機電一體化試考試全面復(fù)習(xí)題

一、填空題：1．微機是__________、____________和___________的統(tǒng)稱。2.鍵盤的工作方式__________、____________和___________三種。3．與A/D轉(zhuǎn)換模板不同，在多路D/A轉(zhuǎn)換模板中，需要多個__________，各通道D/A的有效數(shù)據(jù)由____________產(chǎn)生的信號來決定。4.微型計算機根本硬件組成局部由__________、____________和___________相連。5.滿量程為輸入電壓為5V的10位轉(zhuǎn)換器能分辨的最小電壓為___________V。6.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的考慮方法有__________、____________和___________。7.微處理機簡稱___________8.工業(yè)三大要素是指___________、_____________和____________。9.微型計算機按組裝形式分為____________、____________和____________。10.機電一體化系統(tǒng)三大目的功能____________、_____________和____________。11.滾珠絲杠副中的循環(huán)方式有____________和____________兩種。12.機電一體化系統(tǒng)中常用的間歇傳動部件有___________、____________和_____________。二、名詞解釋機電一體化、傳感器動態(tài)特性、傳感器靜態(tài)特性、電磁干擾、導(dǎo)向精度、截止頻率、靈敏度、分辨率、傳遞遞函數(shù)三、簡答題1．機電一體化系統(tǒng)必須具備哪些內(nèi)部功能？2．光電隔離電路的主要作用有哪些？3．顯示器靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示的區(qū)別是什么？4．常用的調(diào)整齒側(cè)間隙的方法有哪幾種？5．機電一體化的相關(guān)技術(shù)有哪些？6．機電一體化系統(tǒng)由哪些根本要素組成？分別實現(xiàn)哪些功能？7．采取哪些技術(shù)措施可以改善傳感器的性能？8．非電量檢測系統(tǒng)的兩個重要環(huán)節(jié)是什么？9．光電隔離電路的主要作用有哪些？10．A/D、D/A接口的功能是什么？四．計算題1．滿量程為輸入電壓為5V的8位A/D轉(zhuǎn)換器，能分辨的最小電壓為多少?它的分辨力為多少？2．舉例說明多路開關(guān)？3．設(shè)有一進給系統(tǒng)如下圖。：移動部件〔工作臺、夾具、工件等〕的總質(zhì)量kg；沿運動方向的負載力N〔包含導(dǎo)軌副的摩擦阻力〕；電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量kgm2，轉(zhuǎn)速為；齒輪軸部件Ⅰ(包括齒輪)的轉(zhuǎn)動慣量kgm2；軸Ⅱ(包括齒輪)的轉(zhuǎn)動慣量kgm2；軸Ⅱ的負載轉(zhuǎn)矩Nm；齒輪與齒輪的齒輪數(shù)分別為20與40，模數(shù)為?！驳刃мD(zhuǎn)動慣量，其中為執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)速〔r/min〕；等效轉(zhuǎn)矩〕求：等效到電動機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效轉(zhuǎn)矩。4．求的拉氏反變換。五．應(yīng)用題1．試述8031最小應(yīng)用系統(tǒng)的組成，并設(shè)計出8031最小應(yīng)用系統(tǒng)。2．在8031單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)存儲器有靜態(tài)和動態(tài)RAM兩種，試用靜態(tài)RAM芯片6264對8031的數(shù)據(jù)存儲器進行擴展。二.名詞解釋題1.機電一體化答：機電一體化是在機械主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。2.靈敏度答：靈敏度是指當輸入的變化值時，輸出變化值與比值的極限，即靈敏度S定義為：。3.分辨率答：分辨率是指精密機械設(shè)備能感受、識別或檢測到輸入量的最小值，或者能產(chǎn)生、響應(yīng)得到輸出量的最小值。4.傳遞函數(shù)答：傳遞函數(shù)是指在零初始值下，系統(tǒng)〔元件〕輸出量拉氏變換與輸入量拉氏變換之比。5.傳感器靜態(tài)特性答：傳感器變換的被測量的數(shù)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時，傳感器的輸入/輸出關(guān)系稱為傳感器的靜態(tài)特性。1.機電一體化答：機電一體化是在機械主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。2．傳感器動態(tài)特性答：動態(tài)特性是指傳感器測量動態(tài)信號時輸出對輸入的響應(yīng)特性。3．電磁干擾答：電磁干擾是指工作過程中環(huán)境因素的影響，出現(xiàn)的一些與有用信號無關(guān)的，并且對系統(tǒng)性能或信號傳輸有害的電氣變換現(xiàn)象。4．導(dǎo)向精度答：導(dǎo)向精度是指動導(dǎo)軌按給定方向作直線運動的準確程度。5．截止頻率答：幅頻特性值低于所對應(yīng)的頻率稱為截止頻率。其中Ｋ為濾波器在通頻帶內(nèi)的增益。三.簡答題1．機電一體化系統(tǒng)由哪些根本要素組成？分別實現(xiàn)哪些功能？答：機電一體化系統(tǒng)由機械系統(tǒng)〔機構(gòu)〕、電子信息處理系統(tǒng)〔計算機〕、動力系統(tǒng)〔動力源〕、傳感檢測系統(tǒng)〔傳感器〕、執(zhí)行元件系統(tǒng)等五個子系統(tǒng)組成。機械系統(tǒng)實現(xiàn)構(gòu)造功能；控制器實現(xiàn)控制功能；動力系統(tǒng)實現(xiàn)動力功能；檢測傳感器實現(xiàn)檢測功能；執(zhí)行元件實現(xiàn)驅(qū)動功能。2．采取哪些技術(shù)措施可以改善傳感器的性能？答：(1)平均技術(shù)，常用的平均技術(shù)有誤差平均效應(yīng)和數(shù)據(jù)平均處理；(2)差動技術(shù)，它可以消除零位輸出和偶次非線性項，抵消共模誤差，減小非線性；(3)穩(wěn)定性處理；(4)屏蔽和隔離。3．非電量檢測系統(tǒng)的兩個重要環(huán)節(jié)是什么？答：(1)把各種非電量信息轉(zhuǎn)換為電信號，這就是傳感器的功能。(2)對轉(zhuǎn)換后的電信號進行測量，并進行放大、運算、轉(zhuǎn)換、記錄、指示、顯示等處理，這叫作電信號處理系統(tǒng)。4．光電隔離電路的主要作用有哪些？答：(1)可將輸入與輸出端兩局部電路的地線分開，各自使用一套電源供電。(2)可以進行電平轉(zhuǎn)換。(3)提高驅(qū)動能力。5．A/D、D/A接口的功能是什么？答：在工業(yè)系統(tǒng)中，需要測量和控制的參數(shù)經(jīng)常是連續(xù)變化的模擬信號，這些物理量經(jīng)傳感器變成連續(xù)變化的電壓、電流等信號，A/D接口的功能是將這些模擬量再變換成數(shù)字量，以便計算機識別。D/A接口的功能那么是將經(jīng)計算機處理后的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或信號，輸送到執(zhí)行機構(gòu)，到達控制過程的目的。1．機電一體化系統(tǒng)必須具備哪些內(nèi)部功能？答：主要由五種內(nèi)部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和構(gòu)造功能。主功能是主要對物質(zhì)、能量、信息或其相互結(jié)合進行變換、傳遞和存儲；動力功能是向系統(tǒng)提供動力、讓系統(tǒng)得以運轉(zhuǎn)的功能；檢測功能和控制功能的作用是根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部信息和外部信息對整個系統(tǒng)進行控制，使系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，實施目的功能；構(gòu)造功能是使構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及元、部件維持所定的時間和空間上的相互關(guān)系所必需的功能。2．光電隔離電路的主要作用有哪些？答：(1)可將輸入與輸出端兩局部電路的地線分開，各自使用一套電源供電。(2)可以進行電平轉(zhuǎn)換。(3)提高驅(qū)動能力。3．顯示器靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示的區(qū)別是什么？答：靜態(tài)顯示就是當顯示器顯示某一個字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通貨截止。靜態(tài)顯示時，較小的電流能得到較高的亮度；動態(tài)顯示就是一位一位地輪流點亮各位顯示器。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也和點亮?xí)r間與間隔時間的比例有關(guān)，調(diào)整電流和時間參數(shù)，可實現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。4．常用的調(diào)整齒側(cè)間隙的方法有哪幾種？答：(1)圓柱齒輪傳動，包括偏心套〔軸〕調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法和雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法；(2)斜齒輪傳動，消除斜齒輪傳動的側(cè)隙的方法與錯齒調(diào)整法根本相同，也是用兩個薄片齒輪與一個寬齒輪嚙合，只是在兩個薄片斜齒輪的中間開了一小段距離，這樣它的螺旋線便錯開了。5．機電一體化的相關(guān)技術(shù)有哪些？答：機電一體化的相關(guān)技術(shù)有：機械技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動控制技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)和伺服驅(qū)動技術(shù)。四．計算題1,〔1〕單向通電的矩角特性〔2〕起動轉(zhuǎn)矩〔3〕空載起動頻率與起動矩頻特性〔4〕運行矩頻特性與動態(tài)轉(zhuǎn)矩〔5起動慣頻特性〕2．求的拉氏反變換。解：那么由拉氏反變換公式得3．設(shè)有一進給系統(tǒng)如下圖。：移動部件〔工作臺、夾具、工件等〕的總質(zhì)量kg；沿運動方向的負載力N〔包含導(dǎo)軌副的摩擦阻力〕；電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量kgm2，轉(zhuǎn)速為；齒輪軸部件Ⅰ(包括齒輪)的轉(zhuǎn)動慣量kgm2；軸Ⅱ(包括齒輪)的轉(zhuǎn)動慣量kgm2；軸Ⅱ的負載轉(zhuǎn)矩Nm；齒輪與齒輪的齒輪數(shù)分別為20與40，模數(shù)為?！驳刃мD(zhuǎn)動慣量，其中為執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)速〔r/min〕；等效轉(zhuǎn)矩〕求：等效到電動機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效轉(zhuǎn)矩。解：(1)求，根據(jù)等效轉(zhuǎn)動慣量公式可得∵∴kgm2(2)求，根據(jù)等效轉(zhuǎn)矩公式可得=10(Nm)1．滿量程為輸入電壓為5V的8位A/D轉(zhuǎn)換器，能分辨的最小電壓為多少?它的分辨力為多少？解：對于n位的轉(zhuǎn)換器，能對滿量程輸入電壓的(2-n)的變化量作出反響，所以8位的轉(zhuǎn)換器能分辨的最小電壓為分辨力為2．用拉氏變換解以下微分方程?！驳睦献儞Q為〕式中，y是輸出量，x為輸入量，設(shè)，，求。解：對上式進行拉氏變換，得將及代入上式，得∴由拉氏反變換，得五．應(yīng)用題1．在8031單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)存儲器有靜態(tài)和動態(tài)RAM兩種，試用靜態(tài)RAM芯片6264對8031的數(shù)據(jù)存儲器進行擴展。解：8031在外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時地址的低8位信息及數(shù)據(jù)信息分時送出，故還需采用一片74LS373來鎖存低8位地址信息