機(jī)電一體化技術(shù)試題答案3

1、機(jī)電一體化技術(shù)試卷（四）一、名詞解釋（每小題2分，共10分）變頻調(diào)速FMS響應(yīng)特性4敬感元件5.壓電效應(yīng)二、選擇題（每小題2分，共10分）1、伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對(duì)象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)和等個(gè)五部分。A換向結(jié)構(gòu)B轉(zhuǎn)換電路C存儲(chǔ)電路D檢測(cè)環(huán)節(jié)2、檢測(cè)環(huán)節(jié)能夠?qū)敵鲞M(jìn)行測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱，一般包括傳感器和。A控制電路B轉(zhuǎn)換電路C調(diào)制電路D逆變電路3、以下可對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速 的方法是。A改變電壓的大小B改變電動(dòng)機(jī)的供電頻率C改變電壓的相位D改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)4、執(zhí)行元 件：能量變換元件，控制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，可分為、液壓式和氣動(dòng)式等。A電氣式B電磁式C磁阻式D機(jī)械

2、式5、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，乂稱電脈沖馬達(dá)，是通過 決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動(dòng)機(jī)。人脈沖的寬度B脈沖的數(shù)量C脈沖的相位D脈沖的占空比三、簡(jiǎn)答題（每小題10分，共30分）1什么叫傳感器？傳感器的功用是什么？它是山哪兒部分組成的？各部分的作用及 相互關(guān)系如何？試簡(jiǎn)述采樣/保持器原理。工業(yè)控制用的計(jì)算機(jī)主要有哪兒種類型，它們分別適用于哪些場(chǎng)合？四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題（每小題10分，共20分）刻線為1024的增量式角編碼器安裝在機(jī)床的絲杠轉(zhuǎn)軸上，已知絲杠的螺距為 2mm,編碼器在10秒內(nèi)輸出307200個(gè)脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速分別是 多少？有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進(jìn)電機(jī)定子

3、勵(lì)石磁 繞組測(cè)得步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r/min,已知轉(zhuǎn)子有24個(gè)齒，求：1）步進(jìn)電機(jī)的步距角：2）脈沖電源的頻率。五、綜合應(yīng)用題（每小題15分，共30分）三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min,輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少？根據(jù)下面的電路圖，編寫利用該接口電路一次完成A/D轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換的結(jié)果 的高8位放入R2中，低8位放入R3中的程序段。機(jī)電一體化技術(shù)試卷（四）答案一、名詞解釋（每小題2分，共10分）1采用改變電機(jī)通電頻率的方式來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速的調(diào)速方式柔性制造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing System）是山兩臺(tái)或

4、兩臺(tái)以上加工中心 或 數(shù)控機(jī)床組成，并在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化，其基本組 成部分有：自動(dòng)化加工設(shè)備，工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，多層計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 等。響應(yīng)特性：指的是輸出量跟隨輸入指令變化的反應(yīng)速度，決定了系統(tǒng)的工作效 率。4敏感元件是直接可以感受被測(cè)量的變化，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的元件。5壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定的方向?qū)λ┘恿Χ顾a(chǎn)生變形時(shí)， 內(nèi) 部就會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上將產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。當(dāng)外力去掉 后，它乂重新恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng)。二、選擇題（每小題2分，共10分）1、D2、B3、B4、A5、B三、簡(jiǎn)答題侮小

5、題10分，共30分）傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng) 用的某種物理量的測(cè)量裝置。傳感器的功用是：一感二傳。組成：傳感器一般是山敬感元件、傳感元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敬感元件：直接可以感受被測(cè)量的變化，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的元件。轉(zhuǎn)換 元件：敬感元件的輸出就是轉(zhuǎn)換元件的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量?；巨D(zhuǎn)換 電路：上述的電路參量進(jìn)入基本轉(zhuǎn)換電路中，就可以轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器只完 成被測(cè)參數(shù)到電量的基本轉(zhuǎn)換。采樣/保持由存儲(chǔ)電容C,模擬開關(guān)S等組成，如圖所示。當(dāng)S接通時(shí)，輸出信號(hào) 跟蹤輸入信號(hào)，稱采樣階段。當(dāng)S斷開時(shí)，電容C二端一直保持?jǐn)嚅_的電壓，稱保

6、持階段。由此ri|ri|q構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單采樣/保持器。實(shí)際上為使采樣/保持器具有足夠的精度，一般在輸入 級(jí)和輸出級(jí)均采用緩沖器，以減少信號(hào)源的輸出阻抗，增加負(fù)載的輸入阻抗。在電 容選擇時(shí)，使其大小適宜，以保證其時(shí)間常數(shù)適中，并選用漏泄小的電容。工業(yè)控制的汁算機(jī)主要有單片微型汁算機(jī)、可編程序控制器（PLC）、總線工控 機(jī)等類型。根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的大小和控制參數(shù)的復(fù)朵程度，選用不同的微型計(jì) 算機(jī)。單片機(jī)或可編程控制器主要用于，控制量為開關(guān)量和少量數(shù)據(jù)信息的模擬量的 小系統(tǒng)。對(duì)于數(shù)據(jù)處理量大的系統(tǒng)，則往往采用基于各類總線結(jié)構(gòu)的工控機(jī)如STD 總線工控機(jī)、IBM-PC總線工控機(jī)、Multibus T控

7、機(jī)等。對(duì)于多層次、復(fù) 雜的機(jī)電一 體化系統(tǒng)，則要采用分級(jí)分步式控制系統(tǒng)，在這種控制系統(tǒng)中，根據(jù)各級(jí)及控制對(duì)象 的特點(diǎn)，可分別采用單片機(jī)、可編程控制器、總線工控機(jī)和微型機(jī)來分別完成不同的 功能。四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題（每小題10分，共20分）10s內(nèi)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)：3072004-1024=300 （轉(zhuǎn)）位移量（螺距T=2mm）.300X2=600 （mm）轉(zhuǎn)速：3004-10=30 （轉(zhuǎn)/秒）1）K=2;M=5,Z=24;*=360/2*5*24=1.52）f=400Hz五、綜合應(yīng)用題（每小題15分，共30分）1- K=l; M=3, Z=100; a=360/l*3*100=1.2+5Vf=600H

8、z+5V2 MAIN：MOVRO, #7CH;選擇AD574,并令A(yù)0=0MOVX R0, A:啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，全12位LOOP：NOPJB P3.2, LOOP；查詢轉(zhuǎn)換是否結(jié)束MOVX A, R0；讀取高8位MOV R2, A;存人R2中MOV RO, #7DH；令 A0=lMOVX A, R0:讀取低4位，尾隨4個(gè)0MOV R3, A；存入R3中機(jī)電一體化技術(shù)試卷（五）、名詞解釋（每小題2分，共10分）單片機(jī)I/O 接口3 I/O通道串行通信5直接存儲(chǔ)器存取（DMA）單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共10分）1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，乂稱電脈沖馬達(dá)，是通過 動(dòng)決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電機(jī)。A脈沖的寬度B脈沖

9、的數(shù)量2.C脈沖的相位D脈沖的占空比A.ls2B.0s 13. PWM指的是（C.-lvsvlD.-ls0）。A.機(jī)器人B.計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)C.脈寬調(diào)制?？删幊炭刂破鱌D稱為（）控制算法。A比例 B比例微分C比例積分D.比例積分微分在數(shù)控系統(tǒng)中，復(fù)雜連續(xù)軌跡通常采用（）方法實(shí)現(xiàn)。A,插補(bǔ)B,切割。畫線D自動(dòng)三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共30分）試簡(jiǎn)述光電式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量原理。試述可編程控制器的上作原理。在模擬輸入通道中，采樣/保持器有什么作用？是否模擬輸入通道中必須采用采 樣/保持器？為什么？柔性制造系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有哪些？5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是什么電機(jī)？它的驅(qū)動(dòng)電路的功能是什么？伺服控制系統(tǒng)一般包括哪兒個(gè)

10、部分？每部分能實(shí)現(xiàn)何種功能？四、計(jì)算題（每小題10分，共20分）某光柵傳感器，刻線數(shù)為100線/mm，設(shè)細(xì)分時(shí)測(cè)得莫爾條紋數(shù)為400，試計(jì)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(shí)的位移是多少？ 測(cè)量分辨率是多少？若12位A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓是土 2 .5V,試求出其采樣量化單位q。若輸入 信號(hào)為IV,問轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)值是多少。五、綜合應(yīng)用題（每小題15分，共30分）1分析下圖調(diào)整齒側(cè)間隙的原理1、4 錐齒輪2、3鍵5一壓簧6一螺母7一軸2、周向彈簧調(diào)整法2.分析下圖差動(dòng)螺旋傳動(dòng)原理設(shè)螺桿3左、右兩段螺紋的旋向相同，且導(dǎo)程分別為Phi和Ph2。2為可動(dòng)螺機(jī)電一體

11、化技術(shù)試卷（五）答案一、名詞解釋（每小題2分，共10分）它是把組成微機(jī)的CPU、存儲(chǔ)器I/O接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等制作在一塊 集成芯片上構(gòu)成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)。I/O接口電路也簡(jiǎn)稱接口電路。它是主機(jī)和外圉設(shè)備之間交換信息的連接部件（電路）。它在主機(jī)和外圍設(shè)備之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用。I/O通道也稱為過程通道。它是計(jì)算機(jī)和控制對(duì)象之間信息傳送和變換的連 接通道串行通信是數(shù)據(jù)按位進(jìn)行傳送的。在傳輸過程中，每一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個(gè)固定的 時(shí)間長度，一位一位的串行傳送和接收。串行通信乂分為全雙工方式和半雙工方式、 同步方式和異步方式。5硬件在外設(shè)與內(nèi)存間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 （DMA）而不通過CP

12、U二、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共10分）B2. B3.C4. C5. A三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共30分）光電式轉(zhuǎn)速傳感器是一種角位移傳感器，山裝在被測(cè)軸(或與被測(cè)軸相連接的 輸入 軸)上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成。光源發(fā)生的光通過縫隙圓 盤和指示縫隙照射到光電器件上。當(dāng)縫隙圓盤隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，山于圓盤上的縫隙 間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與圓 盤縫隙數(shù)相等 的電脈沖，根據(jù)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)兇則可測(cè)出轉(zhuǎn)速為RUNSTOP式中 zRUNSTOPn轉(zhuǎn)速(r / min)；內(nèi)部處理 通信服務(wù) 輸入處理 程序執(zhí)行 輸出處理t內(nèi)部處理 通信服務(wù) 輸入處理

13、 程序執(zhí)行 輸出處理可編程控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行(RUN)和停止 (STOP)狀態(tài)。不管是在哪種狀態(tài)，PLC都是反復(fù)不斷地重復(fù)進(jìn)行， 直至PLC停機(jī)。在每次循環(huán)中，若處于運(yùn)行(RUN)狀態(tài)，可編程 控制器完成5個(gè)階斷，如圖所示。若處于停止(STOP)狀態(tài)，PLC也要循環(huán)進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)。由于任何一種A/D轉(zhuǎn)換器都需要有一定時(shí)間來完成量化及編碼操作，因此，在 轉(zhuǎn)換過程中，模擬量不能發(fā)生變化，否則，將直接影響轉(zhuǎn)換精度。采樣/保持器 (SamPLE/Hold)就是使在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，保證輸入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量不發(fā)生變化。模擬輸入通道中不一定非得采用采樣保持器。當(dāng)輸入的模擬量信號(hào)變化

14、緩慢時(shí)也 可省去采樣/保持器。(1)柔性高，適應(yīng)多品種中小批量生產(chǎn)；(2)系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)床工藝能力上是相互補(bǔ)充和相互替代的；(3)可混流加工不同的零件；(4)系統(tǒng)局部調(diào)整或維修不中 斷整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作；(5)多層計(jì)算機(jī)控制，可以和上層計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)；(6)可進(jìn)行三班無人干預(yù)生產(chǎn)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)乂稱電脈沖馬達(dá)，是通過脈沖數(shù)量決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動(dòng)機(jī)， 成本較低，易于采用計(jì)算機(jī)控制，且比直流交流電動(dòng)機(jī)組成的開環(huán)控制系統(tǒng)精度高， 因而被廣泛應(yīng)用于開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路實(shí) 際上是一個(gè)功率 開關(guān)電路，為使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能輸出足夠的轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作，提供的足夠功率的 控制信號(hào)。伺服控制系統(tǒng)一般包括控

15、制器、被控對(duì)象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測(cè)環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié) 等個(gè)五部分。比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號(hào)與系統(tǒng)的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，以獲得輸出與輸入 間的偏差信號(hào)，通常由專門的電路或計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)；控制器通常是計(jì)算機(jī)或PID控制電路；其主要任務(wù)是對(duì)比較元件輸出的偏 差信 號(hào)進(jìn)行變換處理，以控制執(zhí)行元件按要求動(dòng)作；執(zhí)行元件按控制信號(hào)的要求，將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，驅(qū)動(dòng) 被 控對(duì)象工作，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般指各種電機(jī)或液壓、氣動(dòng)伺服機(jī)構(gòu) 等。被控對(duì)象是指被控制的機(jī)構(gòu)或裝置，是直接完成系統(tǒng)LI的的主體，一般包括傳 動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行裝置和負(fù)載；檢測(cè)環(huán)節(jié)指能夠?qū)敵鲞M(jìn)行測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱的裝置，一般 包括傳感器和轉(zhuǎn)換電路。四、計(jì)算題（每小題10分，共20分）1）100： 1=400： xx=4 mm四細(xì)分：400： 1=400： xx= 1 mm分辨率：14-400=2.5 （ P m）2）10s內(nèi)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)：3072004-1024=300 （轉(zhuǎn)）位移量（螺距 T=2mm）A300X2=600 （mm）轉(zhuǎn)速：3004-10=30 （轉(zhuǎn)/秒）五、綜合應(yīng)用題（每小題15分，共30分）1.在錐齒輪4的傳動(dòng)軸7上裝有壓簧5,其軸向力