西南交大習(xí)題集光機(jī)電一體化控制技術(shù)

1、第1章 概論一、選擇題1 一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個(gè)基本要素（ ）。A： 機(jī)械本體 B：動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分 C： 執(zhí)行機(jī)構(gòu) D：控制及信息處理部分2、機(jī)電一體化的高性能化一般包含（ ）。A：高速化 B：高精度 C：高效率 D：高可靠性。3機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心是（ ）。A：動(dòng)力部分B：執(zhí)行機(jī)構(gòu)C：控制器D：接口4機(jī)電一體化系統(tǒng)中，根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作這一功能的是（ ）。A：機(jī)械本體B：動(dòng)力部分C：控制器D：執(zhí)行機(jī)構(gòu)二、填空題1、在未來(lái)機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展呈現(xiàn) ， 、 、， 、 趨勢(shì)三、論述題舉例說(shuō)明光機(jī)電一體化系統(tǒng)和機(jī)電一體化技術(shù)含義光機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要組成要素機(jī)電一體化

2、系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有那些機(jī)電一體化系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)？為什么采用機(jī)電一體化技術(shù)可以提高系統(tǒng)的精度?四、判斷題1機(jī)電一體化系統(tǒng)就是機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)簡(jiǎn)單合于一起的系統(tǒng)。第2章 機(jī)電一體化系統(tǒng)分析基礎(chǔ)一 多項(xiàng)選擇題1光機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則主要包括（ ）。 A. 機(jī)電互補(bǔ)原則B. 功能優(yōu)化原則C. 自動(dòng)化原則 D. 效益最大原則 E開(kāi)放性原則2. 模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步是在時(shí)間上對(duì)信號(hào)進(jìn)行（ ）處理。A. 量化處理 B.采樣離散化處理 C. 編碼處理 D. 調(diào)制處理3PCM是指（ ）。 A. 脈幅調(diào)制 B. 脈寬調(diào)制 C.脈位調(diào)制 D. 脈沖編碼調(diào)制4. 經(jīng)采樣后的信息屬于（ ）。A. 數(shù)字信號(hào) B

3、.離散化的模擬信號(hào) C. 連續(xù)模擬信號(hào) D. 調(diào)制信號(hào)5. 數(shù)字信號(hào)是對(duì)時(shí)間離散模擬信號(hào)進(jìn)行（ ）處理后得到的。A. 量化處理 B.采樣離散化處理 C. 編碼處理 D. 調(diào)制處理三 填空題 1光機(jī)電一體化的理論基礎(chǔ)主要涉 ， 和 。2光機(jī)電一體化系統(tǒng)所涉及的信號(hào)有兩類(lèi) 和 。四 綜合題1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)是什么？2論述機(jī)電一體化系統(tǒng)信息傳輸過(guò)程。3論述模擬信息數(shù)字化的基本原理。第3章 機(jī)電一體化系統(tǒng)建模與仿真一 、選擇題 1. 在機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立過(guò)程中，慣性力與質(zhì)量體運(yùn)動(dòng)的（ ）成正比，彈簧力與質(zhì)量體運(yùn)動(dòng)的（ ）成正比， 阻尼與質(zhì)量體運(yùn)動(dòng)的（ ）成正比。A.位移 B. 速度 C.

4、加速度 D. 摩擦2、電路系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型建立主要是基于如下定理（ ）。A：奈奎斯特定理 B：基爾霍夫電壓定理 C：歐姆定理 D：基爾霍夫電流定理E：終值定理3、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型建立主要是基于如下定律（ ）。A：牛頓定一運(yùn)動(dòng)定律 B：牛頓定二運(yùn)動(dòng)定律 C：牛頓定三運(yùn)動(dòng)定律 D：萬(wàn)有引力定律 4、適合應(yīng)用傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)是（ ）：A、單輸入，單輸出線性定常系統(tǒng)； B、單輸入，單輸出線性時(shí)變系統(tǒng)；C、單輸入，單輸出的定常系統(tǒng)； D、非線性系統(tǒng)。二、 填空題1通常情況下，將系統(tǒng)模型可以分為兩大類(lèi)： 和 。2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型一般按特征分類(lèi)，常見(jiàn)的有 和 ， 和 ， 和 ， 和 。3研究系統(tǒng)的

5、動(dòng)態(tài)品質(zhì)與特征時(shí)，通常有兩種數(shù)學(xué)模型描述方法： 和 。4在機(jī)電一體化系統(tǒng)建模過(guò)程中，機(jī)械系統(tǒng)主要有三個(gè)基本元件： 、 和 。5在機(jī)電一體化系統(tǒng)建模過(guò)程中，電路系統(tǒng)主要有三個(gè)基本元件： 、 和 。三、綜合題1簡(jiǎn)述為什么在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)建模和仿真分析。并說(shuō)明模型建立的兩種基本方式和他們的主要特點(diǎn)。2簡(jiǎn)述基爾霍夫電流、電壓定理3機(jī)電一體化反饋控制系統(tǒng)的主要組成部分是什么？4簡(jiǎn)述系統(tǒng)仿真的目的和意義5已知一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，求系統(tǒng)傳遞函數(shù)R(S)C(S)6、以下圖所示，汽車(chē)的正運(yùn)動(dòng)方向如圖，假定發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為u, 忽略汽車(chē)車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)慣量，假設(shè)阻礙汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的摩擦力與汽車(chē)速

6、度成正比，求：（1）：畫(huà)出汽車(chē)的巡航控制的自由體圖；（2）：寫(xiě)出其運(yùn)動(dòng)方程；（3）：寫(xiě)出其傳遞函數(shù)V(s)/U(s)；(4)：若該系統(tǒng)通過(guò)反饋控制實(shí)現(xiàn)其巡航，請(qǐng)分別說(shuō)明該控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控過(guò)程或?qū)ο?、傳感器以及控制器分別是什么，并構(gòu)畫(huà)出其系統(tǒng)控制框圖；(5)：基于其傳遞函數(shù)形式，用狀態(tài)方程描述汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)方程（設(shè)定輸出汽車(chē)的位置為x）。7：下圖串聯(lián)電路。寫(xiě)出輸出電壓與輸入電壓之間傳遞函數(shù)RLCLRUo(t)Ui(t)第4章 傳感器與接口技術(shù)一 、名詞解釋1、線性度2、傳感器分辨率3、傳感器靈敏度4、測(cè)量準(zhǔn)確度二選擇題 1衡量傳感器品質(zhì)主要參數(shù)包括：（ ）。A：靈敏度 B：分辨力 C：準(zhǔn)確度

7、D：精確度 E：重復(fù)性 F：線性度 2傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要用于( )。 A. 控制 B.檢測(cè) C. 計(jì)算 D. 編碼3傳感器的種類(lèi)按工作原理分可以分為（ ）。 A. 結(jié)構(gòu)型 B. 開(kāi)關(guān)型 C. 物型型 D. 數(shù)字型4模擬信息處理電路一般包括（ ）。 A. 放大 B. 濾波 C. 補(bǔ)償 D. D/A轉(zhuǎn)換 E. 驅(qū)動(dòng)電路5智能傳感器主要硬件結(jié)構(gòu)是指將敏感元件與（ ）相結(jié)合。 A. 放大器 B. 濾波器 C. 微處理器 D. 控制器6. 電橋是用來(lái)測(cè)量傳感器的電阻、電容或電感變化的電路，它是將這些參量的變化變換為電壓或電流信號(hào)變化的電路。全橋的電壓靈敏度比單橋提高了( )倍 A. 1 B.

8、2 C. 4 D.87. 衡量放大器放大能力的指標(biāo)是（ ）。 A. 輸入阻抗 B. 放大倍數(shù)C. 輸出阻抗 D. 通頻帶 二 填空題1傳感器的接口電路主要功能包括：對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行 、 、 、 、 及 等處理。2傳感器從結(jié)構(gòu)上一般由 、 、 三部分組成。 3 傳感器基本轉(zhuǎn)換電路主要包括： 、 、 及 、 電路。4. 放大器主要技術(shù)指標(biāo)包括： 、 、 及 三 綜合題1隔離放大器的作用和特點(diǎn)2傳感器模擬信號(hào)采樣中應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？3 機(jī)電一體化系統(tǒng)通常涉及到控制，并要求測(cè)量控制量，因?yàn)殡娦盘?hào)可以傳輸、放大且容易處理，我們通常讓傳感器輸出為一個(gè)與被測(cè)量成比例的電壓或電流信號(hào)。描述一個(gè)傳感器，輸

9、出與下列物理量成比例的電信號(hào),并列舉一個(gè)或兩個(gè)在我們實(shí)現(xiàn)生活中的應(yīng)用實(shí)例。(10分)。 （a）溫度 （b）壓力 （c）液位 （d）管道體內(nèi)的流量 （e）線位移 （f）角位移 (g)線速度 (h) 轉(zhuǎn)速 (i) 移動(dòng)加速度 (j) n力矩第5章 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、單項(xiàng)選擇題1機(jī)電一體化系統(tǒng)中，根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作這一功能的是（ ）。A機(jī)械本體B動(dòng)力部分C控制器D執(zhí)行機(jī)構(gòu) 2將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件是（ ）A旋轉(zhuǎn)變壓器B交流伺服電動(dòng)機(jī)C步進(jìn)電動(dòng)機(jī)D光電編碼盤(pán)3由電信號(hào)處理部分和液壓功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)是（ ）A交流伺服系統(tǒng)B直流伺服系統(tǒng)C電液伺服系統(tǒng)D步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)4

10、當(dāng)直流伺服電動(dòng)機(jī)外加電壓等于額定電壓，勵(lì)磁電流等于額定電流時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨控制電流變化的關(guān)系曲線稱(chēng)( D )A.直流伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 B.動(dòng)態(tài)特性C.失靈區(qū) D.直流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性5載荷是執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程的一項(xiàng)重要原始數(shù)據(jù)，在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，典型載荷是指在機(jī)構(gòu)上的（ ）。A.摩擦載荷 B.慣性載荷 C.外載荷 D.各種環(huán)境載荷三、 填空題 1.在機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)上，通常我們需要遵循 、 、 原則。 2機(jī)電一體化系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的多采用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件，在機(jī)電一體化反饋控制系統(tǒng)中，常用的電動(dòng)機(jī)有 和 兩種。四、簡(jiǎn)述題1簡(jiǎn)述直流電動(dòng)機(jī)的工作特性？2. 簡(jiǎn)述直流電動(dòng)機(jī)

11、的機(jī)械特性？3對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)中，分別說(shuō)明其傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器的作用，并列舉你所了解的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)類(lèi)型。五、 綜合題1一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓=220 V , 額定轉(zhuǎn)速 r/min , 電動(dòng)機(jī)鐵損W ，機(jī)械摩擦損耗W ，電樞回路總電阻，V，求電磁轉(zhuǎn)矩、輸入功率和效率。2一他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓=440 V，額定功率KW,額定電流，額定轉(zhuǎn)速 r/min，電樞回路總電阻，額定勵(lì)磁電流，忽略電樞反應(yīng)影響。試求：額定輸出轉(zhuǎn)矩和在額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。3、在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，液壓伺服系統(tǒng)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，并被廣泛地應(yīng)用于位置和速度的控制，試說(shuō)明在液壓伺服系統(tǒng)中，比例閥的主要作用。并根據(jù)

12、下圖所示，描述出比例閥控制時(shí)比例閥閥芯移動(dòng)位移和閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載位移之間的傳遞函數(shù)。（其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動(dòng)部分質(zhì)量為M,等效粘性阻尼常數(shù)為f）。第6章 機(jī)電一體化控制技術(shù)一、 單項(xiàng)選擇題1 在時(shí)域里描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的主要指標(biāo) ( ) A：上升時(shí)間 B： 超調(diào)量 C：穩(wěn)定時(shí)間 D：穩(wěn)態(tài)誤差 E：調(diào)節(jié)時(shí)間 F：系統(tǒng)帶寬 2 在數(shù)字控制中，保持器的主要作用是（ ）： A：提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性 B改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能 C：采樣電壓值保持一個(gè)采樣周期； D：消除系統(tǒng)干擾E：提高抗干擾能力 3 在數(shù)字控制系統(tǒng)中，控制器前向通路上一般需要對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行（ ）處理；A：A/D采樣 B：采樣保持 C：量化處理D：D/A轉(zhuǎn)換

13、E：信號(hào)同一化處理4. 在設(shè)計(jì)數(shù)字控制器的過(guò)程中，我們需要通過(guò)采樣定理來(lái)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、105. 在數(shù)字控制中，被控對(duì)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 6，采用負(fù)反饋形式連接后（ ）： A. 一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定； B. 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高；C. 需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能；D. 一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除。. 提高系統(tǒng)抗干擾能力7，描述控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要包括（ ）A：對(duì)常

14、值或“偏離”擾動(dòng)信號(hào)所允許的穩(wěn)態(tài)誤差B：對(duì)多項(xiàng)式參考輸入信號(hào)，如躍階信號(hào)和斜坡信號(hào)，所允許的穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差。C：系統(tǒng)多模型參數(shù)變化的靈敏度D：控制系統(tǒng)階數(shù)E：系統(tǒng)在躍階參考輸入或擾動(dòng)輸入時(shí)的動(dòng)態(tài)特性，如上升時(shí)間，超調(diào)量等8，在下列那種情況下,控制系統(tǒng)不穩(wěn)定（ ）。A：極點(diǎn)位于S平面的右邊 B：極點(diǎn)位于S平面的左邊 C：極點(diǎn)位于S平面的原點(diǎn) D：極點(diǎn)位于S平面的虛軸上二、填空題1. 控制系統(tǒng)從組成通路上分，可以分為 和 控制。2 模糊控制系統(tǒng)從原理上講，主要由： 和 和 三部分組成。3、在機(jī)電一體化系統(tǒng)數(shù)字PID控制器設(shè)計(jì)中，需要確定的控制器主要參數(shù)是 、 、 和 。4. 控制系統(tǒng)性能指標(biāo)主要包括： 、 和 和 四項(xiàng)。三、 綜合題1在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們常用到PID控制器，試說(shuō)明PID控制器中P, I ,D的主要作用和特點(diǎn)。2簡(jiǎn)述AD、DA接口的功能, 并說(shuō)明保持器應(yīng)用的目的。3在實(shí)際設(shè)計(jì)數(shù)字控制器時(shí)，采用周期的確定要考慮那些因素？4. 說(shuō)明智能系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)能的主要區(qū)別？5從理論上講，因數(shù)字控制器涉及到對(duì)信號(hào)（控制信號(hào)、反饋信號(hào)）的采樣而會(huì)導(dǎo)致信息丟失，但為什么在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)字控制方法的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，同時(shí)說(shuō)明奈奎斯特-香農(nóng)采樣