機電一體化系統(tǒng)設計試題及答案

/一、名詞說明(每小題2分，共10分)

1.測量2.靈敏度3.壓電效應4.動態(tài)誤差5.傳感器二、填空題（每小題2分，共20分)1.滾珠絲桿中滾珠的循環(huán)方式：_內旋換和外循環(huán)2.機電一體化系統(tǒng)，設計指標和評價標準應包括__________，__________，__________，__________。3.依次限制系統(tǒng)是依據預先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，依次限制器通常用________。4.某光柵的條紋密度是50條/mm，光柵條紋間的夾角θ=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是_______________________。5.連續(xù)路徑限制類中為了限制工具沿隨意直線或曲線運動，必需同時限制每一個軸的______________________，使它們同步協(xié)調到達目標點。6.某4極溝通感應電機，電源頻率為50Hz，轉速為1470r/min，則轉差率為_____________。7.齒輪傳動的總等效慣量和傳動級數(shù)__________________________________________。8.累計式定時器工作時有_____________________________________________________。9.復合限制器必定具有__________________________________。10.鉆孔、點焊通常選用_______________________________________類型。三、選擇題（每小題2分，共10分）1.一般說來，假如增大幅值穿越頻率ωc的數(shù)值，則動態(tài)性能指標中的調整時間ts()A.產大B.減小C.不變D.不定2.加速度傳感器的基本力學模型是()A.阻尼—質量系統(tǒng)B.彈簧—質量系統(tǒng)C.彈簧—阻尼系統(tǒng)D.彈簧系統(tǒng)3.齒輪傳動的總等效慣量和傳動級數(shù)()A.有關B.無關C.在確定級數(shù)內有關D.在確定級數(shù)內無關4.依次限制系統(tǒng)是依據預先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，依次限制器通常用()A.單片機B.2051C.PLCD.DSP5、伺服限制系統(tǒng)一般包括限制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)和檢測環(huán)節(jié)等個五部分。A換向結構B轉換電路C存儲電路D檢測環(huán)節(jié)四、推斷題（每小題2分，共10分)1、伺服限制系統(tǒng)的比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號和系統(tǒng)的反饋信號進行比較，以獲得輸出和輸入間的偏差信號。（）2、電氣式執(zhí)行元件能將電能轉化成機械力，并用機械力驅動執(zhí)行機構運動。如溝通電機、直流電機、力矩電機、步進電機等。（）3、對直流伺服電動機來說，其機械特性越硬越好。（）4、步進電機的步距角確定了系統(tǒng)的最小位移，步距角越小，位移的限制精度越低。（）5、伺服電機的驅動電路就是將限制信號轉換為功率信號，為電機供應電能的限制裝置，也稱其為變流器，它包括電壓、電流、頻率、波形和相數(shù)的變換。（）五、問答題（每小題10分，共30分)1.步進電動機常用的驅動電路有哪幾種類型?2.什么是步進電機的運用特性?3.機電一體化系統(tǒng)設計指標大體上應包括哪些方面?一、名詞說明(每小題2分，共10分)1.是人們借助于特地的設備，通過確定的方法對被測對象收集信息，取得數(shù)據概念的過程。2.指在穩(wěn)態(tài)下，輸出的變更量ΔY和輸入的變更量ΔX的比值。即為傳感器靈敏度。S=dy/dx=ΔY/ΔX3.某些電介質，當沿著確定的方向對它施加力而使它產生變形時，內部就會產生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上將產生符號相反的電荷。當外力去掉后，它又重新復原到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應。4.動態(tài)誤差在被測量隨時間變更過程中進行測量時所產生的附加誤差稱為動態(tài)誤差。5.傳感器是一種以確定的精確度把被測量轉換為和之有確定對應關系的，便于應用的某種物理量的測量裝置。二、填空題（每小題2分，共20分)1.內循環(huán)外循環(huán)2.性能指標系統(tǒng)功能運用條件經濟效益3.PLC4.20mm5.位置和速度6.0.027.增加而減小8.29.前饋限制器10.簡潔的直線運動限制三、選擇題（每小題2分，共10分）1.B.2.A3.C.4.C5、D四、推斷題（每小題2分，共10分)1、√2、×3、√4、×5、√五、問答題（每小題10分，共30分)1.單電源驅動電路雙電源驅動電路斬波限流驅動電路2.步距誤差步距誤差干脆影響執(zhí)行部件的定位精度。最大靜轉矩是指步進電動機在某相始終通電而處于靜止不動狀態(tài)時，所能承受的最大外加轉矩，亦即所能輸出的最大電磁轉矩，它反映了步進電動機的制動實力和低速步進運行時的負載實力。啟動矩一頻特性空載時步進電動機由靜止突然啟動，并不失步地進入穩(wěn)速運行所允許的最高頻率稱為最高啟動頻率。啟動頻率和負載轉矩有關。運行矩頻特性步進電動機連續(xù)運行時所能接受的最高頻率稱為最高工作頻率，它和步距角一起確定執(zhí)行部件的最大運行速度。最大相電壓和最大相電流分別是指步進電動機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.應包括系統(tǒng)功能、性能指標、運用條件、經濟效益。一、名詞說明(每小題2分，共10分)

1、線性度2、伺服限制系統(tǒng)3、三相六拍通電方式4、傳感器5、系統(tǒng)精度二、填空題（每小題2分，共20分)1、計算機在限制中的應用方式主要有_____________________________。2.滾珠絲桿螺母副結構有兩類：_____________________________。3、應用于工業(yè)限制的計算機主要有______________________________等類型。4.機電一體化系統(tǒng)，設計指標和評價標準應包括________________________________。5、可編程限制器主要由_____________________________等其它幫助模塊組成。6.依次限制系統(tǒng)是依據預先規(guī)定的次序完成一系列操作的系統(tǒng)，依次限制器通常用_______________________________________________________。7、現(xiàn)在常用的總線工限制機有________、PC總線工業(yè)限制機和CAN總線工業(yè)限制機等。8、隔離放大器中接受的耦合方式主要有兩種_____________________________。9.某光柵的條紋密度是50條/mm，光柵條紋間的夾角θ=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是_______________________。10.采樣/保持器在保持階段相當于一個“_____________________________”。三、選擇題（每小題2分，共10分）1.一個典型的機電一體化系統(tǒng)，應包含以下幾個基本要素：A機械本體B動力和驅動部分C執(zhí)行機構D.限制及信息處理部分2、機電一體化系統(tǒng)（產品）開發(fā)的類型A開發(fā)性設計B適應性設計C變參數(shù)設計D其它3、機電一體化系統(tǒng)（產品）設計方案的常用方法A取代法B整體設計法C組合法D其它。4、機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高牢靠性。5、抑制干擾的措施很多，主要包括A屏蔽B隔離C濾波D接地和軟件處理等方法四、推斷題（每小題2分，共10分)1、變流器中開關器件的開關特性確定了限制電路的功率、響應速度、頻帶寬度、牢靠性和等指標。（）2、伺服限制系統(tǒng)的比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號和系統(tǒng)的反饋信號進行比較，以獲得輸出和輸入間的偏差信號。（）3、感應同步器是一種應用電磁感應原理制造的高精度檢測元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測直線位移和轉角。（）4、數(shù)字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應同步器等，它們的共同特點是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結構的位移傳感器，輸出信號都是脈沖信號，每一個脈沖代表輸入的位移當量，通過計數(shù)脈沖就可以統(tǒng)計位移的尺寸。（）5、FMC限制系統(tǒng)一般分二級，分別是單元限制級和設備限制級。（）五、問答題（每小題10分，共30分)1、計算機限制系統(tǒng)中，如何用軟件進行干擾的防護。2、滾珠絲杠副的軸向間隙對系統(tǒng)有何影響？如何處理？六、綜合應用題(每小題10分，共20分)2.光柵傳感器，刻線數(shù)為100線/mm，設細分時測得莫爾條紋數(shù)為400，試計算光柵位移是多少毫米？若經四倍細分后，記數(shù)脈沖仍為400，則光柵此時的位移是多少？測量辨別率是多少？一、名詞說明(每小題2分，共10分)

1、所謂傳感器的線性度就是其輸出量和輸入量之間的實際關系曲線偏離直線的程度。又稱為非線性誤差。2、一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動限制系統(tǒng)。3、假如步進電動機通電循環(huán)的各拍中交替出現(xiàn)單、雙相通電狀態(tài)，這種通電方式稱為單雙相輪番通電方式。如A→AB→B→BC→C→CA→…4、是一種以確定的精確度把被測量轉換為和之有確定對應關系的，便于應用的某種物理量的測量裝置。5、指輸出量復現(xiàn)輸入信號要求的精確程度；二、填空題（每小題2分，共20分)操作指導限制系統(tǒng)分級計算機限制系統(tǒng)監(jiān)督計算機限制系統(tǒng)（SCC）干脆數(shù)字限制系統(tǒng)2.外循環(huán)插管式內循環(huán)反向器式3、單片機PLC總線工控機4.性能指標系統(tǒng)功能運用條件經濟效益。5、CPU存儲器接口模塊6.PLC7、STD總線工業(yè)限制機8、變壓器隔離光電隔離9.20mm10.模擬信號存儲器三、選擇題（每小題2分，共10分）1.ABCD2、ABC3、ABCD4、ABCD5、ABCD四、推斷題（每小題2分，共10分)1、（√）2、（√）3、（√）4、（√）5、（√）五、問答題（每小題10分，共30分)1、軟件濾波用軟件來識別有用信號和干擾信號，并濾除干擾信號的方法，稱為軟件濾波軟件“陷井”軟件“看門狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或軟件）的方法要求運用監(jiān)控定時器定時檢查某段程序或接口，當超過確定時間系統(tǒng)沒有檢查這段程序或接口時，可以認定系統(tǒng)運行出錯（干擾發(fā)生），可通過軟件進行系統(tǒng)復位或按事先預定方式運行。2、假如滾珠螺旋副中有軸向間隙或在載荷作用下滾珠和滾道接觸處有彈性變形，則當螺桿反向轉動時，將產生空回誤差。為了消退空回誤差，在螺桿上裝配兩個螺母1和2，調整兩個螺母的軸向位置，使兩個螺母中的滾珠在承受載荷之前就以確定的壓力分別壓向螺桿螺紋滾道相反的側面，使其產生確定的變形，從而消退了軸向間隙，也提高了軸向剛度。常用的調整預緊方法有下列三種。墊片調隙式螺紋調隙式齒差調隙式。六、綜合應用題(每小題10分，共20分)1光柵此時的位移細分前4mm,細分后1mm測量辨別率:細分前0.01mm/線細分后:0.025一、名詞說明(每小題2分，共10分)

1.機電一體化2自動限制3.開環(huán)限制系統(tǒng)4.逆變器二推斷題(每空1分，共10分)1.直線運動導軌是用來支承和引導運動部件按給定的方向作往復直線運動。（）2.滾珠絲桿不能自鎖。（）3.D/A轉換的方式可分為并行轉換的串行轉換方式。（）4.同步通信是以字符為傳輸信息單位。（）5.異步通信常用于并行通道。（）6.查詢I/O方式常用于中斷限制中。（）7.串行通信可以分為以下四種方式：1）全雙工方式；（）2）半雙工方式；（）3）同步通信；（）4）異步通信。（）三填空題：(每空1分，共40分)1.從限制角度講，機電一體化可分為限制系統(tǒng)和限制系統(tǒng)。2.在機電一體化中傳感器輸出電信號的參量形式可以分為:；；三種形式。3.多點接地：優(yōu)點：，缺點：。4.一般來說，伺服系統(tǒng)的基本組成為、、和等四大部分組成5.在SPWM變頻調速系統(tǒng)中，通常載波是，而調制波是。6.從電路上隔離干擾的三種常用方法是:隔離，隔離，隔離。7.開環(huán)步進電動機限制系統(tǒng)，主要由、和等組成。8.實現(xiàn)步進電動機通電環(huán)形支配的三種常用方法是：1），2），3）。9.產生電磁干擾必備的三個條件是：，，。10.干擾傳播途徑有二種方式：1）傳導耦合方式：干擾信號能量以或的形式，通過金屬導體傳遞。2）幅射耦合方式：干擾信號能量以的形式，通過空間感應傳遞。11.指出下列干擾哪幾種屬于傳導耦合方式：,;哪幾種屬于幅射耦合方式：,,。A.靜電干擾B.磁場干擾C.漏電干擾D.共阻抗感應干擾E.電磁輻射干擾。12.磁場屏蔽對高頻交變磁場應接受的金屬材料作屏蔽體；對低頻交變磁場應接受的材料作屏蔽體，并保證磁路暢通。13.一點接地中：1）串聯(lián)接地：優(yōu)點：，缺點：，2）并聯(lián)接地：優(yōu)點：，缺點：，僅適用于電路。四解答題(每小題5分，共40分)

1．一個典型的機電一體化系統(tǒng)，應包含哪些幾個基本要素？2．斜齒輪傳動機構中消退齒側隙的常用方法？3、簡述直流伺服電動機兩種主要限制方式的工作原理。4.在微機限制系統(tǒng)中，主機和外圍設備間所交換的信息通常分為哪三類？5．數(shù)據信息可分為哪幾種？7.步進電動機限制系統(tǒng)中，電動機通過絲杠螺母帶動執(zhí)行部件運動:已知：步距角θ，脈沖數(shù)N，頻率f，絲杠導程p，試求執(zhí)行部件:位移量L=?移動速度V=?一名詞說明(每小題2分，共10分)1機電一體化--從系統(tǒng)的觀點動身，將機械技術、微電子技術、信息技術、限制技術等在系統(tǒng)工程基礎上有機地加以綜合，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)最佳化的一門新科學技術。2.自動限制—由限制裝置自動進行操作的限制。3.開環(huán)限制系統(tǒng)—無反饋的限制系統(tǒng)。4.逆變器—把固定的直流電變成固定或可調的溝通電的DC/AC變流器。二推斷題(每空1分，共10分)1.√ 2.√ 3.√ 4.× 5.× 6.×7. 1） √1 2）√ 3）√ 4）√三填空題（(每空1分，共40分）1.開環(huán)、閉環(huán)2.電壓輸出電流輸出頻率輸出3.互不干擾接線多困難4.限制器功率放大器執(zhí)行機構和檢測裝置5.等腰三角波（三相）正弦波6.光電變壓器繼電器7.環(huán)形支配器功率放大器步進電動機8.1）接受計算機軟件支配器2）小規(guī)模集成電路搭接的硬件支配器3）專用模塊支配器9．干擾源傳播途徑接受干擾對象原系統(tǒng)系統(tǒng)10.1）電壓；電流。2）電磁場。11.C,D;A,BE。12.銅和鋁等導電性能好；鐵等高導磁率。13．1）最簡潔，；前后相互干擾，2）干擾小，；接線多，困難，低頻（<1MHZ）。四解答題(每小題5分，共40分)1、機械本體、動力和驅動部分、執(zhí)行機構、傳感測試部分、限制及信息處理部分2.1）墊片調整法2）軸向壓簧調整法3、一種是電樞電壓限制，即在定子磁場不變的狀況下，通過限制施加在電繞組兩頭端的電壓信號來限制電動機的轉速和輸出轉矩；另一種是勵磁磁場限制即通過變更勵磁電流的大小來變更定子磁場的強度，從而限制電動機的轉速和輸出轉矩。4、數(shù)據信息、狀態(tài)信息和限制信息5、（1）數(shù)字量（2）模擬量（3）開關量（4）脈沖量7、L=(θp/360°)N；V=(θp/360°)f一、名詞說明（每題2分共10分）機電一體化2、柔性制造系統(tǒng)3、靜態(tài)設計4、系統(tǒng)軟件5、感應同步器二、填空題（每空１分，共3０分）1、對伺服系統(tǒng)的技術要求是____________、____________、____________、___________。2、機電一體化的機械系統(tǒng)設計主要包括兩個環(huán)節(jié)：____________、____________。3、計算機限制系統(tǒng)的類型包括________________________、_______________________、監(jiān)督限制系統(tǒng)、________________________。接口的基本功能主要有______________、放大、_________________。對直線導軌副的基本要求是_________________________、_____________________、____________________、__________________和平穩(wěn)。7．機電一體化機械系統(tǒng)應具有良好的侍服性能，要求機械傳動部件轉動慣量小、阻力合理___________、_____________、____________、____________、并滿足小型、輕量等要求。8、伺服系統(tǒng)的基本組成包括______________、_____________________、檢測裝置、____________________。9、工作接地分為_______________、______________。三、簡答題（每小題5分，共20分）3.簡述直流伺服電機兩種限制的基本原理。4.限制系統(tǒng)接地通的目的。四、分析題（每小題20分，共40分)1.半橋逆變電路的工作原理。

一、名詞說明（每題2分共10分）1、機電一體化:機電一體化技術綜合應用了機械技術、微電子技術、信息處理技術、自動限制技術、檢測技術、電力電子技術、接口技術及系統(tǒng)總體技術等群體技術，實現(xiàn)多種技術功能復合的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術。2、柔性制造系統(tǒng)：柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem）是由兩臺或兩臺以上加工中心或數(shù)控機床組成，并在加工自動化的基礎上實現(xiàn)物料流和信息流的自動化3、靜態(tài)設計：是指依據系統(tǒng)的功能要求，通過探討制定出機械系統(tǒng)的初步設計方案。4、系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件是由計算機的制造廠商供應的，用來管理計算機本身的資源和便利用戶運用計算機的軟件。5、感應同步器:感應同步器是一種應用電磁感應原理制造的高精度檢測元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測直線位移和轉角。二、填空題（每空１分，共3０分）1、系統(tǒng)精度穩(wěn)定性響應特性工作頻率2、靜態(tài)設計動態(tài)設計3、分級計算機限制系統(tǒng)干脆數(shù)字限制系統(tǒng)操作指導限制系統(tǒng)5數(shù)據格式轉換、通信聯(lián)絡6、導向精度高耐磨性好足夠的剛度對溫度變更的不敏感性。7．阻尼合理剛度大抗振性好間隙小8、限制器、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)9、一點接地多點接地三、簡答題（每小題5分，共20分）3.直流伺服電動機的限制方式主要有兩種：一種是電樞電壓限制，即在定子磁場不變的狀況下，通過限制施加在電樞繞組兩端的電壓信號來限制電動機的轉速和輸出轉矩；另一種是勵磁磁場限制，即通過變更勵磁電流的大小來變更定子磁場強度，從而限制電動機的轉速和輸出轉矩。接受電樞電壓限制方式時，由于定子磁場保持不變，其電樞電流可以達到額定值，相應的輸出轉矩也可以達到額定值，因而這種方式又被稱為恒轉矩調速方式。而接受勵磁磁場限制方式時，由于電動機在額定運行條件下磁場已接近飽和，因而只能通過減弱磁場的方法來變更電動機的轉速。由于電樞電流不允許超過額定值，因而隨著磁場的減弱，電動機轉速增加，但輸出轉矩下降，輸出功率保持不變，所以這種方式又被稱為恒功率調速方式。4.限制系統(tǒng)接地通的目的。將電路、設備機殼等和作為零電位的一個公共參考點（大地）實現(xiàn)低阻抗的連接，稱之謂接地。接地的目的有兩個：一是為了平安，例如把電子設備的機殼、機座等和大地相接，當設備中存在漏電時，不致影響人身平安，稱為平安接地；二是為了給系統(tǒng)供應一個基準電位，例如脈沖數(shù)字電路的零電位點等，或為了抑制干擾，如屏蔽接地等。稱為工作接地。工作接地包括一點接地和多點接地兩種方式。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，它有兩個導電臂，每個導電臂由一個可控元件和一個反并聯(lián)二極管組成。在直流側接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容，使得兩個電容的聯(lián)結點為直流電源的中點。設電力晶體管Vl和V2基極信號在一個周期內各有半周正偏和反偏，且二者互補。當負載為感性時，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波形隨負載阻抗角而異。設t2時刻以前V1導通。t2時刻給V1關斷信號，給V2導通信號，但感性負載中的電流i0不能馬上變更方向，于是VD2導通續(xù)流。當t3時刻i0降至零時VD2截止，V2導通，i0起先反向。同樣，在t4時刻給V2關斷信號，給V1導通信號后，V2關斷，VD1先導通續(xù)流，t5時刻V1才導通。當V1或V2導通時，負載電流和電壓同方向，直流側向負載供應能量；而當VD1或VD2導通時，負載電流和電壓反方向，負載中電感的能量向直流側反饋，既負載將其吸取的無功能量反饋回直流側。反饋回的能量短暫儲存在直流側電容中，直流側電容起到緩沖這種無功能量的作用。二極管VD1、VD2是負載向直流側反饋能量的通道，同時起到使負載電流連續(xù)的作用，VD1、VD2被稱為反饋二極管或續(xù)流二極管。一、名詞說明(每小題2分，共10分)

1機電一體化2伺服限制3閉環(huán)限制系統(tǒng)4逆變器二推斷題：(每小題1分，共10分)1在計算機接口技術中I/O通道就是I/O接口。（）2滾珠絲桿不能自鎖。（）3無論接受何種限制方案，系統(tǒng)的限制精度總是高于檢測裝置的精度。（）4異步通信是以字符為傳輸信息單位。（）5同步通信常用于并行通信。（）6無條件I/O方式常用于中斷限制中。（）7從影響螺旋傳動的因素看，推斷下述觀點的正確或錯誤（1）影響傳動精度的主要是螺距誤差、中徑誤差、牙型半角誤差（）（2）螺桿軸向竄動誤差是影響傳動精度的因素（）（3）螺桿軸線方向和移動件的運動方向不平行而形成的誤差是影響傳動精度的因素（）（4）溫度誤差是影響傳動精度的因素（）三、選擇題(每小題1分，共40分)1.在計算機和外部交換信息中，按數(shù)據傳輸方式可分為：通信和通信。2.微機限制系統(tǒng)中的輸入和輸出通道一般包括、、、四種通道。3.在伺服系統(tǒng)中，在滿足系統(tǒng)工作要求的狀況下，首先應保證系統(tǒng)的和，并盡量高伺服系統(tǒng)的響應速度。4.一般來說，伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件主要分為、、和其它等四大類型。5.在SPWM變頻調速系統(tǒng)中，通常載波是，而調制波是。6.異步溝通電動機變頻調速：基頻（額定頻率）以下的恒磁通變頻調速，屬于調速方式?；l（額定頻率）以上的弱磁通變頻調速，屬于調速方式。7.開環(huán)步進電動機限制系統(tǒng)，主要由、和等組成。8.實現(xiàn)步進電動機通電環(huán)形支配的三種常用方法是：1），2），3）。9.依據計算機在限制中的應用方式，把計算機限制系統(tǒng)分為四類：1），2），3），4）。10．應用于工業(yè)限制的計算機主要有：1），2），3）等類型。11.干擾傳播途徑有二種方式，其中傳導耦合方式：干擾信號能量以或的形式，通過金屬導體傳遞。12.抑制電磁干擾的常用方法有屏蔽、、、、合理布局和軟件抗干擾技術。13.電場屏蔽通常用的金屬材料作屏蔽體，并應保持良好。14．依據頻率特性說明下列濾波器的作用：1）低通濾波器：只讓通過，而高于受到抑制、衰減，不讓通過。2）帶通濾波器：只讓通過，而高于部分。A換向結構B轉換電路C存儲電路D檢測環(huán)節(jié)四解答題(每小題8分，共40分)1．簡述一個典型的機電一體化系統(tǒng)的基本組成要素。2．直齒圓柱齒輪傳動機構中消退齒側隙的常用方法？3．簡述機電一體化對機械系統(tǒng)的基本要求及機械系統(tǒng)的組成。4.簡述在微機限制系統(tǒng)中I/O限制方式及I/O接口的編址方式。5．簡述伺服系統(tǒng)的結構組成。6．DAC0832有哪三種輸入工作方式？有哪二種輸出工作方式？7.步進電動機限制系統(tǒng)中，電動機通過絲杠螺母帶動執(zhí)行部件運動:已知：步距角θ，脈沖數(shù)N，頻率f，絲杠導程p，試求執(zhí)行部件:位移量L=?移動速度V=?8.測量某加熱爐溫度范圍為100~1124℃，線性溫度變送器輸出0~5V，用ADC0809轉換器輸入到微機限制系統(tǒng)中，試求測量該溫度環(huán)境的辨別率和精度。一名詞說明(每小題2分，共10分)

1機電一體化技術綜合應用了機械技術、微電子技術、信息處理技術、自動限制技術、檢測技術、電力電子技術、接口技術及系統(tǒng)總體技術等群體技術，以系統(tǒng)為動身點的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術。2伺服限制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動限制系統(tǒng)。3閉環(huán)限制系統(tǒng)是指具有反饋的限制系統(tǒng)。4逆變器是將直流電變成溝通電的電路。二推斷題(每小題1分，共10分)1（×）2（√）3（×）4（√）5（×）6（×）7（√）（√）（√）（√）三、選擇題(每小題1分，共40分)1.串行通信并行通信2.模擬量輸入通道模擬量輸出通道數(shù)字量輸入通道數(shù)字量輸出通道3.穩(wěn)定性和精度4.電磁式液壓式氣壓式5.等腰三角波正弦波6.恒轉矩恒功率7.環(huán)形支配器功率驅動器步進電機8.計算機軟件硬件支配專用環(huán)形支配器9.操作指導限制系統(tǒng)干脆限制系統(tǒng)監(jiān)督計算機限制系統(tǒng)分級計算機限制系統(tǒng)10．單片機PLC總線工控機11.電壓電流12.隔離濾波接地13.銅鋁等導電性能良好接地14．1）低頻成分截止頻率成分2）某一頻帶內的成分上截止頻率成分下截止頻率成分四解答題(每小題8分，共40分)1．1）機械本體2）動力和驅動；3）傳感測試部分；4）執(zhí)行機構5）限制及信息處理單元2．1）、偏心軸套調整法2）、雙片薄齒輪錯齒調整法3．對機械系統(tǒng)的基本要求：高精度；快速響應；良好的穩(wěn)定性。機械系統(tǒng)的組成：傳動機構；導向機構；執(zhí)行機構。4.程序限制方式、中斷限制方式、干脆存儲器存取方式。獨立編址；和儲存器統(tǒng)一編址。5．1)比較環(huán)節(jié)；2)限制器；3)執(zhí)行環(huán)節(jié)；4)被控對象；5)檢測環(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=(θp/360°)N；V=(θp/360°)f8.4℃;+2℃。一、名詞說明(每小題2分，共10分)

1.機電一體化2.辨別力3.靈敏度(測量)4.永磁同步電動機:5.復合限制器二、單項選擇題(每小題2分，共10分)1.受控變量是機械運動的一種反饋限制系統(tǒng)稱(

)A.依次限制系統(tǒng)B.伺服系統(tǒng)

C.數(shù)控機床

D.工業(yè)機器人2.齒輪傳動的總等效慣量隨傳動級數(shù)(

)A.增加而減小

B.增加而增加

C.減小而減小

D.變更而不變3.滾珠絲杠螺母副結構類型有兩類：外循環(huán)插管式和(

)A.內循環(huán)插管式

B.外循環(huán)反向器式C.內、外雙循環(huán)

D.內循環(huán)反向器式4.某光柵條紋密度是100條/mm，光柵條紋間夾角θ=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是(

)A.100mm

B.20mm

C.10mm

5.直流測速發(fā)電機輸出的是和轉速(

)A.成正比的溝通電壓

B.成反比的溝通電壓C.成正比的直流電壓

D.成反比的直流電壓三、簡答題(每小題6分，共30分)1、機電一體化系統(tǒng)設計指標大體上應包括哪些方面?2、步進電動機常用的驅動電路有哪幾種類型?其中哪種電路適于永磁式步進電動機?3、步進電動機數(shù)控系統(tǒng)和參考脈沖伺服系統(tǒng)的輸入信號是什么?輸出軸的轉速、轉向、位置各自和哪些因素有關?4、什么是PLC的掃描工作制?5、PWM的工作原理?四、計算題(每小題10分，共20分)1.三相變磁阻式步進電動機，轉子80個齒。(1)要求電動機轉速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?(2)要求電動機轉速為100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?2.三相溝通感應電動機，電源頻率50Hz，空載轉速為1450r/min。(1)該電動機為幾極，空載轉差率是多少?(2)堵轉時定子、轉子繞組電勢頻率各為多少?(3)空載時，定子、轉子繞組電勢頻率各為一、名詞說明(每小題2分，共10分)

1機電一體化技術綜合應用了機械技術、微電子技術、信息處理技術、自動限制技術、檢測技術、電力電子技術、接口技術及系統(tǒng)總體技術等群體技術，以系統(tǒng)為動身點的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術。2傳感器能檢測到的最小輸入增量稱辨別力，在輸入零點旁邊的辨別力稱為閾值。3靈敏度(測量)傳感器在靜態(tài)標準條件下輸入變更對輸出變更的比值。4以電子換向取代了傳統(tǒng)的直流電動機的電刷換向的電動機。5復合限制器帶有前饋限制系統(tǒng)的反饋限制器。它的作用是使系統(tǒng)能以穩(wěn)定的零誤差跟蹤已知的輸入信號。二、單項選擇題(每小題2分，共10分)1.B2.A3.B4.C5.C三、簡答題(每小題6分，共30分)1、系統(tǒng)功能性能指標運用條件經濟效益2、單極驅動雙極驅動凹凸電壓驅動斬波電路驅動細分電路3、參考脈沖序列轉速和參考脈沖頻率成正比輸出軸轉向由轉向電平確定位置由位置電平確定4、即檢測輸入變量求解當前限制邏輯以及修正輸出指令,重復進行。5、斬波器調壓的基本原理是通過晶閘管或自關斷器件的限制，將直流電壓斷續(xù)加到負載（電機）上，利用調整通、斷的時間變更來變更負載電壓平均值。斬波器調壓限制直流伺服電機速度的方法又稱為脈寬調制（PulseWidthModulation）直流調速。四、計算題(每小題10分，共20分)1)K=2;M=3,Z=80;α=360/2*3*80=0.75of=480Hz2)K=1;M=3,Z=80;α=360/1*3*80=1.5of=400Hz2.三相溝通感應電動機，電源頻率50Hz，空載轉速為1450r/min。(1)4極，空載轉差率n=(1500-1450)/1500=3.3%(2)50Hz(3)50Hz16.5Hz一、名詞說明(每小題2分，共10分)１、檢測傳感器２、伺服電動機3、靜壓軸承4、靜壓導軌5、屏蔽二、填空題（每小題１分，共30分）1、機電一體化系統(tǒng)中常見的軸承包括____________、___________、__________、磁軸承。2、機電一體化系統(tǒng)一般由______________、_____________、接口、__________________、_____________、______________等部分組成。.3、按干擾的耦合模式干擾可分為靜電干擾、____________________、__________________、_________________、_______________等干擾類型。.4、機電一體化是從系統(tǒng)的觀點動身，將_____________、____________、___________、機械技術等在系統(tǒng)工程的基礎上有機的加以綜合，實現(xiàn)整個機械系統(tǒng)________而建立的一門新的科學技術。5、伺服系統(tǒng)的基本組成部分包括_____________、____________、執(zhí)行機構、___________四大部分。6、用軟件識別有用信號和干擾信號、并濾去干擾信號的方法稱為_____________、識別信號的原則有_____________、______________。7、機電一體化系統(tǒng)（產品）設計類型大致可分為________________、適應性設計、________________。8、機電一體化系統(tǒng)包括______________、_____________、信息處理技術、____________、____________、總體等相關技術。機電一體化系統(tǒng)對機械傳動總傳動比確定的最佳選擇方案有______________________、_____________________、質量最小原則。三、問答題（每題10分,共40分）2、步進電動機常用的驅動電路有哪幾種類型?3、用軟件進行“線性化”處理時，接受計算法的原理是怎樣的？4、模擬式四、分析擴展的RAM6264的地址范圍和和工作原理。（20分傳感器信號處理過程包括哪些環(huán)節(jié)？）一、名詞說明(每小題2分，共10分)１、檢測傳感傳感器是一種以確定的精確度把被測量轉換為和之有確定對應關系的，便于應用的某種物理量的測量裝置。２、伺服電動機是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出電動機3、靜壓軸承從外部油源給軸瓦供應壓力油，使球磨機進、出料端的大軸在高壓油膜的作用下浮起，和軸瓦無干脆接觸，處在液體磨擦狀態(tài)，從而極大地降低了起動力矩和旋轉阻力矩，4、靜壓導軌是在兩個相對運動的導軌面間通入壓力油或壓縮空氣，使運動件浮起，以保證兩導軌面間處于液體或氣體摩擦狀態(tài)下工作。5、屏蔽是利用導電或導磁材料制成的盒狀或殼狀屏蔽體，將干擾源或干擾對象包圍起來從而割斷或減弱干擾場的空間耦合通道，阻擋其電磁能量的傳輸。二、填空題（每小題１分，共30分）1、滾動軸承滑動軸承靜壓軸承磁軸承。2、機械本體動力和驅動執(zhí)行機構傳感器檢測部分限制及處理部分.3、為靜電干擾磁場耦合干擾漏電耦合干擾.4、檢測技術伺服技術計算機和信息處理技術5、限制器檢測環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)被控對象6、軟件濾波時間原則空間原則屬性原則7、開發(fā)性設計變參數(shù)設計8、機械技術檢測技術伺服技術計算機和信息處理技術自動限制技術和系統(tǒng)總體技術9轉動慣量原則輸出軸轉角誤差最小原則三、問答題（每題10分,共40分）2、單極驅動雙極驅動凹凸電壓驅動斬波電路驅動細分電路3、當輸出電信號和傳感器的參數(shù)之間有確定的數(shù)字表達式時，就可接受計算法進行非線性補償。即在軟件中編制一段完成數(shù)字表達式計算的程序，被測參數(shù)經過采樣、濾波和標度變換后干脆進入計算機程序進行計算，計算后的數(shù)值即為經過線性化處理的輸出參數(shù)。在實際工程上，被測參數(shù)和輸出電壓常常是一組測定的數(shù)據。這時如仍想接受計算法進行線性化處理，則可應用數(shù)字上曲線擬合的方法對被測參數(shù)和輸出電壓進行擬合，得出誤差最小的近似表達式。4、模擬式傳感器信號處理過程包括:將非電物理量轉換成電量，并經放大、濾波等一系列處理后，需經模/數(shù)變換將模擬量變成數(shù)字量，才能送入計算機系統(tǒng)。模/數(shù)轉換過程包括信號的采樣/保持、多路轉換（多傳感器輸入時）、A/D處理等過程。四、分析擴展的RAM6264的地址范圍和和工作原理。（20分）RAM6264的地址范圍為0000H~1FFFHP0口和6264的I/O數(shù)據線相連，另一方面經74LS373和6264的低8位地址線連；P2.0~P2.4和6264的高5相連；6264的寫使端和單片機的WR相連；輸出訪能端和單片機的RD相連；CS片選信號端干脆接地。接受MOVX@DPTR來訪問此RAM一、名詞說明(每小題2分，共10分)

1、DMA2、中斷3、共模干擾、伺服限制技術5、串行通信二、填空題（每空１分，共3０分）1、機電一體化是從系統(tǒng)的觀點動身____________、____________、___________、信息技術等在系統(tǒng)工程的基礎上有機的加以綜合，實現(xiàn)整個機械系統(tǒng)________而建立的一門新的科學技術。2、機電一體化產品中須要檢測的物理量分成____________和____________兩種形式。3、計算機限制系統(tǒng)的類型包括________________________、_______________________、監(jiān)督限制系統(tǒng)、________________________。4機械結構因素對侍服系統(tǒng)性能的影響有__________________、____________________、結構彈性變形、__________________間隙的影響。接口的基本功能主要有______________、放大、_________________。對直線導軌副的基本要求是_________________________、_____________________、____________________、__________________和平穩(wěn)。7．機電一體化機械系統(tǒng)應具有良好的侍服性能，要求機械傳動部件轉動慣量小、阻力合理___________、___________、__________、____________、并滿足小型、輕量等要求。8、伺服系統(tǒng)的基本組成包括______________、_____________________、檢測裝置、____________________。9、擬定機電一體化系統(tǒng)的設計方案的方法有_______________、組合法、______________。10、STD總線的技術特點_________________、______________、______________________、高牢靠性。四、分析擴展的ROM27256的工作地址范圍和工作原理(30分)一、名詞說明(每小題2分，共10分)

1、外設和內存間干脆進行數(shù)據交換（DMA）而不通過CPU2、為了提高CPU的效率和使系統(tǒng)具有良好的實時性，接受中斷方式CPU就不必花費大量時間去查詢各外圍設備的狀態(tài)了。而是當外圍設備須要請求服務時，向CPU發(fā)出中斷請求，CPU響應外圍設備中斷，停止執(zhí)行當前程序，轉去行一個外圍設備服務的程序，中斷處理完畢，CPU又返回來執(zhí)行原來的程序。3、共模干擾往往是指同時加載在各個輸入信號接口斷的共有的信號干擾。4、伺服限制技術是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動限制技術。5、串行通信是數(shù)據按位進行傳送的。在傳輸過程中，每一位數(shù)據都占據一個固定的時間長度，一位一位的串行傳送和接收。二、填空題（每空１分，共3０分）機械技術檢測技術伺服技術協(xié)調工作電量非電量操作指導限制系統(tǒng)干脆數(shù)字限制系統(tǒng)監(jiān)督計算機限制系統(tǒng)分級計算機限制系統(tǒng)4、阻尼摩擦慣量變換耦合導向精度高耐磨性好足夠的剛度對溫度變更的不敏感性7、摩擦小度大振性好隙小8、限制器執(zhí)行環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)9、取代法整體法10、模塊化設計系統(tǒng)組成修改和擴展便利四、分析擴展的ROM27256的工作地址范圍和工作原理(30分)ROM27256的地址范圍為0000H~7FFFHP0口和27256的I/O數(shù)據線相連，另一方面經8282和27256的低8位地址線連；用于擴展32KB的片外ROM；P2.0~P2.6和27256的7相連；6264的寫使端和單片機的WR相連；輸出訪能端OE和單片機的PSEN相連；CE片選信號端和P2.7相連。接受MOVC@A+PC或MOVC@A+DPTR來訪問此ROM一、名詞說明(每小題2分，共10分)1.變頻調速2.FMS3.響應特性4.敏感元件5.壓電效應二、選擇題（每小題2分，共10分）1、伺服限制系統(tǒng)一般包括限制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)和_________等個五部分。A換向結構B轉換電路C存儲電路D檢測環(huán)節(jié)2、檢測環(huán)節(jié)能夠對輸出進行測量，并轉換成比較環(huán)節(jié)所須要的量綱，一般包括傳感器和_______。A限制電路B轉換電路C調制電路D逆變電路3、以下可對異步電動機進行調速的方法是_______。A變更電壓的大小B變更電動機的供電頻率C變更電壓的相位D變更電動機轉子繞組匝數(shù)4、執(zhí)行元件：能量變換元件，限制機械執(zhí)行機構運動，可分為________、液壓式和氣動式等。A電氣式B電磁式C磁阻式D機械式5、步進電動機，又稱電脈沖馬達，是通過________確定轉角位移的一種伺服電動機。A脈沖的寬度B脈沖的數(shù)量C脈沖的相位D脈沖的占空比三、簡答題(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系如何？2.試簡述采樣/保持器原理。3.工業(yè)限制用的計算機主要有哪幾種類型，它們分別適用于哪些場合？四、簡潔應用題(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床的絲杠轉軸上，已知絲杠的螺距為2mm，編碼器在10秒內輸出307200個脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉速分別是多少？2.有一脈沖電源，通過環(huán)形支配器將脈沖支配給五相十拍通電的步進電機定子勵磁繞組，測得步進電機的轉速為100r/min，已知轉子有24個齒，求：1）步進電機的步距角；2）脈沖電源的頻率。五、綜合應用題(每小題15分，共30分)1.三相變磁阻式步進電動機，轉子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電，要求電動機轉速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?2.依據下面的電路圖,編寫利用該接口電路一次完成A/D轉換,并把轉換的結果的高8位放入R2中,低8位放入R3中的程序段。一、名詞說明(每小題2分，共10分)1.接受變更電機通電頻率的方式來變更電機的轉速的調速方式2.柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem）是由兩臺或兩臺以上加工中心或數(shù)控機床組成，并在加工自動化的基礎上實現(xiàn)物料流和信息流的自動化，其基本組成部分有：自動化加工設備，工件儲運系統(tǒng)，刀具儲運系統(tǒng)，多層計算機限制系統(tǒng)等。3.響應特性：指的是輸出量跟隨輸入指令變更的反應速度，確定了系統(tǒng)的工作效率。4.敏感元件是干脆可以感受被測量的變更，并輸出和被測量成確定關系的元件。5.壓電效應：某些電介質，當沿著確定的方向對它施加力而使它產生變形時，內部就會產生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上將產生符號相反的電荷。當外力去掉后，它又重新復原到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應。二、選擇題（每小題2分，共10分）1、D2、B3、B4、A5、B三、簡答題(每小題10分，共30分)1.傳感器是一種以確定的精確度把被測量轉換為和之有確定對應關系的，便于應用的某種物理量的測量裝置。傳感器的功用是：一感二傳。組成：傳感器一般是由敏感元件、傳感元件和轉換電路三部分組成。敏感元件：干脆可以感受被測量的變更，并輸出和被測量成確定關系的元件。轉換元件：敏感元件的輸出就是轉換元件的輸入，它把輸入轉換成電路參量?；巨D換電路：上述的電路參量進入基本轉換電路中，就可以轉換成電量輸出。傳感器只完成被測參數(shù)到電量的基本轉換。2.采樣/保持由存儲電容C，模擬開關S等組成，如圖所示。當S接通時，輸出信號跟蹤輸入信號，稱采樣階段。當S斷開時，電容C二端始終保持斷開的電壓，稱保持階段。由此構成一個簡潔采樣/保持器。事實上為使采樣/保持器具有足夠的精度，一般在輸入級和輸出級均接受緩沖器，以削減信號源的輸出阻抗，增加負載的輸入阻抗。在電容選擇時，使其大小適宜，以保證其時間常數(shù)適中，并選用漏泄小的電容。3.工業(yè)限制的計算機主要有單片微型計算機、可編程序限制器（PLC）、總線工控機等類型。依據機電一體化系統(tǒng)的大小和限制參數(shù)的困難程度，選用不同的微型計算機。單片機或可編程限制器主要用于，限制量為開關量和少量數(shù)據信息的模擬量的小系統(tǒng)。對于數(shù)據處理量大的系統(tǒng)，則往往接受基于各類總線結構的工控機，如STD總線工控機、IBM-PC總線工控機、Multibus工控機等。對于多層次、困難的機電一體化系統(tǒng)，則要接受分級分步式限制系統(tǒng)，在這種限制系統(tǒng)中，依據各級及限制對象的特點，可分別接受單片機、可編程限制器、總線工控機和微型機來分別完成不同的功能。四、簡潔應用題(每小題10分，共20分)

1.10s內轉軸轉了多少轉：307200÷1024=300（轉）位移量（∵螺距T=2mm）∴300×2=600(mm)轉速：300÷10=30（轉/秒）2.1)K=2;M=5,Z=24;α=360/2*5*24=1.5o2)f=400Hz五、綜合應用題(每小題15分，共30分)K=1;M=3,Z=100;α=360/1*3*100=1.2of=600Hz2MAIN：MOVR0，#7CH；選擇AD574，并令A0=0MOVX@R0，A；啟動A/D轉換，全12位LOOP：NOPJBP3.2，LOOP；查詢轉換是否結束MOVXA，@R0；讀取高8位MOVR2，A；存人R2中MOVR0，#7DH；令A0=1MOVXA，@R0；讀取低4位，跟隨4個0MOVR3，A；存入R3中……一、名詞說明(每小題2分，共10分)1.單片機2.I/O接口3.I/O通道4.串行通信5.干脆存儲器存取（DMA）二、單項選擇題(每小題2分，共10分)1.步進電動機，又稱電脈沖馬達，是通過確定轉角位移的一種伺服電動機。A脈沖的寬度B脈沖的數(shù)量C脈沖的相位D脈沖的占空比2.對于溝通感應電動機，其轉差率s的范圍為（）。A.1<s<2

B.0<s1C.-1<s<1

D.-1<s<03.PWM指的是（）。A.機器人

B.計算機集成系統(tǒng)C.脈寬調制

D.可編程限制器4.PD稱為（）限制算法。A.比例

B.比例微分C.比例積分

D.比例積分微分5.在數(shù)控系統(tǒng)中，困難連續(xù)軌跡通常接受（）方法實現(xiàn)。A.插補

B.切割C.畫線

D.自動三、簡答題(每小題5分，共30分)1.試簡述光電式轉速傳感器的測量原理。2.試述可編程限制器的工作原理。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需接受采樣/保