準(zhǔn)確度二選擇題1衡量傳感器品質(zhì)主要參數(shù)包括：（ ）。A：靈敏度 B：分辨力 C：準(zhǔn)確度D：精確度 E：重復(fù)性 F：線性度2傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要用于( )。A.控制B

7、.檢測C.計(jì)算 D. 編碼3傳感器的種類按工作原理分可以分為（ ）。A.結(jié)構(gòu)型 B.開關(guān)型 C.物型型 D.數(shù)字型4模擬信息處理電路一般包括（ ）。A. 放大B.濾波C.補(bǔ)償D. D/A轉(zhuǎn)換 E. 驅(qū)動(dòng)電路5智能傳感器主要硬件結(jié)構(gòu)是指將敏感元件與（ ）相結(jié)合。A.放大器B. 濾波器C.微處理器 D. 控制器6.電橋是用來測量傳感器的電阻、電容或電感變化的電路，它是將這些參量的變化變換為電壓或電流信號(hào)變化的電路。全橋的電壓靈敏度比單橋提高了( )倍 A. 1 B. 2 C. 4 D.87. 衡量放大器放大能力的指標(biāo)是（ ）。 A. 輸入阻抗 B. 放大倍數(shù)C. 輸出阻抗 D.通頻帶二 填空題1傳

8、感器的接口電路主要功能包括：對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行 、 、 、 、 及等處理。2傳感器從結(jié)構(gòu)上一般由 、 、三部分組成。3 傳感器基本轉(zhuǎn)換電路主要包括： 、 、及 、電路。4. 放大器主要技術(shù)指標(biāo)包括： 、 、及三 綜合題1隔離放大器的作用和特點(diǎn)2傳感器模擬信號(hào)采樣中應(yīng)該注意哪些問題？3機(jī)電一體化系統(tǒng)通常涉及到控制，并要求測量控制量，因?yàn)殡娦盘?hào)可以傳輸、放大且容易處理，我們通常讓傳感器輸出為一個(gè)與被測量成比例的電壓或電流信號(hào)。描述一個(gè)傳感器，輸出與下列物理量成比例的電信號(hào),并列舉一個(gè)或兩個(gè)在我們實(shí)現(xiàn)生活中的應(yīng)用實(shí)例。(10分)。 （a）溫度 （b）壓力 （c）液位 （d）管道體內(nèi)的流量 （e）

9、線位移 （f）角位移 (g)線速度 (h) 轉(zhuǎn)速 (i) 移動(dòng)加速度 (j) n力矩第5章 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、單項(xiàng)選擇題1機(jī)電一體化系統(tǒng)中，根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作這一功能的是（ ）。A機(jī)械本體B動(dòng)力部分C控制器D執(zhí)行機(jī)構(gòu)2將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件是（ ）A旋轉(zhuǎn)變壓器B交流伺服電動(dòng)機(jī)C步進(jìn)電動(dòng)機(jī)D光電編碼盤3由電信號(hào)處理部分和液壓功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)是（ ）A交流伺服系統(tǒng)B直流伺服系統(tǒng)C電液伺服系統(tǒng)D步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)4當(dāng)直流伺服電動(dòng)機(jī)外加電壓等于額定電壓，勵(lì)磁電流等于額定電流時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨控制電流變化的關(guān)系曲線稱( D )A.直流伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 B.動(dòng)態(tài)特性C.失

10、靈區(qū) D.直流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性5載荷是執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算過程的一項(xiàng)重要原始數(shù)據(jù)，在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，典型載荷是指在機(jī)構(gòu)上的（ ）。A.摩擦載荷 B.慣性載荷C.外載荷 D.各種環(huán)境載荷三、 填空題 1.在機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)上，通常我們需要遵循 、 、 原則。 2機(jī)電一體化系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的多采用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件，在機(jī)電一體化反饋控制系統(tǒng)中，常用的電動(dòng)機(jī)有和兩種。四、簡述題1簡述直流電動(dòng)機(jī)的工作特性？2.簡述直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性？3對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)中，分別說明其傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器的作用，并列舉你所了解的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型。五、 綜合題1一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓=2

11、20 V , 額定轉(zhuǎn)速 r/min , 電動(dòng)機(jī)鐵損W ，機(jī)械摩擦損耗W ，電樞回路總電阻，V，求電磁轉(zhuǎn)矩、輸入功率和效率。2一他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓=440 V，額定功率KW,額定電流，額定轉(zhuǎn)速 r/min，電樞回路總電阻，額定勵(lì)磁電流，忽略電樞反應(yīng)影響。試求：額定輸出轉(zhuǎn)矩和在額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。3、在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，液壓伺服系統(tǒng)的運(yùn)用越來越廣泛，并被廣泛地應(yīng)用于位置和速度的控制，試說明在液壓伺服系統(tǒng)中，比例閥的主要作用。并根據(jù)下圖所示，描述出比例閥控制時(shí)比例閥閥芯移動(dòng)位移和閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載位移之間的傳遞函數(shù)。（其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動(dòng)部分質(zhì)量為M,等效粘性阻尼常數(shù)為f）。第6章 機(jī)電一體化控制技

12、術(shù)一、 單項(xiàng)選擇題1在時(shí)域里描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的主要指標(biāo) ( ) A：上升時(shí)間 B： 超調(diào)量 C：穩(wěn)定時(shí)間 D：穩(wěn)態(tài)誤差 E：調(diào)節(jié)時(shí)間 F：系統(tǒng)帶寬2 在數(shù)字控制中，保持器的主要作用是（ ）： A：提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性 B改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能 C：采樣電壓值保持一個(gè)采樣周期； D：消除系統(tǒng)干擾E：提高抗干擾能力 3 在數(shù)字控制系統(tǒng)中，控制器前向通路上一般需要對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行（ ）處理；A：A/D采樣 B：采樣保持 C：量化處理D：D/A轉(zhuǎn)換E：信號(hào)同一化處理4. 在設(shè)計(jì)數(shù)字控制器的過程中，我們需要通過采樣定理來確定系統(tǒng)的采樣周期，采樣周期的選擇要符合采用定理，即采樣頻率必須大于輸入信息所包含最高頻率的 （

13、 ）倍。、A、2； B、4； C、5 ； D、105. 在數(shù)字控制中，被控對(duì)象或控制器控制律主要是由（ ）描述。A：微分方程 B：差分方程C：積分方程D：偏分方程6，采用負(fù)反饋形式連接后（ ）：A. 一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；B. 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高；C. 需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能；D. 一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除。. 提高系統(tǒng)抗干擾能力7，描述控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要包括（ ）A：對(duì)常值或“偏離”擾動(dòng)信號(hào)所允許的穩(wěn)態(tài)誤差B：對(duì)多項(xiàng)式參考輸入信號(hào)，如躍階信號(hào)和斜坡信號(hào)，所允許的穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差。C：系統(tǒng)多模型參數(shù)變化的靈敏度D：控制系統(tǒng)階數(shù)E：系統(tǒng)在躍階參考輸入或擾

14、動(dòng)輸入時(shí)的動(dòng)態(tài)特性，如上升時(shí)間，超調(diào)量等8，在下列那種情況下,控制系統(tǒng)不穩(wěn)定（ ）。A：極點(diǎn)位于S平面的右邊 B：極點(diǎn)位于S平面的左邊 C：極點(diǎn)位于S平面的原點(diǎn) D：極點(diǎn)位于S平面的虛軸上二、填空題1. 控制系統(tǒng)從組成通路上分，可以分為 和控制。2模糊控制系統(tǒng)從原理上講，主要由： 和和三部分組成。3、在機(jī)電一體化系統(tǒng)數(shù)字PID控制器設(shè)計(jì)中，需要確定的控制器主要參數(shù)是、和。4. 控制系統(tǒng)性能指標(biāo)主要包括：、 和和四項(xiàng)。三、 綜合題1在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們常用到PID控制器，試說明PID控制器中P, I ,D的主要作用和特點(diǎn)。2簡述AD、DA接口的功能, 并說明保持器應(yīng)用的目的。3在實(shí)際設(shè)計(jì)數(shù)字控制器時(shí)，采用周期的確定要考慮那些因素？4. 說明智能系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)能的主要區(qū)別？5從理論上講，因數(shù)字控制器涉及到對(duì)信號(hào)（控制信號(hào)、反饋信號(hào)）的采樣而會(huì)導(dǎo)致信息丟失，但為什么在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)字控制方法的應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)說明奈奎斯特-香農(nóng)采樣