机电一体化设计基础试卷(C1)答案

精选文档 供参考 皖西学院皖西学院 06 07 学年度第学年度第 学期期末考试试卷学期期末考试试卷 C 卷卷 机电机电系系 机械机械专业专业 本本科科 04 级级 机电一体化设计基础机电一体化设计基础课程课程 题号一二三四五总分统分人 得分 一一 选择题选择题 16 分 分 1 已知 f t a bt 则它的拉氏变换式为 B A b B C D 2 齿轮传动的总等效惯量随传动级数 C A 减小而减小 B 增加而增加 C 增加而减小 D 变化而不变 3 机械传动装置在机电一体化系统中是必不可少的 因为在电动机和负载之间经常需要 C A 缩小传动功率 B 增加传动功率 C 匹配转矩和转速 D 维持转速恒定 4 步进电动机是由脉冲序列控制的数字化控制元件 当给它的相绕组输入一个控制脉冲 电流时 它会前进步进角 A A 一步 B 二步 C 三步 D 四步 5 PI 控制器中的 I 代表积分校正 它的主要作用是 C A 加快系统调整时间 B 增加系统通频带 C 提高系统无静差率 D 缩小系统伺服静刚度 6 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称 B A 顺序控制系统 B 伺服系统 C 数控机床 D 工业机器人 7 斜齿轮传动中垫片调整法 垫片厚度与斜齿轮螺旋角 齿侧间隙之间的关系H 为 D A B C D sin H tan H cos H tancH 8 按下列哪种分类方式可将伺服系统分成开环 闭环 半闭环等系统 C 被控量的不同 执行元件的不同 控制方式的不同 D 控制结构的不同 二二 填空题 填空题 14 分 分 1 零阶数据保持器的传递函数 S e sG sT X 1 2 步距误差是指 空载时实测 的步距角与 理论 的步距角之差 3 用于对一定频率的指令脉冲加法记数或减法记数的是 可逆计数器 而 同步器 保证记数正确 A D 转换电路 可将计数器内的脉冲数转换成电阻值 4 对于二阶系统 当系统阻尼比 0 时 系统处于稳定与不稳定的临界状态 其单位阶跃响 应为 一等幅振荡曲线 当阻尼比 0 系统稳定 其单位阶跃响应可以为 一衰减振 荡曲线 也可以为 无振荡指数曲线 5 微动机构分为 手动机械式 热变形式 磁致伸缩式 6 当控制信号为 0 5V 电压 或 4 20mA 电流信号 输出接口必须进行 A D 转 换 三三 简答题 简答题 20 分 分 1 机电一体化技术 建立在机械技术 微电子技术 计算机和信息处理技术 自动控制技术 传感与测试 技术电力电子技术 伺服驱动技术 系统总体技术等现代高新技术群体基础之上的一 种高新技术 2 滚珠丝杠螺母副有哪些消除间隙和预紧措施 双螺母法 分别为 垫片调隙式 螺纹调隙式 齿差调隙式 3 连续系统的稳定性条件与离散系统的稳定性条件分别是什么 得分评卷人 得分评卷人 得分评卷人 密封线内不要答题 班级 姓名 学号必须写在密封线内 班级 姓名 学号 密 封 线 精选文档 供参考 连续系统的稳定性条件闭环传递函数的所有极点必须在 S 平面虚轴的左侧 等效离散 系统稳定的充要条件是其闭环 z 传递函数的所有极点 Z 必须在 z 平面单位圆内 即 nizi 2 1 1 4 机电一体化机械系统包括哪几部分机构 简要说明各机构的作用 传动机构 转速和转矩的变换器 而且成为伺服系统的一部分 导向机构 支承和导向 执行机构 完成操作任务 5 常见步进电动机驱动电路有哪三种 分别介绍其特点 1 单电源驱动电路 单一电源供电 结构简单 成本低 电流波形差 效率低 2 双电源驱动电路 高低压两个电源供电 绕组刚接通时 高压电源供电 加快电流 上升速度 延迟一段时间后切换到低压电源供电 效率低 3 斩波限流驱动电路 单一高压电源供电 加快电流上升速度 出力大 功耗小 效 率高 四四 分析题分析题 20 1 在一机电一体化产品中 8031 通过 P1 口扩展了一个 3x4 键盘 画出接口逻辑电路 并编写键输入程序框图 2 试列举两种常用的放大电路 画出基本电路图 并阐述其工作原理 同相输入放大器 其输出电压 U0 和输入阻抗 Z 分别为 其中 Ad 是运算放大器的差模放大倍数 i f U R R U 1 1 0 1 1 R R ZA Z f id Zi 是开环输入阻抗 T 工作原理 同相输入差动放大器 两输入信号均采用同相输入以提高输入阻抗 为保 得分评卷人 精选文档 供参考 证共模抑制比 取 则放大器输出为 4211 RRRR ff 1 12 4 2 0 UU R R U f 五计算题 五计算题 3030 分 分 1 某开环控制的数控车床纵向进给传动链如下图所示 工作台质量为 100kg 滚珠丝杠等效直径为 35mm 导程为 6mm 总长 度为 1400mm 从电机到滚珠丝杠的减速比为 3 小齿轮模数为 2mm 齿数为 20 齿宽为 18mm 电机转子转动惯量为 2x10 3kg m2 试验算惯量匹配 齿轮 材料为 45 钢 解 解 3 52x10 5 kg m2 32 018 0 04 0 108 7 43 1 Z J 2 85x10 3 kg m2 32 018 0 12 0 108 7 43 2 Z J 1 61x10 3 kg m2 32 4 1035 0 108 7 43 s J 100 32 6 1061 1 1085 2 9 1 1052 3 2 1 23352 2 2 1 m i p JJ i JJ SZZd 5 412x10 4 kg m2 惯量匹配验算 符合要求 说明惯量匹配合理 276 0 102 10412 5 3 4 m d J J 2 二阶系统结构图如图所示 设 K1 0 1 K2 10 T1 0 5s 1 求系统对 r t 的阶跃响应的最大超调量 及调节时间 ts 取 5 2 求系统增益 Ks 及伺服刚度 KR 3 求 r t 1 t 及 n t 0 1 共同作用下系统的稳态误差 ess 1 G s 1 型 v p 2 性能指标 ts 3 系统增益与伺服刚度 Ks Kv K1K2 1 KR K1 0 1 4 essr essn 3 某三相变磁组式步进电动机 转子有 40 个齿 试计算单三拍 双三拍或六拍运行方式 时的步距角 若要求电动机的转速为 20r min 则各种运行方式下的通电脉冲频率各为 多少 解 步距角而 z 40 单三拍时 k 1 所以 mkz 360 3 4013 360360 1 mkz 5 1 4023 360360 2 mkz 频率 min