机电一体化设计基础试卷(C1)答案

1、皖西学院 06-07 学年度第学期期末考试试卷(C 卷)机电系 机械专业 本科 04 级 机电一体化设计基础课程题号一二三四五总分统分人得分。得分评卷人线一 选择题 :（ 16分）内线封密1.已知 f(t)=a+bt ，则它的拉氏变换式为_B_在写号须学A.+bB.C.D.必号2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数_C_学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名姓要 :_C_封、A 缩小传动功率级班B 增加传动功率，名C 匹配转矩和转速题姓D 维持转速恒定答要4 步进电动机是由脉冲序列控制的数字化控

2、制元件,当给它的相绕组输入一个控制脉冲不内电流时 ,它会前进步进角 _A_线A 一步B 二步C 三步D 四步封密5 PI 控制器中的 I 代表积分校正 ,它的主要作用是 _C_:密A 加快系统调整时间级B 增加系统通频带班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H 与斜齿轮螺旋角、齿侧间隙之间的关系为 _D_AHsinB HtanC HcosD Hc tan8 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

3、制方式的不同D 控制结构的不同得分评卷人二 填空题（ 14 分）1e sT1 零阶数据保持器的传递函数 G X (s)。S2 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

4、式，热变形式，磁致伸缩式） 。6 当控制信号为 （ 05V 电压）或（ 420mA 电流信号），输出接口必须进行A/D 转换。得分评卷人三 简答题（ 20 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？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

5、数的所有极点Z 必须在 z 平面单位圆内，即zi1,i1,2, n4 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。得分评卷人四 分析题（ 20）1 在一机电一体化

6、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 U0 (1RfAd Zi，其中 Ad 是运算放大器的差模放大倍数， Zi)U i ， ZR fR1)(1R1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。为保证共模抑制比，取 R1 / R f 1R f 2 / R4 ，则放大器输出为 U 0 (1R f 2)(U 2U 1 )R4五计算题（ 30分）得分评卷人1 某开环控制的数控车床纵向进给

7、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：J Z17.81030.0440.018323.52x10-5 kg.m2J Z 27.810 30.1240.018-32322.85x10kg.mJ s7.81030.0354 1.41.61x10-3 kg.m232J dJZ11 (JZ2JS) (p ) 2 m 3.52 10 51( 2.85 10 3

8、1.61 10 3 ) (6) 2 100i22 i923=5.412x10-4 kg.m2惯量匹配验算：J d5.412104J m21030.276 符合要求，说明惯量匹配合理。2.二阶系统结构图如图所示。设 K 1=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 K R;(3)求 r(t)=1+t 及 n(t)=0.1 共同作用下系统的稳态误差ess。(2)性能指标t s=(3)系统增益与伺服刚度K s=K v=K 1K 2=1 ， K R=K 1 =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?360360360解：步距角而 z=