机电一体化试题及答案汇总

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！目录机电一体化复习题........................................................................................................1机电一体化复习题参考答案........................................................................................5机电一体化技术试题....................................................................................................8答案及评分标准............................................................................................................9机电一体化复习题......................................................................................................11一、名词解释.......................................................................................................11二、填空题...........................................................................................................12三、简答题...........................................................................................................13四、选择题.（无答案）.....................................................................................16五、应用题...........................................................................................................18《机电一体化技术》试卷一）................................................................................20《机电一体化技术》试卷（一答案......................................................................22《机电一体化技术》试卷（二)..............................................................................24《机电一体化技术》试卷（二）答案...................................................................25《机电一体化技术》试卷（三)..............................................................................28《机电一体化技术》试卷三答案.........................................................................30《机电一体化技术》试卷（四)..............................................................................32《机电一体化技术》试卷（四)答案....................................................................33《机电一体化技术》试卷（五)..............................................................................35《机电一体化技术》试卷五)答案.......................................................................37机电一体化系统设计试题..........................................................................................40一、填空题（每空1分，共20分）................................................................40二、简答题（每题5分，共30分)..................................................................40三、计算题（共20分)（将本题答案写在答题纸上)....................................40四、综合分析题（共30分）.............................................................................41机电一体化系统设计试题答案..................................................................................41一、填空题(每空1分，共20分）..................................................................41二、简答（每题5分，共30分）....................................................................41三、计算题（共20分）.....................................................................................42四、综合分析题（30分）..................................................................................42一、名词解释1机电一体化2伺服控制3闭环控制系统4逆变器5SPWM6单片机7I/O接口8I/O通道9串行通信10直接存储器存取(DMA)二、判断题:1在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。（×）1/422滚珠丝杆不能自锁.（√）3×）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C脉冲的相位B脉冲的数量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.1<s〈2〈s〈0B。0〈s1C。-1<s<1D。-1D.3。PWM指的是（C)。A.机器人B。计算机集成系统C。脉宽调制可编程控制器4.PD称为(B）控制算法。A.比例B.比例微分D。自例积分微分5。在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（A）方法实现。A.插补动B.切割C。画线四、填空题2/421。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。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.实现步进电动机通电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。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：3/421)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。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1.试简述光电式转速传感器的测量原理。2。试述可编程控制器的工作原理。3.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。6．DAC0832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？4/422.若12位A/D转换器的参考电压是±2q.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P和P。2为可动螺母h1h2一名词解释1机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，以系统为出发点的最佳功能价值的系统工程技术.2伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。3闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。4逆变器是将直流电变成交流电的电路。5SPWM是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。6它是把组成微机的CPU、存储器I/O集成芯片上构成一个完整的计算机。7I/O接口电路也简称接口电路.它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用.8I/O通道也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。9串行通信是数据按位进行传送的.在传输过程中,每一位数据都占据一个固定的时间长度，一位一位的串行传送和接收。串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式.10硬件在外设与内存间直接进行数据交换(DMA）而不通过CPU5/42五、简答题1。光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上.当缝隙圆盘随被测轴转动时,输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N,则可测出转速为式中Z——圆盘上的缝隙数；n——转速（r／min)；t——测量时间(s）。2。不管是在哪种状态,PLCPLC停机.在每次循环中，若处于运行（RUN）状态,可编程控制器完成5个阶断，如图所示。若处于停止（STOP）状态,PLC也要循环进行内部处理和通信服务。3。由于任何一种A/D（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。4.三班无人干预生产。5.6/42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。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,驱动被控等。系统、执行装置和负载；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；α=360/2＊5＊24=1.5º2)f=400Hz8。4℃;+2℃。七、计算题7/421)100：1=400：хx=4mm四细分：400：1=400：хx=1mm分辨率：1÷400=2.5(μm）2）q=f－f/2=5/2=0。00122i12maxminn=3。5/0.00122=28692869化为二进制为八、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51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P与P相差很小，则L很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。h1h2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。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则。原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8/42成。5．传感器的静态特性能数主要有二、简答题（每题4分，共20分)、、迟滞和重复精度。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F1＝1000N，最大加速度为t＝4mm,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t＝4mm,齿轮减速比为i=5，要求工作台位移的测量精度为齿轮和丝杠(1）试采用高速端测量方法，确定旋转编码器的每转脉冲数‘脉冲／转的旋转编码器是否合用.五、综合题(16分）已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自由度的驱动系统如图所示，确定整系统(供参考）9/42一、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3．前小后大4．电源硬件接口输入／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各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。白动控制技术,传感器测试技术和伺服驱动技术。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。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。D／A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：10/42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)计算负载力负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成(1)高速端测量(4分）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，与减速比无关脉冲／转的编码器不合用。五、综合题（16分)解：可以使用工业PC机或者单片机完成系统的控制.具体可以有下三种方案:(1)工业PC机集中控制方案：用一台工业PC括任务管理和三个自由度的伺服控制，系统原理图如下.(2)工业PCPC机与三个单片机通信,对三个单片机实现管理，每个单片机负责一个自由度的伺服控制，控制系统原理图如下。信，对三图如下。评分标准：正确回答出三种方案之中的任意两个即可得满分。一、名词解释1、机电一体化:机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息11/42处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。2、柔性制造系统：柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem)是由和信息流的自动化.3、传感器：传感器适机电一体化系统中不可缺少的组成部分，能把各种不同的非电量转换成电量,对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测，将其变成系统可识别的电信号，传递给控制单元.作。5、感应同步器: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.间进行信息交换的接口，主要完成输入和输出两方面的工作。7、PLC：可编程控制器(ProgrammableLogicalController）简称PLC.是置，广泛应用在各种生产机械和生产过程的自动控制中。8、变频器：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素以及过流/过压/过载保护等功能。9、通信协议：通信协议是指通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程,包括逻辑电平的定义、应用何种物理传输介质、数据帧的格式、通信站地址的确定、数据传输方式等。10、MPS系统:模块化生产加工系统(ModularProductionSystem)简称MPS系统，它是德国FESTO公司结合现代工业的特点研制开发的模拟自动化生产过程，集机械、电子、传感器、气动、通信为一体的高度集成的机电一体化装置.二、填空题12/422、光电编码器根据结构可分为增量式和绝对式。3、热电阻温度传感器的工作原理是基于金属的热电阻效应。4、热电偶温度传感器的工作原理是基于物体的热电效应。5、对伺服系统的技术要求是系统精度、稳定性、响应特性、工作频率。7、典型的气动驱动系统由气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件组成。8、机电控制系统的机械装置主要包括传动机构、导向机构和执行器三个部分.9、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：静态设计、动态设计。10、欠电流继电器利用其常开触点串接在被控线路中起欠流保护。11、过电流继电器利用其常闭触点串接在被控线路中起过流保护.12、接口的基本功能主要有数据格式转换、放大、通信联络.13、伺服系统的基本组成包括控制器、执行环节、检测装置、比较环节。14、工作接地分为一点接地、多点接地。化产品和民用机电一体化产品。16、典型的可编程控制器由编程器、微处理器、存储器、电源和输入／输出接口等部分构成。17、S7—200PLC的控制程序通常由用户程序、数据块和参数组成。18、PLC根据数据传输方式分为并行和串行通信通信方式。19、PLC的串行通信接口有RS232C、RS485、RS422.20、S7-200的通信协议为PPI协议。和控制电路组成。22、机电一体化系统常用的能源有电力源、液压源和气压源。三、简答题1.机电一体化系统的基本构成要素有哪些？动力源、传感装置、驱动执行机构、控制器等,各要素和环节之间通过接口相联13/42系。2。测试传感部分的作用答:测试传感部分的作用:对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，传输到信息处理单元，经分析处理后产生控制信息。3.传感器是如何分类的？答：传感器的分类方法有如下几种：按用途、工作原理、变换原理、输出信号性质分类。4。简述步进电动机驱动电路的组成。放大器组成。5.简述直流伺服电机两种控制方式的特点。答：直流伺服电动机的控制方式主要有两种：一种是电枢电压控制,即在定子磁场不变的情况下,通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的子磁场强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。采用电枢电压控制方式时,由于定子磁场保持不变，其电枢电流可以达到额定值,相应的输出转矩也可以达到额定值，因而这种方式又被称为恒转矩调速方变，所以这种方式又被称为恒功率调速方式。6。为什么说接触器自锁线路具有欠压和失压的保护作用？当失压和欠压时，接触器线圈的电磁吸引力消失或不足，接触器触点释放，断开控制线路，从而使电动机主电路断开。7.简述PLC系统与继电器接触器控制系统的区别.答:1）控制方式：继电器控制系统的控制是采用硬件接线实现的，是利用继控制系统采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。2）工作方式：继电器控制系统采用并行的工作方式，PLC控制系统采用串14/42行工作方式。3）控制速度：继电器控制系统控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级,机械触点有抖动现象。PLC控制系统是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。4)定时与计数控制:继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。继电器控制系控制系统用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体PLC系统具备计数功能。5）可靠性和维护性：继电器控制系统可靠性较差，线路复杂，维护工作量大，PLC控制系统可靠性较高，外部线路简单，维护工作量小。8。PLC交流开关量输入模块和直流开关量输入模块分别适用什么场合？答：由于交流输入模块电路中增加了限流、滤波和整流三个环节,因此，输入信号的可靠性要比直流输入电路要高。一般来说,交流输入方式用于有油雾、磁干扰轻,对系统响应要求较高的场合。9.PLC开关量输出模块有哪几种类型?各能驱动何种负载?答:PLC闸管输出型用于控制外部交流负载10。PWM脉宽调速原理。答：PWM是英文PulseWidthModulation(脉冲宽度调制）缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。11.控制系统接地的目的。答：将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点（大地）实现低阻抗的连接，称之谓接地.接地的目的有两个：一是为了安全，例如把电子设备的机壳、机座等与大地相接，当设备中存在漏电时，不致影响人身安全，称为安全接地；二是为了给系统提供一个基准电位，例如脉冲数字电路的零电位点等,或15/42为了抑制干扰,如屏蔽接地等。称为工作接地。工作接地包括一点接地和多点接地两种方式。12.机电一体化系统设计的指标主要包括哪些方面？答：主要包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。13．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?力变形等所各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。14．机电一体化相关技术有哪些？白动控制技术，传感器测试技术和伺服驱动技术.15．简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容.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。16．简述A／D、D／A接口的功能。答：A／D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.D／A接口是将二进制数字量转换成电压信号。17。机电一体化产品对机械传动系统有哪些要求?还应满足小型、轻量、高速、低冲击振动、低噪声和高可靠性。18.S7—200PLC有哪些硬件资源，如何对他们寻址？答：S7-200PLC的硬件资源包括输入输出映像寄存器区（/高速计数器（HC)、模拟量输入输出寄存器（AI/AQ)等，S7—200PLC的寻址方式有立即数寻址、直接寻址和间接寻址三大类。四、选择题。（无答案)1。受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称()16/42A。顺序控制系统B。伺服系统C。数控机）床D。工业机器人2.直流测速发电机输出的是与转速(B.成反比的交D.成反比的直流电压C.成正比的直流电压流电压3。某4极交流感应电动机,电源频率为50Hz，当转差率为时,其转速)为（A。1450［r/min]［r/min］C.735［r/min］［r/min］4。计算步进电动机转速的公式为(A。B.TcosB。1470D。2940)C.D.180°-sm5.图示利用继电器触点实现的逻辑函数为(A.（A+)·(+B)）B.A·+·BC。(A+B）·(+)D。A·B+·6.Mechatronics是两个不同学科领域名称的组合,这两个不同的学科是（）A．机械学与信息技术B．机械学与电子学D．机械学与计算机C．机械学与自动化技术7.计算机集成制造系统包括（）A．CAD、CAPP、CAMB．FMSC．计算机辅助生产管理D．A、B和C8。）A．转速特性B．调节特性C．工作特性D．机械特性9.步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的2倍，则步距角17/42为原来的（）A．0.5倍B．2倍C．0.25倍D．不变10。感应同步器可用于检测（）A．位置B．加速度C．速度D．位移11。“机电一体化”在国外被称为（）A．MachineB．ElectronicsC．MechatronicsD．A和B12.机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是（）A．提供动力B．传递运动13。）A．60°B．45°C．0°D．90°14。光栅式位移传感器的栅距W、莫尔条纹的间距B和倾斜角θ之间的关C．传递动力D．A、B和C系为(）A．B．C．D．15.差分变压器传感器属于（)A．涡流式B．自感型C．互感型D．可变磁阻式16。在自动控制系统中，伺服电机通常用于控制系统的（）A．开环控制B．C和DC．全闭环控制D．半闭环控制五、应用题1。采用PLC设计二台电动机A、B工作的系统。（1）按钮X1为A电动机起动，按钮X2为A电动机停止(输出Y1）；（2）按钮X3为B电动机起动,按钮X4为B电动机停止（输出Y2);（3)只有A电动机在工作中,B电动机才能工作。要求：画出梯形图,写出助记符指令程序。答：（1)梯形图:(2）助记符指令程序：STRX1Y1ORANDNOTOUTX2Y118/42STRORX3Y2ANDNOTANDX4Y1Y2OUT2、下图为小车送料过程示意图。现采用可编程控制器控制,写出小车PLC控制的梯形图。小车的送料过程为：当小车处于左限位开关ST1ST215秒;然后小车向左运行，碰到左限位开关ST110秒;至此完成一次动作.任何时候压下停止按钮，小车将停止动作。根据上述描述写出用PLC控制的梯形图。输入/输出点的分配输入启动按钮X400右行电磁阀Y430T450T451停止按钮X403卸料电磁阀Y4334、下图为欲用可编程控制器控制的天塔闪光灯示意图.控制要求是：按下启动按钮后，L2、L4、L6、L8亮，1秒后灭；接着L3、L5、L7、L9亮,1秒后灭;再接着L2、L4、L6、L8亮，1秒后灭，如此循环下去.根据上述描述写出用PLC控制的梯形图。1119/42__________，________________。7。齿轮传动的总等效惯量与传动级数A。产大C。不变C.在一定级数内有关。在一定级数内无3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（)4,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21/42一、名词解释（每小题2分，共10分）1。内循环外循环三、选择题（每小题2分，共10分)1。。2。A3.C。4。C5、D2.步距误差步距误差直接影响执行部件的定位精度。最大静转矩是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时，所能承受的最大外加转矩，亦即所能输出的最大电磁转矩,它反映了步进电动机的制动能力和低速步进运行时的负载能力。启动矩一频特性运行所允许的最高频率称为最高启动频率。启动频率与负载转矩有关。运行矩频特性步进电动机连续运行时所能接受的最高频率称为最高工作频率，它与步距角一起决定执行部件的最大运行速度。最大相电压和最大相电流分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大电源电压和流过的最大电流。3。应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益.六、分析计算题每小题10分,共20分)1.20KHz3.6º2.（1）梯形图：（２助记符指令程序：STRORX1Y1ANDNOTOUTX2Y1STRX3Y2ORANDNOTANDX4Y1Y2OUT23/42（二)一、名词解释（每小题2分，共10分)1、线性度2、伺服控制系统3、三相六拍通电方式4、传感器5、系统精度二、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______________________________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θ=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4、机电一体化的高性能化一般包含A高速化B高精度5、抑制干扰的措施很多，主要包括D其它D其它.C高效率D高可靠性。24/42A屏蔽四、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,有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。（D接地和软件处理等方法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))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？(25/422、一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。3、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→→B→→C→CA→…4、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。5、指输出量复现输入信号要求的精确程度；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。5CPU存储器接口模块6.PLC7STD总线工业控制机8、变压器隔离光电隔离9。20mm10。模拟信号存储器三、选择题（每小题2分，共10分）1。ABCD、ABC3、ABCD、ABCD5、ABCD四、判断题每小题2分,共10分)1、（√）2、（√）3、（√、（√）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定方式运行。26/422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2,一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31）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.）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。电压或电流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）1。2。光栅此时的位移细分前4mm，细分后1mm测量分辨率：细分前0.01mm/线细分后:0.02527/42（三)一、名词解释（每小题2分，共10分)1机电一体化2伺服控制3闭环控制系统4逆变器5SPWM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（)）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（））（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.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，并尽量高伺服系统的响应速度。通信和、、、、和4。和其它等四大类型。、、、5.在SPWM变频调速系统中，通常载波是6。异步交流电动机变频调速：，而调制波是。1）基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速,属于2）基频（额定频率以上的弱磁通变频调速，属于调速方式。调速方式。28/427.开环步进电动机控制系统,主要由8.实现步进电动机通电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：、和等组成。,。1）3），2），4),。10．应用于工业控制的计算机主要有：1)，2)型。11。干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以的形式,通过金属导体传递。，3）等类或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：通过,而高于衰减，不让通过.2）带通滤波器：只让.受到抑制、部分。通过,而高于A换向结构B转换电路C存储电路D检测环节四解答题（每小题8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。6．DAC0832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θ,脉冲数N，频率f，丝杠导程p，试求执行部件：29/42位移量L=?移动速度V=?8.测量某加热炉温度范围为100~1124℃，线性温度变送器输出0～5V，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。(三)一名词解释每小题2分，共10分)1机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，功能价值的系统工程技术。以系统为出发点的最佳2伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。3闭环控制系统是指具有反馈的控制系统.4逆变器是将直流电变成交流电的电路。5SPWM是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。二判断题（每小题1分，共10分）1（×）2（√）3（×)4（√）5（×)6（×)7√（√）（√）√)三、选择题每小题1分，共40分）1。串行通信并行通信2。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3.稳定性和精度4.电磁式液压式气压式5.等腰三角波正弦波6。恒转矩恒功率7。环形分配器功率驱动器步进电机8.计算机软件硬件分配专用环形分配器9。操作指导控制系统直接控制系统监督计算机控制系统分级计算机控制系统30/4210．单片机PLC总线工控机11.电压12。电流隔离滤波接地13.铜铝等导电性能良好接地14．1）低频成分截止频率成分某一频带内的成分上截止频率成分下截止频率成分四解答题（每小题8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2．1）、偏心轴套调整法、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）单缓冲方式双缓冲方式输出工作方式：（1）单极性输出（2）双极性输出7.Lθp/360°）N;8.4℃;+2℃。Vθp/360°)f31/42（四)一、名词解释每小题2分，共10分）1。变频调速2。FMS3。响应特性4。敏感元件5.压电效应二、选择题（每小题2分，共10分)1、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_________等个五部分。A换向结构C存储电路B转换电路D检测环节2、检测环节能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲，一般包括传感器和_______。A控制电路C调制电路B转换电路D逆变电路3、以下可对异步电动机进行调速的方法是_______.A改变电压的大小C改变电压的相位B改变电动机的供电频率D改变电动机转子绕组匝数4、执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为________、液压式和气动式等。A电气式C磁阻式B电磁式D机械式5、步进电动机，又称电脉冲马达,是通过________决定转角位移的一种伺服电动机。A脉冲的宽度C脉冲的相位B脉冲的数量D脉冲的占空比三、简答题每小题10分，共30分)1什么叫传感器？传感器的功用是什么?它是由哪几部分组成的？各部分的作用32/422.试简述采样/保持器原理.2）脉冲电源的频率。1。采用改变电机通电频率的方式来改变电机的转速的调速方式2。柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem）是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成,并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化,其基本组成部分有：自动化加工设备，工件储运系统，刀具储运系统，多层计算机控制系统等。3.响应特性:指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度，决定了系统的工作效率.4。.33/425.压电效应：某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应.二、选择题（每小题2分,共10分）1、D2、、、A5、B三、简答题（每小题10,共30分)1。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。传感器的功用是:一感二传。组成：传感器一般是由敏感元件、传感元件和转换电路三部分组成。敏感元件：直接可以感受被测量的变化,并输出与被测量成确定关系的元件。转换元件:敏感元件的输出就是转换元件的输入,它把输入转换成电路参量。基本转换电路:上述的电路参量进入基本转换电路中，就可以转换成电量输出。传感器只完成被测参数到电量的基本转换。2.采样/保持由存储电容C，模拟开关S等组成，如图所示。当S接通时，输出信号跟踪输入信号，称采样阶段。当S断开时，电容C二端一直保持断开的电压，称保持阶段。由此构成一个简单采样/保持器。实际上为使采样/保持器具有足够的精度，一般在输入级和输出级均采用缓冲器，以减少信号源的输出阻抗，增加负载的输入阻抗。在电容选择时，使其大小适宜，以保证其时间常数适中,并选用漏泄小的电容。3.工业控制的计算机主要有单片微型计算机、可编程序控制器（）、总线微型计算机。单片机或可编程控制器主要用于，控制量为开关量和少量数据信息的模拟量的小系统。对于数据处理量大的系统,则往往采用基于各类总线结构的工控机，如STD总线工控机、—PC总线工控机、Multibus工控机等。对于多层次、复杂的机电一体化系统,则要采用分级分步式控制系统，在这种控制系统中，根据各级及控制对象的特点,可分别采用单片机、可编程控制器、总线工控机和微型机来分别完成不同的功能.34/42四、简单应用题（每小题10分,共20分)1。10s内转轴转了多少转：307200÷1024=300（转）位移量（∵螺距T=2mm）∴300×2=600(mm)转速：300÷10=30(转/秒）2。1)K=2;M=5,Z=24；=360/2＊5＊24=1.5º2)f=400Hz五、综合应用题每小题15分，共30分）1.；M=3，Z=100;=360/1＊3＊100=1.2ºf=600Hz2：MOVX@R0，ALOOP：NOPMOVR0，#7CH；选择AD574，并令A0=0；启动A/D转换，全12位JBP3.2，LOOPMOVXA，＠R0MOVR2，AMOVR0，＃7DHMOVXA，@R0MOVR3，A……；查询转换是否结束;读取高8位；存人R2中;令A0=1;读取低4位,尾随4个0；存入R3中(五)一、名词解释（每小题2分，共10分）1。单片机2。I/O接口3.I/O通道4.串行通信5.直接存储器存取(DMA）二、单项选择题（每小题2分，共10分）35/421。动机。A脉冲的宽度C脉冲的相位决定转角位移的一种伺服电B脉冲的数量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(）。A.1〈s〈2B.0<s1）。C.-1〈s〈1D.-1<s<03.PWM指的是(A.机器人计算机集成系统C。脉宽调制。可编程控制器4。PD称为（。比例控制算法。。比例微分C.比例积分。比例积分微分5。在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（。插补。切割C。画线三、简答题每小题5分，共30分））方法实现。D.自动1.试简述光电式转速传感器的测量原理。2.试述可编程控制器的工作原理.3。/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？四、计算题每小题10分,共20分）1.100线/mm,设细分时测得莫尔条纹数为400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??2。若12位A/D转换器的参考电压是±2.5Vq。若输入信号为1V，问转换后的输出数据值是多少。五、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36/425－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P和P.2为可动螺h1h2母(一、名词解释每小题2分，共10分)1.它是把组成微机的CPUI/O/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机。2.I/O接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。3。I/O接通道4.串行通信是数据按位进行传送的。在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度，一位一位的串行传送和接收.串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。5。硬件在外设与内存间直接进行数据交换（DMA）而不通过CPU二、单项选择题每小题2分，共10分)1。B。B。C4。C5。A三、简答题（每小题5分，共30分)1。或与被测轴相连接的输入轴）上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成.光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上.当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数