機(jī)電一體化技術(shù)試題he答案

1、機(jī)電一體化技術(shù)試卷 一)共頁(yè) 第 1 頁(yè)1. 測(cè)量2.靈敏度3. 4. 動(dòng)態(tài)誤差 5. 傳感器二、填空題 （每小題2 分，共20 )1. 滾珠絲桿中滾珠的循環(huán)方式：_，_。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，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(dòng)，必須同時(shí)控制每一個(gè)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 1470r/min，則轉(zhuǎn)差率為 _。7. 齒輪傳動(dòng)的總等效慣量與傳動(dòng)級(jí)數(shù)_。1. 步進(jìn)

2、電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)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(jì)指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面?1. 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2. 采用PLC 設(shè)計(jì)二個(gè)電磁閥 、B 工作的系統(tǒng)3. 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(dòng)態(tài)誤差在被測(cè)量隨時(shí)間變化過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量時(shí)所產(chǎn)生的附加誤差稱為動(dòng)態(tài)誤差。5. 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。二、填空題 （每小題2 分，共20 )5. 位置和速度

3、6. 0.02 7. 增加而減小 8. 2 9. 前饋控制器 10. 簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)控制2010 年 12 月 11日1最大靜轉(zhuǎn)矩 是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在某相始終通電而處于靜止不動(dòng)狀態(tài)時(shí)，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(dòng)機(jī)的制動(dòng)能力和低速步進(jìn)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載能力。空載時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止突然啟動(dòng)，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(dòng)頻率。啟動(dòng)頻率與負(fù)運(yùn)行矩頻特性 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)所能接受的最高頻率稱為最高工作頻率，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(dòng)機(jī)每相繞組所允許施加的最大電源電壓和流過(guò)的最大電流。3.

4、應(yīng)包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益。2. (1) 梯形圖：（）助記符指令程序：X1Y1Y1STRX3Y2OUT機(jī)電一體化技術(shù)試卷 二)1、線性度 2、伺服控制系統(tǒng)、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 )1、計(jì)算機(jī)在控制中的應(yīng)用方式主要有_。_。1、計(jì)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(duì)系統(tǒng)有何影響？如何處理？1.編寫程序：?jiǎn)纹瑱C(jī)讀 P1.0 ,把這個(gè)狀態(tài)傳到 P1.7 指示燈去，當(dāng) P1.0 為高電平時(shí)指示燈亮,低電平時(shí)指示燈不亮,采用中斷完成這一輸入輸出過(guò)程，每中斷一次完成一個(gè)讀寫過(guò)程。2010 年 12 月

5、11日21、所謂傳感器的線性度就是其輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離直線的程度。又稱2、一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度及動(dòng)力輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。3 AB B BCC 1、 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)）就是用硬件（或軟件）的辦法要求使用監(jiān)控定時(shí)器定時(shí)檢查某段程序或接口，當(dāng)超過(guò)一定時(shí)間系統(tǒng)沒(méi) 。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(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生空回誤差。為了消除空回誤差，在螺桿上裝配兩個(gè)螺母 1 和 2，調(diào)整兩個(gè)螺母的軸向位置，使兩個(gè)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

6、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1.2010 年 12 月 11日32. 光柵此時(shí)的位移細(xì)分前 4mm, 細(xì)分后 1mm測(cè)量分辨率:機(jī)電一體化技術(shù)試卷 三)、和，而調(diào)制波是隔離。和的形式，通過(guò)金屬導(dǎo)體傳遞。的形式，通過(guò)空間感應(yīng)傳遞。,;,靜電干擾 B.磁場(chǎng)干擾 漏電干擾 D.共阻抗感應(yīng)干擾 E.電磁輻射干擾。12.磁場(chǎng)屏蔽-對(duì)高頻交變磁場(chǎng)應(yīng)采用作屏蔽體；對(duì)低頻交變磁場(chǎng)應(yīng)采用的材料作屏蔽體，并保證磁路暢通。2010 年 12 月 11日44. 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、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(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)通過(guò)絲杠螺母帶動(dòng)執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng):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:8.有一變化量為 0 16V 的模擬信號(hào)，采用4 位 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，輸入到微機(jī)控制系統(tǒng)中，試求其量化單位 ？，量化誤差最大值 ？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(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)最佳化的一門新科學(xué)技術(shù)。2. 電壓輸出 電流輸出3. 互不干擾 接線多4. 控制器 功率放大器功率放大器3、一種是電樞電壓控制，即在定子磁場(chǎng)

8、不變的情況下，通過(guò)控制施加在電繞組兩頭端的電壓信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵(lì)磁磁場(chǎng)控制即通過(guò)改變勵(lì)磁電流的大小來(lái)改變定子磁場(chǎng)的強(qiáng)度，從而控制電動(dòng)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2010 年 12 月 11日7、 L p/360)N ；1、6小齒輪 2、5大齒輪 齒輪 4預(yù)載裝置 7齒條2010 年 12 月 11日機(jī)電一體化技術(shù)試卷 四答案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(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)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(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值的系統(tǒng)工程技術(shù)。2、柔性制造系統(tǒng)：柔性制

9、造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing ）是由兩臺(tái)或兩臺(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3、靜態(tài)設(shè)計(jì)：是指依據(jù)系統(tǒng)的功能要求，通過(guò)研究制定出機(jī)械系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)方案。4、系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件是由計(jì)算機(jī)的制造廠商提供的，用來(lái)管理計(jì)算機(jī)本身的資源和方便 用戶使用計(jì)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(cè)元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測(cè)直線位移和轉(zhuǎn)角。二、填空題（每空分，共 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(jì) 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)3、分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)6、導(dǎo)向精度高 耐磨性好 足夠的剛度 對(duì)溫

10、度變化的不敏感性。7阻尼合理 剛度大 抗振性好 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10、模塊化設(shè)計(jì) 系統(tǒng)組成 修改和擴(kuò)展方便1. 1）單元中各加工設(shè)備的任務(wù)管理與調(diào)度，其中包括制定單元作業(yè)計(jì)劃、計(jì)劃的管理與調(diào)度、設(shè)備和單元運(yùn)行狀態(tài)的登錄與上報(bào)。（2）單元內(nèi)物流設(shè)備的管理與調(diào)度，這些設(shè)備包括傳送帶、有軌或無(wú)軌物料運(yùn)輸車、機(jī)器人、托盤系統(tǒng)、工件裝卸站等。（3）刀具系統(tǒng)的管理，包括向車間控制器和刀具預(yù)調(diào)儀提出刀具請(qǐng)求、將刀具分發(fā)至需要它的機(jī)床等。2.圖中的開關(guān) S 周期性地開關(guān)，在一個(gè)周期 T 內(nèi)閉合的時(shí)間為，則一個(gè)外加的固定直流電壓 U 被按一定的頻率開閉的開關(guān) S 加到電

11、動(dòng)機(jī)T1dTT0式中= /T=U /U，(0 1)d當(dāng) T不變時(shí)，只要改變導(dǎo)通時(shí)間 ，就可以改變電樞兩端的平均電壓 Ud。當(dāng) 從 0T 改變時(shí)，Ud 由零連續(xù)增大到 。3. 來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵(lì)磁磁場(chǎng)控制，即通過(guò)改變勵(lì)磁電流的大小來(lái)改變定子磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。采用電樞電壓控制方式時(shí)，由于定子磁場(chǎng)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(lì)磁磁場(chǎng)控制方式時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行條件下磁場(chǎng)已接近飽和，因而只能通過(guò)減弱磁場(chǎng)的方法來(lái)改變2010 年 12 月 11日7電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于電樞電流

12、不允許超過(guò)額定值，因而隨著磁場(chǎng)的減弱，電動(dòng)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(gè)公共參考點(diǎn)（大地）實(shí)現(xiàn)低阻抗的連接，稱之謂接地。接地的目的有兩個(gè)：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(shí)，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(gè)基準(zhǔn)電位，例如脈沖數(shù)字電路的零電位點(diǎn)等，或?yàn)榱艘种聘蓴_，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 )1. 半橋逆變電路原理如左圖所示，它有兩個(gè)導(dǎo)電臂，每個(gè)

13、導(dǎo)電臂由一個(gè)可控元件和一個(gè)反并聯(lián)二極管組成。在直流側(cè)接有兩個(gè)相互串聯(lián)的足夠大的電容，使得兩個(gè)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(hào)在一個(gè)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(shí)，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(shí)刻以前V1 導(dǎo)通。t2 時(shí)刻給V1 關(guān)斷信號(hào)，給V2 導(dǎo)通信號(hào)，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(shí)刻 i0 降至零時(shí) VD2 V2 導(dǎo)通，i0 開始反向。同樣，在 t4 時(shí)刻給V2 關(guān)斷信號(hào)，給 V1 導(dǎo)通信

14、號(hào)后，V2 VD1 先導(dǎo)通續(xù)流，t5 時(shí)刻V1 才導(dǎo)通。當(dāng) V1 或 V2 導(dǎo)通時(shí)，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(shí)，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(wú)功能量反饋回直流側(cè)。反饋回的能量暫時(shí)儲(chǔ)存在直流側(cè)電容中，直流側(cè)電容起到緩沖這種無(wú)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(shí)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。2. 分析下圖中傳動(dòng)大負(fù)載時(shí)消除齒側(cè)齒側(cè)間隙的原理當(dāng)傳動(dòng)負(fù)載大時(shí)，可采用雙齒輪調(diào)整法。如圖所示，小齒輪16 分別與齒條7 嚙合，與小齒輪16 同

15、軸的大齒輪25分別與齒輪3 嚙合，通過(guò)預(yù)載裝置 4 向齒輪 3 上預(yù)加負(fù)載，使大齒輪 2、5 同時(shí)向兩個(gè)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小齒輪 l、6 轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒便分別緊貼在齒條 7 上齒槽的左、右側(cè)，消除了齒側(cè)間隙。7 從影響螺旋傳動(dòng)的因素看，判斷下述觀點(diǎn)的正確（1）影響傳動(dòng)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(dòng)誤34）溫度誤差是影響傳動(dòng)精度的因素三、選擇題 (每小題1 分，共40 分)1. 在計(jì)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。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，并盡量高伺服

16、系統(tǒng)的響應(yīng)速度。和、和6. 異步交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速：8.實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電環(huán)形分配的三種常用方法是：1）2010 年 12 月 11日89. 根據(jù)計(jì)算機(jī)在控制中的應(yīng)用方式，把計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分為四類：1）3） ，4）10應(yīng)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)主要有：1） ，2）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(hào)能量以的形式，通過(guò)金屬導(dǎo)體傳遞。、合理布局和軟件抗干擾技術(shù)。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(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)通過(guò)絲杠螺母帶動(dòng)執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng):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= ?8. 測(cè)量某

17、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(cè)量該溫度環(huán)境5 SPWM 是指脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM 波形。三、選擇題 (每小題1 分，共40 分)2. 模擬量輸入通道 模擬量輸出通道 數(shù)字量輸入通道 數(shù)字量輸出通道3. 穩(wěn)定性和精度2010 年 12 月 11日11. 電壓12.13.接地4.獨(dú)立編址；與儲(chǔ)存器統(tǒng)一編址。輸出工作方式：（1）單極性輸出機(jī)電一體化技術(shù)試卷 六)五、分析擴(kuò)展的 EPROM2764的地址范圍及工作原理 20 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)、

18、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體2010 年 12 月 11日2 傳感器能檢測(cè)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() 傳感器在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下輸入變化對(duì)輸出變化的比值。4 以電子換向取代了傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)的電刷換向的電動(dòng)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(hào)。1. B2. A3. B4. C5. C1、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(dòng) 雙極驅(qū)動(dòng) 高低電壓驅(qū)動(dòng) 斬波電路驅(qū)動(dòng) 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4、即檢測(cè)輸入變量求解當(dāng)前控制邏輯以及修

19、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(guò)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(shí)間變化來(lái)改變四、計(jì)算題 (每小題10 分，共20 分)由于EA接地故PC指針由外部0000H,74LS373為地址鎖存器用于鎖存來(lái)自P0口的EPROM的地址的低8位,P2口提供EPROM機(jī)電一體化技術(shù)試卷 七)3、靜壓軸承4、靜壓導(dǎo)軌5、屏蔽2010 年 12 月 11日111分析、說(shuō)明如圖所示計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中信號(hào)變換與傳輸?shù)倪^(guò)程、原理。4、模擬式）、檢測(cè)傳感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。、伺服電動(dòng)機(jī)是

20、一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度及動(dòng)力輸出電動(dòng)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(wú)直接接觸，處在液體磨擦狀態(tài)，從而極大地降低了起動(dòng)力矩和旋轉(zhuǎn)阻力矩，4、靜壓導(dǎo)軌是在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌面間通入壓力油或壓縮空氣，使運(yùn)動(dòng)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(duì)象包圍起來(lái)從而割斷或削弱干擾場(chǎng)的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳輸。1、滾動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承 靜壓軸承 磁軸承。2、機(jī)械本體 動(dòng)力與驅(qū)動(dòng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 傳感器檢測(cè)部分 控制及處理部

21、分漏電耦合干擾2010 年 12 月 11日121采樣過(guò)程是用采樣開關(guān)（或采樣單元）將模擬信號(hào)按一定時(shí)間間隔抽樣成離散模擬信號(hào)的過(guò)程。因采樣后得到的離散模擬信號(hào)本質(zhì)上還是模擬信號(hào)，未數(shù)量化，不能直接送入計(jì)算機(jī)，故還需經(jīng)數(shù)量化，變成數(shù)字信號(hào)才能被計(jì)算機(jī)接受和處理。量化過(guò)程（簡(jiǎn)稱量化）就是用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來(lái)逼近離散模擬信號(hào)的幅值，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由于計(jì)算機(jī)的數(shù)值信號(hào)是有限的，因此用數(shù)碼來(lái)逼近模擬信號(hào)是近似的處理方法。信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)后經(jīng)其處理經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換后輸出。D/A 轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的裝置。模擬量輸出主要由 D/A 轉(zhuǎn)換器和輸出保持器組成。它們的任務(wù)是把微機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)

22、換成模擬量。多路模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式，主要取決于輸出保持器的結(jié)構(gòu)形式。保持器一般有數(shù)字保持方案和模擬保持方案兩種。這就決定了模擬量輸出通道的兩種基本結(jié)構(gòu)形式。2、單極驅(qū)動(dòng) 雙極驅(qū)動(dòng) 高低電壓驅(qū)動(dòng) 斬波電路驅(qū)動(dòng) 細(xì)分電路3、當(dāng)輸出電信號(hào)與傳感器的參數(shù)之間有確定的數(shù)字表達(dá)式時(shí)，就可采用計(jì)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(jì)算的程序，被測(cè)參數(shù)經(jīng)過(guò)采樣、濾波和標(biāo)度變換后直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后的數(shù)值即為經(jīng)過(guò)線性化處理的輸出參數(shù)。在實(shí)際工程上，被測(cè)參數(shù)和輸出電壓常常是一組測(cè)定的數(shù)據(jù)。這時(shí)如仍想采用計(jì)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(duì)被測(cè)參數(shù)和輸出電壓進(jìn)行擬

23、合，得出誤差最小的近似表達(dá)式。4:/數(shù)變換將模擬量變成數(shù)字量，才能送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程包括信號(hào)的采樣/保持、多路轉(zhuǎn)換（多傳感器輸入時(shí)）、A/D處理等過(guò)程。四、分析擴(kuò)展的 RAM6264的地址范圍和和工作原理。（20分）P0 口與6264 的 I/O 數(shù)據(jù)線相連，另一方面經(jīng)74LS373 與 6264 的低8 位地址線連；P2.0P2.4 與 6264 的高5 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(hào)端直接接地。采用 MOVX DPTR 來(lái)訪問(wèn)此RAM機(jī)電一體化技術(shù)試卷 八)2、中斷3、共模干擾4、伺服控制技術(shù)5、串行通信二、填空題 （每

24、空分，共分）2010 年 12 月 11日13三、分析下圖斬波限流電路的工作原理 (30 分)機(jī)電一體化技術(shù)試卷 八答案1、外設(shè)與內(nèi)存間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換（）而不通過(guò) CPU2、為了提高 CPU 的效率和使系統(tǒng)具有良好的實(shí)時(shí)性，采用中斷方式 CPU 就不必花費(fèi)大量時(shí)間去查詢各外圍設(shè)備的狀態(tài)了。而是當(dāng)外圍設(shè)備需要請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，向 CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU 響應(yīng)外圍設(shè)備中斷，停止執(zhí)行當(dāng)前程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個(gè)外圍設(shè)備服務(wù)的程序，中斷處理完畢，CPU 又返回來(lái)執(zhí)行原來(lái)的程序。2010 年 12 月 11日143、共模干擾往往是指同時(shí)加載在各個(gè)輸入信號(hào)接口斷的共有的信號(hào)干擾。4、伺服控制技術(shù)是一種能夠跟蹤

25、輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度及動(dòng)力輸出的自動(dòng)控制技術(shù)。5、串行通信是數(shù)據(jù)按位進(jìn)行傳送的。在傳輸過(guò)程中，每一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度，一位一位的串行傳送和接收。二、填空題 （每空分，共分）1、 機(jī)械技術(shù) 檢測(cè)技術(shù) 伺服技術(shù) 協(xié)調(diào)工作2、 電量 非電量3、 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)9、取代法10、模塊化設(shè)計(jì) 系統(tǒng)組成 修改和擴(kuò)展方便 OT VT VT 和VT 也導(dǎo)通。123在 VT TI VT VT VT2435也導(dǎo)通。于是繞組W中有電流流過(guò)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。由于 W是感性負(fù)載，其中電流在導(dǎo)通后逐漸增加，當(dāng)其增加到一定值時(shí)

26、，在檢測(cè)電阻 R 上產(chǎn)生的壓降將超過(guò)由分壓電阻R 和電阻 R 所設(shè)定的電壓值V OP VT VT 截止瞬時(shí)，7822又通過(guò) TI將一個(gè)負(fù)脈沖交連到二次線圈，使VT 截止。于是電源通路被切斷，W中儲(chǔ)存的能量通過(guò) VT R 及二極管VD 釋放，電流逐457漸減小。當(dāng)電流減小到一定值后，在R 上的壓降又低于 V ，使OP VT VT 及 W重新導(dǎo)通。在控制脈沖持續(xù)期間，上述24l567P0 口與 27256 的 I/O 數(shù)據(jù)線相連，另一方面經(jīng) 8282 與 27256 的低 8 位地址線連；用于擴(kuò)展32KB 的片外 ROMP2.0P2.6 與 27256機(jī)電一體化技術(shù)試卷 九)2. FMS3. 響應(yīng)

27、特性4. 敏感元件5. 壓電效應(yīng)三、簡(jiǎn)答題 (每小題10 分，共30 分)2010 年 12 月 11日152. 試簡(jiǎn)述采樣/保持器原理。1. 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，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？2. 有一脈沖電源，通過(guò)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)定子勵(lì)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。2. 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

28、位放入 R3中的程序段。機(jī)電一體化技術(shù)試卷 九) 答案1.采用改變電機(jī)通電頻率的方式來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速的調(diào)速方式2. Flexible Manufacturing ）是由兩臺(tái)或兩臺(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。3. 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)

29、表面上將產(chǎn)生符號(hào)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)。三、簡(jiǎn)答題 (每小題10 分，共30 分)2010 年 12 月 11日2. /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，3.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)雜程度，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)

30、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 Multibus 工控機(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(lái)分別完成不同的功能。1.10s 內(nèi)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)：3072001024=300（轉(zhuǎn)）位移量（螺距 ）3002=600 (mm)2)K=1; M=3, Z=100; =360/1*3*100=1.2；選擇AD574，并令A(yù)0=0；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，全 12 位；讀取低 4 位，尾隨4 個(gè)0；存入R3 中機(jī)電一體化技術(shù)試卷 十)2

31、. I/O 接口2010 年 12 月 11日171. 某光柵傳感器，刻線數(shù)為100 線，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？2. 若 12 位 A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓是 2 .5V，試求出其采樣量化單位q 。若輸入信號(hào)為1V，問(wèn)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2. 分析下圖差動(dòng)螺旋傳動(dòng)原理機(jī)電一體化技術(shù)試卷 十) 答案一、名詞解釋 (每小題2 分，共10 )1. 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)。2. I/O 梁和紐帶作用。2010 年 12 月 11日度，一位一位的串行傳送和接收。串行通信又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（）而不通過(guò) CPU1. 光電式轉(zhuǎn)速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測(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(guò)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)