机电一体化试题库

1、一、填空题：1.微机是、和 的统称。2.2.键盘的工作方式 、和 三种。3.与A/D转换模板不同，在多路D/A转换模板中，需要多个 ，各通道D/A的有 效数据由 产生的信号来决定。4.微型计算机基本硬件组成部分由 、和 相连。5.满量程为输入电压为5V的10位转换器能分辨的最小电压为V。6.机电一体化系统设计的考虑方法有 、和。7.微处理机简称8.工业三大要素是指、和。9.微型计算机按组装形式分为 、和。10.机电一体化系统三大目 的功能 、和。11.滚珠丝杠副中的循环方式有 和 两种。12.机电一体化系统中常用的间歇传动部件有 、和。机电一体化、传感器动态特性、传感器静态特性、电磁干扰、导向

2、精度、截止频率、灵敏度、 分辨率、传递递函数三、简答题 1 .机电一体化系统必须具备哪些内部功能？2.光电隔离电路的主要作用有哪些？3.显示器静态显示与动态显示的区别是什么？4.常用的调整齿侧间隙的方法有哪几种？5.机电一体化的相关技术有哪些？6.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？7.采取哪些技术措施可以改善传感器的性能？8.非电量检测系统的两个重要环节是什么？9.光电隔离电路的主要作用有哪些？10. A/D、D/A接口的功能是什么？四. 计算题1 .满量程为输入电压为5V的8位A/D转换器，能分辨的最小电压为多少 ？它的分辨力为多 少？2.举例说明多路开关？3.设有一进给

3、系统如图所 示。已知：移 动部件（工 作台、夹具、工件等） 的总质量MA=400 kg；沿运动方向的负载力FL=800 N（包含导轨副的摩擦阻力）；电动机转子的 转动惯量Jm= 4 x 10 ；kgm2,转速为nm;齿轮轴部件I （包括齿轮）的转动惯量Ji=4x10 kgm2;轴口（包括齿轮）的转动惯量J =4x10芸kgm2;轴口的负载转矩TL=4Nm齿轮z1与齿轮z2的齿轮数分别为20与40,模数为m =1。（等效转动惯量k1mV2nn2 tJeq =r Mj()+ Jj()，其中4二Jnk妇nkkeq五. 应用题1.试述8031最小应用系统的组成，并设计出8031最小应用系统。2.在80

4、31单片机应用系统中， 数据存储器有静态和动态RAMW种，试用静态RA祇片6264对8031的数据存储器进行扩展。.名词解释题1.1. 机电一体化答：机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子 技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。2.2. 灵敏度 答：灵敏度是指当输入的变化值 AXT0时，输出变化值Ay与Ax比值的极限,即灵敏度 S S 定义为：s=|W=Ws=|W=W。3.3. 分辨率答：分辨率是指精密机械设备能感受、识别或检测到输入量的最小值，或者能产生、响应得到输出量的最小值。4.4. 传递函数答：传递函数是指在零初始值下，系统（元件）

5、输出量拉氏变换与输入量拉氏变换之比。5.5. 传感器静态特性答：传感器变换的被测量的数值处丁稳定状态时，传感器的输入 /输出关系称为 传感器的静态特性。1.1.机电一体化 答：机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子 技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。2 2 .传感器动态特性nk为执行元件的转速r/min）;等效转矩求：等效到电动机轴上的等效转动惯量Jeq和等效转矩Te；。4.4.求F（S）=X；的拉氏反变换。答：动态特性是指传感器测量动态信号时输出对输入的响应特性。3.3. 电磁干扰答：电磁干扰是指工作过程中环境因素的影响，出现的一些与

6、有用信号无关的，并且对系统性能或信号传输有害的电气变换现象。4.4. 导向精度答：导向精度是指动导轨按给定方向作直线运动的准确程度。5.5.截止频率 答：幅频特性值低丁 K/2 所对应的频率称为截止频率。其中 K 为滤波器在通频 带内的增益。三. 简答题1.1.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？答：机电一体化系统由机械系统（机构）、电子信息处理系统（计算机）、动力系 统（动力源） 、传感检测系统（传感器）、执行元件系统等五个子系统组成。机械 系统实现构造功能；控制器实现控制功能；动力系统实现动力功能；检测传感器 实现检测功能；执行元件实现驱动功能。2.2.采取哪些技术措施可以

7、改善传感器的性能？答：（1 1）平均技术，常用的平均技术有误差平均效应和数据平均处理；（2 2）差动技术，它可以消除零位输出和偶次非线性项，抵消共模误差，减小非线性；（3 3）稳定性处理；（4 4）屏蔽和隔离。3.3.非电量检测系统的两个重要环节是什么？答：（1 1）把各种非电量信息转换为电信号，这就是传感器的功能。（2 2）对转换后的电信号进行测量，并进行放大、运算、转换、记录、指示、 显示等处理，这叫作电信号处理系统。4.4.光电隔离电路的主要作用有哪些？答：（1 1）可将输入与输出端两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电。（2 2）可以进行电平转换。（3 3）提高驱动能力。5.5.A

8、/DA/D、D/AD/A 接口的功能是什么？答：在工业系统中，需要测量和控制的参数经常是连续变化的模拟信号，这些物理量经传感器变成连续变化的电压、 电流等信号，A/DA/D 接口的功能是将这些模拟 量再变换成数字量，以便计算机识另 U U。D/AD/A 接口的功能则是将经计算机处理后的 数字量转换成模拟电压或信号，输送到执行机构，达到控制过程的目的。1.1.机电一体化系统必须具备哪些内部功能？答：主要由五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和构造功 能。主功能是主要对物质、能量、信息或其相互结合进行变换、传递和存储；动 力功能是向系统提供动力、让系统得以运转的功能；检测功能和控制

9、功能的作用 是根据系统内部信息和外部信息对整个系统进行控制，使系统正常运转，实施目的功能；构造功能是使构成系统的子系统及元、 部件维持所定的时间和空间上的 相互关系所必需的功能。2.2.光电隔离电路的主要作用有哪些？答：（1 1）可将输入与输出端两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电。（2 2）可以进行电平转换。（3 3）提高驱动能力。3.3.显示器静态显示与动态显示的区别是什么？答：静态显示就是当显示器显示某一个字符时， 相应的发光二极管包定地导通货 截止。静态显示时，较小的电流能得到较高的亮度； 动态显示就是一位一位地轮 流点亮各位显示器。显示器的亮度既与导通电流有关， 也和点亮时间与

10、间隔时间 的比例有关，调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。4.4. 常用的调整齿侧间隙的方法有哪几种？答：（1 1）圆柱齿轮传动，包括偏心套（轴）调整法、轴向垫片调整法和双片薄齿 轮错齿调整法；（2 2）斜齿轮传动，消除斜齿轮传动的侧隙的方法与错齿调整法基 本相同，也是用两个薄片齿轮与一个宽齿轮啮合， 只是在两个薄片斜齿轮的中间 开了一小段距离，这样它的螺旋线便错开了。5.5. 机电一体化的相关技术有哪些？答：机电一体化的相关技术有：机械技术、计算机与信息处理技术、系统技术、 自动控制技术、系统技术、自动控制技术、传感与检测技术和伺服驱动技术。四. 计算题1, （1）单向通电的矩角

11、特性（2）起动转矩（3）空载起动频率与起动矩频特性（4）运行矩 频特性与动态转矩（5起动惯频特性）s 22 2.求F (s) =2s 4s 3解:F (s) =2s 4s 3 (s 1)( s 3)1 / 21/2+s - 1 s - 3则由拉氏反变换公式得的拉氏反变换。3.3.设有一进给系统如图所示。已知：移动部件（工作台、火具、工件等）的总 质量 MA= 400 kgkg；沿运动方向的负载力 FL=800 N N （包含导轨副的摩擦阻力）；电动机转子的转动惯量Jm=4乂10妄 kgmkgm2 2，转速为nm；齿轮轴部件 I I （包括齿轮） 的转动惯量J|=4勺0京 kgmkgm2;轴 U

12、 U （包括齿轮）的转动惯量J =4乂10京 kgmkgm2;轴皿的负载转矩 TL=4NmNm 齿轮ZI与齿轮 Z2的齿轮数分别为 2020 与 40,40,模数为. 1mV： cnnjm =1。(等效转动惯量Jeq =z Mj(-) + Jj()，其中nk为执行元件的4?.i _1nkj -1nk转速(r/min(r/min ););等效转矩Te；=上F V+Tj)2nkj=nk求：等效到电动机轴上的等效转动惯量Jeq和等效转矩Te：。解：(1)(1)求 Jeq,根据等效转动惯量公式可得= 0.1264kgmkgm2(2)(2)求Te；,根据等效转矩公式可得=10(Nm)=10(Nm)1 1

13、 .满量程为输入电压为 5V5V 的 8 8 位 A/DA/D 转换器，能分辨的最小电压为多少？它的 分辨力为多少？解：对丁 n n 位的转换器，能对满量程输入电压的(2-n)(2-n)的变化量作出反应，所以8 8 位的转换器能分辨的最小电压为555=-=0.02V 2n-128-1 255分辨力为111-1必=1 00% =1 00%：.4%2 -12 -1 2 5 5(f (t) = 1 -neY*sin( 1 一 土2切nt + H)的拉1 -2氏变换为 F (s) =2s(s 2nS n)Jkq1mVA2-2、Mi( )-JmJi2Jii(nil/nm)nmVA1 二 mz2i 100

14、0=nm二 mz2/1000nil/nm=Z1/ Z2kJeq12400 (nm二 1 201000 nm_5_4_42024 105 107 10()40kTeq1VAFLTm /nmnm二 mz1z18004-2 二 nm1000 nmZ22.2.用拉氏变换解下歹 U U 微分方程。2-n2d y (t) dy (t)彳22y(t)=x(t)dtdt式中，y y 是输出量,X X 为输入量，设X(t) =1(t) , y(0D = y(0D=0，求y(t)。解：对上式进行拉氏变换，得s2Y(s) sy(0 D - y(0D 2sY (s) 2y(0 -) 2Y(s) = X (s)，八.一

15、1.将y(0。=y(0 -) =0及X (s)=代入上式，得s2s Y (s) 2sY (s) - 2Y (s) =1 / s11ss2+2 ,女而，s +(而)221一2s(s - 1)- 1由拉氏反变换，得1ey(t) = - sin( t 二 / 4)2.2五. 应用题1 1.在 80318031 单片机应用系统中，数据存储器有静态和动态RAMRRAMR 种，试用静态RARA 祇片 62646264 对 80318031 的数据存储器进行扩展。解：80318031 在外接程序存储器或数据存储器时地址的低8 8 位信息及数据信息分时送出，故还需采用一片 74LS37374LS373 来锁存低 8 8 位地址信息。扩展 62646264 数据存储器 的电路如图所示。1 Y(s)= s12一 一s 2s 21 1 .试述 80318031 最小应用