东北大学机电一体化

1、机电一体化复习题试题一一、简答题一个机电一体化系统通常由哪几部分组成？一个机电一体化系统通常由传感检测系统、驱动与执行系统、性能分析系统、控制系统和微处理器系统组成。灵敏度定义是什么？灵敏度（Sensitivity）是指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所致的响应量变化程度，它可以用仪器的响应 量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。机电一体化系统中常见的驱动和执行机构有哪些？试列出3种能用来测位移传感器或元器件。传感器的定义是什么？二、填空题某PLC选用了转换位数为10位的A/D转换模块，对应测量010V的电压。当A/D转换值为512时，此时的被测 电压值为。 传感器的迟滞的定

2、义为。 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。 三相异步电机常用的调速方法有、和，其中 的调速性 能最好。 变频器通过改变 改变电机的转速；步进电机驱动器通过改变 改变电机的转速。 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为。 某热敏电阻的参数表上给出：-10欧姆/度，最小温度变化量0.1度;第一个参数代表，第二个参数代表。 若需要PLC能够采集与输出模拟信号，则PLC应具有 与 转换模块。PLC主要由、电源及外接编程器组成。某PLC具有Profibus总线接口与工业以太网接口，该PLC可以通过 接入远程A/D转换模块，可以通

3、过WinCC的上位机通讯。三、选择题机电一体化的英文单词是A）MechanicsB）Mechatronics C）ElectronicsD）Electric从反馈的角度区分，机电一体化系统可以分为A）机械系统与电气系统B）开环系统与闭环系统C）柔性系统与刚性系统D）模拟系统与数字系统现代机电一体化技术最大特征是在传统机电控制技术的基础上引入了A）检测技术B）计算机控制技术C）新型电机控制技术D）气动技术在容积不变的情况下，温度升高，气体压力A）不变B）增大C）减小D不确定直流测速发电机输出的是与转速A）成正比的交流电压B）成反比的交流电压C）成正比的直流电压D）成反比的直流电压霍尔传感器可以分

4、为A）接触式与非接触式 B）模拟式与数字式 C）电磁式与电容式D）电流式与电压式三相异步电动机Y/三角形启动的目的是A）提高启动电压B）降低能量损耗C）提高启动转矩D）降低启动电流 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 等五部分。A）换向结构 B）转换电路 C）存储电路D）检测环节PID控制器是A）比例微分控制器B）比例积分控制器C）微分积分控制器D）比例积分微分控制器步进电动机采用三相单三拍通电方式时步距角为1.5度，改为三相六拍时步距角为A）0.5 B）3.0C）0.75 D）1.5四、问答题对于一个实际的传感器，如何获得它的静态性能？传感器的主要静态性能指标有哪些？

5、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型？机电一体化系统中，传感测试部分的作用是什么？什么是A/D转换器的分辨率？若一个满量程为5V，分辨率为不超过10mV的A/D转换器的字长至少要多少位？三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100，双拍制通电，要求电动机转速为120r/min，输入脉冲频率为多少？ 步距角为多少？举例说明常见的机电系统运动控制方案有哪几种？六、综合应用题步进电机与滚珠丝杆直联驱动的工作台，丝杆螺距12mm，步进电机转子齿数60，采用三相六拍方式工作。检测 步进电机转速的旋转编码器分辨率为1440p/r。当工作台移动6mm，旋转编码器收到2880个计数脉冲时，步进电 机转过多少齿？

6、采用PLC设计二个电磁阀A、B工作的系统1）按钮x1为A电磁阀打开，按钮x2为A电磁阀关闭（输出y1）；2）按钮x3为B电磁阀打开，按钮x4为B电磁阀关闭（输出y2）；3）只有B电磁阀在工作中，A电磁阀才能工作。要求：画出梯形图，写出助记符指令程序。某带光电码盘的伺服电动机与滚珠丝杆直联（传动比1：1），光电码盘的角度分辨力为1024脉冲/r，丝杆螺距6mm， 在数控系统伺服中断时间4s内共计接收脉冲数2048个脉冲，则在该段时间里，工作台移动的距离是多少mm？（1K=1024）伺服电动机转速是多少r/min？下图为三相反应式步进电动机的工作原理图。1）简述步进电机的工作原理。2）说明三相步进

7、电机“单三拍”“双三拍”的含义是什么？标明题号，答案另答在答卷纸上）种是一 ，另种是一适行一广、L刘分）境空（不必抄曜,. DBMS 两种工作方式，-.旷也广听谓分蝠码成5产品M件或零件的-7一气：*- _均用是的代表.组成一个能够上示志零都H 土I&.+T、码. TOC o 1-5 h z 日前世界上晋遍认为机电一生化有两大分支.即一 -体化和.机电一体化.呻坦存耕黑主要有两的矩式，即数据存储器和 心*相况四号咛种捆是一数据存储备w虽u十片*L的拦雀登监汾-一虬由PSW状毒字的由混_g二分）育要回答F阀备1，洗电一体化产茶主要曰邱受*分沮成？2左要TT哪些子系疾：3迷各部分功能？?.CY2C

8、.-M与:*甘嘉段划恳汁么？“- ,；yr：;； - -./ ；-； 胃，过诳有何本质区期？二：1就一 .；彼罗什女姓恒秘炬磨hl淫 3：?-：u L3L mwe 3上洲舀崔拼i她揪控制!系关。m 八拍工,m 耳正冏族转务，哭甄前七己_打 lBTt&UCHiDAt At.m反血演转答切岌:的MU：济L 心一D-MtJC :tA三.上tat.贝,期P3.4 口律为： =如土 -技。二二回为反同甘.而P3三岸为3、：入咨天-或当，X-亨出出三;V：三72.57时，夕班电机停止,试写出P； 73W：w试题二一、判断题x 1.对传统机械设备进行机电一体化改造一定会提高其设备的精度。X2.工业控制机一般

9、都采用大底板结构，留给用户尽可能多的插槽供I/O扩展用。J3.地址总线AB 一般为单向传送总线，信号通常从处理器发出，送往总线上各部件。J4.所有的可编程序控制器PLC都具有良好的自诊断功能。X5. PLC线圈的所有触点（包括常开、常闭触点）不会象电气继电控制中的继电器那样立即动作，而是必须等扫描 到该触点时，才会动作，因此其响应速度略低于继电器控制。J6.三菱PLC的程序执行顺序与其梯形图的编写顺序一致。J7. MCS-51系列单片机8051/8031/8751/89C51的差别仅在于内部的只读存储器。X8. MOV R3,R0J 9. MCS-51系列单片机的每个状态周期含2个振荡周期。X

10、10 .传感器的敏感元件能将被测量的非电物理量转换成转换成便于测量的电信号。J 11.传感器是机电控制系统的关键部分。所有的自动化仪器和装置均需要先经过信息检测才能实现信息的转换、 处理和显示，而后达到调节、控制的目的。X12 .虽然步进电动机一般只给出空载起动频率指标，但由于有负载，其运行频率要小于空载起动频率。X13 .要对直流电动机进行调速，在调节电枢的电压的同时，还要改变电机电流的频率。X14.滚珠丝杠螺母副传动效率高、平稳、精度高和便于消除传动间隙，但是它不能自锁，因此不能用于升降传动。X15 .同步齿型带传动具有传动比准确、效率高.、吸振、传动平稳、能高速传动等优点，缺点是安装精度

11、要求高、 中心距无法调整。二、选择题机电一体化技术是各种技术相互渗透的结果，下列技术中不属于其主要相关技术的一。机械技术；检测传感技术；自动控制技术；多媒体技术 工业控制机常采用高功率双冷风扇配置，一方面解决电子元件散热问题，另一方面使机箱内部，减少 粉尘侵入。降低温度；温度场均匀；空气循环；气压为正压力计算机的输出结果是数字量的形式，要对生产过程中的对象实现连续控制，除采用工业计算机主机之外，还需 要配备等接口产品。模数转换（A/D ）板卡；数模转换（D/A）板卡；远程I/O板卡；通信板卡PLC的模拟输入通道加入了_，可以有效的防止了干扰信号的进入。光电耦合器；R-C滤波器；电磁屏蔽；冗余系

12、统如下的应用形式中，不适合采用PLC的是_。开关逻辑控制；定时控制；顺序（步进）控制；科学计算MCS-51系列单片机8751内部有4K的。 ROM； PROM : EPROM； EEPROM指令ADD A，65H的源操作数的寻址方式。立即寻址；直接寻址；寄存器寻址；寄存器间接寻址当传感器的输入量为时，传感器的输出与输入之间的关系为静态特性。常量；随时间作缓慢变化；常量或随时间作缓慢变化；随时间变化改变步进电动机分配脉冲的相序，则可以改。转速；转向；步距角；角位移 在基频以上调速时，定子电压受限制不得增加，因此，交流电动机给定频率增加时，会引 _。电流减小；磁通增加；输出转矩下降；输出功率减小三

13、、简答题（每小题5分，共30分）工业控制机与通用个人计算机的主要差别是什么？为了适应工业控制要求，工控机在软硬件上采用了哪些措施？ 答：工业控制机主要应用于工业过程测量、控制、数据采集等。而通用个人计算机主要用于科学计算和数据处理等。 为适应工业现场的要求，工业控制机普遍采用如下措施：可靠性电源装置；双冷风扇配置；（3）全钢机箱和减振，加固压条； 无源底板。（5）元器件经过严格筛选。大、中、小型可编程控制器PLC的区分主要根据哪些方面？答：（1）CPU的档次与位数：小型采用8位或16位微处理器或单片机；中型采用16或32位微处理器或单片机；大 型PLC，大多采用32或64位高速位片式微处理器。

14、（2）I/O的点数：小型机I/O的点数一般不超过256点，中型机小于1000点，而大型机都在数千点甚至几万点。（3）存储器的容量：小型机小于8KB，中型机小于50KB，而大型机可在50KB以上。（4）小型机一般是整体式，中大型机都是模块式。MCS-51系列单片机有几个中断源？写出其名称和各中断服务程序入口地址。答：五个中断源，两个中断优先级。外部中断0 （WT 口）： 0003H；定时/计数器T0溢出中断：000BH ；外部 中断1 （IT1）： 0013H ；定时/计数器T1溢出中断：001BH；串行口中断（TI、RI）： 0023H。步进电动机的脉冲分配器的作用是什么？如何实现？答：环行分

15、配器的主要功能是是将控制脉冲，按步进电机所要求的规律分配给步进电机的驱动电源的各相输入端，以控制励磁绕组的通断、运行及换向。称为环行分配器。环行分配器的功能可用硬件或软件的方法来实现。齿轮传动间隙的调整方法有哪些？答：常用的调整齿侧间隙的方法有以下几种。（1）刚性消隙法：包括偏心套（轴）调整法、轴向垫片调整法及斜齿轮法等。（2）柔性消隙法：包括双片薄齿轮错齿调整法、斜齿轮轴向压簧调整法等。何谓堆栈？ MCS-51系列单片机的堆栈指针有何特点？答：堆栈是在片内RAM中开辟出来的一个后进先出的特殊数据存储区，用于在子程序调用或中断响应时保护断点 和保护现场。MCS-51堆栈指针始终指向栈顶。复位时

16、被初始化为07H。四、程序分析题（每个空2分，共16分）执行如下程序，并画出Y000的输出波形。-T0 K=12.3-Y000 -END Y000答：执行如下程序，并画出Y010的输出波形。X001M0输出Y030答：输出Y010M0PLS M0X0013.执行程序段:PROG: CLRMOVA， #09HRRC AADD A#37HMOVRLSJMP结果为：（A）=80HB，AA $(B) =40H ，(C) =0执行程序：PROG:CLR CMOVA, #0FEHMOV 20H, #00HADD A, #03HMOV 06H, CSJMP $结果为：（A） =01H；（20H）=40H四、

17、计算题某五相步进电动机，转子有60个齿，若采用五项十拍的通电控制方式，试计算其步距角。若要求电动机输出轴转过270，需要发出多少个控制脉冲？解：根据转子齿数z=60齿，得：步距角：。二迎 = 0.6。N =色=450mzk0故，要求电动机输出轴转过270，需要发出控制脉冲N = 450步五、编程题用MCS-51汇编语言编写程序段：将数据块从外部RAM地址0800H处传送到内部RAM地址40H开始的单元，传送25个数据后停止传送，并给p1.0 口发送低电平示意程序运行完成。（7分）1.解：MOVDPTR， #0800HMOVR0，#40HMOVR1，#25BACK：MOVXA，DPTRMOVR0

18、，AINCDPTRINCR0DJNZR1，BACKEND如图为异步电动机正反转继电器控制线路，若将该线路改为用FX0N系列PLC控制，并采用停止按键接入X007 口，正转启动按键接入X006 口，反转启动按键接入X005 口，试画出其硬件接线图，并编制控制软件。（7分）解：1、硬件接线图:2、梯形图:X006 XOCS XDQ8 YD05期们|丫一刃一*/m（）伽6KOOS X0O6 XD08 YD06 MT IHMHH娜）试题三一、单选题 三菱FX0N系列PLC不支持的编程方式是。梯形图；B.继电接线图；C.步进流程图；D.指令表三菱FX0N系列PLC内部计数器的位数是 二进制数。A.4位和

19、8位；B.8位和16位；C.16位和32位；D.32位和64位PLC的相邻两次输出状态刷新的时间间隔一般少于 秒。A.几毫秒；B.几十毫秒；C.100毫秒；D.200毫秒 如下的运动机构不能将原动机构的连续运动转换为间歇运动的。A.棘轮传动机构；B.槽轮传动机构；C.凸轮间歇机构；D.曲拐机构 如下的应用形式中，不适合采用PLC的是。A.开关逻辑控制；B.定时控制；C.顺序（步进）控制；D.科学计算机电一体化系统由许多要素或子系统组成，各子系统之间要能顺利地进行物质、能量和信息的传递和交换，必须 在各要素或子系统的相接处具备一定的连接部件，这个连接部件就称为。A.传感检测单元；B.执行单元；C

20、.驱动单元；D.接口二、判断题（共10道试题，共70分。）并行接口总线主要用于计算机内部的板极之间或模块与模块之间的连接。可编程序控制器PLC具有与商用个人计算机同样的功能。PCI总线支持64位奔腾（Pentium）微处理器，并能完全兼容ISA/EISA总线。4.STD总线是传统总线技术的集大成者。由于其高可靠性、开放式结构，标准化模板，广泛的兼容性，直至今日仍 然被工业企业广泛采用。地址总线AB 一般为单向传送总线，信号通常从处理器发出，送往总线上各部件。生产过程的机电一体化和机电产品的机电一体化是机电一体化系统的两大分支。机电一体化系统通常由传感器、机械结构、执行元件、控制器和多媒体系统等

21、五大要素构成。机电一体化的硬件通常由机械本体、传感器、接口单元、信息处理单元和驱动单元等组成。微处理器数据总线的宽度一般取决于相应微处理器的位数。8088是16位微处理器，其数据总线的引出线的宽度 也是16线。MCS-51系列单片机8051/8031/8751/89C51的差别仅在于内部的只读存储器。试题四一、单选题指令ADD A, 65H的源操作数的寻址方式是。A.立即寻址；B.直接寻址；C.寄存器寻址；D.寄存器间接寻址不能用于测量力的量值的测试方法是。A.弹性变形；B.压电效应；C.压磁效应；D.位移量MCS-51系列单片机8751内部有4K的。A.ROM； B.PROM； C.EPRO

22、M； D.EEPROM指令MOVC A,A+PC的源操作数的寻址方式是。A.直接寻址；B.寄存器寻址；C.寄存器间接寻址；D.基址加变址间接寻址 如下的应用形式中，不适合采用PLC的是。A.开关逻辑控制；B.定时控制；C.顺序（步进）控制；D.科学计算三菱FX0N系列PLC内部计数器的位数是 二进制数。A.4位和8位；B.8位和16位；C.16位和32位；D.32位和64位二、判断题PLC的看门狗WDT实质上就是定时器。对传统机械设备进行机电一体化改造一定会提高其设备的精度。所有的可编程序控制器PLC都具有良好的自诊断功能。MCS-51是8位的单片机，因此只能进行8位二进制数的加、减、乘、除运

23、算。微处理器数据总线的宽度一般取决于相应微处理器的位数。8088是16位微处理器，其数据总线的引出线的宽度 也是16线。MOV R1,R3JBC 2EH,LOOP机电一体化技术是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。MCS-51系列单片机对外部ROM/RAM/IO的寻址空间最大可达64KB。MCS-51系列单片机寄存器B是为执行乘除法操作设置的，只能用于乘除法运算。试题五一、单选题机电一体化有两大分支，即。离散制造过程机电一体化和连续生产过程机电一体化生产过程机电一体化和机电产品的机电一体化生产过程机电一体化和离散制造过程机电一体化机电产品的机电一体化和连续生产过程机电一体化机电一体化通

24、常由五大要素构成，即、传感器、机械结构、执行元件和计算机系统。A.机器人；B.电动机；C.动力源；D.接口单元型号为FX0N-40MR的三菱PLC电源形式为。A.直流电源；B.交流电源；C.开关电源；D.模拟电源型号为FX0N-40MR的三菱PLC，表示该产品为。A.基本单元；B.扩展单元；C.特殊单元；D.扩展模块MCS-51系列单片机8751内部有4K的。A.ROM； B.PROM； C.EPROM； D.EEPROM机电一体化的概念是由 国学者在20世纪70年代提出来的。A.中国；B.美国；C.德国；D.日本二、判断题MCS-51系列单片机的每个状态周期含2个振荡周期。由于MCS-51系

25、列单片机的P0 口作为数据总线和低位地址线，P2 口用作高位地址线，P3 口是特殊功能口，所以 只有P1 口能够用作正常的I/O 口使用。RRC R04.STD总线是传统总线技术的集大成者。由于其高可靠性、开放式结构，标准化模板，广泛的兼容性，直至今日仍 然被工业企业广泛采用。MOV C,R1现场总线系统必须采用智能现场设备，即现场总线上连接的设备必须带有微处理器。粮食及食品加工过程机电一体化是连续生产过程机电一体化的典型代表。在复位状态，MCS-51系列单片机的所有寄存器都被清零。可编程序控制器PLC具有与商用个人计算机同样的功能。机电一体化的硬件通常由机械本体、传感器、接口单元、信息处理单

26、元和驱动单元等组成。试题六直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。（TRUE）滚珠丝杆不能自锁。（TRUE）滚珠丝杠副传动效率高，其效率高达90%95%，能耗为滑动丝杠的1/3左右。（TRUE ）齿轮传动的总等效惯量随传动级数的增加而减小。（TRUE ）滚珠丝杠副具有自锁的功能。（FALSE ）滚珠丝杠副的轴向间隙调整和预紧方法中，广泛采用双螺母预紧方式，下列预紧法中最精密的是双螺母齿差调隙式。（TRUE ）齿轮传动比的分配中，遵循“前大后小”原则的是最小等效转动惯量原则（大功率传动装置）。（FALSE ）同步齿形带传动同时具有齿轮传动、带传动和链条传动的特点。（TRU

27、E）齿轮传动机构必须采取措施消除齿侧间隙，以保证机构双向传动精度。（TRUE）在下列机电一体化产品设计方法中，哪种最容易？（变异性设计）开发性设计、随意性设计、适应性设计、变异性设计在下述机电一体化对机械系统的基本要求中，哪个是首要要求？（高精度）良好的稳定性、高精度、快速响应、可靠性在不影响机械系统刚度的前提下，传动机构的质量和转动惯量应尽量减小，其中转动惯量大会对系统造成的影响 为（机械负载增大）。质量增加、精度高、响应速度快、机械负载增大保持系统的刚度足够大，以下不是其原因为（以上都不是）。以上都不是、增加闭环系统稳定性、动力损失小、不易产生共振直齿圆柱齿轮传动机构当采用偏心轴套调整法时，侧隙调整后（不能）自动进行补偿。不能、以上都不是、视具体应用情况而定、能滚珠是在淬硬的滚道上作滚动运动，磨损极小，长期使用后仍能保持其精度，因而寿命长，且具有很高的可靠性。其寿命一般比滑动丝杠要高（56 ）倍。56、 23、34、12二多项选择题机电一体化技术的发展前景应从如下方面考虑，说法正确的是（）。A）从功能上B）从高技术的水平上C）从层次上D）从性能上机电一体化产品设计一般可分为哪几种类型？（）A）开发性设计B）变异性设计C）适应性设计D）随意性设计机电一体化机械系统一般以下哪几大部分组成？（）A）微动机构B）执行机构C）传动机构D）导向机构