《机电一体化系统设计》-期末复习题及答案-60341459302595687

#差动电桥U，E1423二12Z，Z(Z€Z)(Z€Z)2Z€Z34123412为了消除引线误差，一般采取措施为：1)大多数电桥都采用6引线装配：2根电桥输出引线、2根电桥激励引线和2根检测引线，来消除引线误差；2)采用恒流激励将引线误差减至最小。8、简述涡流传感器的原理，说明有哪些应用。原理：基于法拉第电磁感应原理，当传感器线圈通以正弦交变电流I］时，被测金属导体内产生成漩涡状的感应电流，成电涡流效应，使传感器线圈等效阻抗发生变化。Z=F(P,U,r,f,x)其中：P金属电阻率，卩金属磁导率，r线圈与被测物体的尺寸因子，f激磁电流频率，x线圈与导体间的距离特点：非接触连续测量，灵敏度高、频响宽、分辨率高应用：可用来测：位移、厚度、表面温度、速度、应力，无损探伤。9、试分析传统模拟二次传感器采用电流输出信号4〜20mA的好处？可以2线制工作，减少布线。传感器工作需要工作电流激励，若电流输出i=OmA，传感器就不能二线制工作，还须要有额外的工作电源的回路线。传感器有一个输出电流下限4mA，不仅可以提供工作激励电流，还可以提高传输相对精度。有一个输出电流下限(不为0)，便于检测传感器是否开路、短路。例如：传感器中如果开路，则电流变为0，而不是4mA,就可以检测到；传感器中如果短路，i将变得很大，也可以检测到。采用电流输出信号，可以抵抗布线阻抗的干扰。第六章计算机控制系统判断A.对B.错1、数控机床伺服系统按控制方式分类：开环和闭环控制系统。2、为了防止采样过程信号发生频率混叠可以在采样前设置一个带通滤波器。3、二线平衡传输抗共模干扰和差模干扰，适合长距离传输。4、DCS分布式控制系统具有两层结构：工作站和现场总线智能仪表。5、造成地线干扰的原因是地线存在阻抗，由电流流过时有压降，产生差模干扰；防止地线干扰、的原则：单点接地。6、采用集电极0C输出的特点：相当于开关输出；有较大电流驱动能力；能够实现“线与”功能；能够实现不同电路的接口。7、PID数字控制算式中，积分初值相当于设置了合适的静态工作点，避免冲击。8、限幅滤波能有效去掉脉冲干扰，其原理为对信号连续进行n次采样（n〉3），然后对采样值进行由小到大的排列，取出序列的中间值作为采样有效值。9、通信双方在通信时需要遵循的规则和约定就是协议，包括语义、语法、定时和通信介质。10、RS-485接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好且具有多站能力。11、光电耦合器由发光二极管和光敏晶体管或光敏晶闸管组成，通过光信号实现电信号传递，用于接口，是SSR的核心器件。12、路径控制在容许的加速度条件下，以最大速度在两点之间移动，多轴在运动过程是独立的。13、RS-232是被定义为一种串行通讯的双端标准。14、直角坐标式运动状态循环图可以表达运动先后次序、位置关系、运动速度和停留时间。15、时序逻辑输出仅与当前的输入有关。16、微机控制系统中，数据处理的软件主要有数据的采集、数据滤波、标度变换以及数值计算等。17、模拟量输入A/D转换器的量化误差和分辨率是统一的，即提高分辨率可以减小量化误差。18、模拟量输入A/D转换器采样时间必须小于转换时间。19、在异步串行通讯中，为了鉴别数据帧，需要在每一帧数据前后加入起始和停止位。20、多机网络的基础就是网络总线通讯。21、高频的磁场干扰比低频的磁场干扰较难屏蔽22、闭环控制系统是根据输入的指令值与输出的物理量之间的偏差进行动作控制的,使被控对象输出量始终跟踪输入的指令值。23、数字PI控制中，P调节作用是消除静差，I调节作用是改善动态特性。24、DCS分布式控制系统具有集中管理和分散控制的特点。25、RS-232接口在总线上允许连接多个收发器。26、顺序控制包括以状态控制为主和以时间控制为主两类。27、串口通讯至少要包含物理层（硬握手电气特性）和协议层（软握手）。28、能实现顺序控制的基本功能是组合逻辑，计数器，定时器。29、规划一个PLC控制系统的步骤为，分解被控对象和机器；建立功能规范，安全电路设计，详细说明操作功能，建立PLC配置图,建立符号名表。

答案：BBBBBAABBAABBABAABAABABABAAAA单选1、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，顺序控制器通常采用（）。A单片机BIPCCPLCDSSR2、电话线属于哪种通信？A半单工B单工C半双工D全双工3、机电一体化系统中，控制对象仅作简单的单一运动时，宜采用（）。A机械控制系统B液压或气压控制系统C微机伺服控制系统D组合机构系统4、机电一体化系统中，当控制对象实现不同的工况（工进）要求时，宜采用（）。A机械控制系统B液压或气压控制系统C微机伺服控制系统D组合机构系统5机电一体化系统中，当控制对象有多个自由度，需要较高自动化程度时，宜采用（）。A机械控制系统B液压或气压控制系统C微机伺服控制系统D组合机构系统6、CNC系统的插补运算属于（）。A路径控制B点到点控制C直线运动控制D曲线运动控制7—个D/A转换器能够转换8位二进制数，转换后的电压满量程是5V,则它的分辨率为（）。A10mVB20mVC12.5mVD6.25mV8闭环数控系统中，位置检测元件是（）。A数控系统中第一个环节B数控系统中执行环节C反馈通道中第一个环节D反馈通道中比较环节9下列滤波方法类似于RC低通滤波电路的是（）。A算术平均滤波B平滑滞后滤波C中值滤波D限幅滤波10现场总线是一种（）通信链路。A串行的数字数据B串行的模拟C并行的数字D并行的模拟11总线型串行网常采用的电气接口标准是（）。ARS-232BRS-232CCRS-422DRS-48512开放系统互联参考模型OSI共分为（）。A3层B4层C6层D7层13对RS-232C通讯方式描述正确的是（）。A接口的信号电平值较低，不易损坏接口电路的芯片A接口的信号电平值较低，不易损坏接口电路的芯片B只用两根线即可实现C传输速率较高，在异步传输时，波特率为C传输速率较高，在异步传输时，波特率为200Kbps14开关缓冲电路使用的二极管是（）。D其传输距离有限A普通整流二极管A普通整流二极管B检波二极管C快速二极管D大电流功率二极管15二线制平衡传输的RS-485串行通信属于（）方式通讯。A单工B双工C半双工D单双工16、RS-485最常用的通信介质是（）。A双绞线B多股屏蔽线C同轴电缆D光纤电缆17现场总线模型参照OSI模型建立，具有物理层、数据链路层、应用层和（）。A会话层B网络层C用户层D表示层18、（）适用于大规模的工业现场控制，具有标准化接口配置相关接口模板。APC计算机B总线工控机C单片微型计算机D可编程逻辑控制器19.输入电压量程为-10V〜+10的10位AD转换器的转换公式，-5V对应的AD输出值是（）。

A、100HB、200HC、1FFHD、7FH20.对于确定的交流电磁元件产品其工作电压取决于（）。A、电流B、频率C、铁芯材料D、磁路气隙信号采样频率Ws,信号有效频带Wc和抗混叠滤波频率Wf应满足如下关系（）。A、Wc<Ws<WfB、Wc<Wf<WsC、Ws<Wc<WfD、Wf<Ws<WcPD称为（）控制算法。A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分23•在反馈控制系统中，采用PI控制算法可以改善系统的（）。A.稳定时间B.稳定性C.控制精度D.动特性24、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的（）使得它们同步协调到达目标点。A.位置和加速度B.速度和加速度C.位置和速度D.位置和方向25、在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（）方法实现。A.插补B.切割C.画线D.自动26、在数字PID算式中，与采样周期TS无关的是（）。A.比例项B.积分项C.微分项D.积分和微分项27、连续控制系统与点位控制系统之间最主要的区别在于前者有一个（）。A.位置控制器B.反馈装置C.插补器D.CPU28、数控机床伺服系统按控制方式分类，可分为（）。A.点位及连续轨迹控制系统B.点位及轮廓控制系统C.开环、半闭环及闭环控制系统D.速度及位置控制系统答案：CDABCABCBADDDCCACBABBBCCAACC问答题1、简要分析比较RS232和RS485串行通讯的特点？RS232,采用电平信号，电压较高，容易造成物理损坏，属于点到点通讯，抗干扰能力较差，通讯距离较近，常见于办公环境的计算机应用。RS485，采用电流环信号，具有使能控制的双向通讯端口，可以总线连接，抗干扰能力强，传输距离较远，普遍应用于工业的串行总线标准。2、设在数字采样闭环控制中误差En（n=1,2,3,...）,输出控制量Un（n=1,2,3,...）,比例系数为Kp,微分时间常数为Td,积分时间常数Ti,采样周期为Ts,试写出数字PID调节时的控制算式？积分初值的作用是什么？根据PID的控制算式U（t），Ke（t）+Kde/dt+K€e（t）dtnpdi可以得到绝对算式：UnT，可以得到绝对算式：UnT，Ke+—^(epnTnsn-1TnteTkik，1+Uinitial或者是增量算式：△Un—K（e—e）,d（e,e—2e）,se

pnn-lTnn-2n-1Tnsi积分初值的作用相当于设了合适的静态工作点，加速调节过程，降低超调量，避免冲击。3、解释计算机进行数据采集信号过程中发生频率混叠的原因及危害，如何解决？采样频率小于干扰信号频率带宽或信号带宽，采样不能满足采样定理的条件，采样后的数字信号由于频谱混叠并不可通过滤波恢复真实信号；通过增加前置低通滤波器来滤掉无用高频信号，减小带宽，满足采样频率要求；或者增加采样频率来满足采样定理要求。4、什么是光电耦合器，其主要参数有哪些？光电耦合器由发光二极管和光敏晶体管或光敏晶闸管组成，通过光信号实现电信号传递，用于接口隔离，也是SSR的核心器件。主要参数：电流传输比CTR与时间延迟，耐压；5、连续路径系统（CP）与点位（PTP）控制系统之间最主要的区别是什么？如何实现路径控制？连续控制系统与点位控制系统之间最主要的区别在于连续控制系统有一个插补器。点位控制：在容许的加速度条件下，以最大速度在两点之间移动，多轴系统同时启动，同时停止；路径控制：在两点之间，通过插补计算方法和连续路径规划的样条插补等方法，以直线和曲线（圆）移动。插补计算分为脉冲增量插补和数据采样插补，其中，脉冲增量插补计算主要是为各坐标轴进行脉冲分配计算，用于以步进电机为驱动装置的开环控制系统中；数据采样插补计算主要用于闭环和半闭环的直流或交流伺服电动机为驱动装置的位置采样控制器。脉冲增量插补算法中较为成熟并得到广泛应用的有：逐点比较法、数字积分法和比较积分法。实现脉冲算法的装置称为插补器，分为硬件插补器与软件插补器。6、数控机床伺服系统按控制方式与轨迹方式分类，分别可分为那几种形式？按控制方式分类：开环、半闭环、闭环控制系统；按轨迹方式分类：点位控制、轨迹控制。7、什么是数字滤波器？常用的数字滤波方法有哪些算法？数字滤波器是通过一定的计算程序对采集信号进行平滑加工，以消除各种干扰和噪声。数字滤波器与模拟RC滤波器相比优点为：不需增加任何硬件设备。常用的数字滤波方法有中值滤波、限幅滤波、算术平均滤波、滞后平滑滤波8、造成地线干扰的原因以及防止地线干扰的方法有哪些？原因：地线存在阻抗，由电流流过时有压降，产生共模干扰；防止地线干扰的原则：单点接地；或者地线隔离浮置。9、比较DCS分布式控制系统与FCS现场总线控制系统？都具有集中管理和分散控制特点的特点。DCS分布式控制系统1）具有三层结构，分别为：操作管理层，现场集中控制层，底层单元（传感器仪表，执行器）；2）系统控制危险性分散、可靠性提高；集中监视、操作和管理，管理更综合化和系统化；3）但是模拟信号的传感、控制，布线复杂，系统不开放FCS一现场总线控制系统（FieldbusControlSystem）：1）具有二层结构，分别为：工作站和现场总线智能仪表；2）结构简单，实施容易。两层结构，即操作管理层和底层的数字化传感器、执行器；所有单元都连接到一根总线。调试和维护简单；性能提高。3）采用数字化的仪表和执行器、开放的总线网络，投资费用大。10、顺序控制包括哪两类？有什么特点？顺序控制主要包括以状态控制为主和以时间控制为主两类。时间控制是一直开环控制，以时间为代价控制状态的转移；状态控制采用状态反馈的闭环控制，具有安全高效的特点。11