光機電一體化控制技術四

1、一、單項選擇題(只有一個選項正確，共5道小題)1. 在機械系統(tǒng)運動學模型建立過程中，慣性力與質量體運動的（ ）成正比(A)位移(B)速度(C)加速度(D)摩擦你選擇的答案：C正確正確答案：C解答參考：2. 在機械系統(tǒng)運動學模型建立過程中,阻尼與質量體運動的（ ）成正比。(A)位移(B)速度(C)加速度(D)摩擦你選擇的答案：B正確正確答案：B解答參考：3. 衡量放大器放大能力的指標是（ ）。(A)輸入阻抗(B)放大倍數(C)輸出阻抗(D)通頻帶你選擇的答案：B正確正確答案：B解答參考：4. 在設計數字控制器的過程中，我們需要通過采樣定理來確定系統(tǒng)的采樣周期，采樣周期的選擇要符合采用定理，即采樣

2、頻率必須大于輸入信息所包含最高頻率的（ ）倍。、(A)2(B)4(C)5(D)10你選擇的答案：A正確正確答案：A解答參考：5. 在數字控制中，被控對象或控制器控制律主要是由（ ）描述。(A)微分方程(B)差分方程(C)積分方程(D)偏分方程你選擇的答案：B正確正確答案：B解答參考：二、不定項選擇題(有不定個選項正確，共5道小題)6. 光機電一體化的系統(tǒng)設計原則主要包括（ ）。 不選全或者選錯，不算完成(A)機電互補原則(B)功能優(yōu)化原則(C)自動化原則(D)效益最大原則(E)開放性原則你選擇的答案：ABCDE正確正確答案：A B C D E解答參考：7. 衡量傳感器品質主要參數包括：（ ）。

3、不選全或者選錯，不算完成(A)靈敏度 (B)分辨力(C)準確度(D)精確度(E)重復性(F)線性度你選擇的答案：ABCDEF正確正確答案：A B C D E F解答參考：8. 載荷是執(zhí)行機構設計計算過程的一項重要原始數據，在機電一體化系統(tǒng)設計中，典型載荷是指在機構上的（ ）。不選全或者選錯，不算完成(A)摩擦載荷 (B)慣性載荷(C)外載荷 (D)各種環(huán)境載荷你選擇的答案：ABCD正確正確答案：A B C D解答參考：9. 描述控制系統(tǒng)的性能指標主要包括（ ）不選全或者選錯，不算完成(A)對常值或“偏離”擾動信號所允許的穩(wěn)態(tài)誤差(B)對多項式參考輸入信號，如躍階信號和斜坡信號，所允許的穩(wěn)態(tài)跟蹤

4、誤差。(C)系統(tǒng)多模型參數變化的靈敏度(D)控制系統(tǒng)階數(E)系統(tǒng)在躍階參考輸入或擾動輸入時的動態(tài)特性，如上升時間，超調量等你選擇的答案：ABCE正確正確答案：A B C E解答參考：10. 按照在電路中所處的位置和作用不同來分，濾波器可分為（ ）不選全或者選錯，不算完成(A)信號濾波(B)電源濾波(C)EMI濾波 (D)電源去藕濾波(E)諧波濾波 (F)高通濾波你選擇的答案：ABCDE正確正確答案：A B C D E解答參考：（注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)三、主觀題(共10道小題)11. 光機電一體化系統(tǒng)的主要組成要素

5、 參考答案： 一個完善的機電一體化系統(tǒng)，一般由如下機構組成部分：機械系統(tǒng)部分動力與驅動部分執(zhí)行機構部分傳感器測試部分控制和信息處理部分如圖所示： 機電一體化五大基本要素結構組成要素動力組成要素運動組成要素感知組成要素智能要素基本要素內部及各要素之間，通過接口耦合、運動傳遞、物質流動、信息控制、能量轉換有機結合，集成一個完整的系統(tǒng)。各要素（環(huán)節(jié)）之間必須遵循接口耦合、物質流動、信息控制、能力轉換的四大原則，完成如下內容：變換：信息及信號變換，放大：控制信息實現控制及能力匹配耦合：信息必須符合規(guī)定模式傳遞能力轉換：包括執(zhí)行器。驅動器各要素之間的不同能力轉換信息及控制：完成數據采集，分析，判斷，決策

6、及控制，知識驅動等運動傳遞：各要素之間不同運動的變化和傳輸以及運動控制目的12. 論述機電一體化系統(tǒng)信息傳輸過程。 參考答案： 上圖為機電一體化系統(tǒng)信號傳遞過程，系統(tǒng)中既有受控物理參量連續(xù)變化的模擬信號，又有計算機等數字裝置所能處理的離散數字信號。 在系統(tǒng)中，數字控制器產生控制策略，也就是負責接收給定指令，采集傳感器的反饋信號，按一定的控制規(guī)律計算出數字形式的控制信號，如其輸入是經過A/D轉換的時間誤差e(t)的二進制數字信號e(kT) ,其輸出是二進制控制策略信號m(kT).經過伺服放大后驅動執(zhí)行機構并跟蹤給定指令運動。13. 簡述為什么在機電一體化系統(tǒng)設計，需要進行機電一體化系統(tǒng)建模和仿真

7、分析。并說明模型建立的兩種基本方式和他們的主要特點。 參考答案： 答，機電一體化系統(tǒng)中，機械系統(tǒng)，電子系統(tǒng)已經其他系統(tǒng)之間的連接往往是通過傳感器或換能器，將被測物理量（位移，速度，加速度，聲波，液壓）等信號轉換為電壓或電流，系統(tǒng)在給定條件下，完成一定的功能。因此，從結構上，系統(tǒng)復雜。與所有系統(tǒng)一樣，無論在系統(tǒng)設計還是分析，都需要進行實驗研究，以確保功能得以實現，各系統(tǒng)之間工作協調，信息交流通暢，執(zhí)行可靠。因此，在實驗前，需要進行系統(tǒng)的描述，即建立系統(tǒng)模型，以便于從分析該模型得出整個系統(tǒng)的性能，功能指標。利用模型進行實驗，獲取所需要的信息，這一過程稱為模擬和仿真。即通過模擬來達到對真實系統(tǒng)的了解

8、和分析。從而減少費用，降低風險，并提高整體性能。 建模的方式通常被分為兩大類，物理模型和數學模型，物理模型是以系統(tǒng)間的相似原理為基礎建立的。包括系統(tǒng)按比例縮小的實體模型。 數學模型是用數學符號描述系統(tǒng)的數學表達式，系統(tǒng)屬性由變量表示?？梢酝ㄟ^計算機方式進行仿真。14. 線性度是？參考答案： 線性度 是用來衡量輸出是輸入的線性函數的程度，因完全的線性特性并不能獲得，與理想值的偏差定義為線性度容差。線性度是指在校準周期內，輸出曲線與最佳擬合直線之間的最大偏差的百分比。非線性度通常是由非線性元件、如機械滯后、粘性流動若蠕變以及電子放大器等引起。 15. 傳感器靈敏度是？ 參考答案： 傳感器靈敏度 靈

9、敏度是儀表對被測量參數變化的響應能力。也可用輸出變化量與輸入變化量的比值來表示。：輸出變化量；：輸入變化量16. 傳感器的接口電路主要功能包括：對傳感器的輸出信號進行 、 、 、 、 及 等處理。參考答案：傳感器的接口電路主要功能包括：對傳感器的輸出信號進行隔離 、阻抗變換、信號變化、放大。線性化及模擬或數字計算等處理。17.一臺他勵直流電動機，額定電壓 UN=220 V , 額定轉速nN=1500r/min , 電動機鐵損W ，機械摩擦損耗W ，電樞回路總電阻，V，求電磁轉矩、輸入功率和效率。參考答案： 18. 模糊控制系統(tǒng)從原理上講，主要由： 和 和 三部分組成。 參考答案： 模糊控制系統(tǒng)從原理上講，主要由：模糊化接口和模糊推理機和反模糊化三部分組成。 19.控制系統(tǒng)性能指標主要包括： 、 和 和 四項。參考答案：機電控制系統(tǒng)性能指標主要包括： 上升時間 、 超調量 和 穩(wěn)定時間 和 穩(wěn)定誤差 四項。20.從理論上講，因數字控制器涉及到對信號（控制信號、反饋信號）的采樣而會導致信息丟失，但為什么在實際應用系統(tǒng)中，數字控制方法的應用越來越廣泛，同時說明奈奎斯特-香農采樣定理對數字控制采樣做了什么樣的描述。參考答案： 答：數字系統(tǒng)的使用，主要基于如下的原因： 1：數字控制器易于對控制律