《機(jī)電一體化技術(shù)》十套考試簡(jiǎn)答題目

1、機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (一)五、問答題 （每小題10分，共30分)1. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類型?2. 什么是步進(jìn)電機(jī)的使用特性?3. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面?六、分析計(jì)算題 (每小題10分，共20分)1. 三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?2. 采用PLC設(shè)計(jì)二個(gè)電磁閥A、B工作的系統(tǒng)1) 按鈕x1為A電磁閥打開，按鈕x2為A電磁閥關(guān)閉 (輸出y1);2) 按鈕x3為B電磁閥打開，按鈕x4為B電磁閥關(guān)閉 (輸出y2);3) 只有B電磁閥在工作中，A電磁閥才能工作。要求：畫出

2、梯形圖，寫出助記符指令程序。機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (一)五、問答題 （每小題10分，共30分)1. 單電源驅(qū)動(dòng)電路 雙電源驅(qū)動(dòng)電路 斬波限流驅(qū)動(dòng)電路2. 步距誤差 步距誤差直接影響執(zhí)行部件的定位精度。最大靜轉(zhuǎn)矩 是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在某相始終通電而處于靜止不動(dòng)狀態(tài)時(shí)，所能承受的最大外加轉(zhuǎn)矩，亦即所能輸出的最大電磁轉(zhuǎn)矩，它反映了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能力和低速步進(jìn)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載能力。啟動(dòng)矩一頻特性 空載時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止突然啟動(dòng)，并不失步地進(jìn)入穩(wěn)速運(yùn)行所允許的最高頻率稱為最高啟動(dòng)頻率。啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩有關(guān)。運(yùn)行矩頻特性 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)所能接受的最高頻率稱為最高工作頻率，它與步距角一起決定執(zhí)行部件的最大運(yùn)

3、行速度。最大相電壓和最大相電流 分別是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每相繞組所允許施加的最大電源電壓和流過的最大電流。3. 應(yīng)包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益。六、分析計(jì)算題 (每小題10分，共20分)1. 20KHz 3.6º2. (1) 梯形圖：（）助記符指令程序：STR           X1OR            Y1AND  NOT  &#

4、160;   X2OUT           Y1STR           X3OR            Y2AND NOT       X4AND     

5、;      Y1OUT           Y2機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (二)五、問答題 （每小題10分，共30分)1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如何用軟件進(jìn)行干擾的防護(hù)。2、滾珠絲杠副的軸向間隙對(duì)系統(tǒng)有何影響？如何處理？3、機(jī)電一體化系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)接口電路通常使用光電藕合器，光電藕合器的作用有哪些？六、綜合應(yīng)用題 (每小題10分，共20分)1.編寫程序：?jiǎn)纹瑱C(jī)讀P1.0的狀態(tài),把這個(gè)狀態(tài)傳到P1.7指示燈去，當(dāng)P1.0為高電平時(shí)指示燈亮,低電平時(shí)指示燈不

6、亮,采用中斷完成這一輸入輸出過程，每中斷一次完成一個(gè)讀寫過程。 2. 光柵傳感器，刻線數(shù)為100線/mm，設(shè)細(xì)分時(shí)測(cè)得莫爾條紋數(shù)為400，試計(jì)算光柵位移是多少毫米？若經(jīng)四倍細(xì)分后，記數(shù)脈沖仍為400，則光柵此時(shí)的位移是多少？測(cè)量分辨率是多少？機(jī)電一體化技術(shù)試卷(二) 答案五、問答題 （每小題10分，共30分)1、軟件濾波用軟件來識(shí)別有用信號(hào)和干擾信號(hào)，并濾除干擾信號(hào)的方法，稱為軟件濾波軟件“陷井”軟件“看門狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或軟件）的辦法要求使用監(jiān)控定時(shí)器定時(shí)檢查某段程序或接口，當(dāng)超過一定時(shí)間系統(tǒng)沒有檢查這段程序或接口時(shí)，可以認(rèn)定系統(tǒng)運(yùn)行出錯(cuò)（干擾發(fā)生），可通過軟件進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)

7、位或按事先預(yù)定方式運(yùn)行 。2、如果滾珠螺旋副中有軸向間隙或在載荷作用下滾珠與滾道接觸處有彈性變形，則當(dāng)螺桿反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生空回誤差。為了消除空回誤差，在螺桿上裝配兩個(gè)螺母1和2，調(diào)整兩個(gè)螺母的軸向位置，使兩個(gè)螺母中的滾珠在承受載荷之前就以一定的壓力分別壓向螺桿螺紋滾道相反的側(cè)面，使其產(chǎn)生一定的變形，從而消除了軸向間隙，也提高了軸向剛度。常用的調(diào)整預(yù)緊方法有下列三種。墊片調(diào)隙式 螺紋調(diào)隙式 齒差調(diào)隙式3、（1）能保護(hù)系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對(duì)低壓信號(hào)系統(tǒng)的損壞。（2）泄漏電流低，對(duì)于測(cè)量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路。（3）共模抑制比高，能對(duì)直流和低頻信號(hào)(電壓或電流)進(jìn)行準(zhǔn)

8、確、安全的測(cè)量。利用光電耦合方式實(shí)現(xiàn)載波調(diào)制，可獲得10kHz帶寬，但其隔離性能不如變壓器耦合。六、綜合應(yīng)用題 (每小題10分，共20分)1.2. 光柵此時(shí)的位移細(xì)分前4mm, 細(xì)分后 1mm測(cè)量分辨率:細(xì)分前0.01 mm/線 細(xì)分后:0.025機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (三)四 解答題 (每小題5分，共40分)1一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含哪些幾個(gè)基本要素？2斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中消除齒側(cè)隙的常用方法？3、簡(jiǎn)述直流伺服電動(dòng)機(jī)兩種主要控制方式的工作原理。4. 在微機(jī)控制系統(tǒng)中，主機(jī)和外圍設(shè)備間所交換的信息通常分為哪三類？5數(shù)據(jù)信息可分為哪幾種？6DAC0832有哪三種輸入工作方式？有哪二種輸出工作方

9、式？7.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)通過絲杠螺母帶動(dòng)執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng):已知：步距角，脈沖數(shù) N ，頻率 f ，絲杠導(dǎo)程 p ，試求執(zhí)行部件:位移量 L= ? 移動(dòng)速度 V=?8.有一變化量為0 16V的模擬信號(hào)，采用4位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，輸入到微機(jī)控制系統(tǒng)中，試求其量化單位q？，量化誤差最大值emax？機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (三)四解答題(每小題5分，共40分)1、機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測(cè)試部分、控制及信息處理部分2.1）墊片調(diào)整法 2）軸向壓簧調(diào)整法3、一種是電樞電壓控制，即在定子磁場(chǎng)不變的情況下，通過控制施加在電繞組兩頭端的電壓信號(hào)來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是

10、勵(lì)磁磁場(chǎng)控制即通過改變勵(lì)磁電流的大小來改變定子磁場(chǎng)的強(qiáng)度，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。4、數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息5、（1）數(shù)字量（2）模擬量（3）開關(guān)量（4）脈沖量6、（1）直通方式 （2）單緩沖方式 （3）雙緩沖方式（1）單極性輸出 （2）雙極性輸出7、 L =(p/360°)N ； V =(p/360°)f8、量化單位q1V， 量化誤差最大值emax±0.5V。機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (四)三、簡(jiǎn)答題 （每小題5分，共20分）1. FMC的基本控制功能。2. PWM脈寬調(diào)速原理。3. 簡(jiǎn)述直流伺服電機(jī)兩種控制的基本原理。4. 控制系統(tǒng)接地通的目的。四、分

11、析題 （每小題20分，共40分)1. 半橋逆變電路的工作原理。2. 分析下圖中傳動(dòng)大負(fù)載時(shí)消除齒側(cè)齒側(cè)間隙的原理1、6小齒輪 2、5大齒輪 3齒輪 4預(yù)載裝置 7齒條機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (四)答案三、簡(jiǎn)答題 （每小題5分，共20分）1. （1）單元中各加工設(shè)備的任務(wù)管理與調(diào)度，其中包括制定單元作業(yè)計(jì)劃、計(jì)劃的管理與調(diào)度、設(shè)備和單元運(yùn)行狀態(tài)的登錄與上報(bào)。（2）單元內(nèi)物流設(shè)備的管理與調(diào)度，這些設(shè)備包括傳送帶、有軌或無軌物料運(yùn)輸車、機(jī)器人、托盤系統(tǒng)、工件裝卸站等。（3）刀具系統(tǒng)的管理，包括向車間控制器和刀具預(yù)調(diào)儀提出刀具請(qǐng)求、將刀具分發(fā)至需要它的機(jī)床等。2.圖中的開關(guān)S周期性地開關(guān)，在一個(gè)周期T內(nèi)閉

12、合的時(shí)間為，則一個(gè)外加的固定直流電壓U被按一定的頻率開閉的開關(guān)S加到電動(dòng)機(jī)的電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號(hào)，其高度為U、寬度為，如右圖所示。電樞兩端的平均電壓為：式中 =/T=Ud/U，(0<<1) 為導(dǎo)通率（或稱占空比）。當(dāng)T不變時(shí)，只要改變導(dǎo)通時(shí)間，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。當(dāng)從0T改變時(shí)，Ud由零連續(xù)增大到U。3. 直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式主要有兩種：一種是電樞電壓控制，即在定子磁場(chǎng)不變的情況下，通過控制施加在電樞繞組兩端的電壓信號(hào)來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵(lì)磁磁場(chǎng)控制，即通過改變勵(lì)磁電流的大小來改變定子磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。

13、采用電樞電壓控制方式時(shí)，由于定子磁場(chǎng)保持不變，其電樞電流可以達(dá)到額定值，相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩也可以達(dá)到額定值，因而這種方式又被稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。而采用勵(lì)磁磁場(chǎng)控制方式時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行條件下磁場(chǎng)已接近飽和，因而只能通過減弱磁場(chǎng)的方法來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于電樞電流不允許超過額定值，因而隨著磁場(chǎng)的減弱，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，但輸出轉(zhuǎn)矩下降，輸出功率保持不變，所以這種方式又被稱為恒功率調(diào)速方式。4. 控制系統(tǒng)接地通的目的。將電路、設(shè)備機(jī)殼等與作為零電位的一個(gè)公共參考點(diǎn)（大地）實(shí)現(xiàn)低阻抗的連接，稱之謂接地。接地的目的有兩個(gè)：一是為了安全，例如把電子設(shè)備的機(jī)殼、機(jī)座等與大地相接，當(dāng)設(shè)備中存在漏電時(shí)，不致影

14、響人身安全，稱為安全接地；二是為了給系統(tǒng)提供一個(gè)基準(zhǔn)電位，例如脈沖數(shù)字電路的零電位點(diǎn)等，或?yàn)榱艘种聘蓴_，如屏蔽接地等。稱為工作接地。工作接地包括一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種方式。四、分析題 （每小題20分，共40分)1. 半橋逆變電路原理如左圖所示，它有兩個(gè)導(dǎo)電臂，每個(gè)導(dǎo)電臂由一個(gè)可控元件和一個(gè)反并聯(lián)二極管組成。在直流側(cè)接有兩個(gè)相互串聯(lián)的足夠大的電容，使得兩個(gè)電容的聯(lián)結(jié)點(diǎn)為直流電源的中點(diǎn)。設(shè)電力晶體管Vl和V2 基極信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)各有半周正偏和反偏，且二者互補(bǔ)。當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)，其工作波形如右圖所示。輸出電壓波形u0 為矩形波，其幅值為Um =Ud /2輸出電流i0 波形隨負(fù)載阻抗角而異。設(shè)t2 時(shí)

15、刻以前V1 導(dǎo)通。t2 時(shí)刻給V1關(guān)斷信號(hào)，給V2 導(dǎo)通信號(hào)，但感性負(fù)載中的電流i0 不能立刻改變方向，于是VD2 導(dǎo)通續(xù)流。當(dāng)t3時(shí)刻i0 降至零時(shí)VD2 截止，V2 導(dǎo)通，i0 開始反向。同樣，在t4 時(shí)刻給V2 關(guān)斷信號(hào)，給V1 導(dǎo)通信號(hào)后，V2 關(guān)斷，VD1 先導(dǎo)通續(xù)流，t5 時(shí)刻V1 才導(dǎo)通。當(dāng)V1 或 V2 導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電流和電壓同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；而當(dāng)VD1 或 VD2導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電流和電壓反方向，負(fù)載中電感的能量向直流側(cè)反饋，既負(fù)載將其吸收的無功能量反饋回直流側(cè)。反饋回的能量暫時(shí)儲(chǔ)存在直流側(cè)電容中，直流側(cè)電容起到緩沖這種無功能量的作用。二極管VD1 、VD2是負(fù)載向直

16、流側(cè)反饋能量的通道，同時(shí)起到使負(fù)載電流連續(xù)的作用，VD1 、VD2被稱為反饋二極管或續(xù)流二極管。2. 分析下圖中傳動(dòng)大負(fù)載時(shí)消除齒側(cè)齒側(cè)間隙的原理當(dāng)傳動(dòng)負(fù)載大時(shí)，可采用雙齒輪調(diào)整法。如圖所示，小齒輪1、6分別與齒條7嚙合，與小齒輪1、6同軸的大齒輪2、5分別與齒輪3嚙合，通過預(yù)載裝置4向齒輪3上預(yù)加負(fù)載，使大齒輪2、5同時(shí)向兩個(gè)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小齒輪l、6轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒便分別緊貼在齒條7上齒槽的左、右側(cè)，消除了齒側(cè)間隙。機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (五)四解答題 (每小題8分，共40分)1簡(jiǎn)述一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成要素。2直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中消除齒側(cè)隙的常用方法？3簡(jiǎn)述機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械

17、系統(tǒng)的基本要求及機(jī)械系統(tǒng)的組成。4. 簡(jiǎn)述在微機(jī)控制系統(tǒng)中I/O控制方式及I/O接口的編址方式。5簡(jiǎn)述伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。6DAC0832有哪三種輸入工作方式？有哪二種輸出工作方式？7. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)通過絲杠螺母帶動(dòng)執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng):已知：步距角，脈沖數(shù) N ，頻率 f ，絲杠導(dǎo)程 p ，試求執(zhí)行部件:位移量 L= ?移動(dòng)速度 V=?8. 測(cè)量某加熱爐溫度范圍為1001124，線性溫度變送器輸出05V，用ADC0809轉(zhuǎn)換器輸入到微機(jī)控制系統(tǒng)中，試求測(cè)量該溫度環(huán)境的分辨率和精度。機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (五)四解答題 (每小題8分，共40分)1 1）機(jī)械本體2）動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)；3）傳感測(cè)試

18、部分；4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)5）控制及信息處理單元21）、偏心軸套調(diào)整法 2）、雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法3 對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的基本要求：高精度；快速響應(yīng)；良好的穩(wěn)定性。機(jī)械系統(tǒng)的組成：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4. 程序控制方式、中斷控制方式、直接存儲(chǔ)器存取方式。獨(dú)立編址；與儲(chǔ)存器統(tǒng)一編址。5 1) 比較環(huán)節(jié)；2) 控制器；3) 執(zhí)行環(huán)節(jié)；4) 被控對(duì)象；5) 檢測(cè)環(huán)節(jié)。6輸入工作方式：（1）直通方式 （2）單緩沖方式（3）雙緩沖方式輸出工作方式：（1）單極性輸出 （2）雙極性輸出7. L =(p/360°)N ； V =(p/360°)f8. 4 ; +2。機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (六)三、

19、簡(jiǎn)答題 (每小題6分，共30分)1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面?2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類型?其中哪種電路適于永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)?3、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和參考脈沖伺服系統(tǒng)的輸入信號(hào)是什么?輸出軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、位置各自與哪些因素有關(guān)?4、什么是PLC的掃描工作制?5、PWM的工作原理?四、計(jì)算題 (每小題10分，共20分)1.三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子80個(gè)齒。(1)要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?(2)要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?2. 三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電源頻率50Hz，空載轉(zhuǎn)速為1450r/

20、min。(1)該電動(dòng)機(jī)為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少?(2)堵轉(zhuǎn)時(shí)定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率各為多少?(3)空載時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率各為五、分析擴(kuò)展的EPROM2764的地址范圍及工作原理 (20分)機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (六)答案三、簡(jiǎn)答題 (每小題6分，共30分)1、系統(tǒng)功能 性能指標(biāo) 使用條件 經(jīng)濟(jì)效益2、單極驅(qū)動(dòng) 雙極驅(qū)動(dòng) 高低電壓驅(qū)動(dòng) 斬波電路驅(qū)動(dòng) 細(xì)分電路3、參考脈沖序列 轉(zhuǎn)速與參考脈沖頻率成正比輸出軸轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)向電平?jīng)Q定位置由位置電平?jīng)Q定4、即檢測(cè)輸入變量求解當(dāng)前控制邏輯以及修正輸出指令,重復(fù)進(jìn)行。5、斬波器調(diào)壓的基本原理是通過晶閘管或自關(guān)斷器件的控制，將直流電壓斷續(xù)加到負(fù)載（電機(jī)）上，

21、利用調(diào)節(jié)通、斷的時(shí)間變化來改變負(fù)載電壓平均值。斬波器調(diào)壓控制直流伺服電機(jī)速度的方法又稱為脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation）直流調(diào)速。四、計(jì)算題 (每小題10分，共20分)1) K=2; M=3, Z=80; =360/2*3*80=0.75ºf=480Hz2) K=1; M=3, Z=80; =360/1*3*80=1.5ºf=400Hz2. 三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電源頻率50Hz，空載轉(zhuǎn)速為1450r/min。(1) 4極，空載轉(zhuǎn)差率n=(1500-1450)/1500=3.3%(2) 50Hz(3) 50Hz 16.5 Hz五、0000H1FFFH由

22、于EA接地故PC指針由外部0000H開始執(zhí)行,74LS373為地址鎖存器用于鎖存來自P0口的EPROM的地址的低8位,P2口提供EPROM的地址的高5位.P0口分時(shí)用作數(shù)據(jù)傳輸口。機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (七)三、問答題（每題10分,共 40分）1分析、說明如圖所示計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中信號(hào)變換與傳輸?shù)倪^程、原理。2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類型?3、用軟件進(jìn)行“線性化”處理時(shí)，采用計(jì)算法的原理是怎樣的？4、模擬式四、分析擴(kuò)展的RAM6264的地址范圍和和工作原理。（20分傳感器信號(hào)處理過程包括哪些環(huán)節(jié)？）機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (七)答案三、問答題（每題10分,共 40分）1采樣過程是用采樣開關(guān)（

23、或采樣單元）將模擬信號(hào)按一定時(shí)間間隔抽樣成離散模擬信號(hào)的過程。因采樣后得到的離散模擬信號(hào)本質(zhì)上還是模擬信號(hào)，未數(shù)量化，不能直接送入計(jì)算機(jī)，故還需經(jīng)數(shù)量化，變成數(shù)字信號(hào)才能被計(jì)算機(jī)接受和處理。量化過程（簡(jiǎn)稱量化）就是用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來逼近離散模擬信號(hào)的幅值，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由于計(jì)算機(jī)的數(shù)值信號(hào)是有限的，因此用數(shù)碼來逼近模擬信號(hào)是近似的處理方法。信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)后經(jīng)其處理經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出。D/A轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的裝置。模擬量輸出主要由D/A轉(zhuǎn)換器和輸出保持器組成。它們的任務(wù)是把微機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。多路模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式，主要取決于輸出保持器的結(jié)構(gòu)形式。保持器

24、一般有數(shù)字保持方案和模擬保持方案兩種。這就決定了模擬量輸出通道的兩種基本結(jié)構(gòu)形式。2、單極驅(qū)動(dòng) 雙極驅(qū)動(dòng) 高低電壓驅(qū)動(dòng) 斬波電路驅(qū)動(dòng) 細(xì)分電路3、當(dāng)輸出電信號(hào)與傳感器的參數(shù)之間有確定的數(shù)字表達(dá)式時(shí)，就可采用計(jì)算法進(jìn)行非線性補(bǔ)償。即在軟件中編制一段完成數(shù)字表達(dá)式計(jì)算的程序，被測(cè)參數(shù)經(jīng)過采樣、濾波和標(biāo)度變換后直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后的數(shù)值即為經(jīng)過線性化處理的輸出參數(shù)。在實(shí)際工程上，被測(cè)參數(shù)和輸出電壓常常是一組測(cè)定的數(shù)據(jù)。這時(shí)如仍想采用計(jì)算法進(jìn)行線性化處理，則可應(yīng)用數(shù)字上曲線擬合的方法對(duì)被測(cè)參數(shù)和輸出電壓進(jìn)行擬合，得出誤差最小的近似表達(dá)式。4、模擬式傳感器信號(hào)處理過程包括:將非電物理量轉(zhuǎn)換

25、成電量，并經(jīng)放大、濾波等一系列處理后，需經(jīng)模/數(shù)變換將模擬量變成數(shù)字量，才能送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程包括信號(hào)的采樣/保持、多路轉(zhuǎn)換（多傳感器輸入時(shí)）、A/D處理等過程。四、分析擴(kuò)展的RAM6264的地址范圍和和工作原理。（20分）RAM6264的地址范圍為0000H1FFFHP0口與6264的I/O數(shù)據(jù)線相連，另一方面經(jīng)74LS373與6264的低8位地址線連；P2.0P2.4與6264的高5相連；6264的寫使端與單片機(jī)的WR相連；輸出使能端與單片機(jī)的RD相連；CS片選信號(hào)端直接接地。采用MOVX DPTR 來訪問此RAM機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (八)三、分析下圖斬波限流電路的工作原理 (

26、30分)四、分析擴(kuò)展的ROM27256的工作地址范圍和工作原理 (30分)機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (八)答案三、分析下圖斬波限流電路的工作原理 (30分)當(dāng)環(huán)形分配器的脈沖輸入高電平（要求該相繞組通電）加載到光電耦合器OT的輸入端時(shí)，晶體管VT1導(dǎo)通，并使VT2和VT3也導(dǎo)通。在VT2導(dǎo)通瞬間，脈沖變壓器TI在其二次線圈中感應(yīng)出一個(gè)正脈沖，使大功率晶體管VT4導(dǎo)通。同時(shí)由于VT3的導(dǎo)通，大功率晶體管VT5也導(dǎo)通。于是繞組W中有電流流過，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。由于W是感性負(fù)載，其中電流在導(dǎo)通后逐漸增加，當(dāng)其增加到一定值時(shí)，在檢測(cè)電阻R10上產(chǎn)生的壓降將超過由分壓電阻R7和電阻R8所設(shè)定的電壓值Vref，使

27、比較器OP翻轉(zhuǎn)，輸出低電平使VT2截止。在VT2截止瞬時(shí)，又通過TI將一個(gè)負(fù)脈沖交連到二次線圈，使VT4截止。于是電源通路被切斷，W中儲(chǔ)存的能量通過VT5、R10及二極管VD7釋放，電流逐漸減小。當(dāng)電流減小到一定值后，在R10上的壓降又低于Vref，使OP輸出高電平，VT2、VT4及W重新導(dǎo)通。在控制脈沖持續(xù)期間，上述過程不斷重復(fù)。當(dāng)輸入低電平時(shí)，VTlVT5等相繼截止，W中的能量則通過VD6、電源、地和VD7釋放。該電路限流值可達(dá)6A左右，改變電阻R10或R8的值，可改變限流值的大小。波形圖如下四、分析擴(kuò)展的ROM27256的工作地址范圍和工作原理 (30分)ROM27256的地址范圍為00

28、00H7FFFHP0口與27256的I/O數(shù)據(jù)線相連，另一方面經(jīng)8282與27256的低8位地址線連；用于擴(kuò)展32KB的片外ROM；P2.0P2.6與27256的7相連；6264的寫使端與單片機(jī)的WR相連；輸出使能端OE與單片機(jī)的PSEN相連；CE片選信號(hào)端與P2.7相連。采用MOVC A+PC或MOVC A+DPTR來訪問此ROM。機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (九)三、簡(jiǎn)答題 (每小題10分，共30分)1什么叫傳感器？傳感器的功用是什么？它是由哪幾部分組成的？各部分的作用及相互關(guān)系如何？2. 試簡(jiǎn)述采樣/保持器原理。3. 工業(yè)控制用的計(jì)算機(jī)主要有哪幾種類型，它們分別適用于哪些場(chǎng)合？四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題 (

29、每小題10分，共20分)1. 刻線為1024的增量式角編碼器安裝在機(jī)床的絲杠轉(zhuǎn)軸上，已知絲杠的螺距為2mm，編碼器在10秒內(nèi)輸出307200個(gè)脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速分別是多少？2. 有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進(jìn)電機(jī)定子勵(lì)磁繞組，測(cè)得步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r/min，已知轉(zhuǎn)子有24個(gè)齒，求：1）步進(jìn)電機(jī)的步距角；2）脈沖電源的頻率。五、綜合應(yīng)用題 (每小題15分，共30分)1. 三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?2. 根據(jù)下面的電路圖,編寫利用該接口電路一次完成A/

30、D轉(zhuǎn)換,并把轉(zhuǎn)換的結(jié)果的高8位放入R2中,低8位放入R3中的程序段。機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (九) 答案三、簡(jiǎn)答題 (每小題10分，共30分)1. 傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量 的測(cè)量裝置。傳感器的功用是：一感二傳。組成：傳感器一般是由敏感元件、傳感元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件：直接可以感受被測(cè)量的變化，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是轉(zhuǎn)換元件的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量?；巨D(zhuǎn)換電路：上述的電路參量進(jìn)入基本轉(zhuǎn)換電路中，就可以轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器只完成被測(cè)參數(shù)到電量的基本轉(zhuǎn)換。2. 采樣/保持由存儲(chǔ)電容C，

31、模擬開關(guān)S等組成，如圖所示。當(dāng)S接通時(shí)，輸出信號(hào)跟蹤輸入信號(hào)，稱采樣階段。當(dāng)S斷開時(shí)，電容C二端一直保持?jǐn)嚅_的電壓，稱保持階段。由此構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單采樣/保持器。實(shí)際上為使采樣/保持器具有足夠的精度，一般在輸入級(jí)和輸出級(jí)均采用緩沖器，以減少信號(hào)源的輸出阻抗，增加負(fù)載的輸入阻抗。在電容選擇時(shí)，使其大小適宜，以保證其時(shí)間常數(shù)適中，并選用漏泄小的電容。3. 工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)主要有單片微型計(jì)算機(jī)、可編程序控制器（PLC）、總線工控機(jī)等類型。根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的大小和控制參數(shù)的復(fù)雜程度，選用不同的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)或可編程控制器主要用于，控制量為開關(guān)量和少量數(shù)據(jù)信息的模擬量的小系統(tǒng)。對(duì)于數(shù)據(jù)處理量大的系統(tǒng)，

32、則往往采用基于各類總線結(jié)構(gòu)的工控機(jī)，如STD總線工控機(jī)、IBM-PC總線工控機(jī)、Multibus工控機(jī)等。對(duì)于多層次、復(fù)雜的機(jī)電一體化系統(tǒng)，則要采用分級(jí)分步式控制系統(tǒng)，在這種控制系統(tǒng)中，根據(jù)各級(jí)及控制對(duì)象的特點(diǎn)，可分別采用單片機(jī)、可編程控制器、總線工控機(jī)和微型機(jī)來分別完成不同的功能。四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題 (每小題10分，共20分)1. 10s內(nèi)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)：307200÷1024=300（轉(zhuǎn)）位移量（螺距 T=2mm）300×2=600 (mm)轉(zhuǎn)速： 300÷10=30（轉(zhuǎn)/秒）2. 1) K=2; M=5, Z=24; =360/2*5*24=1.5º2

33、) f=400Hz五、綜合應(yīng)用題 (每小題15分，共30分)1. K=1; M=3, Z=100; =360/1*3*100=1.2ºf=600Hz2 MAIN： MOV R0，#7CH ；選擇AD574，并令A(yù)0=0MOVX R0，A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，全12位LOOP： NOPJB P3.2，LOOP ；查詢轉(zhuǎn)換是否結(jié)束MOVX A，R0 ；讀取高8位MOV R2，A ；存人R2中MOV R0，#7DH ；令A(yù)0=1MOVX A，R0 ；讀取低4位，尾隨4個(gè)0MOV R3，A ；存入R3中 機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (十)三、簡(jiǎn)答題 (每小題5分，共30分)1. 試簡(jiǎn)述光電式轉(zhuǎn)速傳感器

34、的測(cè)量原理。2. 試述可編程控制器的工作原理。3. 在模擬輸入通道中，采樣/保持器有什么作用？是否模擬輸入通道中必須采用采樣/保持器？為什么？4. 柔性制造系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有哪些？5 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是什么電機(jī)？它的驅(qū)動(dòng)電路的功能是什么?6. 伺服控制系統(tǒng)一般包括哪幾個(gè)部分？每部分能實(shí)現(xiàn)何種功能？四、計(jì)算題 (每小題10分，共20分)1. 某光柵傳感器，刻線數(shù)為100線/mm，設(shè)細(xì)分時(shí)測(cè)得莫爾條紋數(shù)為400，試計(jì)算光柵位移是多少毫米？若經(jīng)四倍細(xì)分后，記數(shù)脈沖仍為400，則光柵此時(shí)的位移是多少？測(cè)量分辨率是多少？2. 若12位A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓是 ± 2 .5V，試求出其采樣量化單位q 。

35、若輸入信號(hào)為1V，問轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)值是多少。五、綜合應(yīng)用題 (每小題15分，共30分)1.分析下圖調(diào)整齒側(cè)間隙的原理1、4錐齒輪 2、3鍵5壓簧 6螺母 7軸2、周向彈簧調(diào)整法2. 分析下圖差動(dòng)螺旋傳動(dòng)原理設(shè)螺桿3左、右兩段螺紋的旋向相同，且導(dǎo)程分別為Ph1和Ph2。2為可動(dòng)螺母機(jī)電一體化技術(shù)試卷 (十) 答案三、簡(jiǎn)答題 (每小題5分，共30分)1. 光電式轉(zhuǎn)速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測(cè)軸(或與被測(cè)軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成。光源發(fā)生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。當(dāng)縫隙圓盤隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)N，則可測(cè)出轉(zhuǎn)速為 式中 Z圓盤上的縫隙數(shù)；n轉(zhuǎn)速(rmin)；t測(cè)量時(shí)間(s)。2. 可編程控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）和停止（STOP）狀態(tài)。不管是在哪種狀態(tài)，PLC都是反復(fù)不斷地重復(fù)進(jìn)行，直至PLC停機(jī)。在每次循環(huán)中，若處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)，可編程控制器完成5個(gè)階斷，如圖所示。若處于停止（STOP）狀態(tài)，PLC也要循環(huán)進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)。3. 由于任何一種A/D轉(zhuǎn)換