光机电一体化控制技术四

1、一、单项选择题(只有一个选项正确，共5道小题)1. 在机械系统运动学模型建立过程中，惯性力与质量体运动的（ ）成正比(a)位移(b)速度(c)加速度(d)摩擦你选择的答案：c正确正确答案：c解答参考：2. 在机械系统运动学模型建立过程中,阻尼与质量体运动的（ ）成正比。(a)位移(b)速度(c)加速度(d)摩擦你选择的答案：b正确正确答案：b解答参考：3. 衡量放大器放大能力的指标是（ ）。(a)输入阻抗(b)放大倍数(c)输出阻抗(d)通频带你选择的答案：b正确正确答案：b解答参考：4. 在设计数字控制器的过程中，我们需要通过采样定理来确定系统的采样周期，采样周期的选择要符合采用定理，即采样

2、频率必须大于输入信息所包含最高频率的（ ）倍。、(a)2(b)4(c)5(d)10你选择的答案：a正确正确答案：a解答参考：5. 在数字控制中，被控对象或控制器控制律主要是由（ ）描述。(a)微分方程(b)差分方程(c)积分方程(d)偏分方程你选择的答案：b正确正确答案：b解答参考：二、不定项选择题(有不定个选项正确，共5道小题)6. 光机电一体化的系统设计原则主要包括（ ）。 不选全或者选错，不算完成(a)机电互补原则(b)功能优化原则(c)自动化原则(d)效益最大原则(e)开放性原则你选择的答案：abcde正确正确答案：a b c d e解答参考：7. 衡量传感器品质主要参数包括：（ ）。

3、不选全或者选错，不算完成(a)灵敏度 (b)分辨力(c)准确度(d)精确度(e)重复性(f)线性度你选择的答案：abcdef正确正确答案：a b c d e f解答参考：8. 载荷是执行机构设计计算过程的一项重要原始数据，在机电一体化系统设计中，典型载荷是指在机构上的（ ）。不选全或者选错，不算完成(a)摩擦载荷 (b)惯性载荷(c)外载荷 (d)各种环境载荷你选择的答案：abcd正确正确答案：a b c d解答参考：9. 描述控制系统的性能指标主要包括（ ）不选全或者选错，不算完成(a)对常值或“偏离”扰动信号所允许的稳态误差(b)对多项式参考输入信号，如跃阶信号和斜坡信号，所允许的稳态跟踪

4、误差。(c)系统多模型参数变化的灵敏度(d)控制系统阶数(e)系统在跃阶参考输入或扰动输入时的动态特性，如上升时间，超调量等你选择的答案：abce正确正确答案：a b c e解答参考：10. 按照在电路中所处的位置和作用不同来分，滤波器可分为（ ）不选全或者选错，不算完成(a)信号滤波(b)电源滤波(c)emi滤波 (d)电源去藕滤波(e)谐波滤波 (f)高通滤波你选择的答案：abcde正确正确答案：a b c d e解答参考：（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。)三、主观题(共10道小题)11. 光机电一体化系统的主要组成要素

5、 参考答案： 一个完善的机电一体化系统，一般由如下机构组成部分：机械系统部分动力与驱动部分执行机构部分传感器测试部分控制和信息处理部分如图所示： 机电一体化五大基本要素结构组成要素动力组成要素运动组成要素感知组成要素智能要素基本要素内部及各要素之间，通过接口耦合、运动传递、物质流动、信息控制、能量转换有机结合，集成一个完整的系统。各要素（环节）之间必须遵循接口耦合、物质流动、信息控制、能力转换的四大原则，完成如下内容：变换：信息及信号变换，放大：控制信息实现控制及能力匹配耦合：信息必须符合规定模式传递能力转换：包括执行器。驱动器各要素之间的不同能力转换信息及控制：完成数据采集，分析，判断，决策

6、及控制，知识驱动等运动传递：各要素之间不同运动的变化和传输以及运动控制目的12. 论述机电一体化系统信息传输过程。 参考答案： 上图为机电一体化系统信号传递过程，系统中既有受控物理参量连续变化的模拟信号，又有计算机等数字装置所能处理的离散数字信号。 在系统中，数字控制器产生控制策略，也就是负责接收给定指令，采集传感器的反馈信号，按一定的控制规律计算出数字形式的控制信号，如其输入是经过a/d转换的时间误差e(t)的二进制数字信号e(kt) ,其输出是二进制控制策略信号m(kt).经过伺服放大后驱动执行机构并跟踪给定指令运动。13. 简述为什么在机电一体化系统设计，需要进行机电一体化系统建模和仿真

7、分析。并说明模型建立的两种基本方式和他们的主要特点。 参考答案： 答，机电一体化系统中，机械系统，电子系统已经其他系统之间的连接往往是通过传感器或换能器，将被测物理量（位移，速度，加速度，声波，液压）等信号转换为电压或电流，系统在给定条件下，完成一定的功能。因此，从结构上，系统复杂。与所有系统一样，无论在系统设计还是分析，都需要进行实验研究，以确保功能得以实现，各系统之间工作协调，信息交流通畅，执行可靠。因此，在实验前，需要进行系统的描述，即建立系统模型，以便于从分析该模型得出整个系统的性能，功能指标。利用模型进行实验，获取所需要的信息，这一过程称为模拟和仿真。即通过模拟来达到对真实系统的了解

8、和分析。从而减少费用，降低风险，并提高整体性能。 建模的方式通常被分为两大类，物理模型和数学模型，物理模型是以系统间的相似原理为基础建立的。包括系统按比例缩小的实体模型。 数学模型是用数学符号描述系统的数学表达式，系统属性由变量表示。可以通过计算机方式进行仿真。14. 线性度是？参考答案： 线性度 是用来衡量输出是输入的线性函数的程度，因完全的线性特性并不能获得，与理想值的偏差定义为线性度容差。线性度是指在校准周期内，输出曲线与最佳拟合直线之间的最大偏差的百分比。非线性度通常是由非线性元件、如机械滞后、粘性流动若蠕变以及电子放大器等引起。 15. 传感器灵敏度是？ 参考答案： 传感器灵敏度 灵

9、敏度是仪表对被测量参数变化的响应能力。也可用输出变化量与输入变化量的比值来表示。：输出变化量；：输入变化量16. 传感器的接口电路主要功能包括：对传感器的输出信号进行 、 、 、 、 及 等处理。参考答案：传感器的接口电路主要功能包括：对传感器的输出信号进行隔离 、阻抗变换、信号变化、放大。线性化及模拟或数字计算等处理。17.一台他励直流电动机，额定电压 un=220 v , 额定转速nn=1500r/min , 电动机铁损w ，机械摩擦损耗w ，电枢回路总电阻，v，求电磁转矩、输入功率和效率。参考答案： 18. 模糊控制系统从原理上讲，主要由： 和 和 三部分组成。 参考答案： 模糊控制系统从原理上讲，主要由：模糊化接口和模糊推理机和反模糊化三部分组成。 19.控制系统性能指标主要包括： 、 和 和 四项。参考答案：机电控制系统性能指标主要包括： 上升时间 、 超调量 和 稳定时间 和 稳定误差 四项。20.从理论上讲，因数字控制器涉及到对信号（控制信号、反馈信号）的采样而会导致信息丢失，但为什么在实际应用系统中，数字控制方法的应用越来越广泛，同时说明奈奎斯特-香农采样定理对数字控制采样做了什么样的描述。参考答案： 答：数字系统的使用，主要基于如下的原因： 1：数字控制器易于对控制律