机电一体化系统设计试题及答案

一、名词解释(每小题2分，共10分)

1.测量2.灵敏度3.压电效应4.动态误差5.传感器二、填空题（每小题2分，共20分)1.滚珠丝杆中滚珠循环方式：_内旋换和外循环2.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包含__________，__________，__________，__________。3.次序控制系统是按照预先要求次序完成一系列操作系统，次序控制器通惯用________。4.某光栅条纹密度是50条/mm，光栅条纹间夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹宽度是_______________________。5.连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴______________________，使它们同时协调抵达目标点。6.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_____________。7.齿轮传动总等效惯量与传动级数__________________________________________。8.累计式定时器工作时有_____________________________________________________。9.复合控制器必定具备__________________________________。10.钻孔、点焊通常选取_______________________________________类型。三、选择题（每小题2分，共10分）1.通常说来，假如增大幅值穿越频率ωc数值，则动态性能指标中调整时间ts()A.产大B.减小C.不变D.不定2.加速度传感器基本力学模型是()A.阻尼—质量系统B.弹簧—质量系统C.弹簧—阻尼系统D.弹簧系统3.齿轮传动总等效惯量与传动级数()A.关于B.无关C.在一定级数内关于D.在一定级数内无关4.次序控制系统是按照预先要求次序完成一系列操作系统，次序控制器通惯用()A.单片机B.2051C.PLCD.DSP5、伺服控制系统通常包含控制器、被控对象、执行步骤、比较步骤和检测步骤等个五部分。A换向结构B转换电路C存放电路D检测步骤四、判断题（每小题2分，共10分)1、伺服控制系统比较步骤是将输入指令信号与系统反馈信号进行比较，以取得输出与输入间偏差信号。（）2、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。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。（）3、对直流伺服电动机来说，其机械特征越硬越好。（）4、步进电机步距角决定了系统最小位移，步距角越小，位移控制精度越低。（）5、伺服电机驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能控制装置，也称其为变流器，它包含电压、电流、频率、波形和相数变换。（）五、问答题（每小题10分，共30分)1.步进电动机惯用驱动电路有哪几个类型?2.什么是步进电机使用特征?3.机电一体化系统设计指标大致上应包含哪些方面?一、名词解释(每小题2分，共10分)1.是人们借助于专门设备，经过一定方法对被测对象搜集信息，取得数据概念过程。2.指在稳态下，输出改变量ΔY与输入改变量ΔX比值。即为传感器灵敏度。S=dy/dx=ΔY/ΔX3.一些电介质，当沿着一定方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它两个表面上将产生符号相反电荷。当外力去掉后，它又重新恢复到不带电状态，这种现象被称为压电效应。4.动态误差在被测量随时间改变过程中进行测量时所产生附加误差称为动态误差。5.传感器是一个以一定精准度把被测量转换为与之有确定对应关系，便于应用某种物理量测量装置。二、填空题（每小题2分，共20分)1.内循环外循环2.性能指标系统功效使用条件经济效益3.PLC4.20mm5.位置和速度6.0.027.增加而减小8.29.前馈控制器10.简单直线运动控制三、选择题（每小题2分，共10分）1.B.2.A3.C.4.C5、D四、判断题（每小题2分，共10分)1、√2、×3、√4、×5、√五、问答题（每小题10分，共30分)1.单电源驱动电路双电源驱动电路斩波限流驱动电路2.步距误差步距误差直接影响执行部件定位精度。最大静转矩是指步进电动机在某相一直通电而处于静止不动状态时，所能承受最大外加转矩，亦即所能输出最大电磁转矩，它反应了步进电动机制动能力和低速步进运行时负载能力。开启矩一频特征空载时步进电动机由静止突然开启，并不失步地进入稳速运行所允许最高频率称为最高开启频率。开启频率与负载转矩关于。运行矩频特征步进电动机连续运行时所能接收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最大电源电压和流过最大电流。3.应包含系统功效、性能指标、使用条件、经济效益。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、计算机在控制中应用方式主要有_____________________________。2.滚珠丝杆螺母副结构有两类：_____________________________。3、应用于工业控制计算机主要有______________________________等类型。4.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包含________________________________。5、可编程控制器主要由_____________________________等其它辅助模块组成。6.次序控制系统是按照预先要求次序完成一系列操作系统，次序控制器通惯用_______________________________________________________。7、现在惯用总线工控制机有________、PC总线工业控制机和CAN总线工业控制机等。8、隔离放大器中采取耦合方式主要有两种_____________________________。9.某光栅条纹密度是50条/mm，光栅条纹间夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹宽度是_______________________。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）1.一个经典机电一体化系统，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）开发类型A开发性设计B适应性设计C变参数设计D其它3、机电一体化系统（产品）设计方案惯用方法A取代法B整体设计法C组正当D其它。4、机电一体化高性能化通常包含A高速化B高精度C高效率D高可靠性。5、抑制干扰方法很多，主要包含A屏蔽B隔离C滤波D接地和软件处理等方法四、判断题（每小题2分，共10分)1、变流器中开关器件开关特征决定了控制电路功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。（）2、伺服控制系统比较步骤是将输入指令信号与系统反馈信号进行比较，以取得输出与输入间偏差信号。（）3、感应同时器是一个应用电磁感应原理制造高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。（）4、数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同时器等，它们共同特点是利用本身物理特征，制成直线型和圆形结构位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入位移当量，经过计数脉冲就能够统计位移尺寸。（）5、FMC控制系统通常分二级，分别是单元控制级和设备控制级。（）五、问答题（每小题10分，共30分)1、计算机控制系统中，怎样用软件进行干扰防护。2、滚珠丝杠副轴向间隙对系统有何影响？怎样处理？六、综合应用题(每小题10分，共20分)2.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，则光栅此时位移是多少？测量分辨率是多少？一、名词解释(每小题2分，共10分)

1、所谓传感器线性度就是其输出量与输入量之间实际关系曲线偏离直线程度。又称为非线性误差。2、一个能够跟踪输入指令信号进行动作，从而取得精准位置、速度及动力输出自动控制系统。3、假如步进电动机通电循环各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮番通电方式。如A→AB→B→BC→C→CA→…4、是一个以一定精准度把被测量转换为与之有确定对应关系，便于应用某种物理量测量装置。5、指输出量复现输入信号要求精准程度；二、填空题（每小题2分，共20分)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.性能指标系统功效使用条件经济效益。5、CPU存放器接口模块6.PLC7、STD总线工业控制机8、变压器隔离光电隔离9.20mm10.模拟信号存放器三、选择题（每小题2分，共10分）1.ABCD2、ABC3、ABCD4、ABCD5、ABCD四、判断题（每小题2分，共10分)1、（√）2、（√）3、（√）4、（√）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，并滤除干扰信号方法，称为软件滤波软件“陷井”软件“看门狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或软件）方法要求使用监控定时器定时检验某段程序或接口，当超出一定时间系统没有检验这段程序或接口时，能够认定系统运行犯错（干扰发生），可经过软件进行系统复位或按事先预定方式运行。2、假如滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，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，调整两个螺母轴向位置，使两个螺母中滚珠在承受载荷之前就以一定压力分别压向螺杆螺纹滚道相反侧面，使其产生一定变形，从而消除了轴向间隙，也提升了轴向刚度。惯用调整预紧方法有以下三种。垫片调隙式螺纹调隙式齿差调隙式。六、综合应用题(每小题10分，共20分)1光栅此时位移细分前4mm,细分后1mm测量分辨率:细分前0.01mm/线细分后:0.025一、名词解释(每小题2分，共10分)

1.机电一体化2自动控制3.开环控制系统4.逆变器二判断题(每空1分，共10分)1.直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定方向作往复直线运动。（）2.滚珠丝杆不能自锁。（）3.D/A转换方式可分为并行转换串行转换方式。（）4.同时通信是以字符为传输信息单位。（）5.异步通信惯用于并行通道。（）6.查询I/O方式惯用于中止控制中。（）7.串行通信能够分为以下四种方式：1）全双工方式；（）2）半双工方式；（）3）同时通信；（）4）异步通信。（）三填空题：(每空1分，共40分)1.从控制角度讲，机电一体化可分为控制系统和控制系统。2.在机电一体化中传感器输出电信号参量形式能够分为:；；三种形式。3.多点接地：优点：，缺点：。4.通常来说，伺服系统基本组成为、、和等四大部分组成5.在SPWM变频调速系统中，通常载波是，而调制波是。6.从电路上隔离干扰三种惯用方法是:隔离，隔离，隔离。7.开环步进电动机控制系统，主要由、和等组成。8.实现步进电动机通电环形分配三种惯用方法是：1），2），3）。9.产生电磁干扰必备三个条件是：，，。10.干扰传输路径有二种方式：1）传导耦合方式：干扰信号能量以或形式，经过金属导体传递。2）幅射耦合方式：干扰信号能量以形式，经过空间感应传递。11.指出以下干扰哪几个属于传导耦合方式：,;哪几个属于幅射耦合方式：,,。A.静电干扰B.磁场干扰C.漏电干扰D.共阻抗感应干扰E.电磁辐射干扰。12.磁场屏蔽---对高频交变磁场应采取金属材料作屏蔽体；对低频交变磁场应采取材料作屏蔽体，并确保磁路通畅。13.一点接地中：1）串联接地：优点：，缺点：，2）并联接地：优点：，缺点：，仅适适用于电路。四解答题(每小题5分，共40分)

1．一个经典机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？2．斜齿轮传动机构中消除齿侧隙惯用方法？3、简述直流伺服电动机两种主要控制方式工作原理。4.在微机控制系统中，主机和外围设备间所交换信息通常分为哪三类？5．数据信息可分为哪几个？7.步进电动机控制系统中，电动机经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:位移量L=?移动速度V=?一名词解释(每小题2分，共10分)1机电一体化--从系统观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最好化一门新科学技术。2.自动控制—由控制装置自动进行操作控制。3.开环控制系统—无反馈控制系统。4.逆变器—把固定直流电变成固定或可调交流电DC/AC变流器。二判断题(每空1分，共10分)1.√ 2.√ 3.√ 4.× 5.× 6.×7. 1） √1 2）√ 3）√ 4）√三填空题（(每空1分，共40分）1.开环、闭环2.电压输出电流输出频率输出3.互不干扰接线多复杂4.控制器功率放大器执行机构和检测装置5.等腰三角波（三相）正弦波6.光电变压器继电器7.环形分配器功率放大器步进电动机8.1）采取计算机软件分配器2）小规模集成电路搭接硬件分配器3）专用模块分配器9．干扰源传输路径接收干扰对象原系统系统10.1）电压；电流。2）电磁场。11.C,D;A,BE。12.铜和铝等导电性能好；铁等高导磁率。13．1）最简单，；前后相互干扰，2）干扰小，；接线多，复杂，低频（<1MHZ）。四解答题(每小题5分，共40分)1、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2.1）垫片调整法2）轴向压簧调整法3、一个是电枢电压控制，即在定子磁场不变情况下，经过控制施加在电绕组两头端电压信号来控制电动机转速和输出转矩；另一个是励磁磁场控制即经过改变励磁电流大小来改变定子磁场强度，从而控制电动机转速和输出转矩。4、数据信息、状态信息和控制信息5、（1）数字量（2）模拟量（3）开关量（4）脉冲量7、L=(θp/360°)N；V=(θp/360°)f一、名词解释（每小题2分共10分）机电一体化2、柔性制造系统3、静态设计4、系统软件5、感应同时器二、填空题（每空１分，共3０分）1、对伺服系统技术要求是____________、____________、____________、___________。2、机电一体化机械系统设计主要包含两个步骤：____________、____________。3、计算机控制系统类型包含________________________、_______________________、监督控制系统、________________________。接口基本功效主要有______________、放大、_________________。对直线导轨副基本要求是_________________________、_____________________、____________________、__________________和平稳。7．机电一体化机械系统应具备良好侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理___________、_____________、____________、____________、并满足小型、轻量等要求。8、伺服系统基本组成包含______________、_____________________、检测装置、____________________。9、工作接地分为_______________、______________。三、简答题（每小题5分，共20分）3.简述直流伺服电机两种控制基本原理。4.控制系统接地通目标。四、分析题（每小题20分，共40分)1.半桥逆变电路工作原理。

一、名词解释（每小题2分共10分）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，实现多个技术功效复合最好功效价值系统工程技术。2、柔性制造系统：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，并在加工自动化基础上实现物料流和信息流自动化3、静态设计：是指依据系统功效要求，经过研究制订出机械系统初步设计方案。4、系统软件：系统软件是由计算机制造厂商提供，用来管理计算机本身资源和方便用户使用计算机软件。5、感应同时器:感应同时器是一个应用电磁感应原理制造高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。二、填空题（每空１分，共3０分）1、系统精度稳定性响应特征工作频率2、静态设计动态设计3、分级计算机控制系统直接数字控制系统操作指导控制系统5数据格式转换、通信联络6、导向精度高耐磨性好足够刚度对温度改变不敏感性。7．阻尼合理刚度大抗振性好间隙小8、控制器、执行步骤、比较步骤9、一点接地多点接地三、简答题（每小题5分，共20分）3.直流伺服电动机控制方式主要有两种：一个是电枢电压控制，即在定子磁场不变情况下，经过控制施加在电枢绕组两端电压信号来控制电动机转速和输出转矩；另一个是励磁磁场控制，即经过改变励磁电流大小来改变定子磁场强度，从而控制电动机转速和输出转矩。采取电枢电压控制方式时，因为定子磁场保持不变，其电枢电流能够达成额定值，对应输出转矩也能够达成额定值，因而这种方式又被称为恒转矩调速方式。而采取励磁磁场控制方式时，因为电动机在额定运行条件下磁场已靠近饱和，因而只能经过减弱磁场方法来改变电动机转速。因为电枢电流不允许超出额定值，因而伴随磁场减弱，电动机转速增加，但输出转矩下降，输出功率保持不变，所以这种方式又被称为恒功率调速方式。4.控制系统接地通目标。将电路、设备机壳等与作为零电位一个公共参考点（大地）实现低阻抗连接，称之谓接地。接地目标有两个：一是为了安全，比如把电子设备机壳、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，比如脉冲数字电路零电位点等，或为了抑制干扰，如屏蔽接地等。称为工作接地。工作接地包含一点接地和多点接地两种方式。四、分析题（每小题20分，共40分)1.半桥逆变电路原理如左图所表示，它有两个导电臂，每个导电臂由一个可控元件和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个相互串联足够大电容，使得两个电容联结点为直流电源中点。设电力晶体管Vl和V2基极信号在一个周期内各有半周正偏和反偏，且二者互补。当负载为感性时，其工作波形如右图所表示。输出电压波形u0为矩形波，其幅值为Um=Ud/2输出电流i0波形随负载阻抗角而异。设t2时刻以前V1导通。t2时刻给V1关断信号，给V2导通信号，但感性负载中电流i0不能立刻改变方向，于是VD2导通续流。当t3时刻i0降至零时VD2截止，V2导通，i0开始反向。一样，在t4时刻给V2关断信号，给V1导通信号后，V2关断，VD1先导通续流，t5时刻V1才导通。当V1或V2导通时，负载电流和电压同方向，直流侧向负载提供能量；而当VD1或VD2导通时，负载电流和电压反方向，负载中电感能量向直流侧反馈，既负载将其吸收无功效量反馈回直流侧。反馈回能量暂时储存在直流侧电容中，直流侧电容起到缓冲这种无功效量作用。二极管VD1、VD2是负载向直流侧反馈能量通道，同时起到使负载电流连续作用，VD1、VD2被称为反馈二极管或续流二极管。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不论采取何种控制方案，系统控制精度总是高于检测装置精度。（）4异步通信是以字符为传输信息单位。（）5同时通信惯用于并行通信。（）6无条件I/O方式惯用于中止控制中。（）7从影响螺旋传动原因看，判断下述观点正确或错误（1）影响传动精度主要是螺距误差、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原因（）（3）螺杆轴线方向与移动件运动方向不平行而形成误差是影响传动精度原因（）（4）温度误差是影响传动精度原因（）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：通信和通信。2.微机控制系统中输入与输出通道通常包含、、、四种通道。3.在伺服系统中，在满足系统工作要求情况下，首先应确保系统和，并尽可能高伺服系统响应速度。4.通常来说，伺服系统执行元件主要分为、、和其它等四大类型。5.在SPWM变频调速系统中，通常载波是，而调制波是。6.异步交流电动机变频调速：基频（额定频率）以下恒磁通变频调速，属于调速方式。基频（额定频率）以上弱磁通变频调速，属于调速方式。7.开环步进电动机控制系统，主要由、和等组成。8.实现步进电动机通电环形分配三种惯用方法是：1），2），3）。9.依照计算机在控制中应用方式，把计算机控制系统分为四类：1），2），3），4）。10．应用于工业控制计算机主要有：1），2），3）等类型。11.干扰传输路径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以或形式，经过金属导体传递。12.抑制电磁干扰惯用方法有屏蔽、、、、合理布局和软件抗干扰技术。13.电场屏蔽----通惯用金属材料作屏蔽体，并应保持良好。14．依照频率特征解释以下滤波器作用：1）低通滤波器：只让经过，而高于受到抑制、衰减，不让经过。2）带通滤波器：只让经过，而高于部分。A换向结构B转换电路C存放电路D检测步骤四解答题(每小题8分，共40分)1．简述一个经典机电一体化系统基本组成要素。2．直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙惯用方法？3．简述机电一体化对机械系统基本要求及机械系统组成。4.简述在微机控制系统中I/O控制方式及I/O接口编址方式。5．简述伺服系统结构组成。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，电动机经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: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分辨率和精度。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，以系统为出发点最好功效价值系统工程技术。2伺服控制系统是一个能够跟踪输入指令信号进行动作，从而取得精准位置、速度及动力输出自动控制系统。3闭环控制系统是指具备反馈控制系统。4逆变器是将直流电变成交流电电路。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10．单片机PLC总线工控机11.电压电流12.隔离滤波接地13.铜铝等导电性能良好接地14．1）低频成份截止频率成份2）某一频带内成份上截止频率成份下截止频率成份四解答题(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2）、双片薄齿轮错齿调整法3．对机械系统基本要求：高精度；快速响应；良好稳定性。机械系统组成：传动机构；导向机构；执行机构。4.程序控制方式、中止控制方式、直接存放器存取方式。独立编址；与储存器统一编址。5．1)比较步骤；2)控制器；3)执行步骤；4)被控对象；5)检测步骤。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.L=(θp/360°)N；V=(θp/360°)f8.4℃;+2℃。一、名词解释(每小题2分，共10分)

1.机电一体化2.分辨力3.灵敏度(测量)4.永磁同时电动机:5.复合控制器二、单项选择题(每小题2分，共10分)1.受控变量是机械运动一个反馈控制系统称(

)A.次序控制系统B.伺服系统

C.数控机床

D.工业机器人2.齿轮传动总等效惯量随传动级数(

)A.增加而减小

B.增加而增加

C.减小而减小

D.改变而不变3.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和(

)A.内循环插管式

B.外循环反向器式C.内、外双循环

D.内循环反向器式4.某光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹宽度是(

)A.100mm

B.20mm

C.10mm

D.0.1mm5.直流测速发电机输出是与转速(

)A.成正比交流电压

B.成反比交流电压C.成正比直流电压

D.成反比直流电压三、简答题(每小题6分，共30分)1、机电一体化系统设计指标大致上应包含哪些方面?2、步进电动机惯用驱动电路有哪几个类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?3、步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统输入信号是什么?输出轴转速、转向、位置各自与哪些原因关于?4、什么是PLC扫描工作制?5、PWM工作原理?四、计算题(每小题10分，共20分)1.三相变磁阻式步进电动机，转子80个齿。(1)要求电动机转速为60r/min,单双拍制通电，输入脉冲频率为多少?(2)要求电动机转速为100r/min，单拍制通电，输入脉冲频率为多少?2.三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为1450r/min。(1)该电动机为几极，空载转差率是多少?(2)堵转时定子、转子绕组电势频率各为多少?(3)空载时，定子、转子绕组电势频率各为一、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，以系统为出发点最好功效价值系统工程技术。2传感器能检测到最小输入增量称分辨力，在输入零点附近分辨力称为阈值。3灵敏度(测量)传感器在静态标准条件下输入改变对输出改变比值。4以电子换向取代了传统直流电动机电刷换向电动机。5复合控制器带有前馈控制系统反馈控制器。它作用是使系统能以稳定零误差跟踪已知输入信号。二、单项选择题(每小题2分，共10分)1.B2.A3.B4.C5.C三、简答题(每小题6分，共30分)1、系统功效性能指标使用条件经济效益2、单极驱动双极驱动高低电压驱动斩波电路驱动细分电路3、参考脉冲序列转速与参考脉冲频率成正比输出轴转向由转向电平决定位置由位置电平决定4、即检测输入变量求解当前控制逻辑以及修正输出指令,重复进行。5、斩波器调压基本原理是经过晶闸管或自关断器件控制，将直流电压断续加到负载（电机）上，利用调整通、断时间改变来改变负载电压平均值。斩波器调压控制直流伺服电机速度方法又称为脉宽调制（PulseWidthModulation）直流调速。四、计算题(每小题10分，共20分)1)K=2;M=3,Z=80;α=360/2*3*80=0.75ºf=480Hz2)K=1;M=3,Z=80;α=360/1*3*80=1.5ºf=400Hz2.三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为1450r/min。(1)4极，空载转差率n=(1500-1450)/1500=3.3%(2)50Hz(3)50Hz16.5Hz一、名词解释(每小题2分，共10分)１、检测传感器２、伺服电动机3、静压轴承4、静压导轨5、屏蔽二、填空题（每小题１分，共30分）1、机电一体化系统中常见轴承包含____________、___________、__________、磁轴承。2、机电一体化系统通常由______________、_____________、接口、__________________、_____________、______________等部分组成。.3、按干扰耦合模式干扰可分为静电干扰、____________________、__________________、_________________、_______________等干扰类型。.4、机电一体化是从系统观点出发，将_____________、____________、___________、机械技术等在系统工程基础上有机加以综合，实现整个机械系统________而建立一门新科学技术。5、伺服系统基本组成部分包含_____________、____________、执行机构、___________四大部分。6、用软件识别有用信号和干扰信号、并滤去干扰信号方法称为_____________、识别信号标准有_____________、______________。7、机电一体化系统（产品）设计类型大致可分为________________、适应性设计、________________。8、机电一体化系统包含______________、_____________、信息处理技术、____________、____________、总体等相关技术。机电一体化系统对机械传动总传动比确定最好选择方案有______________________、_____________________、质量最小标准。三、问答题（每小题10分,共40分）2、步进电动机惯用驱动电路有哪几个类型?3、用软件进行“线性化”处理时，采取计算法原理是怎样？4、模拟式四、分析扩展RAM6264地址范围和和工作原理。（20分传感器信号处理过程包含哪些步骤？）一、名词解释(每小题2分，共10分)１、检测传感传感器是一个以一定精准度把被测量转换为与之有确定对应关系，便于应用某种物理量测量装置。２、伺服电动机是一个能够跟踪输入指令信号进行动作，从而取得精准位置、速度及动力输出电动机3、静压轴承从外部油源给轴瓦提供压力油，使球磨机进、出料端大轴在高压油膜作用下浮起，与轴瓦无直接接触，处于液体磨擦状态，从而极大地降低了起动力矩和旋转阻力矩，4、静压导轨是在两个相对运动导轨面间通入压力油或压缩空气，使运动件浮起，以确保两导轨面间处于液体或气体摩擦状态下工作。5、屏蔽是利用导电或导磁材料制成盒状或壳状屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来从而割断或减弱干扰场空间耦合通道，阻止其电磁能量传输。二、填空题（每小题１分，共30分）1、滚动轴承滑动轴承静压轴承磁轴承。2、机械本体动力与驱动执行机构传感器检测部分控制及处理部分.3、为静电干扰磁场耦合干扰漏电耦合干扰.4、检测技术伺服技术计算机与信息处理技术5、控制器检测步骤比较步骤被控对象6、软件滤波时间标准空间标准属性标准7、开发性设计变参数设计8、机械技术检测技术伺服技术计算机与信息处理技术自动控制技术和系统总体技术9转动惯量标准输出轴转角误差最小标准三、问答题（每小题10分,共40分）2、单极驱动双极驱动高低电压驱动斩波电路驱动细分电路3、当输出电信号与传感器参数之间有确定数字表示式时，就可采取计算法进行非线性赔偿。即在软件中编制一段完成数字表示式计算程序，被测参数经过采样、滤波和标度变换后直接进入计算机程序进行计算，计算后数值即为经过线性化处理输出参数。在实际工程上，被测参数和输出电压经常是一组测定数据。这时如仍想采取计算法进行线性化处理，则可应用数字上曲线拟合方法对被测参数和输出电压进行拟合，得出误差最小近似表示式。4、模拟式传感器信号处理过程包含:将非电物理量转换成电量，并经放大、滤波等一系列处理后，需经模/数变换将模拟量变成数字量，才能送入计算机系统。模/数转换过程包含信号采样/保持、多路转换（多传感器输入时）、A/D处理等过程。四、分析扩展RAM6264地址范围和和工作原理。（20分）RAM6264地址范围为0000H~1FFFHP0口与6264I/O数据线相连，另首先经74LS373与6264低8位地址线连；P2.0~P2.4与6264高5相连；6264写使端与单片机WR相连；输出使能端与单片机RD相连；CS片选信号端直接接地。采取MOVX@DPTR来访问此RAM一、名词解释(每小题2分，共10分)

1、DMA2、中止3、共模干扰、伺服控制技术5、串行通信二、填空题（每空１分，共3０分）1、机电一体化是从系统观点出发____________、____________、___________、信息技术等在系统工程基础上有机加以综合，实现整个机械系统________而建立一门新科学技术。2、机电一体化产品中需要检测物理量分成____________和____________两种形式。3、计算机控制系统类型包含________________________、_______________________、监督控制系统、________________________。4机械结构原因对侍服系统性能影响有__________________、____________________、结构弹性变形、__________________间隙影响。接口基本功效主要有______________、放大、_________________。对直线导轨副基本要求是_________________________、_____________________、____________________、__________________和平稳。7．机电一体化机械系统应具备良好侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理___________、___________、__________、____________、并满足小型、轻量等要求。8、伺服系统基本组成包含______________、_____________________、检测装置、____________________。9、确定机电一体化系统设计方案方法有_______________、组正当、______________。10、STD总线技术特点_________________、______________、______________________、高可靠性。四、分析扩展ROM27256工作地址范围和工作原理(30分)一、名词解释(每小题2分，共10分)

1、外设与内存间直接进行数据交换（DMA）而不经过CPU2、为了提升CPU效率和使系统具备良好实时性，采取中止方式CPU就无须花费大量时间去查询各外围设备状态了。而是当外围设备需要请求服务时，向CPU发出中止请求，CPU响应外围设备中止，停顿执行当前途序，转去行一个外围设备服务程序，中止处理完成，CPU又返回来执行原来程序。3、共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口断共有信号干扰。4、伺服控制技术是一个能够跟踪输入指令信号进行动作，从而取得精准位置、速度及动力输出自动控制技术。5、串行通信是数据按位进行传送。在传输过程中，每一位数据都占据一个固定时间长度，一位一位串行传送和接收。二、填空题（每空１分，共3０分）机械技术检测技术伺服技术协调工作电量非电量操作指导控制系统直接数字控制系统监督计算机控制系统分级计算机控制系统4、阻尼摩擦惯量变换耦合导向精度高耐磨性好足够刚度对温度改变不敏感性7、摩擦小度大振性好隙小8、控制器执行步骤比较步骤9、取代法整体法10、模块化设计系统组成修改和扩展方便四、分析扩展ROM27256工作地址范围和工作原理(30分)ROM27256地址范围为0000H~7FFFHP0口与27256I/O数据线相连，另首先经8282与27256低8位地址线连；用于扩展32KB片外ROM；P2.0~P2.6与272567相连；6264写使端与单片机WR相连；输出使能端OE与单片机PSEN相连；CE片选信号端与P2.7相连。采取MOVC@A+PC或MOVC@A+DPTR来访问此ROM一、名词解释(每小题2分，共10分)1.变频调速2.FMS3.响应特征4.敏感元件5.压电效应二、选择题（每小题2分，共10分）1、伺服控制系统通常包含控制器、被控对象、执行步骤、比较步骤和_________等个五部分。A换向结构B转换电路C存放电路D检测步骤2、检测步骤能够对输出进行测量，并转换成比较步骤所需要量纲，通常包含传感器和_______。A控制电路B转换电路C调制电路D逆变电路3、以下可对异步电动机进行调速方法是_______。A改变电压大小B改变电动机供电频率C改变电压相位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B电磁式C磁阻式D机械式5、步进电动机，又称电脉冲马达，是经过________决定转角位移一个伺服电动机。A脉冲宽度B脉冲数量C脉冲相位D脉冲占空比三、简答题(每小题10分，共30分)1什么叫传感器？传感器功用是什么？它是由哪几部分组成？各部分作用及相互关系怎样？2.试简述采样/保持器原理。3.工业控制用计算机主要有哪几个类型，它们分别适适用于哪些场所？四、简单应用题(每小题10分，共20分)

1.刻线为1024增量式角编码器安装在机床丝杠转轴上，已知丝杠螺距为2mm，编码器在10秒内输出307200个脉冲，试求刀架位移量和丝杠转速分别是多少？2.有一脉冲电源，经过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电步进电机定子励磁绕组，测得步进电机转速为100r/min，已知转子有24个齿，求：1）步进电机步距角；2）脉冲电源频率。五、综合应用题(每小题15分，共30分)1.三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?2.依照下面电路图,编写利用该接口电路一次完成A/D转换,并把转换结果高8位放入R2中,低8位放入R3中程序段。一、名词解释(每小题2分，共10分)1.采取改变电机通电频率方式来改变电机转速调速方式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，并在加工自动化基础上实现物料流和信息流自动化，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.响应特征：指是输出量跟随输入指令改变反应速度，决定了系统工作效率。4.敏感元件是直接能够感受被测量改变，并输出与被测量成确定关系元件。5.压电效应：一些电介质，当沿着一定方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它两个表面上将产生符号相反电荷。当外力去掉后，它又重新恢复到不带电状态，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、B3、B4、A5、B三、简答题(每小题10分，共30分)1.传感器是一个以一定精准度把被测量转换为与之有确定对应关系，便于应用某种物理量测量装置。传感器功用是：一感二传。组成：传感器通常是由敏感元件、传感元件和转换电路三部分组成。敏感元件：直接能够感受被测量改变，并输出与被测量成确定关系元件。转换元件：敏感元件输出就是转换元件输入，它把输入转换成电路参量。基本转换电路：上述电路参量进入基本转换电路中，就能够转换成电量输出。传感器只完成被测参数到电量基本转换。2.采样/保持由存放电容C，模拟开关S等组成，如图所表示。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二端一直保持断开电压，称保持阶段。由此组成一个简单采样/保持器。实际上为使采样/保持器具备足够精度，通常在输入级和输出级均采取缓冲器，以降低信号源输出阻抗，增加负载输入阻抗。在电容选择时，使其大小适宜，以确保其时间常数适中，并选取漏泄小电容。3.工业控制计算机主要有单片微型计算机、可编程序控制器（PLC）、总线工控机等类型。依照机电一体化系统大小和控制参数复杂程度，选取不一样微型计算机。单片机或可编程控制器主要用于，控制量为开关量和少许数据信息模拟量小系统。对于数据处理量大系统，则往往采取基于各类总线结构工控机，如STD总线工控机、IBM-PC总线工控机、Multibus工控机等。对于多层次、复杂机电一体化系统，则要采取分级分步式控制系统，在这种控制系统中，依照各级及控制对象特点，可分别采取单片机、可编程控制器、总线工控机和微型机来分别完成不一样功效。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;α=360/2*5*24=1.5º2)f=400Hz五、综合应用题(每小题15分，共30分)K=1;M=3,Z=100;α=360/1*3*100=1.2ºf=600Hz2MAIN：MOVR0，#7CH；选择AD574，并令A0=0MOVX@R0，A；开启A/D转换，全12位LOOP：NOPJBP3.2，LOOP；查询转换是否结束MOVXA，@R0；读取高8位MOVR2，A；存人R2中MOVR0，#7DH；令A0=1MOVXA，@R0；读取低4位，尾随4个0MOVR3，A；存入R3中……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.直接存放器存取（DMA）二、单项选择题(每小题2分，共10分)1.步进电动机，又称电脉冲马达，是经过决定转角位移一个伺服电动机。A脉冲宽度B脉冲数量C脉冲相位D脉冲占空比2.对于交流感应电动机，其转差率s范围为（）。A.1<s<2

B.0<s1C.-1<s<1

D.-1<s<03.PWM指是（）。A.机器人

B.计算机集成系统C.脉宽调制

D.可编程控制器4.PD称为（）控制算法。A.百分比

B.百分比微分C.百分比积分

D.百分比积分微分5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采取（）方法实现。A.插补

B.切割C.画线

D.自动三、简答题(每小题5分，共30分)1.试简述光电式转速传感器测量原理。2.试述可编程控制器工作原理。3.在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否模拟输入