《機械電子學》模擬試題1-4及答案

1、精品文本機械電子學模擬試題（一）一、填空題 1.從功能上講，機電一體化系統(tǒng)可以分為五大組成部分，即 機械結構 、 執(zhí)行機構 、 驅動部件 、 信息檢測部件 、 信息處理和控制單元 。2.機械電子系統(tǒng)的特點是動力傳動和邏輯功能互相分離、動力或能量傳遞的路是電源伺服控制單元機電換能器執(zhí)行機構 、信息傳遞的路是 計算機接口伺服控制單元 。3. 機電一體化系統(tǒng)廣泛使用 電傳動方式 ，對于低速重負荷系統(tǒng)則采用 電液伺服傳動系統(tǒng) ，在某些自動線上則使用 氣壓傳動 。4.所謂伺服機構是一種以 位移 為控制量的 閉環(huán) 控制系統(tǒng)。5.IC一般具有一定功能的完整電路，只需外接少量 元件和導線 便可實現(xiàn)某種給定的

2、功能 。6.選擇運放一般應從對它的 主要技術要求 出發(fā)，確定是通用型還是高性能型，再在各類運放中 比較優(yōu)劣 選用合適的產品在重視 主要指標 的同時，也要兼顧其它要求。7.數(shù)字IC在機械電子裝置中的作用，有 實現(xiàn)各種邏輯 、 實現(xiàn)信息的存儲 、 實現(xiàn)數(shù)字量的運算 、 實現(xiàn)電路之間的參數(shù)匹配 、 提供基準波形 。8.數(shù)字IC的主要參數(shù)有 、 、 與 、 、 噪聲容限和抗干擾能力 。二、判斷題1.機電一體化可以大大提高機械的使用性能，提高機械的信息響應能力和自動化程度。（）2.驅動部件只能進行能量的轉換，一般不受控制。（×）3.傳感器的主要參數(shù)有靈敏度、分辨率、抗干擾性、可靠性和耐環(huán)境性等

3、。（）4.從控制理論的系統(tǒng)觀點來看，只有電氣系統(tǒng)才具有一定的輸入、輸出關系。（×）5.機構也可以表達復雜的邏輯關系。（×）6.機械具有動力傳遞和信息處理雙重功能。（）7.要提高自動化程度必須采用微電子化的控制系統(tǒng)。（）8.微電子技術和電力電子技術都是弱電技術。（×）9.門電路是數(shù)字電路的基本單元。（）10.傳感器實際上就是信息變換裝置。（）三、名詞解釋 1.機電一體化：利用微電子技術最大限度地發(fā)揮機械能的一種技術。2.微電子技術：半導體集成電路技術。3.計算機信息處理技術：信息處理是由計算機或微處理器完成信息的輸入、運算、推理、存儲和輸出過程的方法和技術。4.模擬

4、IC：專門用于處理連續(xù)變化的模擬量。5.數(shù)字IC：專門用于處理離散的數(shù)字量。四、簡答題1.綜述機電一體化的基特征。答：機電一體化系統(tǒng)的主要特征由：廣泛使用微電子技術與微機處理器，將電子單元器件嵌入機械系統(tǒng)，使系統(tǒng)具備更加完善的信息響應和信息處理能力；以微電子或電力部件替代機械部件的部分功能，使得機構大大簡化；以微電子部件完全取代機械部件，使儀器發(fā)生革命性的變化；機電互補，有機結合，創(chuàng)造出現(xiàn)代高科技特征的機器設備。2.使用數(shù)字IC的注意事項有哪些？答：使用數(shù)字IC的注意事項：電路外引線的連接其中包括輸出端的連接和多余輸入端的處理；數(shù)字IC與其它器件的連接：包括TTL電路與CMOS電路的接口，與外

5、接負載的連接，要顧慮負載所需電流與TTL或CMOS電路的邏輯輸出電流的匹配等。3.理想運放放在線性區(qū)內哪兩個重要特性？答：第一，因為理想運放的輸阻抗為，故運放不從外部吸收任何電流，即流入運放的同相端或反相端的電流均為零，即；第二，當理想運放工作在線性范圍時，它的輸出電壓便是一個限值，則輸電壓應為，由于理想運放的，故，即，即同相端與反相端電位相等，這種狀態(tài)稱為“虛短路”。機械電子學模擬試題（二）一、填空題1.微型計算機應用分為兩大類： 檢測控制類 、 數(shù)據(jù)處理類 。2.微處理器CPU是微型計算機的中央處理部分，它主要包括 運算邏輯部件 、 寄存器 和 內部邏輯控制部件 三大部分。3. 接口的主要

6、作用有 變換 、 放大 、 傳遞 。4.串行接口選用原則有 可靠性要高 、 通訊速度和通訊距離應滿足設計要求 、 抗干擾能力強 。5.PLC在設計上的特點有 控制程序可變 、 具有高度的可靠性 、 接口功能強 、 編程直觀簡單 、 模塊化結構 。6.通常對用戶程序的循環(huán)掃描可程分為 輸入采用階段 、 程序執(zhí)行階段 、 輸出刷新階段 三個階段。7.軟件一般分為 系統(tǒng)軟件 、 應用軟件 和 數(shù)據(jù)庫 及 數(shù)據(jù)管理軟件 。8.傳感器是一種能按照一定規(guī)律將 被測量 轉變成可以輸出 信號 的裝置，在機電一體化技術中，傳感器是將非電量 被測量轉變成 電量 的測量裝置。9.智能傳感器既具有傳感器的 檢測功能

7、，又具有微處理器的 智能 。二、判斷題1.不同的微處器，它們的功能和特性基本相似。（×）2.微機的選用應根據(jù)不同的應用場合和服務對象，選不同的品種和不同的檔次。（）3.微機在完成有關控制的處理后，總是以數(shù)字信號通過口或數(shù)據(jù)總線送給控制對象。（）4.單片機受集成度限制，片內存儲器容量較小，又無法通過輸入，輸出口線擴展，因而應用上受到限制。（×）5.可靠性問題是機電一體化系統(tǒng)設計的一個重要組成部分。（）6.匯編語言和機器語言一樣，都具有很強的互換性。（×）7.沒有精確可靠的傳感器，就沒有精確可靠的自動檢測和控制系統(tǒng)。（）8.測量條件雖然各部相同，但對傳感器的要求基本一

8、樣。（×）9.氣敏傳感器可用于各種可燃氣體、有害氣體的檢測報警。（）10.為了滿足高性能傳感器的需要，有必要使用復合材料。（）三、名詞解釋1.單片機：把微型計算機主要部分都集成在一個芯片上的單芯片微型計算機。2.PLC：可編程序控制器。3.總線：一組信號線的集合，是一種傳遞規(guī)定信息的公共通道，通過它可以把各種數(shù)據(jù)和命令傳遞到各自要去的地方。4.操作系統(tǒng)：計算機系統(tǒng)管理程序庫，用于提高計算機利用率，方便用戶的一種軟件。5.傳感器：一種能按照一定規(guī)律將被測量轉變成可以輸出信號的一種裝置。四、簡答題1.微型計算機分為哪兩大類？各有何特點？答：其一是檢測控制類，其特點是與服務對象有較多的硬件

9、聯(lián)系，控制功能上有實時要求，因而稱為機械電子裝置的控制核心；另一是數(shù)據(jù)處理類，它包括運算邏輯部件，寄存器和內部控制邏輯部件，其功能是產生控制信號，把數(shù)據(jù)從存儲器或輸口傳遞到CPU或反響傳遞，還可以對輸入數(shù)據(jù)進行算術邏輯運算及位操作處理。2.微機接口的主要作用是什么？答：接口的作用有：（1）變換，在兩個需要進行信息交換的環(huán)節(jié)中，由于信號的模式不同，無法直接實現(xiàn)信息或能量交換，可由接完成信號或能的統(tǒng)一；（2）放大，在信號相差懸殊環(huán)節(jié)之間，經節(jié)口放大后，才能達到能匹配；（3）傳遞，變換和放大后的信號在各環(huán)節(jié)間要可靠、快速、準確的交換，必須遵守一定的規(guī)范，能夠保證信息的傳遞和邏輯控制功能的接口電路，可

10、使信息按規(guī)定模式進行傳遞。3.為什么說傳感器技術是機電一體化技術中的關鍵技術？答：傳感器是實現(xiàn)自動檢測和控制的首要環(huán)節(jié)，其作用相當于人的五官，直接感應外界信息，如果沒有傳感器對外界信息進行精確可靠的測量，那么無論是信號轉換、處理或者測量數(shù)據(jù)的顯示控制，都將成為一句空話，可以說，沒有精確可靠的傳感器，就沒有精確可靠的自動檢測可控制系統(tǒng)。機械電子學模擬試題（三）一、填空題1.根據(jù)使用能量的不同，可以將執(zhí)行元件分為 電氣式 、 液壓式 和 氣壓式 等幾種類型。2.機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是慣性小動力大、體積小重量輕、便于維修安裝、易于微機控制。3.步進電機的性能指標有 步距角 、 靜態(tài)特性

11、 、 動態(tài)特性 。4.選用步進電機時應顧慮的問題有 轉矩與慣量的匹配條件 、 步距角的選擇與精度 。5.直流伺服電機的特點有 穩(wěn)定性好 、 可控性好 、 響應迅速 、 控制功率低損耗小 、 轉矩大 。6.液壓伺服系統(tǒng)是由 液壓控制元件 、 液壓執(zhí)行元件 組成的控制系統(tǒng)。7.影響控制系統(tǒng)的機械結構參數(shù)有 摩擦的影響 、 齒隙的影響 、 傳動誤差的影響 、 轉動慣量的影響 、 彈性變形的影響 等。8.同步帶輪的主要參數(shù)有 帶輪齒數(shù)Z 、 帶輪的節(jié)線與節(jié)圓直徑 、 、 帶輪齒頂圓直徑 、 帶輪的標號 。二、判斷題1.執(zhí)行機構是機械電子學的組成部分，它將來自信息處理部分的指令轉變成所要求的機械動作。（

12、）2. 氣壓式執(zhí)行元件具有很高的定位精度。（×）3.步進電機又稱電脈沖馬達，它能將電脈沖信號轉換成機械角位移的執(zhí)行元件。（）4.步進電機的轉矩、效率、精度、高速性都很好。（×）5.細分驅動的特點是在不改動電機參數(shù)的情況下，能使步距角增大。（×）6.交流伺服電機結構緊湊、外形小、重量輕。（）7.液壓伺服系統(tǒng)按信號的產生和傳遞形式分為機液，電液伺服系統(tǒng)兩大類。（）8.轉動慣量越大，對穩(wěn)定性、動態(tài)響應越好。（×）9.同步帶傳動與一般帶傳動相比具有無滑動、傳動比穩(wěn)定的優(yōu)點。（）10.滾珠螺旋傳動與滑動螺旋傳動和其它直線運動副相比具有運動效率高、能自鎖。（

13、5;）三、名詞解釋1.步距角：在一個電脈沖作用下，電機轉子轉角的角位移。2.動態(tài)特性：反應步進電機快速響及工作可靠性的技術指標。3.矩頻特性：反應步進電機的轉矩與控制頻率之間變化關系的特性曲線。4.細分驅動：把一個步距角分成若干的驅動方法。5.節(jié)線：同步帶上通過強力層中心，長度不發(fā)生變化的線稱為節(jié)線。四、簡答題1.步進電機具有哪些特點？答：步進電機的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素的影響，只要干擾的大小未引起“丟步”現(xiàn)象就不影響其正常工作；步進電機步距角有誤差，轉子轉過一定步數(shù)以后會出現(xiàn)累積誤差，但轉子轉過一轉以后，其累積誤差為“0”，不會長期積累；易于直接與微機系統(tǒng)接口，構成開環(huán)位置伺服系統(tǒng)。2.

14、步進電機的選用應注意哪些問題？答：（1）轉矩和慣量的匹配，為了使步進電機具有良好的起動能力及較快的響應速度，通常推薦及。（2）步距角的選擇和精度，因步距角的選擇是由電脈沖當量等因素決定的，步進電機的步距角精度將會影響開環(huán)系統(tǒng)的精度。3.同步帶傳動有哪些特點？答：同步帶傳動與一般帶傳動相比，其特點如下：無滑動傳動比準確；傳動效率高，節(jié)能效果明顯；傳動平穩(wěn)，能吸振，噪音?。皇褂梅秶鷱V；維護保養(yǎng)方便，能適應惡劣環(huán)境；安裝要求高，中心距要求嚴格，帶與輪的制造工藝復雜，成本受比量影響大。機械電子學模擬試題（四）一、填空題 1.按照控制機器所要完成的任務不同，伺服控制系統(tǒng)分為 點位控制 和 連續(xù)路徑控制

15、兩大類。2.一個脈沖所產生的坐標軸移動量叫 脈沖當量 ，脈沖當量是脈沖分配的基本單位，按 加工精度 決定。3.機器人的基本定義為 一種機械裝置 、 可以編程 、 具有自動控制系統(tǒng) 。4.機器人的構成分為 執(zhí)行機構 、 驅動裝置 、 控制系統(tǒng) 、 智能系統(tǒng) 。5.同運動學一樣，動力學有 正問題 、 反問題 。6.傳感器控制系統(tǒng)由 傳感器 、 信息處理 以及 執(zhí)行機構 三部分組成。7.對機器人的編程方式有 示教編程 、 離線編程 和 語言編程 。8.數(shù)控機床是用計算機控制的全自動加工設備，其優(yōu)點是 適應性強 、 加工精度高 、 生產效率高 、 減輕操作者勞動強度 、 良好的經濟效益 、 有利于生產

16、管理 。9.數(shù)控機床的組成有 輸入介質 、 數(shù)控裝置 、 伺服系統(tǒng) 、 反饋系統(tǒng) 、 適應控制 和機床。二、判斷題1.數(shù)字控制，是機電一體化的關鍵技術。（）2.點位控制對于運動軌跡上每一個點坐標都具有一定的精度要求。（×）3.直線插補的終點判斷，可采用兩種辦法，一是每走一步判斷且是否成立；如果成立，插補結束，否則繼續(xù)。（）4.在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中常用脈沖增量插補算法。（×）5.機器人的手臂運動軌跡和姿態(tài)完全由存貯于計算機內的指令決定。（）6.電氣驅動的工業(yè)機器人適用于要求力比較大，或易燃易爆的場合。（×）7.計算機控制系統(tǒng)有集中控制、主從控制和分布控制三種。（）8.專

17、業(yè)化自動加工機床最適合于批量化生產模式。（×）9.伺服系統(tǒng)包括驅動裝置和執(zhí)行機構兩大部分。（）10.從零件圖紙制成控制介質的過程稱為數(shù)控加工的程序編制。（）三、名詞解釋1.脈沖當量：一個脈沖所產生的坐標軸的移動量。2.機器人：一種擬人動能的機械電子裝置。3.輸入介質：為對數(shù)控機床進行控制，在人與機床之間建立某種聯(lián)系，這種聯(lián)系的中間媒介物質即叫信息載體又叫輸入介質。4.開環(huán)控制：沒有反饋的控制裝置。5.CIMS：在制造業(yè)采用計算機技術、信息技術、自動化技術、現(xiàn)代管理術等實現(xiàn)企業(yè)自動化系統(tǒng)。四、簡答題1.機械部件的設計特點和要求有哪些？答：要有足夠的強度，保證動力和運動的傳遞；要有足夠的剛度，限制一定范圍的彈性變形，改善系統(tǒng)的動態(tài)特性；保證精度要求，有時還要考慮溫度誤差的影響；慣量要小，有利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和伺服精度；摩擦小，傳動效率高；傳動平穩(wěn)，噪音?。唤Y構緊湊，