机电一体化复习题.doc

机电一体化复习题二、判断题： 1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。（）2 滚珠丝杆不能自锁。（）3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（）4 异步通信是以字符为传输信息单位。（）5 同步通信常用于并行通信。（）6 无条件I/O方式常用于中断控制中。（）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（）（4）温度误差是影响传动精度的因素（）三、单项选择题1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ） 决定转角位移的一种伺服电动机。A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。A.1s2 B.0s 1 C.-1s1 D.-1s03.PWM指的是（C）。A.机器人B.计算机集成系统 C.脉宽调制 D.可编程控制器4. PD称为（B）控制算法。A.比例 B.比例微分 C.比例积分 D.比例积分微分5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（A）方法实现。A.插补 B.切割 C.画线 D.自动四、填空题 1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为 ： 串行 通信和 并行 通信。2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括 模拟量输入通道 模拟量输出通道、数字量输入通道 数字量输出通道 四种通道。3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。4. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式 液压式 气压式和其它 等四大类型。5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是等腰三角波 ， 而调制波是正弦波 6. 异步交流电动机变频调速：a) 基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于恒转矩 调速方式。b) 基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于恒功率调速方式。7. 开环步进电动机控制系统，主要由. 环形分配器 功率驱动器 步进电机等组成。8. 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13. 实现步进电动机通电14. 环形分配的三种常用方法是：1）计算机软件 2） 硬件分配，3）专用环形分配器9. 根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：1）操作指导控制系统2）直接控制系统3）监督计算机控制系统4）分级计算机控制系统10应用于工业控制的计算机主要有：1）单片机 2）PLC，3）总线工控机等类型。11.干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以 电压或电流的形式，通过金属导体传递。12. 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、隔离 滤波 接地合理布局和软件抗干扰技术。13. 电场屏蔽-通常用铜、铝等导电性能良好 的金属材料作屏蔽体，并应保持良好接地。14根据频率特性解释下列滤波器的作用：1）低通滤波器：只让低频成分通过，而高于截止频率成分受到抑制、衰减，不让通过。2）带通滤波器：只让某一频带内的成分 通过，而低于上截止频率成分和高于_下截止频率成分的成分抑制,不让通过。五、简答题 2. 试述可编程控制器的工作原理。3. 在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否模拟输入通道中必须采用采样/保持器？为什么？ 4. 柔性制造系统的主要特点有哪些？5 步进电动机是什么电机？它的驱动电路的功能是什么?6. 伺服控制系统一般包括哪几个部分？每部分能实现何种功能？六、解答题 (每小题5分，共40分)1简述一个典型的机电一体化系统的基本组成要素。2直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？ 3简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成。4. 简述在微机控制系统中I/O控制方式及I/O接口的编址方式。5简述伺服系统的结构组成。6DAC0832有哪三种输入工作方式？有哪二种输出工作方式？7. 有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求： 1）步进电机的步距角； 2）脉冲电源的频率。8. 测量某加热炉温度范围为1001124，线性温度变送器输出05V，用ADC0809转换器输入到微机控制系统中，试求测量该温度环境的分辨率和精度。七、计算题 1. 某光栅传感器，刻线数为100线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位移是多少毫米？若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？2. 若12位A/D转换器的参考电压是 2 .5V，试求出其采样量化单位q 。若输入信号为1V，问转换后的输出数据值是多少。八、综合应用题 (每小题15分，共30分)1.分析下图调整齿侧间隙的原理1、4锥齿轮 2、3键 5压簧 6螺母 7轴 2、周向弹簧调整法2. 分析下图差动螺旋传动原理设螺杆3左、右两段螺纹的旋向相同，且导程分别为Ph1和Ph2。2为可动螺母机电一体化复习题参考答案五、简答题3. 由于任何一种A/D转换器都需要有一定时间来完成量化及编码操作，因此，在转换过程中，模拟量不能发生变化，否则，将直接影响转换精度。采样/保持器（SamPLE/Hold）就是使在A/D转换时，保证输入A/D转换器的模拟量不发生变化。模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器。当输入的模拟量信号变化缓慢时，也可省去采样/保持器。4. （1）柔性高，适应多品种中小批量生产；（2）系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；（3）可混流加工不同的零件；（4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；（5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网；（6）可进行三班无人干预生产。5. 步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电动机，成本较低，易于采用计算机控制，且比直流交流电动机组成的开环控制系统精度高，因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中。步进电动机驱动电路实际上是一个功率开关电路，为使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作，提供的足够功率的控制信号。6. 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等个五部分。比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号，通常由专门的电路或计算机来实现；控制器通常是计算机或PID控制电路；其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作；执行元件按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能，驱动被控对象工作，机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等。被控对象是指被控制的机构或装置，是直接完成系统目的的主体，一般包括传动系统、执行装置和负载；检测环节指能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲的装置，一般包括传感器和转换电路。六、解答题 (每小题5分，共40分)1 1）机械本体2）动力与驱动；3）传感测试部分；4）执行机构5）控制及信息处理单元 21）、偏心轴套调整法 2）、双片薄齿轮错齿调整法3 对机械系统的基本要求：高精度；快速响应；良好的稳定性。机械系统的组成：传动机构；导向机构；执行机构。4. 程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。 独立编址；与储存器统一编址。5 1) 比较环节；2) 控制器；3) 执行环节；4) 被控对象；5) 检测环节。6输入工作方式：（1）直通方式 （2）单缓冲方式（3）双缓冲方式 输出工作方式：（1）单极性输出 （2）双极性输出7. 1) K=2; M=5, Z=24; =360/2*5*24=1.52) f=400Hz8. 4 ; +2。七、计算题 1) 100：1=400： x=4 mm四细分：400：1=400：x=1mm分辨率：1400=2.5(m)2) q=fmaxfmin/2i=5/212=0.00122 n=3.5/0.00122=28692869化为二进制为101100110101八、综合应用题 (每小题15分，共30分)1. 在锥齿轮4的传动轴7上装有压簧5，其轴向力大小由螺母6调节。锥齿轮4在压簧5的作用下可轴向移动，从而消除了其与啮合的锥齿轮1之间的齿侧间隙。1、4锥齿轮 2、3键 5压簧 6螺母 7轴 2. 当螺杆转动角时，可动螺母2的移动距离为 （1） 如果Ph1与Ph2相差很小，则 L很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。若螺杆3左、右两段螺纹的旋向相反，则当螺杆转动角时，可动螺母2的移动距离为 （2）可见，此时差动螺旋变成快速移动螺旋，即螺母2相对螺母1快速趋近或离开。这种螺旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中。机电一体化技术试题一、填空(每空2分，共20分)1.机电一体化产品按用途可以划分为 和 2控制及信息处理单元一般由控制计算机、和组成。3在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守原则。4典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、和等部分构成。5传感器的静态特性能数主要有、二、迟滞和重复精度。二、简答题(每题4分，共20分)1为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?2机电一体化相关技术有哪些? 3转动惯量对传动系统有哪些影响?4简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。 5简述AD、DA接口的功能。三、分析题(20分)1已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统巾的哪一个基本要素?2试分析图示传动系统中，齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响?四、计算题(24分)1如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=50kg负载力为F11000N，最大加速度为10ms2，丝杠直径为d20mm，导程t4mm，齿轮减速比为i=5，总效率为=30，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩。2已知某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动，已知工作台的行程L=250mm，丝杠导程t4mm，齿轮减速比为i=5，要求工作台位移的测量精度为o005mm(忽略齿轮和丝杠的传动误差)。 (1)试采用高速端测量方法，确定旋转编码器的每转脉冲数(2)若将传感器与丝杠的端部直接相连，n。=500脉冲转的旋转编码器是否合用。答案及评分标准(供参考)一、填空每空2分，共20分)1.办公机电一体化产品 产业机电一体化产品 民用机电一体化产品2控制软件 硬件接口3前小后大4电源 输入输出接口5灵敏度 线性度二、简答题(每题4分，共20分)1答：机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。2答：机电一体化相关技术有：机械技术，计算机与信息处理技术，系统技术，白动控制技术，传感器测试技术和伺服驱动技术。3答：转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大；使系统相应速度变慢，降低灵敏度；使系统固有频率下降，容易产生谐振。4答：详细设计主要包括：系统总体设计；业务的分组；机械本体及工具设计；控制系统设计：程序设计；后备系统设计；完成详细设计书及制造图样；产品出厂及使用文件的设计。5答：AD接口的功能是将温度、压力等物理量经传感器变成的电压、电流等信号转换为数字量。DA接口是将二进制数字量转换成电压信号。三、分析题(20分)1.(10分)解答：图中各部可分为：(1) 控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示；(2)测试传感部分：光电编码器、信号处理；(3)能源：电源；(4)驱动部分：功放、电机；(5)执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台2(10分)解答：齿轮传动链位于电机之后，前向通道的闭环之外，其传动误差的低频分量和高频分量都不能通过闭环控制来消除，都会影响输出精度。四、计算题(24分)1(12分)解： (1)计算负载力 (4分)负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成(1)高速端测量 设传感器的每转脉冲数为，n，每个脉冲对应工作台的位移为 满足题目要求。(2)低速端测量传感器直接与丝杠连接，与减速比无关 可知”。500脉冲转的编码器不合用。1、 填空题（每空1分，共20分）1滚珠丝杆中滚珠的循环方式有 、 两种。2机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 、 、 、 3在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的 ，并尽量高伺服系统的响应速度。4.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13. 实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是 、 、 。5抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、 、 、 、合理布局和软件抗干扰技术。6机电一体化系统一般由_、_、接口、_、_、_等部分组成。7机电一体化系统（产品）设计类型大致可分为_、适应性设计、_。二、简答题（每题5分，共30分）1、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器，光电耦合器的作用有哪些？2、什么是三相六拍通电方式？3、简述PWM脉宽调速原理。4、简述香农采样定理。5、什么叫传感器？它是由哪几部分组成的？6、步进电动机常用驱动电路中功率放大电路有哪几种类型?三、计算题（共20分）（将本题答案写在答题纸上）（一）、（10分）三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为120r/min，输入脉冲频率为多少?步距角为多少?（二）、(10分) 光栅传感器，刻线数为100线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位移是多少毫米？若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？四、综合分析题（共30分）（一）、分析、说明如图所示计算机控制系统中信号变换与传输的过程、原理。一、填空题（每空1分，共20分）1、内循环、外循环 2、性能指标 系统功能 使用条件 经济效益 3、稳定性4、 1）采用计算机软件分配器 2）小规模集成电路搭接的硬件分配器 3）专用模块分配器 5、隔离 滤波 接地6、机械本体 动力与驱动 执行机构 传感器检测部分 控制及处理部分 7、开发性设计 变参数设计二、简答（每题5分，共30分）1. （1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。（2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。（3）共模抑制比高，能对直流和低频信号(电压或电流)进行准确、安全的测量。2. 如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如A AB B BCC CA3. 在一个周期T内闭合的时间为，则一个外加的固定直流电压U被按一定的频率开闭的开关S加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为U、宽度为，如右图所示。电枢两端的平均电压为：式中 =/T=Ud/U，(01) 为导通率（或称占空比）。当T不变时，只要改变导通时间，就可以改变电枢两端的平均电压Ud。当从0T改变时，Ud由零连续增大到U。4.采样频率大于2倍的信号频率，才能正确复现原信号。5传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置。敏感元件、转换元件、基本电路。6.单电压、双电压、斩波恒流、恒流源三、计算题（共20分）（一）（10分）K=1; M=3, Z=100; =360/1*3*100=1.2 f=600Hz （二）（10分）100：1=400：x=4 mm四细分：400：1=400：x=1mm分辨率：1400=2.5(m)四、综合分析题（30分） （一）（15分）采样过程是用采样开关（或采样单元）将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。因采样后得到的离散模拟信号本质上还是模拟信号，未数量化，不能直接送入计算机，故还需经数量化，变成数字信号才能被计算机接受和处理。量化过程（简称量化）就是用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换成数字信号，由于计算机的数值信号是有限的，因此用数码来逼近模拟信号是近似的处理方法。信号进入计算机后经其处理经D/A转换后输出。D/A转换器是将数字量转换成模拟量的装置。模拟量输出主要由D/A转换器和输出保持器组成。它们的任务是把微机输出的数字量转换成模拟量。多路模拟量输出通道的结构形式，主要取决于输出保持器的结构形式。保持器一般有数字保持方案和模拟保持方案两种。这就决定了模拟量输出通道的两种基本结构形式。二、填空题 （每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式： _内旋换和外循环2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 _ _， _，_ ， _。3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用_ _。4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_。5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的_，使它们同步协调到达目标点。6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_。7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数_。8. 累计式定时器工作时有_。9. 复合控制器必定具有_。10. 钻孔、点焊通常选用_类型。三、选择题 （每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率c的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( )A. 产大 B. 减小 C. 不变 D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是 ( )A. 阻尼质量系统 B. 弹簧质量系统 C. 弹簧阻尼系统 D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数 ( )A. 有关 B. 无关 C. 在一定级数内有关 D. 在一定级数内无关4. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用 ( )A. 单片机 B. 2051 C. PLC D. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和 检测环节 等个五部分。A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路 D检测环节四、判断题 （每小题2分，共10分)1、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出 与输入间的偏差信号。（ ）2、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。（ ）3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（ ）4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（ ）5、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。（ ）机电一体化技术试卷 (一)二、填空题 （每小题2分，共20分)1. 内循环 外循环2. 性能指标 系统功能 使用条件 经济效益3. PLC 4. 20mm 5. 位置和速度 6. 0.02 7. 增加而减小 8. 2 9. 前馈控制器 10. 简单的直线运动控制三、选择题 （每小题2分，共10分）1. B.2. A3. C.4. C5、D四、判断题 （每小题2分，共10分)1、2、3、4、5、机电一体化技术试卷 (二)二、填空题 （每小题2分，共20分)1、计算机在控制中的应用方式主要有_。2. 滚珠丝杆螺母副结构有两类： _。3、应用于工业控制的计算机主要有 _等类型。4. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括_。5、可编程控制器主要由_等其它辅助模块组成。6. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用_。7、现在常用的总线工控制机有 _ 、PC总线工业控制机和CAN总线工业控制机等。8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种_。9. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_。10. 采样/保持器在保持阶段相当于一个“_”。三、选择题 （每小题2分，共10分）1.一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：A 机械本体 B 动力与驱动部分 C 执行机构 D. 控制及信息处理部分2、机电一体化系统（产品）开发的类型A 开发性设计 B 适应性设计 C 变参数设计 D 其它3、机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法A 取代法 B 整体设计法 C组合法 D其它。4、机电一体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。5、抑制干扰的措施很多，主要包括A屏蔽 B隔离 C滤波 D接地和软件处理等方法四、判断题 （每小题2分，共10分)1、变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。（ ）2、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（ ）3、感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。（ ）4、数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。（ ）5、FMC控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级。（ ）五、问答题 （每小题10分，共30分)1、计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护。2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？3、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器，光电藕合器的作用有哪些？六、综合应用题 (每小题10分，共20分) 2. 光栅传感器，刻线数为100线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位移是多少毫米？若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？机电一体化技术试卷(二) 答案二、填空题 （每小题2分，共20分)1、 操作指导控制系统分级计算机控制系统监督计算机控制系统（SCC）直接数字控制系统2. 外循环插管式 内循环反向器式 3、单片机 PLC 总线工控机 4. 性能指标 系统功能 使用条件 经济效益。5、CPU 存储器 接口模块 6. PLC 7、STD总线工业控制机 8、变压器隔离 光电隔离 9. 20mm 10. 模拟信号存储器三、选择题 （每小题2分，共10分）1. A B C D 2、A B C 3、A B C D 4、A B C D 5、A B C D四、判断题 （每小题2分，共10分)1、（）2、（）3、（）4、（）5、（）五、问答题 （每小题10分，共30分)1、软件滤波用软件来识别有用信号和干扰信号，并滤除干扰信号的方法，称为软件滤波软件“陷井”软件“看门狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或软件）的办法要求使用监控定时器定时检查某段程序或接口，当超过一定时间系统没有检查这段程序或接口时，可以认定系统运行出错（干扰发生），可通过软件进行系统复位或按事先预定方式运行 。2、如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种。垫片调隙式 螺纹调隙式 齿差调隙式3、（1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。（2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。（3）共模抑制比高，能对直流和低频信号(电压或电流)进行准确、安全的测量。利用光电耦合方式实现载波调制，可获得10kHz带宽，但其隔离性能不如变压器耦合。六、综合应用题 (每小题10分，共20分)2. 光栅此时的位移细分前4mm, 细分后 1mm测量分辨率:细分前0.01 mm/线 细分后:0.025机电一体化技术试卷 (三)二 判断题 (每空1分，共10分)1. 直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。（）2. 滚珠丝杆不能自锁。（）3. D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（）4. 同步通信是以字符为传输信息单位。（）5. 异步通信常用于并行通道。（）6. 查询I/O方式常用于中断控制中。（）7. 串行通信可以分为以下四种方式：1）全双工方式；（）2）半双工方式；（）3）同步通信； （ ）4）异步通信。 （ ）三 填空题：(每空1分，共40分)1. 从控制角度讲，机电一体化可分为 控制系统和 控制系统。2. 在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为: ； ； 三种形式。3. 多点接地：优点： ，缺点： 。4. 一般来说，伺服系统的基本组成为 、 、和 等四大部分组成。5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是 ，而调制波是。6.从电路上隔离干扰的三种常用方法是: 隔离， 隔离， 隔离。7.开环步进电动机控制系统，主要由 、 和等组成。8.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26. 实现步进电动机通电27. 环形分配的三种常用方法是：1），2） ，3） 。9. 产生电磁干扰必备的三个条件是： ， ， 。10.干扰传播途径有二种方式：1）传导耦合方式：干扰信号能量以 或 的形式，通过金属导体传递。2）幅射耦合方式：干扰信号能量以 的形式，通过空间感应传递。11. 指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式： , ;哪几种属于幅射耦合方式： , , 。A.静电干扰 B.磁场干扰 C.漏电干扰 D.共阻抗感应干扰 E.电磁辐射干扰。12.磁场屏蔽-对高频交变磁场应采用 的金属材料作屏蔽体；对低频交变磁场应采用 的材料作屏蔽体，并保证磁路畅通。13.一点接地中：1）串联接地：优点： ，缺点： ，2）并联接地：优点： ，缺点： ，仅适用于 电路。四 解答题 (每小题5分，共40分)1一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？2斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？3、简述直流伺服电动机两种主要控制方式的工作原理。4. 在微机控制系统中，主机和外围设备间所交换的信息通常分为哪三类？5数据信息可分为哪几种？6DAC0832有哪三种输入工作方式？有哪二种输出工作方式？7.步进电动机控制系统中，电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动:已知：步距角，脉冲数 N ，频率 f ，丝杠导程 p ，试求执行部件:位移量 L= ? 移动速度 V=?8.有一变化量为0 16V的模拟信号，采用4位A/D转换器转换成数字量，输入到微机控制系统中，试求其量化单位q？，量化误差最大值emax？机电一体化技术试卷 (三)二 判断题 (每空1分，共10分)1. 2. 3. 4. 5. 6.7.1）12）3）4）三 填空题（(每空1分，共40分）1. 开环、闭环2. 电压输出 电流输出 频率输出3. 互不干扰 接线多 复杂 4. 控制器 功率放大器 执行机构 和检测装置5. 等腰三角波 （三相）正弦波6. 光电 变压器 继电器7. 环形分配器 功率放大器 步进电动机8. 1）采用计算机软件分配器 2）小规模集成电路搭接的硬件分配器 3）专用模块分配器9干扰源 传播途径 接受干扰对象 原系统 系统10. 1） 电压 ；电流 。 2）电磁场。11. C , D ; A , B E。12. 铜和铝等导电性能好 ；铁等高导磁率 。131）最简单，；前后相互干扰，2）干扰小，；接线多，复杂，低频（1MHZ）。四解答题(每小题5分，共40分)1、机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分2.1）垫片调整法 2）轴向压簧调整法3、一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电绕组两头端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；另一种是励磁磁场控制即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场的强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。4、数据信息、状态信息和控制信息5、（1）数字量（2）模拟量（3）开关量（4）脉冲量6、（1）直通方式 （2）单缓冲方式 （3）双缓冲方式（1）单极性输出 （2）双极性输出7、 L =(p/360)N ； V =(p/360)f8、量化单位q1V， 量化误差最大值emax0.5V。机电一体化技术试卷 (四)二、填空题（每空分，共3分）1、对伺服系统的技术要求是_、_、_、_。2、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：_、_。3、计算机控制系统的类型包括_、_、监督控制系统、_。4、拟定机电一体化系统（产品）设计方案的方法通常有_、_、_。5、 接口的基本功能主要有_、放大、_。6、 对直线导轨副的基本要求是_、_、_、_和平稳。7机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理_、_、_、_、并满足小型、轻量等要求。8、伺服系统的基本组成包括_ 、 _、检测装置、_。9、工作接地分为_、 _。10、STD总线的技术特点_、_、_、高可靠性。机电一体化技术试卷 (四)答案二、填空题（每空分，共3分）1、系统精度 稳定性 响应特性 工作频率2、静态设计 动态设计3、分级计算机控制系统 直接数字控制系统 操作指导控制系统4、通常有取代法 整体设计法 组合法7、 数据格式转换、通信联络6、导向精度高 耐磨性好 足够的刚度 对温度变化的不敏感性。7阻尼合理 刚度大 抗振性好 间隙小8、控制器、执行环节、比较环节9、一点接地 多点接地机电一体化技术试卷 (五)二 判断题：(每小题1分，共10分)1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。（）2 滚珠丝杆不能自锁。（）3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（）4 异步通信是以字符为传输信息单位。（）5 同步通信常用于并行通信。（）6 无条件I/O方式常用于中断控制中。（）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（）（4）温度误差是影响传动精度的因素（）三、选择题 (每小题1分，共40分)1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为 ： 通信和 通信。2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括 、 、 四种通道。3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的和 ，并尽量高伺服系统的响应速度。4. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为 、 、和其它 等四大类型。5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是 ， 而调制波是。6. 异步交流电动机变频调速：2） 基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于 调速方式。3） 基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于 调速方式。7. 开环步进电动机控制系统，主要由 、 和等组成。8.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13. 实现步进电动机通电14. 环形分配的三种常用方法是：1），2） ，3） 。9. 根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：1） ，2） ，3） ，4） 。10应用于工业控制的计算机主要有：1） ，2） ，3） 等类型。11.干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以或 的形式，通过金属导体传递。12. 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、 、 、 、合理布局和软件抗干扰技术。13. 电场屏蔽-通常用 的金属材料作屏蔽体，并应保持良好 。14根据频率特性解释下列滤波器的作用：1）低通滤波器：只让 通过，而高于 受到抑制、衰减，不让通过。2）带通滤波器：只让 通过，而高于 部分。A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路 D检测环节四解答题 (每小