西南交1212考試批次《光機電一體化控制技術》復習題及參考答案

經典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網絡整理，如有侵權，請聯(lián)系刪除，謝謝！光機電一體化控制技術第1次作業(yè)本次作業(yè)是本門課程本學期的第1次作業(yè)，注釋如下：機電一體化系統(tǒng)的核心是（）處理。(A)牛頓定一運動定律(B)牛頓定二運動定律1在機械系統(tǒng)運動學模型建立過程中彈簧力與質量體運動的（）成正比。(A)機械本體(B)動力部分(C)控制器2由電信號處理部分和液壓功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)是（二、不定項選擇題(有不定個選項正確，共5道小題)10.）。[不選全或者選錯，不算完成](A)奈奎斯特定理[不選全或者選錯，不算完成](A)結構型12.3模擬信息處理電路一般包括（[不選全或者選錯，不算完成](A)放大在數(shù)字控制系統(tǒng)中，控制器前向通路上一般需要對控制信號進行（[不選全或者選錯，不算完成](A)A/D采樣[不選全或者選錯，不算完成]4四、主觀題(共5道小題)機電一體化系統(tǒng)的關鍵技術有那些?答：關鍵技術主要包括：系統(tǒng)總體技術、機械技術、傳感器檢測技術、計算機與信息技術自動控制技術及伺服傳動技術。系統(tǒng)總體技術：基于系統(tǒng)總線技術使機電一體化系統(tǒng)高度集成化、信息化、可靠性及實時性得到保證。機電一體化系統(tǒng)的多功能、高精度、高效能要求和多技術領域交叉特點，使系統(tǒng)本身和開發(fā)設計變得復雜，系統(tǒng)總體性能不僅與各構成要素功能、精度、性能相關，還與各構成要素之間的相互協(xié)調和融合相關。系統(tǒng)總體技術即以整體為概念，組織應用各相關技術、從全局和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元，通過協(xié)調和組織各個組成單元的技術方案，并找出最優(yōu)總體技術方案。機械技術：是機電一體化基礎，實現(xiàn)結構、材料、性能的要求。主要包括：機械設計，機構學，材料，工藝等技術。機械技術是機電一體化的基礎，通過現(xiàn)代設計理論和方法，運用計算機設計、有限元分析和制造等技術，實現(xiàn)現(xiàn)代機械系統(tǒng)設計和制造。傳感器和檢測技術：傳感器裝置是系統(tǒng)的感受器，是系統(tǒng)實現(xiàn)控制，檢測，調節(jié)的關鍵部件，主要包括：傳感器技術，物理，信息檢測與處理，數(shù)字信號處理技術等。傳感檢測裝置是系統(tǒng)的受感器，是機電一體化系統(tǒng)達到更高水平的保證。計算機與信息技術：通過采集，處理，分析機電一體化各種參數(shù)和狀態(tài)，實現(xiàn)對機電一體化系統(tǒng)的檢測，控制和智能決策。主要包括：計算機技術，人工智能技術，軟件技術，微電子技術，硬件技術，電子技術、網絡與通信技術等。在機電一體化系統(tǒng)中，與各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動控制有關的信息輸入、交換識別、存取運算、判斷及決策均屬于該技術領域。機電一體化系統(tǒng)的計算機與信息處理裝置是系統(tǒng)的核心。它是控制和指揮整個系統(tǒng)運行，了解各個部件和環(huán)境狀態(tài)的核心。自動控制技術：控制技術是在無人直接參與的情況下，通過控制器實現(xiàn)被控對象或過程自動按規(guī)律運行。主要技術包括：系統(tǒng)建模，控制系統(tǒng)設計理論和方法，系統(tǒng)仿真。自動控制作為機一體化系統(tǒng)中重要支撐技術，是其核心組成部分?？刂萍夹g是機電一體化系統(tǒng)在無人直接參與的環(huán)境下，通過控制器完成預定控制目標的技術保證。17.5答：機電一體化技術使機械傳動部分減少，因而使機械磨損，配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用電子技術實現(xiàn)自動檢測，控制，補償和校正因各種干擾因素造成參考答案：在機電一體化系統(tǒng)建模過程中，電路系統(tǒng)主要有三個基本元件：電阻電容和電感參考答案：、、放大器主要技術指標包括：參考答案：、及通光機電一體化控制技術第2次作業(yè)本次作業(yè)是本門課程本學期的第2次作業(yè)，注釋如下：PCM是指（）。67二、不定項選擇題(有不定個選項正確，共1道小題))[不選全或者選錯，不算完成](A)上升時間四、主觀題(共14道小題)，、、參考答案：模塊化：設備和零部件的通用化和標準化，功能模塊化。智能化：控制論、信息論和系統(tǒng)論的技術應用和發(fā)展，使得智能科學不斷地滲透于機電一體化系統(tǒng)或產品中，智能化使得機電一體化產品具有更加靈活的，科學的能力來完成更加復雜的，不確定的工作。智能化機電一體化系統(tǒng)具有一下幾個特征：1.2.3.復雜性：具有多功能，高適應性、高可靠性、是多技術集成與優(yōu)化的產物。智能化機電一體化系統(tǒng)通常由機、光、電裝置構成，計算機與信息處理，控制論在系統(tǒng)中占據(jù)中心位置。交叉性：廣泛應用以控制論、信息論及系統(tǒng)論為中心的各種現(xiàn)代理論，在經典控制理論的基礎上，吸收人工智能，運籌學，計算機科學，模糊數(shù)學等，以求得更高的控制和決策目標。擬人性：模擬人的思維，具有基本的學習和判斷能力，從而具有一定的推8網絡化：機電一體化系統(tǒng)作為網絡終端，和各種系統(tǒng)組成一定的集成網絡系統(tǒng)，從而具有更加廣泛的應用和控制能力。微型化：隨著微機械電子系統(tǒng)（MEMS）的技術成熟和應用，越來越多的機電一體化系統(tǒng)的檢測、執(zhí)行功能由這些MEMS來實施，從而形成微機電一體化系統(tǒng)和產品，具有體積小，能耗低，運動靈活等特點。綠色化：機電一體化的綠色化主要指制造，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，能回收利用。綠色機電一體化產品的設計和應用具有遠大的前途。人格化：注重產品與人的關系，機電一體化系統(tǒng)或產品具有良好的與人交互的能力。機電一體化系統(tǒng)所涉及的信號有兩類，連續(xù)信號（模擬信息）和離散時間信息。由于計算機或微處理器的信息和控制都是基于數(shù)字信號（0.1）信息，而往往系統(tǒng)輸入或輸出確實模擬量，所以，就出現(xiàn)了將連續(xù)時間信號變?yōu)殡x散時間信息，離散時間信息變?yōu)閿?shù)字信號或數(shù)字信息又變?yōu)檫B續(xù)時間信號等信號轉換問題。模擬信號數(shù)字化的第一步是在時間上對信號進行離散化處理，即將在時間上連續(xù)的信號處理為時間上離散的信息，這一過程稱為采樣。采樣要遵循采樣定理。模擬信號經采樣后，雖然在時間上是離散的，但采用脈沖序列幅度仍然取決于輸入模擬信號，采用信息仍屬于模擬信號，必須進行量化，使其在幅值上離散化。這個過程稱為量化。量化后的信息，即變?yōu)榱藭r間離散、幅值離散的數(shù)字信號。參考答案：機電一體化系統(tǒng)的的數(shù)學模型一般按特征分類，常見的有靜態(tài)模型參考答案：在機電一體化系統(tǒng)建模過程中，機械系統(tǒng)主要有三個基本元件：質量和13.簡述系統(tǒng)仿真的目的和意義9說明，控制系統(tǒng)方框圖的簡化15.和簡述直流電動機的機械特性？簡述直流電動機的機械特性？答：直流電動機的機械特性是指外加電壓Uc勵磁電流If和電樞回路電阻Ra保持不變時，直流電動機的電磁轉矩T與轉速n之間的關系。即：n=f(T).機械特性是直流電動機的一個重要特性。和控17.控制系統(tǒng)從組成通路上分，可以分為開環(huán)和閉環(huán)控制。在機電一體化控制系統(tǒng)設計中，我們常用到PID控制器，試說明PID控制器中P,I,D的主要作P：比例控制器的作用是指控制器的輸出與輸入偏差（也即誤差）信號成比例。比例控制器能迅速反映誤差，從而使系統(tǒng)減少誤差，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。比例系數(shù)的加大，會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。即比例控制作用雖然及時，快速，但存在靜態(tài)誤差，被控對象不能完全回復到給定值，故控制精度不高.I：調節(jié)器輸出信號的變化速度與偏差信號成正比。則可以消除靜態(tài)誤差。因為積分作用是隨時間的積累而逐漸增強，因此在時間上其輸出信號總是落后于輸入偏差信號變化（稱相位滯后），所有積分調節(jié)器的調節(jié)作用緩慢。即積分控制作用可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，但它有滯后作用，會使系統(tǒng)超調量增加，甚至引起系統(tǒng)振蕩。D：調節(jié)器輸出信號與偏差變化速度成正比，微分控制主要作用是克服被控參數(shù)的滯后。為減小滯后，可根據(jù)被控對象的變化趨勢來進行控制。1、學習能力。智能系統(tǒng)所具備的學校功能使系統(tǒng)具有對一個過程或未知環(huán)境所提供的信息進行識別、記憶、學習并利用積累的經驗進一步改善系統(tǒng)的能力。具有與人類學習功能相似的能力；2、適應能力。除包括對輸入輸出自適應估計外，還包括故障情況下自修復等功能，具有處理不確定環(huán)境的能力。3、組織能力。對應復雜任務和分散的傳感信息具有自組織和協(xié)調的功能，是系統(tǒng)具有主動性和靈活性。具有在任務要求范圍內進行自行決策。主動采取行動，當出現(xiàn)多目標沖突時，在一定限制下，各控制器可以在一定的范圍內自行解決。20.11參考答案：。光機電一體化控制技術第3次作業(yè)本次作業(yè)是本門課程本學期的第3次作業(yè)，注釋如下：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變化的電路。全橋的電壓靈敏度比單橋提高了((A)旋轉變壓器(B)交流伺服電動機(C)步進電動機(D)光電編碼盤正確答案：C12當直流伺服電動機外加電壓等于額定電壓，勵磁電流等于額定電流時，電動機轉速隨控制電流變(A)直流伺服電動機機械特性(B)動態(tài)特性(D)直流伺服電動機轉速特性正確答案：D二、不定項選擇題(有不定個選項正確，共3道小題)6.[不選全或者選錯，不算完成](A)機械本體[不選全或者選錯，不算完成](A)高速化13[不選全或者選錯，不算完成](A)一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；(B)系統(tǒng)動態(tài)性能一定會提高；(C)需要調整系統(tǒng)的結構參數(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。(E)提高系統(tǒng)抗干擾能力四、主觀題(共12道小題)是指機械技術、電子技術、傳感器和測試技術、接口技術、信息及控制技術、計算機技術、自動控制技術等相結合的一種綜合技術；機電一體化系統(tǒng)定義及理解：機電一體化系統(tǒng)體現(xiàn)整體性，它不是簡單機械系統(tǒng)、微電子系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等系統(tǒng)的簡單組合或拼湊。而是由相互區(qū)別和相互作用的機械與光、電子部分有機結合在一起，為同一目的而完成特定功能的集合體。設計上基于并行的科學設計，系統(tǒng)更具有協(xié)同性14和和型。12.簡述基爾霍夫電流、電壓定理參考答案：（1）1）進行拉氏變換，得到RLC串聯(lián)電路的傳遞函數(shù)為就稱實驗為準確的，在實際應用中，準確度用真值的百分比表示，即：在機電一體化系統(tǒng)數(shù)字PID控制器設計中，需要確定的控制器主要參數(shù)是D／A接口是將二進制數(shù)字量轉換成電壓信號。包括如下階段：1：將離散信號u(kt)轉換成為連續(xù)信號u(t)并保持下來；2：將二進制數(shù)轉換成為模擬電壓值；17光機電一體化控制技術第4次作業(yè)本次作業(yè)是本門課程本學期的第4次作業(yè)，注釋如下：一、單項選擇題(只有一個選項正確，共5道小題)4.18（二、不定項選擇題(有不定個選項正確，共5道小題)6.[不選全或者選錯，不算完成](A)機電互補原則[不選全或者選錯，不算完成](A)靈敏度(B)分辨力(C)準確度19正確答案：AB