机电一体化试考试全面复习题

一、填空题：1．微机是__________、____________和___________的统称。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.微型计算机根本硬件组成局部由__________、____________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_____________。二、名词解释机电一体化、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根本要素组成？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．设有一进给系统如下图。：移动部件〔工作台、夹具、工件等〕的总质量kg；沿运动方向的负载力N〔包含导轨副的摩擦阻力〕；电动机转子的转动惯量kgm2，转速为；齿轮轴部件Ⅰ(包括齿轮)的转动惯量kgm2；轴Ⅱ(包括齿轮)的转动惯量kgm2；轴Ⅱ的负载转矩Nm；齿轮与齿轮的齿轮数分别为20与40，模数为。〔等效转动惯量，其中为执行元件的转速〔r/min〕；等效转矩〕求：等效到电动机轴上的等效转动惯量和等效转矩。4．求的拉氏反变换。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8031单片机应用系统中，数据存储器有静态和动态RAM两种，试用静态RAM芯片6264对8031的数据存储器进行扩展。二.名词解释题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.灵敏度答：灵敏度是指当输入的变化值时，输出变化值与比值的极限，即灵敏度S定义为：。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.传递函数答：传递函数是指在零初始值下，系统〔元件〕输出量拉氏变换与输入量拉氏变换之比。5.传感器静态特性答：传感器变换的被测量的数值处于稳定状态时，传感器的输入/输出关系称为传感器的静态特性。1.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．传感器动态特性答：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．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．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．截止频率答：幅频特性值低于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．机电一体化系统由哪些根本要素组成？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．采取哪些技术措施可以改善传感器的性能？答：(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)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)稳定性处理；(4)屏蔽和隔离。3．非电量检测系统的两个重要环节是什么？答：(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)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．光电隔离电路的主要作用有哪些？答：(1)可将输入与输出端两局部电路的地线分开，各自使用一套电源供电。(2)可以进行电平转换。(3)提高驱动能力。5．A/D、D/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/D接口的功能是将这些模拟量再变换成数字量，以便计算机识别。D/A接口的功能那么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，到达控制过程的目的。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．光电隔离电路的主要作用有哪些？答：(1)可将输入与输出端两局部电路的地线分开，各自使用一套电源供电。(2)可以进行电平转换。(3)提高驱动能力。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，相应的发光二极管恒定地导通货截止。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．常用的调整齿侧间隙的方法有哪几种？答：(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)斜齿轮传动，消除斜齿轮传动的侧隙的方法与错齿调整法根本相同，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．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〕2．求的拉氏反变换。解：那么由拉氏反变换公式得3．设有一进给系统如下图。：移动部件〔工作台、夹具、工件等〕的总质量kg；沿运动方向的负载力N〔包含导轨副的摩擦阻力〕；电动机转子的转动惯量kgm2，转速为；齿轮轴部件Ⅰ(包括齿轮)的转动惯量kgm2；轴Ⅱ(包括齿轮)的转动惯量kgm2；轴Ⅱ的负载转矩Nm；齿轮与齿轮的齿轮数分别为20与40，模数为。〔等效转动惯量，其中为执行元件的转速〔r/min〕；等效转矩〕求：等效到电动机轴上的等效转动惯量和等效转矩。解：(1)求，根据等效转动惯量公式可得∵∴kgm2(2)求，根据等效转矩公式可得=10(Nm)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？解：对于n位的转换器，能对满量程输入电压的(2-n)的变化量作出反响，所以8位的转换器能分辨的最小电压为分辨力为2．用拉氏变换解以下微分方程。〔的拉氏变换为〕式中，y是输出量，x为输入量，设，，求。解：对上式进行拉氏变换，得将及代入上式，得∴由拉氏反变换，得五．应用题1．在8031单片机应用系统中，数据存储器有静态和动态RAM两种，试用静态RAM芯片6264对8031的数据存储器进行扩展。解：8031在外接程序存储器或数据存储器时地址的低8位信息及数据信息分时送出，故还需采用一片74LS373来锁存低8位地址信息