机电一体化系统设计试卷3+解答
机电一体化技术试题十套及答案
《机电一体化技术》试卷(一)考试方法：闭卷考试时间１２０分钟共２页第1页——————————————————————————————————————一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量2.灵敏度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：__________，________________。
2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括__________，__________，__________ ，__________。
3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用___________________________________。
4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_______________________。
5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的 ______________________ ，使它们同步协调到达目标点。
6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_____________。
7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。
8. 累计式定时器工作时有_____________________________________________________。
9. 复合控制器必定具有__________________________________。
10. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。
三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( )A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是( )A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统C. 弹簧—阻尼系统D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数( )A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用( )A. 单片机B. 2051C. PLCD. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（）等个五部分。
机电一体化系统设计试卷(整合版)
（一）一、填空(每空2分，共20分)1.机电一体化产品按用途可以划分为办公机电一体化产品、产业机电一体化产品、民用机电一体化产品2．控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口组成。
3．在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守前小后大原则。
4．典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、电源和输入／输出接口等部分构成。
5．传感器的静态特性能数主要有灵敏度、线性度迟滞和重复精度。
二、简答题(每题4分，共20分)1．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?答：机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。
2．机电一体化相关技术有哪些? 答：机电一体化相关技术有：机械技术，计算机与信息处理技术，系统技术，白动控制技术，传感器测试技术和伺服驱动技术。
3．转动惯量对传动系统有哪些影响?答：转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大；使系统相应速度变慢，降低灵敏度；使系统固有频率下降，容易产生谐振。
4．简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。
答：详细设计主要包括：系统总体设计；业务的分组；机械本体及工具设计；控制系统设计：程序设计；后备系统设计；完成详细设计书及制造图样；产品出厂及使用文件的设计。
5．简述A／D、D／A接口的功能。
答：A／D接口的功能是将温度、压力等物理量经传感器变成的电压、电流等信号转换为数字量。
D／A接口是将二进制数字量转换成电压信号。
三、分析题(20分)1．已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统巾的哪一个基本要素?)解答：图中各部可分为：（1）控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示；(2)测试传感部分：光电编码器、信号处理；(3)能源：电源；(4)驱动部分：功放、电机；(5)执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台2．试分析图示传动系统中，齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响?解答：齿轮传动链位于电机之后，前向通道的闭环之外，其传动误差的低频分量和高频分量都不能通过闭环控制来消除，都会影响输出精度。
机电一体化技术试题及答案
《机电一体化技术》试卷（一)考试方法:闭卷考试时间12０分钟共２页第1页——————————————————————————————————————一、名词解释（每小题2分，共１0分)ﻫ1．测量 2.灵敏度 3. 压电效应 4. 动态误差 5.传感器二、填空题(每小题2分，共20分）１.滚珠丝杆中滚珠的循环方式：＿＿_＿_____＿，____＿_＿＿__＿＿＿_＿_。
2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括＿___＿___＿＿，__________,＿____＿___＿, _＿＿＿_＿＿_＿＿。
3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用_＿_________＿____＿__＿_____＿_＿＿______。
４. 某光栅的条纹密度是5０条／mm，光栅条纹间的夹角θ=０.001孤度，则莫尔条纹的宽度是＿_________＿____＿_______。
5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动,必须同时控制每一个轴的_＿______＿_＿______＿_＿__,使它们同步协调到达目标点。
６.某4极交流感应电机，电源频率为５０Hz,转速为1470r/mｉn,则转差率为_____________。
7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数______＿__＿___________＿_＿＿___＿____＿________。
8．累计式定时器工作时有______＿＿____＿__________＿＿____＿___＿＿__＿____＿___＿______。
9．复合控制器必定具有__＿＿___＿___＿_＿＿__＿___＿＿__＿＿__＿____。
１0. 钻孔、点焊通常选用_＿_＿_______＿__＿___＿＿_＿＿_________＿____＿_类型。
三、选择题(每小题２分，共1０分)1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωｃ的数值,则动态性能指标中的调整时间ts（)A. 产大B．减小Ｃ. 不变Ｄ．不定2. 加速度传感器的基本力学模型是( ）A.阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统Ｃ．弹簧—阻尼系统 D. 弹簧系统3.齿轮传动的总等效惯量与传动级数（)Ａ. 有关 B. 无关 C. 在一定级数内有关D．在一定级数内无关4.顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用（)A．单片机B．205１ C.PLＣ D. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（) 等个五部分。
机电一体化试题及答案汇总
目录机电一体化复习题 (2)机电一体化复习题参考答案 (6)机电一体化技术试题 (11)答案及评分标准 (14)机电一体化复习题 (18)一、名词解释 (18)二、填空题 (19)三、简答题 (20)四、选择题。
（无答案） (23)五、应用题 (24)《机电一体化技术》试卷（一） (27)《机电一体化技术》试卷(一)答案 (29)《机电一体化技术》试卷(二) (31)《机电一体化技术》试卷(二) 答案 (34)《机电一体化技术》试卷(三) (37)《机电一体化技术》试卷(三)答案 (40)《机电一体化技术》试卷(四) (42)《机电一体化技术》试卷(四) 答案 (44)《机电一体化技术》试卷(五) (47)《机电一体化技术》试卷(五) 答案 (49)机电一体化系统设计试题 (53)一、填空题（每空1分，共20分） (53)二、简答题（每题5分，共30分） (53)三、计算题（共20分）（将本题答案写在答题纸上） (54)四、综合分析题（共30分） (54)机电一体化系统设计试题答案 (55)一、填空题（每空1分，共20分） (55)二、简答（每题5分，共30分） (55)三、计算题（共20分） (55)四、综合分析题（30分） (56)机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O 接口8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取（DMA）二、判断题：1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。
（×）2 滚珠丝杆不能自锁。
（√）3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。
（×）4 异步通信是以字符为传输信息单位。
（√）5 同步通信常用于并行通信。
（×）6 无条件I/O方式常用于中断控制中。
（×）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（√）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（√）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（√）（4）温度误差是影响传动精度的因素（√）三、单项选择题1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ）决定转角位移的一种伺服电动机。
《机电一体化系统设计基础》计分作业3
《机电一体化系统设计基础》计分作业31.积分调节器的主要作用是（C）。
选择一项：A. 加快响应B. 减小振荡C. 消除静差D. 提高稳定性2.以下（C）不属于PLC系统的组成部分。
选择一项：A. 编程器B. CPUC. 硬盘D. I/O接口3.HRGP-1A型喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的（D）。
选择一项：A. 能源部分B. 测试传感部分C. 执行机构D. 驱动部分4.（A）要求计算机控制系统的采样周期小一点。
选择一项：A. 提高抗干扰能力B. 执行元件C. 计算机的计算成本D. 计算机的计算精度5.以下抑制电磁干扰的措施，除了（D），其余都是从切断传播途径入手。
选择一项：A. 屏蔽B. 滤波C. 隔离D. 软件抗干扰6.以下（A）不属于现场总线技术。
选择一项：A. RS232B. HARTC. PROFIBUSD. CAN7.旋转变压器是喷漆机器人电液伺服系统中的（B）。
选择一项：A. 驱动元件B. 检测元件C. 控制元件D. 能量元件8.计算机控制系统实际运行时，需要由用户自行编写（C），具有实时性、针对性、灵活性和通用性。
选择一项：A. 系统软件B. 开发软件C. 应用软件D. 嵌入软件9.根据系统的已有知识确定系统的模型结构，通过实验观测数据估计未知参数，这样方法称为（C）。
选择一项：A. 机理模型法B. 统计模型法C. 混合模型法D. 试验模型法10.数控机床进给系统的伺服电机属于设备的（A）。
选择一项：A. 驱动部分B. 执行机构C. 能源部分D. 测试传感部分11.通用型计算机系大多工作在为特定用户群设计的系统中，通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点。
（错）12.电磁兼容设计任务是应用电磁兼容技术的科学设计和经验方法，保证产品不被周围设备产生的电磁能量干扰。
（错）13.目前，大部分硬件接口和软件接口都已标准化或正在逐步标准化，设计时可以根据需要选择适当的接口，再配合接口编写相应的程序。
机电一体化试题(卷)与答案汇总
目录机电一体化复习题2机电一体化复习题参考答案6机电一体化技术试题11答案与评分标准13机电一体化复习题18一、名词解释18二、填空题19三、简答题20四、选择题。
〔无答案〕23五、应用题24《机电一体化技术》试卷〔一〕27《机电一体化技术》试卷 (一)答案29《机电一体化技术》试卷 (二)30《机电一体化技术》试卷(二) 答案33《机电一体化技术》试卷 (三)35《机电一体化技术》试卷 (三)答案38《机电一体化技术》试卷 (四)40《机电一体化技术》试卷 (四) 答案42《机电一体化技术》试卷 (五)45《机电一体化技术》试卷 (五) 答案47机电一体化系统设计试题51一、填空题〔每空1分，共20分〕51二、简答题〔每题5分，共30分〕51三、计算题〔共20分〕〔将此题答案写在答题纸上〕52四、综合分析题〔共30分〕52机电一体化系统设计试题答案53一、填空题〔每空1分，共20分〕53二、简答〔每题5分，共30分〕53三、计算题〔共20分〕54四、综合分析题〔30分〕54机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取〔DMA〕二、判断题：1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。
〔×〕2 滚珠丝杆不能自锁。
〔√〕3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。
〔×〕4 异步通信是以字符为传输信息单位。
〔√〕5 同步通信常用于并行通信。
〔×〕6 无条件I/O方式常用于中断控制中。
〔×〕7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误〔1〕影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差〔√〕〔2〕螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素〔√〕〔3〕螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素〔√〕〔4〕温度误差是影响传动精度的因素〔√〕三、单项选择题1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过〔 B 〕决定转角位移的一种伺服电动机。
机电一体化技术试题及其答案
《机电一体化技术》试卷(一)一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量：是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象收集信息，取得数据概念的过程。
2.灵敏度：指在稳态下，输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。
即为传感器灵敏度。
S=dy/dx=ΔY/ΔX3. 压电效应：某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。
当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。
4. 动态误差：动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。
5. 传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置。
二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：____内循环____，_____外循环____。
2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括____性能指标系统功能使用条件经济效益。
3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，【顺序控制器通常用___________ PLC __________________。
4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=孤度，则莫尔条纹的宽度是_______20mm ___________。
5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的_______位置和速度________，使它们同步协调到达目标点。
6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为___。
7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数_____________增加而减小_________________。
8. 累计式定时器工作时有_______________________ 2 ___________________________。
机电一体化系统设计多选题
1.对于计算机控制系统，目前常用的有基于（）等多种类型的控制系统。
A.单片机B.单板机C.普通PC机D.工业PC机E.PLC [正确答案]：ABCDE2.计算机控制系统的设计思路过程包括（）。
A.确定系统的整体控制方案B.确定控制算法C.选择微型计算机D.系统总体设计E.软件设计F.系统调试[正确答案]：ABCDEF3.机电一体化系统对执行元件有（）基本要求。
A.惯量小、动力大B.体积小、重量轻C.便于维修、安装D.宜于计算机控制E.体积大、动力大[正确答案]：ABCD4.总体来讲，控制系统的设计要遵循（）步骤。
A.确定系统的总体方案B.建立数学模型确定控制算法C.控制系统的总体设计D.软件设计E.传感器的选型[正确答案]：ABCD5.以下( )是工控机与商用PC机之间的不同点。
A.能够提供各种数据实时采集和控制B.能够安装在机械结构里面，和机器成为一体C.能够和被控制对象的传感器、执行机构直接接口D.能够在苛刻的工作环境中可靠运行E.在计算和界面设计上没有不同[正确答案]：ACD6.嵌入式系统与通用计算机系统相比具有（）重要特征。
A.面向特定应用B.高度密集C.程序可擦写D.生命周期短E.生命周期长7.建立传递函数这样的数学模型步骤为（）。
A.第一步确定各系统的输入、输出量B.第一步是按信号的传递顺序遵循运动规律写出各环节微分方程C.第二步是进行拉斯变换求系统传递函数D.第二步是确定各系统的输入、输出变量E.第三步是进行拉斯变换求系统传递函数F.第三步是按信号的传递顺序遵循运动规律写出各环节微分方程[正确答案]：ADE8.齿轮侧隙调整法中（）能自动补偿间隙。
A.偏心套调整法B.双片薄齿轮错齿调整法C.轴向垫片法D.轴向压簧错齿调整法E.双螺母螺纹调整法[正确答案]：BD9.传感器由（）组成。
A.敏感元件B.转换器件C.信号调节电路D.辅助电源E.集成电路[正确答案]：ABCD10.机电一体化产品产品概念设计包含（）流程。
国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案(试卷号：1118)
GJ开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案（试卷号：1118）GJ开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案〔试卷号：1118〕一、单项选择题〔每题3分，共24分〕1．以下产品不属于机电一体化产品的是( )。
．工业机器人B．打印机C．空调D．计算机2．在同步带的基准节圆柱面上，带轮的节距与带的节距的关系为( )。
．大于B．小于C．等于D．不确定3．以下哪项指标是传感器的动特性？( ) ．量程B．线性度C．灵敏度D．幅频特性4．在开环操纵系统中，常用( )做驱动元件。
．直流伺服电动机B．步进电动机C．同步沟通伺服电动机D．异步沟通伺服电动机5．接受脉宽调制(PWM)进行直流电动机调速驱动时，通过转变( )来转变电枢回路的平均电压，从而实现直流电动机的平滑调速。
.脉冲的宽度B．脉冲的频率C．脉冲的正负D．其他参数6．PID操纵算法中，积分调整器的主要作用是( )。
．消除静差B．加快响应C．减小振荡D．提高稳定性7．HRGP-1工业机器人中的旋转变压器属于系统中的( )。
.能源部分B．测试传感部分C．操纵器D．执行机构8．由单XXCNC机床或加工中心与工业机器人组成，实现单工序加工的可变加工单元称为( )。
．FMF B．FMS C．FML D．FMC 二、推断题〔正确的打√，错误的打×，每题3分，共30分〕9．机电一体化是一个新兴的交叉学科，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，机电一体化产品具有智能化、人性化等特征。
( ) 10.机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。
( ) 11.削减齿轮传动机构的摩擦，削减转动惯量，提高传动效率等措施，从而提高机电一体化系统的响应速度。
( ) 12.选择滚珠丝杆副的过程中，当系统的加工精度要求较高时，导程就大一点；加工精度较低时，导程就选小一些。
( ) 13.选择传感器时，假如测量目的是定性分析的，选用重复度高的传感器即可，不宜选用肯定量值精度高的；假如是为了定量分析，就需选用精度等级能满足要求的传感器。
机电一体化技术试题及其答案
机电一体化技术试卷一一、名词解释每小题2分,共10分1. 测量：是人们借助于专门的设备,通过一定的方法对被测对象收集信息,取得数据概念的过程;2.灵敏度：指在稳态下,输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值;即为传感器灵敏度;S=dy/dx=ΔY/ΔX3. 压电效应：某些电介质,当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时,内部就会产生极化现象,同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷;当外力去掉后,它又重新恢复到不带电的状态,这种现象被称为压电效应;4. 动态误差：动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差;5. 传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的,便于应用的某种物理量的测量装置;二、填空题每小题2分,共20分1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：____内循环____,_____外循环____;2. 机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括____性能指标系统功能使用条件经济效益;3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统,顺序控制器通常用___________ PLC __________________;4. 某光栅的条纹密度是50条/mm,光栅条纹间的夹角θ=孤度,则莫尔条纹的宽度是_______20mm ___________;5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动,必须同时控制每一个轴的_______位置和速度________,使它们同步协调到达目标点;6. 某4极交流感应电机,电源频率为50Hz,转速为1470r/min,则转差率为___;7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数_____________增加而减小_________________;8. 累计式定时器工作时有_______________________ 2 ___________________________;9. 复合控制器必定具有___________前馈控制器_________________;10. 钻孔、点焊通常选用____________简单的直线运动控制_______________类型;三、选择题每小题2分,共10分1. 一般说来,如果增大幅值穿越频率ωc的数值,则动态性能指标中的调整时间ts BA. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是 AA. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统C. 弹簧—阻尼系统D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数 CA. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统,顺序控制器通常用 CA. 单片机B. 2051C. PLCD. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和D 等个五部分;A 换向结构B 转换电路C 存储电路D检测环节四、判断题每小题2分,共10分1、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号; √2、电气式执行元件能将电能转化成机械力,并用机械力驱动执行机构运动;如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等; ×3、对直流伺服电动机来说,其机械特性越硬越好; √4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移,步距角越小,位移的控制精度越低;×5、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号,为电机提供电能的控制装置,也称其为变流器,它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换; √五、问答题每小题10分,共30分1. 步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型答：单电源驱动电路双电源驱动电路斩波限流驱动电路2. 什么是步进电机的使用特性答：步距误差步距误差直接影响执行部件的定位精度;最大静转矩是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时,所能承受的最大外加转矩,亦即所能输出的最大电磁转矩,它反映了步进电动机的制动能力和低速步进运行时的负载能力;启动矩一频特性空载时步进电动机由静止突然启动,并不失步地进入稳速运行所允许的最高频率称为最高启动频率;启动频率与负载转矩有关;运行矩频特性步进电动机连续运行时所能接受的最高频率称为最高工作频率,它与步距角一起决定执行部件的最大运行速度;最大相电压和最大相电流分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大电源电压和流过的最大电流;3. 机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面答：应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益;六、分析计算题每小题10分,共20分1. 三相变磁阻式步进电动机,转子齿数Z=100,双拍制通电,要求电动机转速为120r/min,输入脉冲频率为多少步距角为多少答：1. 20KHz º2. 采用PLC设计二个电磁阀A、B工作的系统1 按钮x1为A电磁阀打开,按钮x2为A电磁阀关闭输出y1;2 按钮x3为B电磁阀打开,按钮x4为B电磁阀关闭输出y2;3 只有B电磁阀在工作中,A电磁阀才能工作;要求：画出梯形图,写出助记符指令程序;2. 1 梯形图：２助记符指令程序：STR X1OR Y1AND NOT X2OUT Y1STR X3OR Y2AND NOT X4AND Y1OUT Y2机电一体化技术试卷二一、名词解释每小题2分,共10分1、线性度：所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度;又称为非线性误差;2、伺服控制系统：一种能够跟踪输入的指令信号进行动作,从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统;3、三相六拍通电方式：如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态,这种通电方式称为单双相轮流通电方式;如A→AB→B→BC→C →CA→…4、传感器：是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的,便于应用的某种物理量的测量装置;5、系统精度：指输出量复现输入信号要求的精确程度；二、填空题每小题2分,共20分1、计算机在控制中的应用方式主要有_操作指导控制系统_分级计算机控制系统_监督计算机控制系统SCC___直接数字控制系统________;2. 滚珠丝杆螺母副结构有两类：外循环插管式内循环反向器式;3、应用于工业控制的计算机主要有_单片机PLC 总线工控机_等类型;4. 机电一体化系统,设计指标和评价标准应包括____性能指标系统功能使用条件经济效益___;5、可编程控制器主要由_____ CPU 存储器接口模块_____等其它辅助模块组成;6. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统,顺序控制器通常用_____ PLC ______;7、现在常用的总线工控制机有STD总线工业控制机、PC总线工业控制机和CAN总线工业控制机等;8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种_变压器隔离光电隔离_;9. 某光栅的条纹密度是50条/mm,光栅条纹间的夹角θ=孤度,则莫尔条纹的宽度是_____20mm _______;10. 采样/保持器在保持阶段相当于一个“______模拟信号存储器______”;三、选择题每小题2分,共10分1.一个典型的机电一体化系统,应包含以下几个基本要素：A B C DA 机械本体B 动力与驱动部分C 执行机构 D. 控制及信息处理部分2、机电一体化系统产品开发的类型：A B CA 开发性设计B 适应性设计C 变参数设计D 其它3、机电一体化系统产品设计方案的常用方法：A B C DA 取代法B 整体设计法C组合法D其它;4、机电一体化的高性能化一般包含：A B C DA高速化B高精度C高效率D高可靠性;5、抑制干扰的措施很多,主要包括：A B C DA屏蔽B隔离C滤波D接地和软件处理等方法四、判断题每小题2分,共10分1、变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标; √2、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号; √3、感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件,有直线和圆盘式两种,分别用作检测直线位移和转角;√4、数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等,它们的共同特点是利用自身的物理特征,制成直线型和圆形结构的位移传感器,输出信号都是脉冲信号,每一个脉冲代表输入的位移当量,通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸;√5、FMC控制系统一般分二级,分别是单元控制级和设备控制级;√五、问答题每小题10分,共30分1、计算机控制系统中,如何用软件进行干扰的防护;答：软件滤波用软件来识别有用信号和干扰信号,并滤除干扰信号的方法,称为软件滤波软件“陷井”软件“看门狗”WATCHDOG就是用硬件或软件的办法要求使用监控定时器定时检查某段程序或接口,当超过一定时间系统没有检查这段程序或接口时,可以认定系统运行出错干扰发生,可通过软件进行系统复位或按事先预定方式运行;2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响如何处理答：如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形,则当螺杆反向转动时,将产生空回误差;为了消除空回误差,在螺杆上装配两个螺母1和2,调整两个螺母的轴向位置,使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面,使其产生一定的变形,从而消除了轴向间隙,也提高了轴向刚度;常用的调整预紧方法有下列三种;垫片调隙式螺纹调隙式齿差调隙式3、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器,光电藕合器的作用有哪些答：1能保护系统元件不受高共模电压的损害,防止高压对低压信号系统的损坏;2泄漏电流低,对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路;3共模抑制比高,能对直流和低频信号电压或电流进行准确、安全的测量;利用光电耦合方式实现载波调制,可获得10kHz带宽,但其隔离性能不如变压器耦合;六、综合应用题每小题10分,共20分1.编写程序：单片机读的状态,把这个状态传到指示灯去,当为高电平时指示灯亮,低电平时指示灯不亮,采用中断完成这一输入输出过程,每中断一次完成一个读写过程;答：2. 光栅传感器,刻线数为100线/mm,设细分时测得莫尔条纹数为400,试计算光栅位移是多少毫米若经四倍细分后,记数脉冲仍为400,则光栅此时的位移是多少测量分辨率是多少答：光栅此时的位移细分前4mm, 细分后1mm测量分辨率:细分前mm/线细分后:机电一体化技术试卷五一、名词解释每小题2分,共10分1机电一体化：机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术,以系统为出发点的最佳功能价值的系统工程技术;2伺服控制：伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作,从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统;3闭环控制系统：闭环控制系统是指具有反馈的控制系统;4逆变器：逆变器是将直流电变成交流电的电路;5 SPWM：SPWM是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形;二判断题：每小题1分,共10分1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口;×2 滚珠丝杆不能自锁;√3 无论采用何种控制方案,系统的控制精度总是高于检测装置的精度;×4 异步通信是以字符为传输信息单位;√5 同步通信常用于并行通信;×6 无条件I/O方式常用于中断控制中;×7从影响螺旋传动的因素看,判断下述观点的正确或错误1影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差√2螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素√3螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素√4温度误差是影响传动精度的因素√三、选择题每小题1分,共40分1. 在计算机和外部交换信息中,按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信;2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道四种通道;3. 在伺服系统中,在满足系统工作要求的情况下,首先应保证系统的和稳定性和精度,并尽量高伺服系统的响应速度;4. 一般来说,伺服系统的执行元件主要分为电磁式液压式气压式和其它等四大类型;5. 在SPWM变频调速系统中,通常载波是等腰三角波, 而调制波是正弦波;6. 异步交流电动机变频调速：1）基频额定频率以下的恒磁通变频调速,属于恒转矩调速方式;2）基频额定频率以上的弱磁通变频调速,属于恒功率调速方式;7. 开环步进电动机控制系统,主要由环形分配器功率驱动器步进电机等组成;8.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1计算机软件,2硬件分配,3专用环形分配器;9. 根据计算机在控制中的应用方式,把计算机控制系统分为四类：1操作指导控制系统,2直接控制系统,3监督计算机控制系统,4分级计算机控制系统;10．应用于工业控制的计算机主要有：1单片机,2PLC,3总线工控机等类型;11.干扰传播途径有二种方式,其中传导耦合方式：干扰信号能量以电压或电流的形式,通过金属导体传递;12. 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、隔离、滤波、接地、合理布局和软件抗干扰技术;13. 电场屏蔽----通常用铜、铝等导电性能良好的金属材料作屏蔽体,并应保持良好接地;14．根据频率特性解释下列滤波器的作用：1低通滤波器：只让低频成分通过,而高于截止频率成分受到抑制、衰减,不让通过;2带通滤波器：只让通过,而高于部分;A 换向结构B 转换电路C 存储电路D检测环节答案：2某一频带内的成分上截止频率成分下截止频率成分四解答题每小题8分,共40分1．简述一个典型的机电一体化系统的基本组成要素;答：1机械本体2动力与驱动；3传感测试部分；4执行机构5控制及信息处理单元2．直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法3．简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成;答：对机械系统的基本要求：高精度；快速响应；良好的稳定性;机械系统的组成：传动机构；导向机构；执行机构;4. 简述在微机控制系统中I/O控制方式及I/O接口的编址方式;答：程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式;独立编址；与储存器统一编址;5．简述伺服系统的结构组成;答：1 比较环节；2 控制器；3 执行环节；4 被控对象；5 检测环节;6．DAC0832有哪三种输入工作方式有哪二种输出工作方式答：输入工作方式：1直通方式2单缓冲方式3双缓冲方式输出工作方式：1单极性输出2双极性输出7. 步进电动机控制系统中,电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动:已知：步距角θ,脉冲数N ,频率 f ,丝杠导程p ,试求执行部件:位移量L=移动速度V=答：L =θp/360°N ；V =θp/360°f8. 测量某加热炉温度范围为100~1124℃,线性温度变送器输出0~5V,用ADC0809转换器输入到微机控制系统中,试求测量该温度环境的分辨率和精度;答：4 ℃; +2℃;机电一体化技术试卷九一、名词解释每小题2分,共10分1. 变频调速：采用改变电机通电频率的方式来改变电机的转速的调速方式2. FMS：柔性制造系统Flexible Manufacturing System是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成,并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化,其基本组成部分有：自动化加工设备,工件储运系统,刀具储运系统,多层计算机控制系统等;3. 响应特性：指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度,决定了系统的工作效率;4. 敏感元件：敏感元件是直接可以感受被测量的变化,并输出与被测量成确定关系的元件;5. 压电效应：某些电介质,当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时,内部就会产生极化现象,同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷;当外力去掉后,它又重新恢复到不带电的状态,这种现象被称为压电效应;二、选择题每小题2分,共10分1、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和____D___等个五部分;A 换向结构B 转换电路C 存储电路D检测环节2、检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和B__;A 控制电路B 转换电路C 调制电路D 逆变电路3、以下可对异步电动机进行调速的方法是__B__;A 改变电压的大小B 改变电动机的供电频率C 改变电压的相位D 改变电动机转子绕组匝数4、执行元件：能量变换元件,控制机械执行机构运动,可分为__A___、液压式和气动式等;A 电气式B 电磁式C 磁阻式D 机械式5、步进电动机,又称电脉冲马达,是通过___B___ 决定转角位移的一种伺服电动机;A 脉冲的宽度B 脉冲的数量C 脉冲的相位D 脉冲的占空比三、简答题每小题10分,共30分1什么叫传感器传感器的功用是什么它是由哪几部分组成的各部分的作用及相互关系如何答：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的,便于应用的某种物理量的测量装置;传感器的功用是：一感二传;组成：传感器一般是由敏感元件、传感元件和转换电路三部分组成;敏感元件：直接可以感受被测量的变化,并输出与被测量成确定关系的元件;转换元件：敏感元件的输出就是转换元件的输入,它把输入转换成电路参量;基本转换电路：上述的电路参量进入基本转换电路中,就可以转换成电量输出;传感器只完成被测参数到电量的基本转换;2. 试简述采样/保持器原理;采样/保持由存储电容C,模拟开关S等组成,如图所示;当S接通时,输出信号跟踪输入信号,称采样阶段;当S断开时,电容C二端一直保持断开的电压,称保持阶段;由此构成一个简单采样/保持器;实际上为使采样/保持器具有足够的精度,一般在输入级和输出级均采用缓冲器,以减少信号源的输出阻抗,增加负载的输入阻抗;在电容选择时,使其大小适宜,以保证其时间常数适中,并选用漏泄小的电容;3. 工业控制用的计算机主要有哪几种类型,它们分别适用于哪些场合答：工业控制的计算机主要有单片微型计算机、可编程序控制器PLC、总线工控机等类型;根据机电一体化系统的大小和控制参数的复杂程度,选用不同的微型计算机;单片机或可编程控制器主要用于,控制量为开关量和少量数据信息的模拟量的小系统;对于数据处理量大的系统,则往往采用基于各类总线结构的工控机,如STD总线工控机、IBM-PC总线工控机、Multibus工控机等;对于多层次、复杂的机电一体化系统,则要采用分级分步式控制系统,在这种控制系统中,根据各级及控制对象的特点,可分别采用单片机、可编程控制器、总线工控机和微型机来分别完成不同的功能;四、简单应用题每小题10分,共20分1. 刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上,已知丝杠的螺距为2mm,编码器在10秒内输出307200个脉冲,试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少答：10s内转轴转了多少转：307200÷1024=300转位移量∵螺距T=2mm∴300×2=600 mm转速：300÷10=30转/秒2. 有一脉冲电源,通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组,测得步进电机的转速为100r/min,已知转子有24个齿,求：1步进电机的步距角；2脉冲电源的频率;答：1 K=2; M=5, Z=24; α=360/2524=º2 f=400Hz五、综合应用题每小题15分,共30分1. 三相变磁阻式步进电动机,转子齿数Z=100,双拍制通电,要求电动机转速为120r/min,输入脉冲频率为多少步距角为多少1.答：K=1; M=3, Z=100; α=360/13100=ºf=600Hz2. 根据下面的电路图,编写利用该接口电路一次完成A/D转换,并把转换的结果的高8位放入R2中,低8位放入R3中的程序段;答：MAIN：MOV R0,7CH ；选择AD574,并令A0=0MOVX R0,A ；启动A/D转换,全12位LOOP：NOPJB ,LOOP ；查询转换是否结束MOVX A,R0 ；读取高8位MOV R2,A ；存人R2中MOV R0,7DH ；令A0=1MOV R3,A ；存入R3中… …机电一体化技术试卷 十一、名词解释 每小题2分,共10分1. 单片机：它是把组成微机的CPU 、存储器I/O 接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机;2. I/O 接口：I/O 接口电路也简称接口电路;它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件电路;它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用;3. I/O 通道：I/O 通道也称为过程通道;它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道4.串行通信：串行通信是数据按位进行传送的;在传输过程中,每一位数据都占据一个固定的时间长度,一位一位的串行传送和接收;串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式;5.直接存储器存取DMA ：硬件在外设与内存间直接进行数据交换DMA 而不通过CPU;二、单项选择题每小题2分,共10分1. 步进电动机,又称电脉冲马达,是通过 决定转角位移的一种伺服电动机; BA 脉冲的宽度B 脉冲的数量C 脉冲的相位D 脉冲的占空比2. 对于交流感应电动机,其转差率s 的范围为 B ;<s<2 <s 1 <s<1 <s<0指的是 C ;A.机器人B.计算机集成系统C.脉宽调制D.可编程控制器4. PD 称为 C 控制算法;A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分5.在数控系统中,复杂连续轨迹通常采用 A 方法实现;A.插补B.切割C.画线D.自动三、简答题 每小题5分,共30分1. 试简述光电式转速传感器的测量原理;答：1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器,由装在被测轴或与被测轴相连接的输入轴上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成;光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上;当缝隙圆盘随被测轴转动时,由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同,因此圆盘每转一周,光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲,根据测量单位时间内的脉冲数N,则可测出转速为 Zt Nn 60式中 Z ——圆盘上的缝隙数；n ——转速r ／min ；t ——测量时间s;2. 试述可编程控制器的工作原理;答： 可编程控制器有两种基本的工作状态,即运行RUN 和停止STOP 状态;不管是在哪种状态,PLC 都是反复不断地重复进行,直至PLC 停机;在每次循环中,若处于运行RUN 状态,可编程控制器完成5个阶断,如图所示;若处于停止STOP 状态,PLC 也要循环进行内部处理和通信服务;3. 在模拟输入通道中,采样/保持器有什么作用是否模拟输入通道中必须采用采样/保持器为什么答：由于任何一种A/D 转换器都需要有一定时间来完成量化及编码操作,因此,在转换过程中,模拟量不能发生变化,否则,将直接影响转换精度;采样/保持器SamPLE/Hold 就是使在A/D 转换时,保证输入A/D 转换器的模拟量不发生变化;模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器;当输入的模拟量信号变化缓慢时,也可省去采样/保持器;4. 柔性制造系统的主要特点有哪些答：1柔性高,适应多品种中小批量生产；2系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；3可混流加工不同的零件；4系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；5多层计算机控制,可以和上层计算机联网；6可进行三班无人干预生产;5 步进电动机是什么电机它的驱动电路的功能是什么。
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《机电一体化技术》试卷 (三)
考试方法：闭卷 考试时间１２０分钟 共２页 第1页
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一、名词解释 (每小题2分，共10分)
1.机电一体化2.自动控制3.开环控制系统4.逆变器5. PWM
二 判断题 (每空1分，共10分)
1. 直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。（ ）
2. 滚珠丝杆不能自锁。（ ）
3. D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（ ）
4. 同步通信是以字符为传输信息单位。（ ）
5. 异步通信常用于并行通道。（ ）
6. 查询I/O方式常用于中断控制中。（ ）
7. 串行通信可以分为以下四种方式：
1）全双工方式；（ ）
2）半双工方式；（ ）
3）同步通信； （ ）
4）异步通信。 （ ）
三 填空题：(每空1分，共40分)
1. 从控制角度讲，机电一体化可分为 控制系统和 控制系统。
2. 在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分
为: ； ； 三种形式。
3. 多点接地：优点： ，缺点： 。
4. 一般来说，伺服系统的基本组成为 、 、
和 等四大部分组成。
5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是 ，而调制波是
。
6.从电路上隔离干扰的三种常用方法是: 隔离， 隔离， 隔离。
7.开环步进电动机控制系统，主要由 、 和
等组成。
8.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1）
，2） ，3） 。
9. 产生电磁干扰必备的三个条件是： ， ， 。
10.干扰传播途径有二种方式：
1）传导耦合方式：干扰信号能量以 或 的形式，通过金属导体传递。
2）幅射耦合方式：干扰信号能量以 的形式，通过空间感应传递。
11. 指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式： , ;
哪几种属于幅射耦合方式： , , 。
A.静电干扰 B.磁场干扰 C.漏电干扰 D.共阻抗感应干扰 E.电磁辐射干扰。
12.磁场屏蔽---对高频交变磁场应采用 的金属材料
作屏蔽体；对低频交变磁场应采用 的材料作屏蔽体，并保证磁路畅
通。
13.一点接地中：1）串联接地：优点： ，缺点： ，
2）并联接地：优点： ，缺点： ，仅适用于 电路。
四 解答题 (每小题5分，共40分)
1．一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？
2．斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？
3、简述直流伺服电动机两种主要控制方式的工作原理。
4. 在微机控制系统中，主机和外围设备间所交换的信息通常分为哪三类？
5．数据信息可分为哪几种？
6．DAC0832有哪三种输入工作方式？有哪二种输出工作方式？
7.步进电动机控制系统中，电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动:
已知：步距角θ，脉冲数 N ，频率 f ，丝杠导程 p ，试求执行部件:
位移量 L= ? 移动速度 V=?
8.有一变化量为0 ~ 16V的模拟信号，采用4位A/D转换器转换成数字量，输入到微机控制
系统中，试求其量化单位q＝？，量化误差最大值emax＝？
《机电一体化技术》试卷 (三)答案
考试方法：闭卷 考试时间１２０分钟 共２页 第1页
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一 名词解释 (每小题2分，共10分)
1机电一体化--从系统的观点出发，将机械技术 、微电子技术、信息技术、控制技术等
在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。
2.自动控制—由控制装置自动进行操作的控制。
3.开环控制系统—无反馈的控制系统。
4.逆变器—把固定的直流电变成固定或可调的交流电的 DC/AC变流器。
5. PWM—通过调节脉冲的宽度改变负载电压平均值的脉宽调制斩波器。
二 判断题 (每空1分，共10分)
1. √ 2. √ 3. √ 4. × 5.× 6.×
7. 1） √1 2）√ 3）√ 4）√
三 填空题（(每空1分，共40分）
1. 开环、闭环
2. 电压输出 电流输出 频率输出
3. 互不干扰 接线多 复杂
4. 控制器 功率放大器 执行机构 和检测装置
5. 等腰三角波 （三相）正弦波
6. 光电 变压器 继电器
7. 环形分配器 功率放大器 步进电动机
8. 1）采用计算机软件分配器 2）小规模集成电路搭接的硬件分配器 3）专用模块分配
器
9．干扰源 传播途径 接受干扰对象 原系统 系统
10. 1） 电压 ；电流 。 2）电磁场。
11. C , D ; A , B E。
12. 铜和铝等导电性能好 ；铁等高导磁率 。
13．1）最简单，；前后相互干扰，
2）干扰小，；接线多，复杂，低频（<1MHZ）。
四 解答题 (每小题5分，共40分)
1、机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分
2.1）垫片调整法 2）轴向压簧调整法
3、一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电绕组两头端的
电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；
另一种是励磁磁场控制即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场的强度，从而控制电
动机的转速和输出转矩。
4、数据信息、状态信息和控制信息
5、（1）数字量（2）模拟量（3）开关量（4）脉冲量
6、（1）直通方式 （2）单缓冲方式 （3）双缓冲方式
（1）单极性输出 （2）双极性输出
7、 L =(θp/360°)N ； V =(θp/360°)f
8、量化单位q＝1V， 量化误差最大值emax＝±0.5V。