机电一体化技术(高起专)

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！单选题1.FMS适用于下述何种生产类型_______。(4分)(A)单件、小批参考答案：C(C)在一定级数内有关(D)在一定级数内无关参考答案：C3.在机身设计中，为使扭转刚度得到提高，可采用_______。(4分)(A)纵向肋板参考答案：B4.对于要求部件重量尽可能轻的降速传动链，可按什么原则进行设计_______。(4分)(A)输出轴转角误差最小参考答案：C5.计算机集成制造系统包括_______。(4分)(A)、CAPP、CAM(B)FMS(C)计算机辅助生产管理(D)、B和C参考答案：D6.设计多环控制系统的一般原则是_______。(4分)(A)以内环开始，一环一环地逐步向外扩张(D)增加系统开环传递函数中积分环节的数目参考答案：A7.在机身设计中，为使弯曲刚度和扭转刚度均有明显提高，可采用_______。(4分)(B)横向肋板参考答案：C8.在机身设计中，为使弯曲刚度有明显提高，可采用_______。(4分)(A)纵向肋板参考答案：A(B)CAI(C)CAQ(D)CAM参考答案：C10.“机电一体化”在国外被称为_______。(4分)参考答案：C参考答案：A12._______(4分)(A)交换参考答案：D13.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和_______。(4分)(A)内循环插管式参考答案：B14.在设计齿轮传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传动链，可按什么原则进行设计_______。(4分)(A)输出轴转角误差最小(B)等效转动惯量最小(C)质量最小参考答案：A15.Mechatronics是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是_______。(4分)参考答案：B判断题16.步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度参考答案：错误解题思路：17.(4分)参考答案：错误参考答案：正确解题思路：19.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，有直线和圆参考答案：正确解题思路：20.电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动，参考答案：错误解题思路：21.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制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。(4分)正确错误参考答案：正确解题思路：22.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。(4分)正确错误参考答案：正确解题思路：23.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每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。(4分)正确错误参考答案：正确解题思路：24.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、频带宽参考答案：正确解题思路：25.FMS控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级。(4分)参考答案：正确参考答案：C2.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参考答案：B3.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(B)电磁式(C)磁阻式(D)机械式参考答案：A4.机电一体化系统的核心是_______。(4分)参考答案：C5.在交流伺服电机中，控制绕组与励磁绕组在空间相差的电角度是_______。(4分)参考答案：D6.如果三相步进电动机绕组为W，参考答案：D7._______(4参考答案：D8.PWM指的是_______。(4分)(A)机器人参考答案：C9.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，顺序控制器通参考答案：C10.机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是_______。(4分)(A)提供动力参考答案：D11.直流伺服电动机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为其_______。(4分)参考答案：B12.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。(4分)(A)换向结构参考答案：D13.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，则步距角为原来的_______。(4分)(A)0.5倍(C)0.25倍(D)不变参考答案：A(B)改变电动机的供电频率(C)改变电压的相位(D)改变电动机转子绕组匝数参考答案：B15.在自动控制系统中，伺服电机通常用于控制系统的_______。(4分)(A)开环控制(B)C和D参考答案：错误参考答案：错误参考答案：正确解题思路：19.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。(4分)参考答案：正确参考答案：错误参考答案：正确参考答案：正确参考答案：错误解题思路：24.无条件I/O方式常用于中断控制中。(4分)参考答案：错误正确错误参考答案：错误解题思路：单选题(B)加速度(C)速度(D)位移参考答案：D参考答案：D3.直流测速发电机输出的是与转速_______。(4分)(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)成反比的直流电压参考答案：C4.工业用电中，由高频及微波设备等引起的干扰属于_______。(4分)(A)自然干扰参考答案：C参考答案：B6.不能用做加速度检测的传感器是_______。(4分)(A)电容式(B)压电式(C)电感式(D)热电偶参考答案：D7.电场通过电容耦合的干扰，称为_______。(4分)(A)静电干扰(B)磁场耦合干扰(C)共阻抗感应干扰(D)电磁辐射干扰参考答案：A(A)单一化(B)集成化(C)微型化(D)网络化参考答案：A9.某4极交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速参考答案：B10.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，一般包参考答案：B11.电路各部分公共导线阻抗、地阻抗和电源内阻压降相互耦合形成的干扰，参考答案：C参考答案：C参考答案：C14.欲测量极微小的位移，应选择_______自感传感器。(4分)(A)变隙式(B)自感式参考答案：C判断题16.产生爬行的区域是动静摩擦转变的非线性区，非线性区越宽，越容易产生参考答案：正确参考答案：正确解题思路：18.交流伺服电动机的转子电阻做的比较大，目的是使转子在转动时产生制动参考答案：错误参考答案：正确解题思路：20.步进电动机的矩频特性表明输出转矩随脉冲频率升高而增大。(4分)参考答案：错误解题思路：21.有静差调速系统是依靠偏差进行调节；无静差调速系统是依靠偏差的积累参考答案：正确（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（4）温度误差是影响传动精度的因素(4分)正确错误参考答案：正确参考答案：正确解题思路：24.Ug参考答案：正确解题思路：25.双闭环调速系统包括电流环和速度环。电流环为外环，速度环为内环，两环是串联的，又称双环串级调速。(4分)正确错误参考答案：正确(B)FMS(C)FML(D)CIMS参考答案：B2.在机电一体化系统中，通过传感器直接检测目标运动并进行反馈控制的系统参考答案：D(B)逆变器(C)斩波器(D)调压器参考答案：D(B)它可以将计算机输出的数字控制量变换为控制操作执行机构的模拟信号(C)它是计算机主机和外部连接的桥梁(D)它可以将计算机发出的开关动作信号传递给生产机械中的各个电子开关参考答案：D7.由电信号处理部分和液压功率输出部分组成的控制系统是_______(4分)参考答案：C解题思路：步进电动机控制系统8._______(4(C)双向薄齿轮错齿调整法参考答案：C(A)1<s<2(B)0<s1参考答案：B(B)逆变器(C)斩波器(D)调压器参考答案：A(A)控制核心参考答案：D12.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用_______方法实现。(4分)(A)插补参考答案：B14.在机电一体化系统中，通过编码器检测电机的角位移并进行反馈控制的系参考答案：B15.计算机控制系统的组成包括_______。(4分)(A)输入单元与输出单元参考答案：B判断题16.“柔性”的含义是指该生产线只能生产某种或生产工艺相近的某类产品，表现为生产产品的单一性。(4分)正确错误参考答案：错误参考答案：正确解题思路：18.从概念的外延来看，机电一体化包括机电一体化技术和机电一体化产品两参考答案：正确解题思路：19.按照功能划分，FMS可以分为加工系统和信息系统两大部分。(4分)参考答案：正确参考答案：正确解题思路：21.计算传动系统的转动惯量时，可以直接将各轴的转动惯量值加起来作为等参考答案：错误解题思路：22.机电一体化控制系统的一般设计步骤应为：确定系统整体控制方案；确定参考答案：正确解题思路：23.对于传动间隙的消除，常采用的方法是：先用机械消除方法解决大部分间参考答案：正确解题思路：24.与一般的机械系统相比，机电一体化中的机械系统除要求具有较高的定位精度之外，还应具有良好的动态响应特性，即响应要快、稳定性要好。(4分)正确错误参考答案：正确参考答案：错误解题思路：名词解释参考答案：指输出量复现输入信号要求的精确程度。参考答案：应用的某种物理量的测量装置。解题思路：3.灵敏度(5分)指在稳态下，传感器的输出变化量ΔY与输入变化量ΔX的比值，也即参考答案：是指传感器的输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度，又称为非线性误差。参考答案：机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。将这些部分归纳为：结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。解题思路：参考答案：这就是“爬行现象”。避免爬行现象的措施包括：解题思路：7.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型？(10分)参考答案：（1）单电源驱动电路；（2）双电源驱动电路；（3）斩波限流驱动电路。解题思路：8.机电一体化系统中伺服机构的作用是什么？(10分)参考答案：传动部件转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振性好、间隙小，并满足小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性等要求。解题思路：9.机电一体化系统接口中常使用光电耦合器，其作用有哪些？(10分)参考答案：（1）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。（2）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。（3电压或电流解题思路：分析题10.刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为2mm10秒内输出307200的转速分别是多少？(15分)参考答案：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）解题思路：11.分析下图差动螺旋传动原理。（图中，设螺杆3左、右两段螺纹的旋向相同，且导程分别为Ph1和Ph2。2为可动螺母）(15分)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：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。参考答案：作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。解题思路：参考答案：动化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。现物料流和信息流的自动化。解题思路：3.脉冲当量(5分)参考答案：脉冲当量：用步进电机驱动进给装置，其进给方式是步进式的，一个参考答案：“”可以使系统自动恢复正常的运行，从而提高系统的可靠性。参考答案：(1)线运动与旋转运动的转换。(2)相对运动，将旋转运动变为直线运动。(3)滑动摩擦导轨直线运动导轨的作用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滚动摩擦导轨是在运动件和承导件之间放置滚动体（滚珠、滚柱、滚动轴承等），使导轨运动时处于滚动摩擦状态。解题思路：6.滚珠丝杠副传动的轴向间隙对系统有何影响？消除措施有哪几种？(10分)参考答案：滚珠丝杠副传动的轴向间隙对系统有何影响？消除措施有哪几种？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向间隙，也提高了轴向刚度。1）双螺母齿差式；（2）双螺母垫片式；（3）单螺母变位导程自预紧式。参考答案：光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴(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N转速为：式中：Z——圆盘上的缝隙数；——测量时间。解题思路：8.什么是接地，控制系统接地的目的是什么？(10分)参考答案：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，接地两种方式。图中的开关ST内闭合的时间为τ定直流电压U被按一定的频率开闭的开关S加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为、宽度为，如右图所示。电枢两端的平均电压为：=/T=Ud/U，(0<<1)当T从0～T改变时，Ud由零连续增大到U。10.某光栅传感器，刻线数为100线，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？(15分)参考答案：（1）：1=400：х（2）四细分：4001=400：х得x=1mm（3）分辨率：1÷400=2.5(μm)解题思路：11.试绘制闭环控制系统的组成框图，并分析各部分的功能。(15分)闭环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。（1）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，通常由专门的电路或计算机来实现；（2PID差信号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作；（3）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，驱服机构等。（4）被控对象是指被控制的机构或装置，是直接完成系统目的的主体，一般包括传动系统、执行装置和负载；（5一般包括传感器和转换电路。名词解释1.计算机集成制造系统(5分)计算机集成制造系统：简称（ComputerIntergratedManufacturingSystem），是一种集市场分析、产品设计、加工制造、经营管理、物质流、价值流和人力资源有机融合，实现产品快速更新、生产率大幅提高、质量稳定、资金有效利用、损耗降低、人员合理配置、市场快速反馈和良好服务的全新的企业生产模式。参考答案：开环控制系统：指无反馈的控制系统。解题思路：3.传感器的静态特性(5分)参考答案：感器的输入输出关系称为传感器的静态特性。描述传感器静态特性的主要技术指标是：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和零漂。解题思路：参考答案：解题思路：简答题参考答案：（1）闭环之外的齿轮齿隙，对系统稳定性无影响，但影响伺服精度。非线性关系，输出滞后于输入，影响系统的精度。（2）闭环之内传递动力的齿轮齿隙，对系统静态精度无影响，这是因为控制系统的稳定性有影响。解题思路：6.为什么机电一体化系统中的测试过程往往要进行非线性补偿？试说明非线性补偿常采用哪些方法。(10分)参考答案：特性，这使较大范围的动态检测存在着很大的误差，因此必须进行非线性补偿。方法有以下三种：（1）计算法：当输出电信号与传感器的参数之间有确定的数字表达式时，就可采用计算法进行非线性补偿。即在软件中编制一段完成数字表达式计算的程序，数值即为经过线性化处理的输出参数。2）查表法：把事先计算或测得的数据按一定顺序编制成表格，查表程序的任务就是根据被测参数的值或者中间结果，查出最终所需要的结果。（3）插值法计算法：依据传感器输出的特性曲线列出插值计算公式，利用这个公式求取传感器输出信号与被测物理量之间的关系。解题思路：（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；（2）软件“陷井”；将程序存储器空白的单元填充复位代码，一旦系统受干扰程序跑飞时便被俘获，从而使系统复位；（3）软件“看门狗”WATCHDOG）：用硬件（或软件）的办法要求使用监控时，可以认定系统运行出错（干扰发生），可通过软件进行系统复位或按事先预定方式运行。参考答案：（1接触刚度大；缺点是摩擦阻力大、磨损快、低速运动时易产生爬行现象。（2）滚动摩擦导轨是在运动件和承导件之间放置滚动体（滚珠、滚柱、滚动轴承等），使导轨运动时处于滚动摩擦状态。滚动导轨的特点是：①摩擦系数小，一般滚动导轨的重复定位误差约为0.1～0.2μm，而滑动导轨的定位误差一般为10～20μm。因此，当要求运动件产生精确微量的移动时，通常采用滚动导轨；③磨损较小，寿命长，润滑简便；④结构较为复杂，加工比较困难，成本较高；⑤对脏物及导轨面的误差比较敏感。（30.0005直接接触，基本上没有磨损，能长期保持原始精度，寿命长；③承载能力大，刚度好；④摩擦发热小，导轨温升小；⑤油液具有吸振作用，抗振性好。静压导轨的缺点是：结构较复杂，需要一套供油设备，油膜厚度不易掌握，调整较困难，的气体将运动件与承导件分开，运