機電一體化技術-綜合習題

綜合練習(一)一、名詞解釋(每題4分，共20分)

1.機電一體化2.傳感器3.伺服控制系統(tǒng)4.可靠性5.動態(tài)誤差二、填空題〔每題1分，共20分)

1.機電一體化系統(tǒng)，設計指標和評價標準應包括

________，

________，

________，_______。

2.伺服系統(tǒng)中，通常采用原那么選擇總傳動比，以提高伺服系統(tǒng)的。

3．機身結構設計中，肋板的布置形式可分為、和三種。

4．某光柵的條紋密度是50條/mm，光柵條紋間的夾角θ=0.001孤度，那么莫爾條紋的寬度是_________。

5．柔性制造系統(tǒng)可分為四個系統(tǒng)，分別為、、和。

6．從電路上隔離干擾的三種常用方法是:隔離，隔離，隔離。

7．工作接地分為_______________、______________。

8．某4極交流感應電機，電源頻率為50Hz，轉速為1470r/min，那么轉差率為____________。

三、選擇題〔每題2分，共20分〕

1.STD總線是一個通用工業(yè)控制的多少位微型機總線?(

)

A.4位

B.8位

C.16位

D.32位

2.加速度傳感器的根本力學模型是

(

)

A.阻尼—質量系統(tǒng)

B.彈簧—質量系統(tǒng)

C.彈簧—阻尼系統(tǒng)

D.彈簧系統(tǒng)

3.齒輪傳動的總等效慣量與傳動級數

(

)

A.有關

B.無關

C.在一定級數內有關

D.在一定級數內無關

4.A/D轉換接口屬于(

)。

A.人機接口

B.檢測通道

C.控制通道

D.系統(tǒng)間通道

5．伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比擬環(huán)節(jié)和〔

〕等個五局部。

A換向結構

B轉換電路

C存儲電路

D檢測環(huán)節(jié)

6．受控變量是機械運動的一種反響控制系統(tǒng)稱

(

)

A.順序控制系統(tǒng)

B.伺服系統(tǒng)

C.數控機床

D.工業(yè)機器人

7．滾珠絲杠螺母副結構類型有兩類：外循環(huán)插管式和(

)

A.內循環(huán)插管式

B.外循環(huán)反向器式

C.內、外雙循環(huán)

D.內循環(huán)反向器式

8．直流測速發(fā)電機輸出的是與轉速(

)

A.成正比的交流電壓

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

9．具有某種智能功能的工業(yè)機器人屬于(

)。

A.第一代機器人

B.第二代機器人

C.第三代機器人

D.第四代機器人

10．由存儲、輸送和裝卸三個子系統(tǒng)組成的系統(tǒng)屬于柔性制造系統(tǒng)中的〔

〕。

A.加工系統(tǒng)

B.物料系統(tǒng)

C.能量系統(tǒng)

D.信息系統(tǒng)

四、簡述題〔每題5分，共25分)

1．步進電動機常用的驅動電路有哪幾種類型?2．機電一體化系統(tǒng)應包括的根本要素有哪些？并指出各要素所對應的功能。3．一個典型的機電一體化系統(tǒng)，應包含哪些幾個根本要素？4．何為“可靠性指標”？如何衡量它？機電一體化系統(tǒng)及產品常用的可靠性指標有哪些？5．斜齒輪傳動機構中消除齒側隙的常用方法？五、分析計算題(共15分)

1.采用PLC設計二個電磁閥A、B工作的系統(tǒng)

1)按鈕x1為A電磁閥翻開，按鈕x2為A電磁閥關閉(輸出y1);

2)按鈕x3為B電磁閥翻開，按鈕x4為B電磁閥關閉(輸出y2);

3)只有B電磁閥在工作中，A電磁閥才能工作。

要求：畫出梯形圖，寫出助記符指令程序。綜合練習(一)答案一、名詞解釋(每題4分，共20分)

1．從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將機械技術、微電子技術、信息技術、控制技術等在系統(tǒng)工程的根底上有機地加以綜合，實現整個機械系統(tǒng)最正確化而建立起來的一門新的科學技術。

2．傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的，便于應用的某種物理量的測量裝置。

3．一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制系統(tǒng)。

4．產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的能力。

5．動態(tài)誤差在被測量隨時間變化過程中進行測量時所產生的附加誤差稱為動態(tài)誤差。

二、填空題〔每題1分，共20分)

1.性能指標

系統(tǒng)功能

使用條件

經濟效益

2.負載角加速度最大

響應速度

3.縱向肋板

橫向肋板

斜置肋板

4.20mm

5.加工系統(tǒng)

物料系統(tǒng)

能量系統(tǒng)

信息系統(tǒng)

6.光電

變壓器

繼電器

7.一點接地多點接地

8.0.02三、選擇題〔每題2分，共20分〕

1.B.

2.A

3.C.

4.B

5.D

6.B

7.B

8.C

9.B

10.B

四、簡述題〔每題5分，共25分)

1.單電源驅動電路

雙電源驅動電路

斬波限流驅動電路

2.答：機械本體：使構造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間和時間關系安置在一定的位置上，并保持特定的關系。

動力局部：按照機電一體化系統(tǒng)的要求為系統(tǒng)提供能量和動力使系統(tǒng)正常運行。

檢測局部：把系統(tǒng)運行過程中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數及狀態(tài)進行檢測，變成可識別信號，送往控制裝置，經過信息處理后產生相應的控制信息。

執(zhí)行機構：根據控制信息和指令完成所要求的動作。

控制器：根據系統(tǒng)的狀態(tài)信息和系統(tǒng)的目標，進行信息處理，按照一定的程序發(fā)出相應的控制信號，通過輸出接口送往執(zhí)行機構，控制整個系統(tǒng)有目的地運行。

接口：各子系統(tǒng)之間進行物質、能量和信息的交換、放大、傳遞。

3.機械本體、動力與驅動局部、執(zhí)行機構、傳感測試局部、控制及信息處理局部

4.答：“可靠性指標”是可靠性量化分析的尺度。衡量可靠性上下的數量指標有兩類，一類是概率指標，另一類是壽命指標。

常用的可靠性指標有可靠度、失效率、平均壽命、平均維修時間、有效度。

5.1〕墊片調整法

2〕軸向壓簧調整法

五、分析計算題(共15分)

1.(1)

梯形圖：〔２〕助記符指令程序：

STR

X1

OR

Y1

AND

NOT

X2

OUT

Y1

STR

X3

OR

Y2ANDNOT

X4

AND

Y1

OUT

Y2綜合練習(二)一、名詞解釋(每題4分，共20分)

1、線性度2、系統(tǒng)精度

3、自動控制

4、I/O接口

5、壓電效應

二、填空題〔每空1分，共20分)

1、可編程控制器主要由___________、_________、_________等其它輔助模塊組成。

2、采樣/保持器在保持階段相當于一個“___________________”。

3、按控制方法劃分，伺服系統(tǒng)可分為和系統(tǒng)。

4、直接差分法有和兩種。

5、衡量機電一體化系統(tǒng)可靠性上下的數量指標有和。

6、微機控制系統(tǒng)中的輸入與輸出通道一般包括、

、、

四種通道。

7、一般來說，伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件主要分為、、和其他等四大類型。

8、STD總線的技術特點____________、_________、_______________、高可靠性。

三、選擇題〔每題2分，共20分〕

1、機電一體化的核心是〔

〕

A.動力局部

B.檢測局部

C.控制器

D.接口

2、在設計齒輪傳動裝置時，對于要求運轉平穩(wěn)，啟動頻繁和動態(tài)性能好的降速傳動鏈，可按什么原那么設計？〔

〕

A.輸出軸轉角誤差最

B.等效轉動慣量最小

C.質量最小

D.A和B兩者

3、產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的概率為〔

〕

A.可靠度

B.失效率

C.平均壽命

D.平均維修時間

4、目前大局部工業(yè)機器人都采用多少級機器人控制？〔

〕

A.一級

B.二級

C.三級

D.四級

5、以下不屬于機電一體化系統(tǒng)〔產品〕設計方案的常用方法〔

〕

A

取代法

B

整體設計法

C組合法

D個別設計法

6、抑制干擾的措施很多，以下不屬于的是那一項？〔

〕

A屏蔽

B隔離

C過濾

D接地和軟件處理等方法

7、PD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

8、對于交流感應電動機，其轉差率s的范圍為〔〕。

A.1<s<2

B.0<s1

C.-1<s<1

D.-1<s<0

9、以下可對異步電動機進行調速的方法是〔

〕。

A改變電壓的大小

B改變電動機的供電頻率

C改變電壓的相位

D改變電動機轉子繞組匝數

10、步進電動機，又稱電脈沖馬達，是通過〔

〕決定轉角位移的一種伺服電動機。

A脈沖的寬度

B脈沖的數量

C脈沖的相位

D脈沖的占空比

四、簡述題〔每題5分，共25分)

1、工業(yè)控制用的計算機主要有哪幾種類型，它們分別適用于哪些場合？

2、步進電動機常用的驅動電路有哪幾種類型?

3、模擬式傳感器信號處理過程包括哪些環(huán)節(jié)？

4、什么是PLC的掃描工作制?

5、PWM的工作原理?

五、綜合應用題(共15分)

1、某數控機床位置控制系統(tǒng)的參數如下：K=35N.M/rad；fm=8N.M；f=12N.M；J=21Kg.M2；Ts-Tc=1.5N.M；求其臨界轉速Ωc?！渤霈F爬行時系統(tǒng)的臨界初始相位Фc為70°〕綜合練習(二)答案一、名詞解釋(每題4分，共20分)

1、所謂傳感器的線性度就是其輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離直線的程度。又稱

為非線性誤差。

2、指輸出量復現輸入信號要求的精確程度；

3、自動控制—由控制裝置自動進行操作的控制。

4、I/O接口電路也簡稱接口電路。它是主機和外圍設備之間交換信息的連接部件〔電路〕。它在主機和外圍設備之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用。

5、壓電效應：某些電介質，當沿著一定的方向對它施加力而使它產生變形時，內部就會產生極化現象，同時在它的兩個外表上將產生符號相反的電荷。當外力去掉后，它又重新恢復到不帶電的狀態(tài)，這種現象被稱為壓電效應。

二、填空題〔每題1分，共20分)

1、CPU存儲器

接口模塊

2、模擬信號存儲器

3、開環(huán)伺服系統(tǒng)

閉環(huán)伺服系統(tǒng)

4、向前差分法

向后差分法

5、概率指標

壽命指標

6、模擬量輸入通道

模擬量輸出通道

數字量輸入通道

數字量輸出通道

7、電磁式

液壓式氣壓式

8、模塊化設計系統(tǒng)組成

修改和擴展方便

三、選擇題〔每題2分，共20分〕

1、A

2、D

3、A

4、B

5、D

6、C

7、C

8、B

9、B

10、B

四、問答題〔每題5分，共25分)

1、工業(yè)控制的計算機主要有單片微型計算機、可編程序控制器〔PLC〕、總線工控機等類型。根據機電一體化系統(tǒng)的大小和控制參數的復雜程度，選用不同的微型計算機。

單片機或可編程控制器主要用于，控制量為開關量和少量數據信息的模擬量的小系統(tǒng)。對于數據處理量大的系統(tǒng)，那么往往采用基于各類總線結構的工控機，如STD總線工控機、IBM-PC總線工控機、Multibus工控機等。對于多層次、復雜的機電一體化系統(tǒng)，那么要采用分級分步式控制系統(tǒng)，在這種控制系統(tǒng)中，根據各級及控制對象的特點，可分別采用單片機、可編程控制器、總線工控機和微型機來分別完成不同的功能。

2、單極驅動雙極驅動

上下電壓驅動

斬波電路驅動

細分電路

3、模擬式傳感器信號處理過程包括:將非電物理量轉換成電量，并經放大、濾波等一系列處理后，需經模/數變換將模擬量變成數字量，才能送入計算機系統(tǒng)。模/數轉換過程包括信號的采樣/保持、多路轉換〔多傳感器輸入時〕、A/D處理等過程。

4、即檢測輸入變量求解當前控制邏輯以及修正輸出指令,重復進行。

5、斬波器調壓的根本原理是通過晶閘管或自關斷器件的控制，將直流電壓斷續(xù)加到負載〔電機〕上，利用調節(jié)通、斷的時間變化來改變負載電壓平均值。斬波器調壓控制直流伺服電機速度的方法又稱為脈寬調制〔Pulse

Width

Modulation〕直流調速。

五、綜合應用題(共15分)

1、解：根據

求得根據那么綜合練習(三)一、名詞解釋(每題4分，共20分)1、開環(huán)控制系統(tǒng)2、逆變器3、分辨力4、復合控制器5、FMS二判斷題(每空2分，共20分)1、直線運動導軌是用來支承和引導運動部件按給定的方向作往復直線運動?！病?、滾珠絲桿不能自鎖?！病?、D/A轉換的方式可分為并行轉換的串行轉換方式?！病?、同步通信是以字符為傳輸信息單位?！病?、異步通信常用于并行通道?！病?、查詢I/O方式常用于中斷控制中?！病?、串行通信可以分為以下四種方式：1〕全雙工方式；〔〕2〕半雙工方式；〔〕3〕同步通信；〔〕4〕異步通信?！病橙羁疹}：(每空1分，共20分)1、從控制角度講，機電一體化可分為控制系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。2、在機電一體化中傳感器輸出電信號的參量形式可以分為:；；三種形式。3、一般來說，伺服系統(tǒng)的根本組成為、、和等四大局部組成。4、在SPWM變頻調速系統(tǒng)中，通常載波是，而調制波是。5、實現步進電動機通電環(huán)形分配的三種常用方法是：1〕，2〕，3〕。6、指出以下干擾哪幾種屬于傳導耦合方式：,;哪幾種屬于幅射耦合方式：,,。A.靜電干擾B.磁場干擾C.漏電干擾D.共阻抗感應干擾E.電磁輻射干擾。7、工業(yè)機器人的開展可劃分為代。四、簡答題(每題4分，共20分)1、在微機控制系統(tǒng)中，主機和外圍設備間所交換的信息通常分為哪三類？2、數據信息可分為哪幾種？3、有一變化量為0~16V的模擬信號，采用4位A/D轉換器轉換成數字量，輸入到微機控制系統(tǒng)中，試求其量化單位q＝？，量化誤差最大值emax＝？4、試述可編程控制器的工作原理。5、柔性制造系統(tǒng)的主要特點有哪些？五、計算題(每題10分，共20分)1、某光柵傳感器，刻線數為100線/mm，設細分時測得莫爾條紋數為400，試計算光柵位移是多少毫米？假設經四倍細分后，記數脈沖仍為400，那么光柵此時的位移是多少？測量分辨率是多少？2、三相變磁阻式步進電動機，轉子齒數Z=100,雙拍制通電，要求電動機轉速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?綜合練習(三)答案一名詞解釋(每題4分，共20分)

1、開環(huán)控制系統(tǒng)—無反響的控制系統(tǒng)。

2、逆變器—把固定的直流電變成固定或可調的交流電的DC/AC變流器。

3、傳感器能檢測到的最小輸入增量稱分辨力，在輸入零點附近的分辨力稱為閾值。

4、復合控制器帶有前饋控制系統(tǒng)的反響控制器。它的作用是使系統(tǒng)能以穩(wěn)定的零誤差跟蹤的輸入信號。

5、柔性制造系統(tǒng)〔FlexibleManufacturingSystem〕是由兩臺或兩臺以上加工中心或數控機床組成，并在加工自動化的根底上實現物料流和信息流的自動化，其根本組成局部有：自動化加工設備，工件儲運系統(tǒng)，刀具儲運系統(tǒng)，多層計算機控制系統(tǒng)等。

二判斷題(每空2分，共20分)

1、√

2、√

3、√

4、×

5、×

6、×

7、

1〕

√

2〕√

3〕√

4〕√

三填空題〔(每空1分，共20分〕

1、開環(huán)

閉環(huán)

2、電壓輸出

電流輸出

頻率輸出

3、控制器

功率放大器

執(zhí)行機構

和檢測裝置

4、等腰三角波

〔三相〕正弦波

5、1〕采用計算機軟件分配器

2〕小規(guī)模集成電路搭接的硬件分配器

3〕專用模塊分配器

6、

C，D；

A，B，E。

7、三

四解答題(每題4分，共20分)

1、數據信息、狀態(tài)信息和控制信息

2、〔1〕數字量〔2〕模擬量〔3〕開關量〔4〕脈沖量

3、量化單位q＝1V，量化誤差最大值emax＝±0.5V。

4、可編程控制器有兩種根本的工作狀態(tài)，即運行〔RUN〕和停止〔STOP〕狀態(tài)。不管是在哪種狀態(tài)，PLC都是反復不斷地重復進行，直至PLC停機。在每次循環(huán)中，假設處于運行〔RUN〕狀態(tài)，可編程控制器完成5個階斷，如下圖。假設處于停止〔STOP〕狀態(tài)，PLC也要循環(huán)進行內部處理和通信效勞。

5、〔1〕柔性高，適應多品種中小批量生產；〔2〕系統(tǒng)內的機床工藝能力上是相互補充和相互替代的；〔3〕可混流加工不同的零件；〔4〕系統(tǒng)局部調整或維修不中斷整個系統(tǒng)的運作；〔5〕多層計算機控制，可以和上層計算機聯網；〔6〕可進行三班無人干預生產。

五、計算題

(每題10分，共20分)

1、

100：1=400：х

x=4mm

四細分：400：1=400：х

x=1mm

分辨率：1÷400=2.5(μm)

2、K=1;M=3,Z=100;α=360/1*3*100=1.2o

f=600Hz綜合練習(四)一、名詞解釋〔每題4分共20分〕

1、柔性制造系統(tǒng)2、靜態(tài)設計3、靈敏度4、傳感器5、I/O通道

二、填空題〔每空１分，共2０分〕

1、對伺服系統(tǒng)的技術要求是____________、____________、____________、___________。

2、計算機控制系統(tǒng)的類型包括___________、________________、監(jiān)督控制系統(tǒng)、_____________。

3、機電一體化機械系統(tǒng)應具有良好的侍服性能，要求機械傳動部件轉動慣量小、阻力合理___________、_____________、____________、____________、并滿足小型、輕量等要求。

4、伺服系統(tǒng)的根本組成包括_________、_____________、檢測裝置、________________。

5、計算機在控制中的應用方式主要有____________、____________、_______________、_____________。

6、滾珠絲桿螺母副結構有兩類：______________、_______________。

三、選擇題〔每題2分，共10分〕

1、一般說來，如果增大幅值穿越頻率ωc的數值，那么動態(tài)性能指標中的調整時間ts______

A.產大

B.減小

C.不變

D.不定

2、順序控制系統(tǒng)是按照預先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，順序控制器通常用_____

A.單片機

B.2051

C.PLC

D.DSP

3、某光柵條紋密度是100條/mm，光柵條紋間夾角θ=0.001孤度，那么莫爾條紋的寬度是__

A.100mm

B.20mm

C.10mm

D.0.1mm

4、伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比擬環(huán)節(jié)和_________等個五局部。

A換向結構

B轉換電路

C存儲電路

D檢測環(huán)節(jié)

5、檢測環(huán)節(jié)能夠對輸出進行測量，并轉換成比擬環(huán)節(jié)所需要的量綱，一般包括傳感器和

_______。

A控制電路

B轉換電路

C調制電路

D逆變電路

三、簡答題〔每題5分，共25分〕

1、FMC的根本控制功能。2、控制系統(tǒng)接地通的目的。3、步進電動機是什么電機？它的驅動電路的功能是什么?4、簡述在微機控制系統(tǒng)中I/O控制方式及I/O接口的編址方式。

5、測量某加熱爐溫度范圍為100~1124℃四、分析題〔共25分)

1、三相交流感應電動機，電源頻率50Hz，空載轉速為1450r/min。

(1)該電動機為幾極，空載轉差率是多少?

(2)堵轉時定子、轉子繞組電勢頻率各為多少?

(3)空載時，定子、轉子繞組電勢頻率各為

2、根據下面的電路圖,編寫利用該接口電路一次完成A/D轉換,并把轉換的結果的高8位放入R2中,低8位放入R3中的程序段。綜合練習(四)答案一、名詞解釋〔每題4分共20分〕

1、柔性制造系統(tǒng)：柔性制造系統(tǒng)〔FlexibleManufacturingSystem〕是由兩臺或兩臺以上加工中心或數控機床組成，并在加工自動化的根底上實現物料流和信息流的自動化

2、靜態(tài)設計：是指依據系統(tǒng)的功能要求，通過研究制定出機械系統(tǒng)的初步設計方案。

3、指在穩(wěn)態(tài)下，輸出的變化量ΔY與輸入的變化量ΔX的比值。即為傳感器靈敏度。

S=dy/dx=ΔY/ΔX

4、是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的，便于應用的某種物理量的測量裝置。

5、I/O通道也稱為過程通道。它是計算機和控制對象之間信息傳送和變換的連接通道。

二、填空題〔每空１分，共2０分〕

1、系統(tǒng)精度

穩(wěn)定性

響應特性工作頻率

2、分級計算機控制系統(tǒng)

直接數字控制系統(tǒng)

操作指導控制系統(tǒng)

3、阻尼合理剛度大抗振性好間隙小

4、控制器、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比擬環(huán)節(jié)

5、操作指導控制系統(tǒng)

分級計算機控制系統(tǒng)

監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)〔SCC〕

直接數字控制系統(tǒng)

6、外循環(huán)插管式

內循環(huán)反向器式

三、選擇題〔每題2分，共10分〕

1、B

2、C

3、C

4、D

5、B

四、簡答題〔每題5分，共25分〕

1、〔1〕單元中各加工設備的任務管理與調度，其中包括制定單元作業(yè)方案、方案的管理與調度、設備和單元運行狀態(tài)的登錄與上報。

〔2〕單元內物流設備的管理與調度，這些設備包括傳送帶、有軌或無軌物料運輸車、機器人、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調儀提出刀具請求、將刀具分發(fā)至需要它的機床等。

2、控制系統(tǒng)接地通的目的。

將電路、設備機殼等與作為零電位的一個公共參考點〔大地〕實現低阻抗的連接，稱之謂接地。接地的目的有兩個：一是為了平安，例如把電子設備的機殼、機座等與大地相接，當設備中存在漏電時，不致影響人身平安，稱為平安接地；二是為了給系統(tǒng)提供一個基準電位，例如脈沖數字電路的零電位點等，或為了抑制干擾，如屏蔽接地等。稱為工作接地。工作接地包括一點接地和多點接地兩種方式。

3、步進電動機又稱電脈沖馬達，是通過脈沖數量決定轉角位移的一種伺服電動機，本錢較低，易于采用計算機控制，且比直流\交流電動機組成的開環(huán)控制系統(tǒng)精度高，因而被廣泛應用于開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中。步進電動機驅動電路實際上是一個功率開關電路，為使步進電動機能輸出足夠的轉矩以驅動負載工作，提供的足夠功率的控制信號。

4、程序控制方式、中斷控制方式、直接存儲器存取方式。

獨立編址；與儲存器統(tǒng)一編址。

5、4℃;

+2℃。

五、分析題綜合練習(五)一、名詞解釋(每題4分，共20分)

1、閉環(huán)控制系統(tǒng)2、逆變器3、變頻調速4、敏感元件5、共模干擾二、選擇題：(每題2分，共20分)

1、STD總線是一個通用工業(yè)控制的多少位微型機總線?(

)

A.4位

B.8位

C.16位

D.32位

2、具有某種智能功能的工業(yè)機器人屬于(

)。

A.第一代機器人

B.第二代機器人

C.第三代機器人

D.第四代機器人

3、計算機集成制造系統(tǒng)的英文縮寫是(

)。

A.CIM

B.CIMS

C.CAQ

D.CAPP

4、數字PID調節(jié)器中，哪局部的調節(jié)作用并不很明顯，甚至沒什么調節(jié)作用？〔

〕

A.微分局部

B.積分局部

D.比例局部

D.B和C

5、由存儲、輸送和裝卸三個子系統(tǒng)組成的系統(tǒng)屬于柔性制造系統(tǒng)中的〔

〕。

A.加工系統(tǒng)

B.物料系統(tǒng)

C.能量系統(tǒng)

D.信息系統(tǒng)

6、執(zhí)行元件：能量變換元件，控制機械執(zhí)行機構運動，可分為〔

〕、液壓式和氣動式等。

A電氣式

B電磁式

C磁阻式

D機械式

7、步進電動機，又稱電脈沖馬達，是通過〔

〕決定轉角位移的一種伺服電動機。

A脈沖的寬度

B脈沖的數量

C脈沖的相位

D脈沖的占空比

8、PWM指的是〔〕。

A.機器人

B.計算機集成系統(tǒng)

C.脈寬調制

D.可編程控制器

9、在數控系統(tǒng)中，復雜連續(xù)軌跡通常采用〔〕方法實現。

A.插補

B.切割

C.畫線

D.自動

10、機電一體化的核心是〔

〕

A.動力局部

B.檢測局部

C.控制器

D.接口

三、填空題

(每題1分，共20分)

1、在計算機和外部交換信息中，按數據傳輸方式可分為：

通信和

通信。

2、在伺服系統(tǒng)中，在滿足系統(tǒng)工作要求的情況下，首先應保證系統(tǒng)的

和

，并盡量高伺服系統(tǒng)的響應速度。

3、在SPWM變頻調速系統(tǒng)中，通常載波是

，而調制波是

。

4、開環(huán)步進電動機控制系統(tǒng)，主要由

、

和

等組成。

5、應用于工業(yè)控制的計算機主要有：1〕

，2〕

，3〕

等類型。

6、按控制方法劃分，伺服系統(tǒng)可分為

和

系統(tǒng)。

7、柔性制造系統(tǒng)可分為四個系統(tǒng)，分別為

、

、

和

。

8、直接差分法有

和

兩種。

四解答題(每題5分，共40分)

1、簡述一個典型的機電一體化系統(tǒng)的根本組成要素。

2、簡述伺服系統(tǒng)的結構組成。

3、DAC0832有哪三種輸入工作方式？有哪二種輸出工作方式？

4、機電一體化系統(tǒng)設計指標大體上應包括哪些方面?

5、機電一體化系統(tǒng)中的計算機接口電路通常使用光電藕合器，光電藕合器的作用有哪些？

6、DAC0832有哪三種輸入工作方式？有哪二種輸出工作方式？

7、PWM脈寬調速原理。

8、用軟件進行“線性化”處理時，采用計算法的原理是怎樣的？綜合練習(五)答案一

名詞解釋(每題4分，共20分)

1、閉環(huán)控制系統(tǒng)是指具有反響的控制系統(tǒng)。

2、逆變器是將直流電變成交流電的電路。

3、采用改變電機通電頻率的方式來改變電機的轉速的調速方式

4、敏感元件是直接可以感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關系的元件。

5、共模干擾往往是指同時加載在各個輸入信號接口斷的共有的信號干擾。

二、選擇題(每題2分，共20分)

1、B

2、B

3、B

4、A

5、B

6、A

7、B

8、C

9、A

10、A

三、填空題

(每題1分，共20分)

1、串行通信

并行通信

2、穩(wěn)定性

精度

3、等腰三角波

正弦波

4、環(huán)形分配器

功率驅動器步進電機

5、單片機PLC總線工控機

6、開環(huán)伺服系統(tǒng)

閉環(huán)伺服系統(tǒng)

7、加工系統(tǒng)

物料系統(tǒng)

能量系統(tǒng)

信息系統(tǒng)

8、向前差分法

向后差分法

四解答題(每題5分，共40分)

1、1〕機械本體2〕動力與驅動；3〕傳感測試局部；4〕執(zhí)行機構5〕控制及信息處理單元

2、1)比擬環(huán)節(jié)；2)控制器；3)執(zhí)行環(huán)節(jié)；4)被控對象；5)檢測環(huán)節(jié)。

3、輸入工作方式：〔1〕直通方式〔2〕單緩沖方式〔3〕雙緩沖方式

輸出工作方式：〔1〕單極性輸出

〔2〕雙極性輸出

4、應包括系統(tǒng)功能、性能指標、使用條件、經濟效益。

5、〔1〕能保護系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對低壓信號系統(tǒng)的損壞。

〔2〕泄漏電流低，對于測量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路。

〔3〕共模抑制比高，能對直流和低頻信號(電壓或電流)進行準確、平安的測量。

利用光電耦合方式實現載波調制，可獲得10kHz帶寬，但其隔離性能不如變壓器耦合。

6、〔1〕直通方式

〔2〕單緩沖方式

〔3〕雙緩沖方式

〔1〕單極性輸出

〔2〕雙極性輸出

7、圖中的開關S周期性地開關，在一個周期T內閉合的時間為τ，那么一個外加的固定直流電壓U被按一定的頻率開閉的開關S加到電動機的電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號，其高度為U、寬度為，如右圖所示。電樞兩端的平均電壓為：

式中

=/T=Ud/U，(0<<1)

為導通率〔或稱占空比〕。

當T不變時，只要改變導通時間，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。當從0~T改變時，Ud由零連續(xù)增大到U。

8、當輸出電信號與傳感器的參數之間有確定的數字表達式時，就可采用計算法進行非線性補償。即在軟件中編制一段完成數字表達式計算的程序，被測參數經過采樣、濾波和標度變換后直接進入計算機程序進行計算，計算后的數值即為經過線性化處理的輸出參數。

在實際工程上，被測參數和輸出電壓常常是一組測定的數據。這時如仍想采用計算法進行線性化處理，那么可應用數字上曲線擬合的方法對被測參數和輸出電壓進行擬合，得出誤差最小的近似表達式。綜合練習(六)一、名詞解釋(每題4分，共20分)

1、機電一體化2、測量3、系統(tǒng)軟件4、永磁同步電動機5、伺服控制二、判斷題(每題2分，共10分)

1、變流器中開關器件的開關特性決定了控制電路的功率、響應速度、頻帶寬度、可靠性和等指標?！?/p>

〕

2、伺服控制系統(tǒng)的比擬環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反響信號進行比擬，以獲得輸出與輸入間的偏差信號?！?/p>

〕

3、感應同步器是一種應用電磁感應原理制造的高精度檢測元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測直線位移和轉角?！?/p>

〕

4、數字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應同步器等，它們的共同特點是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結構的位移傳感器，輸出信號都是脈沖信號，每一個脈沖代表輸入的位移當量，通過計數脈沖就可以統(tǒng)計位移的尺寸?！?/p>

〕

5、FMC控制系統(tǒng)一般分三級，分別是單元控制級、整體控制級和設備控制級?！?/p>

〕

三、填空題(每空1分，共30分)

1、機電一體化技術歸納為

、

、

、

、

、和

六個方面。

2、機電一體化產品中需要檢測的物理量分成____________和____________兩種形式。

3、機械結構因素對伺服系統(tǒng)性能的影響有__________________、____________________、結構彈性變形、_________________間隙的影響。

4、對直線導軌副的根本要求是__________、_________、____________、____________和平穩(wěn)。

5、伺服系統(tǒng)的根本組成包括______________、__________________、__________、______________。

6、STD總線的技術特點_________________、______________、______________________、高可靠性。

7、按干擾的耦合模式干擾可分為靜電干擾、_________、___________、_________、________等干擾類型。

8、用軟件識別有用信號和干擾信號、并濾去干擾信號的方法稱為________、識別信號的原那么有________、_________。

9、順序控制系統(tǒng)是按照預先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，順序控制器通常用______。

四、簡答題(每題5分，共25分)

1、機電一體化系統(tǒng)設計指標大體上應包括哪些方面?2、步進電動機常用的驅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?3、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？4、什么叫傳感器？傳感器的功用是什么？它是由哪幾局部組成的？各局部的作用及相互關系如何？5、何謂計算機控制系統(tǒng)？五、綜合應用題(共15分)

1、分析擴展的EPROM2764的地址范圍及工作原理

綜合練習(六)答案一、名詞解釋(每題4分，共20分)

1、機電一體化技術綜合應用了機械技術、微電子技術、信息處理技術、自動控制技術、檢

測技術、電力電子技術、接口技術及系統(tǒng)總體技術等群體技術，以系統(tǒng)為出發(fā)點的最正確

功能價值的系統(tǒng)工程技術。

2、是人們借助于專門的設備，通過一定的方法對被測對象收集信息，取得數據概念的過程。

3、系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件是由計算機的制造廠商提供的，用來管理計算機本身的資源和方便用戶使用計算機的軟件。

4、以電子換向取代了傳統(tǒng)的直流電動機的電刷換向的電動機。

5、伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制系統(tǒng)。

二、判斷題(每題2分，共10分)

1、〔√〕

2、〔√〕

3、〔√〕

4、〔√〕

5、〔×〕

三、填空題(每空1分，共30分)

1、機械技術

檢測傳感技術

信息處理技術

自動控制技術

伺服傳動技術

系統(tǒng)總體技術

2、電量非電量

3、阻尼

摩擦

慣量

4、導向精度高

耐磨性好

足夠的剛度

對溫度變化的不敏感性

5、控制器執(zhí)行環(huán)節(jié)

檢測裝置

比擬環(huán)節(jié)

6、模塊化設計系統(tǒng)組成修改和擴展方便

7、為靜電干擾

磁場耦合干擾

漏電耦合干擾

8、軟件濾波

時間原那么空間原那么屬性原那么

9、PLC

四、簡答題(每題5分，共25分)

1、系統(tǒng)功能性能指標

使用條件

經濟效益

2、單極驅動雙極驅動

上下電壓驅動

斬波電路驅動

細分電路

3、由于任何一種A/D轉換器都需要有一定時間來完成量化及編碼操作，因此，在轉換過程中，模擬量不能發(fā)生變化，否那么，將直接影響轉換精度。采樣/保持器〔SamPLE/Hold〕就是使在A/D轉換時，保證輸入A/D轉換器的模擬量不發(fā)生變化。

4、傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的，便于應用的某種物理量的測量裝置。

傳感器的功用是：一感二傳。

組成：傳感器一般是由敏感元件、傳感元件和轉換電路三局部組成。

敏感元件：直接可以感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關系的元件。

轉換元件：敏感元件的輸出就是轉換元件的輸入，它把輸入轉換成電路參量。

根本轉換電路：上述的電路參量進入根本轉換電路中，就可以轉換成電量輸出。

傳感器只完成被測參數到電量的根本轉換。

5、采用計算機作為控制器的控制系統(tǒng)即為計算機控制系統(tǒng)，又被稱為離散控制系統(tǒng)。計算機控制系統(tǒng)〔離散控制系統(tǒng)〕，即系統(tǒng)中某處或多處的信號為脈沖序列或數碼形式，信號在時間上是離散的系統(tǒng)。

五、綜合應用題〔共15分〕

0000H~1FFFH

由于EA接地故PC指針由外部0000H開始執(zhí)行,74LS373為地址鎖存器用于鎖存來自P0口的EPROM的地址的低8位,P2口提供EPROM的地址的高5位.P0口分時用作數據傳輸口。綜合練習(七)一、名詞解釋(每題4分，共20分)

１、檢測傳感器２、響應特性3、單片機4、靜壓導軌5、屏蔽二、填空題〔每題１分，共20分〕

1、機電一體化系統(tǒng)中常見的軸承包括__________、___________、__________、_________。

2、機電一體化系統(tǒng)一般由______________、_____________、接口、__________________、_____________、______________等局部組成。

3、應用于工業(yè)控制的計算機主要有

___________、__________、_________等類型。

4、隔離放大器中采用的耦合方式主要有兩種______________、_______________。

5、多點接地：優(yōu)點：

、

，缺點：

。

6、開環(huán)步進電動機控制系統(tǒng)，主要由

、

和

等組成。

三、選擇題〔每題2分，共20分〕

1、機電一體化的核心是〔

〕

A.動力局部

B.檢測局部

C.控制器

D.接口

2、數字PID調節(jié)器中，哪局部的調節(jié)作用并不很明顯，甚至沒什么調節(jié)作用？〔

〕

A.微分局部

B.積分局部

D.比例局部

D.B和C

3、由存儲、輸送和裝卸三個子系統(tǒng)組成的系統(tǒng)屬于柔性制造系統(tǒng)中的〔

〕。

A.加工系統(tǒng)

B.物料系統(tǒng)

C.能量系統(tǒng)

D.信息系統(tǒng)

4、順序控制系統(tǒng)是按照預先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，順序控制器通常用

(

)

A.單片機

B.2051

C.PLC

D.DSP

5、伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比擬環(huán)節(jié)和〔

〕等個五局部。

A換向結構

B轉換電路

C存儲電路

D檢測環(huán)節(jié)

6、某光柵條紋密度是100條/mm，光柵條紋間夾角θ=0.001孤度，那么莫爾條紋的寬度是(

)

A.100mm

B.20mm

C.10mm

D.0.1mm

7、直流測速發(fā)電機輸出的是與轉速(

)

A.成正比的交流電壓

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

8、檢測環(huán)節(jié)能夠對輸出進行測量，并轉換成比擬環(huán)節(jié)所需要的量綱，一般包括傳感器和

〔

〕。

A控制電路

B轉換電路

C調制電路

D逆變電路

9、步進電動機，又稱電脈沖馬達，是通過〔

〕決定轉角位移的一種伺服電動機。

A脈沖的寬度

B脈沖的數量

C脈沖的相位

D脈沖的占空比

10、STD總線是一個通用工業(yè)控制的多少位微型機總線?(

)

A.4位

B.8位

C.16位

D.32位

四、簡述題〔每題5分，共25分)

1、計算機控制系統(tǒng)中，如何用軟件進行干擾的防護。2、機電一體化系統(tǒng)對支承部件的要求是什么？3、簡述開環(huán)控制伺服系統(tǒng)和閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)的特征。4、計算機控制系統(tǒng)由哪兩局部組成？5、提高系統(tǒng)可靠性，應從哪幾個方面考慮？五、綜合應用題(共15分)

1、分析、說明如下圖計算機控制系統(tǒng)中信號變換與傳輸的過程、原理。

2、三相變磁阻式步進電動機，轉子齒數Z=100,雙拍制通電，要求電動機轉速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?綜合練習(七)答案一、名詞解釋(每題4分，共20分)１、檢測傳感傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的，便于應用的某種物理量的測量裝置。２、響應特性：指的是輸出量跟隨輸入指令變化的反響速度，決定了系統(tǒng)的工作效率。3、它是把組成微機的CPU、存儲器I/O接口電路、定時器/計數器等制作在一塊集成芯片上構成一個完整的計算機。4、靜壓導軌是在兩個相對運動的導軌面間通入壓力油或壓縮空氣，使運動件浮起，以保證兩導軌面間處于液體或氣體摩擦狀態(tài)下工作。5、屏蔽是利用導電或導磁材料制成的盒狀或殼狀屏蔽體，將干擾源或干擾對象包圍起來從而割斷或削弱干擾場的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳輸。二、填空題〔每題１分，共20分〕1、滾動軸承滑動軸承靜壓軸承磁軸承。2、機械本體動力與驅動執(zhí)行機構傳感器檢測局部控制及處理局部3、單片機PLC總線工控機4、變壓器隔離光電隔離5、互不干擾接線多復雜6、環(huán)形分配器功率放大器步進電動機三、選擇題〔每題2分，共20分〕1、A2、A3、B4、C5、D6、C7、C8、B9、B10、B四、簡述題〔每題5分，共25分)1、軟件濾波用軟件來識別有用信號和干擾信號，并濾除干擾信號的方法，稱為軟件濾波軟件“陷井”軟件“看門狗”〔WATCHDOG〕就是用硬件〔或軟件〕的方法要求使用監(jiān)控定時器定時檢查某段程序或接口，當超過一定時間系統(tǒng)沒有檢查這段程序或接口時，可以認定系統(tǒng)運行出錯〔干擾發(fā)生〕，可通過軟件進行系統(tǒng)復位或按事先預定方式運行。2、機電一體化系統(tǒng)中的支承部件不僅要支承、固定和聯接系統(tǒng)中的其它零部件，還要保證這些零部件之間的相互位置要求和相對運動的精度要求，而且還是伺服系統(tǒng)的組成局部。因此，應按伺服系統(tǒng)的具體要求來設計和選擇支承部件。機電一體化系統(tǒng)對支承部件的要求是：精度高、剛度大、熱變形小、抗振性好、可靠性高，并且具有良好的摩擦特性和結構工藝性。3、〔1〕開環(huán)伺服系統(tǒng)，結構上較為簡單，技術容易掌握，調試、維護方便，工作可靠，本錢低。缺點是精度低、抗干擾能力差。一般用于精度、速度要求不高，本錢要求低的機電一體化系統(tǒng)。〔2〕閉環(huán)伺服系統(tǒng)，采用反響控制原理組成系統(tǒng)，具有精度高、調速范圍寬、動態(tài)性能好等優(yōu)點，缺點是系統(tǒng)結構復雜、本錢高等。一般用于要求高精度高速度的機電一體化系統(tǒng)。4、計算機控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩局部組成。〔1〕硬件組成，計算機控制系統(tǒng)的硬件主要是由主機、外圍設備、過程輸入與輸出設備、人機聯系設備和通信設備等組成?！?〕軟件組成，軟件是各種程序的統(tǒng)稱，軟件分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類。5、提高系統(tǒng)可靠性主要從以下3個方面考慮：〔1〕提高系統(tǒng)各組成元、器件的設計、制造質量及系統(tǒng)的裝配質量；〔2〕采用容錯法設計；〔3〕采用故障診斷術，提高系統(tǒng)的可維護性。五、綜合應用題(共15分)1、采樣過程是用采樣開關〔或采樣單元〕將模擬信號按一定時間間隔抽樣成離散模擬信號的過程。因采樣后得到的離散模擬信號本質上還是模擬信號，未數量化，不能直接送入計算機，故還需經數量化，變成數字信號才能被計算機接受和處理。量化過程〔簡稱量化〕就是用一組數碼〔如二進制碼〕來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉換成數字信號，由于計算機的數值信號是有限的，因此用數碼來逼近模擬信號是近似的處理方法。信號進入計算機后經其處理經D/A轉換后輸出。2、20KHz3.6o綜合練習(八)一、名詞解釋(每題4分，共20分)

1、DMA2、中斷3、靜壓軸承4、感應同步器5、串行通信二、填空題〔每空１分，共2０分〕

1、機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)____________、____________、___________、信息技術等在系統(tǒng)工程的根底上有機的加以綜合，實現整個機械系統(tǒng)________而建立的一門新的科學技術。

2、接口的根本功能主要有______________、放大、_________________。

3、計算機控制系統(tǒng)的類型包括____________、_____________、監(jiān)督控制系統(tǒng)、_________________。

4、實現步進電動機通電環(huán)形分配的三種常用方法是：1〕

，2〕

，3〕

。

5、接口的根本功能主要有______________、放大、_________________。

6、機電一體化機械系統(tǒng)應具有良好的侍服性能，要求機械傳動部件轉動慣量小、阻力合理___________、___________、__________、____________、并滿足小型、輕量等要求。

7、擬定機電一體化系統(tǒng)的設計方案的方法有_______________、組合法、______________。

三、選擇題(每題2分，共20分)

1、在設計齒輪傳動裝置時，對于要求運轉平穩(wěn)，啟動頻繁和動態(tài)性能好的降速傳動鏈，可按什么原那么設計？〔

〕

A.輸出軸轉角誤差最

B.等效轉動慣量最小

C.質量最小

D.A和B兩者

2、A/D轉換接口屬于(

)。

A.人機接口

B.檢測通道

C.控制通道

D.系統(tǒng)間通道

3、STD總線是一個通用工業(yè)控制的多少位微型機總線?(

)

A.4位

B.8位

C.16位

D.32位

4、具有某種智能功能的工業(yè)機器人屬于(

)。

A.第一代機器人

B.第二代機器人

C.第三代機器人

D.第四代機器人

5、目前大局部工業(yè)機器人都采用多少級機器人控制？〔

〕

A.一級

B.二級

C.三級

D.四級

6.受控變量是機械運動的一種反響控制系統(tǒng)稱

(

)

A.順序控制系統(tǒng)

B.伺服系統(tǒng)

C.數控機床

D.工業(yè)機器人

7.齒輪傳動的總等效慣量隨傳動級數(

)

A.增加而減小

B.增加而增加

C.減小而減小

D.變化而不變

8.以下可對異步電動機進行調速的方法是〔

〕。

A改變電壓的大小

B改變電動機的供電頻率

C改變電壓的相位

D改變電動機轉子繞組匝數

9.執(zhí)行元件：能量變換元件，控制機械執(zhí)行機構運